聚四氟乙烯加工工藝

聚四氟乙烯加工工藝

四氟乙烯加工工藝：

1、模壓制作：四氟專用混合機一臺；篩粉機一臺；20-80目篩網各一個；壓力機一臺；制品模具；程控燒結爐；

2、車削板制作：四氟專用混合機一臺；篩粉機一臺；20-80目篩網各一個；壓力機一臺；制品模具；程控燒結爐；車床或車削機一臺。

3、橡膠與PTFE組合制品：篩粉機一臺；四氟專用混合機一臺；20-80目篩網各一個；壓力機一臺；制品模具；程控燒結爐；車床；橡膠機；PTFE表面處理容器；儀表車床。

4、懸浮聚四氟乙烯材料分析：

懸浮聚四氟乙烯預燒結樹脂為白色顆粒，熔點327℃，具有良好的流動性，低摩擦系數，優良的熱穩定性及突出的化學穩定性。 

   模壓PTFE產品在燒結過程中須用該燒結控制器，程序儀表AL1必須設定385℃，保護儀表同時也設定385℃，PTFE制品在加溫燒結時，應有泄風裝置，避免385℃以上高溫時，熱分解增多，生成氟化氫等物質的可能性也變大，產生有毒氣體吸入人體內中毒。

PTFE熱量傳導公式：104-200cal/c.sec.℃

PTFE燒結升溫公式：按Φ100mm×10mm空心產品為標準，如產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恒溫主要根據燒結爐保溫性能與廠品大小來定。也可用PTFE熱量傳導公式換算。

如實心產品應在以上基礎上減半，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實心燒結程序Φ150MM×500MM 

模壓制作

模具的制作：

（1）模具材料的選擇：模具鋼材應選擇不銹鐵或不銹鋼.

鋼材型號為：

（2）模具的模具的制作本節為一款簡單的PTFE圓型產品為例見圖一

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℃     

  燒結條件：溫度不要超過385度，不然分子會壞死，影響質量。

物料性能 

長期使用溫度-200－－260度，有**的耐化學腐蝕性，對所有化學品都耐腐蝕，摩擦系數在塑料中很低，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，結晶度越高，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.結晶料,吸濕小。

2.流動性差，極易分解，分解時產生腐蝕氣體。宜嚴格控制成型溫度，模具應加熱，澆注系統對料流阻力應小。
3.粉狀樹脂常采用粉末粉末冶金法成型，使用燒結方法。燒結溫度360-375度，不可超過410度。乳液樹脂通常用冷擠出再燒結的工藝加工，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，可以熱壓復合、焊接、粘結、增強、機械加工等，以制得產品。

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

  歸納來說，PTFE冷壓燒結成型基本上是由預成型、燒結、冷卻三個步驟組成。即在室溫下先將純的聚四氟乙烯粉料或加有石墨等填充、增強材料的復合配料加人模腔中，于壓機上預壓成密實的制品形狀的壓件,然后從壓模中取出壓件，放入燒結爐中于360~380℃：下進行加熱，使聚四氟乙烯由結晶態轉變為非晶態，由分散的樹脂顆粒通過擴散熔融而黏結成密集、連續、透明整體，通過降溫冷卻后又變成結晶型堅固的乳白色制品。由于在燒結過程中對被燒結物完全不加約束力，故也稱為自由燒結法。 

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

    (1)預成型。冷壓制坯時，將過篩的樹脂按制品所需量均勻地加入模腔內。對施壓方向與壁厚完全相同的制品，料應一次全部加入；形狀較復雜的制品，可將所需粉料分成幾份分次加入模腔，每次加進的粉料量應與其填充的部分模腔容積相適應，而且應用幾個陽模分層次地對粉料施壓。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 一陽模（1)   5—陽模（2) 
聚四氟乙烯冷壓制坯時，粉料在模內壓實的程度愈小，燒結后制品 的收縮率就愈大;如果坯件各處的密度不等，燒結后的制品會因各處收 縮不同而產生翹曲變形，嚴重時會出現制品開裂。因此，冷壓制坯時嚴 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到預定的要求。 模壓時，陽模下降速度不要太快，以30-50mm/min為佳，臨近 終點時速度應更慢，慢至lOmm/min以下。在升壓過程中還應泄壓 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。預成型壓力一般在17-35MPa，若總壓力不 夠時可通過提高模溫來彌補。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。采用自動模壓工藝的成型 壓力要比一般模壓法高一倍，濕法混合填充PTFE則不采用自動模壓法。因泄氣次數多而難于控制。 
  
(2)燒結。燒結是使聚四氟乙烯微粒熔結成整體的過程，是成型過程中的一個關鍵工序，燒結的好壞直接影響制品的各項物理  
力學性能。燒結一般在自由狀態下于空氣中進行加熱，也采用在氮氣保護下燒結或熱壓燒結法。  

①升溫階段。燒結時，隨著料坯溫度的升高，型坯體積發生膨脹，在熔點附近其體積膨脹率高達,因而要控制升溫速度。過  
快則導致坯件內外溫差加大，引起內外膨脹不均勻而產生內應力，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。聚四氟乙烯的燒結溫度高低主要由樹脂的熱穩定來確定，熱 穩定性高者可定為380-400℃，熱穩定性差者取365-375℃。在允許燒結溫度的范圍內，提高燒結溫度可使制品的結晶度增大，相對密度和成型收縮率也增大。 
  
②保溫階段。晶區的熔化與分子的擴散需要一定的時間，因此在達到燒結溫度后，應將坯件在此溫度下保持一定時間，使坯件 結晶能夠完全消失。保溫時間長短與樹脂品種、粒徑、制品大小有 關。燒結溫度高、樹脂熱穩定性差應縮短保溫時間，以免造成樹脂熱分解；粒徑小的樹脂粉料經冷壓后，坯件中孔隙含量低，導熱性 好，可適當縮短保溫時間。一般大型制品保溫5-IOh，小型僅1h， 厚度每增加Imm ，燒結時間應延長6min。  

(3)冷卻。冷卻過程是大分子由無定形態轉變為結晶態的過 程，制品燒結后的冷卻速度決定著制品的結晶度，從而影響到制品  
的各項物理力學性能。如大型制品一般以12-24℃/h降溫，在結晶速度快的溫度范圍保溫一段時間，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。這種制品的結晶度約60%-85%, 結晶排列緊密。  中型制品冷卻速度為30-40℃/h，溫度降至250℃時取出，取出后 是否淬火根據使用要求而定。小型制品冷卻速度為60-70℃/h。如果要求制品透明，韌性好，則應采取快速冷卻，對小型制品可采用淬火的辦法。這些制品結晶度約為50%-65%。  

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