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樹脂壓實而成預制件，然后進行燒結(jié)。也可將工件放入等壓罐內(nèi)，經(jīng)20～30MPa 壓力壓制后，預制件密度達1．8 g/cm³以上。燒結(jié)時體積收縮，冷卻后又收縮，閥門零件制品密度達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計。
    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)設備：80t壓力機一臺，400℃加熱爐一臺；加熱溫度：335℃-345℃；加熱時間：3.5-4小時；成型壓力：5-8 MPa。

    氟塑料襯里閥門在襯里前，應將受襯面毛刺、油污清除干凈、修磨平整，盡可能使受襯面達到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性質(zhì)及其均勻性；它不僅要求氟塑料具有相應的物理和化學性能。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計和氟塑料在模具內(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格，掌握氟塑料的塑化時間非常重要。塑化時間太短，氟塑料未成型就已分解交聯(lián)；若塑化時間太長，則生產(chǎn)效率低，需要很長時間才能固化脫模，生產(chǎn)周期長。在生產(chǎn)中，控制塑化時間的關(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)、放氣時間、間隔時間都對襯里層的外觀質(zhì)量有直接影響，在生產(chǎn)中要嚴格控制，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，掌握其塑化時間，然后在實踐中根據(jù)實際情況進行工藝調(diào)整，進行工藝評定。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的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復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。