不同 PEEK 摩擦磨损与 PV 性能参数(试验条件:对偶件 45# 淬火钢,Ra0.2‑0.3μm,干燥环境常温)
表格
| 材料牌号 | 摩擦系数 μ | 体积磨损速率\(\boldsymbol{\mathrm{mm^3/(N\cdot m)}}\) | 极限 PV 值\(\mathbf{MPa\cdot m/s}\) | 适用工况 |
|---|---|---|---|---|
| 纯 PEEK (高分子量) | 0.32‑0.36 | \(6.5\times10^{-6}\) | 1.1 | 低速轻载结构件,不适合摩擦部件 |
| PEEK+20%PTFE | 0.16‑0.20 | \(1.2\times10^{-6}\) | 1.6 | 低速‑中载,静音要求高;干燥环境最优;水环境耐磨性变差 |
| PEEK‑30% CF(碳纤增强) | 0.26‑0.30 | \(2.2\times10^{-6}\) | 3.4 | 高速重载、高温工况;缺点:容易划伤软钢 |
| PEEK‑30% CF+15% PTFE(通用耐磨改性) | 0.18‑0.22 | \(0.45\times10^{-6}\) | 4.2 | 高速重载、高温轴承、滑动件;工业最优选配方 |
| PEEK‑15% 石墨 | 0.27‑0.31 | \(3.0\times10^{-6}\) | 2.4 | 150‑240℃高温干燥环境,真空条件;遇水耐磨衰减明显 |
补充工况变化说明
1、水环境(清水)
PEEK‑PTFE20%:磨损速率升高至\(\boldsymbol{4.2\times10^{-6}}\),PTFE 转移膜被水冲刷失效;
CF30‑PEEK 磨损速率仅升到\(2.8\times10^{-6}\),水环境优先选用碳纤填充 PEEK,放弃 PTFE 配方。
2、高温环境 200℃
PEEK‑PTFE:PTFE 基体软化,摩擦系数上升至 0.27,磨损速率翻倍;
CF30+PTFE 复合 PEEK 依旧稳定,极限 PV 仍可达 2.9 \(\mathrm{MPa\cdot m/s}\),远优于 POM‑PTFE、PA66‑PTFE(尼龙 120℃就严重软化)。
3、退火与否的影响
未退火 PEEK‑CF30‑PTFE:磨损速率≈\(0.85\times10^{-6}\);
160‑180℃充分退火之后结晶度提高至 33%,磨损降至\(0.45\times10^{-6}\),极限 PV 值提升约 20%。
对偶件材质带来的变化(CF‑PEEK‑PTFE 举例)
淬火 45# 钢:磨损速率\(0.45\times10^{-6}\)(最优);
普通 304 不锈钢:\(0.9\times10^{-6}\);3. 铝合金:\(4.8\times10^{-6}\),严禁碳纤 PEEK 配对铝材。
