摘要：注射成型是一个复杂的工艺过程，整个工艺周期往往是一到几分钟，其中最关键的充模过程则一般只有几十秒钟。在这非常短促的工艺周期中，塑料却经历了非常复杂的热历史和流变史。注塑件的好坏与与工艺条件(温度、注射压力、成型周期等)密切相关。本文论述了塑料注射成型技术中注射机的选择，注射前的准备工作（材料的预处理，料筒清洗，嵌件的预热，脱模剂的使用），注射工艺参数的控制（温度、注射压力、成型周期）三方面的问题。 1 注射机的选择
根据所要生产塑料制品的一些技术要求（如制品用原料种类、牌号，制品的重量及外形尺寸等）查注射剂说明书中的注塑机性能参数值。规格型号中重点要对照的数据，是制品的重量（或容积）和外形尺寸与参数值的比例关系。即塑料制品的重量与注塑机理论注射量（或容积）之间的比例要求，制品长度（高度）尺寸及与成型模具厚度（移动模板上模具厚度）尺寸之和，与注塑机移动模板行程距离之间的尺寸要求条件。 1.1按制品重量选择注塑机理论注射量
制品的重量是指注射成型制品时所需要的熔料量，计算方法顺序如下
1）计算制品用熔料总重量
Q=K×（制品重量+浇口系统用料重量）
式中K—系数，为1.1～1.3。
2） 算注塑机注射成型该制品时应注射的熔料量
式中—制品密度。
注射成型该制品用注塑机的理论注射量，应该是略大于值
1.2 按制品成型用合模力选择注塑机
注塑机的合模力（也可称锁模力）是指合模装置中，对两片（或多片）模具结合成一个制
品空腔体的最大夹紧力。当熔料以一定的注射力和流速进入模具空腔时，有这个合模力作用，使成型模具不至于被熔料的注射力作用而胀开。在注塑机的规格型号标准（GB／T12783—1991）标注中，分子数值是注塑机的理论注射量（g或cm3），分母数值就是合模力（t）。
注塑制品成型用合模力的计算比较复杂，它与熔料的注射压力、熔料的黏度、原料塑化条件、制品形状、模具结构和制品在模具中的冷却定型温度等因素有关，所以，很难计算出一个比较准确的合模力。粗略的计算制品注射成型用合模力方法如下：
合模力=合模力计算用常数×制品在模板上垂直投影面积
2 注射成型前的准备
为了使注射过程顺利进行并保证产品质量，在成型前有一系列准备工作，如原材料的预处理、嵌件预热、料筒清洗、脱模剂的选用等。由于塑料的供应方式（粉料或粒料）和性质不同，制件的结构（有无嵌件）和使用要求不同，各种制品在成型前的准备工作也不同，应视具体情况而定。
2.1 原材料的预处理
根据各种塑料的特性，成型前应对原材料进行如下预处理。
1）原材料检验原材料的检验包括三个方面：
一是所用原材料是否正确，是否能满足制品的使用要求（品种、规格、牌号等）；
二是外观检验（泽、颗粒形状及均匀性，有无杂质等）；
三是物理性能检验（包括熔体流动速率、流动性、热稳定性、含水量指标及收缩率等）。
2）原材料的造粒和染
如原材料是粉料，在成型前还需造粒；如果制品要求带有某种颜，则要对原料进行染。注塑制件着最常见的方法是采用母料着，即将原材料颗粒与母料按一定比例混合均匀，直接加入注塑机料斗中。该方法简单实用、着均匀，但成本偏高，仅适用于螺杆式注塑机的成型，若使用柱塞式注塑机，会因塑化、混料不均，而引起制品斑或纹。对于原料为粉料的注射成型，一般采用的是造粒染，即把粉料和颜母料经过挤出
造粒，获得颜均匀的颗粒料。
3） 原材料的预热及干燥
各种塑料颗粒常含有不同程度的水分、溶剂及其他易挥发的低分子物质，它们的存在往往会使注塑制品产生银纹、收缩孔、气泡等缺陷，高温下还会使塑料产生交联和降解，造成制品的性能及外观质量下降。因此在成型前多数塑料需要进行预热及干燥处理。如聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚等塑料，因其分子结构中含有酰氨基、酯基、腈基等亲水基团，具有吸湿倾向，一般都要进行干燥处理，。聚苯乙烯和ABS等塑料，虽亲水能力不强，但一般也要进行于燥处理。对聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛等不易吸湿的塑料，如果包装严密，储存运输良好，一般可不干燥。干燥的方法很多，应根据塑料性能、生产批量和具体干燥设备进行选择。批量较小的多采用热风循环烘箱和红外线加热烘箱干燥；大批量的通常采用沸腾干燥和气流干燥；高温下易氧化变的塑料，如聚酰胺，则采用真空烘箱干燥为好。干燥温度和时间以及料层厚度是影响干燥效果的主要因素。温度越高，低分子及水分挥发越快，但不能超过塑料的软化温度或熔点，否则料易变软结成团，使加料困难，干燥温度一般为100℃左右；较长的干燥时间有利于提
高干燥效果，但易造成能源浪费，对热稳定性差的塑料还会引起分解变；若料层过厚，由于塑料导热性差，在同样的干燥条件下会使表层和中心层干燥效果不同。因此料层厚度以20～50mm为宜。要特别说明的是，干燥后粒料要妥善密封保存，防止塑料再次吸湿而失去干燥效果。有些在成型温度下对水分特别敏感的塑料，在成型过程中还应考虑采用密封或加热料斗。
2.2 料筒的清洗
在注塑生产中，经常需要更换原料、调换颜，或由于温度的升高会造成原料分解，所有这些情况发生时，都需对注塑机的料筒进行清洗。清洗方法有以下几种。
1） 柱塞式注塑机料筒的清洗，要把组装件拆卸后再进行清洗。
2） 螺杆式注塑机料筒的清洗，通常采用直接换料清洗。为了便于料筒的清洗，一般颜浅的、熔融温度低的、热稳定性差的注塑制品先加工。
3） 若新原料的成型温度比料筒内剩料温度高，应将料筒和喷嘴温度升到新原料的最低加工温度，然后加入新原料（或其回收料）进行连续的对空注射，直到把机筒内的剩料排尽
后再升高料筒温度，待喷嘴温度达到要求范围，就可加人新原料转人生产。若新原料的成型温度比料筒内的剩料温度低，应将料筒和喷嘴温度升到使剩料处于最好的流动状态，然后切断料筒和喷嘴的加热电源，用新原料（或其回收料）进行连续的对空注射，直至把料筒内的剩料排尽，待温度降至新料加工温度时，再加入新原料进行生产。
4） 对于聚氯乙烯、聚甲醛等热敏性残剩料，为防止清洗过程中塑料分解，应先用低密度聚乙烯、聚苯乙烯等热稳定性好的塑料进行过渡换料清洗，最后用所加工的新料置换出过渡清洗料。
5） 为了减少原料的浪费，可以使用注塑机料筒清洗剂，适用于加工温度范围为180～280℃的各种热塑性塑料的注塑机料筒清洗。
2.3 嵌件的热处理
塑料注塑制件内，有时加一些金属嵌件，目的是因制件的工作需要，增加制件的工作强度。金属件与塑料在注塑时熔接成一体，由于两者的热性能温度差异较大，使塑料在固化时与金属接触的四周产生较大应力集中，出现裂纹，降低制品强度。为避免这些现象发生，
金属件在与塑料熔接前应进行预热处理。金属件的预热处理可按金属材料的不同，在110～150℃范围内进行。对于较小金属零件可酌情不用预热处理。
2.4 脱模剂的选择和应用
如果模具的脱模斜度设计合理、制造精度保证，工作时再加上有顶出杆作用，应该说脱模工作比较顺利，但有时为使脱模工作顺利快捷，在合模注射前可在模具腔表面涂一层脱模剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡或硅油。注意：在用聚酰胺塑料注塑时，脱模剂不宜用硬脂酸锌。如果脱模剂涂层过厚或涂层不均，注塑后的制件表观质量会受到影响。所以，应用时要少涂或涂在脱模困难部位。采用液体雾化喷涂方法，涂层既均匀又薄，比较理想。
3 注射成型工艺条件的选择与控制
影响注塑件质量的因素很多，当成型材料、成型设备（包括模具）确定后，注射成型过程中工艺条件的选择与控制就成为最关键的因素。概括地讲，注射成型工艺条件主要包括温度、压力、成型周期。
3.1 温度
注射成型过程中需控制的温度主要包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度。
1）料筒温度
确定料筒温度时，应保证塑料塑化均匀，能顺利地进行充模，同时又不致造成塑料降解。料筒温度的确定原则如下。
（1）对于热稳定性较差的塑料，如PVC、POM等，料筒温度应选较低值；对加热温度区间较宽、熔融黏度大的塑料，料筒温度应取得较高。同一种类塑料，平均分子量高、分子量分布窄的牌号，料筒温度应取高值；反之则取低值。对加有增塑剂、润滑剂等助剂的塑料，因其黏度低、流动性好，料筒温度可相对较低。而对加有玻璃纤维或其他固体填料的塑料，料筒温度应相对较高。总之，料筒温度应在考虑到成型材料的热稳定性能、流变性能等基础上合理选择，并在整个成型过程中保持稳定。避免物料的过热分解，除应选择和控制好料筒最高温度，还应严格控制物料在料筒内的停留时间，这一点对于热稳定性较差的塑料尤其重要。物料在料筒中的停留时间取决于实际注射量与注塑机最大注射量的相对比例以及注塑机的塑化能力等多方面因素。
（2）料筒温度的确定还与成型制品及模具结构有关。通常注塑成型薄壁、长流程、结构复杂、带金属嵌件的制品时，料筒温度应取得较高；否则，有可能造成充模不完全等制品缺陷。
（3）其他条件相同的情况下，所选用的注塑机种类不同，料筒温度也应随之变化。例如，螺杆式注塑机的料筒温度可比柱塞式注塑机的料筒温度低10～20℃。
（4）料筒温度还与其他工艺条件有相互制约关系。有时改变料筒温度会起到与调整其他工艺条件相同的效果，例如，为提高熔体的充模流动长度，既可采用提高料筒温度的办法，也可相应提高注射压力和注射速度。因此，料筒温度的确定必须与其他工艺条件结合起来综合考虑。
（5）料筒温度的分布通常是从料斗向喷嘴方向逐步升高，以保证塑料温度平稳上升，达到均匀塑化的目的。在某些特殊情况下，这种分布也可作某些变化。例如，当成型材料中水分含量较高时，可使料筒后段温度略高，以利水汽排出。又如螺杆式注塑机由于可产生大量剪切热，为防止物料分解，前段温度可略低于中段。
料筒温度确定得是否合理可通过如下两种方法判断。
（1）对空注射熔体，若料流均匀、光滑、无气泡、泽均匀则认为料筒温度合适；如果料流表面粗糙、有银丝或变现象，则说明料筒温度不合适。
（2）直接观察制品外观，若无缺陷，即认为料筒温度合适。在料筒温度控制中要注意以下问题。①料筒温度的调节应保证塑料塑化良好，能顺利注射充模又不引起分解。只有在充分塑化的前提下，进入模腔的塑料才能以顺畅的流动态势充满模腔并接近完全地复制出模腔的形状，达到完美的要求。如果塑化温度过低、塑化不均匀，制品表面将起波浪痕，泽暗淡。如果塑化温度过高，将有局部塑料因分解而汽化，轻则制品表面“起霜”，重则出现银纹、起泡。在生产中有时因着剂等对高温耐受力差等原因，而有意降低塑化温度，用提高注射压力或注射速度等办法强行充模，得到的制品内应力增大，很容易在存放或使用环境下变形、破裂或破坏。所以要照顾制品的外观质量，首先要使制品的机械强度、耐用性能得到保证，要做到这一点，物料的充分塑化是必要的前提。②塑料的熔融温度不但影响加工性能，而且还影响制品的表面质量和泽。靠近料筒末端的最高温度要高于流动温度（或熔点），这是加工成型的基本保证。但要提高制品的表观质量，应在未达到塑料分解温度之前将熔融温度提高，使制品的表面光泽度增加，泽更加均匀一致。一般来说，熔融温度最好能比充满模腔需要的温度再提高20～30℃。③由于不同的注塑机，料温
与机筒温度的温差大小不同，所以任何时候都不能把测温毫伏计上指示的温度当作料筒内熔体的实际温度，而只能作为实际温度的参考或调节依据。螺杆式注塑机毫伏计指示的温度与实际温度接近或略低于1I～17℃；而柱塞式注塑机则高出11～17℃，两者差距达20～40℃。除了料筒内料流的运动状态外，测温装置的配备也是造成差异的原因。从安全的角度考虑，热电偶最好插在横置的料筒的上方，这是料筒周向上的最热点，这样可避免因误差而可能造成的局部过热。④不同性能的塑料熔体黏度与温度的关系不同，应采用不同的温控侧重。⑤工艺调试过程一般以调节温度为主。调节料筒各段温度虽然耗时较多，但能以较“温和”手段为正常生产开路，如果动辄提高压力，不但增大了动力消耗、机械损耗，还容易发生机台和模具事故。鉴别料温是否合适用点动动作，在低压低速下对空注射观察，适宜的料温应使喷出的料刚劲有力、不带泡、不卷曲、光亮、连续。调试好工艺条件的机台，应采用自动或半自动动作生产，以保证塑料在料筒内有一个较为稳定的停留受热时间，使成批产品内部和外观质量都能得到保证。特别是对使用有机着剂着的制品，这点尤为重要，因这些着剂对温度的敏感性很大，温度改变，相和泽也会跟着变化。⑥螺杆式注塑机，有时由于料筒温度控制不当，再加上注射压力过大或止逆环失效，会使出料筒前端的物料向进料段方向反流，在螺纹端面和料筒内壁间的间隙内冷固成一层
薄膜，紧紧卡在两个壁面之问．使螺杆不能转动，或虽然转动但不后退，影响加料，这就是所谓“卡螺杆”故障。此时不应强行拖动，否则会使设备损坏，应将进料口冷却水暂时关闭，强行升高加料段温度（比熔点高30～50℃），并同时把出料段温度降低，经10～30min后，用手转动螺杆，能转动时再试行开机，然后缓慢加料，让螺杆逐渐后退至正常。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议