一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法与流程
1.本发明涉及一种调湿水煮控制方法，具体涉及一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，尤其适用于厚壁的尼龙产品的调湿水煮过程。
背景技术：
2.尼龙产品在成型过程中会产生较大的内应力，过大的内应力会影响产品的性能，因此成型后需要通过水煮或蒸煮进行改善，没有经过水煮工序的尼龙件其脆性很大，在受到外力作用时容易断裂。如申请号cn201920252513.x，名称为“一种复合绝缘子的水煮控制装置”的实用新型专利和申请号cn202021593847.2，名称为“一种水煮装置”的实用新型专利均公开了用于水煮调湿的装置。
3.高铁扣件产品中的轨距挡板、轨距块、预埋套管作为一种尼龙产品，其主要材料是玻纤增强pa66，根据铁路行业标准，这一类产品需要有调湿工序，并且以排水率为评价指标。调湿工序，通俗来讲就是水煮工序，就是将生产的产品放在水中浸泡一定时间，使产品吸水达到饱和状态或接近饱和状态，从而使产品达到性能优异、尺寸比较稳定的状态。此外，调湿工序还可以消除产品的部分内应力。如申请号cn201420605166.1，名称为“一种高铁扣件调湿用水煮装置”的实用新型专利公开了一种高铁扣件的水煮装置。
4.专利cn201920252513.x和cn202021593847.2均采用了传统的在常压下进行的调湿工序，即选择合适的调湿容器并注入适量的水，将水加热至一定温度下，然后将产品放入热水中调湿水煮，水煮一定时间后，从调湿容器中取出产品，待产品冷却后，再进行包装。然而，对于厚壁产品而言，传统的调湿方法效率比较低下，需要延长调湿水煮时间，效率低下。
5.专利cn201420605166.1的水煮装置虽然可以承受一定压力，但其在产品的水煮过程中只是通过plc设定水煮温度范围、水煮时间及压力范围后就运行设备，并没有针对水煮过程进行细微控制调节，以达到更好的应力消除的效果。
技术实现要素：
6.本发明针对当前高铁尼龙扣件产品的调湿水煮工艺单一、效果不佳的问题，提出了一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，对水煮过程中产品的不同状态进行针对性地控制调节，使产品既能消除应力，且变形较小。
7.本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，将产品的调湿水煮过程分为退火阶段、增韧阶段和锁水阶段，并通过控制退火阶段和增韧阶段的压力、温度和时间以及控制锁水阶段的温度和时间来消除产品应力、控制产品变形。
8.进一步地，退火阶段的温度为105℃-110℃，压力为10-30kpa。
9.进一步地，退火阶段的时间y1与产品厚度x满足
10.进一步地，退火阶段的时间为0.5-1h。
11.进一步地，增韧阶段的温度为110℃-125℃，压力为20-100kpa。
12.进一步地，增韧阶段的温度为120℃。
13.进一步地，增韧阶段的压力为50-70kpa。
14.进一步地，当产品厚度＜15mm时，增韧阶段的时间y2与产品厚度x满足：y2＝0.05x
2-0.69x+3.1；产品厚度≥15mm时，增韧阶段的时间y2与产品厚度x满足：y2＝0.14x
2-3.95x+26。
15.进一步地，锁水阶段产品入水前冷却水温度为10℃-30℃。
16.进一步地，锁水阶段的泡水时间为1-3h。
17.进一步地，锁水阶段的时间y3与产品厚度x满足：
18.本发明的有益效果是：
19.1.本发明通过将产品的调湿水煮时间分成三个不同的阶段，且在每个阶段根据不同产品的厚度有针对性地调整水煮的时间、温度、压力条件，使产品更好地消除内部应力，同时能保证产品的尺寸稳定性。
20.2.本发明尤其适用于厚度较大的产品，可以大幅缩短较厚产品的水煮时间，提高效率。
具体实施方式
21.一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，将高铁尼龙扣件产品放入一个调湿水煮装置中(其中调湿水煮装置可以为现有能够调节、监控压力和温度的容器即可)，根据产品的厚度有针对性地设置调湿水煮的条件，以达到更好调湿效果。因此，在此方式中，需根据产品的厚度进行分类水煮，厚度接近或相同的产品同时调湿水煮，能够更好地提交效率且达到较好的消除应力及控制变形的效果。
22.本方法中，将高铁尼龙扣件产品的调湿水煮过程分为三个阶段：退火阶段、增韧阶段、锁水阶段。在退火阶段，分子链段能够自由活动，水煮时需要使分子链尽量趋于自然取向，达到内部结晶与解结晶的平衡、内应力消除的状态。在增韧阶段，产品内部形成了许多有利于水分子浸入的通道，水分子不断渗透入产品内部，并与分子链中的酰胺键结合形成氢键，达到增韧的目的。在锁水阶段，把调湿处理后的尼龙制品浸入常温水中，降低制品温度，避免制品在降温时水分蒸发而失水，而是使其在水泡的环境中先降温，然后再常温干燥，达到锁水的目的。也就是说，在本方式中，只有退火阶段和增韧阶段时是需要加热加压的，而锁水阶段是可以在水煮装置外进行的，当前一批产品进入到锁水阶段时即可开始另一批产品的退火和增韧处理，提高水煮装置的使用效率。
23.具体的，退火阶段的目的是为了消除产品的内部应力，因此其温度需要设定为最有利于消除内应力的温度。根据pa66的材料特性，其玻璃化转变温度为65℃左右，玻纤增强pa66材料的玻璃化转变温度高于65℃，因此调湿水煮温度必须高于其玻璃化转变温度，才能达到减弱或消除产品的内应力，所以，将此阶段的温度设置为105℃-110℃，时间设置为0.5-1h，压力为10-30kpa。当然，产品的厚度不同，其调湿退火时间不同，若产品厚度越厚，则调湿退火时间越长，具体的调湿退火时间y1与产品的厚度x之间的关系满足
由于实际生产中，产品各个部位的厚度并不是规则的同一厚度，可以量取若干重要部位的厚度值计算平均厚度。
24.增韧阶段的目的是使产品快速吸水达到产品技术要求的含水量(或含水率、吸水率、排水率等水分含量要求)，将该阶段的调湿温度设为110℃-125℃(温度超过125℃会影响产品的结构和尺寸的稳定性)比较适宜，根据经验，该阶段调湿温度最佳为120℃，在该温度下，水分子活动性强，在产品内部的渗透能力更强，有利于提高产品的含水量。此外，一般的，产品厚度＜15mm时，产品的排水率要求≥0.50％，此时调湿时间y2与产品厚度x之间的关系满足：y2＝0.05x
2-0.69x+3.1；而产品厚度≥15mm时，产品的排水率要求≥0.30％，此时调湿时间y2与产品厚度x之间的关系满足：y2＝0.14x
2-3.95x+26。而增韧阶段的压力设置为20-100kpa，优选设为50-70kpa。
25.锁水阶段的目的是将产品中的水分子保留在产品内部，根据试验可知，经过快速吸水的产品温度较高，通常采用自然冷却的方式进行冷却，在自然冷却的过程中，产品失水比较多，因此，采用浸入常温水方法将产品快速冷却，降低冷却过程中的失水，达到锁水的目的。在该阶段，产品入水前，冷却水温度为10℃-30℃，泡水时间为1-3h，调湿退火时间y3与产品厚度x之间的关系满足：
[0026][0027]
下面为根据上述方式进行具体的操作比较实施例。
[0028]
实施例一
[0029]
本实施例为对轨距挡板进行的对比试验一、对比试验二以及采用本技术中的方案进行的试验一、试验二和试验三。经过测量计算，得到轨距挡板的厚度为20mm。
[0030]
对比试验一：采用常规的常压水煮方式，整个水煮过程中的调湿水煮温度为95℃，水煮时间为6h，煮完后将产品捞出干燥冷却。最后得排水率为0.27％，平面度形变量为0.45mm。
[0031]
对比试验二：采用加压水煮方式，整个水煮过程中的调湿水煮温度为120℃，水煮时间为6h，煮完后将产品捞出干燥冷却。最后得排水率为0.30％，平面度形变量为0.32mm。
[0032]
试验一：采用三阶段式水煮方式，退火阶段：调湿退火温度为105℃，调湿退火时间：1h；增韧阶段：调湿增韧温度为120℃，调湿增韧时间：3h；锁水阶段：锁水温度为25℃，锁水时间为2h，冷却后将产品捞出干燥。最后得排水率为0.34％，平面度形变量为0.22mm。
[0033]
实验二：采用三阶段式水煮方式，退火阶段：调湿退火温度为105℃，调湿退火时间：1h；增韧阶段：调湿增韧温度为120℃，调湿增韧时间：3h；锁水阶段：锁水温度为25℃，锁水时间为1h，冷却后将产品捞出干燥。最后得排水率为0.31％，平面度形变量为0.25mm。
[0034]
试验三：采用三阶段式水煮方式，退火阶段：调湿退火温度为105℃，调湿退火时间：1h；增韧阶段：调湿增韧温度为120℃，调湿增韧时间：2.5h；锁水阶段：锁水温度为25℃，锁水时间为2h，冷却后将产品捞出干燥。最后排水率为0.32％。平面度形变量为0.22mm。
[0035]
可见，对比试验一中的排水率不能满足要求，且水煮后的产品平面度形变量更大，对比试验二虽然也是加压方式水煮，但其产品平面度变形量也较大，这是因为这两次试验中没有对水煮后的产品进行锁水处理，导致产品内部失水严重，因而变形更大。而且，试验
一至试验三中各自退火阶段和增韧阶段加起来所耗费的时间，比对比试验一和对比试验二的水煮时间要短，就能达到较好的效果。
[0036]
同时，试验一是严格根据产品厚度来选择各个阶段的时间，因此，其与试验二和试验三相比，效果更佳。
[0037]
实施例二
[0038]
本实施例为对轨距块进行的对比试验一以及采用本技术中的方案进行的试验一和试验二。经过测量计算，得到轨距块的厚度为10mm。
[0039]
对比试验一：采用常规的常压水煮方式，整个水煮过程中的调湿水煮温度为95℃，水煮时间为3h，煮完后将产品捞出干燥冷却。最后得排水率为0.48％，平面度形变量为0.41mm。
[0040]
试验一：采用三阶段式水煮方式，退火阶段：调湿退火温度为105℃，调湿退火时间：0.67h；增韧阶段：调湿增韧温度为120℃，调湿增韧时间：1.2h；锁水阶段：锁水温度为28℃，锁水时间为1h，冷却后将产品捞出干燥。最后得排水率为0.54％，平面度形变量为0.20mm。
[0041]
试验二：采用三阶段式水煮方式，退火阶段：调湿退火温度为105℃，调湿退火时间：0.7h；增韧阶段：调湿增韧温度为120℃，调湿增韧时间：1.5h；锁水阶段：锁水温度为28℃，锁水时间为1h，冷却后将产品捞出干燥。最后得排水率为0.55％，平面度形变量为0.23mm。
[0042]
可见，本实施例进一步证明了采用三阶段式的调湿水煮方式效果优于常规的水煮方式。同时也进一步证明了在三阶段式的调湿水煮方式中，合理控制各阶段的时间(见实验一)能够达到更佳的效果。虽然试验二中的排水率略高于实验一，这是因为通常来说，水煮时间越长排水率会更高一些，但是对于本实施例来说，实验一中在合理控制各阶段的时间后，排水率已经能够达到要求，且其平面度形变量也更低，因此是一种较佳的方式。
[0043]
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。
技术特征：
1.一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：将产品的调湿水煮过程分为退火阶段、增韧阶段和锁水阶段，并通过控制退火阶段和增韧阶段的压力、温度和时间以及控制锁水阶段的温度和时间来消除产品应力、控制产品变形。2.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：退火阶段的温度为105℃-110℃，压力为10-30kpa。3.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：退火阶段的时间为0.5-1h。4.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：退火阶段的时间y1与产品厚度x满足5.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：增韧阶段的温度为110℃-125℃，压力为20-100kpa。6.如权利要求5所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：增韧阶段的压力为50-70kpa。7.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：当产品厚度＜15mm时，增韧阶段的时间y2与产品厚度x满足：y2＝0.05x
2-0.69x+3.1；产品厚度≥15mm时，增韧阶段的时间y2与产品厚度x满足：y2＝0.14x
2-3.95x+26。8.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：锁水阶段产品入水前冷却水温度为10℃-30℃。9.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：锁水阶段的泡水时间为1-3h。10.如权利要求1所述的高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，其特征在于：锁水阶段的时间y3与产品厚度x满足：
技术总结
本发明公开了一种高铁尼龙扣件产品调湿水煮控制方法，将产品的调湿水煮过程分为退火阶段、增韧阶段和锁水阶段，并通过控制退火阶段和增韧阶段的压力、温度和时间以及控制锁水阶段的温度和时间来消除产品应力、控制产品变形。本发明通过将产品的调湿水煮时间分成三个不同的阶段，且在每个阶段根据不同产品的厚度有针对性地调整水煮的时间、温度、压力条件，使产品更好地消除内部应力，同时能保证产品的尺寸稳定性。寸稳定性。
