[00010202]固体润滑材料应用

　　高分子材料具有摩擦系数较低、机械性能优良及耐腐蚀性等优点，特别是加入填料可使其耐磨性显著提高，正被广泛应用到固体润滑领域。高分子固体润滑材料根据其成型工艺与作用机制的不同又可主要分为高分子固体润滑块材与高分子固体润滑膜。

　　目前常见高分子固体润滑块材有：聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亚胺（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，主要通过高分子与高分子共混及添加纤维、晶须等来提高基体的机械强度；通过添加各类固体润滑剂来提高摩擦学性能；并通过电子辐射处理及等离子表面改性和离子注入等手段进行改性处理，提高其综合性能。高分子基固体润滑材料可取代传统金属材料，成为全新的一类耐摩擦磨损材料。

　　塑料复合材料已广泛用于作为滑动部件的材料，可用于无润滑(干燥条件)、水润滑、低温或者腐蚀性气氛中以及真空中的滑动部件，但和其他许多固体润滑材料不同，一般是有延展性的，而且机械性质上容易提供多样性。因为许多热塑性塑料成形性能好，所以作为固体润滑材料在经济有利。

　　轴承等材料所用多为熔点比较固定的结晶型高分子材料，如聚乙烯、尼龙、聚缩醛、聚四氟乙烯和聚酰亚胺。在固体润滑膜中，常采用热固性的高分子材料包括酚醛树脂和环氧树脂等具有一维网络结构但又不显结晶性的物质作为粘结剂，热固性高分子材料可以在常温或受热后起化学反应，固化成形，再加热时不可逆；常用的有：酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚邻（间）苯二甲酸二丙烯酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂。

　　与其他固体润滑剂相比较，高分子材料作为滑动部件具有以下优点：①韧性好，能有效地吸收振动，无噪音，不损伤对偶材料，②化学稳定性好，摩擦磨损对气氛的依赖性小，在水中也能使用，③低温性能好，即使在液氨，液氢的超低温条件下仍能发挥其润滑作用，在真空中同样可以应用，④高分子材料最引人注目的优点是其与润滑油的共存性，具有很强的耐油性，诸如酚醛树脂和聚缩醛等都适应作含油轴承使用，而其他许多承受高负荷的固体润滑膜却不适合，⑤电绝缘性优良。其缺点为：机械强度低，承载能力差；不宜在高温下使用；有吸湿性，时效变化明显；轴承的间隙大，因而配合精度稍低。

　　高分子粘结固体润滑膜常用于无油或少油润滑、间歇式或短期工作的摩擦副零件，它的作用机理可以是下述的一项或几项同时出现：①高分子涂层本身隔离摩擦副表面之间直接接触，而涂层摩擦阻尼较小，②高分子涂层在对磨金属表面形成转移膜，隔离摩擦表面间直接接触，降低摩擦阻尼，③高分子涂层表面微观多孔状或桔皮状结构淤藏润滑油，与固体润滑剂产生减摩协同效应，④高分子涂层易于塑性变形，与对磨表面相适配，增大真实接触面积，缓解应力集中，以及⑤高分子涂层具有良好的防腐性能和吸震功能，从而避免了腐蚀磨损和冲击磨损的发生。

　　干膜润滑剂在其它物质表面形成干性薄膜，具有抗摩擦、防粘黏、耐高温等特点，适用于高温、高压和极度粉尘的环境。仅以在汽车中的应用为例：1、应用于门和锁系统，应用于门铰链、内门板、窗调整机构等，可以减少摩擦，改善启动部件和滑轨的可靠性，减小开关门时产生的吱吱声和卡嗒声；2、用于门锁、后备箱锁、引擎盖锁、安全带锁等，作用是减少摩擦，提供长寿命无油脂润滑，达到平稳无故障机械操作，同时提高耐腐蚀性能；3、座椅调整轨、座椅安全带闩和回型夹以及所有紧固件；4、超限离合器、花键、螺纹；5、底盘系统的螺栓等紧固件；6、发动机系统的多层金属垫片等等。 在其它领域的应用包括： ㈠开放式齿轮、机械、模具组装/发电所的感应槽、蒸汽发电机等。㈡ 纺织机械的自动络筒机、热定型机螺杆、拉幅定型机、染色机、蒸化机、烘燥机、纺丝机、印花机、丝光机等轴承。㈢ 装配机件及内部润滑，链条、钢缆、螺丝、输送带、拉缆机、金属铸造机、垫圈外膜、一般机器的维修和保养，高温操作仪器，橡胶脱模，玻璃加工等。 其特性和优点如下：㈠ 渗透和紧贴表面，填充表面微孔，提供长期润滑作用。㈡ 减少摩擦，有助于减少扭力和节省能源。㈢ 高度抗磨损和防止锈蚀。 ㈣ 耐高温、高压、防水和化学品侵蚀。㈤ 快速干透，形成一层不粘黏灰尘的保护膜。 ㈥ 可以用于食品工业和药品工业。

　　高分子与固体润滑研究所课题组研究形成了有机和无机耐高温2个系列纳米干膜润滑剂产品。有机粘结型主要根据应用场合包括金属（钢铁和铝）、塑料、橡胶。分常温（单组份和双组分）和高温（140~160℃*50min）固化；无机粘结型，耐温1000℃以上，可以用于金属和陶瓷表面，其典型应用领域在冶金和电力的高温运动部件。涂膜在M-2000磨损试验机上，进行的环/环滚动滑动磨损试验，在线载荷10kN/m,200rpm，涂膜厚度5~15μm，磨损量为230m/μm，完全具备进口同类产品性能。此外，贵州航空材料研究院曾提出对于金属铜片或者玻璃球表面进行纳米固体润滑处理。纳米固体润滑干膜耐磨损能力主要依赖于载荷和速度等工况以及涂膜厚度。此外研究开发水性、紫外光固化和粉末涂料型等新型环境友好型纳米干膜润滑剂等可用于未来产品技术储备，其优点是不含有机挥发物(即零VOC)。纳米固体润滑块和纳米固体润滑膏也具备了独特优势，正在国内重型机械做应用推广。