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一文看懂5大工程塑料加工工艺
最后更新:2016-06-13    浏览:1850 字体大小:

      工程塑料由于其机械强度、耐冲击性、耐热性、硬度、耐腐蚀性、耐磨性及抗老化性均优于通用塑料而被用做工业零件或外壳材料或代替金属做某些机械零件。常见的五种工程塑料有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚和聚对苯二甲酸丁二醇酯。下面我们主要从性质用途和加工要点方面来了解一下它们。

一.
聚酰胺PA(尼龙)

     性质用途:尼龙坚韧,耐磨,耐油,耐水,抗酶菌,但吸水大;尼龙6弹性好,冲击强度高,吸水较大;尼龙66性能优于尼龙6,强度高,耐磨性好;尼龙610与尼龙66相似,但吸水小,刚度低;尼龙1010半透明,吸水小,耐寒性较好。常用于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件。

加工要点:

成型收缩率:PA6-0.8-2.5%、PA66-1.5-2.2%

成型温度:220-300℃

干燥条件:100-110℃ 12小时

1.结晶料,熔点较高熔融温度范围窄,热稳定性差,料温超过300℃、滞留时间超过30min就会分解。较易吸湿,需干燥,含水量不得超过0.3%。

2.流动性好,易溢料。宜用自锁式喷嘴注射,并应加热。

3.成型收缩范围及收缩率大,方向性明显,因此易发生缩孔、变形等。

4.模温按塑件壁厚在20-90℃范围内选取,注射压力按注射机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定,成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小时,注射、冷却时间应取长,并用白油作脱模剂。

5.模具浇注系统的形式和尺寸,增大流道和浇口尺寸可减少缩水。


二.
聚甲醛POM

     性质用途:聚甲醛是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料的延展强度、抗疲劳强度高,但不易加工成型;共聚物材料的热稳定性、化学稳定性高且易于加工成型。无论均聚物还是共聚物材料,聚甲醛都属于结晶性材料且不易吸收水分。其高结晶程度导致了相当高的收缩率,可高达到2-3.5%,对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。其低摩擦系数和高几何稳定性使其特别适合于制作齿轮和轴承。由于其耐高温,因此还用于制造草坪设备及管道器件如管道阀门、泵壳体等。
  
加工要点:
  
干燥处理:如果材料储存在干燥环境中,一般不需要干燥处理。
 

 

熔化温度:均聚物材料为190-230℃;共聚物材料为190-210℃。
 

 

模具温度:80-105℃;为了减小成型后的收缩率可选用略高的模具温度。
  

  

注射压力:700-1200bar
  
注射速度:中等或偏高的注射速度。
  

       流道和浇口:可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,最好使用较短的类型。建议均聚物材料使用热注嘴流道,共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。


三.
聚碳酸酯PC

      性质用途:聚碳酸酯是一种非晶体工程材料,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性;聚碳酸酯的缺口冲击强度非常高,并且收缩率很低,一般为0.1-0.2%;聚碳酸酯有很好的机械性能,但流动性较差,因此注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时,都要以产品的最终期望为基准。若塑件要求有较高的抗冲击性,则使用低流动率的PC材料;反之,可以使用高流动率的PC材料以优化注塑过程。主要用于电气和商业设备如计算机元件、连接器,器具如食品加工机、电冰箱抽屉,交通运输行业如车辆的前后灯、仪表板等。

加工要点:

  
干燥处理:PC材料具有吸湿性,加工前的干燥必不可少。建议干燥条件为100-200℃,3-4小时,且加工前的湿度必须小于0.02%。
  
熔化温度:260-340℃
  
模具温度:70-120℃
  
注射压力:尽量使用高注射压力。

注射速度:较小的浇口使用低速注射,其它类型的浇口使用高速注射。


四.
聚苯醚PPO

      性质用途:聚苯醚为白色颗粒,综合性能良好,可在120℃蒸汽中使用,电绝缘性好,其介电性能居塑料的首位,吸水小,耐水性优异,尺寸稳定性好,但有应力开裂倾向,改性聚苯醚可消除应力开裂;有较高的耐热性,玻璃化温度211℃,熔点268℃,加热至330℃有分解倾向,PPO的含量越高耐热性越好,热变形温度可达190℃;阻燃性良好,具有自熄性;质轻,无毒可用于食品和药物行业;耐旋光性差,长时间在阳光下使用会变色。可用于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件;可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件,可代替不锈钢使用;可制作螺丝、紧固件及连接件;电机、转子、机壳、变压器的电器零件。

加工要点:

成型收缩率:0.3-0.8%

成型温度:260-290℃

干燥条件:130℃ 4小时

1.非结晶料,吸湿小;
  
2.流动性差,为类似牛顿流体,粘度对温度较敏感,制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解,分解时产生腐蚀气体。应严格控制成型温度,模具应加热,浇注系统应对料流阻力小;
  
3.聚苯醚的吸水率很低约在0.06%,但微量的水分也会导致产品表面出现银丝等不光滑现象,最好作干燥处理,温度不可高于150℃,否则颜色会发生变化;
  
4.聚苯醚的成型温度为280-330度,改性聚苯醚的成型温度为260-285度;
 
5.注塑机设置参数为:

料筒温度 

喂料区 40~60℃(50℃)

区1 240~280℃(250℃)

区2 280~300℃(280℃)

区3 280~300℃(280℃)

区4 280~300℃(280℃)

区5 280~300℃(280℃)

喷嘴 280~300℃(280℃)

熔料温度 270~290℃

料筒恒温 200℃

模具温度 80~120℃

注射压力 100~140MPa(1000~1400bar)

保压压力 注射压力的40%~60%

背压 3~10MPa(30~100bar)
  
注射速度 有长流道的制品需要快速注射;但在此情况下,确保模具有足够的通气性。

螺杆转速 中等螺杆转速,折合线速度为0.6m/s。

计量行程 中等螺杆转速,折合线速度为0.6m/s。

计量行程 (0.5~3.5)D
  
残料量 3~6mm,取决于计量行程和螺杆直径。

预烘干 在110℃温度下烘干2h。
  
回收率 只要回料没有发生热降解就可以再生加工。
  
收缩率 0.8%~1.5%
  
浇口系统 对小制品使用点式或潜伏式浇口,否则采用直浇口或圆片式浇口,可采用热流道。
  
机器停工时段 关闭加热系统,低螺杆背压状态下,操作几次计量循环,像操作挤出机一样清空料筒。
  
料筒设备 标准螺杆,止逆环,直通喷嘴。

五.
聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT

      性质及用途:PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性非常好,在多种环境条件下都有很好的稳定性;PBT吸湿特性很弱;结晶迅速,因此其在加工过程中会因冷却不均匀而弯曲变形;对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别,一般收缩率在1.5-2.8%之间,含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3-1.6%之间;熔点(225℃)和高温变形温度都比PET材料要低;玻璃化转换温度在22℃到43℃之间;由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低;常用于制作家用器具如食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等,电器元件如开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等,汽车工业中的散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等。
 

加工要点:
  
干燥处理:这种材料在高温下易水解,因此加工前的干燥处理很重要。建议在空气中的干燥条件为120℃,6-8小时,或者150℃,2-4小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150℃,2.5小时。
  
熔化温度:225-275℃,建议温度:250℃ 。
  
模具温度:对于未增强型的材料为40-60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。
  
注射压力:中等(最大到1500bar)。
  
注射速度:应使用尽可能快的注射速度(因为PBT的凝固很快)。
  
流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8-1.0*t之间,这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口,建议最小直径为0.75mm。

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