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PFA材料的成型工藝

更新時間:2025-3-13   點擊:421次

以下是PFA材料的成型工藝詳解,涵蓋注塑、擠出、壓縮成型等。主要加工方法及其關(guān)鍵參數(shù):

一、PFA材料特性與加工難點
特性:
耐溫(連續(xù)使用溫度-200℃~260℃),熔融溫度310-340℃。
化學惰性(耐強酸、強堿、有機溶劑),介電性能優(yōu)異。
熔體粘度高(比PTFE低,但高于FEP),流動性差。
加工難點:
高溫易分解(>380℃釋放有毒氟化物)。
成型收縮率大(1.5-3.5%),需控制模具溫度。
材料粘模傾向明顯,需脫模處理。
二、PFA主要成型工藝及參數(shù)
1.注塑成型(適用于復雜結(jié)構(gòu)件)
工藝流程:
原料預干燥(120℃×4h)→熔融塑化(料筒溫度330-370℃)→高壓注射(壓力80-150MPa)→保壓冷卻→脫模。
關(guān)鍵參數(shù):
料筒溫度分區(qū):
后段(進料區(qū)):310-330℃
中段(塑化區(qū)):340-360℃
前段(注射區(qū)):350-370℃
模具溫度:180-230℃(高模溫減少內(nèi)應力)。
注射速度:中低速(防止湍流導致氣泡)。
模具設計要點:
流道設計:圓形截面,直徑≥5mm,減少流動阻力。
脫模斜度≥1°,型腔表面鍍硬鉻(Ra≤0.2μm)。
典型應用:半導體晶圓盒、閥門閥座、高純管道接頭。
2.擠出成型(管材/棒材/薄膜)
工藝流程:
原料預干燥→單螺桿擠出(L/D=20-25)→口模成型→水冷定型→牽引切割。
關(guān)鍵參數(shù):
擠出溫度:
料筒:310-350℃(后部至前部梯度升溫)
口模:340-365℃(管材口模需控溫±2℃)。
螺桿轉(zhuǎn)速:15-40rpm(根據(jù)制品厚度調(diào)整)。
冷卻方式:分段水冷(段60-80℃,后續(xù)逐級降溫)。
口模設計:
管材:直角模頭,芯棒與口模間隙為壁厚的1.1-1.3倍。
薄膜:衣架式模頭,模唇開度0.5-2mm。
典型應用:高純化學品輸送管、電線絕緣護套、防腐襯里。
3.壓縮成型(厚壁制品/預成型坯)
工藝流程:
粉料預壓→裝模→熱壓(壓力10-30MPa,溫度340-360℃)→保壓冷卻→脫模。
關(guān)鍵參數(shù):
熱壓時間:每毫米厚度1.5-2分鐘(如10mm厚件需15-20分鐘)。
冷卻速率:≤5℃/min(防止結(jié)晶過快導致開裂)。
模具材料:工具鋼(H13)表面鍍鎳處理。
典型應用:化工反應釜襯里、大型密封墊片。
4.旋轉(zhuǎn)成型(大型中空制品)
工藝流程:
粉料裝入模具→雙軸旋轉(zhuǎn)加熱(350-370℃)→冷卻固化→脫模。
關(guān)鍵參數(shù):
轉(zhuǎn)速:主軸5-20rpm,副軸1/3主軸轉(zhuǎn)速。
加熱時間:根據(jù)壁厚(每毫米約3-5分鐘)。
應用案例:儲酸罐內(nèi)襯、異形防腐容器。
三、輔助工藝與后處理
退火處理:
條件:280-300℃×2-4h(內(nèi)應力,提高尺寸穩(wěn)定性)。
效果:結(jié)晶度從40%提升至50-60%,抗蠕變性增強。
表面處理:
鈉萘溶液蝕刻(提高與金屬的粘接強度)。
等離子體處理(Ar/O混合氣體,印刷/涂層附著力)。
焊接:
熱風焊:400-420℃熱風,焊條材質(zhì)與基材一致。
熱板焊:加熱板溫度380-400℃,壓力0.2-0.5MPa。
PFA材料
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