衬氟阀门核心制造技术说明

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1、核心制造技术说明衬里阀门的生产不同于通用常规阀门, 它不仅要求设计结构合理, 而且要符 合衬里的工艺要求 , 设计衬里阀门时, 就要通盘考虑模具制造和工艺的可行性 , 制造成本等问题。还要编制合理的衬里工艺 , 对炉温的控制, 烘烤时间的長短 , 衬里材料的选择, 压力大小, 水冷却的调控诸因素都要精准 . 常规阀门生产没有 这些问题。我公司根据不同阀门 , 不同衬里材料, 不同的工艺方法, 编制了不同 的工艺文件, 并通过实践, 不断修订和完善, 成为公司核心制造技术。氟塑料是指分子结构含有氟原子的一类高分子合成材料的总称。它是一类含 有氟的不饱和单体自聚合以及由氟不饱和单体共聚而成的一类合

2、成树脂。由于氟塑料分子结构中都有氟碳键及其屏蔽效应，故具有优良的耐腐蚀性、 低摩擦系数、良好的自润滑性、耐高（低）温性、非黏附性、电绝缘性等，因而获 得了广泛的应用。在制造工艺上，有严格要： 铸件采用金属模具精密铸造，铸造过程中不易变形，组织致密，表面平整光滑，外形美观，衬里前金属表面，经过机械加工或喷砂、除油（脱脂）处理 需要衬里的金属部件内腔、法兰密封面，设计有机械加工成形的燕尾槽，金属球体或阀瓣等零部件，钻有适量的通孔，衬里成形后，增加了衬里的强度 和附着性，衬里不会与金属基材剥离，脱层。 采用电子数显温控箱，可按工艺参数要求精确控制产品衬里材料的预热温 度、升温速度和保温时间。 先进的

3、液动模压设备，可设定和调整模压的初始压力最终成形所需压力的 时间变化周期。 环保、流量可调的循环冷却系统，可控制模压成形过程中的冷却速度，保证 了衬里材料在模压过程中有效排气、成形和补缩。 衬里层表面光滑、平整、色泽均匀，不允许有气泡、裂纹、脱层等缺陷。 装配前，对每个衬氟零部件， 100%进行严格的高压电火花测漏，并按检验规 程规定的比例进行磁性测厚仪测厚。 产品最终试验，检验比例100%，按JB/T 9092标准，进行壳体强度、高压水密封、高压上密封和低压气密封等试验。现将其主要工艺方法简介如下: 1聚四氟乙烯（F4）液压（等压）成型衬里工艺液压法是用弹性膜（橡皮袋）和液体（水）作加压介质

4、，利用高压液体各点传压 相等，迫使橡皮袋胀大（内压法）或缩小（外压法），使弹性膜具壁之间的聚四氟乙 烯（F4）均匀地受压。液压成型通常也称为等压成型，分内压法和外压法： 内压法的弹性模固定在压力室的一定位置上，当高压水 （一台高压水泵 ）进入 袋内后，弹性膜向外增大，直至F4粉料被压实为止，此法对于不同尺寸的制品 都有它自己相应的压力室（即模具），无法通用。外压法是将装配好的工件，放入另外的压力室内（即高压釜），当高压管充满 液体加压时，高压液体由各小孔进入，使弹性膜受压而均匀变小，将F4粉料压 实。此法通用性较大，在高压釜容积范围内，不同尺寸与不同形状的阀门制品均 可适用，且此法成型的制品内

5、表面平整光滑，因为它是与光滑金属模具表面接触。液压成型不但设备与模具简单，而且制品受压均匀，质量好。但缺点是弹性 膜接触的面制品表面比较粗糙或凹凸不平，若表面要求必需平整，即可采用模压 成型与液压成型相结合的方法，即先用类似模压成型的模具将F4粉料预先压成 所要求的形状（预压力一般为0.20.3MPa），然后再用液压法成型制得。液压法成型要注意以下几个问题： 内压法模具和外压法的高压釜设计强度要能承受300kgf/cm2（29.4MPa）而 不变形； 直接接触弹性膜的模具表面，不允许有锐角或毛刺，以防刺破橡皮袋； 橡皮袋要用天然橡胶或硬度为60的丁腈橡胶制作，厚度为34mm为宜， 但厚薄要均匀

6、橡皮袋位置要摆正，压力上升前袋内不得留有空气。 聚四氟乙烯树脂要装均匀，不得有搭桥现象。 液压压力要达到200300kgf/cm2（19629.4MPa）相当于模压法 300kgf/cm2（29.4MPa）压力所得制品质量，受足压力，保证一定时间放水卸压拆模； 脱模时要小心操作，防止把预制件搞坏，要用外径略小于模套内径的圆筒 等工具将预制件顶出，送加热炉内烧结成型，烧结方法与前模压力预制品相同。 对于一些成型压力达到或接近要求时，胶袋破裂而进水的预制件，可先在 80 100 C干燥除去水分，然后再进行烧结。 制造F4衬里设备时，F4内衬件不宜太厚，要尽量薄些，才容易翻边。若 单独使用，不用外壳

7、加强，那就得厚些，液压成型时，也要考虑翻边问题。液压（等压）成型工艺路线如下：钢制设备（阀门、管件、塔节、复杂形状的设备）f除油、除锈（内表面）-放入橡胶袋（按钢件内壁预制作）一插入撑管一加入F4粉料（按衬里厚度和 压缩比计算准确的份量）一置密封胶一放入加料圈、端盖一螺栓固紧一放入高压 釜内（已注入清水）一加压至30Mpa （保压10秒）一卸压一取出制件一拆除螺 栓、端盖、加料圈一去掉橡胶袋、撑管一干燥一烧结一出炉冷却。这种方法的优点是解决了大型和几何形状复杂的阀门与管件工艺成型问题， 由于整体粉末等压成型，因而与金属制件内壁紧贴在一起，能承受一定的负压。 弥补了现有氟塑料衬里工艺的局限性，拓

8、展了同类衬里管件与阀门的使用性能。2聚全氟乙丙烯（F46）模压成型衬里工艺模压是氟塑料成型工艺方法之一（如图 1），也是我公司氟塑料衬里阀门最常用的方法。它是将一定量的氟塑料（粉状、粒状、纤维状、片状和碎屑状等） 放入成型的模腔中，然后闭合，放在加热炉内加热到一定温度，并在压力作用下 熔融流动，缓慢充满整个型腔而取得型腔所赋予的形状。随着在模具内塑化、混 合和分散，熔体逐渐失去流动性变成不熔的体型结构而成为固体，经冷却到一定 温度打开模具，而成为成品，从而完成模压过程。如图2衬里工艺流程图。氟塑 料衬里层的质量主要取决于氟塑料原料质量、衬里模压工艺和模具的设计。3OI-IUQI-I.-.U图1

9、油压机与阀体模压示意图1油管2油缸3紧固螺母4.上横梁5活动横梁6立柱7操纵箱8下横梁9压头 10.压模11.阀体阀门壳体零件 衬里面清整氟塑料固 化后开模放入一定量氟塑料 原料（粉状或片状）闭合模具和零件 随炉加温塑化 用压力机加压，边加压边用清水冷却淬火将工件置 于模具中清理修整衬里阀门零件检验测试入库图2衬里工艺流程图氟塑料衬里阀门在衬里前的处理很重要，衬氟塑料之前，应将受衬面毛刺、 油污清除干净、修磨平整，尽可能使受衬面达到GB 8923中规定的St2级，还可 以采用机械加工的方法，将受衬面加工出T形槽和螺纹沟槽增加衬里层与基本 的结合强度，防止衬里层脱壳。将衬里面内部转角处的棱角锐边

10、倒钝，减少应力 防止衬里层被锐角刺破。氟塑料（FEP ）衬里阀门成型质量包括衬塑层的内在质量和外在质量。内在质量 包括衬塑层的物理和化学性质及其均匀性；它不仅要求聚全氟乙丙烯塑料（ F46） 具有相应的物理和化学性能。在模压过程中，还要注意塑化的温度和压力，正确 掌握模压工艺。外在质量包括衬塑层的规整、尺寸、外观和色泽等。衬塑层的外 表面质量主要取决于模具的设计和氟塑料在模具内的塑化、混合和分散的能力。 塑化效果的好坏与模具结构以及工艺配方、原料质量和加工工艺条件的控制有直 接的关系。解决上述相关问题是提高塑化效果的关键，各项工作（包括原料、模 具、工艺等）都应围绕提高氟塑料塑化效果来进行。塑

11、料塑化成型对温度和压力的要求非常严格，掌握氟塑料的塑化时间非常重 要。塑化时间太短，氟塑料未成型就已分解交联；若塑化时间太长，则生产效率 低，需要很长时间才能固化脱模，生产周期长。在生产中，控制塑化时间的关键 因素就是温度和压力。若不能控制好塑化温度和压力，则很可能产生诸如衬里层 表面硬度低、表面光亮度不足；衬塑尺寸控制困难；熔接痕难以消除；衬塑层沿 氟塑料流动方向有“鱼鳞”样凸凹不平的有规则的波纹，或表面箭头状波纹等问 题。值得一提的是在加压过程中放气次数、放气时间、间隔时间都对衬塑层的外 观质量有直接影响，在生产中予以标准化严格控制，并做好生产记录。工艺人员 可以在生产前对氟塑料拟订其塑化

12、曲线，掌握其塑化时间，然后在实践中根据实 际情况进行工艺调整。因每种产品的氟塑料配方、原材料质量、产品质量要求各 异，其温度、压力，放气等工艺控制也不尽相同，需要长时间的实践与总结。我 公司在近二十年的衬里阀门生产过程中，积累了丰富的实践经验，有一支技术熟 练的队伍，有一整套先进设备和精良的模具，制订了科学合理的工艺，生产技术 成熟可靠。3.橡胶衬里成型工艺橡胶衬里阀门的主要原料是生胶、各种配合剂和金属材料，橡胶衬里阀门的基本生产工 艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6 个基本工序。橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性 的橡胶变成具有塑性的塑炼

13、胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化使具有塑性的 半成品变成弹性高、物理机械性能好的橡胶衬里阀门。1） 塑炼工艺生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状 态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、 压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。 掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要 求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需 要塑炼而直接进行混炼。生胶在混炼之前需要预先经

14、过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能 塑炼。橡胶衬里阀门几种胶的塑炼特性：天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40r，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当 温度达到120 r以上时，时间约为3-5m in。乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种 而不用塑炼。丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40r以下、小辊距、低容 量以及分段塑炼，这样可以收到较好的效果。2.) 橡胶衬里阀门工艺橡胶衬里阀门常用的成型工艺主要有以下几种:a.压出工艺压出工艺是通过压出机机筒筒壁和螺杆件的作用，使胶料达到挤压和初步造型的目的压出工艺也成为挤出

15、工艺。 压出工艺的主要设备是压出机。几种橡胶的压出特性：天然橡胶压出速度快，半成品收缩率小。机身温度50-60r，机头 70-80r，口型80-90r ；乙丙橡胶压出速度快、收缩率小，机身温度60-70r，机头温度 80-130r，口型90-140C。丁腈橡胶压出性能差，压出时应充分热炼。机身温度50-60r， 机头温度 70-80r。b 注射工艺橡胶注射成型工艺是一种把胶料直接从机筒注入模性硫化的生产方法。包括喂料、塑化、 注射、保压、硫化、出模等几个过程。注射硫化的最大特点是内层和外层得胶料温度比较均 匀一致，硫化速度快，可加工大多数模压制品。橡胶注射成型的设备是橡胶注射成型硫化 机。一般小零件多釆用这种成型工艺，如闸板、阀瓣等。C.硫化工艺橡胶硫化技术是英国化学家麦金托什和美国发明家查理古德伊尔于1823年与1844年先 后发明的一项非常具有使用价值的技术。 在橡胶制品生产过程中，硫化是最后一道加工工 序。硫化是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程。硫化方 法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。大多数橡胶制品采用热硫化。热硫化的设备有硫化罐、 平板硫化机等。硫化工艺是目前橡胶衬里阀门的主要方法, 将塑炼好橡胶片按工艺要求置于 阀体内表面再放入硫化罐或平板硫化机内进行硫化成型,