以耐磨高性能尼龍合金代替鋼材

       改性尼龍以其綜合力學性能高、優良的耐溶劑性及價格適中等特性，在眾多的耐磨工程材料中更能滿足汽車配件的耐磨要求。為此，北京首塑新材料科技有限公司運用合金化、高增強高光潔度技術，開發了汽車發動機係墊片用高光澤、高尺寸精度耐磨尼龍合金及汽車泵閥殼體用高強度耐磨尼龍合金。

耐磨工程塑料

      何謂耐磨，一般而言，耐磨是指在滑動或滾動過程中，被接觸麵材料具有受接觸麵材料的摩擦隻產生較小損耗的特性。耐磨性能，不僅與兩接觸麵之間的摩擦係數有關，還與被接觸麵材料自身的強度、表麵硬度等因素有關。

常見的耐磨工程塑料包括：聚甲醛（POM）、尼龍、四氟乙烯（PTFE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、聚醚醚酮（PEEK）及聚酰亞胺（PI）等。

      耐磨工程塑料產品由於自身分子結構與表麵特性，普遍具有較低的摩擦係數，磨耗小，耐磨性能突出。但同時各自的其它性能和加工工藝差彆較大，成本也相差懸殊，因此，對耐磨工程塑料的正確選擇成為耐磨級產品設計的重要環節。

汽車製品對耐磨工程塑料的特殊要求

       隨著汽車工業的發展，輕量化成為一個主要的趨勢，各種新技術、新材料不斷引入，以降低汽車的自重，而以塑代鋼是其中一個重要發展方向，通過以塑代鋼，減少了鋼材的消耗，減輕了汽車的重量，降低了汽車產品的成本和耗能。

       由於汽車在戶外的惡劣環境下使用，其製件往往要求所用塑料產品具有耐油類溶劑、耐磨耗、較高強度、外觀光澤度高、耐水及耐溫等特性。特彆是耐磨性能，由於汽車在使用過程中，一些部件的動態摩擦情況很多，如果承受摩擦行為的部件耐磨性不好，磨損較大，很短時間內就需要更換，則根本就不能滿足汽車產品的**性和可保養性要求。長期以來，由於對於耐磨塑料的選擇不到位，限製了塑料在此類領域產品的開發進度，從而造成了耐磨級汽車配件的以塑代鋼的程度遠落後於其它零配件。

近期，隨著材料新技術的發展，國外陸續有廠家在耐磨級的汽車零配件上以耐磨工程塑料取代金屬製品。事實上，隻要選擇合適的材料，針對零部件工作使用的要求進行設計開發，耐磨級的工程塑料完全可滿足汽車的使用要求。

一般而言，汽車製品對耐磨工程塑料材料的要求如下：

1. 耐磨性能優越，摩擦係數小，特彆是動摩擦磨耗量小（一般小於5mg）；

2. 力學性能優良，韌性好，製品能有效通過高低溫循環熱衝擊（-40～ 120℃）的考驗；

3. 產品表麵光潔度高，加工成型性能好；

4. 耐溶劑性能優良，可適應長期接觸油類製品的場合。

      在眾多的耐磨材料中，相比之下，尼龍類的產品由於綜合力學性能高，具有優良的耐溶劑性，更能滿足此類製品的要求。因此，就汽車用耐磨製品來講，往往選擇尼龍類產品來滿足使用的要求。

汽車發動機係墊片用高光澤、高尺寸精度耐磨尼龍合金

圖1：高尺寸耐磨尼龍墊片

圖2：高光澤耐磨尼龍墊片

表1高光澤、高尺寸精度耐磨尼龍合金PA66 6207產品數據表

       汽車差速器齒輪墊片、各類汽車發動機係軸承用耐磨墊片，傳統上使用的都是耐磨鋼片。在以塑代鋼進展過程中，技術人員嘗試采用不同的耐磨材料進行替代，如PI、PEEK、PPS、尼龍等，然而不是耐磨效果不儘理想，就是價格過高，推行困難。因此，如何獲得性價比較高的耐磨材料是對這一應用領域選材的重要目標。此外，由於是用於傳動齒輪的墊片，對於厚度方向的精度要求非常高，如果出現尺寸精度誤差，就會直接導致傳動齒輪的損壞。而常規的耐磨製品，由於熱收縮等因素，端麵很容易產生凹麵效應，特彆是厚製件（5mm以上）芯部收縮與邊緣收縮尺寸差彆大更是突出的問題，因此必須改進後才能使用。

       針對這一應用領域，我公司專門開發了具有較高的耐摩擦性、衝擊韌性及尺寸穩定性，同時具有較好流動性的SuployTMPA666207產品，從而實現了汽車用耐磨墊片的以塑代鋼。該產品的典型數據見表1。

        使用PA666207產品生產差速器齒輪軸承墊片，產品耐磨性能突出，具有很高的光潔度，且由於合金化，產品在厚度尺寸方麵的均一性大大提高，端麵平整度好，完全可滿足齒輪裝配的技術要求，同時價格極有市場競爭力。目前，這種墊片已通過用戶裝車實驗，取得認可，並已規模放量生產，性能質量非常穩定。

汽車泵閥殼體用高強度耐磨尼龍合金

圖3：淺色高強度耐磨尼龍泵殼體

表2高強度耐磨尼龍合金PA666207G9 產品數據表

      汽車離合器助力泵等殼體產品由於使用的特殊性，不僅要求材料具有優異的力學性能和耐溶劑特性即在一定壓力下（＞9kg）經液壓油長期浸泡無開裂、不變形（低蠕變），而且還要求具有優異的耐磨特性。特彆是注塞泵殼體產品，其內壁的柱塞需往複運動達數十萬次以上，因此對於殼體自身的耐磨性和內壁的表麵光潔度要求均很高。而單純的耐磨增強尼龍，特彆是高增強的產品（40%～50%玻纖增強），很難實現耐磨與高表麵光潔度的效果。

       我公司將淺色複合耐磨體係應用於改性尼龍，結合合金化、高增強高光潔度技術，有針對性地開發了SuployTMPA666207G9（本色）產品。該產品具有優異的力學性能（高達45%增強）和耐磨性能，同時具有很高的內壁表麵光潔度，無玻纖外露，耐溶劑性能突出，完全能滿足滑動摩擦的使用要求。此外，該產品由於是淺色體係，可方便製品的設計和著色。該產品的典型數據見表2。

      目前，該產品已成功應用到汽車用柱塞式離合器總泵殼體製品的生產中，並通過了50萬次往複式摩擦實驗。該殼體具有優良的耐溶劑性能，長期使用下無變形且無液壓油泄露，其性能達到了進口配件的水平。

結語

      隨著汽車技術與新材料技術的進一步發展，耐磨級尼龍合金產品因其優良的綜合性能、突出的耐磨特性，以及較高的性價比，在汽車配件中的應用將會得到更大的提升。而準確把握汽車產品對材料的技術要求，將是加快此類產品推廣應用的必要條件，同時也將繼續作為我們研究開發工作的目標之一。