CF-PTFE混編織物自潤滑復合材料性能研究.pdf

1、纖維增強聚合物基復合材料具有摩擦因數低、制備工藝靈活等優(yōu)點，其強度也可以與一般金屬材料相媲美?；趶秃喜牧系膬?yōu)異系能，將其應用于重載滑動螺旋副，不僅克服了滾動螺旋副承載能力低、成本高、工藝流程復雜等諸多缺點，同時大大降低了滑動螺旋副的摩擦因數，有效地提高了其傳動效率。
　　本文以碳纖維混編聚四氟乙烯（CF/PTFE）復合材料的制備和研究為基礎，通過對CF/PTFE混編復合材料的摩擦磨損性能及相關機械性能進行測試及研究，獲得一種綜合

2、性能較好、減摩耐磨性優(yōu)異的混編織物增強復合材料，并制備以上述材料為襯層的傳動螺母，測試其傳動性能。主要研究內容及結果如下：
　　本研究中CF/PTFE混編平紋布中PTFE長纖維混編方式根據PTFE和碳纖維線密度進行測算，按一定比例從碳纖維平紋布經緯兩個方向進行混編。復合材料樹脂基體選用環(huán)氧樹脂；自潤滑成分有石墨、二硫化鉬、滑石粉、短切碳纖維；固化劑采用4-4’二氨基二苯甲烷；其他添加劑包括稀釋劑和增塑劑。采取手糊層壓法并通過一定的

3、高溫固化體系制備復合材料。
　　對混編復合材料摩擦性能進行了相關研究：首先研究了0％-20%PTFE質量分數混編復合材料稀油潤滑下的摩擦性能。結果表明，隨著PTFE質量分數的增加，混編復合材料摩擦因數逐漸下降。為揭示PTFE含量對復合材料摩擦性能影響機理，對碳纖維復合材料及20%PTFE混遍材料進行進一步研究。研究表明，在載荷為2000N時，從SEM形貌圖中看出，碳纖維復合材料主要表現為磨粒磨損，而20%PTFE混編復合材料磨損主

4、要集中在偶件和樹脂。研究了摩擦運動方向同纖維方向夾角度對摩擦因數的影響，結果表明，隨著夾角的增大，不同PTFE質量分數的混編復合材料摩擦因數均有不同幅度上升。在干摩擦研究方面，主要研究了碳纖維復合材料及20%/PTFE混編復合材料的摩擦磨損性能。結果表明，碳纖維復合材料和20%PTFE混編復合材料摩擦因數最終分別穩(wěn)定在0.22和0.18。20%PTFE混編復合材料偶件表面出現含有采大量F元素的“轉移膜”，從而降低了材料的摩擦因數。

5、>　　機械性能方面，混編復合材料的沖擊強度和壓縮強度隨著PTFE質量分數的增加有所下降。同時研究了溫度對復合材料壓縮強度的影響發(fā)現，溫度對環(huán)氧樹脂固化體、添加自潤滑成分樹脂固化體壓縮性能影響比較大，而碳纖維復合材料壓縮強度隨溫度變化不明顯。
　　綜合以上研究發(fā)現，20%PTFE混編復合材料具有優(yōu)異的摩擦性能及良好的承載能力，故采用20%PTFE混編平紋布和碳纖維平紋布分別制備了鋼背襯層螺母，對比測試銅螺母及兩種復合材料襯層螺母傳動