氟塑料襯里閥門襯里成型工藝

本文節(jié)選自 《氟塑料襯里閥門》（黃銳、胡遠(yuǎn)銀、錢知勉 主編）

    氟塑料襯里閥門成型工藝主要有等壓成型、模壓成型和注射成型3種。

    1 、等壓成型工藝

    等壓成型是氟塑料襯里閥門成型工藝方法之一，適合于多品種小批量的生產(chǎn)方式。適合等壓成型工藝的氟塑料牌號是PTFE (F4)粉未。粉狀樹脂常采用粉末冶金法成型，使用燒結(jié)方法。燒結(jié)溫度360℃-380℃，不可超過410℃。所謂粉末冶金成型法 ，是將F4樹脂粉末均勻而疏松地填放在橡皮模型與閥門殼體壁面之間，然后在橡皮模型內(nèi)施壓，水作加壓介質(zhì)，使橡皮模型與閥門殼壁之間的聚四氟乙烯(F4)勻稱地受壓，將F4樹脂壓實(shí)而成預(yù)制件，然后進(jìn)行燒結(jié)。也可將工件放入等壓罐內(nèi)，經(jīng)20～30MPa 壓力壓制后，預(yù)制件密度達(dá)1．8 g/cm³以上。燒結(jié)時(shí)體積收縮，冷卻后又收縮，閥門零件制品密度達(dá)2.17 g/cm³以上。燒結(jié)后的閥門零件，將法蘭面不平處或有棱角處，用手提砂輪修整打平，轉(zhuǎn)角處修磨成園弧形。從而完成氟塑料襯里閥門等壓成型工作。
    將閥門預(yù)制件燒結(jié)成型，這種采用一次性整體成型的襯里層，其質(zhì)量受氟塑料原料、工藝的影響很大。

    2、模壓成型工藝

    模壓成型是氟塑料襯里閥門主要成型工藝方法之一（圖19-24），也是氟塑料襯里閥門最常用的方法，適合于多品種小批量的生產(chǎn)方式。它是將一定量的FEP(F46)、PFA 氟塑料（粉狀、粒狀、纖維狀、片狀和碎屑狀等）放入成型的模腔中，然后閉合，放在加熱爐內(nèi)加熱到一定溫度，并在壓力作用下熔融流動，緩慢充滿整個(gè)型腔而取得型腔所賦予的形狀。隨著在模具內(nèi)塑化、混合和分散，熔體逐漸失去流動性變成不熔的體型結(jié)構(gòu)而成為固體，經(jīng)冷卻到一定溫度打開模具，而成為成品，從而完成模壓過程（圖19-25）。氟塑料襯里層的質(zhì)量主要取決于氟塑料原料質(zhì)量、襯里模壓工藝和模具的設(shè)計(jì)。
    現(xiàn)以公稱尺寸DN100氟塑料襯里球閥成型工藝為例。氟塑料牌號：FEP(F46)設(shè)備：80t壓力機(jī)一臺，400℃加熱爐一臺；加熱溫度：335℃-345℃；加熱時(shí)間：3.5-4小時(shí)；成型壓力：5-8 MPa。

    氟塑料襯里閥門在襯里前，應(yīng)將受襯面毛刺、油污清除干凈、修磨平整，盡可能使受襯面達(dá)到GB /T8923<涂裝前鋼材表面處理規(guī)范>中的St2級，還可以采用機(jī)械加工的方法，將受襯面加工出T形槽和螺紋溝槽增加襯里層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，防止襯里層脫殼。將襯里面內(nèi)部轉(zhuǎn)角處的棱角銳邊倒鈍，內(nèi)圓角R＞2mm，外圓角R＞3mm，減少應(yīng)力，防止襯里層被銳角刺破。
    氟塑料襯里閥門成型質(zhì)量包括襯塑層的內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量。內(nèi)在質(zhì)量包括氟塑料襯里層的物理和化學(xué)性質(zhì)及其均勻性；它不僅要求氟塑料具有相應(yīng)的物理和化學(xué)性能。在模壓過程中，還要注意塑化的溫度和壓力，正確掌握模壓工藝。外在質(zhì)量包括襯里層的規(guī)整、尺寸、外觀和色澤等。襯里層的外表面質(zhì)量主要取決于模具的設(shè)計(jì)和氟塑料在模具內(nèi)的塑化、混合和分散的能力。塑化效果的好壞與模具結(jié)構(gòu)以及氟塑料工藝配方、原料質(zhì)量和加工工藝條件的控制有直接的關(guān)系。
    氟塑料塑化成型對溫度和壓力的要求非常嚴(yán)格，掌握氟塑料的塑化時(shí)間非常重要。塑化時(shí)間太短，氟塑料未成型就已分解交聯(lián)；若塑化時(shí)間太長，則生產(chǎn)效率低，需要很長時(shí)間才能固化脫模，生產(chǎn)周期長。在生產(chǎn)中，控制塑化時(shí)間的關(guān)鍵因素就是溫度和壓力。若不能控制好塑化溫度和壓力，則很可能產(chǎn)生諸如襯里層表面硬度低、表面光亮度不足；襯里層尺寸控制困難；熔接痕難以消除；襯里層沿氟塑料流動方向有“魚鱗”樣凸凹不平的有規(guī)則的波紋，或表面箭頭狀波紋等問題。另外，在加壓過程中放氣次數(shù)、放氣時(shí)間、間隔時(shí)間都對襯里層的外觀質(zhì)量有直接影響，在生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制，并做好生產(chǎn)記錄。工藝人員可以在生產(chǎn)前對氟塑料擬訂其塑化曲線，掌握其塑化時(shí)間，然后在實(shí)踐中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工藝調(diào)整，進(jìn)行工藝評定。因每種產(chǎn)品的氟塑料配方、原材料質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量要求各異，其溫度、壓力，放氣等工藝控制也不盡相同，根據(jù)具體情況決定，從而制訂出適合的模壓工藝規(guī)程。

    3 、注塑成型工藝

    注塑成型是氟塑料襯里閥門成型工藝方法之一，也是氟塑料襯里閥門最新的工藝方法，適合于中小口徑氟塑料襯里閥門的批量生產(chǎn)方式。
    注塑成型原理及注塑過程：注(射模)塑(或稱注射成型)是氟塑料先在注塑機(jī)的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復(fù)式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。它不僅可在高生產(chǎn)率下制得高精度，高質(zhì)量的制品，而且可加工的氟塑料品種在不斷發(fā)展之中，因此注塑是氟塑料閥門加工中最具活力的成型方法。
    目前能用來注塑成型的除塑料(如PO等)外，主要氟塑料是PFA 與 ETFE(F40)，雖然FEP(F46)也能注塑成型，但不易撐控，質(zhì)量不穩(wěn)定。