CN112091245A - Ptfe车坯车削的预热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PTFE车坯车削的预热处理工艺，该工艺包括：将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以30‑100℃/h的速率升至120℃；将烘箱温度以10‑50℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；将烘箱温度以10‑30℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0‑2.5h/cm。如此既避免车坯表面温度升高过快，又确保车坯中心位置能够迅速升温，并且保温时长随车坯半径增大而延长，避免保温时间不足导致车坯中心温度未达预期。从而确保车削时坯料中心与坯料表面温度保持一致，降低车削时车坯温度波动对薄膜综合性能的影响。
Description
技术领域
本发明属于聚四氟乙烯车削技术领域，具体涉及一种PTFE车坯车削的预热处理工艺。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)车削是以超细、纯净级树脂为原料，经模压成无应力、无孔隙的坯料，然后采用最先进的计算机控制车床切削制成。对于聚四氟乙烯车削产品而言，其优良的纯度和均匀的厚度是使之成为诸如微波电路板等电子领域理想材料的关键性能。
在聚四氟乙烯坯料被车削或旋切成薄膜的过程中，高速车削引起的坯料温度波动、拉伸牵引工艺直接影响了最终薄膜的性能，包括厚度的均匀性、性能的均匀性，等等。因此，为了避免车削过程中坯料温度产生波动，在进行车削或旋切前，需要对坯料进行预热处理。
如授权公告号为CN103144324B的中国发明专利公开了一种超薄宽幅聚四氟乙烯车削薄膜及其制造工艺，该制造工艺包括原料过筛、毛坯制作、烧结、车削或旋切和收卷，其中，所述的车削或旋切步骤是将烧结后冷却的坯料放入100℃到120℃的烘箱中进行预热，保持温度4小时至6小时，使坯料的内、外温度一致后，在坯料的中心孔中压入或拉入外表面设有梯形齿的专用芯棒后，用起重机械吊起并安装到高精度数控车床或旋切机上，采用硬质合金刀按设定薄膜的厚度对坯料进行车削或旋切。
又如公开号CN109181178A的中国发明专利发明公开了一种高导热聚四氟乙烯复合膜材料的制备方法，该制备方法中包括了以下步骤：将烧结成型后冷却的型坯预热至160-250℃，置于液压机上进行二次压制、定型；而后将冷却后的型坯置于烘箱中，在60-120℃预热后，固定于车床上，采用硬质合金刀按设定厚度进行车削。
由此可见，现有技术中在对聚四氟乙烯的坯料进行车削或旋切时，一般都是直接将坯料置于固定温度的烘箱中预热；而采用这种方式对坯料进行预热在较短时间内难以确保坯料中心与坯料表面温度达到一致，从而对车削后薄膜的厚度均匀性造成影响。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种能够确保车削时坯料中心与坯料表面温度保持一致的PTFE车坯车削的预热处理工艺。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种PTFE车坯车削的预热处理工艺，包括以下步骤：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以30-100℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以10-50℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以10-30℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0-2.5h/cm。
本发明采用分段加热、逐步升温、间隔保温的方式对PTFE车坯进行车削前的预热，既避免PTFE车坯表面温度升高过快，又确保PTFE车坯中心位置能够迅速升温，并且保温时长随PTFE车坯半径增大而延长，避免保温时间不足导致PTFE车坯中心温度未达预期。如此能够确保车削时坯料中心与坯料表面温度保持一致，降低车削时车坯温度波动对薄膜综合性能的影响，确保PTFE车削薄膜具有优良的厚度均匀性，性能稳定。
作为优选，上述的PTFE车坯车削的预热处理工艺包括以下步骤：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以50-80℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以20-35℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以20-25℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0-2.5h/cm。
作为进一步优选，上述的PTFE车坯车削的预热处理工艺包括以下步骤：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以60℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以25℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以20℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0h/cm。
本发明还提供了一种PTFE车坯的车削工艺，该车削工艺包括以下步骤：
(a)按照上述的PTFE车坯车削的预热处理工艺，对PTFE车坯进行预热；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，将PTFE车坯置于旋切机上，车削成膜。
在上述的PTFE车坯的车削工艺的步骤(b)中，在旋切过程中，于旋切机外周布置红外加热装置以对PTFE车坯表面进行加热保温。如此能够补偿PTFE车坯暴露在室温下引起的表面热量损失，进一步降低车削时车坯温度波动。
在上述的PTFE车坯的车削工艺中，采用红外加热装置将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间。
本发明还提供了采用所述的PTFE车坯的车削工艺制得的PTFE车削薄膜。本发明的PTFE车削薄膜厚度均匀，性能稳定。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明采用分段加热、逐步升温、间隔保温的方式对PTFE车坯进行车削前的预热，既避免PTFE车坯表面温度升高过快，又确保PTFE车坯中心位置能够迅速升温，并且保温时长随PTFE车坯半径增大而延长，避免保温时间不足导致PTFE车坯中心温度未达预期。如此能够确保车削时坯料中心与坯料表面温度保持一致，降低车削时车坯温度波动对薄膜综合性能的影响，确保PTFE车削薄膜具有优良的厚度均匀性，性能稳定。
具体实施方式
下面列举具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以60℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以25℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm(该cm是PTFE车坯半径的度量单位，下同)；
(3)将烘箱温度以20℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0h/cm；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本实施例的PTFE车削薄膜。
实施例2
本实施例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以50℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以35℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以20℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0h/cm；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本实施例的PTFE车削薄膜。
实施例3
本实施例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以80℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以20℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以25℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.5h/cm；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本实施例的PTFE车削薄膜。
实施例4
本实施例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以30℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以10℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以10℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.5h/cm；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本实施例的PTFE车削薄膜。
实施例5
本实施例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以100℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以50℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以30℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0h/cm；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本实施例的PTFE车削薄膜。
实施例6
本对比例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以60℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以25℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以20℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0h/cm；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，车削成膜，获得本实施例的PTFE车削薄膜。
对比例1
本对比例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以60℃/h的速率升至120℃，并在170℃下保温6h；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本对比例的PTFE车削薄膜。
对比例2
本对比例一种PTFE车坯的车削工艺，包括以下步骤：
(a)对PTFE车坯进行预热处理；
具体包括：将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以60℃/h的速率升至120℃，并在170℃下保温16h；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，而后将PTFE车坯置于旋切机上，并于旋切机外周布置红外加热装置，以对PTFE车坯表面进行加热保温(将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间)，车削成膜，获得本对比例的PTFE车削薄膜。
取实施例1-6、对比例1-2制得的PTFE车削薄膜，根据QB/t 3627-1999标准对各薄膜的性能进行测试，测试结果见表1。为便于测试，各PTFE车削薄膜均制成规格为0.008mm×40mm、厚度为0.008mm的SFM-1定向拉伸薄膜。
表1
| 厚度公差(mm) | 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | |
| 实施例1 | ±0.0005 | 65 | 72 |
| 实施例2 | ±0.0008 | 51 | 57 |
| 实施例3 | ±0.0008 | 52 | 55 |
| 实施例4 | ±0.001 | 43 | 49 |
| 实施例5 | ±0.001 | 44 | 47 |
| 实施例6 | ±0.0012 | 37 | 40 |
| 对比例1 | ±0.0016 | 30 | 32 |
| 对比例1 | ±0.0014 | 32 | 34 |
由表1可见，实施例1-6制得的PTFE车削薄膜不仅具有极佳的厚度均匀性，而且薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均优于对比例1和对比例2；按照对比例1或对比例2的预热方式，即使预热时间延长，PTFE车削薄膜的综合性能的提高也十分有限。
Claims (7)
1.一种PTFE车坯车削的预热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以30-100℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以10-50℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以10-30℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0-2.5h/cm。
2.如权利要求1所述的PTFE车坯车削的预热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以50-80℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以20-35℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以20-25℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0-2.5h/cm。
3.如权利要求1所述的PTFE车坯车削的预热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将PTFE车坯置于烘箱中，将烘箱温度以60℃/h的速率升至120℃；
(2)将烘箱温度以25℃/h的速率继续升至170℃，并根据PTFE车坯的半径，在170℃下保温1h/cm；
(3)将烘箱温度以20℃/h的速率继续升至220℃，并根据PTFE车坯的半径，在220℃下保温2.0h/cm。
4.一种PTFE车坯的车削工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a)按照如权利要求1-3中任意一项所述的PTFE车坯车削的预热处理工艺，对PTFE车坯进行预热；
(b)趁热在PTFE车坯的中心压入芯轴，将PTFE车坯置于旋切机上，车削成膜。
5.如权利要求4所述的PTFE车坯的车削工艺，其特征在于，步骤(b)中，在旋切过程中，于旋切机外周布置红外加热装置以对PTFE车坯表面进行加热保温。
6.如权利要求5所述的PTFE车坯的车削工艺，其特征在于，采用红外加热装置将PTFE车坯表面温度维持在215-225℃之间。
7.采用如权利要求4-6中任意一项所述的PTFE车坯的车削工艺制得的PTFE车削薄膜。
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