塑料比金属更耐磨？是时候秀一下新材料的耐磨实力了！

“以塑代钢”指示一下来，厂里一大批金属零件都要变成废铁了。

收废铜废铁的大叔笑嘻嘻，做产品经理的朋友哭唧唧。

话说，这可都是发挥重要功能的金属啊，刚性，硬度都还是次要的，最关键的耐磨性能都是👍，难道真的可以被塑料替代吗？？？

答案是肯定的！塑料的确可以替代金属。

毕竟，耐磨不是比刚性，硬度，最核心的是“摩擦系数”，我们知道，很多塑料都有自润滑性，摩擦系数相比金属会更低。

但是，耐磨材料千千万，小编就遇到过非常多这样的案例：把不耐热的放在了高温环境下，把易掉粉的放在了易被污染的器械中...

所以，不同使用场景下，该如何选材？传统耐磨材料与改性耐磨材料之间表现又有何差异？

最难的工作我们来做。今天，我们就由我们专业的材料工程师为大家做测评，另附上实际应用案例，为我们解答。

增强材料耐磨性的几种方式，

谁可以做代表？

度娘回答：第一位是 POM 赛钢！

有理由怀疑，度娘让赛钢排第一是因为它的知名度，而不是因为它的实力。😊

不然，是POM耐磨14倍的超级“耐磨王”POK，难道不配拥有姓名???

赛钢 POM，一个'材如其名'的塑料。硬度、刚性，不输钢材。还自带自润滑属性、耐化学性、高安全系数、低能耗...等优点，完全符合“以塑代钢”的降本趋势。

然而，POM虽好，却也不像它的兄弟POK，当不了‘以塑代钢’的万金油。首先，它富含甲醛，并不环保；其次，它热稳定性差，易分解；最后，它不阻燃。这就直接注定了它的使用场景有限。

那么，POK，会是“以塑代钢”的首选吗？

单考虑性能，POK当之无愧，但是，成本贵了近一倍的POK，显然并不符合降本趋势。

所以，我们常说，选材从来不是非A即B的单选题。

那么，市面上除了“赛钢”和“耐磨王”这两兄弟外，还有哪些更合适的耐磨材料？

不急，我们先看一下：

相比金属的“失效只需要瞬间”，塑料的磨损失效是一个相对漫长的过程：从经过粘着、疲劳断裂或腐蚀等磨损，到被发现，这个反射弧足够长。

所以，我们知道了，以塑代钢除了符合降本需求，也因为它更安全。

这里可以得出一个结论：增加材料耐磨性=增强材料的安全性。

那么，从材料磨损公式中，我们也得出了：

增强材料耐磨损能力的方式有这几种：

一种是增加润滑，降低摩擦系数Ψ（常见添加剂：有聚四氟乙烯PTFE 、石墨、二硫化钼、硅油等）；

一种是提高基体承载能力，让HA值更大（玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、晶须等）；

还有一种是1+1＞2的王炸组合，既增加润滑，又提高基体承载能力。

也就是说，普通材料要想有跟赛钢、耐磨王PK的资格，必先得用耐磨添加剂武装好自己。

这个逻辑理顺，我们再来看，增加润滑属性、提高基体承载力这些添加剂都有哪些特征：

增加润滑属性的添加剂（非增强改性）

PTFE通用性高，拥有极低的摩擦系数；

硅油需与PTFE配合使用，才可让效果更好；

石墨更适用于水环境，干态条件下，与基材结合性差，易脱落；

二硫化钼(MoS2)，被广泛用作固体润滑剂，但摩擦系数并不足够低。

提高基体承载力的添加剂（增强改性）

尤其，凯夫拉纤维，磨损最小，强度最大，是钢丝的5 ~ 6倍，不愧是做防弹衣的材料，但加工难，价格昂贵。所以，一般会用与之齐名的UHMWPE替代。

综上，从使用场景多样化而言，最具代表性的润滑添加剂是PTFE，将是本次非增强改性PK的重点选手。

耐磨改性方案大PK，

哪一种最赞？

本次耐磨性能PK的主角可分为：常规材料、PTFE改性非增强材料、改性增强材料、PTFE改性增强材料、POM/POK。

因此，也诞生出了以下几种对比方案：

▶ 常规材料 VS PTFE改性非增强材料

压力：100N 速度：0.5m/s 时间：120min

从耐磨实验设备测试结果来看，可以更直观的看到PTFE的威力不容小觑：

3D图像更清晰的展示了这一点，改性后的材料几乎只是磨掉一层皮，而改性前的材料磨损痕迹，几乎达到了1/3！

15%PTFE改性增强材料，耐磨性能对比：

压力：100N，速度：0.5m/s，对磨件：45#钢

一目了然：

仅加玻纤的PC，与加了玻纤后又加了PTFE的PC，摩擦系数减半，磨损系数减了大半，耐磨力加倍。

加玻纤的PA66与加碳纤的PA66对比，碳纤的耐磨性更惊人。在此基础上，加入PTFE，摩擦系数减半，耐磨力加倍，完全实现1+1＞2的强强联手的效果。

这一点，从改性后，几乎可以忽略不计的圈痕上也可以看出，PTFE+增强改性=耐磨力加倍！

最后上场的，压轴大戏不容错过，改性材料 与耐磨王兄弟 POM/POK材料的PK结果又如何？

▶ 改性非增强材料 VS POM/POK材料

改性非增强材料对比POM耐磨性能：

压力：100N，速度：0.5m/s，磨损时间：2h，对磨件：45#钢

从上述表格结果中，可以看出，POM虽然以耐磨性出名，但从磨耗量来看，却远远比不上改性后的耐磨材料。也就是说，POM的摩擦系数虽然低，但掉粉问题却不少。

那么，问题来了，难道不能对POM也添加PTFE进行改性，实现强强联合吗？

还真不能。因为，POM对于酸碱极其敏感，所以含卤素的添加剂都无法在POM中使用。所以，这也导致POM与含卤素的PTFE、阻燃剂无缘。

但是，POM又不耐热，摩擦热量较高时，就会碳化。所以，高温以及有阻燃需求的场景，POM都不会是一个很好的选择。

那么，有什么材料可以替代POM的使用场景呢？

不急，我们已经帮各位客官整理好了一波：

根据材料特性规避不合适的使用场景，譬如：干燥环境下，用PA6；对韧性要求不高的场景，用PBT；无光照还要求耐热，韧性等场景下，就用POK。

▶实际应用案例

这是一个颇为典型的材料替换案例，客户的产品是升降桌椅滑片。

问题就是，这个产品，客户之前一直用的是POM材料。我们知道，POM的摩擦系数虽低，但磨耗量却很大，所以，不出所料，客户遇到了这些问题：POM掉粉、异响差，且POM+PTFE的韧性也差，导致产品质量根本不达标。

所以，针对这个问题，我们给客户推荐了：

高韧性，高耐磨的POK+PTFE/POK+UPE对POM进行了替换。结果也是意料之中，效果很好，连续运行了3个月，1.7w次试验后，都再无掉粉现象。

当然，这并非个例。从遇到过的无数大客户案例中，我们也了解到，让材料去该去的地方，是一件既降本又安全还省事儿的事情。

耐磨材料如何用对地方？

实际应用案例分享

最后，就是我们实际应用案例的时间。

▶ 案例一

这个零件是电子驻车开关，开关中间有一个转轴，每天需要转千次以上，该零件材质是 PC/ABS，每天工作温度在-40~95℃。这里遇到的痛点问题就是，转轴磨损，异响严重。

所以，材料需求很明显：增加耐磨性、防异响。

为此，我们给客户推荐了锦湖日丽的材先胜®PC/ABS AAP8203，一个摩擦系数是普通PC/ABS 1/2 ，磨耗量是其 1/10 还不到的材料。

从，耐磨实验测试结果也可以看到，AAP8203的圈痕比普通PC/ABS浅得多。果不其然，进行材料替换后的制品，在经过10W次的循环后，均未见明显磨损，客户对该效果也很是满意。

▶ 案例二

这个零件是通讯接头，这个接头部位是需要经常被旋转的，这里零件的材质是阻燃PC/ABS，对零件材料性能要求是，V0阻燃、耐磨、韧性。这里遇到的问题是，接口处磨损掉粉。

针对这个问题，我们例举了一系列材料，进行内部竞争：阻燃PC、阻燃PP、PBT+10%GF、 阻燃PA66+10%GF、耐磨阻燃PBT。

最终，锦湖日丽的V0阻燃PC，材先胜®AC F0281N，凭实力胜出。在一众竞争材料中，AC F0281N的摩擦系数最低，磨耗量也最低，磨损速率同样最低。当之无愧，成为了该通讯接头的首选材料。

当然，对以上结果有异议的欢迎留言PK。

▶ 案例三

这个零件是旋转活塞式容积水表计量装置，这里不同于普通水表，它有一个特殊的旋转结构，水流经过会一直不停的旋转，所以，这里就要求表芯及外壳具备一定的耐磨性，因此，这里需要要求材料在湿度环境下，具备一定的尺寸稳定性，及高度耐磨性。

所以，POM、ABS就没有办法满足这样的使用场景。这里替代方案用的是不结晶的PS+石墨/HIPS+PTFE。

所用的材料也通过了以下测试：通水测流量运转10W次、100h连续磨损量最小，另外，尺寸，内外径误差要求在0.02mm以内。

事实上，在选择替代方案时，我们也是下了很大一番功夫。原有材料与锦湖日丽旗下耐磨性数一数二的材料均上过擂台进行PK：

结果显而易见，材先胜®AH F02凭实力胜出。其实，这一点，从制品外观也能窥见一二：

当然，以上只是冰山一角，还有更多实际应用案例，想了解更多，可留言。