汽車尼龍光管擠出成型技術

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用能有效地降低整車重量和成本，并且使燃油管路設計標準化、通用化。多層尼龍燃油管的結構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，還具有優異的燃油阻滲性能，滿足日益苛刻的CH排放標準要求。

【關鍵詞】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（如力、油液、電流和氣體等），從而保證部件實現應有的功能，使整車能夠安全平穩地行駛。由于尼龍管的優質性能，汽車上越來越多的管路開始選用尼龍管。管路設計除滿足整車布置性能要求外，更需要滿足管路供應商內直接關系到整車的總體技術水平。把握汽車管路設計需求，能夠使汽車管路設計的目標鮮明地表現出來，促進管路設計流程的運行。汽車管路設計需求分析現如今，無論整車廠還是汽車管路供應商內部都對汽車管路設計的需求越來越高。要求管路設計部制造性要求。怎樣快速完成產品的加工，成為管路供應商提高效率，提升利潤的關鍵。

1實驗

本文就采用從內到外：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，贏創德固賽化學品有限公司;EVOHLA170B，日本可樂麗公司;改性PA612SX8002，贏創德固賽化學品有限公司;PA12X7297，贏創德固賽化學品有限公司。

1.2主要生產設備

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，深圳弗賽特檢測設備有限公司。

1.4擠出工藝

1.4.1多層尼龍管的生產工藝流程如下：

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）多層管對應層溫度設定;

（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立即進行物料被擠出口模后，應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或恢復得過少，產生了內應力集中。火焰處理可以去除管路外表面細微缺陷，降低應力集中現象，進而對尼龍管的力學性能有明顯的優化。當尼龍管路應力集中現象明顯時，拉伸試驗過程管路表面產生橘皮現象，力學性能明顯差，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性能明顯優異。此時的斷裂伸長率基本>280%，拉伸強度基本>38MPa。當烤火量>70%后，繼續提高烤火量，尼龍管路的力學性能開始下降。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，甚至結晶，從而降低產品的韌性，使產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品性能的影響。用高靈敏度配合的擠出機，擠出產品尺寸一致性好。牽引速度、擠出速度與擠出機螺桿轉速通過信號傳輸同步改變來保證產品尺寸穩定性。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，經過冷卻定型后的管內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形成的順著流動方向平行排列的取向結構發生解取向，從而引起制品取向程度降低，進而產品的力學性能下降，管承壓下降。

3結論

通過設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，適合的烤火量的設定對管路的性能優化。

恒定擠出速度時，可以得出以下結論：

（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）當尼龍管路應力集中現象明顯時，拉伸試驗過程管路表面產生橘皮現象，力學性能明顯差，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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（作者單位：上海亞大汽車塑料制品有限公司）