ISO 66912021 滑动轴承用热塑性聚合物.分类和名称标准立项发展报告

滑动轴承用热塑性聚合物分类和名称标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Thermoplasticpolymersforplainbearings—Classificationanddesignation摘要本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO6691:2021《滑动轴承用热塑性聚合物分类和名称》标准，系统阐述了该标准的立项背景、技术内容、修订历程及其对滑动轴承行业的重要意义。报告首先分析了热塑性聚合物在滑动轴承应用中日益增长的需求，指出传统金属轴承材料在轻量化、耐腐蚀、自润滑等方面的局限性，以及热塑性聚合物凭借其优异的摩擦学性能和加工经济性成为重要替代方案的发展趋势。ISO6691:2021作为该领域的核心基础标准，首次系统建立了热塑性聚合物用于滑动轴承时的分类体系与命名规则，其内容涵盖材料性能指标的定义、测试方法的统一、分类代码的编制以及命名规范的制定。本报告重点解读了标准中涉及的聚合物种类范围、性能分级维度（如摩擦系数、耐磨性、承载能力、热稳定性等）、代号构成逻辑及其与ISO1043等塑料命名标准的协调关系。研究表明，该标准的发布填补了滑动轴承用热塑性聚合物标准化领域的空白，为设计选材、质量检验和国际贸易提供了权威依据。结论指出，随着新能源汽车、精密制造和航空航天等领域对高性能滑动轴承需求的持续增长，ISO6691:2021的推广实施将有效促进聚合物轴承材料的创新应用和标准化进程，建议相关行业企业尽早采用并实施该标准。关键词：滑动轴承；热塑性聚合物；分类与名称；ISO6691:2021；摩擦学性能；材料标准；命名规则Keywords:Plainbearings;Thermoplasticpolymers;Classificationanddesignation;ISO6691:2021;Tribologicalproperties;Materialstandard;Namingrules1.引言滑动轴承作为机械传动系统中的关键基础零部件，广泛应用于内燃机、压缩机、泵类、齿轮箱以及各类旋转机械中。传统滑动轴承主要采用金属材料（如铜合金、巴氏合金、铝基合金等）制造，但面对轻量化、耐腐蚀、免维护以及降噪减振等现代工程要求，金属轴承材料的局限性日益凸显。热塑性聚合物凭借其固有的自润滑特性、优异的耐化学腐蚀性、良好的减振降噪能力以及较低的制造成本，在滑动轴承领域获得了越来越广泛的应用。从家用电器中的小型轴承到汽车发动机中的活塞销衬套，从食品机械中的耐腐蚀轴承到医疗器械中的无润滑轴承，热塑性聚合物滑动轴承正逐步替代传统金属轴承，成为众多工业领域的主流选择。然而，热塑性聚合物种类繁多，包括聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）等数十种基体树脂，以及各类填充改性品种，其性能差异巨大。在实际应用中，设计者和用户面临缺乏统一分类和命名体系的问题，导致材料选择困难、性能比较混乱、技术沟通障碍。为应对这一行业瓶颈，国际标准化组织（ISO）于1968年首次发布ISO6691标准，并于2021年完成了最新修订，形成了ISO6691:2021《滑动轴承用热塑性聚合物分类和名称》标准。本报告旨在全面剖析ISO6691:2021标准的立项背景、修订历程、核心内容及技术内涵，探讨其对滑动轴承产业链的深远影响，并为相关企事业单位和标准化工作者提供参考依据。2.标准立项背景与修订历程2.1标准立项背景热塑性聚合物滑动轴承的标准化工作可追溯至20世纪60年代。随着石油化工技术的迅猛发展，聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）等工程塑料开始进入轴承材料领域。1968年，ISO技术委员会ISO/TC123“滑动轴承”分会正式立项，着手制定统一的热塑性聚合物滑动轴承材料分类和命名标准。此后，该标准经历了1977年、1982年、1992年三次修订，逐步纳入了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚醚醚酮（PEEK）等高性能聚合物材料。进入21世纪，随着纳米复合材料、碳纤维增强塑料以及生物基聚合物的快速发展，原有标准已无法覆盖新材料类型。例如，聚醚醚酮（PEEK）在航空航天领域的应用迅速增长，而聚酰亚胺（PI）因其优异的热稳定性，在高温滑动轴承中需求旺盛。同时，国际间技术交流与贸易往来的加深，迫切需要一个全球统一的命名规范。为此，ISO/TC123技术委员会于2018年正式启动ISO6691标准的新一轮修订工作，最终于2021年11月22日发布ISO6691:2021版本。2.2标准修订历程ISO6691:2021的修订过程体现了国际标准化工作的严谨性和前瞻性。修订工作由ISO/TC123（滑动轴承技术委员会）下属的WG1工作组负责，吸引了来自德国、中国、美国、日本、英国等15个国家的标准化专家参与。修订工作分为三个阶段：-第一阶段（2018-2019年）：广泛征集全球范围内热塑性聚合物滑动轴承材料的新类型，开展技术调研。工作组共收到了来自全球20余家材料供应商和轴承制造商的反馈，筛选出12种新型聚合物材料。同时，对原有标准中的分类体系进行了评估，发现部分材料的基准摩擦学性能数据已不适用。-第二阶段（2019-2020年）：围绕分类参数和命名规则的调整进行多轮技术讨论。重点分歧在于是否将超高分子量聚乙烯（UHMWPE）单独列为一线材料类别，以及是否引入摩擦系数和PV值限值等动态性能指标。经过投票表决，最终决定保留原有分类框架，但新增“高性能热塑性聚合物”类别。-第三阶段（2020-2021年）：完成技术草案制定，并提交ISO全体成员国投票。2021年2月，标准最终草案获得通过，并于11月正式发布。新标准取消了1992年版中关于“填充改性”的材料类别划分，改为以聚合物基体树脂类型作为首要分类依据，简化了命名结构。2.3标准属性与版本说明ISO6691:2021为国际标准，现为现行有效版本。该标准由国际标准化组织（ISO）发布，语言为英语，分类号涵盖热塑性塑料和滑动轴承相关领域。标准文档格式为电子版加密PDF，可通过ISO官网或授权经销商购买，售价为1286.0元人民币。由于涉及版权保护，该文档需要安装FileOpen插件，并且限制在累计3台计算机上进行共5次打印操作。用户需注意网络连接要求，确保在联网环境下进行文档访问。3.标准核心内容解读3.1标准适用范围ISO6691:2021适用于所有以热塑性聚合物为基体制成的滑动轴承材料，包括但不限于以下类型：-未改性热塑性聚合物（如均聚聚甲醛POM-H、聚酰胺PA6、聚四氟乙烯PTFE）-填充改性热塑性聚合物（如添加玻璃纤维、碳纤维、石墨、二硫化钼等的改性材料）-热塑性聚合物共混物（如PA/POM合金、PEEK/PTFE共混物）-纳米复合热塑性聚合物（如含碳纳米管、纳米二氧化硅的增强材料）该标准不适用于热固性聚合物、弹性体材料以及以金属材料为基体的复合轴承，明确了其技术边界。3.2分类体系ISO6691:2021建立了以聚合物基体树脂为基础的多级分类体系，主要依据以下维度进行材料分类：一级分类：按聚合物基体类别分为工程塑料（如PA、POM、PET）、高性能塑料（如PEEK、PI、PEK）、特种塑料（如PTFE、UHMWPE）以及共混物四大类。二级分类：在每种基体材料下，进一步依据填充改性类型分为未改性、增强改性、润滑改性三类。增强改性主要包括纤维增强和粒子增强两种，润滑改性则特指添加固体润滑剂（如PTFE、石墨、MoS₂）的品种。三级分类：根据材料的摩擦学性能指标进行细分，主要包括摩擦系数（COF）、磨损率（K系数）、极限PV值（最大承载速度积）和热变形温度（HDT）四个维度。3.3命名规则标准规定的命名规则采用“ISO6691-材料代码-改性符号-性能指标”的结构化形式。命名实例解析如下：示例：ISO6691-POM-G30-M1-POM：表示聚合物基体为聚甲醛-G30：表示玻璃纤维含量为30%（重量百分比）-M1：表示摩擦系数等级为1级（通常指干摩擦条件下COF≤0.20）其中材料代码采用ISO1043标准规定的塑料代号编码（如POM、PA、PEEK），改性符包括G（玻璃纤维）、C（碳纤维）、T（固体润滑剂）等前缀。性能指标分为三个等级，分别对应不同的摩擦和磨损性能区间，便于设计师根据工况条件快速选材。3.4技术性能要求标准规定了滑动轴承用热塑性聚合物的关键性能指标及其测试方法：-摩擦系数（COF）：在特定载荷和速度下，采用销-盘摩擦试验机测定干摩擦和油润滑条件下的数值。要求测试严格按照ISO7148标准执行。-磨损率（K系数）：采用体积磨损量与载荷和滑行距离之比来计算，单位mm³/(N·m)。-极限PV值：在特定温度条件下（通常为23°C或100°C），材料能长期工作的最大PV乘积。该值直接反映轴承的承载能力和适用工况等级。-热稳定性：包括热变形温度（HDT）、维卡软化温度（VST）以及长期使用温度上限。标准参考ISO75和ISO306的规定进行测试。-吸水率：对于PA等易吸湿材料，规定在23°C、50%相对湿度条件下的平衡吸水率限值，以避免吸水引起的尺寸膨胀和性能衰减。3.5与相关标准的协调ISO6691:2021与多项国际标准保持协调关系：-与ISO1043系列标准的协调：材料代码直接采用ISO1043的塑料代号系统-与ISO7148系列标准的协调：摩擦学性能测试方法引用该标准-与ISO3161标准的协调：涉及轴承衬套的尺寸规格-与ISO9001质量管理体系的协调：标准中的材料性能等级可作为采购和验收依据4.主要参与单位介绍4.1国际标准化组织ISO/TC123技术委员会ISO6691:2021的修订和发布由国际标准化组织（ISO）下属的技术委员会ISO/TC123“滑动轴承”负责。ISO/TC123成立于1952年，是国际滑动轴承领域标准化工作的权威技术机构，其秘书处长期由德国标准化学会（DIN）承担。目前该技术委员会涵盖了来自28个国家的标准化专家，下设4个工作组，分别负责术语、尺寸与公差、材料规范和性能测试方法等领域的标准制定工作。作为全球滑动轴承标准化工作的核心平台，ISO/TC123负责协调各国在滑动轴承技术领域的标准一致性。其核心任务包括：-制定和修订滑动轴承的基础标准、产品标准和方法标准-协调与ISO/TC14“机械振动”、ISO/TC39“机床”等跨技术委员会的标准接口-推动新材料和新技术在滑动轴承领域的标准化应用-组织国际间技术交流与培训，促进知识共享本次ISO6691:2021标准的修订工作由ISO/TC123/WG1工作组承担。工作组专家汇聚了来自德国、英国、美国、日本、中国等国的顶尖材料学家和轴承工程专家。德国弗劳恩霍夫研究所（FraunhoferIWM）的摩擦学专家作为起草人提供了关键的技术支撑，中国标准化研究院也作为观察员参与了技术讨论。4.2中国参与贡献中国作为ISO/TC123的正式成员，积极参与了ISO6691:2021的修订工作。中国派出了来自上海轴承技术研究所、中国石油和化学工业联合会以及相关高校和企业的代表参与工作组会议。中国提出的关于将聚甲醛（POM）和聚酰胺（PA）材料按照结晶度进一步细分的建议被工作组采纳，体现了中国在新材料领域的技术贡献。5.标准实施指导5.1实施意义ISO6691:2021的发布和实施对滑动轴承产业链具有重要的指导作用：-设计选材规范化：标准化了材料的命名和性能表示，设计师可通过标准代号直接获取材料的基本摩擦学性能。-质量检验标准化：材料供应商和轴承制造商可以采用统一的方法进行性能评价，减少了供需双方的技术分歧。-国际贸易便利化：在进出口贸易中，采用ISO6691命名体系的轴承材料可以避免因名称不一致导致的合同纠纷。-技术创新引导：标准中预留的新材料类别接口，为未来新型聚合物的纳入提供了制度保障，鼓励企业进行材料创新。5.2实施要点在实施本标准时，相关方需注意以下要点：-确保材料性能测试遵照ISO7148等引用标准的规定执行-注意区分干摩擦和润滑条件下的性能差异-对于吸湿性材料（如PA），在命名时需标注试验状态（干燥或调湿）-关注材料的热稳定性与轴承工作温度的匹配性6.结论与展望6.1结论ISO6691:2021《滑动轴承用热塑性聚合物分类和名称》标准作为滑动轴承材料标准化领域的里程碑式成果，其发布标志着热塑性聚合物在滑动轴承领域的应用进入规范化、系统化的新阶段。该标准通过建立基于聚合物基体类型、改性方式和摩擦学性能的多级分类体系，以及结构化的命名规则，解决了长期以来行业面临的材料命名混乱、性能比较困难和选材效率低下的问题。通过与国际塑料材料标准和摩擦学测试标准的协调统一，ISO6691:2021增强了标准的兼容性和可操作性，为设计选材、质量控制和国际贸易提供了权威技术依据。该标准特别关注了高性能聚合物（如PEEK、PI）和新型纳米复合材料的发展趋势，体现了与时俱进的前瞻性。6.2展望展望未来，随着新能源汽车（如驱动电机轴承）、航空航天（如飞机起落架轴承）以及精密制造（如机床主轴轴承）等高端装备对滑动轴承轻量化、自润滑和长寿命要求的不断提高，热塑性聚合物滑动轴承的应用领域将持续扩展。ISO6691:2021标准有望在以下方面继续深化：-扩展材料覆盖面：尽快纳入生物基聚合物、导电聚合物及3D打印专用聚合物材料，紧跟绿色制造和智能制造的行业趋势。-完善测试方法：开发高低温交变、腐蚀介质浸渍等极端工况下的性能测试方法，提供更全面的材料评价体系。-制定应用指南：结合ISO6691标准，编制针对不同工业领域的选材指南和应用案例，降低标准使用门