氟塑料挤出工艺

氟塑料挤出工艺
氟塑料挤出工艺
在热塑性氟塑料的加工过程中，工艺参数控制就是影响产品质量最重要的因素。

工艺参数控制不当可能会造成诸如“气泡”、“松套”、“开裂”、“外径波动大”等问题的出现。

下面分别从模具、挤出速度、挤出温度等方面进行论述。

1. 模具
挤出模具是热塑性氟塑料挤出中最关键的影响因素，不合适模具可能会造成松套、熔体断裂、表面波纹、外径波动大等情况出现，严重的时候可能无法挤出成型。

热塑性氟塑料挤出属于拉管式挤出，影响挤出质量的参数主要有内、外模的模口尺寸和模口承线长度等。

在实际生产中可以发现拉伸平平衡DRB不应该小于1.0，否则会出现绝缘松套，尤其是单线挤出绝缘的DRB更应该调到1.05～1.15之间，但是DRB的值不能大于 1.2，否则会在挤出速度较快时出现熔融锥体破裂，影响产品质量。

一般情况下，热塑性氟塑料挤出模具的承线长度不超过15mm比较合适。

对于加工线经较大，拉伸比DDR在5～30之间的情况下，需要将挤出模具的承线长度提高到12mm左右，以便加大模具内熔融树脂的压力和减小挤出外径的波动，达到稳定挤出的目的。

在挑选模具的时候还应该考虑到挤出时树脂熔融锥体的长度。

树脂熔融锥体的长度太小时还会影响挤出速度。

当低速挤出时短锥体基本上对挤出没有明显的影响，但只要稍稍提速，就会出现熔融锥体破裂的情况。

2挤出温度
挤出热塑性氟塑料树脂时温度设定与所挤出的线经和速度有关，线经越大，挤出机螺杆转速越高，设定的温度也越高。

由于不同挤出机的测温电耦的测温点位置不同，所测的温度值与实际温度的差值也不同，因此在挤出时不能完全照搬推荐的参数，要适当调整温度设定值，可以通过观察料流状态来判断温度是否合适。

挤出过程中应经常观察树脂熔融锥体的状态，以判断料温是否足够，若料温太低会造成挤出的绝缘或护套存在内应力，严重的会使电线经过一段时间后发生绝缘层开裂。

应注意机头和模具部位的温度测量和控制是否准确，应避免由于温度失控造成热塑性氟塑料受热过度，过高的温度会使局部的少量树脂发生分解，造成挤出的绝缘或护套存在气泡影响产品质量。

三、其他注意事项
除了前面论述的影响因素外，为了保障热塑性氟塑料挤出质量还应该注意事项如下：
1在模具和树脂熔融锥体外面增加保温加热罩，尽量使树脂熔融锥体的粘度不发生太大变化，否则会影响挤出速度。

2挤出后的绝缘（或护套）不能马上急速冷却，否则容易产生挤出松套，还容易在挤出物中形成内应力。

可以让挤出物离开机头后经过一段空气冷却，之后再进入水槽冷却。

4使用的热塑性氟塑料树脂再挤出前应经过烘干处理，线芯进入机头前也应经过预热，否则容易在挤出物中出现。

小结：从前面的简述中可以看到，模具、挤出速度、加热温度等是影响热塑性氟塑料挤出质量的最重要的因素，有效控制这些因素就能提高挤出产品的质量。

氟塑料挤出工艺技术
1.熔融氟树脂的挤出材料
与不同氟塑料有不同的使用温度一样，导体也需要不同的适用温度。

考虑到挤出时可能产生的气体对导体的腐蚀，氟塑料电线电缆几乎都使用镀银、镀锡、镀镍等镀覆导体。

电线电缆研究、生产者应根据电线电缆用户的需要，正确的选择导体和绝缘材料，既能满足客户要求，又要让绝缘材料用得恰到好处。

因此，应熟悉、掌握各种氟塑料的特性。

2. 氟塑料挤出工艺：
含氟塑料的熔体的熔融粘度极大，不宜采用压力式挤出（负责会对设备提出太苛刻的要求）：但熔体有足够的强度，允许拉伸，所以几乎都是采用套管式挤出来生产电线电缆，通过控制合理的拉伸系数保证绝缘与导体间的粘结力。

套管式挤出中，模具的设计或生产中的配模，都应保证DDR、DBR两个参数之间在挤出材料允许的合理范围之内。

D D:模具的内径D T:模芯的外径
d b:包覆电线的外径d c:芯线的外径
DBR称之为（平衡）拉伸系数（拉伸度），表示外层熔体为内层熔体受拉伸强度的比。

DDR称之为（配模比），表示拉伸强度或允许生产速度。

套管式挤出的状态示意图
当熔体离开模套模芯端面ABCD开始受到拉伸，到达导体表面，且保证所需绝缘外径时，停止拉伸，且被急速冷却而获得所需产品。

DBR=1 熔体外层（A-A’,D-D’）和内层（B-B’,C-C’）拉伸程度一样，称为拉伸平衡；
DBR＞1熔体外层（A-A’,D-D’）和内层（B-B’,C-C’）拉伸程度较大，称为拉伸平衡；拉伸度大，线包的紧，粘附力大;
DBR＜1 熔体外层（A-A’,D-D’）和内层（B-B’,C-C’）拉伸程度较小，称为拉伸平衡；拉伸度小，线包的松。

DDR、DBR都是材料参数，DDR、DBR允许值大，评价为材料挤出工艺好。

不同材料，DDR、DBR不一样；同种材料，牌号不同（MI不同），DDR、DBR也一样。

不同材料、不同牌号的这两个参数及其允许范围，线缆研究、生产者必须掌握。

作为其性，MI越大，DDR、DBR允许较大；绝缘挤出的DBR、DDR比护套挤出时大。

几种常用线缆绝缘材料的DDR、DBR
3.电缆挤出工作场所的要求
保持环境的清洁、干燥
不准抽烟
不允许金属粉末存在，尤其是轻金属、活拨金属粉末
4.氟塑料实际生产挤出情况分析
氟塑料的挤出用套管式模具生产，模具的设计或生产中使用的模具都要保证DDR（拉伸比）、DBR（拉伸比平衡）两个参数之值在挤出材料允许的范围之内。

刚开始生产FEP料时，用的材料是杜邦公司的5100#、6100#、5010#、5030#其中5010#及5030#是生产发泡线材的。

据杜邦公司在上海代理商介绍其材料的特性中了解到：
开芯线线材：DDR的取值范围在80～140之间
DBR的取值范围在0.9～1.1之间
后续在开各种规格的线材时，都采用上述各种规格线材的DDR、DBR的取值范围，取值时一般取中间值，以此来计算出外模和内模。

例：此前来外过来试机时开FEP芯线，材料是FEP5100#
要求的OD：0.86±0.01，导体：0.508
其使用模具：内1.04×5.59 外9.2
以此可以计算出DDR和DBR
从以上得出DDR与DBR的值可以看出，其还有较大的范围可用，若外模孔径不变，而把DDR的取值分别是80和140，那计算如下：
假设内模管径（未知数）为X2,DDR取值为80
以此计算出X=67.4
而
显然DBR大于1.1，不能范围内可能生产出来的线材会断股成其他不良情况
对于FEPE机台配套模具使用明细表中的各套模具可根据材料不同和OD。

导体的不同来配各种各样的模具。

但有些却不能共用。

如表中的1和4
1、26AWG 5芯同轴发泡线，OD=1.8±0.1mm，ID：（7/0.16T）0.49
内模：1.06×2.08 外模5.2
注：发泡线材计算时，OD不应取发泡后线材的OD，应根据发泡度来计算出发泡前的OD，用发泡前的OD来计算菜正确。

此前工程算OD=1.8(发泡后)根据其算出发泡前的OD的范围在1.2～1.3之间，故取值为1.25
其DDR和DBR在允许的范围内，在生产时没有出现不良状况
2、20AWG 1P电脑线，OD=1.3±0.05mm，ID：（20/0.18T）0.93
材料是FEP5100# 内模：1.06×8.8 外模12.4
其DDR和DBR在允许的范围内，在生产时没有出现不良状况
在模具明细表中7和8相差不大，可以生产26AWG 5芯同轴的发泡线，即可代替1中的内外模规格。

以上可看出，无论任何模具，只要在使用时计算出DDR与DBR的值在允许的范围内，都可以生产。

在1和4中由于一个是发泡线，另一个是芯线，两者之间DDR的取值不一样，DBR的取值范围都是一样，故在取值时，这两个模具的管径和孔径不一样，可以通过以下公式计算得出；
据以上公式，在1中，因其是发泡线材,DDR取值范围是10～25，取中间值17或18，绝缘OD是按发泡前的OD计算的，计算得出1.2～1.25取1.25，导体7/0.160T,绞合外径是0.49
在4式中，其是生产芯线，DDR取值范围是80～140，取值时是取90，绝缘OD是1.3,导体外径的完成OD是0.93.
此前设计模具时大都以这种方式计算，然后算出DBR的值是否可以就行了。

内模的孔径在计算使用时没有用到，他只是方便生产穿线而已，一般来说，内模孔径的大小与同心度没有什么关系，此前曾用过几种不同的孔径的内模来使用，在机台的条件相同情况下，其同心度是一样的，在设计内模的孔径时，也不可能太离谱，比导体的外径大就可。

有时为了避免导体与孔径壁接触而产生一些不良现象，在取值时会偏大一点。

一般情况下，开FEP芯线，内模管径范围在4.5～6.0之间，外模孔径范围在8.3～12之间，开外被及发泡线材，内模管径和外径没有在什么范围之内，只要套用在一起，DDR和DBR都行就可以了。

而内模的管长及外径的廊长则没有什么要求，其斜度也一样。

还没有确认其是否与机台同心度有关系。

我们在清验模具时，只有内模孔径、管径及外模孔径。

而对内模管长,外模廊长却没有要求。

在受到模具后也没有验收是否合格。

电缆拉丝过程中异常原因分析与解决办法
1．断线
2．尺寸形状不正确
3．擦伤、碰伤、刮伤
4．起皮、麻坑、三角口、毛刺
5．波纹、蛇形
6．线材上有连续的划痕
7．氧化、水渍、油污
8．收排线满、偏、乱、紧、松
9．性能不合格
电缆绞制讲义
一.绞线的目的：
1.采用单根导线不易弯曲，柔软性差，给生产、运输、安装、敷设和使用都带来了困难。

2.由于单根导线截面大，涡流损耗大，影响输电效果。

3.目的：保证电气性能上有一定截面；力学性能上有一定的柔软性。

二．绞线的优点：
1.柔软性好
2.稳定性好
3.可靠性好
4.强度高
三. 绞线的分类及用途：
1.普通绞线：
铝绞线（LJ）：优点：导体重量轻，导电性好。

用途：应用于受力较小的架空电力线路的配电线。

硬铜绞线（TJ）：优点：电气性能优越；用途：架空输电线路。

铝合金绞线（LH A J）：优点：抗拉强度高，导电率较铝绞线低10%。

用途：冰川、山区、丘陵等地。

铝包钢绞线：优点：抗拉强度高。

用途：大跨越线路。

2.组合绞线：
钢芯铝绞线（LGJ）：优点：抗拉强度高。

用途：架空输电线路，配电线路，重冰区及大跨越输电线路。

防腐钢芯铝绞线：优点：防止钢芯腐蚀，提高导线使用寿命。

用途：咸水湖、沿海、工矿区及腐蚀气氛严重地区。

铝包钢芯铝绞线：优点：防止钢芯腐蚀，提高导线使用寿命。

降低线损。

单位重量减轻，增大了导线跨距。

3.特种绞线：
扩径钢芯铝绞线:优点：增加导线外径，节约有色金属，减少电晕损失。

用途：高电压输电及高海拔输电
扩径空心导线：优点：具有较大的导线外径，减少电晕损失，节约有色金属。

用途：高压变电站。

消振及间隙型绞线：优点：各绞层分离，能自身减少振动。

用途：多风暴地区。

防冰雪绞线：优点：抗冰雪能力强。

用途：重冰区地带。

铜电刷线：优点：结构稳定，柔软性良好，采用束绞和复绞而成。

用途：电机中的引接线。

裸铜软绞线：特点：采用股线正规绞合、束绞、无复绞或束绞后按正规绞合复绞等形式。

用途：连接电机、电器设备部件。

铜编织线：优点：导线柔软。

用途：移动电器装备的连接线，也用于汽车，拖拉机蓄电池的连接。

镀铝钢芯铝绞线：特点：镀锌钢丝改为镀铝钢丝。

增加抗腐蚀性。

用途：用于防腐线路。

耐候绝缘架空线：特点：在LJ和LGJ绞线表面加绝缘层。

用途：线路通过林区和城市使用。

导电线芯：特点：大多用油浸纸绝缘和塑料绝缘的电力电缆。

1.硬线芯：用于船用电缆、电力电缆等。

2.软线芯：用于矿用电缆、橡套电缆等。

3.特软电缆：用经常移动的电线电缆线芯及有特殊要求的导电电线电缆。

四.绞合设备
包括笼式绞线机、盘式绞线机、叉式绞线机、框式绞线机、管式绞线机、束线机等。

设备组成部份：
1）放线部份
2）牵引装置
3）收线装置
4）拖动系统
5）其他：计米器、电气、液压、气压控制装置和分线板、压模、压型、预扭、绕包、自动停车等装置。

五．绞线工艺
A、绞合节距
定义：单线沿绞线轴向方向旋转一周所前进的距离。

节距比：节距与直径的比值。

由示意图可得出，绞线节距计算公式如下：
h=Lsina=pD¢tga
L2=(pD¢)2 h2
h—绞线节距长度；L—一个节距内的单线展开长度；D¢—节圆外径，D¢=D-d；D—绞线外径；d—单线外径；a—螺旋升角；
d1=d/sina
绞线节距的测量：划印法或压印法
绞线节距比：
m=h/D
m¢=h/D¢=h/(D-d)
m—实际节距比
m¢—理论节距比
说明：节距比是绞线的一个重要参数，它的大小同绞线的质量和绞线过程有很重要的关系。

a) 节距比小，绞线就比较柔软，绞合紧密，生产效率低。

同时由于绞入率增加，材料消耗增大，绞线单位重量也增大。

同时也降低了导线的导电率。

b) 当节距比倍数过大时，制造和使用时容易松股，使绞合不紧密，但是避免了节距过小造成的缺点。

B、绞入系数：是指绞线在一个绞合节距内，单线实际长度与绞线节距长度之比。

K=L/h=1 ）2
K—绞入系数；L—绞线中每一节距长度的单线展开校直后的长度；
h—绞线节距长度；m¢—理论节距比。

绞入率是指在一个节距内，单线实际长度和绞线节距长度的差值与绞线节距长度之比。

l=（L-h）/h´100%
l=绞入率L—单线展开长度
h—绞线长度
a) 绞线中单线长度计算
l=K m×L
l—单线长度K m—平均绞入系数
L—绞线长度
b) 绞线重量的计算
G=S×L×K m×ρ
G—绞线重量（kg）S—绞线截面积（mm2）
L—绞线长度（km）K m—平均绞入系数；
ρ—所用金属材料密度（铝2.703g/cm3、钢7.80 g/cm3、铜8.89 g/cm3）。

c) 绞线直流电阻的计算
R20=r20K m L/S
R20—温度为20°C时，绞线的直流电阻
r20—20°C时单线的电阻系数（W·mm2/m）
K m—平均绞入系数L—绞线长度（km）
S—导体的总截面积（mm2）
C、绞合方向
同心绞合的相邻层的绞合方向相反
多层线都绞合成圆形，当绞线受力时各层产生的转动力矩相互抵消，防止各层单线向一个方向转动而松股，同时也能使绞线产生转动力矩的分力，避免绞线在未拉紧时打卷。

对于钢芯铝绞线而言，各层铝线绞合在钢芯上就像一个螺旋线绕在轭铁外，当电流通过铝线时产生磁力线，绞线各层绞向相反，磁力线的方向相反，各层磁力线互相抵消，减少交流阻抗。

1.方向：方向分为左向（S向）和右向（Z向）。

2.绞合规律：铝绞线和钢芯铝线最外层绞向为右向，电气装备用电线电缆和电力电缆用的铜铝导电线芯最外层绞向为左向。

D. 绞线外径的计算：D=D0 2nd
D0—绞线中心层直径
d—圆单线直径
n—绞层数
E. 束线外径的计算：D束=DK
D—单线直径及根数与束线相同时的同心层绞线外径
K—调整系数
F. 绞线的填充系数
定义：绞线截面与同样外径的单线的截面之比。

即空间的利用率。

公式：η= d2×Z×k m/D2×100%
d—绞线中单线直径
D—绞线外径Z—单线根数
k m—各层绞线平均绞入系数
六．一般绞线
1.绞合方式
裸绞线和绞合线芯的绞合方式有退扭和不退扭两种：
退扭绞合：指在整个绞合过程中单线（或股线）本身不扭转。

不退扭绞合：绞合过程中，每绞一个节距，单线（或股线）自身要扭转360°，即绞合时导线绕中心轴线公转一周时，导体本身也自转一周。

2.绞线的紧压：扇形紧压线芯和圆形紧压线芯。

七．架空绞线
1.同一单线构成的绞线：由同一种材料、同一种直径的单线制成。

一般为同心层绞。

2.有钢线加强的绞线
钢芯铝绞线的铝截面比有三种：
a) 铝钢截面比为6.0及5.3
b) 铝钢截面比为8.0
c) 铝钢截面比为4.3及4.4
3.结构计算
D0—中心层绞合外径 n—绞线层数d—单线直径
4.其它类型的架空线
a)防腐钢芯铝绞线
b)压缩型绞线
c) 扩径钢芯铝绞线：
d) 特种绞线
1) 消振绞线及间隙绞线
2) 扩径、空心绞线
3) 防冰雪绞线
八、异型绞合线芯
A）扇形线芯的绞合和紧压：
扇形绞合的要求：
1、中心层中心线上的单线应同样排列在扇形线的中心上。

2、滑移要求，即扇形外周的单线应能在中心层上滑移，中心层中侧两边两根单线也能滑动，这样在包绝缘后的扇形线芯，在绞成电缆芯时没有退扭，外周各单线力求环绕扇形线中心有所滑动。

3、一般扇形节距比常采用：
外层节距比10～12；
邻外层节距比13～16；
内层节距比20～25。

扇形线芯的紧压：紧压线芯的绞合与压型是连续进行，各单线通过并线模，绞合后即进入压辊成型。

扇形线芯的优点：导体采用扇形结构，可以减小电缆的外径。

与同规格的圆形电缆相比，扇形芯电缆成缆后的直径要小20%～25%，可以节省成缆的填充和包带材料，以及电缆的铠装和护层材料，使扇形芯电缆的成本比圆形芯电缆降低15%～20%。

B）圆形线芯的绞合和紧压
a) 圆形线芯绞合的要求
采用同心式正规绞合除各层绞向相反外，在中心层单线根数固定情况下，每层单线的根数也是固定的，即永远多六根。

唯一例外情况是当中心层为1根时，其第一层绞线的单线数是6根，比中心层1根单线只多出5根。

b) 圆形线芯的紧压
通过拉拔模拉拔：35mm2及以下的紧压线芯采用一次紧压；50 mm2 及以上的紧压线芯采用分层紧压。

c) 紧压圆形导体的优点：为了提高绞合导体的表面质量，缩小导体直径，减少绞线中单线之间空隙，导体电场均匀性得到提高，增加了高压和超高压电缆的使用可靠性。