PA用玻璃纖維(GF)增強改性后,其強度、硬度、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性等均有很大提高。玻纖在PA樹脂基體中的分散性與粘結(jié)強度對產(chǎn)品性能影響很大。在實際生產(chǎn)過程中,玻纖增強PA注射成型制品常存在各種缺陷,下面煒林納小編現(xiàn)對玻纖增強PA改性塑料的注塑工藝流程及產(chǎn)生缺陷的原因和解決方法進行分析。
一、玻纖增強尼龍注塑工藝流程在塑料原材料、注塑機和模具確定之后,注塑工藝參數(shù)的選擇和控制是保證制件質(zhì)量的關(guān)鍵。完整的注塑工藝過程,按其先后順序應(yīng)包括成型前的準(zhǔn)備、注射過程、制件的后處理等。
1.成型前的準(zhǔn)備
成型前的準(zhǔn)備為使注射過程能順利進行并保證塑料制件的質(zhì)量,在成型前應(yīng)進行一些必要的準(zhǔn)備工作。
1)原料性能確認(rèn)
塑料原料的性能與質(zhì)量將直接影響塑料制件的質(zhì)量。
2)原料的預(yù)熱和干燥
在塑料成型加工過程中,原料中殘余的水分會汽化成水蒸氣,留存在制件的內(nèi)部或表面,形成銀絲、斑紋、氣泡、麻點等缺陷。而且水分及其它易揮發(fā)的低分子化合物也會在高熱、高壓的加工環(huán)境中起催化作用,使PA發(fā)生交聯(lián)或降解,影響表面質(zhì)量,也會使性能嚴(yán)重下降。常用的干燥方法主要有熱風(fēng)循環(huán)干燥、真空干燥、紅外線干燥等。
2.注射過程
注射過程一般包括加料、塑化、注射、冷卻和脫模幾個步驟。
1)加料
由于注射成型是一個間歇過程,因而需定量(定容)加料,以保證操作穩(wěn)定,塑料塑化均勻。
2)塑化
加入的塑料在料筒中加熱,由固體顆粒轉(zhuǎn)化成粘流態(tài)并且具有良好可塑性的過程稱為塑化。
3)注射
不論采用何種形式的注塑機,注塑過程均可分為充模、保壓、倒流等幾個階段。
4)澆口凍結(jié)后的冷卻
當(dāng)澆口系統(tǒng)的熔料已經(jīng)凍結(jié)后,繼續(xù)保壓已不再需要,因此可退回柱塞或螺桿,卸除料筒內(nèi)塑料的壓力,并加入新料,同時通入冷卻水、油或空氣等冷卻介質(zhì),對模具進行進一步的冷卻,這一階段稱為澆口凍結(jié)后的冷卻。
5)脫模
制件冷卻到一定的溫度即可開模,在推出機構(gòu)的作用下將制件推出模外。
3.制件后處理
后處理是指對注射成型所得到的制件進行進一步穩(wěn)定其性能或提高其性能的工藝過程,通常包括熱處理、調(diào)濕處理、后加工等。
二、加工中出現(xiàn)的缺陷
在注塑加工過程中可能由于原料處理不好、制品或模具設(shè)計不合理、操作人員沒有掌握合適的工藝操作條件或者因機械方面的原因,常常使制品產(chǎn)生很多缺陷。在生產(chǎn)玻纖增強PA時最容易出現(xiàn)的就是表面外觀不良,主要為玻纖外露、燒焦、料花、凹痕、銀紋、波紋、溢邊等。
1.玻纖外露
玻纖相對于PA的流動性要差很多,而物料在模具中的流動是以從夾層中間往前流,兩邊往外翻動的方式流動的,所以流動性好的肯定是跑到前面,而流動性不好的就會停留在模具表面。一般采取以下措施可以降低露纖的比例:
1) 增加射膠速度。增加速度后,玻纖和PA雖然流動速度不同,但相對于高速射膠而言,這個相對速度差的比例就很小了。
2) 提高模具溫度。提高模具溫度就是為了減少玻纖和模具的接觸阻力,讓玻纖和PA的速度差盡量變小,并且讓物料流動時的中間層盡量厚,兩邊的殼層盡量薄。
3) 降低計量室溫度,減少溶膠量。這樣是讓PA和玻纖分離的可能性盡量降低。
2.燒焦
在填充過程中,模具型腔內(nèi)除原有空氣外,還有在成型過程中形成的揮發(fā)氣體,高速注射時氣體被壓縮產(chǎn)生高溫,易引起制件局部炭化或燒焦。引起燒焦的原因如下:
1)模具排氣不良;
2)成型溫度太高;
3)注射速度太高;
4)注塑壓力太高;
5)原料中水分含量太高。
生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體原因采取相應(yīng)的改進措施。
3.料花
料花是因為GF成團。如果需要得到高質(zhì)量的GF增強PA改性塑料,建議用雙螺桿擠出機造粒,對于GF的選擇,可以選用PA專用增強GF,同時加入偶聯(lián)劑或增容劑,接枝類型的增容劑加入量在3%左右。還可以加入0.6%左右的硅酮系列助劑,表面效果會大大提高。
4.凹痕
引起凹痕的可能原因及其解決方法如下:
1)填充入料不足或加料量不夠,應(yīng)增加加料或打開下料口閘板;
2)澆口位置不當(dāng)或澆口不對稱,應(yīng)根據(jù)具體情況予以調(diào)整;
3)分流道、澆口不足或太小,應(yīng)增多分流道和增大澆口尺寸;
4)制品壁厚不均勻,應(yīng)對模具進行修改或增加注塑壓力。
5.玻纖銀紋
加入了玻纖的制件表面部分出現(xiàn)金屬亮點等銀紋缺陷,尤其是凸起部分料流區(qū)及流體再次會合的接合線附近。引起銀紋的原因及解決方法如下:
1)注射速度太低,應(yīng)增加注射速度,考慮用多級注射(先慢-后快);
2)模具溫度太低,應(yīng)增加模具溫度;
3)熔料溫度太低,應(yīng)增加料筒溫度,增加螺桿背壓;
4)熔料溫度變化大,應(yīng)增加螺桿背壓,降低螺桿速度,使用較長的料筒以縮短行程。
6.波紋
引起波紋的可能原因及其解決方法如下:
1)澆口小,導(dǎo)致膠料在模腔內(nèi)有噴射現(xiàn)象,應(yīng)修改澆口尺寸或降低射膠壓力;
2)流道曲折,狹窄,粗糙度差,供應(yīng)膠料不足,應(yīng)修改流道和降低其粗糙度,使膠料供應(yīng)充足;
3)制件切面厚薄不均勻,面積大,形狀復(fù)雜,應(yīng)設(shè)置制件使切面厚薄一致,或去掉制件上的突盤和凸起的線條;
4)模具冷卻系統(tǒng)不當(dāng)或模具溫度低,應(yīng)調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)或增加模具溫度;
5)熔料溫、模具或噴嘴溫度低,應(yīng)增加熔膠筒溫度和射嘴溫度;
6)注塑壓力、速度設(shè)置太小,應(yīng)增加相應(yīng)參數(shù)設(shè)定值。
7.溢邊
沿分型線的地方或模具密封面會出現(xiàn)薄薄的飛邊。在多數(shù)情況下,溢邊的產(chǎn)生是因為在注射和保壓的過程中機器的合模力不夠,無法沿分型線將模具鎖緊并密封。如果模腔內(nèi)有地方壓力很高,此處模具變形就有可能造成溢模。在高的成型溫度和注射速度條件下,熔料在流道末端仍能充分流動,如果模具沒有鎖緊就會產(chǎn)生溢邊??刹扇〉拇胧┤缦?
1)增加鎖模力;
2)降低注射速度,采用多級注射(快-慢);
3)早一點保壓切換;
4)降低料筒溫度;
5)降低模壁溫度;
6)降低保壓壓力。
總結(jié):工藝設(shè)計對正確設(shè)定加工工藝,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。通過合理工藝條件的選擇與控制,可以大大減少GF增強PA改性塑料制品缺陷的產(chǎn)生。