等壓成型

等壓成型 （isotactic molding ）是將塑膠顆粒材料裝入一軟袋模具，然後置於高壓流體中，使之成為料坯的成型方法。此法物料受壓均勻，料坯與模具形狀無關。得到的料坯無氣泡，壓縮均勻，成型中無碎片產生。可用於聚四氟乙烯、超高相對分子質量聚乙烯的預成型。

基本介紹

• 中文名：等壓成型
• 外文名：isotactic molding
• 別名：液壓成型
• 分類：內、外、內外液壓成型
• 特點：加工設備簡單、投資少
• 套用：聚乙烯的預成型

簡介

等壓成型又稱液壓成型。按工藝特點可歸於模壓成型一類。但等壓成型具有它的“個性”。往往模壓成型不能解決的問題採用等壓成型可順利地完成。等壓成型原先套用於陶瓷工業，後擴大套用於粉末冶金工業。直至1960年左右才套用於PTFE、超高分子量聚乙烯等難加工的高分子聚合物。

等壓成型的基本原理：根據帕斯卡定理，利用高壓流體以相同壓力向各處傳遞，使易“滲透”的橡膠袋（乳膠袋）脹大或縮小，使停留在袋與成型模壁之間的高分子物料緩慢而均勻地受壓、壓縮，就形成所需形狀的PTFE預成型品。等壓成型可分為內液壓成型、外液壓成型、內外液壓成型三種方法。等壓成型具有四大特點：加工設備簡單、投資少、易形成生產線；模具結構簡單、操作方便、屬安全生產；預成型品受壓均勻，質量可保證，預成型品合格率較高；與模壓成型比較，用料少、成本低、經濟效益好。

內液壓成型方法

向橡膠袋（乳膠袋）里注入高壓液體（水）時，袋隨著液體壓力的不斷增高而緩慢地變大，直到模具內壁和袋外側之間的樹脂粉料被壓實為止，稱為內液壓成型方法。

內液壓法用的袋永遠固定在模具的某一適當位置上。模具要承受高壓，又稱為壓力室。壓力室就是模具。對不同形狀的製品，或同一形狀不同規格的製品，必須備有一個相應形狀和規格的壓力室，即必須有一相應的模具。

成型工藝如下：

①原料

PTFE樹脂壓縮比要小，在較低壓力下，有良好的流動性。這樣有利於在複雜形狀和加料口狹小的模具間隙中加料。樹脂應有機械強度好、熱穩定性好、熱失量儘可能小等性能。

②工藝流程

工藝流程

內液壓法的具體操作過程是裝配好模具，將經過搗碎過篩的鬆散樹脂粉料均勻地加入橡膠袋和模具之問的間隙里，合模後，充入高壓水，藉助高壓水的壓力，使橡膠袋擴張變大將粉料壓實，泄壓後脫模，便得預成型品。預成型品沒有強度，沒有套用價值，需進行燒結，其燒結工序條件和操作過程均類似於模壓成型中的燒結工藝，都有升溫、保溫、降溫冷卻三個過程。

外液壓成型方法

向橡膠袋施加高壓液體時，橡膠袋隨著液體壓力的不斷增加而緩慢縮小，直到將橡膠袋內側和模具外壁之間的PTFE粉料壓實為止，這種方法稱為外液壓成型方法。這種方法適用於生產一些內壁光滑、壁薄長徑比大的管道、車削大板用的大型長毛坯以及大面積厚板。成型工藝如下：

工藝流程同內液壓法的工藝流程。在外液壓法操作過程中，基本類同內液壓法。需注意的是為了排除釜中的空氣，在釜蓋上，或在合適的位置開一個可開啟、關閉的小孔供充水時排除氣體。樹脂料中空氣的排除，在不影響工藝和製品質量的部位留有貯氣孔之類的結構，讓壓縮時物料中排出的氣體貯藏於此處，可達到排出粉料中氣體的目的。

內外液壓成型方法

此法受壓成型時，隨著液體壓力不斷增加而緩慢變大，與此同時，模具外側和橡膠袋內側同時受壓，它們的液壓力來自同一高壓水泵的壓力，其壓力相等，方向相反，模具的內壓力和外壓力同時升降，實際上模具在整個液壓成型過程中，不受任何壓力的影響，只起到固定制品形狀的作用，稱為內外液壓成型。成型工藝如下：

此法的成型工藝和操作過程基本同於內液壓法或外液壓法。

在內外液壓法的成型操作中，將PTFE樹脂分次加入橡膠袋外殼之間的間隙中，然後將端面法蘭用蓋板密封，再將整個管件放入高壓釜中受壓，單壓14.7~19.6MPa（150~200kgf/cm），保壓5min左右泄壓，從高壓釜中取得製件，先卸下法蘭、芯模、橡膠袋等，最後卸下壓制用的加長段，換上燒結用的加長段，準備燒結。

採用內外液壓法成型工藝可以製得一些比較複雜的金屬內襯PTFE複合製件，如金屬內襯PTFE三通、四通、彎頭、大小頭、泵、閥等產品。它們的殼體既是成型模具的一部分，應有模具結構的要求，又是成品的一部分，要有能滿足使用技術條件要求的結構、強度和材質等。

PTFE和金屬殼體構成一體的部件進行燒結時，由於樹脂與金屬的熱膨脹率相差很大，在高溫下襯裡層會破壞。為此採用填入填充料後進行燒結。如金屬內襯PTFE三通預成型品在燒結前，須在三通的中空部分填入經高溫處理的二氧化矽，以達到PTFE內襯貼壁的要求，燒結完後，將整個製件用水淬火，這樣處理的PTFE製品收縮率小，貼壁好，有韌性，有利於後工段的翻邊工藝。這類填充料要求在400~450℃下不分解、不流動、不沾污樹脂料、不與樹脂發生化學反應。同時要便於清洗，常用的是鹽類、石英砂、長石粉、二氧化矽等。