尼龙注塑加工工艺及其问题

1、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 I T 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

2、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

3、-100 C, 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 C , PA66:255C , PA46: 290Co? PA 熔体粘度具有较高的温度敏感和剪切敏感， 熔体粘度

4、 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

5、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3-6 mm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

6、。? 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1.5-1mm,排气槽深度小 于 0.03 mm。? 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 C,时间4-6H,热风干燥为： 温度：90-100C，时间8-1

7、0H,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 C, PA6: 220-300C; PA66: 260-320C，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 C、低于分解温度20- 30C,前段温度比中段温度低5-10C, 后段（加料段）温度比中段温度低 2 0- 5 0 C ;加料口处冷却必须有效; 如果中段温度太低，螺杆转速过快

8、，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 vDIV alig n=cen ter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、提咼注射压力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，提咼注射压力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

9、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、

10、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，提咼注射压 力，延长注射时间 2、充分干燥材料3、制品厚度不要超过7 10MM4、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

11、， 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。v/DIV尼龙注塑加工工艺及其问题（中）3、注射压力注射压力对PA的力学影响较小。注射压力的选择，主要依据注塑机的类型、机筒温度、制品形状、尺寸、模具结构、还取决于注

12、射速度、注射时间、保压时间等因素。4 、注射速度注射速度的选取与制品的壁厚、熔体的温度、浇口的大小 等有关，对薄壁产品，注射速度可较快，而对厚壁产品则注射速度可 较慢，熔体温度高，注射速度注射速度要慢些，浇口尺寸小，注射速 度不能太快， 否则会因剪切过量引起熔体温度过高而降解， 导致制品 变色和力学性能下降。注射速度太快，也会使制品出现气泡、烧焦等 缺陷。? 螺杆转速适宜采用中速，转速太快会因剪切过量而使塑料降解，导 致制品变色和性能下降，转速太慢，会影响熔胶的质量，同时也会因 熔胶时间长而影响生产效率。? 背压在保证制品质量的前提下，背压越低越好，高背压会使熔 体剪切过量而过热降解。? 模具

13、温度? 模具温度高，制品的硬度、密度、拉伸强度、弹性模量提高。? 模具温度与制品的性能要求有关，对于要求伸长率、透明性好的薄制品，模具温度低些较好；而要求强度高、耐磨性好、使 用变形小的厚制品，则模具温度高些好。具体如下：制品厚度模具温度：小于 3mm 20-40 C , 3-6mm40-60 C , 6-10mm 60-90 C , 大于 10mm 100Z3 ）模具温度对制品的收缩率影响很大，模温越高，收缩 率越大，反之，收缩率小。? 成型周期主要取决于制品的壁厚，对薄壁制品，注射时间、保压时间、冷却时间都可以较短，而厚壁制品，为防止收缩变形、凹痕、气 泡等出现，注射时间、保压时间相应加长，采用高模温，冷却时间应 较长。? 制品后处理PA 在成型过程中分子取向，冷却过程中的结晶，使制品 存在一定的内应力， 在以后的储放或使用过程中， 制品的尺寸和形状 会发生变化。因此需要进行退火、调湿处理。? 退火 使用温度高于80 C或精度要求高的制品，制品脱模取出后，放于油或石蜡中退火。退火温度高于使用温度10-2