電纜擠塑工藝

        塑料擠出的速度
       由擠出機(jī)物料輸送和均化段粘流體的流率分析可知，塑料流率（即擠出速度）和螺桿轉(zhuǎn)速成正比，由于調(diào)節(jié)方便，螺桿轉(zhuǎn)速是擠出過(guò)程中表征擠出速度的重要操作變量。因此，在一般情況下，提高螺桿轉(zhuǎn)速是現(xiàn)代擠出機(jī)提高生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)高速擠出的重要手段。但對(duì)塑料熔融長(zhǎng)度分析得知，螺桿轉(zhuǎn)速增加，一方面由于增強(qiáng)剪切作用，使粘性耗散熱量增加；另一方面，在沒(méi)有機(jī)頭壓力控制的情況下，螺桿轉(zhuǎn)速增加，流率增加，物料在機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間縮短。而且后者的影響超過(guò)前者，會(huì)因熔融長(zhǎng)度延長(zhǎng)至均化段而破壞正常的擠出過(guò)程。所以需要增加螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)提高擠出速度時(shí)，還必須增加加熱溫度或采用控制機(jī)頭壓力才能達(dá)到目的。
       塑料的擠出速度或塑化的好壞與使用的塑料材質(zhì)和溫度控制有關(guān)，各種塑料的塑化溫度有所不同。如果要快速擠出塑料，只有材質(zhì)優(yōu)良，溫度適當(dāng)，才能實(shí)現(xiàn)。另外，擠出速度與擠出厚度也有密切關(guān)系，正常擠出過(guò)程中，出膠量大，擠出速度慢；反之，擠出速度就快，在保證質(zhì)量的前提下，可適當(dāng)提高擠出速度。
牽引速度
擠包制品是由牽引裝置拖動(dòng)通過(guò)機(jī)頭的，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，要求牽引速度均勻穩(wěn)定，與螺桿轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào)，以保證擠出厚度和制品外徑的均勻性。如果牽引速度不穩(wěn)定，擠包層易形成竹節(jié)狀，而牽引過(guò)慢時(shí)擠出厚度大，且發(fā)生堆膠或空管現(xiàn)象；牽引速度過(guò)快時(shí)，易造成擠出拉薄拉細(xì)，甚至出現(xiàn)脫膠漏包現(xiàn)象。所以正常擠出過(guò)程中，一定要控制好牽引速度。
冷卻
塑料擠制工藝制度中的冷卻也是很重要的一項(xiàng)。一般分成螺桿冷卻、機(jī)身冷卻，以及產(chǎn)品的冷卻。
螺桿的冷卻
螺桿冷卻的作用是消除摩擦過(guò)熱，穩(wěn)定擠出壓力，促使塑料攪拌均勻，提高塑化質(zhì)量。但其使用必須適當(dāng)，尤其不能過(guò)甚，否則機(jī)筒內(nèi)塑料熔體驟然冷卻，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。而螺桿冷卻在擠出前是禁止使用的，否則也會(huì)釀成嚴(yán)重的設(shè)備事故。
機(jī)身的冷卻
機(jī)身冷卻的作用是增加機(jī)筒散熱，以此克服摩擦過(guò)熱形成的升溫，因?yàn)檫@一溫升在擠出過(guò)程中，甚至在切斷加熱電源后也不能停止，從而使合理的溫度不能得以長(zhǎng)期維持，必須增加散熱，而使機(jī)筒冷卻下來(lái)，以維持?jǐn)D出過(guò)程中的熱平衡。機(jī)身冷卻是分段進(jìn)行的，主要以風(fēng)機(jī)冷卻為主，考慮到機(jī)身各段的功能不同，對(duì)均化段冷卻的使用尤其注意。
產(chǎn)品的冷卻
產(chǎn)品冷卻是確保制品幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要措施。塑料擠包層在離開機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻，否則會(huì)在重力作用下發(fā)生變形。對(duì)于聚氯乙稀等非結(jié)晶材料可以不考慮結(jié)晶的問(wèn)題，塑料制品可采用急冷方法，用水直接冷卻，使其在冷卻水槽中冷透，不再變形。而聚乙烯，聚丙烯等結(jié)晶型聚合物的冷卻，則應(yīng)考慮到結(jié)晶問(wèn)題，如果采用急冷方法，會(huì)給塑料制品組織帶來(lái)不利的影響，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這是導(dǎo)致產(chǎn)品日后產(chǎn)生龜裂的原因之一，必須在擠塑工藝中予以重視；聚乙烯、聚丙烯等結(jié)晶型塑料的擠包層宜用逐步降溫的溫水冷卻方法來(lái)進(jìn)行，一般視設(shè)備輔機(jī)設(shè)施而定，冷卻水槽應(yīng)分段分節(jié)，水溫可由塑料擠包層進(jìn)入*段水槽的75℃～85℃溫度開始，逐段降低水溫，直至室溫，各段水溫的溫差越小越合理。
擠出工藝的技術(shù)要求
聚乙烯和聚氯乙稀絕緣
電線電纜的塑料絕緣一般采用直接擠包或抽真空擠包兩種。擠包的絕緣層應(yīng)緊密均勻的連續(xù)包在各種導(dǎo)電線芯上，其擠包厚度應(yīng)保證工藝規(guī)定的塑料厚度。絕緣層的工藝厚度應(yīng)符合并滿足各種電線電纜相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（或IEC標(biāo)準(zhǔn)）中對(duì)絕緣層標(biāo)稱厚度的要求。對(duì)有導(dǎo)體屏蔽要求的，其擠包的內(nèi)導(dǎo)電層的厚度應(yīng)不包括在絕緣層厚度內(nèi)；測(cè)量絕緣層厚度六點(diǎn)的平均值應(yīng)不小于標(biāo)稱值，而測(cè)出絕緣層Z薄點(diǎn)值可以低于標(biāo)稱值，但不應(yīng)小于工藝規(guī)定厚度標(biāo)稱值的90%-0.1mm。
絕緣線芯質(zhì)量要求
絕緣線芯擠包層經(jīng)水槽冷卻后，應(yīng)經(jīng)直流火花試驗(yàn)，檢驗(yàn)絕緣層是否有質(zhì)量缺陷，若線芯被擊穿則應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。絕緣不得有連續(xù)的竹節(jié)、波浪及偏芯；絕緣表面應(yīng)平滑、平整，無(wú)疙瘩或塌坑；絕緣層橫斷面上應(yīng)沒(méi)有肉眼可見的氣泡、氣孔、夾雜和砂眼；塑料絕緣不應(yīng)有塑化不均勻和焦燒等現(xiàn)象，絕緣線芯內(nèi)擠制時(shí)不得進(jìn)水，以免影響電氣性能，絕緣線芯的識(shí)別標(biāo)志應(yīng)首尾一致。
護(hù)套
塑料擠出的護(hù)套表面應(yīng)光潔圓整，護(hù)套橫斷面無(wú)肉眼可見的氣泡、夾雜及砂眼等缺陷，護(hù)套擠包層應(yīng)連續(xù)完整，擠包的護(hù)套厚度應(yīng)滿足工藝規(guī)定的標(biāo)稱厚度。其護(hù)套的標(biāo)稱厚度尺寸應(yīng)符合各種電線電纜相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的要求。
直接擠包在光滑表面的塑料護(hù)套，如單芯電纜，不加塑料薄膜繞包帶者，其護(hù)套的平均厚度應(yīng)不小于標(biāo)稱值，測(cè)出任一點(diǎn)的Z小厚度應(yīng)不小于標(biāo)稱值的85%－0.1mm。
直接擠包在非正規(guī)圓柱形表面的塑料護(hù)套，如在纜芯有繞包帶、金屬鎧裝、皺紋金屬套上擠包外護(hù)套，測(cè)出任一點(diǎn)的Z小厚度應(yīng)不小于標(biāo)稱值的80－0.2mm。
塑料電線電纜的外護(hù)套表面，在擠塑過(guò)程中，必須進(jìn)行打印廠名、型號(hào)、規(guī)格、制造長(zhǎng)度、制造年份等*性的識(shí)別標(biāo)志。。其識(shí)別標(biāo)志的打印方法可采用字輪字塊凸字壓印在護(hù)套上，或采用色帶字塊熱印在護(hù)套表面上，或采用油墨噴印，印字要清晰完整連續(xù)。
塑料護(hù)套出現(xiàn)缺陷時(shí)允許進(jìn)行修補(bǔ)。
第三節(jié)模具
模具是產(chǎn)品定型的裝置，是塑料擠出全過(guò)程中Z后的熱壓作用裝置，其幾何形狀、結(jié)構(gòu)型式和尺寸，溫度高低、壓力大小等直接決定制品加工的成敗，因此任何擠塑產(chǎn)品模具的設(shè)計(jì)、選配及其保溫措施向來(lái)都受到高度重視。在用塑料擠出機(jī)擠制電線電纜的絕緣層和護(hù)套層時(shí)，模具是控制絕緣擠包層厚度的關(guān)鍵。為了使塑料塑化的更好，選配合適的模具非常重要，因此要按擠塑工藝參數(shù)及配模公式選擇模具。一般電線電纜在選模時(shí)，絕緣線芯要選小一些，鎧裝護(hù)套要選大些，這樣才能對(duì)塑料層表面起到良好的塑化作用，達(dá)到工藝規(guī)定的要求。
1.擠塑模具的形狀和設(shè)計(jì)
擠塑模具的形狀：電線電纜用擠塑模具是由模芯和模套配合組成的。根據(jù)承線徑長(zhǎng)度，模芯分為無(wú)嘴模芯、短嘴模芯、長(zhǎng)嘴模芯；根據(jù)外形形狀模套分為平面模套、凸面模套、凹面模套。模芯和模套的形狀見下圖：
（a）無(wú)嘴模芯     （b）短嘴模芯   （c）長(zhǎng)嘴模芯

（d）平面模套   （e）凸面模套   （f）凹面模套
2.擠塑模具類型及工藝特性
電線電纜生產(chǎn)中使用的模具，根據(jù)不同的產(chǎn)品和工藝要求，模芯和模套的配合主要有型式有三種，即擠壓式、擠管式、半擠壓式（又稱半擠管式）。其配合方式見下圖：
      
（a）擠壓式     （b）擠管式       （c）半擠管式
（1）擠壓式模具   由無(wú)嘴模芯和任何一種模套配合而成。擠壓式模具是靠壓力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品Z后定型的，塑料通過(guò)模具的擠壓，直接擠包在線芯和纜芯上，擠出的塑料層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)實(shí)。擠包的塑料能嵌入線芯或纜芯的間隙中，與制品結(jié)合緊密無(wú)隙，擠包層的絕緣強(qiáng)度可靠，外表面平整光滑。但該模具調(diào)整偏芯不易，而且容易磨損，尤其是當(dāng)線芯和纜芯有彎曲時(shí)，容易造成塑料層偏芯嚴(yán)重；產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)模具依賴性較大，擠塑對(duì)配模的準(zhǔn)確性要求搞，且擠出線芯彎曲性能不好。由于模芯和模套的配合角差決定Z后壓力的大小，影響著塑料層質(zhì)量和擠出產(chǎn)量；模芯和模套尺寸也直接決定著擠出產(chǎn)品的幾何形狀尺寸和表面質(zhì)量，模套成型部分孔徑必須考慮解除壓力后的“膨脹”以及冷卻后的收縮等綜合因素。而就模芯而言其孔徑尺寸也是很嚴(yán)格的。模芯孔徑太小，顯然線芯或纜芯通不過(guò)，而太大會(huì)引起擠出偏芯。另外，由于擠出式模具在擠出的?？谔幃a(chǎn)生了較大的反作用力，擠出產(chǎn)量較擠管式的要低的多。因此，擠壓式模具一般僅用于小截面線芯或要求擠包緊密、外表特別圓整、均勻的線芯，以及擠出塑料拉伸比過(guò)小者。目前越來(lái)越多的擠塑模具以擠管式或半擠管式代替擠壓式。
（2）擠管式模具由長(zhǎng)嘴模芯和任何一種模套配合，把模芯嘴伸到與模套口相平，就組成了擠管式模具。擠管式模具是使塑料擠包前由于模具的作用形成管狀，然后經(jīng)拉伸作用，包覆在電線電纜的線芯或纜芯上。與擠壓式模具相比，擠管式模具具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：
1）擠管式模具充分利用了塑料的可拉伸性，塑料擠包層厚度由模芯與模套間所形成的圓管厚度來(lái)確定，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)包覆所需要的塑料層厚度，所出線速度根據(jù)拉伸比的不同，有不同程度的提高，大大提高擠出產(chǎn)量。
2）易調(diào)偏芯。擠包層的厚度均勻，能節(jié)省材料。由于塑料是以管狀成型后經(jīng)拉伸實(shí)現(xiàn)包覆的，其徑向擠包厚度的均勻性只由模套的同心度來(lái)決定，而不會(huì)因線芯或纜芯任何型式的彎曲致使塑料層偏芯。
3）塑料經(jīng)拉伸發(fā)生“取向”作用，取向作用的結(jié)果使其機(jī)械強(qiáng)度提高，擠出的電線電纜的彎曲性能好，這對(duì)結(jié)晶性高聚物的擠出尤其有意義，能有效的提高制品的耐龜裂性。
4）模具（模芯）與線芯或纜芯的間隙可以有所增大，故磨損程度減輕以致可以基本消除，不但防止了線芯的刮傷而且大大的延長(zhǎng)了模具的使用壽命。
5）配模簡(jiǎn)便且模具的通用性較大，能擠包各種形狀的線芯，如扇形線芯和瓦形線芯的絕緣層；尤其對(duì)拉伸比較大的塑料，同一套擠管式模具，可以用調(diào)整拉伸的辦法，擠制產(chǎn)品的規(guī)格范圍很大。
與擠壓式擠出相比，擠管式擠出的不足之處在于：塑料擠包層的致密性，膠層與線芯或纜芯結(jié)合的緊密性都較差，制品表面有線芯或纜芯絞合節(jié)距和繞包節(jié)距的痕跡，這在絕緣層擠制時(shí)應(yīng)予以重視。為了克服這些缺陷，在擠管式擠出中往往增加拉伸比，以使分子排列整齊而達(dá)到提高塑料層密度的目的，并采用抽真空擠出，更能有效的提高塑料層與包覆的線芯或纜芯結(jié)合的緊密程度。
（51）   半擠管式模具 又稱半擠壓式模具，（52）   用短嘴模芯和任何一種模套配合，（53）   模芯嘴的承線徑伸到模套承線徑的1/2處。半擠管式模具與擠壓式模具大體相同，（54）   只是模套的承線稍（55）   短，（56）   模角也略小一些，（57）   它吸取了擠管式和擠壓式的優(yōu)點(diǎn)，（58）   改善了擠壓式模具不（59）   易調(diào)偏芯的缺點(diǎn)，（60）   特別是使用于擠包大規(guī)格的絞線絕緣和要求包緊力較大的護(hù)套。當(dāng)采用半擠管式模具時(shí)，（61）   模芯的尺寸可以適當(dāng)增大，（62）   從而（63）   在擠包較大外徑的絞線不（64）   致出現(xiàn)刮傷、卡牢，（65）   也能防止因?qū)Ь€外徑變小而（66）   在模芯內(nèi)擺動(dòng)所致的偏芯；同（67）   時(shí)半擠管式模具在擠出中有一定的壓力，（68）   所以在內(nèi)護(hù)套及要求結(jié)合嚴(yán)密的外護(hù)套擠出中也有應(yīng)用，（69）   這是為了壓實(shí)塑料膠層。但柔軟性較差的線芯不（70）   宜采用這種模具進(jìn)行塑料層的擠包，（71）   因?yàn)楫?dāng)線芯或纜芯發(fā)生各種型式的彎曲時(shí)，（72）   將產(chǎn)生偏芯。

共同探討。：