机械密封聚四氟乙烯波纹管的加工


机械密封聚四氟乙烯波纹管的加工

聚四氟乙烯波纹管(简称四氟波纹管)已广泛用于各类耐腐蚀机械密封中。波纹管的制造分两个步骤,先制造毛坯,然后进行车制。聚四氟乙烯毛坯筒料如图9-24所示。整个筒料由三段构成,中间段为纯聚四氟乙烯,两端为填充聚四氟乙烯。

机械密封聚四氟乙烯波纹管的加工

机械密封聚四氟乙烯波纹管的加工

一、原料规格

纯四氟乙烯原料为SFX悬浮粉与填充剂混合而成。

填充剂主要有以下几种:

石墨粉:化学试剂级。

玻璃纤维:用无碱、无蜡、无表面处理剂的“三无”玻璃纤维丝、经球磨粉碎后过150目筛。

二氧化硅:过270目筛。

二、模具设计

机械密封聚四氟乙烯波纹管的加工

纯四氟塑料的收缩率为5%,填充四氟塑料的收缩率为2%~2.5%,设计压模的外径d2(见图9-25),按收缩率5%再加上加工余量3-4mm来考虑,压模内径d1,按收缩率为零考虑,即零件内径的实际尺寸再减去加工余量3-4mm。模具的高度为毛坯高度h的四倍。压模、底模与内模和外模均采用动配合。

具体计算方法如下:设零件内径为dn,外径为dw,则:

d2=dw+5%dw+(3-4)

d1=dn-(3-4)

D=d2+40

H=4h

H2=H+10

H1=10

模具材料采用45钢。

三、波纹管毛坯的原料配比

1、前段(动环段)

配方一:聚四氟乙烯悬浮细粉料80%-85%;玻璃纤维粉15%-20%

配方二:聚四氟乙烯悬浮细粉料80%-85%;石墨粉15%-20%


上述配方的混合料在2950r/min小型高速搅拌机(搅拌桨直径为200-250mm)中充分混合搅拌1-2min即可,如发现仍未充分混合再搅拌一次。

2、中段波纹管段采用纯聚四氟乙烯粗粉料。

3、后段(固定段)

聚四氟乙烯悬浮细粉料90%;玻璃粉或玻璃纤维粉料10%。两种料也要在高速搅拌机中混合。

四、毛坯压制

按密度为2.7g/cm³计算粉料质量,分别称料,按次序加入模具中。为使坯料分层清楚,每加一种料可把压模放入模中稍微轻压一下,然后加第二种料、第三种料。待料全部加入模具后,在压力机上用30-50MPa压力进行模压;保压时间5-10MIN充分排气(视零件高度而定),保压后即可脱模。

模具的高度有时太高,超过压机的最大工作高度,造成加工困难。此时可适当降低模具高度H,使H≥2.5h(毛坯高度),这样每加一种料后,必须在压机上给以初压,压力为2-5MPa,在加第二种料前,必须在初压过的料面上用小棒把表面划毛,这样可以保证压制的坯料质量。

五、毛坯的烧结

压制后的毛坯在DL-151型高温烧结炉中进行烧结,开始按1-2℃/min升温速度加热,待炉内温度达到320℃时开动转盘保温1h。然后按1℃/min升温速度继续加热到375--3800C,并在此温度下保温,保温时间按壁厚每毫米为10min计算,保温后随炉冷却(不能打开炉门),自然降温到常温。

波纹管毛坯由于原料、压制及烧结工艺不同,会出现波纹段发脆、裂纹等现象。故生产中要及时总结经验,根据原料不同确定合理工艺。如采用淬火工艺可大大提高波纹管韧度。

四氟波纹管车制方法有两种,单刀或多刀车制。由于单刀刀具简单。也有利于波距的调整,所以用单刀车制较多。采用普通车床,刀具可采用工具钢或高碳钢。以152型机械密封波纹管为例简述车制过程如下。

车制时用三爪卡盘直接卡住四氟毛坯车制,在较软的毛坯料上会留有预应力.车好的零件会产生变形,故用芯轴撑住内孔装卡车制较好。刀具的结构如图9-26所示。刀杆固定在刀座上。刀头的形状根据图纸要求而定,两刀头横向距离δ即为波纹的轴向壁厚。

机械密封聚四氟乙烯波纹管的加工

先加工动环端面及波纹管外形,然后用波纹管刀具车制波纹管.先车内波,注意控制波纹深度,然后车外波(如图9-27所示)。轴向进给车制第三个波.再依次车内、外波。最后掉头,用芯轴撑住内孔,车完余下部位。

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