Фторопласты

Исследование наполненных фторопластов

Исследования наполненных фторопластов сводятся к выявле­нию влияния ряда факторов на их основные свойства с целью целенаправленного воздействия на них изменением влияющих факторов.

Для выявления влияния наполнителей и их содержания в мате­риалах проведены сравнительные испытания большого количества композиций. Испытания проведены по двум схемам трения: вал - плоский образец и сфера - кольцевой образец. В табл. 1.1 [3] приведены результаты испытаний на трение и износ наиболее износостойких композиций ПТФЭ с оптимальными количествами наполнителей, полученные при скорости скольжения 0,5-1 м/с и нагрузке 400 Н по схеме трения вал - плоский образец.

Близкие к этим получены результаты и при испытании по схеме сфера - кольцевой образец.

Наиболее низкие коэффициенты трения и низкие установив­шиеся скорости изнашивания принадлежат композициям ПТФЭ со свинцом и бронзой. Однако у композиций со свинцом отмечается значительно больший начальный износ по сравнению с другими наполнителями.

Для всех исследованных композиций, кроме композиций со свинцом, оптимальное количество наполнителя составляет 20-30 % по объему и в определенной степени зависит от схемы трения. Оптимальным количеством свинца в композиции является 15 %.

Выявлено также влияние дисперсности наполнителя на анти­фрикционные свойства материалов [3]. Анализ результатов испы­таний композиций с графитом, дисульфидом молибдена и кремне­зёмом разной дисперсности показал, что наибольший износ наблюдается у композиций с высокодисперсными наполнителями и для каждой концентрации наполнителя имеется оптимальный размер частиц, которому соответствует минимальный износ.

Влияние формы частиц на износостойкость образцов (на приме­ре бронзы) объясняется количественным и качественным измене­нием приграничного объема раздела ПТФЭ - бронза.

Проверкой эффекта повышения износостойкости композиций ПТФЭ со свинцом установлено его проявление в случае трения на воздухе и при повышенной температуре в контакте. Предполагает­ся, что свинец и кислород способствуют образованию плёнки в контакте трения. Кислород облегчает деструкцию ПТФЭ при тре­нии, а свинец оказывает каталитическое действие на образование фторидов железа.

Введение свинца в композиции вместе с другими наполнителя­ми значительно повышает износостойкость материала и снижает коэффициент трения (табл. 1.2).

Совершенствованием составов разработана композиция с ин­тенсивностью износа в 4400 раз меньше, чем у ненаполненного ПТФЭ.

Поверхности стали и ПТФЭ обогащаются медью, на которой формируется металлополимерный слой в виде координационного соединения. Структура граничного слоя состоит из связанного с поверхностью кристаллической решетки стали слоя сервовитной плёнки меди и металлополимерного слоя, ориентированного в направлении трения.

Испытаниями композиций на основе фторопласта 4МБ, вклю­чающих фторопласт 4ДПТ и графит, показана возможность улуч­шения антифрикционных свойств и повышения износостойкости фторопласта 4МБ [3].

На свойства наполненного ПТФЭ оказывают влияние условия спекания. Образцы, спечённые под давлением, всегда имели более высокую плотность и износостойкость.