聚四氟乙烯薄壁殼狀製品軟模模壓成型方法
2023-06-08 17:28:31
專利名稱：聚四氟乙烯薄壁殼狀製品軟模模壓成型方法
技術領域：
本發明涉及一種軟模模壓成型方法，具體地說涉及一種聚四氟乙烯(簡稱PTFE)薄壁殼狀製品的軟模模壓成型方法。
背景技術：
目前，對於聚四氟乙烯薄壁殼狀製品通用的模壓成型法是將聚四氟乙烯模壓粉倒入剛性模腔，進行壓制。剛性模腔尺寸通常按製品尺寸和材料壓縮比設計，但是複雜製品卻給模腔設計和裝料工序帶來很大難度。由於材料成型流動性差，壓制過程中壓力分布均勻與否不能通過物料的流動調節，只能靠裝料的均勻性來保證，因此常規模壓方法不能調節模腔中製品各處壓力的分布和大小，極易造成製品內應力，產生微裂紋、微變形和尺寸不穩定的缺陷，造成製品成型質量的不穩定、浪費大、效率低和成品率低的問題。
為了解決聚四氟乙烯模壓製品的缺陷，通常採用液壓成型法，又可分為內液壓法、外液壓法。內液壓法是用高壓泵將液體注入一個密封性能很好的密封袋中，利用密封袋和剛性陰模構成的高壓室對聚四氟乙烯粉料進行壓制；外液壓法則是將密封性能很好的密封袋包住聚四氟乙烯粉和剛性陽模，然後投入液壓釜中，在液壓釜中注入高壓液體，密封袋和陽模構成高壓室對其中的聚四氟乙烯粉料進行壓制。液壓法成型的聚四氟乙烯製品受壓均勻，尺寸穩定，質量好，但需要高壓釜或高壓泵、高壓密封袋和傳壓介質，很容易出現密封袋洩漏汙染製品，且生產設備和工藝複雜，一般條件難以實現。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可以提高聚四氟乙烯(PTFE)薄壁殼狀製品質量、合格率和生產效率的軟模模壓成型方法。
為了實現上述目的，本發明採用了以下步驟1.根據製品尺寸和聚四氟乙烯收縮率製造剛性模具和裝料工裝，製備厚度適當的橡膠或彈性體軟模；2.裝料，即按製品底厚∶底料≈1∶5(壓縮比)鋪墊PTFE底料，在模芯與陰模構成的空腔中加料；3.抽出裝料工裝後，進行冷壓，壓力值與普通PTFE粉料模壓壓力值相同為150～400kg/cm2；4.將冷壓成型的PTFE製品自由燒結，在燒結過程的降溫階段(320～330□)進行定型，即將製品從燒結設備中迅速取出，放入模具中壓制，壓力與冷壓壓力相同，在壓力下保持10～30min，待製品完全冷卻後取出。
本發明屬於等壓模壓成型法，在剛性模具和聚四氟乙烯粉之間用具有一定彈性的軟模來調整和傳遞成型壓力，能夠很好地彌補聚四氟乙烯異形件裝料過程中難以避免的不均勻，克服了聚四氟乙烯薄壁殼狀製品成型中的缺陷，製品質量和合格率有了根本上的提高，而且不需要增加任何新設備、液體介質和密封袋。利用普通壓機和燒結爐，通過製備剛性模具、軟模、和裝料工裝，採用本發明，就可以製造出外形面(或內形面)尺寸精確的薄壁殼狀製品，製品內部質量均勻，合格率高，生產效率高，成本低廉。
圖1～圖6為針對本發明的第一個實施例——外壓法，圖7～圖11為針對本發明的另一個實施例——內壓法，其中圖1為本發明的剛性模具示意圖；圖2a為裝料模芯定位的剖面圖；圖2b為裝料模芯定位的俯視圖；圖3為軟模成型示意圖；圖4為加底料示意圖；圖5為加料及取出裝料工裝示意圖；
圖6為壓制過程示意圖；圖7為內壓法剛性模具示意圖；圖8為內壓法軟模成型示意圖；圖9為內壓法加底料示意圖；圖10為內壓法加料及取出裝料工裝示意圖；圖11為內壓法壓制過程示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行進一步說明如圖1～圖6所示為本發明的第一個實施例——外壓法，具體步驟如下(1)根據製品尺寸和聚四氟乙烯(PTFE)的收縮率設計並製造剛性模具、裝料工裝和厚度適當的橡膠或彈性體軟模1，剛性模具包括製品成型陽模2、軟模成型陽模3、導向環4和陰模5，裝料工裝則包括裝料模芯6和呈120°均勻分布的三塊模芯定位塊7；(2)按製品底厚∶底料≈1∶5(壓縮比)鋪墊PTFE底料8，將三塊模芯定位塊7-1、7-2、7-3呈120°放置在導向環4上，在它們所形成的中心放入裝料模芯6並接觸到PTFE底料8，然後加料9-1；(3)加完PTFE粉料後，取出模芯定位塊7-1、7-2、7-3，並用裝料模芯6向周圍輕輕擠壓粉料，之後小心將裝料模芯6抽出，將製品成型陽模2小心放入9-2中進行冷壓，壓力值與普通PTFE粉料模壓壓力值相同為150～400kg/cm2，9-1、9-2為疏鬆狀PTFE，9-3為預成型中的PTFE製品，9為PTFE成型製品；(4)將冷壓成型的PTFE製品自由燒結，為了保證製品內表面的精確，在燒結過程的降溫階段(320～330□)進行定型，具體為將製品從燒結設備中迅速取出，進行壓制，壓力與冷壓壓力相同，在壓力下保持10～30min，待製品完全冷卻後取出。
如圖7～圖11所示為本發明的另一個實施例——內壓法，具體步驟如下(1)根據製品尺寸和聚四氟乙烯(PTFE)的收縮率設計並製造剛性模具、裝料工裝和厚度適當的橡膠或彈性體軟模10，剛性模具包括製品成型陽模11、陽模調整環12、導向環調整環13、導向環14、製品成型陰模15和軟模成型陰模16，軟模成型與製品成型共用製品成型陽模11，製品成型陰模15用於成型製品，軟模成型陰模16則用於成型軟模；(2)按製品底厚∶底料≈1∶5(壓縮比)鋪墊PTFE底料17，然後加料，形成疏鬆預成型體18-1、18-2；(3)加完PTFE粉料後，取出模芯定位塊7-1、7-2、7-3，並用裝料模芯6向周圍輕輕擠壓粉料，之後小心將裝料模芯6抽出，將陽模調整環12、軟模10套在制品成型陽模11上，放入疏鬆預成型體18-2中並進行冷壓，18-1、18-2為疏鬆狀PTFE；18-3為預成型中的PTFE製品；18-PTFE成型製品，其他工序與外壓法完全相同。
顯而易見，內壓法與外壓法的區別在於成型過程中軟模與製品的接觸位置不同，由於製品內、外表面尺寸不同，因此內壓法和外壓法成型工裝尺寸也不同。成型時，軟模與製品內表面接觸成型為內壓法，反之為外壓法。當對製品內表面尺寸要求嚴格時，用軟模外壓成型法；反之用內壓成型法。
權利要求
1.一種聚四氟乙烯薄壁殼狀製品軟模模壓成型方法，其特徵在於可以通過以下步驟來實現(1)根據製品尺寸和聚四氟乙烯收縮率製造剛性模具和裝料工裝，製備厚度適當的橡膠或彈性體軟模；(2)裝料，即按製品底厚∶底料≈1∶5(壓縮比)鋪墊PTFE底料，在模芯與陰模構成的空腔中加料；(3)抽出裝料工裝後，進行冷壓，壓力值與普通PTFE粉料模壓壓力值相同為150～400kg/cm2；(4)將冷壓成型的PTFE製品自由燒結，在燒結過程的降溫階段(320～330□)進行定型，即將製品從燒結設備中迅速取出，放入模具中壓制，壓力與冷壓壓力相同，在壓力下保持10～30min，待製品完全冷卻後取出。
2.根據權利要求1所述的軟模模壓成型方法，其特徵在於外壓法的剛性模具包括製品成型陽模(2)、軟模成型陽模(3)、導向環(4)和陰模(5)，裝料工裝則包括裝料模芯(6)和呈120°均勻分布的三塊模芯定位塊(7)。
3.根據權利要求1所述的軟模模壓成型方法，其特徵在於內壓法的剛性模具包括製品成型陽模(11)、陽模調整環(12)、導向環調整環(13)、導向環(14)、製品成型陰模(15)和軟模成型陰模(16)，軟模成型與製品成型共用製品成型陽模(11)，製品成型陰模(15)用於成型製品，軟模成型陰模(16)則用於成型軟模。
全文摘要
一種聚四氟乙烯薄壁殼狀製品軟模模壓成型方法，在剛性模具和聚四氟乙烯粉之間用具有一定彈性的軟模來調整和傳遞成型壓力，能夠很好地彌補聚四氟乙烯異形件裝料過程中難以避免的不均勻，克服了聚四氟乙烯薄壁殼狀製品成型中的缺陷，製品質量和合格率有了根本上的提高，而且不需要增加任何新設備、液體介質和密封袋。
文檔編號B29C43/12GK1544231SQ200310115458
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月26日 優先權日2003年11月26日
發明者姜衛陵, 酈江濤, 羅蘋, 李德利 申請人:中國航天科技集團公司第一研究院第七○三研究所, 中國航天科技集團公司第一研究院第七