一种PEEK阀座的加工方法及其PEEK阀座技术

本申请提供了一种PEEK阀座的加工方法，所述方法包括以下过程：预热

【技术实现步骤摘要】
一种PEEK阀座的加工方法及其PEEK阀座


[0001]本专利技术涉及复合材料加工
，C08J5/00，尤其涉及一种PEEK阀座的加工方法及其PEEK阀座。

技术介绍

[0002]阀座用于支撑阀门阀芯全关位置并构成密封副，对阀座具有以下要求：高密封性、高强度、耐磨损、导热等。相较于，金属合金材质的阀座，芳香聚合物聚醚醚酮(PEEK)材质的阀座在密封性、耐磨性和加工性等方面的性能更加优良，在行业中已经得到了广泛的应用。
[0003]PEEK树脂是一种综合性能优异的特种工程塑料，在耐高温、自润滑、耐腐蚀、阻燃、耐水解、绝缘等方面具有突出的优势；采用PEEK材料代替金属耐磨材料已经成为了一种发展趋势，其主要应用的产品有：轴承、阀座、密封垫、衬套、齿轮、螺丝等等。但是，单一组分的聚醚醚酮在耐热性、机械强度、耐高温蠕变性能等方面还具有欠缺，无法满足要求较为严格的工业、汽车、航空和军事领域等领域。另外，PEEK材质产品的加工过程一般为注射成型或模压成型，对于模压成型，主要分为模压
‑
预成型
‑
烧结
‑
冷却几个步骤，其中的加工参数对于PEEK复合材料的分子量、结晶度和孔隙率存在重要影响；如何在加工工艺和材料上进行优化，提高PEEK材质的阀座性能，是本申请所研究的内容。
[0004]中国专利CN111440342B公开了一种具有化学键强界面的CF/PEEK复合材料，其制备步骤为将碳纤维表面的上浆高温分解后进行微波和辐照处理，再将其与胺化PEEK浸渍反应，之后叠层热压，虽然其制备的复合材料具有较高的弯曲强度和模量，但是该工艺对层叠操作要求较高，制备过程复杂，不便于操作。中国专利CN 113202948A公开了一种耐热性PEEK球阀阀座及其加工工艺，通过PEEK树脂粉和填料、偶联剂等的协同作用，提高阀门的耐热性，但是该申请并未说明其所制备的阀座强度是否具有改善。
[0005]因此，需提供一种PEEK材质阀座和其加工工艺，提高所制备阀座的机械强度、润滑性、耐热性等性能。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种PEEK阀座的加工方法，所述加工方法包括以下过程：预热
‑
升温
‑
烧结
‑
冷却；其中升温过程采用分段式升温，冷却过程为自然冷却或分段式降温。
[0007]进一步地，所述方法为热压法：将PEEK阀座的制备原料置于热压机中依次进行预热、升温、烧结、冷却过程，即可。
[0008]进一步地，所述预热、升温和烧结需要加压，压力范围为15
‑
60MPa。
[0009]进一步地，所述加工方法中，预热温度为200
‑
280℃，保温时间为10
‑
60min，施加压力为15
‑
30MPa。
[0010]未预热的复合材料直接进行高温高压处理时，分子链的灵活性受到严重限制，成核速度快，样品中生成的薄片晶和层状分支较多；本申请先对复合材料进行预热，使内部分
子链产生一定的活动区间，在进行高温热压时，分子链的活动能力增加，活动区间范围更广，复合材料更趋向于向具有更高晶胞尺寸的晶型生长，从而提高复合材料的结晶度。当预热温度低时，分子链运动能量不够，也容易产生热力学不稳定的晶型；在后续保温包压过程中，严格控制温度区间，使复合材料中PEEK等分子链具有合适的运动能力并产生规整的分子链排列，并保持其与纤维增强组分的浸润能力，提高复合材料的结晶度、屈服强度和弹性模量。
[0011]优选地，预热过程中，预热温度为240
‑
270℃，保温时间为30
‑
40min，施加压力为15
‑
20MPa。
[0012]进一步地，所述升温过程采用三段式升温，依次为：
[0013](1)以50
‑
80℃/h的升温速率升温，于300
‑
340℃区间内保温10
‑
40min，施加压力为25
‑
50MPa；
[0014](2)以50
‑
100℃/h的升温速率升温，于345
‑
375℃区间内保温10
‑
40min，施加压力为25
‑
50MPa；
[0015](3)以50
‑
100℃/h的升温速率升温，于380
‑
400℃区间内保温5
‑
30min，施加压力为25
‑
50MPa。
[0016]在一种优选的实施方式中，所述升温过程依次为：
[0017](1)以50
‑
80℃/h的升温速率升温，于310
‑
330℃区间内保温10
‑
20min，施加压力为25
‑
30MPa；
[0018](2)以80
‑
100℃/h的升温速率升温，于350
‑
370℃区间内保温10
‑
20min，施加压力为30
‑
40MPa；
[0019](3)以80
‑
100℃/h的升温速率升温，于380
‑
400℃区间内保温5
‑
15min，施加压力为30
‑
40MPa。
[0020]进一步地，升温过程结束后，以80
‑
100℃/h的升温速率继续升温并在430
‑
460℃下进行烧结过程，烧结时间为5
‑
20min，优选为5
‑
15min。
[0021]在一种优选的实施方式中，烧结过程温度为430
‑
440℃，烧结时间为10
‑
15min，施加压力为40
‑
50MPa。
[0022]进一步地，烧结过程结束后，启动冷却系统进行冷却，冷却方式为自然冷却或分段式降温冷却。
[0023]优选地，所述冷却过程采用分段式冷却，更优选地，冷却过程需保持一定压力。快速冷却时样品表面和内部冷却温差较大，样品急剧收缩导致晶体内部残余应力，晶体缺陷也增加；本申请优选采用分段式降温的方法对复合材料进行冷却，使复合材料中的分子链能够在既定的活动空间内缓慢结晶固化；并采用降温保压的处理方式，控制分子链的活动能力和分子间作用力，避免分子链在泄压下排列松弛带来刚性下降的问题。
[0024]进一步地，所述冷却过程依次为：
[0025](1)降温至350
‑
370℃，并卸压至30
‑
40MPa，保温保压冷却20
‑
60min；
[0026](2)卸去压力，并降温至100
‑
150℃，保持20
‑
60mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEEK阀座的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下过程：预热
‑
升温
‑
烧结
‑
冷却；其中升温过程采用分段式升温，冷却过程为自然冷却或分段式降温。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述预热、升温和烧结需要加压，压力范围为15
‑
60MPa。3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法中，预热温度为200
‑
280℃，保温时间为10
‑
60min，施加压力为15
‑
30MPa。4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述升温过程采用三段式升温，依次为：(1)以50
‑
80℃/h的升温速率升温，于300
‑
340℃区间内保温10
‑
40min，施加压力为25
‑
50MPa；(2)以50
‑
100℃/h的升温速率升温，于345
‑
375℃区间内保温10
‑
40min，施加压力为25
‑
50MPa；(3)以50
‑
100℃/h的升温速率升温，于380
‑
400℃区间内保温5
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，
申请(专利权)人：苏州柏言新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：