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文檔簡介
1、尼龍注塑加工工藝及其問題PA 聚酰胺、也稱尼龍,是一大類酰胺型聚合物的統(tǒng)稱。最 常見的有 PA6 、 PA66 、 PA1010 。最近,隨著 I T 業(yè)的發(fā)展,一 種新型的聚酰胺 PA46 的使用量劇增,它用于代替 LCP (液晶聚 合物)生產(chǎn)電腦上的插件。由于 PA 具有良好的機械性能,韌性好、 抗沖擊、耐磨、自潤滑、阻燃、絕緣等特點,所以被廣泛用于汽車、 機械、電子、儀表、化工等多個領域,如齒輪、滑輪、軸承、葉輪、 襯套、容器、刷子、拉鏈等。PA6 、 PA66 、 PA46 都屬脂肪族聚酰胺, 是線性聚合物, 其分子結構中有極強極性的酰胺基,所以具有高度的結晶能力。 PA 制品的性能依
2、賴于其結晶形態(tài)及結晶度。 而加工條件對結晶形態(tài)和結 晶度有影響,加工條件不同, PA 制品的結晶變化可達 40% ,制品 冷卻慢,結晶度高,且形成較大尺寸的結晶形態(tài)。吸水性對其結晶度 也有影響。另外, PA 在加工過程中由于流動、剪切作用會產(chǎn)生一定 程度的取向, 導致制品性能的各向異性, 沿取向方向的強度優(yōu)于非取 向方向,取向也有利于結晶過程的進行, 在模具設計時要考慮這個因 素。? PA 的性能? 物理性能無、無味、不霉爛、外觀為半透明或透明,乳白色或淡黃色,密度 1.04-1.36 ,燃燒時放出特殊的蛋白味,火焰為藍色上 端呈黃色。? 機械性能剛韌性好,耐反復沖擊震動,使用溫度為 -40-
3、100 C, 耐摩擦、 耐磨耗、自潤滑,但抗蠕變性差,尺寸穩(wěn)定性較差,可以 通過加入玻璃纖維增強或與其他材料共混來克服此缺點。? 耐化學品性能及耐候性PA 的有機溶劑很少,乃化學性能良好, PA 的有機溶劑 是甲酸、酚類化合物。 不同濃度的無機酸、 堿、鹽均可導致 PA 溶脹、 溶解或水解。在不受陽光照射的條件下,其耐老化性能良好,但在熱 作用、光照、輻射條件下老化快、制品變色、性能下降。? 加工性能? 易吸濕,成型前必須進行干燥。?熔點高,熔限窄,熔點分別為:PA6 : 215 C , PA66:255C , PA46: 290Co? PA熔體粘度具有較高的溫度敏感和剪切敏感, 熔體粘度低,
4、流動性好。? PA熔融狀態(tài)的熱穩(wěn)定性較差,高溫下易分解 ? 熔體的冷卻速度對制品的結構和性能有明顯的影響。? 成型過程伴隨結晶產(chǎn)生,收縮率大。? 成型設備與模具? 注塑機的選用? 螺桿與機筒由于 PA 具有韌性、自潤滑性、進料困難、剪切生熱大、 熔點高、熔融速度快、易分解等特點。要求螺桿具備壓縮排氣集中, 吃料能力強,驅動力大,耐磨性好。因此, PA 注塑加工的塑化系統(tǒng) 為:螺桿的加料段較長,加料段的螺槽較深,壓縮段、均化段較短, 機筒加料段處拉槽,加大油馬達的功率,螺桿帶有高效的止逆環(huán)。? 射嘴由于 PA 在熔融狀態(tài)下粘度低,流動性好,機筒內也不可 避免留有部分殘余壓力, 如果采用開放式射嘴
5、, 開模取出制品時熔體 會從射嘴處流出(即流涎現(xiàn)象),既浪費材料又影響正常生產(chǎn),故需 采用自鎖式射嘴,常用彈簧針閥式射嘴。? 產(chǎn)品造性與模具設計? 壁厚在保證制品性能的前提下,盡可能取小值,制品越 厚,收縮越大,強度不夠,可以增加加強筋。?制品收縮率大,易脫模,脫模斜度為 40 -1 40。? 流道與澆口流道直徑3-6 mm澆口直徑為壁厚的2/3-3/4。但不得 小于0.8mm澆口太小會使熔體剪切過熱而降解,影響制品性能。4) 嵌件尼龍的熱膨脹系數(shù)比鋼大 9-10 倍,比鋁大 4-5 倍,金屬 嵌件妨礙尼龍的收縮,產(chǎn)生較大的應力,可能引起開裂,要求嵌件周 圍的厚度不小于嵌件金屬的直徑尺寸。?
6、排氣PA 的粘度小,高壓注射下,充???,如果氣體不能及時 排出,制品容易產(chǎn)生氣泡、 灼傷等缺陷,模具必須開設排氣孔或排氣 槽,一般開在澆口的對面,排氣孔直徑為1.5-1mm,排氣槽深度小 于 0.03 mm。? 成型工藝1 、原材料的準備因 PA 易吸濕,吸濕后對加工過程有影響,如熔體粘度下 降,制品表面有氣泡、銀紋等。而且制品的力學性能也明顯下降。因 此,成型前必須進行干燥處理。 又 PA 在高溫下易被氧化而變色和降 解,所以,最好采用真空干燥,但在沒有真空干燥條件下,也可采用 常壓熱風干燥。真空干燥溫度為 85-95 C,時間4-6H,熱風干燥為: 溫度:90-100 C,時間8-10H,
7、干燥后的PA料不宜長時間放置在空 氣中(不超過 1-3H)。? 成型溫度機筒溫度的選擇,以 PA 的熔點為主要依據(jù),同時與注塑 機的類型、制品的形狀、尺寸有關。一般在 220-320 C, PA6: 220-300 C; PA66: 260-320 C,因PA的加工溫度較窄,故機筒溫 度必須嚴格控制, 以免熔料降解而使制品變壞。 機筒溫度的設置對塑 料的塑化和熔膠的快慢影響較大,機筒的中段溫度要高于熔點 20-40 C、低于分解溫度20-30 C,前段溫度比中段溫度低5-10 C, 后段(加料段)溫度比中段溫度低20-50 C;加料口處冷卻必須有效; 如果中段溫度太低,螺桿轉速過快,可能會出現(xiàn)
8、卡現(xiàn)象,后段溫度 過高,會影響輸送能力,螺桿吃料慢,影響生產(chǎn)效率。尼龍注塑加工工藝及其問題(下)4)常見缺陷與解決方法缺陷 vDIV alig n=cen ter缺陷原因解決方法1、填充不足1、注射壓力不足2、注射速度慢3、熔料溫度低4、排氣不良5、澆口過小6、過膠圈磨損1、提咼注射壓力2、提高注射速度3、提高機筒溫度,4、在未填滿的部位加排氣孔5、擴大澆口尺寸或縮短澆口流道的距離6、檢查過膠圈的磨損程度,更換2、表面無光澤1 、制品密度不足2、填充速度慢3、模具溫度低4、排氣不良1、增加熔膠量,提咼注射壓力2、提高機筒溫度,提高注射速度3、提高模具溫度4、充分排氣3、變色? 熔料溫度過高 ?
9、 注射速度過快? 澆口過小? 模具排氣不良? 降低機筒溫度、螺桿轉速、 背壓? 降低注射速度和注射壓力 ? 擴大澆口尺寸? 開設或增加排氣孔、槽4、銀紋干燥不足? 熔料溫度過高 ? 注射速度過快? 材料中有雜質? 加強干燥,加長干燥時間 或采用真空干燥? 降低機筒溫度、螺桿轉速 ? 降低注射速度和注射壓力 ? 檢查材料中有無雜質 ? 適當增加背壓5、熔合紋1、熔料充模后冷卻快引 起2、澆口位置開設不當1、提高注射壓力、速度、 機筒溫度、模具溫度2、更改澆口位置,使熔合紋 出現(xiàn)在不受負荷或不顯著的部 位;開設冷料井,使熔合紋處的冷料排出6、翹曲1、制品冷卻不均勻2、制品壁厚不均勻3、填充過度4、
10、注射速度過快1、調整模具的溫度控制,使其冷卻均勻2、產(chǎn)品的設計盡量使其壁厚均勻3、降低注射壓力和保壓壓力4、降低注射速度7、收縮、凹陷? 制品密度不足 ? 熔料含有氣體 ? 制品壁厚過厚? 熱收縮大1、增加熔膠量,提咼注射壓 力,延長注射時間 2、充分干燥材料3、制品厚度不要超過7 10MM4、降低機筒溫度及模具溫度8、內部裂紋1、制品冷卻過快2、殘余應力1、提高模具溫度,制品取出 后浸入熱水或放入烘箱中緩慢冷卻2、降低注射速度,提高模具溫度9、燒焦1、排氣不良2、熔料溫度過高1 、增加排氣孔2、降低機筒溫度、注射速 度3、加大澆口10、脫模困難、頂 出破裂1 、模具的脫模錐度不足, 表面光潔
11、度不足2、脫模頂針的位置不當 或直徑過小1、加大脫模錐度,模具表面拋光2、增加頂針數(shù)量或加大頂針直徑3、延長冷卻時間,降低機筒溫度、模具溫度11、下料困難或不 下料? 機筒溫度設置不當? 機筒下料口處冷卻不 足? 螺桿、機筒設計不當? 料斗、下料口堵塞適當提高機筒中段溫度、降低 后段溫度? 檢查冷卻水管有無堵塞 ? 螺桿的加料段較長、螺槽 較深、該處機筒拉槽? 檢查材料中有無尺寸較長 的再生料、再生料的使用比例 過大。v/DIV尼龍注塑加工工藝及其問題(中)3、注射壓力注射壓力對PA的力學影響較小。注射壓力的選擇,主要依據(jù)注塑機的類型、機筒溫度、制品形狀、尺寸、模具結構、還取決于注射速度、注射
12、時間、保壓時間等因素。4 、注射速度注射速度的選取與制品的壁厚、熔體的溫度、澆口的大小 等有關,對薄壁產(chǎn)品,注射速度可較快,而對厚壁產(chǎn)品則注射速度可 較慢,熔體溫度高,注射速度注射速度要慢些,澆口尺寸小,注射速 度不能太快, 否則會因剪切過量引起熔體溫度過高而降解, 導致制品 變色和力學性能下降。注射速度太快,也會使制品出現(xiàn)氣泡、燒焦等 缺陷。? 螺桿轉速適宜采用中速,轉速太快會因剪切過量而使塑料降解,導 致制品變色和性能下降,轉速太慢,會影響熔膠的質量,同時也會因 熔膠時間長而影響生產(chǎn)效率。? 背壓在保證制品質量的前提下,背壓越低越好,高背壓會使熔 體剪切過量而過熱降解。? 模具溫度? 模具
13、溫度高,制品的硬度、密度、拉伸強度、彈性模量提高。? 模具溫度與制品的性能要求有關,對于要求伸長率、透明性好的薄制品,模具溫度低些較好;而要求強度高、耐磨性好、使 用變形小的厚制品,則模具溫度高些好。具體如下:制品厚度模具溫度:小于 3mm 20-40 C , 3-6mm40-60 C , 6-10mm 60-90 C , 大于 10mm 100Z3 )模具溫度對制品的收縮率影響很大,模溫越高,收縮 率越大,反之,收縮率小。? 成型周期主要取決于制品的壁厚,對薄壁制品,注射時間、保壓時間、冷卻時間都可以較短,而厚壁制品,為防止收縮變形、凹痕、氣 泡等出現(xiàn),注射時間、保壓時間相應加長,采用高模溫,冷卻時間應 較長。? 制品后處理PA 在成型過程中分子取向,冷卻過程中的結晶,使制品 存在一定的內應力, 在以后的儲放或使用過程中, 制品的尺寸和形狀 會發(fā)生變化。因此需要進行退火、調濕處理。? 退火使用溫度高于80 C或精度要求高的制品,制品脫模取出后,放于油或石蠟中退火。退火溫度高于使用溫度
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