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[尼龍線纜] 尼龍擠出工藝
P:2008-10-14 10:40:37
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由于尼龍材料具有與普通塑料不同的特性，因此，在擠出過(guò)程中提出了一些獨(dú)特的工藝要求。以下對(duì)生產(chǎn)工藝的主要要求作一些論述。
1、 干燥工藝
由于尼龍料是極性介質(zhì)，易吸潮，據(jù)材料廠家介紹當(dāng)尼龍料含水量超過(guò)0.3％，就無(wú)法擠出，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)尼龍料受潮后，擠出護(hù)套就會(huì)起泡如泡沫、出現(xiàn)粒狀物或破損。尼龍6材料本身用抽真空的真空袋包裝，沒(méi)有破包可直接投人使用，但如運(yùn)輸過(guò)程損破、密封不良或開(kāi)包未及時(shí)用完等，均必須烘干方可使用。
所以受潮尼龍料使用前應(yīng)進(jìn)行預(yù)干燥。最好用抽真空、旋轉(zhuǎn)桶加熱去除水分，每次干燥量不得超過(guò)干燥器容積3/5。如容人量太大，干燥器內(nèi)物料難以旋轉(zhuǎn)，造成受熱不均，時(shí)間短水分難以除凈時(shí)間長(zhǎng)會(huì)使部分物料氧化變黃，無(wú)法滿足擠出表面的要求。抽真空的真空度應(yīng)達(dá)到0.05MPa以上，否則水分難以去除,若采用水蒸汽加熱，以水蒸汽量來(lái)控制加熱溫度，溫度宜為80±50℃，加熱溫度太高尼龍料會(huì)氧化并變黃。
擠出機(jī)的要求
擠出機(jī)有立式和臥式兩種。螺桿長(zhǎng)徑比一般為20：1 ；25：1，螺桿和機(jī)筒間隙為0.14-0.18mm,壓縮比為4:1或3.5:1
普通漸進(jìn)型的螺桿在低速時(shí)可保證塑化，但擠出量不大,而分離型螺桿塑化更均勻，擠出量更大。
A、溫度的控制
尼龍6的擠出溫度較窄，溫度控制要求較高，溫度太高尼龍會(huì)引起焦燒溫度太低尼龍會(huì)冷凝固化造成模具的堵塞。尼龍6具有明顯的熔點(diǎn)215℃，且冷凝特別快，所以擠出機(jī)各區(qū)段的溫度都必須略高于215℃，擠出機(jī)自進(jìn)料口至擠出模具的各區(qū)段控制溫度允許偏差±7℃）如下
1區(qū)段 2區(qū)段 3區(qū)段 4區(qū)段 5區(qū)段
230℃ 235℃ 235℃ 235℃ 235℃
擠出溫度要根據(jù)氣溫、出線速度和尼龍出膠量大小等作適當(dāng)調(diào)整，特別要注意擠出機(jī)機(jī)頸的溫度，因?yàn)檫@是連接處，再加上這個(gè)區(qū)域中有過(guò)濾板、濾網(wǎng)、法蘭夾套等，散熱面積大，因此很難加熱到位，若加熱未達(dá)到要求，而尼龍6冷凝速度快，所以很容易在剛開(kāi)機(jī)時(shí)此處區(qū)域形成部分尼龍固化，使擠出機(jī)無(wú)法出膠，這時(shí)螺桿有斷裂的危險(xiǎn)。因此剛啟動(dòng)時(shí)機(jī)頸溫度或緊靠機(jī)頸兩頭的溫度要偏高5℃，以利于傳熱，待各區(qū)段溫度達(dá)到規(guī)定值后要再保持5-10min，以保證機(jī)頸處溫度達(dá)到預(yù)定的要求，這樣就不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)及堵塞。另外，螺桿剛啟動(dòng)的同時(shí)應(yīng)立即注意觀察螺桿電流儀表，觀察電流是否異常偏大，若電流偏大，此時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)，并調(diào)高加熱溫度或繼續(xù)加熱。
濾網(wǎng)的作用
1、過(guò)濾掉微粒雜質(zhì)、焦燒顆粒
2、增大物流的阻力和反壓力，使尼龍塑化更均勻
3、增大壓力，使擠出流量均勻。
濾網(wǎng)分為兩層40目＋80目或56目＋80目。由于尼龍是粘流態(tài)其壓力不大，不會(huì)擠破濾網(wǎng)。
模具的選擇
擠包的尼龍護(hù)套厚度很薄，只有0.1-0.3mm,因此，若是選擇可調(diào)偏心的機(jī)頭，則護(hù)套擠出時(shí)偏心調(diào)節(jié)很困難，所以最好選擇免調(diào)偏心的機(jī)頭或稱自定心機(jī)頭,進(jìn)行護(hù)套擠出。
1對(duì)于絕緣和護(hù)套同一個(gè)機(jī)頭雙層共擠的免調(diào)偏心擠壓式模具
聚氯乙烯絕緣尼龍護(hù)套雙層共擠擠壓式具結(jié)構(gòu)尺寸的選擇
模芯孔徑＝ 導(dǎo)線直徑＋0.1-0.2mm
模芯承線長(zhǎng)度＝4-5mm
中間�？讖剑� 絕緣外徑+0.15-0.25mm
中間模承線長(zhǎng)度＝2-4mm
模套孔徑＝ 護(hù)套外徑+0.15-0.3mm
模套承線長(zhǎng)度＝3-5mm
免調(diào)偏心擠壓式模具選擇要點(diǎn)是中間模和模套的孔徑應(yīng)適當(dāng)?shù)姆糯�，得出此結(jié)論來(lái)自于生產(chǎn)實(shí)踐。按常規(guī)選擇模具中間模的孔徑應(yīng)和絕緣外徑相同，模套孔徑和護(hù)套外徑相同，但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程由于模具加工精度、模具裝配精度等問(wèn)題，會(huì)造成絕緣和護(hù)套偏心均較大，給生產(chǎn)帶來(lái)一定的難度，后將模具放大進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)對(duì)多種規(guī)格的驗(yàn)證和比較發(fā)現(xiàn)，選擇放大的中間模和模套，有利于提高絕緣和護(hù)套的同心度，例如模具孔徑無(wú)放大時(shí)，一般絕緣最薄點(diǎn)和最厚點(diǎn)厚度相差0.15mm，尼龍護(hù)套最薄點(diǎn)和最厚點(diǎn)相差0.1mm而模具放大后絕緣最薄點(diǎn)和最厚點(diǎn)厚度相差0.10mm，尼龍護(hù)套最薄點(diǎn)和最厚點(diǎn)
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2絕緣和護(hù)套分別進(jìn)行擠出的模具選擇。
①絕緣擠出的擠壓式模具通常按常規(guī)選取模具見(jiàn)圖2。模具結(jié)構(gòu)尺寸的選擇如下
模芯孔徑＝ 導(dǎo)線外徑＋0.1+0.15mm
模芯承線長(zhǎng)度= 4 - 5 mm
模套孔徑＝ 絕緣外徑＋0.05mm
模套承線長(zhǎng)度＝2-4mm
②尼龍護(hù)套擠出的擠管式模具
若使尼龍擠出的拉伸比小，則模芯和模套的間隙要小，出膠量和生產(chǎn)線速度就小，生產(chǎn)效率低若拉伸比過(guò)大將發(fā)生料流的圓錐形拉破、撕裂和表面粗糙等缺陷，所以應(yīng)合理選擇拉伸比S=5-7。拉伸比計(jì)算公式為
S＝D2-D2/d2-d2
式中，D2為模套內(nèi)徑 mmD1為模芯外徑 mmd2為成品線外徑mm d1為絕緣線芯外徑mm。
尼龍擠出模具的模芯內(nèi)徑選擇不能太小，太小會(huì)使絕緣線芯與模芯壁發(fā)生摩擦而刮傷也不能太大，太大會(huì)造成尼龍拉伸過(guò)度，所以模芯內(nèi)徑應(yīng)比絕緣外徑增大1-2mm。所以擠管式尼龍擠出模具選擇如下
模芯孔徑＝ 絕緣外徑＋1-2mm
模芯承線長(zhǎng)度＝ 5-6mm
模套孔徑＝ 模芯外徑＋2x護(hù)套厚度＋0.7-0.9mm
模套承線長(zhǎng)度＝ 4-5nun
3其它注意事項(xiàng)。裝配時(shí)應(yīng)將模具殘留物清洗干凈。尼龍6擠出溫度宜為210℃-220℃，此時(shí)尼龍固化較好呈整塊可容易的剔除同時(shí)應(yīng)檢查模具的光潔度，模具表面的任何缺陷都可能造成護(hù)套表面凹痕機(jī)芯和機(jī)頭的配合度要好，模芯和模套的加工精度都將影響到尼龍護(hù)套的同心度機(jī)芯內(nèi)腔和相關(guān)部件要保持清潔，應(yīng)去掉附著在上面的剩膠雜質(zhì)和焦粒，否則會(huì)裝配不良引起護(hù)套的偏心。目前我廠擠出的尼龍護(hù)套最薄點(diǎn)和最厚點(diǎn)相差約為0.05mm。
擠出生產(chǎn)工藝流程及各自優(yōu)缺點(diǎn)
一、第1種生產(chǎn)工藝流程
該流程絕緣和護(hù)套分兩步進(jìn)行，即先擠出PVC絕緣，然后冷卻后再擠尼龍護(hù)套，這是最早的一種工藝流程。這種工藝流程優(yōu)點(diǎn)是絕緣和護(hù)套便于調(diào)偏心，操作簡(jiǎn)單，印字容易.缺點(diǎn)是護(hù)套表面外觀差，絕緣和護(hù)套易分層，護(hù)套表面易起皺，使絕緣印字看不清。這些缺點(diǎn)均是由于絕緣線芯表面是冷態(tài)，因此，當(dāng)尼龍護(hù)套擠于絕緣表面時(shí)突然遇冷、驟然收縮所造成的。由于用戶無(wú)法接受這種表面外觀太差的產(chǎn)品，所以該流程已遭淘汰。
二、 第二種生產(chǎn)工藝流程
該流程絕緣和護(hù)套是在一個(gè)機(jī)頭雙層共擠一次完成，采用的是免調(diào)偏心機(jī)頭。這種工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是成品表面光滑均勻透明，絕緣和護(hù)套間無(wú)氣隙，外觀為最好，線速度也較快缺點(diǎn)是裝機(jī)、洗機(jī)操作不便由于采用免調(diào)偏心機(jī)頭，因此，對(duì)模具加工精度要求高，對(duì)模具清洗及裝配要求也很高。
其次，由于雙層一次共擠對(duì)導(dǎo)線壓力較大，導(dǎo)線要求絞合緊密，否則絞線會(huì)倒退打花或拉斷。
工藝中應(yīng)注意事項(xiàng)
A、應(yīng)注意溫度控制，因尼龍6其熔點(diǎn)在215℃左右，受冷易冷凝結(jié)塊，一般加熱溫度在225℃以上。而聚氯乙烯擠出溫度為170℃左右，在200℃以上時(shí)易受熱分解，故機(jī)頭加熱須分兩段，一段絕緣加熱，一段尼龍加熱，尼龍護(hù)套只加熱到分流環(huán)處和模套口，絕緣加熱段溫度控制應(yīng)比常規(guī)低5-8℃否則絕緣會(huì)因經(jīng)過(guò)機(jī)頭225℃高溫受熱而分解并產(chǎn)生氣體，使尼龍護(hù)套表面外徑變粗、起皺，不光滑。
B、原先印字是經(jīng)過(guò)兩段水槽冷卻后再印，由于線表面是冷的，印字較模糊或不夠清晰，用專用油墨，依然不行后將印字移到水槽中間，就解決印字難的問(wèn)題。印字的關(guān)鍵是線表面應(yīng)有一定的溫度，經(jīng)驗(yàn)證線表面溫度應(yīng)高于50℃，這樣有利于油墨的擴(kuò)散和吸附。因?yàn)榫�表面溫度高，油墨分子吸收到的能量多，從而引起的分子運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散就劇烈，相互間的滲透和吸附力就強(qiáng)，這時(shí)可直接采用普通油墨。
C、 冬天時(shí)尼龍厚度若超過(guò)0.25mm，尼龍冷卻水槽的第一段應(yīng)用50℃左右水冷卻，否則尼龍護(hù)套驟冷，使尼龍護(hù)套殘留內(nèi)應(yīng)力，在復(fù)繞和包裝時(shí)易引起尼龍護(hù)套脆裂。
D、 在尼龍6的擠制前，應(yīng)清除擠出機(jī)中螺桿與螺筒內(nèi)雜質(zhì)，如塑化不完善的塑料或其焦燒顆粒。有時(shí)，將干凈的塑料如PVC絕緣料、尼龍加人料筒，并啟動(dòng)擠出機(jī)，借助于螺桿旋轉(zhuǎn)用干凈塑料頂出雜質(zhì)，這過(guò)程我們俗稱為“開(kāi)機(jī)前的打料”，但是應(yīng)注意如設(shè)備加裝旁通裝置BYPASS的，開(kāi)機(jī)前打料可將螺桿里的料通過(guò)旁通裝置流出如設(shè)備沒(méi)有加裝旁通裝置，打料時(shí)一定要先打PVC絕緣料，再打尼龍料，否則先打尼龍料，尼龍會(huì)倒流到模芯，而模芯的溫度約為160-180℃，尼龍6就會(huì)在模芯外壁冷凝為不均勻的凝固物，造成絕緣偏心。
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P:2008-10-14 10:48:14
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三、第三種工藝流程
該流程絕緣和護(hù)套在兩個(gè)機(jī)頭按1+1方式先后一次擠出，絕緣機(jī)頭是可調(diào)偏心機(jī)頭，護(hù)套機(jī)頭是免調(diào)偏心機(jī)頭。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是易于調(diào)偏心，同心度較好，表面光滑。其次，利用尼龍的拉伸比范圍較大的特性，采用同種規(guī)格的擠管式模具可擠制不同規(guī)格的產(chǎn)品，所以操作較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是絕緣和護(hù)套間有輕微氣隙，線速度受絕緣和護(hù)套兩個(gè)機(jī)頭之間距離限制。
擠出工藝中注意事項(xiàng)
A、絕緣線芯應(yīng)和護(hù)套機(jī)頭保持在同一直線上，否則由于絕緣未冷卻處于軟態(tài)，過(guò)護(hù)套擠出模具的模芯時(shí)會(huì)被刮傷或刮破。
B、注意絕緣和護(hù)套兩個(gè)機(jī)頭之間距離及生產(chǎn)的線速度。由于絕緣擠出后，絕緣表面有氣體產(chǎn)生，若氣體未揮發(fā)干凈而直接進(jìn)人護(hù)套的擠出，輕微的會(huì)造成絕緣和護(hù)套間有明顯氣隙，嚴(yán)重的會(huì)造成護(hù)套脫節(jié)，不能連續(xù)生產(chǎn)。
C、在護(hù)套擠出的擠出機(jī)機(jī)頭后加裝抽真空裝置，主要作用是抽取絕緣表面氣體，增加線速度，同時(shí)增加絕緣和護(hù)套之間的緊密度，減少絕緣和護(hù)套之間的氣隙。
D、印字裝置應(yīng)放在兩個(gè)水槽之間進(jìn)行印字。
四、第四種工藝流程
該流程絕緣和護(hù)套在兩個(gè)機(jī)頭按1+1方式先后一次擠出，絕緣機(jī)頭是可調(diào)偏心的機(jī)頭，護(hù)套機(jī)頭是免調(diào)偏心的機(jī)頭。擠出絕緣后浸水冷卻可去除絕緣氣體揮發(fā)物，以及避免絕緣擠護(hù)套時(shí)刮傷。
優(yōu)點(diǎn)絕緣易于調(diào)偏心，護(hù)套同心度較好，表面較光滑。護(hù)套將用擠管式擠出，幾種相近規(guī)格的線可采用同規(guī)格模具而不用頻繁更換護(hù)套擠出模具，操作較簡(jiǎn)單。印字印在絕緣層表面，而處在護(hù)套內(nèi)部，所以不易擦掉缺點(diǎn)絕緣和護(hù)套間有輕微氣隙線速度受絕緣和護(hù)套兩個(gè)機(jī)頭之間距離的限制。
工藝中注意事項(xiàng)
A、注意絕緣和護(hù)套兩個(gè)機(jī)頭之間距離及生產(chǎn)的線速度。擠出絕緣經(jīng)浸水冷卻并去除絕緣氣體揮發(fā)物，但冷卻水槽不能太長(zhǎng)，約為0.5-1.5m，否則因水分吹不干而造成印字不清浙、尼龍護(hù)套起泡、脫節(jié)或呈竹節(jié)形，所以冷卻后必須將絕緣線芯吹干
B、在護(hù)套擠出機(jī)的機(jī)頭后加裝抽真空裝置，增加絕緣和護(hù)套之間的緊密度，以減少絕緣和護(hù)套之間的氣隙
C、印字裝置安裝在兩個(gè)水槽之間。
如上所敘，第一種工藝流程由于用戶無(wú)法接受尼龍護(hù)套表面外觀的缺陷，所以已遭淘汰。第二種生產(chǎn)工藝流程是絕緣和護(hù)套用一個(gè)機(jī)頭雙層共擠，護(hù)套的包覆性是最好的，表面外觀也是最好的，但由于是雙層共擠，其模芯，中間模，模套三個(gè)模子要同時(shí)調(diào)偏心較困難，操作拆卸清洗較不方便。第三種和第四種生產(chǎn)工藝流程都是絕緣和護(hù)套分別擠出的，但處于同一條流水線，這種工藝制造的電線其絕緣和護(hù)套包覆性尚差，絕緣和護(hù)套之間有時(shí)會(huì)有氣隙，從外表看有一層霧汽狀，但其操作簡(jiǎn)單、拆卸清洗也較方便，絕緣和護(hù)套偏心調(diào)節(jié)較容易，所以為許多廠家所采用。另外，應(yīng)注意第2種和第3種生產(chǎn)工藝流程中擠護(hù)套時(shí)的絕緣線芯表面要有一定溫度，50℃以上，否則絕緣和尼龍結(jié)合不緊密、分層，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。
尼龍護(hù)套電線作為一種性能可靠的用線，正以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，逐步為廣大用戶所接納，并逐漸替代了普通建筑用全聚氯乙烯電線，將極大地提高我國(guó)建筑布線的安全性、可靠性和適用性。由于尼龍材料的諸多特性，生產(chǎn)工藝的有一些方面還值得研究探討。
［sa571328 在 2008-10-14 10:52:20 編輯過(guò)］
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