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氟塑料襯里磁力驅(qū)動泵材料選擇及壓制工藝

時間：2012/3/12 來源：浙江揚子江泵業(yè)有限公司

1 概述

近年來，磁力驅(qū)動泵以其優(yōu)良的密封性能取得了廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。它解決了泵的跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，但抗腐蝕性能卻與其它類型泵一樣沒有得到改善。面對強酴強堿等強腐蝕性介質(zhì)，不銹鋼、鈦合金等耐腐蝕材料不是達不到使用要求，就是材料價格昂貴或原材料不易采購，成本高。而塑料襯里磁力驅(qū)動泵的產(chǎn)生，彌補了這一缺點。

2襯里塑料的選擇

由于塑料襯里磁力驅(qū)動泵主要是為了提高抗腐蝕性，所以在襯里材質(zhì)上選擇了目前抗腐蝕性效果好的氟塑料系列。通過對三大氟塑料即聚四氟乙烯(PTFE，F(xiàn)4)、聚全氟乙丙烯(FEP，F(xiàn)46)、聚偏氟乙烯(PVDn F2)的性能比較，選用了聚偏氟乙烯(F2)，

表1是三種塑料的主要性能參數(shù)。

從表l中可以看出，F(xiàn)2的突出優(yōu)點是硬度高，強度高，可以滿足產(chǎn)品強度要求，線膨脹系數(shù)低于F4、F46，尺寸穩(wěn)定性好；F2高溫下流動性好于F4，易于成型；融熔溫度低，壓制工藝易實現(xiàn)耐腐蝕性雖然低于F4與F46，但足可以滿足用戶的要求。

3 壓制工藝

下面以型號為FSC80/50-200塑料襯里磁力驅(qū)動泵為例介紹壓制工藝。

3 .1模具準備

按模具裝配圖準備好所有零部件，擦拭清理干凈，防止雜物掉進模具而影響產(chǎn)品性能。

3 .2 涂脫模劑

模具放入烘箱加熱至80℃后取出，涂脫模劑，這樣可以使脫模劑涂均勻．脫模劑涂時，在滿足要求的前提下，甩量盡可能少些，且要涂均勻，否則會降低產(chǎn)品的表面質(zhì)量和影響脫模效果。脫模劑選有機硅油或白油，把涂好脫模劑的模具放入烘箱加熱至80℃烘兩小時，使有機硅油形成薄膜后取出模具加料。

3 .3加料

在模具中放入所需的塑料多少直接影響產(chǎn)品的密度與尺寸，因此要嚴格計算加料量。計算方法有質(zhì)量法、容量法及計數(shù)法。質(zhì)量法公式如下：

M=1VP+5％Vp=1.05VP

M-所加料的質(zhì)量kG；

V-產(chǎn)品的體積m3；

P-塑料粉的密度kG/M³。

3 .4加熱

將裝好F2的模具再放入烘箱開始加熱，加熱溫度對壓制非常重要，因為它是塑料流動、充模、固化成型的主要條件。F2溫度與流動性的關(guān)系如圖1：

從圖1中可以看出F 2的流動性與Tmax有很大關(guān)系。溫度過高它流動性的流動性反而減小并且還會使它分解變性，生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面暗淡，無光澤，強度差。由于分解變性耐腐蝕性明顯降低，溫度過低則會使產(chǎn)品成型差，有明顯的沒熔化痕跡，在壓制時輪后蓋時就遇到此情況。經(jīng)過反復(fù)試壓后得到F2的TMAx為170℃，加熱速度為80℃～1 00℃／h，保溫時問為5-h(因為氟塑料的熱傳遞速度小)。小零件放在爐口，大零件放在爐中央，這樣就使模具加熱速度大致二樣二用以上方法壓制出的產(chǎn)品達到了設(shè)計要求。

3 .5壓制

把加熱好的模具取出迅速壓制，所需壓力通過下式計算：

P_M=TD²Pg/4M_A

式中 P_M-成型壓力M P a)

Pg—主油缸的油壓，即表壓(MPa)

D—主油缸的活塞直徑(an)

Am—模具成型腔在受壓方向上收的大投影面積(cm2)。

當(dāng)陽模接觸到塑料后，速度放慢，利用高壓低速有利于充模，另外放慢速度可以使模具內(nèi)空氣充分排除。排氣在壓制過程很重要，排氣不但可以縮短固化時間，而且有利于產(chǎn)品性能和外觀質(zhì)量的提高。為了避免產(chǎn)品的分層現(xiàn)象，排氣過早、過遲都不好，過早則由于有部分氣體還未從塑料粉或塑料顆粒中分離出來而達不到排氣目的；過遲則塑料表面已固化，氣體排不出來，容易產(chǎn)生氣孔氣泡等

缺陷。所以排氣時間與次數(shù)一定要掌握好。必要時，需要卸壓排氣通常排2．3次，每次時間從5-8s左右。

3.6保壓

F2在模具中固化的過程始終處于高溫和高壓之下，保持這種高壓時間的長短直接影響產(chǎn)品的力學(xué)性能和襯里效果。時間過短則固化不充分，降低了機械性能，且塑料與金屬貼合不密實；時間過長不但延長生產(chǎn)周期，脫模不利，而且使密度增加、內(nèi)應(yīng)力增加，嚴重時翹曲、破裂，因此要嚴格控制保壓時間，一般情況，薄壁小零件保壓l0 min，結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件保持30min以上。

3 .7 冷卻

冷卻過程直接影響產(chǎn)品的物理力學(xué)性能和形狀尺寸精度。冷卻過快，產(chǎn)品內(nèi)外層溫差大，以致收縮不均而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，甚至出現(xiàn)裂紋。試驗中在壓制葉輪時就遇到這種情況，后采取隨爐冷卻的方法，解決了這一問題，其他小零件則以60-70℃／h的速度

隨爐冷卻2h，然后空冷至室溫。

3 .8 脫膜

脫膜時嚴格按脫膜順序進行，以免損壞模具，同時要小心產(chǎn)品，必要時采用熱取法，產(chǎn)品取出后，整理好模具為下一次壓制做好準備。

3 .9修邊及加工

剛壓制好的產(chǎn)品由于溢料、問隙等原因形成飛邊，要按圖紙要求修邊，部分零件需要二次加工以保證產(chǎn)品尺寸及質(zhì)量。后的產(chǎn)品按圖紙檢驗并入庫。

4 結(jié)束語

在塑料襯里磁力驅(qū)動泵生產(chǎn)中，塑料襯里是重要的，因此，對于耐腐蝕性材料的選用極其重要，既要考慮用戶的要求，更要注重材料的工藝性，另外，塑料襯里磁力驅(qū)動泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子壓制及封口是個難點。氟塑料由于在融熔狀態(tài)下流動性差，因此，在壓制過程中，一定要注意保溫時問，壓制溫度，壓制壓力等工藝細節(jié)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

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