尼龍注塑加工工藝及其問題

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(lǐng)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(jié)構(gòu)中有極強極性的酰胺基，所以具有高度的結(jié)晶能力。 pa 制品的性能依賴于其結(jié)晶形

2、態(tài)及結(jié)晶度。而加工條件對結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶度有影響，加工條件不同， pa 制品的結(jié)晶變化可達 40% ，制品冷卻慢，結(jié)晶度高，且形成較大尺寸的結(jié)晶形態(tài)。吸水性對其結(jié)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(dǎo)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(jié)晶過程的進行，在模具設(shè)計時要考慮這個因素。? pa 的性能? 物理性能無、無味、不霉?fàn)€、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(fù)沖擊震動，使用溫度為 40-100 ，耐摩擦、耐磨耗、自潤滑

3、，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(xué)品性能及耐候性 pa 的有機溶劑很少，乃化學(xué)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(dǎo)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 ， pa66：255 ， pa46：290。? pa 熔體粘度具有較高的溫度敏感和剪切敏感，熔體粘度低，流動性好。? pa 熔融狀態(tài)的熱穩(wěn)定性較差，高溫下

4、易分解。? 熔體的冷卻速度對制品的結(jié)構(gòu)和性能有明顯的影響。? 成型過程伴隨結(jié)晶產(chǎn)生，收縮率大。? 成型設(shè)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(qū)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(nèi)也不可避免留有部分殘余壓力， 如果采用開放式射嘴， 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

5、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(shè)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(yīng)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。? 排氣 pa 的粘度小，高壓注射下，充?？欤绻麣怏w不能

6、及時排出，制品容易產(chǎn)生氣泡、 灼傷等缺陷，模具必須開設(shè)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(zhǔn)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(xué)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(fēng)干燥。真空干燥溫度為 85-95 ，時間 4-6h, 熱風(fēng)干燥為：溫度： 90-100，時間 8-10h，干燥后的 pa 料不宜長時間放置在空氣中（不超過 1-3h）。?

7、 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(guān)。一般在 220-320 ， pa6：220-300； pa66：260-320，因 pa 的加工溫度較窄，故機筒溫度必須嚴(yán)格控制， 以免熔料降解而使制品變壞。 機筒溫度的設(shè)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 、低于分解溫度 20-30 ，前段溫度比中段溫度低5-10，后段（加料段）溫度比中段溫度低20-50；加料口處冷卻必須有效；如果中段溫度太低，螺桿轉(zhuǎn)速過快，可能會出現(xiàn)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）

8、4）常見缺陷與解決方法缺陷 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 、提高注射壓力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，提高注射壓力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?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(zhuǎn)速、背壓?降低注射速度和注射壓力

9、?擴大澆口尺寸?開設(shè)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(zhì)?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(zhuǎn)速?降低注射速度和注射壓力?檢查材料中有無雜質(zhì)?適當(dāng)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(shè)不當(dāng)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(fù)荷或不顯著的部位；開設(shè)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 、注射速度過快1 、調(diào)整模具的溫度控制，使其冷卻均勻2 、產(chǎn)品的設(shè)計盡量使其壁厚均勻3 、降低注射壓力和保壓壓力4

10、、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，提高注射壓力，延長注射時間2 、充分干燥材料3 、制品厚度不要超過 7 10mm 4 、降低機筒溫度及模具溫度8 、內(nèi)部裂紋1 、制品冷卻過快2 、殘余應(yīng)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，表面光潔度不足2、 脫模頂針的位置不當(dāng)或直徑過小1 、加大脫模錐度，模具表面拋光2 、增加頂針

11、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(shè)置不當(dāng)?機筒下料口處冷卻不足?螺桿、機筒設(shè)計不當(dāng)?料斗、下料口堵塞適當(dāng)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。 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(xué)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(jié)構(gòu)、還取決于注射速度、注射時間、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(guān)，對薄壁產(chǎn)

12、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(dǎo)致制品變色和力學(xué)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(zhuǎn)速適宜采用中速，轉(zhuǎn)速太快會因剪切過量而使塑料降解，導(dǎo)致制品變色和性能下降，轉(zhuǎn)速太慢，會影響熔膠的質(zhì)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(zhì)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(guān)，對于要求伸長率、透明性好的薄制品，模

13、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 ， 3-6mm 40-60 ， 6-10mm 60-90 ， 大于 10mm 100 3 ）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(yīng)加長，采用高模溫，冷卻時間應(yīng)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(jié)晶，使制品存在一定的內(nèi)應(yīng)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(diào)濕處理。? 退火使用溫度高于 80 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 10-20 ，時間1