汽车尼龙光管挤出成型技术

2019-10-21张红帅

科学导报·科学工程与电力 2019年35期

张红帅

【摘要】尼龙管本身柔软易安装，方便在整车上布置，尼龙管在汽车燃油管路上的应用能有效地降低整车重量和成本，并且使燃油管路设计标准化、通用化。多层尼龙燃油管的结构主要通过采用特殊阻隔层与聚酸胺材料等通过共挤加工工艺获得，不仅具有良好的机械性能、良好的抗冲击性能，还具有优异的燃油阻渗性能，满足日益苛刻的CH排放标准要求。

【关键词】汽车;尼龙光管;挤出成汽车尼龙光管挤出成

前言

汽车管路是指连接各个功能件的软管、硬管、线束及拉索等管状零件，其作用是在各功能件之间传递各种介质（如力、油液、电流和气体等），从而保证部件实现应有的功能，使整车能够安全平稳地行驶。由于尼龙管的优质性能，汽车上越来越多的管路开始选用尼龙管。管路设计除满足整车布置性能要求外，更需要满足管路供应商内直接关系到整车的总体技术水平。把握汽车管路设计需求，能够使汽车管路设计的目标鲜明地表现出来，促进管路设计流程的运行。汽车管路设计需求分析现如今，无论整车厂还是汽车管路供应商内部都对汽车管路设计的需求越来越高。要求管路设计部制造性要求。怎样快速完成产品的加工，成为管路供应商提高效率，提升利润的关键。

1实验

本文就采用从内到外：尼龙6（PA6）、聚乙烯-乙烯醇（EVOH）、尼龙6（PA6）、改型尼龙612（改性PA612）、尼龙12（PA12）的多层尼龙管，在挤出温度、冷却水温度、真空度以及同样的挤出工装的基础上，分析不同的挤出速度、烤火量的配合对多层尼龙管的性能影响。

1.1原材料

PA6SX8001，赢创德固赛化学品有限公司;EVOHLA170B，日本可乐丽公司;改性PA612SX8002，赢创德固赛化学品有限公司;PA12X7297，赢创德固赛化学品有限公司。

1.2主要生产设备

除湿干燥机，台湾信易电热机械有限公司;多层尼龙管挤出机机组，瑞士麦拉斐尔公司。

1.3主要检测设备

电子拉力机GT-AI3000，台湾高铁检测仪器公司;伺服爆破试验机HBN-S-HT-80，深圳弗赛特检测设备有限公司。

1.4挤出工艺

1.4.1多层尼龙管的生产工艺流程如下：

原材料干燥→真空上料→挤出→真空水槽冷却→火焰处理→牵引、切割

1.4.2多层尼龙管的工艺条件

（1）多层管对应层温度设定;

（2）挤出速度为20～50m/min;

（3）冷却水水温控制在15～20℃之间;

（4）烤火量为0%～80%;E、真空度控制在（150±10）mbar。

1.5性能测试

拉伸强度，按照DINENISO-527-2测试;断裂伸长率，按照DINENISO-527-2测试;爆破压力，按照DIN53578进行测试。

2结果与讨论

2.1恒定牵引速度，不同烤火量对尼龙管性能的影响

牵引速度在25m/min的情况下，不同的烤火量（火焰处理）对管路断裂伸长率和拉伸强度性能的影响。

當牵引速度为25m/min时，烤火量在60%～65%之间时，管路拉伸性能最佳。

当牵引速度为30m/min时，烤火量在65%～70%之间时，管路拉伸性能最佳。

尼龙管路在挤出过程中应立即进行物料被挤出口模后，应当立即进行定径和冷却，然后入定径套，在真空压力辅助作用下，对尼龙管路进行冷却定径。熔融态材料入定径套冷却时由于冷却太快，被取向的分子链来不及恢复或恢复得过少，产生了内应力集中。火焰处理可以去除管路外表面细微缺陷，降低应力集中现象，进而对尼龙管的力学性能有明显的优化。当尼龙管路应力集中现象明显时，拉伸试验过程管路表面产生橘皮现象，力学性能明显差，断裂伸长率<280%，拉伸强度<38MPa。当烤火量在60%～70%之间时，管路的应力集中得到一定程度的释放后，尼龙管路拉伸过程中外观光亮无橘皮且力学性能明显优异。此时的断裂伸长率基本>280%，拉伸强度基本>38MPa。当烤火量>70%后，继续提高烤火量，尼龙管路的力学性能开始下降。分析原因为烤火量越大，尼龙管受热处理温度越高，PA分子链有可能进行有序的重排，甚至结晶，从而降低产品的韧性，使产品的拉伸强度和断裂伸长率降低。

2.2不同牵引速度对尼龙管性能的影响

本研究从烤火量设定为60%、65%，冷却水温、挤出温度等工艺条件不变的情况下来分析不同的牵引速度改变对产品性能的影响。用高灵敏度配合的挤出机，挤出产品尺寸一致性好。牵引速度、挤出速度与挤出机螺杆转速通过信号传输同步改变来保证产品尺寸稳定性。在烤火量为60%的条件下，牵引速度为25m/min时，尼龙管的力学性能较好;在烤火量为65%的情况下，牵引速度为25～30m/min时，尼龙管的力学性能较好。在烤火量为60%～65%时，牵引速度控制在25～30m/min之间时，管承压性能较好，可以达到>10MPa的水平。当牵引速度>30m/min后，不论烤火量是60%还是65%，拉伸性能和管承压均呈下降趋势。分析原因在于当牵引速度增加，冷却定型的温度条件不变时，尼龙管在定径套、冷却水槽中停留的时间比较短，经过冷却定型后的管内部还会残余较多热量，这些热量会使尼龙管在牵引过程中已经形成的顺着流动方向平行排列的取向结构发生解取向，从而引起制品取向程度降低，进而产品的力学性能下降，管承压下降。

3结论

通过设定不同的牵引速度和不同的烤火量，分析了在一定的速度下，适合的烤火量的设定对管路的性能优化。

恒定挤出速度时，可以得出以下结论：

（1）当挤出速度为25m/min时，烤火量在60%～65%之间时，管路拉伸性能最佳;当挤出速度为30m/min时，烤火量在65%～70%之间时，管路拉伸性能最佳。

（2）当尼龙管路应力集中现象明显时，拉伸试验过程管路表面产生橘皮现象，力学性能明显差，断裂伸长率<280%，拉伸强度<38MPa。

恒定烤火量时，可以得出以下结论：

（1）在烤火量为60%的条件下，牵引速度为25m/min时，尼龙管的力学性能较好;在烤火量为65%的情况下，牵引速度为25～30m/min时，尼龙管的力学性能较好。

（2）在烤火量为60%～65%时，牵引速度控制在25～30m/min之间时，管承压性能较好，可以达到>10MPa的水平。

（3）当牵引速度>30m/min后，不论烤火量是60%还是65%，拉伸性能和管承压均呈下降趋势。

参考文献：

[1]赵民，殷红敏，陈旭明，等.尼龙管特点以及在汽车燃油管路上的应用//中国汽车工程学会年会[C].吉林长春，2010：1049-1052.

[2]张玉龙.塑料制品挤出成型实例[M].北京：机械工业出版社，2005.