摘要：針對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌工況條件，研究了活化填充聚四氟乙烯板粘補(bǔ)技術(shù)及抗剪切、抗機(jī)油、皂化液侵蝕的性能，結(jié)果表明，與其它氟塑料粘結(jié)技術(shù)相比，活化填充聚四氟乙烯板粘補(bǔ)技術(shù)抗剪切強(qiáng)度高，抗機(jī)油和皂化液侵蝕性能好，并成功地應(yīng)用于車床和磨床導(dǎo)軌粘補(bǔ)修復(fù)。
機(jī)床導(dǎo)軌受磨損超過一定程度，將直接影響加工精度。在機(jī)床修理時(shí)，電機(jī)、變速箱、主軸、刀架等均可更換，唯有導(dǎo)軌與床身連為一體，不可更換，導(dǎo)軌受磨損或劃傷后的修復(fù)是機(jī)床維修的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命，降低設(shè)備運(yùn)行成本，國(guó)內(nèi)外先后發(fā)展了粘結(jié)、刷鍍、熱噴涂、鑲嵌等機(jī)床導(dǎo)軌修復(fù)技術(shù)，收到了一定效果。但至今仍存在許多不足，如導(dǎo)軌材質(zhì)為鑄鐵，刷鍍、熱噴涂覆層結(jié)合欠牢固，易剝落，并且成本高；鑲嵌法適用于局部凹坑修補(bǔ)，對(duì)大面積薄層修補(bǔ)難奏其效；粘結(jié)法簡(jiǎn)單易行，以氟塑料板代替金屬板粘補(bǔ)導(dǎo)軌已成為世界研究熱點(diǎn)，但目前商用粘結(jié)劑和粘結(jié)板存在潤(rùn)濕性差、結(jié)合力低、易變形、翹曲等問題。我們結(jié)合機(jī)床維修實(shí)踐，探討了用活化填充聚四氟乙烯板粘補(bǔ)導(dǎo)軌的粘結(jié)劑和粘補(bǔ)工藝參數(shù)，經(jīng)多年實(shí)際應(yīng)用，取得了良好效果。
1實(shí)驗(yàn)材料和方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
粘補(bǔ)材料采用活化填充聚四氟乙烯板，這種材料具有優(yōu)異的耐磨、抗蠕變、自潤(rùn)滑、抗壓、尺寸穩(wěn)定等性能。活化填充聚四氟乙烯板粘結(jié)面活化劑采用鈉一萘離子絡(luò)合物（配方為鈉與萘重量比1∶5，150g鈉萘混合物溶于1l無水四氫呋喃，隔絕水分與空氣貯存，以防鈉爆炸），鑄鐵導(dǎo)軌表面活化劑采用*—磷酸水溶液。粘結(jié)劑采用自配的雙組分聚氨酯膠。
1.2活化填充聚四氟乙烯板的表面處理
（1）用丙酮擦拭；（2）用鈉一萘離子鉻合物擦拭10min；（3）用丙酮洗除殘留絡(luò)合物；（4）用去離子水沖刷掉殘留物；（5）用電吹風(fēng)吹干。
1.3導(dǎo)軌的表面處理
（1）刨平軌面，用砂紙打毛；（2）用噴燈烘烤除油；（3）用3%磷酸三鈉和3%硫酸鈉水溶液刷洗除油；（4）用去離子水清洗掉殘留物；（5）用含50g/l*的50%磷酸水溶液刷洗，使表面形成一種特殊的氧化鐵層；（6）用去離子水清洗掉殘留物；（7）用電吹風(fēng)干燥。
1.4粘結(jié)
將聚氨酯膠涂于經(jīng)表面活化處理的導(dǎo)軌粘補(bǔ)處和活化填充聚四氟乙烯板上，貼合，加壓5×104~10×104pa，室溫固化24~30h，去壓，用刮刀等工具修整工作面及邊角。
1.5剪切試驗(yàn)和耐侵蝕實(shí)驗(yàn)
在上述粘補(bǔ)技術(shù)用于機(jī)床維修之前，考慮到機(jī)床導(dǎo)軌付之間長(zhǎng)期的往復(fù)摩擦力對(duì)粘結(jié)界面構(gòu)成剪切力，粘結(jié)界面還長(zhǎng)期受潤(rùn)滑油和切削冷卻用皂化液的浸泡，首*行了試樣剪切試驗(yàn)和耐侵蝕試驗(yàn)。
剪切試驗(yàn)采用astmd1002搭接剪切試件標(biāo)準(zhǔn)，制作鑄鐵和活化填充聚四氟乙烯試塊，尺寸均為93.5mm×25.4mm×16mm，搭接面長(zhǎng)度為30mm。粘結(jié)試樣5件，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，計(jì)算剪切強(qiáng)度，并與以往機(jī)床維修中常用的粘結(jié)方法進(jìn)行比較。
耐侵蝕試驗(yàn)以20號(hào)機(jī)油和皂化液為介質(zhì)，分別浸泡剪切試件5件，浸泡時(shí)間為240h，觀察剪切強(qiáng)度的變化。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1剪切強(qiáng)度
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，用自制聚氨酯膠和本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行粘結(jié)，抗剪切強(qiáng)度優(yōu)于其它常用的氟塑料粘結(jié)劑和粘結(jié)方法。
表1粘結(jié)劑對(duì)剪切強(qiáng)度的影響mpa
2.2耐侵蝕實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，經(jīng)240h浸泡后，各粘結(jié)界面剪切強(qiáng)度均未受影響?？梢哉J(rèn)為，本粘結(jié)技術(shù)適用于機(jī)床導(dǎo)軌工況條件，并具有抗剪切強(qiáng)度較高的優(yōu)勢(shì)。
表2侵蝕后的剪切強(qiáng)度mpa
3應(yīng)用
3.1車床導(dǎo)軌粘補(bǔ)
自1997年開始，在普通車床大修中，采用了活化填充聚四氟乙烯導(dǎo)軌板粘補(bǔ)技術(shù)，至今已修理12臺(tái)，其中8臺(tái)采用本技術(shù)。具體做法是：床身導(dǎo)軌用導(dǎo)軌磨床加工后，將大溜板導(dǎo)軌面修整。若拉傷較嚴(yán)重，則刨削加工。根據(jù)三杠下移情況，確定粘結(jié)活化填充聚四氟乙烯導(dǎo)軌板的厚度，按本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行粘結(jié)。這樣做的目的是使進(jìn)刀箱、溜板箱及三杠位置不發(fā)生改變，減少了大修工時(shí)和更換零件費(fèi)用。經(jīng)過幾年的使用，用其它粘結(jié)技術(shù)修復(fù)的4臺(tái)車床，粘補(bǔ)板已變形、翹曲，只好拆除更換，而用本技術(shù)粘補(bǔ)的8臺(tái)車床，床身導(dǎo)軌無明顯磨痕和變形，仍在正常使用。
3.2磨床砂輪架導(dǎo)軌付粘補(bǔ)
運(yùn)用車床導(dǎo)軌粘補(bǔ)的成功經(jīng)驗(yàn)，利用活化填充聚四氟乙烯板和自配聚氨酯膠對(duì)一臺(tái)舊m1432磨床進(jìn)行精化改造嘗試。其方案是，將磨頭部分原動(dòng)承改為靜承，床身及砂輪架導(dǎo)軌付用本粘補(bǔ)技術(shù)粘補(bǔ)。原工作臺(tái)導(dǎo)軌有輕度拉傷，床身與工作臺(tái)導(dǎo)軌精刨后，床身導(dǎo)軌按工作臺(tái)導(dǎo)軌配磨。因v型導(dǎo)軌為90°，故選1.5mm厚板粘結(jié)平導(dǎo)軌，用1mm厚板粘結(jié)v型導(dǎo)軌，按本粘結(jié)技術(shù)進(jìn)行粘補(bǔ)，*固化后修邊刮研，使運(yùn)行精度達(dá)到要求。砂輪架原為滾動(dòng)導(dǎo)軌，為保持原砂輪架與工作臺(tái)相對(duì)位置不變，經(jīng)計(jì)算先粘貼了鋼板，后粘補(bǔ)活化填充聚四氟乙烯板。通過對(duì)兩導(dǎo)軌付的改造，消除了工作臺(tái)低速爬行現(xiàn)象，提高了砂輪進(jìn)給阻尼，增強(qiáng)了吸振能力，為提高磨床加工精度和光潔度奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)3年運(yùn)行，未出現(xiàn)異常。
4結(jié)論
4.1該粘結(jié)工藝和材料合理可行，所用粘結(jié)劑和工藝對(duì)活化填充聚四氟乙烯板和鑄鐵進(jìn)行粘結(jié)，抗剪切強(qiáng)度可達(dá)15～18mpa，優(yōu)于其它常用氟塑料粘結(jié)技術(shù)，界面抗機(jī)油和皂化液侵蝕。
4.2粘補(bǔ)材料和技術(shù)適用于車床和磨床導(dǎo)軌付修補(bǔ)，具有較高的實(shí)用價(jià)值，有望在其它機(jī)床和機(jī)械設(shè)備上推廣應(yīng)用。
（來源：《山東冶金》）