超高分子量聚乙烯耐磨性试验及应用.pdf

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1、SeriesNo．385July2008金属矿山METALMINE总第385期2008年第7期超高分子量聚乙烯耐磨性试验及应用水张春阳曹平仵锋锋万琳辉(中南大学)摘要在矿仓放矿装车过程中，经常会出现矿石堵塞、粘仓，严重影响了矿石装运效率，如果采用人工处理，安全隐患大。超高分子量聚乙烯具有优良的物理力学性能及稳定性，通过磨损试验以及现场试验后，证明了其作为矿仓内壁衬板的可行性。’关键词矿仓超高分子量聚乙烯衬板WearResistanceTestofIJlt阳-highMolecularWeightPolyethyIe耻andItsAppli∞tionZhangChunyangCa0PingW

2、uFengfengWanLinhui(cen抛fSDm踟眈乃蚵)Abstract卟ereisoftenoreplug柚dwalladlleBionino陀dischargingfromtheorebintothevehicles，whichc锄se-riouslya讹cttheo弛loading舳d岫sportemcie眦y．MaIIualhandlingh船higllhiddend卸gerofsafety．ultra·lligIlmolecu-l盯weightpolyethyleneh鹊finemechaJIicalproperty肌dstability．Thewear陀8istance

3、test肌dthe8pottesthaVepr{ovenitsfe鹊ibilityofbeingused曲theintemalwaUhIling0forebin．KeywoHkOrebin，ultm-highmolecIll缸weightpolyetIlylene，“ning超高分子量聚乙烯(UHMW—PE)是热塑性工程塑料，是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下聚合而成的。1958年由德国科学家发明了uHMw—PE的合成方法，到20世纪60年代末国外实现了工业化生产。它综合了大部分塑料的优越性能，超高分子量聚乙烯复合材料具有很好的耐冲击、耐低温、耐磨损、耐化学腐蚀、自身润滑、摩擦系数小等性

4、质，这些性质是目前塑料中最好的。超高分子量聚乙烯在机械、运输、纺织、造纸、农业、食品包装、煤矿、化工等领域都有广泛的应用¨引。本研究在试验的基础上进一步证实了超高分子量聚乙烯优良的耐磨性，并把它应用到矿山中作为矿仓内壁的衬板。1磨损试验(1)试验仪器。超高分子量聚乙烯耐磨性居塑料之冠并超过某些金属，这样高的耐磨性以至于用一般塑料磨耗试验法难以测试其耐磨程度，因此磨损率测定采用MsH型腐蚀磨损试验机进行砂浆冲蚀磨损试验以及电子分析天平，型号FAl004。(2)试验材料。本试验采用的是分子量为400万的超高分子量聚乙烯板材以及不锈钢和45’钢。(3)试验方法。本试验分别采用超高分子量聚·112

5、·乙烯材料、不锈钢以及45’钢制备的试样，每种材料3个，分别进行冲蚀试验。具体步骤为切样、打磨、清洗、烘干、称重、磨损、清洗、烘干、称重。试验时首先把试样装到磨损试验机的悬臂上，再把试样插入浆体一定深度并随悬臂转动，试样与浆体及其所携带的磨料发生摩擦和磨损。试样冲击线速度可选为1．8m／s、2．4m／s、3．2∥s、4．0m／s和4．8m／s。试验浆体的质量浓度为50％，石英砂和水以l：1配制，石英砂的粒度为150岬～250¨m，试验时间为每组lh[3圳。磨损率评定方法认为用单位摩程的无量纲磨损率表示比较合适，可以通过如下的公式(1)得到：形=忐，(1)训×^×口式中，形为磨损率，×10一

6、m～；△训为磨损前后的质量差，g；伽为磨损前试样的质量，g；^为磨损时间，s；tJ为磨损速度，m／s。‘(4)试验结果及讨论。由以上3种材料的耐磨性试验可得到每个试件在不同的冲击线速度下的磨·中南大学研究生教育创新工程资助项目(编号：1343—76332)。张春阳(198l一)，男。中南大学资源与安全工程学院，硕士研究生，410083湖南省长沙市中南大学校本部8舍202室。张春阳等：超高分子量聚乙烯耐磨性试验及应用2008年第7期损率，然后把每种材料在相同冲击速度下的磨损率求平均值，并以横坐标表示冲击速度，纵坐标表示磨’损率，可得到图1。，昌毛一X￥骼骚越冲击线速厦，(m／s)图1磨损率与

7、冲击速度关系◆一超高分子量聚乙烯；·一不锈钢；·一45。钢从图1可知，随着冲击线速度的增大，超高分子量聚乙烯、不锈钢及45。钢的磨损率都增大，但是超高分子量聚乙烯的磨损率增长很缓慢，在冲击线速度为1．8n∥s时仅为17．470×10一m～，在速度为4．8rn／s时也不超过50×lO—m～。但是不锈钢和45。钢的磨损率相对超高分子量聚乙烯来说，要高出很多，大约是8一10倍。同时随着冲击线速度的增大，其增长也较快。不锈钢和4