氟模技术在橡塑挤出模具设计中的研究与应用

作     者：李楷东 周建 邓伟杰 李楷纯 戴彦雍 周优 姚洪清 杨滔 Li Kaidong;Zhou Jian;Deng Weijie;Li Kaichun;Dai Yanyong;Zhou You;Yao Hongqing;Yang Tao

作者机构：广州南洋电缆集团有限公司广州511356 

出 版 物：《机电工程技术》 (Mechanical & Electrical Engineering Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第11期

页      面：258-263页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：聚四氟乙烯 涂氟技术 自润滑 低黏附 耐高温 挤出模具 热传导 有限元分析 热场效应 

摘      要：采用氟模技术设计自润滑、低黏附的高光洁挤出模具,模芯的工作面采用低表面能、化学稳定的高温聚全氟乙烯进行涂层,内模套采用聚全氟乙烯棒材进行模具整体制作。通过模腔工作面的最大程度全氟化后的低表面能,实现模具表面对高温熔融胶体黏度的减阻效果,改善胶料在机头模腔的流变性能,降低高黏度胶料的挤出压力和内摩擦生热。基于氟塑料材料的热阻系数远高于常用模具合金材料,在研究过程中,采用SolidWorks软件进行3D建模,并导入COMSOL Multiphysics软件中的传热模块,分别针对挤出机的起机预热阶段和正常挤出阶段,以机头加热温度250℃、模口定径区工作温度150℃为边界条件,以氟塑料熔融变形温度不高于240℃和正常加温时间不大于3.5 h为经济参考条件,模拟组合模套进行传热过程的热场仿真。研究表明:受氟塑料材料的较高热阻系数对传导热效率影响,全氟模套的模口定径区的壁厚尺寸不宜大于20 mm;为提高热传导效率,氟模壁厚应作薄壁化的优化设计。