电线电缆的生产与应用—挤塑

挤塑

1. 挤塑机工作原理

利用特定形状的螺杆，在加热的机筒中旋转，将由料斗中送来的塑料向前挤压，使塑料均匀地塑化（即熔融），通过机头和不同形状的模具，使塑料挤压成连续性的所需要的各种形状的材料。

挤出过程中，塑料将经过如下三个阶段：

（1）塑化阶段：又称压缩阶段。在机筒内完成。经过螺杆的旋转，使塑料由固体的颗粒状变为可塑性的粘流体。

（2）成型阶段：在机头内进行。由螺杆旋转和压力的作用，把粘流体推向机头，经过机头内的模具，使粘流体成型为所需要的各种尺寸及形状的挤包材料。机头的模具起成型作用，而不是起定型作用。

（3）定型阶段：在冷却水槽中进行。塑料经过后，将塑性状态变为定型的固体状态。

2. 挤塑模具类型及工艺特性

电线电缆生产中使用的模具（包括模芯和模套）主要形式有三种：挤压式、挤管式、半挤压式（或半挤管式）。

（1）挤压式模具。是靠压力实现产品成型的，所以挤压式成型的产品密实。模芯与模套配合角度差决定最后压力的大小，影响胶层质量和挤出量；模芯与模套的尺寸决定挤出产品的几何形状和表面质量。

挤压式模具选配尺寸要求很严，成本高、挤出量低，所以除要求绝缘结构密实和挤出拉伸比小的以外，大都采用挤管式代替挤压式。

（2）挤管式模具。在胶料包覆于线芯之前，由于模具的作用形成管状，然后经拉伸后包覆于线芯表面。挤管式模具比挤压式模具具有以下优点：

①可充分利用塑料的可拉伸特性，挤出厚度远大于所需厚度，所以出线速度可依拉伸比的不同而有所提高。

②包覆厚度的均匀性只与模套的同心度有关，不会因线芯形状的改变或弯曲变形而致包覆偏芯。

③塑料经拉伸而取向，从而提高了机械强度、结晶度及耐龟裂性。

④模具与线芯间隙较大，可减少模具磨损和划伤线芯。

⑤模具通用性较大。

挤管式产品与挤压式相比的不足是：挤塑密度小，胶层与线芯结合紧密性差。增加拉伸比可提高密度，抽空挤出可提高胶层与线芯结合的紧密程度。

（3）半挤管式模具：通常用于大规格绝缘挤包和内护套或外护套的挤包。

3. 模具的选配

模具配置的是否合理，直接影响挤出的质量和产量，因此配模是重要的操作技能之一。

挤压式模具的选配，主要依据线芯选模芯，依成品外径选模套，根据塑料工艺特性决定模芯、模套角度及角度差、定径区长度等。

挤管式模具的选配，主要是根据拉伸比（模口截面积与实际截面积之比）配模。

（1）绝缘线芯的配模原则如下:

①圆形：模具不宜过大，要适可而止，即导电线芯穿过时不易过松或过紧。模芯——线径+放大值；模套——模芯直径+2标称厚度+放大值。

②扇形：模芯——扇形宽度+放大值；模套——模芯直径牛2标称厚度+放大值。

（2）配模的理论公式如下：

模芯D2 = d + e1

模套D2 = D1 + 2f + 2△+ e2

式中D1——模芯直径，㎜；

D2——模套直径，㎜；

d——挤塑前最大直径，㎜；

f——模芯嘴壁厚度，㎜

绝缘线芯：e1=0.5～3㎜

e1——模芯放大值外护套：e1=2～6㎜（铠装）

e1=2～4㎜（非铠装）

绝缘线芯模套：e2=1～3㎜

e2——模芯放大值

外护套模套：e2=2～5㎜

（3）选配模具的经验：

①16㎜2及以下的线芯绝缘配模，应用导线试模芯，以导线能通过模芯为宜，不要过大，以免产生倒胶现象。

②真空挤塑时，选配模具要合适，不宜过大，以免产生耳朵棱或松套等现象。

③实际挤塑过程中，塑料存在拉伸现象，一般的拉伸量为2.0㎜。

④安装时，要调整好模芯与模套的距离，防止堵塞，造成设备事故。

（4）模具的调整：

①调整模具的原则：a.面对机头，先松后紧；b.经常检查对模螺钉是否松动或损坏；c.调模时，模套压盖不要压得太紧，调好模后再压紧，以防进胶，造成偏芯或焦烧。

②调整模具的方法：

a.空对模。生产前将模具调整好，用肉眼观察把模芯与模套的距离或间隙调整均匀，然后把对模螺钉拧紧。

b.跑胶对模。塑料塑化好后，边跑胶，边调整对模螺钉，同时取样检查挤塑厚度与是否偏芯，直至调整满意，然后把对模螺钉拧紧。

c.走线对模。把导线穿过模芯，与牵引线接好，然后跑胶。胶跑好后，调整好螺杆与牵引速度，起车跑线取样，然后停车，观察样品的绝缘层厚度。反复几次，直至满意，然后把对模螺钉拧紧。该方法适用于小截面的电线电缆调模。

d.灯光对模。利用灯光照射绝缘层和护套层，观察四周的厚度调整对模，直至满意，然后把对模螺钉拧紧。该方法适用于PE塑料绝缘电线电缆的调模。

e.感觉对模。是经验对模法。利用手摸，感觉挤塑层厚度来调整模具。该方法适用于大截面电线电缆的外护层。

f.其它：利用游标卡尺的深度；利用对模螺钉的螺纹深度；利用取样。

值得一提的是：选配好模芯与模套的孔径后，还必须选定模套内锥角与模芯外锥角的角度差，一般为3°～10°。这个角度差能使挤出压力逐渐增大，实现挤塑层密实、与线芯结合紧密的目的。

4.工艺制度

（1）温度。由于不同品种或配方的塑料其分子结构不同，所需的挤塑温度也不同，见表3-3。

①加料段：采用低温。加料段主要是产生足够的推力、机械剪切并搅拌混合。如果温度过高，将使塑料早期熔融，不仅导致挤出过程中的分解，还将引起“打滑”，造成挤出压力的波动；过早熔融还将导致混合不充分、塑化不均匀。所以这段温度一般较低。

②熔融段：温度大幅度提高。塑料要在该段实现塑化，必须达到一定的温度才能确保塑料大部分组成得以塑化。

③均压段：为使塑料充分塑化，温度有稍许升高的必要。也可温度不变，延长塑化时间。

④机脖：应保持均压段的温度或稍有降低。塑料出筛板变旋转运动为直线运动，并已分散成条状，必须在其熔融态压实。所以温度降低太多是不行的。

⑤机头：温度需下降。机头起继续挤压使之密实的作用，塑料在此有固定的表层与机头内壁长期接触，若温度过高，将造成塑料分解，甚至焦烧。

⑥模口：温度升高、下降均可。一般地，温度升高可使表面光亮；但模口温度过高会使表层分解；造成冷却困难，使产品难于定型，易于下垂成自行形或压扁变形。

（2）冷却。

①螺杆冷却作用：消除摩擦过热，稳定挤出压力，促使物料搅拌均匀，提高塑化质量。必须注意：冷却要适当；挤出前绝对禁止冷却。否则都会酿成严重的设备事故。

②机身冷却作用：增加机身散热，克服摩擦过热形成的温升，维持挤出热平衡。

③产品冷却作用：为确保产品几何形状和内部结构。应合理选择急冷或缓冷。一般地，以无定型区为主的高聚物（如聚乙烯、聚丙烯等）急冷会产生内

应力，这是产品日后产生龟裂的内部结构原因之一。缓冷的方法是采取热水降温，可由70～80℃开始，逐渐下降，直至室温，各段水温差越小越合理。五．挤塑工艺要求

（1）内半电层均匀地包敷在导体上，表面应光滑、无明显绞线图纹，不应有尖角、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。

（2）内半导电层厚度，不应小于规定标准值的85﹪。

（3）XLPE绝缘厚度平均值不应小于规定的标准值，绝缘最薄点的厚度应不小于规定标称值的90﹪－0.1mm。

（4）外半导电层均匀地包敷在均匀表面，表面应光滑，不应尖角、颗粒、烧焦或擦伤的痕迹。

（5）外半导电层厚度，不应小于规定标准值的90﹪－0.1mm。

（6）内、半导电料及XLPE绝缘料应无杂质及混淆其他塑料颗粒，应保持干澡，不应潮湿。

（7）计数器应计数准确。

（8）排线应整齐、规矩，不应有相互杂乱、交叉压线现象。

（9）交联绝缘线芯下机后应挂工序卡片，经质检员检查合格后，允许下流。