PTFE 压缩成型 – 终极指南

PTFE 压缩成型

聚四氟乙烯的成型需要专门的制造技术,因为它具有独特的 PTFE特性出于这个原因,压缩成型 PTFE 仍然是制造库存 Teflon 零件的一种实用且可行的选择。

因此,本指南探讨了特氟龙压缩成型工艺的所有基本方面。

什么是 PTFE 压缩成型?

PTFE 压缩成型工艺
PTFE 压缩成型工艺

压缩成型 PTFE 或 Teflon 涉及加工 热塑性聚合物在压力下加热,然后使材料受到压缩力以制成有用的零件。

通过压缩成型PTFE,您可以制作半成品或完整的产品。

您很快就会了解有关压缩成型工艺的更多信息。

大多数情况下,人们把PTFE简称为特氟龙。其实,特氟龙是杜邦公司的品牌名称。

模压聚四氟乙烯的优点

压缩成型的PTFE零件
压缩成型的PTFE零件

压缩成型之所以仍然是一种流行的PTFE制造工艺,原因有很多。其中一些原因如下:

  • 由于均匀混合和融合,整个 PTFE 结构具有一致的特性
  • 由于涉及的阶段较少,且减少了可能的 PTFE 材料浪费,因此具有成本效益
  • PTFE 模塑部件具有灵活性,因为您可以生产多种尺寸和复杂形状
  • 生产具有更好表面光洁度的 PTFE 部件
  • 对于 PTFE 零件制造商来说,使用库存 Teflon 零件可以节省时间

压缩成型PTFE的局限性

尽管特氟龙压缩成型有很多优点,但必须考虑一些可能的局限性。您应该注意的关键问题包括:

  • 生产模压PTFE原料时,生产速度相对较低。
  • 机械设备初期成本高

除此之外,压缩成型仍然是所有特氟龙成型项目的完美解决方案。

选择用于压缩成型的 PTFE 材料等级

选择用于模压成型 PTFE 部件的材料至关重要。您应该考虑的关键因素包括:

  • 成本 – 纯PTFE材料比机械级PTFE价格更高。同时,添加更多填料也会影响材料成本。
  • 应用 添加填料或颜料可以改善PTFE的某些性能。例如,如果您想制造具有抗静电性能的PTFE零件,可以添加石墨。同时,石墨可以降低摩擦系数。
  • 材料可用性 – 如果无法获得特定的 PTFE 等级,您可以寻找替代品,因为它们具有大多数共同的特性

话虽如此,让我们来看看压缩成型工艺的一些常见 PTFE 等级:

PTFE材料等级 关键属性
纯聚四氟乙烯 · 100%纯聚四氟乙烯

· 成本高昂

· 优异的化学和物理性能

机械级PTFE材料 · 为再生 PFTE 材料

· 比纯 PTFE 更便宜

碳填充聚四氟乙烯 · 卓越的抗压强度

· 承载能力

· 提高静电耗散性能

玻璃填充聚四氟乙烯 · 提高耐久性和抗压强度

· 使 PTFE 的柔韧性降低

石墨填充聚四氟乙烯 · 降低摩擦系数

· 提高热性能和电性能

· 适用于防静电PTFE应用

· 这是碳的一个例子

二硫化钼填充聚四氟乙烯 · 提高刚度、硬度和耐化学性
青铜填充聚四氟乙烯 · 改善热性能

· 减少冷流

· 提高耐磨性

云母填充聚四氟乙烯 · 稳定聚四氟乙烯

· FDA 批准的产品,例如食品工业产品

 

笔记: 您可以根据压模 Teflon 部件的具体应用需求定制 PTFE。PTFE 部件具有化学惰性,因此与大多数填充材料兼容。

您可以在这里了解这些 PTFE 材料等级:

PTFE压缩成型机

PTFE模压成型机可以是单套设备,也可以是系列设备。在特定情况下,请选择高效、安全的设备。

您可以考虑用这些机器来生产 PTFE 成型部件:

  • 液压压机 – 该机器由成型系统组成。借助压缩力和模具系统,机器可制造符合模具设计的PTFE零件。
  • 烧结设备 – 它有助于烘烤/融合不同的 PTFE 颗粒,从而形成完整的特氟龙部件。

当然,您需要质量测试设备和配件来将 PTFE 切割成合适的尺寸。

PTFE 压缩成型工艺流程

压缩成型是一个连续的过程,您必须遵循某些步骤才能获得高质量的PTFE成型部件。一些关键阶段可以概括如下:

压缩成型工艺
压缩成型工艺

步骤1:准备PTFE材料

您需要选择合适的PTFE材料等级。这取决于您要生产的产品类型。

继续通过制作均质粉末来准备材料。

第 2 步:设计工具系统

PTFE 压缩成型的工具系统可以是:

  • 单腔——小规模生产常见
  • 多腔体——大多数高容量生产工艺的通用设计

您需要设计一个与要制造的PTFE部件相似的模具。大多数情况下,模具由钢制成。

在压缩成型 Teflon 工具系统设计过程中,需要考虑以下因素:

  • 收缩余量
  • 频道
  • 弹射机制
  • 模具表面精加工

步骤3:预成型PTFE部件

在此阶段,您应该准备好PTFE材料和模具系统。接下来,将PTFE粉末倒入模具中,并在室温下施加适当的压缩力。

预成型 PTFE 零件时,您可以使用:

  • 单轴压缩成型 – 在此过程中,PTFE 粉末将在一个方向上受到压缩力。大多数情况下,PTFE 粉末将进行垂直压缩成型。
单轴压缩成型
单轴压缩成型
  • 等静压成型 – 在这里,您将对 PTFE 粉末施加几乎来自所有方向的力。也就是说,力可以是水平、垂直或交叉方向的。同时施加这些力,PTFE 粉末可以生产出具有高拉伸强度、零孔隙率和更佳结构性能的部件。
等静压成型
等静压成型

在该过程结束时,您将获得一个形状类似于最终产品的 PTFE 形状,为下一阶段做好准备。

在预成型 PTFE 期间,您需要大约 3000 至 4500 磅/平方英寸 (psi) 的压力大小。

步骤4:烧结PTFE预制件

烧结 PTFE 或烘烤 PTFE 需要将材料加热至合适的温度才能熔化。通常,PTFE 烧结温度约为 685°F 至 720°F,具体取决于 Teflon 材料的等级。

在PTFE烧结过程中,各种粉末颗粒会融合形成完整的固体部分。大多数情况下,烧结后的PTFE会在烧结室内停留1至3天,具体时间取决于Teflon材料的特性。

烧结后的PTFE部件需要冷却,以便进行其他工艺。您可以将成型的PTFE产品进行热压成型。也就是说,使用烧结技术,同时对冷却后的PTFE施加合理的压力,可以提高最终Teflon部件的质量。

简而言之,压缩成型 PTFE 部件非常简单,并且可以生产出公差严格的部件。

PTFE 注塑成型工艺与压缩成型工艺的比较

虽然注塑成型是适用于大多数橡胶和塑料的通用制造工艺,但它并不适用于加工PTFE或特氟龙。因此,模压成型特氟龙仍然是一种可行且实用的PTFE制造方法。

注塑成型不适合制造PTFE的原因是其熔点较高。即使高于熔点(约327°C),PTFE的流动特性仍然很差。因此,PTFE无法进行注塑成型。

PTFE 压缩成型部件示例

 

PTFE 压缩成型可生产成品零件或可用于其他工艺的部件。一些压缩成型的 Teflon 零件包括:

您可以进一步加工这些产品,制成不同的PTFE零件。PTFE零件种类繁多,数以千计。

让我们列举几个:

PTFE 特定应用特性 PTFE 压缩成型后的应用示例
低摩擦系数 · 滚珠轴承

· 衬套

· 导轨

化学惰性 · 化工行业的管道系统
耐高温(低温) · 密封应用,如垫圈、O 形圈等

· 轴承

电绝缘 · PTFE电缆护套
不粘性 · 3D打印机中的PTFE管
安全性和FDA批准 ·管装制药机械

· 洁净室处理用管

 

您可以了解更多 特氟龙/PTFE零件.

结论

由此可见,PTFE 模压成型在 Teflon 零件制造中起着至关重要的作用。为了确保 PTFE 成型工艺的成功,您需要必要的设备、选择优质的材料,并了解待生产零件的具体要求。

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