Процес лиття під тиском і продуктивність PA

PA - Поліамід, також відомий як нейлон, є загальним терміном для великого класу полімерів амідного типу. Найпоширенішими є PA6, PA66 і PA1010. Останнім часом з розвитком IT-індустрії різко зросло використання нового типу поліаміду PA46. Він використовується для заміни LCP (рідкокристалічний полімер) для створення плагінів на комп’ютерах. Завдяки чудовим механічним властивостям, міцності, ударостійкості, зносостійкості, самозмазуванню, вогнестійкості, ізоляції тощо, PA широко використовується в різних галузях, таких як автомобілі, машини, електроніка, прилади, хімічна інженерія тощо. такі як шестерні, шківи, ​​підшипники, робочі колеса, втулки, контейнери, щітки, блискавки тощо.
PA6, PA66 і PA46 — усі аліфатичні поліаміди, які є лінійними полімерами. Їх молекулярні структури мають надзвичайно полярні амідні групи, тому вони мають високу кристалічність. Ефективність продуктів ПА залежить від їх кристалічної морфології та кристалічності. Умови обробки впливають на морфологію та кристалічність кристала. Різні умови обробки можуть призвести до зміни кристалізації до 40 відсотків у продуктах PA, повільного охолодження, високої кристалічності та утворення більших кристалічних форм. Водопоглинання також впливає на його кристалічність.
Крім того, під час обробки ПА через ефекти течії та зсуву може виникати певний ступінь орієнтації, що призводить до анізотропії продуктивності продукту. Міцність уздовж напрямку орієнтації краща, ніж у напрямку не орієнтації, і орієнтація також сприяє процесу кристалізації. Цей фактор слід враховувати при проектуванні форми.
Виконання ПА
Фізична працездатність
Без запаху, без цвілі, напівпрозорий або прозорий на вигляд, молочно-білий або світло-жовтий, щільністю 1.04-1.36. При горінні виділяє особливий білковий присмак, а полум'я синє з жовтим верхнім кінцем.
Механічні властивості
Хороша жорсткість і в’язкість, стійкість до повторних ударів і вібрації, робоча температура становить -40-100 градусів. Він стійкий до тертя, зносу та самозмащування, але має низький опір повзучості та погану стабільність розмірів. Цей недолік можна подолати шляхом додавання армованого скловолокна або змішування з іншими матеріалами.
Хімічна стійкість і атмосферостійкість
У ПА мало органічних розчинників, але їх хімічні властивості добрі. Органічними розчинниками в ПА є мурашина кислота і фенольні сполуки. Різні концентрації неорганічних кислот, основ і солей можуть викликати набухання, розчинення або гідроліз PA. За умови, що не піддається впливу сонячного світла, його стійкість до старіння хороша, але він швидко старіє, знебарвлює продукт, а його продуктивність знижується під впливом тепла, світла та радіації.
Продуктивність обробки
Легко вбирає вологу і її необхідно висушити перед формуванням.
Температура плавлення висока, межа плавлення вузька, а точки плавлення PA6: 215 градусів, PA66: 255 градусів і PA46: 290 градусів відповідно.
В'язкість розплаву PA має високу температурну чутливість і чутливість до зсуву, низьку в'язкість розплаву та хорошу текучість.
ПА має низьку термічну стабільність у розплавленому стані та схильний до розкладання при високих температурах.
Швидкість охолодження розплаву має істотний вплив на структуру і властивості продукту.
Процес формування супроводжується кристалізацією, що призводить до високої швидкості усадки.
Формувальне обладнання та форми
Вибір термопластавтоматів
Гвинт і бочка
Завдяки своїй міцності, самозмазуванню, труднощам у подачі, високому теплоутворенню зсуву, високій температурі плавлення, швидкій швидкості плавлення та легкому розкладанню ПА характеризується. Гвинт повинен мати концентрацію стисненого вихлопу, сильну здатність подачі, велику рушійну силу та гарну зносостійкість. Таким чином, система пластифікації для лиття під тиском PA виглядає наступним чином: секція подачі шнека довша, канавка шнека в секції подачі глибша, секція стиснення та секція гомогенізації коротші, а канавка витягується в секції подачі. бочки для збільшення потужності масляного мотора. Гвинт оснащений ефективним стопорним кільцем.
Стріляюча насадка
Завдяки низькій в'язкості та хорошій текучості ПА в розплавленому стані всередині стовбура неминуче виникає залишковий тиск. Якщо використовується відкрите сопло, розплав буде витікати з сопла, коли виріб буде витягнуто під час відкриття форми (тобто явище слиновиділення), що не тільки витрачає матеріали, але й впливає на нормальне виробництво. Тому необхідна самоблокуюча насадка, яка зазвичай використовується як насадка з пружинним голчастим клапаном.
Виготовлення виробів та дизайн форм
З метою забезпечення робочих характеристик виробу товщину стінки слід брати якомога меншу. Чим товщі виріб, тим більше усадка, а при недостатній міцності можна додати арматуру. Продукт має високу усадку та легко виймається з форми, з кутом виймання 40 ′ -1 градусів 40 ′.
Бігун і ворота
Діаметр потоку Ф {{0}} мм, з діаметром затвора 2/3-3/4 товщини стінки. Але не менше 0,8 мм. Маленький затвор може призвести до зсуву та перегріву розплаву, що призведе до деградації та погіршить продуктивність продукту.
Вставка
Коефіцієнт теплового розширення нейлону в 9-10 разів більший, ніж у сталі, і в 4-5 разів більший, ніж у алюмінію. Металева вставка перешкоджає стисненню нейлону та створює велике напруження, яке може спричинити розтріскування. Товщина навколо вставки повинна бути не менше діаметра металу вставки.
Вихлоп
В'язкість PA низька, і під високим тиском ін'єкції він може швидко заповнити форму. Якщо газ не може бути випущений вчасно, продукт схильний до таких дефектів, як бульбашки та опіки. Форма повинна мати випускний отвір або проріз, зазвичай розташований навпроти затвора, діаметром Ф 1.5-1 мм, з глибиною випускної канавки менше 0.03 мм.
Процес формування
1. Підготовка сировини
Завдяки високому вологопоглинанню ПА впливає на процес обробки, наприклад, на зниження в’язкості розплаву та наявність бульбашок, сріблястих ліній тощо на поверхні продукту. Крім того, значно погіршилися механічні властивості виробів. Тому перед формуванням необхідно провести сушку. ПА схильний до окислення, зміни кольору та деградації при високих температурах, тому найкраще використовувати вакуумну сушку. Однак за відсутності умов вакуумного сушіння можна також використовувати атмосферне сушіння гарячим повітрям.
Температура вакуумної сушки становить 85-95 градусів, а час – 4-6 годин. Температура сушіння гарячим повітрям становить 90-100 градусів, а час — 8-10 годин. Висушений ПА матеріал не можна залишати на повітрі протягом тривалого часу (не більше 1-3 годин).
Температура формування
Вибір температури бочки в основному базується на температурі плавлення ПА, а також залежить від типу машини для лиття під тиском, форми та розміру продукту. Зазвичай на 220-320 градусі, PA6: 220-300 градусі; PA66: 260-320 ступінь . Через вузьку температуру обробки ПА необхідно суворо контролювати температуру стовбура машини, щоб уникнути погіршення якості розплавленого матеріалу та погіршення якості продукту.
Налаштування температури стовбура має значний вплив на пластифікацію та швидкість плавлення пластмас. Температура середньої частини стовбура на 20-40 градус вища за температуру плавлення та на 20-30 градус нижча за температуру розкладання. Температура передньої секції на 5-10 градусів нижча за температуру середньої секції, а температура задньої секції (секції годування) на 20-50 градусів нижча за температуру середньої секції; Охолодження в порту подачі має бути ефективним; Якщо температура в середній секції надто низька, а швидкість шнека надто висока, може виникнути заклинювання. Якщо температура в задній секції занадто висока, це вплине на потужність транспортування, і шнек буде повільно харчуватися, впливаючи на ефективність виробництва.
3. Тиск впорскування
Тиск впорскування мало впливає на механічні властивості ПА. Вибір тиску впорскування в основному залежить від типу машини для лиття під тиском, температури ствола, форми виробу, розміру, структури форми, а також таких факторів, як швидкість уприскування, час уприскування та час витримки.
4. Швидкість впорскування
Вибір швидкості інжекції залежить від товщини стінки виробу, температури розплаву та розміру затвора. Для тонкостінних виробів швидкість ін’єкції може бути вищою, тоді як для товстостінних виробів швидкість ін’єкції може бути повільнішою. Якщо температура розплаву висока, швидкість впорскування повинна бути меншою. Розмір воріт невеликий, і швидкість впорскування не повинна бути надто високою. В іншому випадку надмірний зсув може спричинити надто високу температуру розплаву та погіршення стану, що призведе до зміни кольору та погіршення механічних властивостей продукту. Якщо швидкість впорскування занадто висока, це також може спричинити такі дефекти, як бульбашки та обвуглювання продукту.
Швидкість гвинта
Доцільно використовувати середню швидкість. Якщо швидкість надто висока, пластик руйнуватиметься через надмірне зсув, що призведе до зміни кольору та погіршення продуктивності продукту. Якщо швидкість надто повільна, це вплине на якість розплавленого клею, а також вплине на ефективність виробництва через тривалий час розплавлення клею.
Зворотний тиск
З точки зору забезпечення якості продукту, чим нижчий протитиск, тим краще. Високий протитиск призведе до надмірного зсуву розплаву, перегріву та деградації.
Температура форми
Висока температура прес-форми збільшує твердість, щільність, міцність на розрив і модуль пружності продукту. Температура прес-форми залежить від вимог до продуктивності продукту. Для тонких виробів, які вимагають гарного подовження і прозорості, температуру форми краще знизити; Якщо потрібні товсті вироби з високою міцністю, хорошою зносостійкістю і малою деформацією, краще мати вищу температуру форми.
Деталі такі:
Температура форми для товщини продукту: менше 3 мм 20-40 градусів, 3-6 мм 40-60 градусів, 6-10 мм 60-90 градусів, більше 10 мм 100 градусів температура форми має істотний вплив на швидкість усадки виробу. Чим вища температура форми, тим більша швидкість усадки, і навпаки.
Цикл формування
В основному це залежить від товщини стінок виробу. Для тонкостінних виробів час впорскування, час витримки тиску та час охолодження можуть бути коротшими. Для товстостінних виробів, щоб запобігти усадковій деформації, вм’ятинам, бульбашкам тощо, час ін’єкції та час витримки тиску мають бути відповідно довшими. У разі використання високої температури форми час охолодження має бути довшим.
Постобробка виробів
Молекулярна орієнтація ПА під час процесу формування та кристалізація під час процесу охолодження призводять до певних внутрішніх напруг у продукті. Під час подальшого зберігання або використання розмір і форма продукту можуть змінитися. Тому необхідна обробка відпалом і зволоженням.
Відпал
Використовуйте продукти з температурою вище 80 градусів або високими вимогами до точності. Після виймання виробів з форми відпал їх у маслі або парафіні. Температура відпалу на 10-20 градус вища за температуру використання, а час становить 10-60 хвилин. (В залежності від товщини виробу)
зволожуючий
Для виробів, які тривалий час використовувалися у вологих або водних розчинах, під час процесу формування вироби виймають і поміщають у киплячу воду або водний розчин ацетату калію на 1-2 днів.
Час утримання бочки
Під час виробничого процесу, якщо температура клею вище 300 градусів, необхідно уникати тривалого перебування розплаву в бочці (20 хвилин), інакше він перегріється і розкладеться, в результаті чого продукт знебарвиться або стане крихким. Якщо потрібна тимчасова зупинка більше ніж на 20 хвилин, температуру стовбура можна знизити до 200 градусів. При зупинці на тривалий час необхідно використовувати полімер з підвищеною в'язкістю для очищення ствола машини, який можна очистити ПНД або ПП.