尼龙注塑加工工艺设计和问题.docx

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尼龙注塑加工工艺设计和问题

尼龙注塑加工工艺及其问题

 PA—聚酰胺、也称尼龙，是一大类酰胺型聚合物的统称。

最常见的有PA6、PA66、PA1010。

最近，随着IT业的发展，一种新型的聚酰胺—PA46的使用量剧增，它用于代替LCP（液晶聚合物）生产电脑上的插件。

由于PA具有良好的机械性能，韧性好、抗冲击、耐磨、自润滑、阻燃、绝缘等特点，所以被广泛用于汽车、机械、电子、仪表、化工等多个领域，如齿轮、滑轮、轴承、叶轮、衬套、容器、刷子、拉链等。

   PA6、PA66、PA46都属脂肪族聚酰胺，是线性聚合物，其分子结构中有极强极性的酰胺基，所以具有高度的结晶能力。

PA制品的性能依赖于其结晶形态及结晶度。

而加工条件对结晶形态和结晶度有影响，加工条件不同，PA制品的结晶变化可达40%，制品冷却慢，结晶度高，且形成较大尺寸的结晶形态。

吸水性对其结晶度也有影响。

另外，PA在加工过程中由于流动、剪切作用会产生一定程度的取向，导致制品性能的各向异性，沿取向方向的强度优于非取向方向，取向也有利于结晶过程的进行，在模具设计时要考虑这个因素。

   •PA的性能

   •物理性能

   无※、无味、不霉烂、外观为半透明或透明，乳白色或淡黄色，密度1.04-1.36，燃烧时放出特殊的蛋白味，火焰为蓝色上端呈黄色。

   •机械性能

   刚韧性好，耐反复冲击震动，使用温度为–40-100℃，耐摩擦、耐磨耗、自润滑，但抗蠕变性差，尺寸稳定性较差，可以通过加入玻璃纤维增强或与其他材料共混来克服此缺点。

   •耐化学品性能及耐候性

   PA的有机溶剂很少，乃化学性能良好，PA的有机溶剂是甲酸、酚类化合物。

不同浓度的无机酸、碱、盐均可导致PA溶胀、溶解或水解。

在不受阳光照射的条件下，其耐老化性能良好，但在热作用、光照、辐射条件下老化快、制品变色、性能下降。

   •加工性能

   •易吸湿，成型前必须进行干燥。

   •熔点高，熔限窄，熔点分别为：

PA6：

215℃，PA66：

255℃，PA46：

290℃。

   •PA熔体粘度具有较高的温度敏感和剪切敏感，熔体粘度低，流动性好。

   •PA熔融状态的热稳定性较差，高温下易分解。

   •熔体的冷却速度对制品的结构和性能有明显的影响。

   •成型过程伴随结晶产生，收缩率大。

   •成型设备与模具

   •注塑机的选用

   •螺杆与机筒

   由于PA具有韧性、自润滑性、进料困难、剪切生热大、熔点高、熔融速度快、易分解等特点。

要求螺杆具备压缩排气集中，吃料能力强，驱动力大，耐磨性好。

因此，PA注塑加工的塑化系统为：

螺杆的加料段较长，加料段的螺槽较深，压缩段、均化段较短，机筒加料段处拉槽，加大油马达的功率，螺杆带有高效的止逆环。

   •射嘴

   由于PA在熔融状态下粘度低，流动性好，机筒内也不可避免留有部分残余压力，如果采用开放式射嘴，开模取出制品时熔体会从射嘴处流出（即流涎现象），既浪费材料又影响正常生产，故需采用自锁式射嘴，常用弹簧针阀式射嘴。

   •产品造性与模具设计

   •壁厚在保证制品性能的前提下，尽可能取小值，制品越厚，收缩越大，强度不够，可以增加加强筋。

   •制品收缩率大，易脱模，脱模斜度为40′-1゜40′。

   •流道与浇口

   流道直径Ф3-6mm，浇口直径为壁厚的2/3-3/4。

但不得小于0.8mm。

浇口太小会使熔体剪切过热而降解，影响制品性能。

   4）嵌件

   尼龙的热膨胀系数比钢大9-10倍，比铝大4-5倍，金属嵌件妨碍尼龙的收缩，产生较大的应力，可能引起开裂，要求嵌件周围的厚度不小于嵌件金属的直径尺寸。

   •排气

   PA的粘度小，高压注射下，充模快，如果气体不能及时排出，制品容易产生气泡、灼伤等缺陷，模具必须开设排气孔或排气槽，一般开在浇口的对面，排气孔直径为Ф1.5-1mm，排气槽深度小于0.03mm。

•成型工艺

   1、原材料的准备

   因PA易吸湿，吸湿后对加工过程有影响，如熔体粘度下降，制品表面有气泡、银纹等。

而且制品的力学性能也明显下降。

因此，成型前必须进行干燥处理。

又PA在高温下易被氧化而变色和降解，所以，最好采用真空干燥，但在没有真空干燥条件下，也可采用常压热风干燥。

真空干燥温度为85-95℃，时间4-6H,热风干燥为：

温度：

90-100℃，时间8-10H，干燥后的PA料不宜长时间放置在空气中（不超过1-3H）。

   •成型温度

   机筒温度的选择，以PA的熔点为主要依据，同时与注塑机的类型、制品的形状、、尺寸有关。

一般在220-320℃，PA6：

220-300℃；PA66：

260-320℃，因PA的加工温度较窄，故机筒温度必须严格控制，以免熔料降解而使制品变坏。

机筒温度的设置对塑料的塑化和熔胶的快慢影响较大，机筒的中段温度要高于熔点20--40℃、低于分解温度20-30℃，前段温度比中段温度低5-10℃，后段（加料段）温度比中段温度低20-50℃；加料口处冷却必须有效；如果中段温度太低，螺杆转速过快，可能会出现卡※现象，后段温度过高，会影响输送能力，螺杆吃料慢，影响生产效率。

尼龙注塑加工工艺及其问题（下）

4）常见缺陷与解决方法缺陷

缺陷

原因

解决方法

1、填充不足

1、注射压力不足

2、注射速度慢

3、熔料温度低

4、排气不良

5、浇口过小

6、过胶圈磨损

1、提高注射压力

2、提高注射速度

3、提高机筒温度,

4、在未填满的部位加排气孔

5、扩大浇口尺寸或缩短浇口流道的距离

6、检查过胶圈的磨损程度，更换

2、表面无光泽

1、制品密度不足

2、填充速度慢

3、模具温度低

4、排气不良

1、增加熔胶量，提高注射压力

2、提高机筒温度，提高注射速度

3、提高模具温度

4、充分排气

3、变色

• 熔料温度过高

• 注射速度过快

• 浇口过小

• 模具排气不良

• 降低机筒温度、螺杆转速、背压

• 降低注射速度和注射压力

• 扩大浇口尺寸

• 开设或增加排气孔、槽

4、银纹

干燥不足

• 熔料温度过高

• 注射速度过快

• 材料中有杂质

• 加强干燥，加长干燥时间或采用真空干燥

• 降低机筒温度、螺杆转速

• 降低注射速度和注射压力

• 检查材料中有无杂质

• 适当增加背压

5、熔合纹

1、熔料充模后冷却快引起

2、浇口位置开设不当

1、提高注射压力、速度、机筒温度、模具温度

2、更改浇口位置，使熔合纹出现在不受负荷或不显著的部位；开设冷料井，使熔合纹处的冷料排出

6、翘曲

1、制品冷却不均匀

2、制品壁厚不均匀

3、填充过度

4、注射速度过快

1、调整模具的温度控制，使其冷却均匀

2、产品的设计尽量使其壁厚均匀

3、降低注射压力和保压压力

4、降低注射速度

7、收缩、凹陷

• 制品密度不足

• 熔料含有气体

• 制品壁厚过厚

• 热收缩大

1、增加熔胶量，提高注射压力，延长注射时间

2、充分干燥材料

3、制品厚度不要超过7—10MM

4、降低机筒温度及模具温度

8、内部裂纹

1、制品冷却过快

2、残余应力

1、提高模具温度，制品取出后浸入热水或放入烘箱中缓慢冷却

2、降低注射速度，提高模具温度

9、烧焦

1、排气不良

2、熔料温度过高

1、增加排气孔

2、降低机筒温度、注射速度

3、加大浇口

10、脱模困难、顶出破裂

1、模具的脱模锥度不足，表面光洁度不足

2、脱模顶针的位置不当或直径过小

1、加大脱模锥度，模具表面抛光

2、增加顶针数量或加大顶针直径

3、延长冷却时间，降低机筒温度、模具温度

11、下料困难或不下料

• 机筒温度设置不当

• 机筒下料口处冷却不足

• 螺杆、机筒设计不当

• 料斗、下料口堵塞

适当提高机筒中段温度、降低后段温度

• 检查冷却水管有无堵塞

• 螺杆的加料段较长、螺槽较深、该处机筒拉槽

• 检查材料中有无尺寸较长的再生料、再生料的使用比例过大。