聚四氟乙烯车削板的生产工艺主要包括原料准备、压坯、烧结、旋切、后处理等关键步骤,具体说明如下:
一、原料准备与预处理
原料选择
使用纯聚四氟乙烯(PTFE)细树脂,通常为白色颗粒状,熔点约327℃,具有优良的流动性、热稳定性及化学稳定性。过筛与混合
将树脂通过20-80目筛网过筛,去除杂质和大颗粒,确保原料均匀性。必要时使用四氟专用混合机进行混合。
二、压坯成型
模压成型装料:将过筛后的PTFE树脂均匀装入模压模具中。
压制:通过压力机施加压力(压力范围通常为17-35MPa),边排气边加压,确保树脂密实填充模具,形成所需形状的坯料。
脱模修边:从模具中取出坯料,修整表面和边缘,使其平整。
特殊工艺优化大直径车削板:在压制过程中,模具需边排气边加压,以减少坯料内部缺陷。
应力去除:将坯料放入25-30℃的恒温箱中恒温10-20小时,释放内部应力,防止后续加工变形。
三、烧结处理
烧结目的
使PTFE树脂由结晶态转变为非晶态,颗粒间通过扩散熔融黏结成整体,提高材料密度和强度。
烧结工艺升温阶段:将坯料放入程控烧结炉,按预设温度曲线升温(如30℃→130℃→250℃→320℃→345℃→375℃),升温速率需严格控制(如1mm厚度对应1℃/h)。
恒温阶段:在375℃下恒温80-1000分钟(时间根据坯料尺寸调整),确保树脂充分熔融。
降温阶段:缓慢降温至室温(约4小时),避免快速冷却导致内应力。
四、旋切加工
车削设备
使用车床或专用车削机,将烧结后的圆柱形坯料旋转切削成薄板。
切削参数刀具选择:采用高速钢刀具,前角12°-15°,后角5°-10°,刃磨后表面粗糙度Ra≤1.6μm,以减少切削热和材料变形。
切削路径:优化加工路径(如先加工工艺孔定位,再车削外圆和端面),确保尺寸精度和形位公差。
装夹方式:设计圆形、环形压板及仿形工装,增加装夹面积,防止薄壁零件在切削过程中受热变形或断裂。
五、后处理与质量检测
表面处理
对车削后的板材进行清洁,去除切削残留物,必要时进行表面抛光。
质量检测外观检查:颜色均匀,无浑浊、云彩状缺陷;表面摩擦系数低(类似冰面),手压无生涩感。
性能测试:拉伸强度≥15MPa,断裂伸长率≥150%,耐电压10KV/mm。
尺寸公差:厚度公差控制在±0.25mm以内(如5mm厚板材)。
六、工艺优化方向
大直径板材生产
通过边排气边加压的模压工艺、应力去除恒温处理、长烧结时间(11240分钟),实现大直径板材(如Φ100mm以上)的高密度(96-98%出品率)和低缺陷率。
薄壁零件加工
针对薄壁结构(如壁厚≤2mm),采用仿形工装、分步切削路径、低温升刀具,解决加工中易断裂、尺寸精度差的问题。