螺杆与注塑工艺

1、目录目录一、螺杆基本结构一、螺杆基本结构二、螺杆主要特别工程及其应用二、螺杆主要特别工程及其应用三、主要塑料及分类三、主要塑料及分类四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识 1. 1.螺杆主要结构螺杆主要结构一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识1. 1.螺杆主要结构螺杆主要结构 普通整套螺杆主要由普通整套螺杆主要由: : 螺杆、螺杆头（过胶头）、螺杆、螺杆头（过胶头）、过胶圈（止逆环）和过胶垫圈（止塑垫圈）组成过胶圈（止逆环）和过胶垫圈（止塑垫圈）组成一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识2.2.注塑螺杆的基本型式及主要参数注塑螺杆的基本型式及主要参数 加料段加料段主

2、要作用是输送原料给后段，因此主要是输送能力问题主要作用是输送原料给后段，因此主要是输送能力问题 压缩段压缩段主要作用是压实、熔融物料，建立压力。主要作用是压实、熔融物料，建立压力。均化段（计量段）均化段（计量段）将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参数数参数参数L LD D长径比长径比 L LD D利弊：利弊：L LD D与转速与转速n n，是螺杆塑化能力及效果的重要因素，是螺杆塑化能力及效果的重要因素，L LD D大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，提高了塑化能力，对温大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，提高了塑化能力，对温度分布要求

3、较高的物料有利，但大之后，对制造装配使用上又有负面度分布要求较高的物料有利，但大之后，对制造装配使用上又有负面影响，一般影响，一般L LD D为（为（18182020），是目前有加大的趋势。），是目前有加大的趋势。 一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识2.2.注塑螺杆的基本型式及主要参数注塑螺杆的基本型式及主要参数 参数参数L LD D长径比长径比 L LD D利弊：利弊：L LD D与转速与转速n n，是螺杆塑化能力及效果的重要，是螺杆塑化能力及效果的重要因素，因素，L LD D大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，提高了塑化能力，对温度分布要求较高的物

4、料有利，但大提高了塑化能力，对温度分布要求较高的物料有利，但大之后，对制造装配使用上又有负面影响，一般之后，对制造装配使用上又有负面影响，一般L LD D为为（18182020），是目前有加大的趋势。），是目前有加大的趋势。 一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识2.2.注塑螺杆的基本型式及主要参数注塑螺杆的基本型式及主要参数 螺距螺距S S，一般，一般D=SD=S。 对塑化能力有影响，一般来说螺距大一些则输送速度快对塑化能力有影响，一般来说螺距大一些则输送速度快一些，因此，物料形状不同，其螺距也有变化。一些，因此，物料形状不同，其螺距也有变化。棱宽棱宽e e，对粘度小的物料而言，对粘度小的物料而言

5、，e e尽量取大一些，太小易漏流，尽量取大一些，太小易漏流，但太大会增加动力消耗，易过热，但太大会增加动力消耗，易过热，e=e=（0.080.080.120.12）D D。 一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识2.2.注塑螺杆的基本型式及主要参数注塑螺杆的基本型式及主要参数 螺杆压缩比是指螺杆的加料段一个螺槽的容积与均化段（计螺杆压缩比是指螺杆的加料段一个螺槽的容积与均化段（计量段）一个螺槽容积的比值。其值为量段）一个螺槽容积的比值。其值为2424 一、螺杆基本知识一、螺杆基本知识 目前情况下，因缺乏必要的试验手段，对螺杆的目前情况下，因缺乏必要的试验手段，对螺杆的设计并没有完整的设计手段。大部分

6、都要根据不设计并没有完整的设计手段。大部分都要根据不同的物料性质，凭经验制订参数以满足不同的需同的物料性质，凭经验制订参数以满足不同的需要，各厂大致都一样。要，各厂大致都一样。 二、螺杆主要特别工程及其应用二、螺杆主要特别工程及其应用 双金属螺杆: 功用：为了提高螺杆的使用寿命和承载能力 原理：在螺杆表面上加嵌一层1.52MM厚的特种合金硼、铁基镍铬合金.国外又称Xaloy合金,它是一种新颖的耐磨损、耐腐蚀材料.它有二种形式即常用的堆焊和浇2铸双合金. 缺陷：价格较贵 一旦双金层剥落加快腐蚀（产生电池效应）二、螺杆主要特别工程及其应用二、螺杆主要特别工程及其应用 镀铬螺杆： 功用：对加工有腐蚀

7、性的塑料(如CP、CA或材料中加阻燃剂)时对塑化组件有较强的腐蚀作用时进行防腐处理. 原理：在整个螺杆进行在原氮化处理后再进行镀硬铬处理. 进过这种处理的螺杆不但能提高抗腐蚀度,还能提高螺杆的硬度,最高硬度可大于HV900,并且耐磨性更好. 缺陷：价格较贵 一旦镀铬层剥落加快腐蚀（产生电池效应）二、螺杆主要特别工程及其应用二、螺杆主要特别工程及其应用 不锈钢螺杆： 功用：对于腐蚀度特别强的材料(如UPVC)时进行防腐处理. 原理：在整个螺杆原材料使用不锈钢材料9Cr18MoV（特殊不锈钢）；. 缺陷：价格较贵 二、螺杆主要特别工程及其应用二、螺杆主要特别工程及其应用 混练螺杆: 功用：对于混练

8、或混色不好塑料产品, 原理：在螺杆头部加装混练头.它有混练头有二种形式.即梢钉式和波萝式.对于混色效果不好的可使用梢钉式的混练头.对混练效果不好的则使用波萝式的. 缺陷：价格较贵 对于热敏感材料,容易产生黑点 二、螺杆主要特别工程及其应用二、螺杆主要特别工程及其应用 特殊材料专用螺杆: 功用：当材料的性能比较特别（如PA、PVC、PET等）或塑化要求比较高的特殊制品时及特殊颗粒形状塑料时，通用型螺杆可能就不能完全满足要求，这时就要用专用螺杆去制作。 缺陷：价格较贵 加工时间较长.影响出机时间 生产较为狭隘 三、主要塑料及分类三、主要塑料及分类 一PC料（聚碳酸酯） 特点：非结晶性塑料，无明显熔

9、点，玻璃化温度140150，熔融温度215225，成型温度250320。 粘度大，对温度较敏感，在正常加工温度范围内热稳定性较好，300长时停留基本不分解，超过340开始分解，粘度受剪切速率影响较小。 吸水性强 参数选定： aLD针对其热稳定性好，粘度大的特性，为提高塑化效果尽量选取大的长径比。 由于其融熔温度范围较宽，压缩可较长三、主要塑料及分类三、主要塑料及分类 二PMMA（有机玻璃） 特点:玻璃化温度105，熔融温度大于160，分解温度270，成型温度范围很宽。 粘度大，流动性差，热稳定性较好。 吸水性较强。 参数选择 aLD选取长径比为2022的螺杆b压缩比，一般选取2326。 c针对

10、其有一定亲水性，故在螺杆的前端采用混炼环结构。 d其它参数一般可按通用螺杆设计，与机筒间隙不可太小。 三、主要塑料及分类三、主要塑料及分类 三PA（尼龙） 特性：结晶性塑料，种类较多，种类不一样，其熔点也不一样，且熔点范围窄，一般所用PA66其熔点为260265。 粘度低，流动性好，有比较明显的熔点，热稳定性差。 吸水性一般。 参数选择 aLD选取长径比1820的突变型螺杆。 b压缩比，一般选取335c因其粘度低，故止逆环处与机筒间隙应尽量小，约005，螺杆与机筒间隙约008，如有需要，视其材料，前端可配止逆环，射嘴处应自锁。 d其它参数、可按通用螺杆设计。 三、主要塑料及分类三、主要塑料及分

11、类 四PET（聚酯） 特性：熔点250260，吹塑级PET则成型温度较广一点，大约255290。 吹塑级PET粘度较高，温度对粘度影响大，热稳定性差。参数选择 LD一般取20，三段分布L1=5055，L2=20。 采用低剪切、低压缩比的螺杆，螺杆前端不设混炼环，以防过热，藏料。 因这种材料对温度较敏感，而一般厂家多用回收料，为提高产量，一般采用的是低剪切螺杆，所以可适当提高马达转速，以达到目的。同时在使用回收料方面（大部分为片料），根据实际情况，为加大加料段的输送能力，也采取了加大落料口径在机筒里开槽等方式，取得了比较好的效果。 三、主要塑料及分类三、主要塑料及分类 五PVC（聚氯乙烯） 热敏

12、性物料，一般分为硬质和软质，其区别在于原料中加入增塑剂的多少，少于10的为硬质，多于30为软质。 特点：无明显熔点，60变软，100150粘弹态，140时熔融，同时分解，170分解迅速，软化点接近于分解点，分解释放于HC1气体。 热稳定性差，温度、时间都会导致分解，流动性差。 设计原则a温度控制严格，螺杆设计尽量要低剪切，防止过热。 b螺杆、机筒要防腐蚀。 c注塑工艺需严格控制。 为防止藏料，无止逆环，头部锥度2030，对软胶较适应，如制品要求较高，可采用无计量段，分离型螺杆，此种螺杆对硬质PVC较适合，而且为配合温控，加料段螺杆内部加冷却水或油孔，机筒外加冷水或油槽，温度控制精度2左右。 三

13、、主要塑料及分类三、主要塑料及分类六UPVC（硬PVC ） UPVC的熔体粘度高，流动性差，即使提高注射压力和熔体温度，流动性的变化也不大。另外，树脂的成型温度与热分解温度很接近，能够进行成型的温度范围很窄，是一种难于成型的材料。 1、回收料最多可用20%与新料混合，回收料的用量要看制品的最终用途而定。滥用回收料可使注塑失败， 2、注塑机选用 UPVC由于熔体粘度大、易分解，分解产物对铁有腐蚀作用，其注塑成型必须专用的塑化部件和温控系统。必要时采用空气冷却 3、熔胶温度由185-205不等。 4、注射速度射速要慢，否则过分剪切会使物料降质，利用UPVC生产极度光滑的厚壁制品时，应采用多级注塑模

14、具填充速度。 5、螺杆转速应配合模塑周期而定。螺杆面速度不应超过0.15-0.2m/s 6、背压可达，越低越好，常见为5bar。 7、滞留时间在200的温度下，机筒滞留时间最多不能超过5分钟。当温度为210，机筒滞留时间就不能超过3分钟 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法1、 黑褐斑点。 描述：注塑件有正确的色调但偶尔可见斑点或条纹。 注塑机： A、上一次生产运行的降解塑料在炮螺杆、过胶圈内固化。使用清洗混合物或高分子量亚加力料清洗射料装置。 B、 塑料困于射料装置的“死角”或不流动区，使它在高温下停留时间过长。将炮筒和螺杆拆下来彻底清洗与熔化聚合物接触的表面；检查射嘴是否正确地位于

15、炮筒内；用打开或直通类型的射嘴代替开闭型射嘴；检查过胶头是否破损。 C、 塑料进入模腔的速度太快引起过度剪切集合物。降低注塑速度。 D、 熔胶温度过高。降低炮筒温度；检查冷却体的流速对料斗闭锁装置是否足够，如有需要则调整流速；减少周期时间以增加经过射料装置的塑料。 E、 使用不正确的螺杆表面速度和背压，引起熔化塑料的过度剪切。使用最小的背压和正确的螺杆表面速度 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法1、 黑褐斑点。 模具： A、 模具内出现油迹和油。将模具，尤其是唧嘴拆下来并清理。 B、 浇口太少。增大浇口的尺寸。 C、 注塑件壁厚太薄，使塑料不能充分流过，而毫无降解检查壁厚的正确性和一

16、致性。 D、 热流道模具中产生杂质将热唧咀拆下清理 塑料： A、 PVC或其它的热敏性塑料出现杂质检查杂质的来源，尤其是用PVC制造，负责输送塑料的管道部分。 B、 使用以前过 C、 分加热的回用料将回用料的杂质分隔后并严格检查 D、 由于房间清洁和/或烘干不足而使塑料中混进了燃烧过的微粒清洁烘干部分或回用料 E、 塑料润滑不足带来差劣的塑流动特性增加一定份量的外部润滑剂（例如增加0。05%到0。1%的硬脂酸锌 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法2、 脆裂 描述：注塑件在顶出时断裂，或在处理时容易断掉或裂开。 注塑机 A、 熔胶温度太低在射料缸上给后区和射咀增温，降低螺杆速度或高速转

17、以获得正确的螺杆表面速度 B、 塑料在射料缸内降解，引起塑料分子结构的破裂在所有区城降射料缸温度，降低压背，使用排气的射料缸保证排出孔正确运行且每个孔设定正确温度。 C、 模具填充速度太慢增加注塑速度；在注塑机上保持稳定的垫料。 模具： A、 模具表面太冷增加模具温度；限制冷却体流过模具的速度 B、 流道和浇口太小，在模具填充中产生过度的剪毁率使用全圆流道并增加流道和浇口的尺寸以便在模具填充阶段提供可接受的剪切率 塑料： A、 注塑件的压力没有恰当的释放出来或没有处理将注射器塑件退火，若是尼龙塑料产品，将其浸入温水中 B、 注塑件并不充分适合特定的塑料若可能的话就重新设计产品以改善薄弱断面 C

18、、 添加了过多的回用料减少回用料与新塑料混合的数量 D、 异类的塑料杂质检查塑料中的杂质；彻底清洁射料缸；将料斗或料盛装料机拆下并彻底清洁 E、 回用料的质量可能较差他离回用料并仔细检查杂质的迹象；保证从回用料中把粉尘去掉；检查是否严格执行回用程序 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法3、气泡（困气） 描述：如果熔胶中含有气体（挥发性物质），那么保压消失时在注塑件中也会含有气泡。 注塑机： A、 因在射料缸中的空气降低射料缸温度特别是后区的；增高背压；降低螺杆速度；B、 填充压力不足够增高注塑机压力 C、 模具填充速度太快降低注塑速度 模具： A、 模具排气不足在模具中插入排气口或增加

19、现有排气口的深度 B、 模具内塑料流动不平均使空气因在其中在模具上使用真空排气方法；更改浇口的位置；增加流道直径 塑料： A、 塑料进入暧空气的工场时水份在冷塑料上凝结烘干塑料；在注塑前将聚合物入在工场至少六小时 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法4、燃烧痕 描述：变了色的塑料（从黄色到黑色），通常在流道尾部或空气压缩的地方出现 注塑机： A、 塑料太热降低熔胶温度 B、 模具填充速度太快降低注塑速度 C、 背压太高降低背压；检查使用的螺杆表面速度是否正确 D、 熔融中挥发物过量确保空气没有和塑料一起带入射料缸内；检查料斗里是否总是填满料至一稳定高度 E、 使用了过多的锁模力轻微降低

20、锁模力 F、 在先前的和产运作结束时使用错误的清机程序，即塑料留在射缸里“煮”采用严格清机程序 G、 塑料在射料缸内滞留时间过长减少周期时间 模具： A、 模具排气不足或被封闭检查并清洁排气口；在燃烧痕处加上排气 B、 熔化的塑料包围模具内的空气对至空气陷在里面。陷住的空气被压缩并燃烧形成燃烧痕在模具上使用真空排气；通过减少注塑件壁部或在注塑件上增加流动引道来改变模具填充方式 C、 浇口太小增加浇口的深度或宽度，或增加浇口区的面积 塑料： A、 未彻底烘干塑料，所以留下了微量的水分按正确程序烘干塑料；使用真空或带干燥的烘干机 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法5、注塑件粘要模内 描述

21、：注塑件在模具内粘住，使注塑件的移出十分困难 注塑机： A、 模具内塑料过分填塞降低注塑压力；降低注塑量射料缸温度太高 B、 注塑压力维持的时间过长减少螺杆向前的时间 模具： A、 模具表面刮伤、多孔或擦伤除去污点并抛光模具的表面 B、 模具的出模角度不足使用每边为0。5度的最小出模角（角度越大，顶出越容易、运作越快）C、 倒陷的设计不当保证倒陷没有锋角 D、 注塑件粘在高度抛光的模具表面使用排气阀来去掉在把注塑件从高度抛光表面压出时产生的真空；啤出空辅助顶出 E、 不适当的顶出设备增加顶出杆的数目或换上不同的系统 F、 塑料润滑不足若允许就使用胶模剂；增加外部润滑剂，如硬脂酸锌 四、注塑缺陷

22、及解决方法四、注塑缺陷及解决方法6、 纹裂 描述：注塑件表面有细小的裂纹或裂缝，它们在透明注塑件上形成白色/银色外表 注塑机： A、 注塑压力太高降低注塑压力；降低螺杆向前时间 B、 模具填充速度太慢增加注塑速度 C、 熔胶的不一致性（熔胶粘度的差异）增加熔胶温度（增加射料缸后区的温度）；增加总周期时间；增加背压或多级背压；将模具转到有更大塑化能力的大型注射器塑机上 模具： A、 注塑件从模具内顶出时受到高度的压力使用额处的顶杆；保证顶出启动后能统一而平衡地进行；若需要则增加顶杆的直径；降低顶出的速度 B、 模具表面造成纹裂清洗并检查引起纹裂的模具表面 C、 金属镶件过冷和油腻在它们插入模具内

23、之前脱脂并顶热 D、 油痕从挤压机械传到模具表面将顶出系统拆下并彻底清洗，检查液压顶出器上是否有任何泄漏 E、 模腔或模芯内漏水在模腔、模芯或模板上检查裂缝迹象；检查因为劣质的胶圈引起的任何漏水 F、 浇口尺寸太大使注塑件因过份填塞而过份受压减少浇口深度四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法7、 塑料的降解 描述：注塑件或注塑件的某些部份变了颜色：颜色通常在降解的地方变深，颜色从黄色经桔黄色变到黑色 注塑机： A、 射击料缸内塑料过份加热J降低熔胶温度 B、 温度控制器动作不正常检查温度控制器是否在控制射料缸正确区域；重新校正温度控制器并检查是否有粘连接触等 C、 使用了不正确的热电偶类

24、型检查使用的热电偶类型是否与温度控制器上提供的，如FECOM一致；检查是否所有热电偶都满意地运行 D、 塑料在射料缸内的滞留时间太长检查注射重量，若小于注塑机注射压力的25%，将模具转到较小的注塑机上；若无转小的注塑机可供使用则将射料缸温度降至最低值，这将生产出伤合乎要求的注塑件 E、 塑料在停止生产时滞留在射料缸内停止生产时，要清理射料缸，让螺杆处于最向前的位置上 F、塑在射料缸内的某处“搁浅”并降解查看射料缸，去除合模表面的任何残溃 G、 模具的注塑量太小将模具移向容量较小的注塑机 塑料： A、 塑料中的水分含量太高使用正确的烘干序 B、 回用料质量差异或含杂质分离并严格检查回用料中的杂质

25、 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法8、 注塑件的变形 描述：注塑件不能精确复制模具腔的尺寸，有些部份残缺、弯曲或变形 注塑机： A、 零件在太热时就顶出增加冷却时间；降低熔前温度；增加总周期时间；降低模具温度 模具： A、 模具内倒陷太深减少倒陷的深度和半径 B、 顶销太小或数量太少增加顶销的直径或数量 C、顶出机械和移动不均匀检查顶出机械运动的平衡性和顺畅性 C、 注塑中使用的肋线或轮壳的设计不正确在肋线、轮壳和网等上使用最大允许的斜度 D、 模具表面光洁度差抛光模具表面 四、注塑缺陷及解决方法四、注塑缺陷及解决方法9、 注塑件披锋 （废边）注塑机： A、 塑压力太大降低注塑压力或早点从注塑压转变为保压；减少螺杆前移时间；降低