衬氟阀门核心制造技术说明

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，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0.2～0.3MPa)，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：

①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；

②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；

③橡皮袋要用天然橡胶或硬度为60的丁腈橡胶制作，厚度为3—4mm为宜，但厚薄要均匀橡皮袋位置要摆正，压力上升前袋内不得留有空气。

④聚四氟乙烯树脂要装均匀，不得有搭桥现象。

⑤液压压力要达到200～300kgf/cm2(196～29.4MPa)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；

⑥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℃干燥除去水分，然后再进行烧结。

⑦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）→除油、除锈（内表面）

→放入橡胶袋（按钢件内壁预制作）→插入撑管→加入F4粉料（按衬里厚度和

压缩比计算准确的份量）→置密封胶→放入加料圈、端盖→螺栓固紧→放入高压

釜内（已注入清水）→加压至30Mpa（保压10秒）→卸压→取出制件→拆除螺

栓、端盖、加料圈→去掉橡胶袋、撑管→干燥→烧结→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。

图1 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将工件置

于模具中

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

氟塑料固

化后开模

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倒钝，减少应力防止衬里层被锐角刺破。