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 制品的性能依赖于其结晶形

2、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

3、，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

4、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

5、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。? 排气 pa 的粘度小，高压注射下，充模快，如果气体不能

6、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 ，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）。?

7、 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）

8、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

9、?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

10、、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

11、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。 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

12、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

13、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 ， 3-6mm 40-60 ， 6-10mm 60-90 ， 大于 10mm 100 3 ）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 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 10-20 ，时间1