尼龍注塑加工工藝及其問(wèn)題

1、尼龍注塑加工工藝及其問(wèn)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(jiàn)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(jī)械性能，韌性好、 抗沖擊、耐磨、自潤(rùn)滑、阻燃、絕緣等特點(diǎn)，所以被廣泛用于汽車、 機(jī)械、電子、儀表、化工等多個(gè)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(qiáng)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

2、賴于其結(jié)晶形態(tài)及結(jié)晶度。 而加工條件對(duì)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(dá) 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(duì)其結(jié)晶度 也有影響。另外， PA 在加工過(guò)程中由于流動(dòng)、剪切作用會(huì)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(qiáng)度優(yōu)于非取 向方向，取向也有利于結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行， 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這個(gè)因 素。? PA 的性能? 物理性能 無(wú)、無(wú)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(shí)放出特殊的蛋白味，火焰為藍(lán)色上 端呈黃色。? 機(jī)械性能剛韌性好，耐反復(fù)沖擊震動(dòng)，使用溫度為 -40

3、-100 C, 耐摩擦、 耐磨耗、自潤(rùn)滑，但抗蠕變性差，尺寸穩(wěn)定性較差，可以 通過(guò)加入玻璃纖維增強(qiáng)或與其他材料共混來(lái)克服此缺點(diǎn)。? 耐化學(xué)品性能及耐候性PA 的有機(jī)溶劑很少，乃化學(xué)性能良好， PA 的有機(jī)溶劑 是甲酸、酚類化合物。 不同濃度的無(wú)機(jī)酸、 堿、鹽均可導(dǎo)致 PA 溶脹、 溶解或水解。在不受陽(yáng)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(jìn)行干燥。?熔點(diǎn)高，熔限窄，熔點(diǎn)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

4、 低，流動(dòng)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(duì)制品的結(jié)構(gòu)和性能有明顯的影響。? 成型過(guò)程伴隨結(jié)晶產(chǎn)生，收縮率大。? 成型設(shè)備與模具? 注塑機(jī)的選用? 螺桿與機(jī)筒由于 PA 具有韌性、自潤(rùn)滑性、進(jìn)料困難、剪切生熱大、 熔點(diǎn)高、熔融速度快、易分解等特點(diǎn)。要求螺桿具備壓縮排氣集中， 吃料能力強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)，加料段的螺槽較深，壓縮段、均化段較短， 機(jī)筒加料段處拉槽，加大油馬達(dá)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(dòng)性好，機(jī)筒內(nèi)也不可 避免留有部分殘余壓力， 如果采用開(kāi)放

5、式射嘴， 開(kāi)模取出制品時(shí)熔體 會(huì)從射嘴處流出（即流涎現(xiàn)象），既浪費(fèi)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(jì)? 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(qiáng)度不夠，可以增加加強(qiáng)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(huì)使熔體剪切過(guò)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(kāi)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(shí) 排出，制品容易產(chǎn)生氣泡、 灼傷等缺陷，模具必須開(kāi)設(shè)排氣孔或排氣 槽，一般開(kāi)在澆口的對(duì)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(duì)加工過(guò)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(jìn)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(méi)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 C,時(shí)間4-6H,熱風(fēng)干燥為： 溫度：90-100C，時(shí)間8-1

7、0H,干燥后的PA料不宜長(zhǎng)時(shí)間放置在空 氣中（不超過(guò) 1-3H）。? 成型溫度機(jī)筒溫度的選擇，以 PA 的熔點(diǎn)為主要依據(jù)，同時(shí)與注塑 機(jī)的類型、制品的形狀、尺寸有關(guān)。一般在 220- 320 C, PA6: 220-300C; PA66: 260-320C，因PA的加工溫度較窄，故機(jī)筒溫 度必須嚴(yán)格控制, 以免熔料降解而使制品變壞。 機(jī)筒溫度的設(shè)置對(duì)塑 料的塑化和熔膠的快慢影響較大,機(jī)筒的中段溫度要高于熔點(diǎn)20- 40 C、低于分解溫度20- 30C,前段溫度比中段溫度低5-10C, 后段（加料段）溫度比中段溫度低 2 0- 5 0 C ;加料口處冷卻必須有效; 如果中段溫度太低，螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快

8、，可能會(huì)出現(xiàn)卡現(xiàn)象，后段溫度 過(guò)高,會(huì)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(wèn)題（下）4）常見(jiàn)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(guò)小6、過(guò)膠圈磨損1、提咼注射壓力2、提高注射速度3、提高機(jī)筒溫度，4、在未填滿的部位加排氣孔5、擴(kuò)大澆口尺寸或縮短澆口流道的距離6、檢查過(guò)膠圈的磨損程度，更換2、表面無(wú)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(jī)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

9、溫度過(guò)高 ? 注射速度過(guò)快? 澆口過(guò)小? 模具排氣不良? 降低機(jī)筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、 背壓? 降低注射速度和注射壓力 ? 擴(kuò)大澆口尺寸? 開(kāi)設(shè)或增加排氣孔、槽4、銀紋干燥不足? 熔料溫度過(guò)高 ? 注射速度過(guò)快? 材料中有雜質(zhì)? 加強(qiáng)干燥，加長(zhǎng)干燥時(shí)間 或采用真空干燥? 降低機(jī)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(wú)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(kāi)設(shè)不當(dāng)1、提高注射壓力、速度、 機(jī)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(kāi)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、

10、填充過(guò)度4、注射速度過(guò)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(jì)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(guò)厚? 熱收縮大1、增加熔膠量，提咼注射壓 力，延長(zhǎng)注射時(shí)間 2、充分干燥材料3、制品厚度不要超過(guò)7 10MM4、降低機(jī)筒溫度及模具溫度8、內(nèi)部裂紋1、制品冷卻過(guò)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(guò)高1 、增加排氣孔2、降低機(jī)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

11、， 表面光潔度不足2、脫模頂針的位置不當(dāng) 或直徑過(guò)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(zhǎng)冷卻時(shí)間，降低機(jī)筒溫度、模具溫度11、下料困難或不 下料? 機(jī)筒溫度設(shè)置不當(dāng)? 機(jī)筒下料口處冷卻不 足? 螺桿、機(jī)筒設(shè)計(jì)不當(dāng)? 料斗、下料口堵塞適當(dāng)提高機(jī)筒中段溫度、降低 后段溫度? 檢查冷卻水管有無(wú)堵塞 ? 螺桿的加料段較長(zhǎng)、螺槽 較深、該處機(jī)筒拉槽? 檢查材料中有無(wú)尺寸較長(zhǎng) 的再生料、再生料的使用比例 過(guò)大。v/DIV尼龍注塑加工工藝及其問(wèn)題（中）3、注射壓力注射壓力對(duì)PA的力學(xué)影響較小。注射壓力的選擇，主要依據(jù)注塑機(jī)的類型、機(jī)筒溫度、制品形狀、尺寸、模具結(jié)構(gòu)、還取決于注

12、射速度、注射時(shí)間、保壓時(shí)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(duì)薄壁產(chǎn)品，注射速度可較快，而對(duì)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(huì)因剪切過(guò)量引起熔體溫度過(guò)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(huì)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(huì)因剪切過(guò)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(huì)影響熔膠的質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)因 熔膠時(shí)間長(zhǎng)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(huì)使熔 體剪切過(guò)量而過(guò)熱降解。? 模具

13、溫度? 模具溫度高，制品的硬度、密度、拉伸強(qiáng)度、彈性模量提高。? 模具溫度與制品的性能要求有關(guān)，對(duì)于要求伸長(zhǎng)率、透明性好的薄制品，模具溫度低些較好；而要求強(qiáng)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(duì)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(duì)薄壁制品，注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)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(shí)間、保壓時(shí)間相應(yīng)加長(zhǎng)，采用高模溫，冷卻時(shí)間應(yīng) 較長(zhǎng)。? 制品后處理PA 在成型過(guò)程中分子取向，冷卻過(guò)程中的結(jié)晶，使制品 存在一定的內(nèi)應(yīng)力， 在以后的儲(chǔ)放或使用過(guò)程中， 制品的尺寸和形狀 會(huì)發(fā)生變化。因此需要進(jìn)行退火、調(diào)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10-2