聚四氟乙烯加工工藝

四氟乙烯加工工藝：

1、模壓制作：四氟專用混合機(jī)一臺(tái)；篩粉機(jī)一臺(tái)；20-80目篩網(wǎng)各一個(gè)；壓力機(jī)一臺(tái)；制品模具；程控?zé)Y(jié)爐；

2、車削板制作：四氟專用混合機(jī)一臺(tái)；篩粉機(jī)一臺(tái)；20-80目篩網(wǎng)各一個(gè)；壓力機(jī)一臺(tái)；制品模具；程控?zé)Y(jié)爐；車床或車削機(jī)一臺(tái)。

3、橡膠與PTFE組合制品：篩粉機(jī)一臺(tái)；四氟專用混合機(jī)一臺(tái)；20-80目篩網(wǎng)各一個(gè)；壓力機(jī)一臺(tái)；制品模具；程控?zé)Y(jié)爐；車床；橡膠機(jī)；PTFE表面處理容器；儀表車床。

4、懸浮聚四氟乙烯材料分析：

懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂為白色顆粒，熔點(diǎn)327℃，具有良好的流動(dòng)性，低摩擦系數(shù)，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及突出的化學(xué)穩(wěn)定性。 

   模壓PTFE產(chǎn)品在燒結(jié)過程中須用該燒結(jié)控制器，程序儀表AL1必須設(shè)定385℃，保護(hù)儀表同時(shí)也設(shè)定385℃，PTFE制品在加溫?zé)Y(jié)時(shí)，應(yīng)有泄風(fēng)裝置，避免385℃以上高溫時(shí)，熱分解增多，生成氟化氫等物質(zhì)的可能性也變大，產(chǎn)生有毒氣體吸入人體內(nèi)中毒。

PTFE熱量傳導(dǎo)公式：104-200cal/c.sec.℃

PTFE燒結(jié)升溫公式：按Φ100mm×10mm空心產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)，如產(chǎn)品放大或減小升降溫率為1mm=1℃/H

30-130=90℃/H   130-250=70℃/H   250-320=50℃/H   

320-345=40℃/H  345-375=25℃/H

恒溫工藝：130℃=30-60min     250℃=60min   320℃=60-300min

345℃=60-100min  375℃=80-1000min恒溫主要根據(jù)燒結(jié)爐保溫性能與廠品大小來定。也可用PTFE熱量傳導(dǎo)公式換算。

如實(shí)心產(chǎn)品應(yīng)在以上基礎(chǔ)上減半，溫度傳輸見圖1

PTFE壓力公式：c㎡/200-400kpa

例1、PTFE空心Φ100mm×10mm程序如下： 

例2、PTFE實(shí)心燒結(jié)程序Φ150MM×500MM 

模壓制作

模具的制作：

（1）模具材料的選擇：模具鋼材應(yīng)選擇不銹鐵或不銹鋼.

鋼材型號(hào)為：

（2）模具的模具的制作本節(jié)為一款簡(jiǎn)單的PTFE圓型產(chǎn)品為例見圖一

PTFE塑料（F4）# F:（聚四氟乙烯）
英文名稱 olytetrafluoro ethylene       
比重:2.1-2.2克/立方厘米
成型收縮率:3.1-5.0% 

成型溫度：330-380℃     

  燒結(jié)條件：溫度不要超過385度，不然分子會(huì)壞死，影響質(zhì)量。

物料性能 

長(zhǎng)期使用溫度-200－－260度，有**的耐化學(xué)腐蝕性，對(duì)所有化學(xué)品都耐腐蝕，摩擦系數(shù)在塑料中很低，還有很好的電性能，其電絕緣性不受溫度影響，有“塑料王”之稱。

2、呈透明或半透明狀態(tài)，結(jié)晶度越高，透明性越差。原料多為粉狀樹脂或濃縮分散液，具有極高的分子量，為高結(jié)晶度的熱塑性聚合物。 

3、適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件和*療器械零件

4、成型性能      
1.結(jié)晶料,吸濕小。

2.流動(dòng)性差，極易分解，分解時(shí)產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度，模具應(yīng)加熱，澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力應(yīng)小。
3.粉狀樹脂常采用粉末粉末冶金法成型，使用燒結(jié)方法。燒結(jié)溫度360-375度，不可超過410度。乳液樹脂通常用冷擠出再燒結(jié)的工藝加工，可在物品表面形成防腐層。如需要求制品透明性，韌性好，應(yīng)采取快速冷卻。也可采取擠壓成型，可以擠出管、棒、型材。
4、PTFE熔體粘度很高，容體粘度隨剪切應(yīng)力的增大而減小，顯示其非牛頓流體的特性。
5、二次加工，可以熱壓復(fù)合、焊接、粘結(jié)、增強(qiáng)、機(jī)械加工等，以制得產(chǎn)品。

用曲線燒結(jié),
1、一步在120度進(jìn)行干燥
2、二步如填充石墨或二流化墨在250度要進(jìn)行溫度處理。
3、三步在345度處理一次
4、四步在375度進(jìn)行處理
5、五步降溫不要太快

  歸納來說，PTFE冷壓燒結(jié)成型基本上是由預(yù)成型、燒結(jié)、冷卻三個(gè)步驟組成。即在室溫下先將純的聚四氟乙烯粉料或加有石墨等填充、增強(qiáng)材料的復(fù)合配料加人模腔中，于壓機(jī)上預(yù)壓成密實(shí)的制品形狀的壓件,然后從壓模中取出壓件，放入燒結(jié)爐中于360~380℃：下進(jìn)行加熱，使聚四氟乙烯由結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，由分散的樹脂顆粒通過擴(kuò)散熔融而黏結(jié)成密集、連續(xù)、透明整體，通過降溫冷卻后又變成結(jié)晶型堅(jiān)固的乳白色制品。由于在燒結(jié)過程中對(duì)被燒結(jié)物完全不加約束力，故也稱為自由燒結(jié)法。 

(a)一次      （b)插入陽(yáng)      （c)二次    （d)插入陽(yáng)    (e)施壓 
加料        模(1)       加料        模(2> 

    (1)預(yù)成型。冷壓制坯時(shí)，將過篩的樹脂按制品所需量均勻地加入模腔內(nèi)。對(duì)施壓方向與壁厚完全相同的制品，料應(yīng)一次全部加入；形狀較復(fù)雜的制品，可將所需粉料分成幾份分次加入模腔，每次加進(jìn)的粉料量應(yīng)與其填充的部分模腔容積相適應(yīng)，而且應(yīng)用幾個(gè)陽(yáng)模分層次地對(duì)粉料施壓。聚四氟乙烯法蘭套筒制品分次加料的壓制過程如圖5-5 

圖5 -5   PTFE法蘭套筒制品分次加料的壓制過程 

1 一模套  2—芯棒3—底模4 一陽(yáng)模（1)   5—陽(yáng)模（2) 
聚四氟乙烯冷壓制坯時(shí)，粉料在模內(nèi)壓實(shí)的程度愈小，燒結(jié)后制品 的收縮率就愈大;如果坯件各處的密度不等，燒結(jié)后的制品會(huì)因各處收 縮不同而產(chǎn)生翹曲變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)制品開裂。因此，冷壓制坯時(shí)嚴(yán) 格控制裝料量、所施壓力和施壓與卸壓的方式，以保證坯件的密度和各 部分的密度均一性達(dá)到預(yù)定的要求。 模壓時(shí)，陽(yáng)模下降速度不要太快，以30-50mm/min為佳，臨近 終點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)更慢，慢至lOmm/min以下。在升壓過程中還應(yīng)泄壓 2-4次或分段保壓，以使物料中的空氣充分逸出。保壓時(shí)間隨型 坯厚度而定，可從幾分鐘到幾十分鐘不等，保證使壓力傳遞均勻并 有利于空隙的消除。預(yù)成型壓力一般在17-35MPa，若總壓力不 夠時(shí)可通過提高模溫來彌補(bǔ)。模壓壓力與模壓工藝、所用物料、填料品種和混料方法（干法或濕法）有關(guān)。采用自動(dòng)模壓工藝的成型 壓力要比一般模壓法高一倍，濕法混合填充PTFE則不采用自動(dòng)模壓法。因泄氣次數(shù)多而難于控制。 
  
(2)燒結(jié)。燒結(jié)是使聚四氟乙烯微粒熔結(jié)成整體的過程，是成型過程中的一個(gè)關(guān)鍵工序，燒結(jié)的好壞直接影響制品的各項(xiàng)物理  
力學(xué)性能。燒結(jié)一般在自由狀態(tài)下于空氣中進(jìn)行加熱，也采用在氮?dú)獗Ｗo(hù)下燒結(jié)或熱壓燒結(jié)法。  

①升溫階段。燒結(jié)時(shí)，隨著料坯溫度的升高，型坯體積發(fā)生膨脹，在熔點(diǎn)附近其體積膨脹率高達(dá),因而要控制升溫速度。過  
快則導(dǎo)致坯件內(nèi)外溫差加大，引起內(nèi)外膨脹不均勻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使制品變形、開裂。通常升溫速度取決于制品的大小、厚度，物料 的組成、粒徑等。大型制件應(yīng)先以30-40℃/h的速度升溫至300℃,再以10-20℃/h速度升溫；中型制件則可采用60-70℃/h 的速度升溫；小型制品可以100-120°C/h的速度升溫或自由升溫。聚四氟乙烯的燒結(jié)溫度高低主要由樹脂的熱穩(wěn)定來確定，熱 穩(wěn)定性高者可定為380-400℃，熱穩(wěn)定性差者取365-375℃。在允許燒結(jié)溫度的范圍內(nèi)，提高燒結(jié)溫度可使制品的結(jié)晶度增大，相對(duì)密度和成型收縮率也增大。 
  
②保溫階段。晶區(qū)的熔化與分子的擴(kuò)散需要一定的時(shí)間，因此在達(dá)到燒結(jié)溫度后，應(yīng)將坯件在此溫度下保持一定時(shí)間，使坯件 結(jié)晶能夠完全消失。保溫時(shí)間長(zhǎng)短與樹脂品種、粒徑、制品大小有 關(guān)。燒結(jié)溫度高、樹脂熱穩(wěn)定性差應(yīng)縮短保溫時(shí)間，以免造成樹脂熱分解；粒徑小的樹脂粉料經(jīng)冷壓后，坯件中孔隙含量低，導(dǎo)熱性 好，可適當(dāng)縮短保溫時(shí)間。一般大型制品保溫5-IOh，小型僅1h， 厚度每增加Imm ，燒結(jié)時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)6min。  

(3)冷卻。冷卻過程是大分子由無定形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)的過 程，制品燒結(jié)后的冷卻速度決定著制品的結(jié)晶度，從而影響到制品  
的各項(xiàng)物理力學(xué)性能。如大型制品一般以12-24℃/h降溫，在結(jié)晶速度快的溫度范圍保溫一段時(shí)間，使制品均勻冷卻到317℃以 下，再以2O-50℃/h速度冷卻到，從燒結(jié)爐中取出制品，放入保溫箱中緩慢冷卻至室溫。這種制品的結(jié)晶度約60%-85%, 結(jié)晶排列緊密。  中型制品冷卻速度為30-40℃/h，溫度降至250℃時(shí)取出，取出后 是否淬火根據(jù)使用要求而定。小型制品冷卻速度為60-70℃/h。如果要求制品透明，韌性好，則應(yīng)采取快速冷卻，對(duì)小型制品可采用淬火的辦法。這些制品結(jié)晶度約為50%-65%。  

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