[00010202]固體潤滑材料應用

　　高分子材料具有摩擦系數較低、機械性能優良及耐腐蝕性等優點，特別是加入填料可使其耐磨性顯著提高，正被廣泛應用到固體潤滑領域。高分子固體潤滑材料根據其成型工藝與作用機制的不同又可主要分為高分子固體潤滑塊材與高分子固體潤滑膜。

　　目前常見高分子固體潤滑塊材有：聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亞胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫醚（PPS）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）及超高分子量聚乙烯（UHMWPE）等，主要通過高分子與高分子共混及添加纖維、晶須等來提高基體的機械強度；通過添加各類固體潤滑劑來提高摩擦學性能；并通過電子輻射處理及等離子表面改性和離子注入等手段進行改性處理，提高其綜合性能。高分子基固體潤滑材料可取代傳統金屬材料，成為全新的一類耐摩擦磨損材料。

　　塑料復合材料已廣泛用于作為滑動部件的材料，可用于無潤滑(干燥條件)、水潤滑、低溫或者腐蝕性氣氛中以及真空中的滑動部件，但和其他許多固體潤滑材料不同，一般是有延展性的，而且機械性質上容易提供多樣性。因為許多熱塑性塑料成形性能好，所以作為固體潤滑材料在經濟有利。

　　軸承等材料所用多為熔點比較固定的結晶型高分子材料，如聚乙烯、尼龍、聚縮醛、聚四氟乙烯和聚酰亞胺。在固體潤滑膜中，常采用熱固性的高分子材料包括酚醛樹脂和環氧樹脂等具有一維網絡結構但又不顯結晶性的物質作為粘結劑，熱固性高分子材料可以在常溫或受熱后起化學反應，固化成形，再加熱時不可逆；常用的有：酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、聚鄰（間）苯二甲酸二丙烯酯樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯樹脂。

　　與其他固體潤滑劑相比較，高分子材料作為滑動部件具有以下優點：①韌性好，能有效地吸收振動，無噪音，不損傷對偶材料，②化學穩定性好，摩擦磨損對氣氛的依賴性小，在水中也能使用，③低溫性能好，即使在液氨，液氫的超低溫條件下仍能發揮其潤滑作用，在真空中同樣可以應用，④高分子材料最引人注目的優點是其與潤滑油的共存性，具有很強的耐油性，諸如酚醛樹脂和聚縮醛等都適應作含油軸承使用，而其他許多承受高負荷的固體潤滑膜卻不適合，⑤電絕緣性優良。其缺點為：機械強度低，承載能力差；不宜在高溫下使用；有吸濕性，時效變化明顯；軸承的間隙大，因而配合精度稍低。

　　高分子粘結固體潤滑膜常用于無油或少油潤滑、間歇式或短期工作的摩擦副零件，它的作用機理可以是下述的一項或幾項同時出現：①高分子涂層本身隔離摩擦副表面之間直接接觸，而涂層摩擦阻尼較小，②高分子涂層在對磨金屬表面形成轉移膜，隔離摩擦表面間直接接觸，降低摩擦阻尼，③高分子涂層表面微觀多孔狀或桔皮狀結構淤藏潤滑油，與固體潤滑劑產生減摩協同效應，④高分子涂層易于塑性變形，與對磨表面相適配，增大真實接觸面積，緩解應力集中，以及⑤高分子涂層具有良好的防腐性能和吸震功能，從而避免了腐蝕磨損和沖擊磨損的發生。

　　干膜潤滑劑在其它物質表面形成干性薄膜，具有抗摩擦、防粘黏、耐高溫等特點，適用于高溫、高壓和極度粉塵的環境。僅以在汽車中的應用為例：1、應用于門和鎖系統，應用于門鉸鏈、內門板、窗調整機構等，可以減少摩擦，改善啟動部件和滑軌的可靠性，減小開關門時產生的吱吱聲和卡嗒聲；2、用于門鎖、后備箱鎖、引擎蓋鎖、安全帶鎖等，作用是減少摩擦，提供長壽命無油脂潤滑，達到平穩無故障機械操作，同時提高耐腐蝕性能；3、座椅調整軌、座椅安全帶閂和回型夾以及所有緊固件；4、超限離合器、花鍵、螺紋；5、底盤系統的螺栓等緊固件；6、發動機系統的多層金屬墊片等等。 在其它領域的應用包括： ㈠開放式齒輪、機械、模具組裝/發電所的感應槽、蒸汽發電機等。㈡ 紡織機械的自動絡筒機、熱定型機螺桿、拉幅定型機、染色機、蒸化機、烘燥機、紡絲機、印花機、絲光機等軸承。㈢ 裝配機件及內部潤滑，鏈條、鋼纜、螺絲、輸送帶、拉纜機、金屬鑄造機、墊圈外膜、一般機器的維修和保養，高溫操作儀器，橡膠脫模，玻璃加工等。 其特性和優點如下：㈠ 滲透和緊貼表面，填充表面微孔，提供長期潤滑作用。㈡ 減少摩擦，有助于減少扭力和節省能源。㈢ 高度抗磨損和防止銹蝕。 ㈣ 耐高溫、高壓、防水和化學品侵蝕。㈤ 快速干透，形成一層不粘黏灰塵的保護膜。 ㈥ 可以用于食品工業和藥品工業。

　　高分子與固體潤滑研究所課題組研究形成了有機和無機耐高溫2個系列納米干膜潤滑劑產品。有機粘結型主要根據應用場合包括金屬（鋼鐵和鋁）、塑料、橡膠。分常溫（單組份和雙組分）和高溫（140~160℃*50min）固化；無機粘結型，耐溫1000℃以上，可以用于金屬和陶瓷表面，其典型應用領域在冶金和電力的高溫運動部件。涂膜在M-2000磨損試驗機上，進行的環/環滾動滑動磨損試驗，在線載荷10kN/m,200rpm，涂膜厚度5~15μm，磨損量為230m/μm，完全具備進口同類產品性能。此外，貴州航空材料研究院曾提出對于金屬銅片或者玻璃球表面進行納米固體潤滑處理。納米固體潤滑干膜耐磨損能力主要依賴于載荷和速度等工況以及涂膜厚度。此外研究開發水性、紫外光固化和粉末涂料型等新型環境友好型納米干膜潤滑劑等可用于未來產品技術儲備，其優點是不含有機揮發物(即零VOC)。納米固體潤滑塊和納米固體潤滑膏也具備了獨特優勢，正在國內重型機械做應用推廣。