汽車尼龍光管擠出成型技術(shù)

張紅帥

【摘 要】尼龍管本身柔軟易安裝，方便在整車上布置，尼龍管在汽車燃油管路上的應(yīng)用能有效地降低整車重量和成本，并且使燃油管路設(shè)計標準化、通用化。多層尼龍燃油管的結(jié)構(gòu)主要通過采用特殊阻隔層與聚酸胺材料等通過共擠加工工藝獲得，不僅具有良好的機械性能、良好的抗沖擊性能，還具有優(yōu)異的燃油阻滲性能，滿足日益苛刻的CH排放標準要求。

【關(guān)鍵詞】汽車;尼龍光管;擠出成汽車尼龍光管擠出成

前言

汽車管路是指連接各個功能件的軟管、硬管、線束及拉索等管狀零件，其作用是在各功能件之間傳遞各種介質(zhì)（如力、油液、電流和氣體等），從而保證部件實現(xiàn)應(yīng)有的功能，使整車能夠安全平穩(wěn)地行駛。由于尼龍管的優(yōu)質(zhì)性能，汽車上越來越多的管路開始選用尼龍管。管路設(shè)計除滿足整車布置性能要求外，更需要滿足管路供應(yīng)商內(nèi)直接關(guān)系到整車的總體技術(shù)水平。把握汽車管路設(shè)計需求，能夠使汽車管路設(shè)計的目標鮮明地表現(xiàn)出來，促進管路設(shè)計流程的運行。汽車管路設(shè)計需求分析現(xiàn)如今，無論整車廠還是汽車管路供應(yīng)商內(nèi)部都對汽車管路設(shè)計的需求越來越高。要求管路設(shè)計部制造性要求。怎樣快速完成產(chǎn)品的加工，成為管路供應(yīng)商提高效率，提升利潤的關(guān)鍵。

1實驗

本文就采用從內(nèi)到外：尼龍6（PA6）、聚乙烯-乙烯醇（EVOH）、尼龍6（PA6）、改型尼龍612（改性PA612）、尼龍12（PA12）的多層尼龍管，在擠出溫度、冷卻水溫度、真空度以及同樣的擠出工裝的基礎(chǔ)上，分析不同的擠出速度、烤火量的配合對多層尼龍管的性能影響。

1.1原材料

PA6SX8001，贏創(chuàng)德固賽化學(xué)品有限公司;EVOHLA170B，日本可樂麗公司;改性PA612SX8002，贏創(chuàng)德固賽化學(xué)品有限公司;PA12X7297，贏創(chuàng)德固賽化學(xué)品有限公司。

1.2主要生產(chǎn)設(shè)備

除濕干燥機，臺灣信易電熱機械有限公司;多層尼龍管擠出機機組，瑞士麥拉斐爾公司。

1.3主要檢測設(shè)備

電子拉力機GT-AI3000，臺灣高鐵檢測儀器公司;伺服爆破試驗機HBN-S-HT-80，深圳弗賽特檢測設(shè)備有限公司。

1.4擠出工藝

1.4.1多層尼龍管的生產(chǎn)工藝流程如下：

原材料干燥→真空上料→擠出→真空水槽冷卻→火焰處理→牽引、切割

1.4.2多層尼龍管的工藝條件

（1）多層管對應(yīng)層溫度設(shè)定;

（2）擠出速度為20～50m/min;

（3）冷卻水水溫控制在15～20℃之間;

（4）烤火量為0%～80%;E、真空度控制在（150±10）mbar。

1.5性能測試

拉伸強度，按照DINENISO-527-2測試;斷裂伸長率，按照DINENISO-527-2測試;爆破壓力，按照DIN53578進行測試。

2結(jié)果與討論

2.1恒定牽引速度，不同烤火量對尼龍管性能的影響

牽引速度在25m/min的情況下，不同的烤火量（火焰處理）對管路斷裂伸長率和拉伸強度性能的影響。

當牽引速度為25m/min時，烤火量在60%～65%之間時，管路拉伸性能最佳。

當牽引速度為30m/min時，烤火量在65%～70%之間時，管路拉伸性能最佳。

尼龍管路在擠出過程中應(yīng)立即進行物料被擠出口模后，應(yīng)當立即進行定徑和冷卻，然后入定徑套，在真空壓力輔助作用下，對尼龍管路進行冷卻定徑。熔融態(tài)材料入定徑套冷卻時由于冷卻太快，被取向的分子鏈來不及恢復(fù)或恢復(fù)得過少，產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力集中。火焰處理可以去除管路外表面細微缺陷，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，進而對尼龍管的力學(xué)性能有明顯的優(yōu)化。當尼龍管路應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯時，拉伸試驗過程管路表面產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象，力學(xué)性能明顯差，斷裂伸長率<280%，拉伸強度<38MPa。當烤火量在60%～70%之間時，管路的應(yīng)力集中得到一定程度的釋放后，尼龍管路拉伸過程中外觀光亮無橘皮且力學(xué)性能明顯優(yōu)異。此時的斷裂伸長率基本>280%，拉伸強度基本>38MPa。當烤火量>70%后，繼續(xù)提高烤火量，尼龍管路的力學(xué)性能開始下降。分析原因為烤火量越大，尼龍管受熱處理溫度越高，PA分子鏈有可能進行有序的重排，甚至結(jié)晶，從而降低產(chǎn)品的韌性，使產(chǎn)品的拉伸強度和斷裂伸長率降低。

2.2不同牽引速度對尼龍管性能的影響

本研究從烤火量設(shè)定為60%、65%，冷卻水溫、擠出溫度等工藝條件不變的情況下來分析不同的牽引速度改變對產(chǎn)品性能的影響。用高靈敏度配合的擠出機，擠出產(chǎn)品尺寸一致性好。牽引速度、擠出速度與擠出機螺桿轉(zhuǎn)速通過信號傳輸同步改變來保證產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性。在烤火量為60%的條件下，牽引速度為25m/min時，尼龍管的力學(xué)性能較好;在烤火量為65%的情況下，牽引速度為25～30m/min時，尼龍管的力學(xué)性能較好。在烤火量為60%～65%時，牽引速度控制在25～30m/min之間時，管承壓性能較好，可以達到>10MPa的水平。當牽引速度>30m/min后，不論烤火量是60%還是65%，拉伸性能和管承壓均呈下降趨勢。分析原因在于當牽引速度增加，冷卻定型的溫度條件不變時，尼龍管在定徑套、冷卻水槽中停留的時間比較短，經(jīng)過冷卻定型后的管內(nèi)部還會殘余較多熱量，這些熱量會使尼龍管在牽引過程中已經(jīng)形成的順著流動方向平行排列的取向結(jié)構(gòu)發(fā)生解取向，從而引起制品取向程度降低，進而產(chǎn)品的力學(xué)性能下降，管承壓下降。

3結(jié)論

通過設(shè)定不同的牽引速度和不同的烤火量，分析了在一定的速度下，適合的烤火量的設(shè)定對管路的性能優(yōu)化。

恒定擠出速度時，可以得出以下結(jié)論：

（1）當擠出速度為25m/min時，烤火量在60%～65%之間時，管路拉伸性能最佳;當擠出速度為30m/min時，烤火量在65%～70%之間時，管路拉伸性能最佳。

（2）當尼龍管路應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯時，拉伸試驗過程管路表面產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象，力學(xué)性能明顯差，斷裂伸長率<280%，拉伸強度<38MPa。

恒定烤火量時，可以得出以下結(jié)論：

（1）在烤火量為60%的條件下，牽引速度為25m/min時，尼龍管的力學(xué)性能較好;在烤火量為65%的情況下，牽引速度為25～30m/min時，尼龍管的力學(xué)性能較好。

（2）在烤火量為60%～65%時，牽引速度控制在25～30m/min之間時，管承壓性能較好，可以達到>10MPa的水平。

（3）當牽引速度>30m/min后，不論烤火量是60%還是65%，拉伸性能和管承壓均呈下降趨勢。

參考文獻：

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[3]李幫山.尼龍管在汽車上的應(yīng)用[J].重型汽車，2008（1）：155.

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（作者單位：上海亞大汽車塑料制品有限公司）