PVC门窗异型材的生产工艺(二)

2023年12月4日发(作者：描写小草的诗句)

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PVC门窗异型材的生产工艺（二）

胡显荣

（接上期）

2、PVC门窗异型材挤出生产的操作过程

（1）PVC型材生产线设备及模具

按顺序由挤出机、异型材的模头（口模）、冷却定型台、异型材的冷却定型模、履带牵引机及保护膜贴膜装置、自动切割锯、型材翻转架等设备安装在一直线上组成生产线。每条生产线还配有粉料输送泵及管道，把模塑料从储料仓送到挤出机上方的料斗中，或者用螺旋上料机将模塑料送到挤出机的料斗中。在型材生产线末端的型材架旁，还有型材储运架及运型材储运架的型材专用推车或桥式吊车，以便型材入库。此外，还有水冷循环系统。供电线路设备及空气压缩机等。

PVC型材生产线上的主设备是挤出机。生产门窗异型材用锥形双螺杆挤出机较为普遍。但当以高速生产，需要大挤出量时（挤出量超过200kg/h，）则以平行双螺杆挤出机为宜。挤出机的性能如何，是型材生产线的关键，挤出机的主要作用是将粉状的模塑料，在加热的机筒中通过旋转的螺杆将其加热、挤压，将模塑料由粉状经过玻璃态、高弹态、粘流态的变化以完成输送、压实、熔融、塑化；最后从安装在挤出机出料口的异型材的模头中挤出。能否将物料均匀地安全地塑化是挤出机最重要的性能之一。

冷却定型台装在挤出机料筒中轴线的下游，放在轨道上可以沿中轴线运动，用以安装异型材的冷却定型模。从模头挤出的型材坯料处于高温熔融状态，进入冷却定型模后，定型模以真空吸附及通水冷却的办法使其贴在定型模的定型套内冷却、变硬成为图纸规定的剖面形状。现在多数冷却定型模在定型套后，还用冷却水箱或喷淋水箱的办法继续使型材冷却。当用冷却水箱时，定型套的总长度可以短一些，因为水箱内也装有若干定型块用以支撑和继续起定型作用；当用喷淋水箱时，定型套的总长度要长一些，因为喷淋水箱只起冷却作用，不起定型作用，冷却定型台的尾部还有吹风喷嘴和加热板，前者用于吹干型材表面的水份，否则会在贴保护膜时贴不牢、易脱落，而且还会使牵引机夹持不牢、打滑。

冷却定型台之后是履带牵引机和自动切割锯，通常这两种设备是装在一个机架上的，之前或之后还装有贴型材保护膜的装置。从挤出机模头中挤出的型坯是高温熔融的柔软状态，完全靠牵引机夹住型坯，以与型坯挤出速度稍稍快一点的速度将型坯从冷却定型模中拉出，型坯在定型套和定型块中一方面被真空吸附紧贴在它们的内表面上冷却、变硬、成型；另一方面同时还要连 续不停地运动，必然产生很大的磨擦阻力。因此，牵引机的牵引力必须大于磨擦力。为了防止型材在牵引机上、下履带之间被夹持紧变形或夹持不牢打滑，履带须有足够的宽度和长度。上、下履带的牵引速度还须绝对一致，并且能无级调速与型材挤出速度相匹配，速度应稳定。

自动切割锯将异型材按一定长度切割成段，以便于包装、运输、贮存和门窗的装配生产。长度一般为6m。切割大都是自动的，少数情况要手动切割。切割型材的圆盘锯是装在一套可以往复运动的导轨上，定长型材碰到型材架上的长度终点开关后，气动压紧块将型材夹紧，圆盘锯开始切割型材。切断后，圆盘锯退出并回到切割前的位置，等待下段型材的切割。为了收集切割时产生的切屑，自动切割锯还配有吸尘装置。

型材翻转架用于支承生产出来的型材，等型材切断并全部被后面的型材顶到规定位置时，翻板终点开关被打开，托板倾斜，型材便滑落到托架上，待包装运走。

（2）PVC门窗异型材生产的操作

a、准备工作：先准备好工具，如铁钩、黄铜铲刀、钢针、尖嘴钳、石棉手套、安装模具的工具等；按设备说明书的要求检查设备状况是否良好，水、电、气的供给符合是否要求等；然后将模头、冷却定型模分别装在挤出机和冷却定型台上；生产线各设备上的开关把手、按钮放到规定的位置。注意安装模头时要将多孔板放在过渡段与模头的法兰盘之间，不要放错方向；安装模头前，所有联接螺栓、固定螺母都必须在内、外螺纹上均匀地涂上一层高温油脂（如硅油或者掺有二硫化钼粉的耐温油脂），因为模头上还要装电加热板并加热到生产工艺规定温度，涂油螺纹不会因加热咬死，也便于拆卸更换模头。安装定型模时要注意型套的中心线与挤出机、模头、牵引机的中心线对正呈一直线。对正后开动供水系统的供水泵将冷却水管、真空吸管装在冷却定型套及冷却水箱上。但每根水管上的开关是关着的，定型套、冷却水箱的上盖及箱中的所有定型板上盖都要打开，以便启动后放入型坯。注意水管与真空管的标记、位置不要装错。再将型材保护膜装在履带牵引机的贴膜装置上备用。

b、准备开车：打开生产线的总电源开关，将机筒、机颈、模头各加热圈、加热板的温度设定到140℃，然后打开各加热电源开关开始加温。同时打开挤出机加料斗底部和齿轮箱、排气真空泵的进水阀门，通水冷却这些部位，以防止加料斗和齿轮箱、排气真空泵的温度升高。等所有部位的温度指示都到达140℃时，保持此温度30～40分钟，并把机头、模头、挤出机法兰盘的螺栓、螺母再拧紧一次，因为从室温升到140℃以后，模头、机头、法兰盘等零部件的热膨胀因大小体积不同而有差别，很可能因此产生各联接面不能均匀压紧，使开车后发生漏料。拧紧时要对称地按顺序拧紧，每个螺栓用力要均匀。然后将各加热圈、加热板调到工艺要求温度数值继续升温，全部升到规定数值时，再保持10～15分钟后再度将前述各螺栓、螺母拧紧一次，就可以启动开车了。之所以有两次保温，主要是使机器各处内外温度尽量一致，使各处不致温差太大，因为仪表指示的是温度传感器及加热板附近的温度，远离加热板温度传感器的螺杆、模头中心部位的升温会滞后一段时间。保温一段时间可以防止这些滞后升温部位的熔融塑料的粘度过大，使机器过载受损。这时，还应把接在定型套及水箱上的水管阀门打开，让水流过冷却定型模。

c、开车运转：按下“开车”钮，慢慢旋转挤出机螺杆转速调节旋钮，螺杆转动。一般输料螺杆与挤出机螺杆都是同步联动的，其转速比例也是可调的，所以螺杆转动时，输料螺杆也同时按预先调好的比例转动，并将料斗中的粉状模塑料送入料筒中。两者的转速的匹配比例；在不同厂家和不同型号的挤出机上有不同的匹配方法和比例；不同的配方或工艺也不有同的匹配比例。输料螺杆比主机螺杆转速要快，一般两者比例在1.5～2.5之间。螺杆转动工作时，要注意电流表和扭矩情况。开始时扭矩很小，随着转速增加，扭矩逐渐加大，直到预定的转速。在正常生产情况下的扭矩应在60%～70%较好，也有时低于60%，但最低不宜小于40%。超过70%是不好的，个别特殊情况可以短时间达到80%。

d、型材挤出：开车运转后慢慢拧动螺杆转速旋钮以加快转速。此时模头开始出料，当螺杆转速加快到工艺文件规定的生产转速时，宜用黄铜铲刀快速在模头出口处切下一小段约20～30mm长型坯，观察型材剖面各处的出料速度是否均匀，这段型坯各处长度如果大体一样、外壁厚均匀，说明模具清理、装配复位正常；如长度不一，相差太多，则应找出原因加以解决。必要时应停车重新分解清理模头。否则即使勉强生产下去，也难以合格。当型坯部面各处出料均匀以后，便可以打开挤出机料筒中部的抽气观察口盖，观察粉料塑化情况：如果看到螺杆螺槽内的物料呈粘性大块、大粒状，没有粉料，塑化就是正常的，此时从模头挤出来的型坯外表有光泽，颜色瓷白均匀；用手拉捏型坯感到有弹性，说明塑化良好，便可盖上观察口盖子，打开真空泵将塑料分解的HCI气体及蒸发的水蒸汽吸出；如果型坯颜色泛黄，或发现内外表面有发泡现象，说明型坯温度过高，应调低料筒或模头温度；如果型坯外表不太光亮，用手捏拉型坯感到弹性较差，甚至型坯出现裂口、毛刺，说明塑化不良，塑化温度不够，要适当调高料筒和模头温度。经过上述检查判断认可后，即开动履带牵引机，用铁勾子勾住型坯，随着型坯挤出慢慢送入履带牵引机中。这时，型坯尚未在冷却定型模内就位、冷却、定型，温度还很高、很柔软，要小心呵护。应打开冷却定型台上多余的水管向型坯上连续不停地浇水，用压缩空气的气枪向型坯吹风，并打开冷却定型台尾部的吹风装置，吹去型坯上的水份，以便使型坯冷却、变硬，直到冷却定型模的几段冷却定型套开动真空泵，将型坯吸附在定型套内冷却定型，才可停止浇水，吹风。型坯送入履带牵引机中以后，就可以将靠近模头的第一段冷却定型模的上盖盖上，然后将冷却定型台慢慢移动，靠近模头约100～150mm，插上冷却定型套上盖的定位销，拧上固定螺丝，开动真空泵，使型坯被初步吸附在冷却定型的内腔壁上。之后，再顺序将以后各段冷却定型模及水箱、定型块的上盖盖上，打开各个真空泵，停止向型坯浇水吹风。然后检查型坯进入第一段冷定型套后，型坯所有部位是否都能就位，紧贴在冷却定型套内的每一处内表面。必要时用Φ2～Φ3mm的尖头钢针在型坯刚出模头的位置，向型坯的各个型腔处各扎几个小孔，使空气进入型材各个内腔中，以利于型材贴模冷却成型。同时，要仔细观察型材各外表上的一些沟槽、凸台等是否能与冷却定型套很好地就位贴合。可以一面用尖嘴钳、Φ2～Φ3钢丝制的钢针，小勾子等引导型坯进入不易就位的部位。一面慢慢移动冷却定型台，使之继续靠近模头以利于型坯就位。当型坯在冷却定型套内完全贴合就位时，冷却定型套与模头之间的距离应在5～15mm范围内。然后检查型材剖面：形状是否完整，外形尺寸及各处壁厚是否符合图纸要求？（此时由于牵引速度比工艺规定的速度要快，故型材壁厚往往较薄是超差的。）型材颜色及外观、表面光滑度、以及型材的不直度、扭曲度等是否符合图纸及技术标准要求。然后柔和地调节牵引速度或螺杆转速，直到型材剖面尺寸和壁厚符合图纸要求后立即按GB/T8814-98规定，取样送试验室做各种技术要求规定的项目检测，直到全部合格。在取样前所生产的型坯或型材，都应搬运到废品间粉碎作回收料处理。全部技术项目检测一般需24小时左右，在检测报告确认合格后，才能确认取样后所生产的型材是合格型材。便可连续不停地生产下去直到完成规定的数量。

(e)停车：型材在生产中有两种情况需要停车：一种是模具或者设备出了故障，无法继续正常生产，只好被迫停车检查、修理；另一种是该种型材的生产数量已经达到任务要求，需要更换模具生产另一种型材。停车的操作方法如下：

首先由一个人关闭挤出机料斗下的闸板，停止给输料螺 杆送料。再打开挤出机进料口的盖子，将清洗料均匀不停地加入，以代替模塑料进入料筒。同时，另一个人操纵冷却定型台使其离开模头一段距离，并用黄铜铲刀从模口处节断型材。当型材送到型材架上后关闭牵引机、切割锯、冷却定型台真空泵等。清洗料要尽量均匀、连续地加入挤出机，直到从模头挤出的型坯上没有白色的主料为止。在切断型材后模头还在不停地挤出型坯，也需不断地切断挤出的型坯，使之成为一小段一小段废型坯料以便于收集处理。由于清洗料加了0.001～0.005份的钛菁蓝颜料，所以挤出的型坯将由白色逐渐变成蓝色。型坯全部成为蓝色时，停止加清洗料。停加清洗料后，机器仍需继续工作，从模头挤出型坯的速度逐渐减慢，挤出速度大约减少一半时,关闭所有加热板、加热圈的开关，停止加热。螺杆的转速应随之渐渐减少（约5～8转/分），直到模头处的型坯基本停止挤出才可关机。但通往加料斗底部、齿轮箱及真空泵的冷却水开关要延迟10～15分钟才能关闭水源和总电源。这时，挤出机料筒及螺杆上的塑料及清洗料已基本排空，只留下螺杆尖端和机颈模头内还留有未挤出的清洗料和残留的塑料。

当挤出机螺杆停止转动以后，要趁模头还热，迅速按顺序拆下模头及机颈上的温度传感器、压力传感器、加热板、加热圈以及整个模头、过渡段、多孔板等，马上送到模具工作间对模头进行分解清理。因为趁热拆卸模头、虽然很烫，需要带石棉手套和石棉围裙隔热操作，比常温操作麻烦一些，但拆卸、分解模头、清除模头内部残留的清洗料及塑料时要比冷却后清理方便容易得多。 有一些人对停车操作程序和工作内容很不在意，常犯的毛病是：清洗料加得过快；数量加得不够；加热开关关闭过早；型坯还在挤出就过早地关闭主机开关，螺杆停止转动使料筒内、螺杆上长时间还残存大量塑料和清洗料。这样做，料筒、螺杆被腐蚀的速度将加快、腐蚀程度将加深，会缩短机器使用寿命。

（f）模具分解清理：热模头运到模具分解间后，首先用尖嘴钳将机颈内的物料夹住向物料进入的方向反向拉出，然后拆卸模头上及与机颈的所有螺栓。用黄铜分解棒、黄铜解锥将模头分解成为单个零件。在分解中，残留物料会妨碍分解，可用尖嘴钳夹住物料往后（与物料进入方向相反）拉出，向物料上吹风冷却，这是为了使物料降温变硬，使物料向后拉时不致拉断。分解模头，除了拧螺栓、螺母、螺钉的搬手、螺丝刀和取出定位销钉的冲子、锤子及尖嘴钳是钢制工具以外、撬棍、铲刀等凡是模头零件工作面可能相接触的工具以及从模头零件上刮、铲残余塑料的工具都只能用铜制的。需用榔头时也不能用铁榔头，只能用紫铜榔头。因为模头、机颈、多孔板等所有零件中，除螺栓、螺母、螺钉及定位销是用耐高温合金钢制造以外，其余都是用耐腐蚀、耐高温的不锈钢（大多是2Crl3或3Crl3）制造，这种材料硬度不是很高，用铜制分解工具可避免分解中损伤模具零件。模头分解成单个零件以后，要逐个零件进行彻底清理并用煤油清洗。清洗前零件上如还残留大小不一的物料残渣、痕迹，可用黄铜制小刮刀刮去大一点的残渣，用30～60目的黄铜丝网（在国外是用夹有极细的金属丝的毛绒纤维）擦拭每个零件的联接表面和工作表面，擦净后再放入盛有煤油的盆内洗净擦干，重新装配好备用。如果与下次使用相隔3～6个月以上（视当地温、湿度高低及保存环境条件而定），还应进行油封以防锈蚀（包括冷却定型模）。

有些人没有按照上述办法操作，如没有趁热分解模头，直到模具凉了才去拆卸分解，模头内的物料已变冷变硬，拆解十分困难，也增加了模头工作面的腐蚀。有的用钢制工具分解清理模头，为了省力省时用砂布、砂纸甚至锉刀、刮刀等清理、打磨模头零件，造成模头零件损伤，工作面光度降低甚至有划伤、刮伤、压伤，工作时塑料分子就容易滞留在这些伤痕上，时间一长就会降解、焦化、碳化，影响产品质量。用砂纸清理打磨模头零件还极易将零件各锐边磨出小圆角，接合面打磨得不均匀而破坏了原来的平整度，形成模头复位装配后，零件间的结合面不能全面紧紧贴合局部出现间隙。边沿有了小圆角会使装配后出现小沟槽，工作时塑料横向流过小沟槽，使塑料滞留，而且还会使一些塑料流入未能贴合的间隙中，这些塑料会因长时间受热而降解、焦化，影响模具正常工作。这些都会缩短模具的使用寿命。有的厂家做得好，模具用了四、五年仍然完好如新。有的不到2年，就面目全非，毛病很多，模具分解清理、维护不当是主要原因。

冷却定型模的清理相对简单一些。用压缩空气吹干它里外的水份，把残留在模腔中的塑料残渣仔细清除掉，抽真空的窄缝易滞留吸入被刮下的塑料，一定要仔细清除，以免堵塞。当冷却定型模使用一段时期后，应将冷却定型套分解，检查和清理内部的冷却水通道，尤其第一、二节冷却定型套。因为型材刚从模头出来，温度大多在180℃以上，使冷却水通道内容易结垢。所以有必要定期除垢。如果冷却水纯净且硬度低，一年左右清理一次即可。如果水质硬度较高或不太纯净，应视情况缩短检查、清理间隔时间。

3、型材的包装、贮运和保护

型材生产出来以后，要经过搬运入库、贮存、出库、运输、再入库、再出库；门窗装配、门窗入库、贮存、出库、运输、工地存放，安装，直到验收交工一个漫长的过程。期间的保护是一个重要的也是容易被人们忽视的问题。如果型材制成门窗并安装在建筑物上都如同刚产出时的那种光亮、清洁，没有划伤、碰伤、变色、变形……等缺陷，说明管理良好。只要防止搬运中、门窗组装及安装中的甩、扔、摔、碰等野蛮操作，做到轻拿轻放，顺序拿取和整齐摆放，尽量用集装箱、集装架来保管、搬运就能基本避免型材和门窗的损伤。从技术上说主要措施有：

（1）将主型材的两个主要表面在型材生产线上就贴上保护膜，可以防护最易受损伤的主要表面不受轻微损伤和不被弄脏，但保护膜的质量要合格，厚度应不低于0.08mm，贴合牢固，门窗安装完后撕下保护膜时既能顺利地揭下、型材表面又不留胶粘剂。

（2）型材应放在集装架上贮存和运输。如果集装架数量不够，也可用塑料膜将成捆型材加以包裹，用塑料打包带捆紧、称重，记录下重量及型材根数，再在每捆型材上贴标签，注明名称、型号、数量、重量、生产厂及日期，每捆型材的数量依重量而定，两人可抬一捆（30～50kg/捆）为宜。打包扣的位置在型材侧面，以避免在贮存、运输中压伤型材。

（3）型材贮存如不用集装架，也可放在地面上。地面须十分平整、干净、无凹凸不平或小块杂物或石子，让型材整个表面尽量都与地面接触，避免受压变形。型材要码放整齐，每一垛码放高度不要超过1m，码放太高会将最下面的型材压变形。也不可在地面上垫放方木或废型材等。贮存的环境如有热源，应距热源0.5m以上，同库房中不得存放化学药品、化学原料等；如露天存放，要用帆布或帐篷盖严，防止风砂、日晒、雨淋。

（下期刊登第三部分）

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