多级注射成型方法在PVC—U管件生产中的运用

2019-11-19 09:22 来源：钢铁世界网作者：dengys

目前，多级注射成型工艺已广泛应用于塑料注射成型加T中，并成功地解决了传统两级注射成型工艺不能解决的问题。多级注射成型工艺的参数较多，只有工艺人员调试、生产时对制品的填充过程有定性和定量的了解，才能较准确地找出制品产生缺陷的原因，提出工艺、模具更改的方案。笔者经过大量测试，总结了硬聚氯乙烯(PVC．U)管件多级注射成型工艺应用的特点，提出了处理问题的方法。

1 PVC．U的加工特性和管件生产流程1．1 PVC-U的加工特性PVC—U的粘流温度 (136cc)与分解温度非常接近。。。为了便于成型加工，添加了热稳定剂等改性剂，但这只能缓解PVC．U 的分解及升高分解温度，不能从根本上改变PVC．U易分解的特性。所以加工条件是首要因素。PVC．U专用注塑机的机筒温度控制灵敏，并且设有压缩空气(鼓风)控温系统，能够满足这方面的加工要求。PVC．U熔体属非牛顿型熔体，其熔体粘度的变化与剪切速率的关系如图1所示。为了增大流动性和降低粘度，提高温度不仅作用不大而且不利于加工，一般采用提高螺杆与材料之间的摩擦系数及背压来控制。在配方上调节润滑剂用量，但润滑剂不宜过多，以确保熔体得到充分热量；再在工艺上控制好熔体压力及速度，这样熔体的温度才能稳定。在注射过程中采用增大注塑压力来改善流动性，由于熔体粘度大、流动性差而且效果不明显，所以首要的是控制注射速率，同时注射模具的流道和浇口应粗而短。PVC-U是一种含有微晶的聚合物(含5％结晶物)，这种微晶的熔点高达200oC，加之它又是热敏材料，因此需加入其它改性剂改性方可使其在较低温度下熔化 J。PVC—U分子问作用力大，敛集程度高，当受外力作用时，应力较集中，易产生裂纹，甚至因承受应力而破坏，虽已添加改性剂，但在加工时还要依靠调节注塑压力及注射速率来控制。PVC．U的熔体强度低，粘接力不高，容易产生熔体破碎。因此只有控制熔体流动性才能有利于提高制品的质量。1．2 PVC—U管件的生产流程通常，PVC．U管件的生产流程如图2所示。集算料=]_+圈一[=j 匪囹一管件图2 PVC．U管件的生产流程图PVC．U管件的质量及各种性能取决于配料捏合工艺和注射成型工艺等。笔者着重讨论注射成型工艺。

2 多级注射成型工艺及其应用2．1 多级注射成型工艺的特点注射成型的特点是能快速加工出几何形状复杂的制品。塑料熔体在注射成型中要流经主流道、分流道、浇13及模腔断面，其流变行为极为复杂 J。如果不对这些流变行为进行研究，很难克服、消除制品出现的内应力、白色注射纹、缩孔、空洞、气泡、熔接痕、烧伤、凹陷等缺陷。要想解决好这些问题，就必须掌握多级注射成型工艺。简单地说，多级注射成型工艺就是将高速注射成型T艺与低速注射成型工艺有效地结合在一起，得到多级注射成型工艺效果l4 J。高速注射成型的优点是：①能缩短注射周期，增大流动距离，提高制品表面光泽；②提高熔接部位强度，防止冷却变形。低速注射成型的优点是：① 能防止产生飞边、流动纹；②能防止产生分子取向形变；③能防止注射过程中型腔排气不充分。表1列出多级注射成型工艺的特点缩短成型周期减少表面光泽的不均匀减少运转加速时间提高熔接部位的强度，减少熔接痕薄件的注射成型防止燃气烧伤降低合模夹装压力减少缩孔、缩坑减少件重误差防止翘曲变形减少飞边、缺料提高可电镀性、涂漆性减少流动纹、注射纹改善低发泡模塑成型中的木理花纹根据多级注射流程的预分析，对整个注射过程建立一个特性曲线，见图3。给料螺杆1仃程1-1级注射速率与行程；2—2级注射速率与行程；3—3级注射速率与行程；4- 4级注射速率与行程；5—5级注射速率与行程图3 多级注射成型特性曲线2．2 多级注射成型在PVC．U管件生产中的应用PVC．U在熔融状态下粘度高、流动性差，因而注塑制品易产生如下缺陷：浇口处产生蝴蝶斑；制品易发红，产生分解线；熔接痕明显，且熔接强度差等。将多级注射成型工艺引用到PVC．U管件的生产中，可不同程度地解决和减少以上缺陷。由于PVC．U管件的品种较多，而且使用的模具不同，引用的多级注射成型工艺形式也随之不同。PVC．U管件的注射模具虽然品种很多，但是从进料方式可划分为直浇道模具和侧浇口模具两类。这两类形式的多级注射成型工艺特点是：直浇道模具这类模具生产的制品常见的缺陷是浇口处有斑纹，浇口周围起毛、粗糙，浇口正面无光泽等。为了解决这类问题，笔者一般采用开始将注射速率加快，当注料量达到成品边沿时将注射速率减慢，让后进的熔料沿制品内表面前进，这样制品表面缺陷有可能大大减少或彻底解决。侧浇口模具这类模具生产的制品常出现的问题是模腔排气不畅、熔接痕明显、浇口处制品发红、熔接强度差等。为解决这类问题，注射时直浇口部分采取高速注射，侧浇口部分采取低速注射，当注料量填充到制品主体时又采取高速注射，接近充满型腔时则采取低速注射。

3 生产实例3．1 三通为解决浇口附近制品表面粗糙问题，此模具在制作时将浇口置于制品正面，因而采用第一种加工方法。如采用传统的二级注射成型工艺生产，则会造成制品粘模、排气不畅等问题。多级注射成型的具体作法是：① 1级注射到浇口边即可；② 2级注射到半个制品即分型面为好；③ 3级注射到制品主体；④ 4级注射进行补缩。因此，1级注射的速率不能太低，因为注塑机的喷头温度不能太高，若太高，熔料流延太厉害，因而前段有少量低温料；如温度过低则使硬料暴露于制品表面，因而1级注射应根据实际情况而定。如加工0160mm的三通，件重为1 230 g，料柄重26 g；选用设备为CJ一380M3(震德注塑机厂产)；材料为PVC．U管件粉料(自制)；模具为0160 mm的三通(自制)。将生产工艺绘制成多级注射曲线，如图4所示。给料螺杆行程／mm3．2 90。弯头为解决制品流动纹、熔接强度差等问题，此模具设有侧进料口，因而采取第二种加工方法。采用多级注射成型具体方法为：①快速注射主流道；②分级放慢分流道；③加快主腔浇注；④补缩。通过这种方法有效地减少或解决了注射纹和熔接强度问题。如DU_T_0160 mm的90。弯头，件重为960 g；选用设备为CJ一380M3(震德注塑机厂产)；材料为PVC—U管件粉料(自制)；模具为 160 mm 的90。弯头(自制)。它的注塑工艺特性曲线如图5所示。

4 结语通过对多级注射成型l丁艺的分析及在PVC—U管件生产中的应用，解决了传统T艺不能解决的诸如银纹、烧伤、熔接痕、浇口发红、起毛及斑纹等注塑制品缺陷。所生产的PVC—U管件质量良好，满足了用户的要求。

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