一、烧结工艺核心原理
聚四氟乙烯（PTFE）的烧结工艺是通过加热使粉末状或颗粒状材料熔融结合，形成致密结构的过程。PTFE颗粒在高温下通过扩散和结晶作用，消除空隙，提升力学性能和耐磨性。烧结过程分为升温、保温、冷却三个阶段，需严格控制温度、时间和速率参数。
二、烧结工艺关键参数

参数	推荐值	说明
烧结温度	360-380℃（纯PTFE），最高≤415℃	温度过高会导致分子分解，产生有毒气体；温度过低则烧结不充分。
保温时间	20-140分钟（依制品厚度调整）	厚制品需延长保温时间，确保内部充分熔融。
升温速率	50-100℃/h	升温过快会导致内外温差大，产生内应力；升温过慢影响效率。
冷却速率	30-40℃/h（缓慢冷却）	快速冷却（如淬火）会降低结晶度，影响强度；缓慢冷却可减少变形和裂纹。

三、烧结工艺实施步骤
1. 烧结前准备原料预处理将PTFE树脂粉碎、干燥，过筛至粒度均匀（推荐25μm左右）。
去除低分子组分和挥发性物质，预烘温度250℃，时间2小时。
模具准备清洁模具内表面，镀硬铬处理，表面粗糙度Ra≤0.05μm。
根据制品尺寸设计模具，确保压缩比合理（纯PTFE压缩比4:1，填充型3.5:1）。
加料与预压均匀装入PTFE粉末，避免分层或空洞。
预压压力30-50MPa，保压时间5-25分钟，排除气泡，提高致密性。
2. 烧结过程控制
升温阶段以50-100℃/h速率升温至370℃（纯PTFE）或380℃（填充型）。
厚制品需分段升温，避免内外温差过大。
保温阶段保持烧结温度20-140分钟，确保PTFE完全熔融结晶。
保温时间依制品厚度调整（每2.5cm厚度增加1小时）。
冷却阶段以30-40℃/h速率缓慢冷却至250℃，然后出炉自然冷却。
大型制品需在炉内保温8-12小时，避免冷却不均导致变形。
3. 烧结后处理
脱模与修边
冷却后脱模，去除毛刺和飞边，确保尺寸精度。
质量检验检查表面质量（无裂纹、变形）、尺寸公差（±3%-7%）和密度（≥2.1g/cm³）。
车削薄膜如发现水渍状斑纹，需提高烧结温度并延长保温时间。
四、烧结设备选型

设备类型	适用场景	优势
箱式炉	小批量、间歇式生产	温度控制精准，适合复杂形状制品。
连续式炉	大规模、连续化生产	效率高，适用于管材、板材等标准件。
热风循环烘箱	对温度均匀性要求高的制品	通过热风循环确保炉内温度一致，减少变形风险。

五、常见问题及解决方案

问题	原因	解决方案
裂纹	升温/冷却过快、模压压力不均	缓慢升降温（≤100℃/h），均匀加压，分批加料并排气。
变形	加料不均、保压时间不足	采用两端施压，延长保压时间，确保炉内温度均匀。
尺寸不合	模具设计不当、收缩率计算错误	根据PTFE收缩率（3%-7%）调整模具尺寸，预留加工余量。
车削斑纹	烧结不充分	提高烧结温度至380℃，延长保温时间至2小时。

六、工艺优化方向
自动化控制：引入PLC系统实时监控温湿度，减少人为误差。
新型填料：添加碳纤维、石墨等填料，提升制品的导热性和耐磨性。
绿色制造：采用水性PTFE乳液替代有机溶剂，降低VOC排放。
通过严格遵循上述工艺参数和操作步骤，可确保PTFE制品达到高密度、高强度和低摩擦的性能要求，广泛应用于化工、电子、航空等领域。