李永祥黄海渠根崔正茂王新峰（河南金冠王码信息产业股份有限公司，南阳473057）1前言氧化铸阀片是一种瞬时过电压保护器件，它的主要特点是电阻值随着电压的变化而呈非线性地变化，因而它是一种对电压敏感性元件。它具有电压非线性系数大，残压低，浪涌耐量大，使用电压范围宽（几伏到几十万伏），伏安特性陡峭且对称，对脉冲响应速度快，而且无续流，漏电流小，电压随温度变化小等优点。
在氧化锌阀片制造工艺中，成型是较为关键的一道工序。疏松的造粒料经过压制，成为具有一定密度、一定形状的坯体。坯体的质量即其致密程度、结构的均匀一致程度，决定着氧化梓阀片的性能。而成型设备的精度、压制程序合理与否对坯体质量有至关重要的影响。
目前国内生产氧化锌阀片厂家采用的成型设备有手动及全自动2种类型液压机。手动液压机压制阀片劳动强度大，工艺分散性及随机误差也较大，易使坯体产生分层，排气不充分等缺陷，质量不稳定，因此，手动液压机已逐渐被淘汰。全自动液压机则克服了这些缺点。其中具代表性的有2种，一种是以抚顺电瓷厂和西安高压电瓷厂为代表的大型厂家引进的全自动液压机；另一种是国内大部分中小厂家采用的国产液压机。其中进口液压机动作可靠、精度高、故障率低，但设备造价高，一次性投资太大，好多厂家都望而止步。国产液压机价格便宜，易于维修，但存在着精度低、故障率高、压制程序不合理等缺点，压制的坯体质量不太理想。我厂1997年购买了3台天津产630KN液压机，通过实践对其不足之处进行了改进，取得了很好的效果。
2改进前状况2.1送料程序设计不合理天津液压机送料程序如所示：改进前压机送料程序图由可以看出，送料器前进到位后，下活塞顶出与送料器前后振动同时进行，需要多次送料才能送满。程序有以下缺点：~6次，时间较长，影响了生产效率。
②影响了阀片的电性能。每次送料都要有大量造粒料，由于送料斗与模板平面的相互摩擦被挤烂，这些挤烂的造粒料混人料腔中，由于其形状改变，流动性及透气性能都变差，在压制成坯体后，内部微观结构均匀一致性变差，存在较多缺陷，从而影响成品阀片方波通流容量。
峨。漏年弈③漏料较多，浪费严重。每次送料均有一部分造粒料漏出，送料次数越多，漏出的造粒料越多。这些废料要重新经造粒、含水，回收处理，既费工费时，又影响了阀片电性能。
④影响模具使用寿命。由于送料器来回多次振动送料，造成压机机身来回摆动。送料次数越多，机身摆动越厉害，这样上模下行进入料腔时，易发生啃模而损坏模具，降低了模具使用寿命。2.2排气及浮动程序设计不合理在压制过程中，存在于疏松的造粒料内部的大量气体要充分排出。如果排出不充分，停留在坯体内部的气体，在烧结过程中会影响烧结的均匀性，轻则形成气泡缺陷，严重的甚至产生分层，从而影响阀片微观结构的均匀一致性。另外，由于松散粉料传递压力的迟缓性，通常采用的单面加压会造成坯体上端密度大，下端密度小，严重的甚至呈现一头粗、一头细的现象。因而，在压制粉料时，特别是压制行程较大时，常采用双面加压技术，以消除坯体两端的密度差别。“浮动”就是用单面加压的设备来实现双面加压的一种方法。所谓浮动，通常是指在压制过程中，凹模随着上冲头的下行而主动或被动下行的现象。主动下行称为强制浮动，被动下行称为自由浮动。其示意图如、、。
为通常的单面加压。在压制过程中上冲头下行，凹模及下冲头均静止，这样压制的坯体两端密度差别较大，成品阀片极性较大。
单面加压示意图强制浮动示意图为自由浮动。实际上在压制过程中，随着粉料的压缩，粉料会对凹模产生一个向下的摩擦力。当向下的摩擦力克服液压回路中支撑凹模的溢流阀压力时，凹模会被动下行。这种在粉料对凹模摩擦力带动下的凹模下行称为自由浮动。
自由浮动在一定程度上可以改善还体两端结构不一致的现象，但由于自由浮动速度由凹模下行液压回路中液压油流量决定，起始位置由支撑凹模的溢流阀压力决定，难以掌握，因而效果不佳。
所示为强制浮动。在上冲头以速度V下行把粉料压缩到一定程度时，发讯号给控制凹模动作的电磁换向阀，使之以V/2的速度退回，如果取凹模为参照物，就相当于上下冲头各以V/2的速度从上下同时加压，从而实现了双面加压。这样基本上可以消除坯体两端结构不一致的现象。
国产630KN压机改进前的排气及浮动动作程序如所示，它存在以下缺点：①程序中先排气后浮动。这样在有限的压缩行程中，如果排气充分，则浮动效果不佳；如果确保浮动，那么就要牺牲排气效果，两者不能兼顾。
②排气及浮动动作都是由触点式行程开关发讯号，由于行程开关及滑块本身具有一定的几何尺寸，影响了排气动作及浮动动作的设置，并且只能设置一次排气，二次、三次排气形同虚设。
③排气及浮动时采用开关1移模式，用位移表征压制中粉料的压缩程度，存在着一定的误差，因而难以获得较好的排气及浮动效果。
上冲头下行上冲头减速下行上冲头触料慢速下行一次排气二次排气三次排气浮动开始浮动停止保压延时改进前排气及浮动程序。3故障率高、精度低国产液压机上所有开关都采用触点式行程开关。这种开关在完成精度不太高的动作时尚可以胜任，但在控制坯体厚度及完成排气、浮动动作时却很不理想，压制的坯体厚薄不一致，分散性大。另外，这种触点开关如果频繁地启动、断开，很容易损坏，因而设备故障率极篼。
3改进措施3.1送料动作程序改进3.1.1改进送料液压回路。改进前送料器有前进和后退2个状态，它的执行元件为二位四通电磁阀。改进后它有前进、后退、停止3个状态，这就需要把它的执行元件更换为三位四通电磁阀，同时对相应的液压管路也进行了改进。3.1.2重新编写程序。国产压机采用CKE-21型可编程序控制器，我们重新设置动作，编制了新程序。所编送料动作程序如所示。
工作开始送料器前进送料器前进到位停止凹模顶出凹模顶出到位停止送料器退回送料器退回到位停止改进后送料动作程序图由可以看出，改进后的动作程序中，送料器前进到位后停止，然后下活塞再顶出，因而，一次送料即可送满，劳动效率大大提高，由于多次送料而漏料较多的现象得到了改善；同时，由于送料器不再来回振动，减轻了压机机身的摆动，消除了上模进人模腔时啃模的现象，从而延长了模具使用寿命；并且送料时挤烂并落入模腔的造粒料大大减少，提高了坯体内部的均匀一致性，从而改善了成品阀片的方波通流容量。
3.2排气及浮动动作程序改进3.2.1采用压力传感器代替原先的触点开关发讯号，完成排气及浮动动作，采用国产多点压力控制仪设置排气及浮动压力，简便易行。
3.2.2重新编写排气及浮动动作程序，改进后的程序如所示。
改进后的程序用粉料压制中的压力大小来发讯号，进行排气，较之位移开关模式，更地反映了粉料在压制过程中的压缩程度；同时，可以方便地进行多次压力开关信号设置，多可设置5次排气，同时，改进后的程序兼顾了浮动与排气；mm……IV次排气改进后排气及浮动程序图并且排气时上冲头及凹模均静止，实行卸压排气。
这样就保证了坯体内气体的充分排出。
改进后的动作程序中，浮动贯穿于整个压制动作，浮动效果比较理想，改善了单面加压所造成的两端密度不一致、结构不均匀的现象。
3.3控制厚度及送料器动作开关的改进采用无触点开关。无触点开关具有反应迅速、使用寿命长等特点，因而适合于动作频繁，对精度要求高的场所。更换后，坯体厚度一致性提高，每批厚度误差在0.1mm之内，并且降低了设备故障率，设备运行可靠性大大提高。
4改进效果4.1改进后的国产液压机压制的坯体，厚度均匀一致，分散性降低，减轻了后道工序，如磨片、喷铝、测试的劳动强度；坯体排气充分，内部结构均匀一致，烧结后无分层、气泡等缺陷，方波通流容量显著提高，从而提高了阀片合格率。
4.2增加了压制坯体的厚度。以前制约着阀片厚度的主要是成型设备。改进前的压机，只能压制坯体26mm以下的薄片，压制30mm以上较厚的坯体时，由于排气效果不好，气体排出不充分，方波合格率较低；浮动效果不佳，导致坯体两端结构均匀一致性较差，阀片存在较大极性，从而影响整只保护性能。改进以后，压制坯体厚度可达50mm左右，成片厚度达41mm左右，且闽片的内部结构均匀一致性提高，其方波通流容量、大电流冲击耐受特性都有了明显改善，而其它电性能参数，如残压比、加速老化特性也保持了原先薄片的水平。
5结语通过改进，我们认为，国产全自动液压机，经过改进，完全可以满足阀片成型的要求。改进后的压机，其性能不亚于进口自动液压机。由于其造价较低，配件供应齐全，易于维修，对于国内同行，特别是中小型厂家，不失为一条既能显著改善阀片质量，又经济实惠的路子。
