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聚合物

聚合物又稱塑料,作為機械工程材料使用的塑料稱為工程塑料。它是以合成樹脂為主要成分,還含有各種增塑劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑、防靜電劑、阻燃劑、固化劑、增強料和填充料的有機高分子材料。聚合物的種類很多,按其特性分為熱塑性和熱固性兩大類。

熱塑性聚合物常用的主要有：聚酰胺、聚縮醛、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚胺酯等。它們是具有線形或支鏈形結構的有機高分子化合物,可以反復受熱軟化和冷卻變硬。熱塑性塑料可用注塑、擠塑、吹塑、壓延等工藝方法成型。

熱固性聚合物常用的主要有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。它們在加工過程中加入催化劑或固化劑使之固化,一旦固化完成,它就成為永遠不可熔融的固體材料。熱固性聚合物可用壓塑、層壓、澆鑄等方法成型。

常用塑料制作軸承、導軌、活塞環(huán)等摩擦副零件,例如水泵軸承,軋鋼機軸承,船尾軸承等,特別是可以用塑料制作無潤滑軸承。將聚四氟乙烯片材沖壓成唇型密封圈、軸瓦、活塞環(huán)和墊片等,成功地應用于帶式輸送機、打字機、縫紉機、電唱機唱盤、水泵、紡織機械和農業(yè)機械等設備上。

聚合物具有質輕、絕緣、減摩、耐磨、自潤滑、耐腐蝕、成型工藝簡單、生產效率高等特點。和金屬材料比較,它們的摩擦學性能對環(huán)境溫度和濕度敏感、與粘彈性有關的特性顯著、機械強度底、彈性模量小,對潤滑油的吸附性差。

碳石墨材料

石墨是由碳元素組成的一類非金屬材料。它是碳元素3種異構體中的一種,屬六方晶系,各層面由六角形環(huán)構成,層面與層面平行,呈有序的重疊晶體結構。石墨按來源分為天然石墨和人造石墨兩種。人造石墨是由碳質材料經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理而成。

碳石墨一般導電性好、耐熱、耐磨、有自潤滑性、高溫穩(wěn)定性好,耐化學腐蝕能力強,熱導率比聚合物高,線脹系數(shù)小。在大氣和室溫條件下與鍍鉻表面的摩擦因數(shù)和磨損率都很低。但在濕度很低時會喪失潤滑性。涂覆耐磨涂層能提高碳石墨的耐磨性。

石墨不但可作固體潤滑劑,可加入樹脂、金屬、陶瓷等材料中,增加這些材料的減摩性,還可直接作為摩擦副材料使用,如制作造紙、木材加工、紡織、食品等忌油場所的軸承,高溫滑動軸承,密封圈,活塞環(huán),刮片等。機械工程用碳石墨材料的“類”代表符號為M,有4個系列：碳石墨材料、電化石墨材料、樹脂碳復合材料和金屬石墨材料。

陶瓷材料

陶瓷是以無機非金屬天然礦物或人造化合物為原料,經(jīng)粉碎、成形和高溫燒結而成的,由無數(shù)無機非金屬小晶體和玻璃相組成的非金屬材料。以無機非金屬天然礦物,如粘土、長石、石英等為原料制成的是傳統(tǒng)陶瓷；以人造化合物為原材料制成的是特種陶瓷。機械工程采用的陶瓷一般是以氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼等人造化合物為原料制作的特種陶瓷。陶瓷的性能在很大程度上決定于它們的顯微結構,包括晶粒尺寸和分布,玻璃相的成分和含量,雜質的性質、含量和分布。而顯微結構又由原料、組成和制造工藝所決定。陶瓷的共同特性是硬度和抗壓強度高、耐高溫、耐磨、抗氧化、耐腐蝕性好、質脆、不耐沖擊和無延展性。

陶瓷是一種較新的無潤滑軸承的軸瓦材料,特別是SiC和Si3N4,它們的強度、耐熱性和耐蝕性都很好,摩擦學性能也很好。