针对工程塑料轴承提升耐磨性,有多种高效的材料解决方案。与金属轴承不同,工程塑料轴承的耐磨性提升主要通过选用更耐磨的基材和添加特种润滑填料来实现。
一、核心基体材料
选择本身就具有良好机械强度和耐磨性的工程塑料作为基材是第一步。
PEEK(聚醚醚酮):王者之选。具有极高的机械强度、耐高温性(可达250°C)和天生的耐磨性。是应对高温、重载、高速苛刻工况的首选,但成本较高。
PI(聚酰亚胺):高性能代表。极端高温下(可达300°C)仍能保持优异的机械性能和尺寸稳定性,耐磨性极佳。常用于航空航天等尖端领域。
PA(尼龙):经济实用型。特别是PA66和PA46,具有良好的韧性、耐磨性和耐疲劳性,是最常用的工程塑料轴承材料之一,性价比高。
PPS(聚苯硫醚):耐腐蚀之王。具有出色的耐化学腐蚀性、高刚性和耐高温性(可达220°C),其耐磨性也很好,尤其在腐蚀性介质中表现优异。
二、关键添加剂与填料
这是提升耐磨性最常用且效果最显著的方法。通过在上述基体材料中混入这些填料,形成复合材料。
PTFE(聚四氟乙烯)微粉:最重要的固体润滑剂。
作用机理:PTFE具有最低的摩擦系数之一。它会被磨耗到对磨面上,形成一层极薄的自润滑转移膜,从而将塑料与金属的摩擦转变为PTFE与PTFE的摩擦,极大降低磨损和摩擦力。
效果:显著降低摩擦系数,减少启动摩擦,提升运行平稳性。
MoS₂(二硫化钼):另一高效固体润滑剂。
作用机理:与PTFE类似,能在摩擦表面形成润滑膜,尤其适用于较高负载的工况。
效果:与PTFE有协同效应,常一同使用,共同增强抗磨和极压性能。
石墨:
作用机理:层状结构,层与层之间容易滑动,提供固体润滑效果。还能帮助散热。
效果:改善润滑,特别是在干燥环境中。
天诗工程塑料应用工程师建议:
为了提升工程塑料轴承的耐磨性,通常采用“高强度基材+固体润滑剂+纤维增强”的复合配方。
工况需求推荐材料组合
通用型,成本敏感PA66+PTFE(或+MoS₂)
重载、低速PEEK/PI+PTFE+碳纤维
高温、耐化学腐蚀PPS/PEEK+PTFE
高精度、低摩擦PEEK+PTFE+碳纤维
PTFE微粉是解决工程塑料轴承耐磨性问题最核心、最有效的添加剂之一。但它通常与高性能基材(如PEEK、PPS)和增强纤维(如碳纤维)协同使用,从而制造出能满足各种极端工况的自润滑、高强度、高耐磨的复合工程塑料轴承。