CN103331916B - 大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法，由于采用了组合式推压模具、同心定位套和采用不锈钢芯棒连同聚四氟乙烯管一起进行淬火的处理方法，明显提高了聚四氟乙烯管的性能，相关各项指标达到：内径及允差Φ14mm±0.2mm，壁厚及允差2.5mm±0.2mm，拉伸强度≥26MPa，断裂伸长率≥300%，室温爆破压力≥5MPa，电气强度≥20MV/m，耐电压30kV.min无击穿和变形，沿半径120mm圆筒弯曲管子内侧不折瘪，满足大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管（Φ14×2.5）的技术性能要求。

Description

大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法及装置

技术领域

本发明涉及一种大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法及装置。

背景技术

聚四氟乙烯管材一般生产过程的主要步骤是：①把聚四氟乙烯分散树脂（以下简称树脂）与助挤剂按一定的比例均匀混合；②把混合的树脂倒入套筒状的模具内，采用平板液压机把树脂压制成预成型圆柱坯件；③把预成型圆柱坯件放入柱塞式推压机的料腔内，通过推压坯件，使坯件树脂强行通过锥体模和口模、芯模成型为同心圆聚四氟乙烯生管（未烧结管）；④把未烧结管放入烧结炉内，在380℃高温下烧结成具有一定强度的聚四氟乙烯管。按此工艺生产的聚四氟乙烯管，参考轻工行业标准QB/T3624—1999对基本同类产品SFG—2技术指标的规定仅为四项，即：内径及允差为Φ14mm±1.0mm，壁厚及允差为2mm±0.3mm，拉伸强度为≥25MPa，断裂伸长率≥150%。而本发明涉及的产品，不仅提高了产品尺寸的控制精度和机械强度指标，且增加对管子电气性能、爆破压力及管子弯曲性能的考核要求。因此，一般的聚四氟乙烯管子均达不到本发明涉及产品的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法及装置。

本发明提出的大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法，具体步骤如下：

(1)、将混合树脂与助挤剂按100：18.0的重量比混合均匀，用10目金属筛网过筛混合料；

(2)、将步骤(1)所得混合料装入密闭的容器中，然后置于28℃±3℃的环境中存放不少于12小时；

(3)、采用32吨螺杆式压机和Φ98/Φ22×400mm的模具压制预成型坯件；压制时，双向施压，中间二次泄压放气，控制压力表示值4MPa～5MPa，保压3min；

(4)、把预成型坯件放入推压成型装置的圆柱体料腔内，调节芯模底圆平面与口模底圆平面的距离H，H为10mm；

(5)、推压成型装置内设置有管子推压成型用的锥体模、口模、芯模和推压芯棒，保持推压速度为10mm/25S～10mm /50s；

(6)、在管子推压前，把同心定位套嵌入口模与芯模之间，然后启动推压成型装置开始推压出生管；

(7)、把推压成型的生管放入烧结炉内通过去油进行干燥和烧结，控制烧结温度为400℃～405℃，保温5h；

(8)、把直径Φ8mm的不锈钢芯棒穿入烧结成型的生管内，在温度为405℃～415℃的环境下保温25min～35min，然后快速把熔融透明的生管连同不锈钢芯棒一起投入液温低于23℃的淬火液池中，冷却10min～15min；

(9)、取出淬火后的生管，用清水冲洗干净附在生管内外表面的淬火液，吹干，即得到所需产品。

本发明中，所述混合树脂采用分散型聚四氟乙烯树脂。

本发明中，所述助挤剂采用标号为200号的溶剂汽油。

本发明中，淬火液是由清水和TX-10乳化剂组成，乳化剂占淬火液重量百分比含量为3%~5%。

本发明提出的大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法使用的装置，所述推压成型装置由推压杆1，推压活塞头2，圆柱体料腔3，设备台面4，芯棒5，锥体模6，口模7，芯模8，同心定位套9和螺母10组成。其中：设备台面4内设有圆柱体料腔3，推压活塞头2位于推压杆1头部，推压活塞头2与推压杆1插入圆柱体料腔3一端，锥体模6一端固定于设备台面4一侧，且锥体模6开口处对准圆柱体料腔3，锥体模6另一端通过螺母10与口模7连接，芯棒5位于圆柱体料腔3和锥体模6空腔内，芯棒5与推压杆1螺纹连接，可拆卸，芯模8位于口模7的空腔内，口模7底圆平面伸出芯模8底圆平面的距离应大小10cm，芯棒5一端与芯模8螺纹连接，可拆卸，同心定位套9嵌于口模7和芯模8端部之间。

本发明中，不锈钢芯棒为直径Φ8mm的实心圆柱形体。

在上述操作过程中应注意的事项如下：

1、在压制预成型坯件时，倒入模具中的原料应均匀分布，尽可能保证成型坯件横截面的密度基本一致，目的是保证坯件在推压时受力均匀。

2、在推压出生管前，须用手施加一定的力托住同心定位套，随着推压力的增大，并随生管的推出顺势推出同心定位套。此过程目的是保证芯模中心定位，控制产品壁厚尺寸的精度。

3、淬火处理时，须把不锈钢芯棒插入烧结后的管子内，提高淬火效果以保证管子的韧性和管子直线度。

使用本发明方法所得产品的技术指标为：内径及允差Φ14mm±0.2mm，壁厚及允差2.5mm±0.2mm，拉伸强度≥26MPa，断裂伸长率≥300%，室温爆破压力≥5MPa，电气强度≥20MV/m，耐电压30kV.min无击穿和变形，沿半径120mm圆筒弯曲管子内侧不折瘪。

本发明的有益效果在于：关键是采用了组合式推压模具、定径口模和芯模及带芯棒的淬火工艺，保证了产品的尺寸精度和外观直线度，明显提高了产品的机械性能和电气强度。

本发明涉及的产品，内径基本尺寸及其允差为Φ14mm±0.2mm，壁厚基本尺寸及其允差为2.5mm±0.2mm，拉伸强度≥26MPa，断裂伸长率≥300%，室温爆破压力≥5MPa，电气强度≥20MV/m，耐电压30kV.min无击穿和变形，沿半径120mm圆筒弯曲管子内侧不折瘪。

附图说明

图1为本发明采用的推压成型装置剖面图。

图2为本发明采用的同心定位套剖面图。

图3为本发明采用的管子淬火用不锈钢芯棒剖面图。

图4为本发明采用的锥体模剖面图。

图5为本发明采用的口模剖面图。

图6为本发明采用的芯模剖面图。

图中标号：1为推压杆，2为推压活塞头，3为圆柱体料腔，4为设备台面，5为芯棒，6为锥体模，7为口模，8为芯模，9为同心定位套，10为螺母，11为Φ8mm的不锈钢芯棒，12为烧结管，H为芯模8底圆平面与口模7底圆平面的距离。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

如图1所示，推压成型装置由推压杆1，推压活塞头2，圆柱体料腔3，设备台面4，芯棒5，锥体模6，口模7，芯模8，同心定位套9，螺母10部件组成。其中推压活塞头2与推压杆1，且位于推压杆1头部，推压活塞头2与推压杆1位于圆柱体料腔3内，锥体模6固定在设备台面4上，口模7通过螺母10与锥体模6连接，芯棒5与推压杆1螺纹连接，可拆卸，同时芯棒5与芯模8螺纹连接，可拆卸，同心定位套9位于口模7和芯模8之间，芯模8底圆平面与口模7底圆平面的距离为H。

1、称取0.9kg的分散聚四氟乙烯树脂、0.162kg的助挤剂倒入有盖的光广口瓶中均匀混合，然后在25℃以上的环境下存放不低于12小时。

2、把混合料均匀分布倒入预成型模具（Φ98/Φ22×400mm）内，把模具放入32吨螺杆式压机中，双向受压压制预成型坯件，中间停留放气一次。压机表压控制在4MPa-5MPa，，并在此压力下保持3分钟后泄压。

3、把坯件放入附图1所示的推压成型装置圆柱体料腔内。

4、调节芯模底圆平面与口模底圆平面的距离H，H为10mm。目的是口模和芯模之间的锥面间隙大于管子壁厚。

5、然后在管子推出端嵌入图2所示的同心定位套，启动推压成型装置开始推压，并推出生管子。

6、推出的生管按定长进行分段切割，生管推出速度保持在10mm/25S～10mm /50s。

7、把推出的定长生管放入烧结炉内的旋转转盘上，进行干燥（去油）和烧结。在干燥时（温度≤250℃），应打开排风风门，且炉门应处于略微打开状态。然后关闭排风和炉门进行烧结，在温度达到400℃~405℃时，保温5h后自然冷却。

8、 把Φ8mm不锈钢芯棒11穿入烧结管12内，放置在温度为405℃~415℃的环境中保温25min~35min，然后快速投入到温度低于23℃的淬火液中进行冷却，15min后取出管子。淬火液是由清水和TX-10乳化剂组成，乳化剂的重量百分比含量为3%~5%。

9、 用清水清洗管子，并用压缩空气吹干，即可得到本发明涉及的产品。

Claims (4)

1.一种大功率发电机用聚四氟乙烯绝缘引水管的加工方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)、将混合树脂与助挤剂按100：18.0的重量比混合均匀，用10目金属筛网过筛混合料；

(2)、将步骤(1)所得混合料装入密闭的容器中，然后置于28℃±3℃的环境中存放不少于12小时；

(3)、采用32吨螺杆式压机和Φ98/Φ22×400mm的模具压制预成型坯件；压制时，双向施压，中间二次泄压放气，控制压力表示值4MPa～5MPa，保压3min；

(4)、把预成型坯件放入推压成型装置的圆柱体料腔内，调节芯模底圆平面与口模底圆平面的距离H，H为10mm；

(5)、推压成型装置内设置有管子推压成型用的锥体模、口模、芯模和推压芯棒，保持推压速度为10mm/25S～10mm /50s；

(6)、在管子推压前，把同心定位套嵌入口模与芯模之间，然后启动推压成型装置开始推压出生管；

(7)、把推压成型的生管放入烧结炉内通过去油进行干燥和烧结，控制烧结温度为400℃～405℃，保温5h；

(8)、把直径Φ8mm的不锈钢芯棒穿入烧结成型的生管内，在温度为405℃～415℃的环境下保温25min～35min，然后快速把熔融透明的生管连同不锈钢芯棒一起投入液温低于23℃的淬火液池中，冷却10min～15min；

(9)、取出淬火后的生管，用清水冲洗干净附在生管内外表面的淬火液，吹干，即得到所需产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述混合树脂采用分散型聚四氟乙烯树脂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述助挤剂采用标号为200号的溶剂汽油。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于淬火液是由清水和TX-10乳化剂组成，乳化剂占淬火液重量百分比含量为3%~5%。