PCABS的注塑加工指南

上海锦湖日丽塑料有限公司1PC/ABS的成型加工指南上海锦湖日丽的PC/ABS合金（HAC系列）是一种性能优良的工程塑料，它改善了PC的应力开裂性、加工性，同时具有优秀的耐热性、抗冲击性、耐化学性和尺寸稳定性。改变PC和ABS的混合比，PC/ABS合金可被定制，以满足特殊的技术要求，包括从汽车控制板和仪表板等零部件，到电动工具、计算机外壳和移动电话系统等广泛的高性能应用领域。锦湖日丽的PC/ABS合金具有优越的流动性，加工性能卓越，图1是我司三种代表性的PC/ABS之流变特性图。可以使用传统加工设备进行注塑成型、挤出成型和吹塑成型。图1：流变特性图锦湖日丽的PC/ABS合金与所有的热塑性材料一样，并非不可损坏，必需在其一定的范围内，对加工条件进行准确的控制。重要的是，机器设备、加工参数和成型模具必须在合适的条件下使用，即可以提供准确的工艺控制，这样才能完全发挥材料的性能。比如，PC/ABS由于含有PC成分，小量的水分易导致PC在高温成型加工过程中产生水解，以及过分受热（包括剪切热）导致部分降解，从而造成制品产生银丝、发黄、表面黑条纹、色差等外观问题、以及产品脆裂、喷漆开裂等强度问题。为了成型出更优质的产品,建议检查注塑各相关环节，本注塑加工指南从模具设计到材料准备、设备选择、成型工艺设定以及其他操作规程等方面作出了一些规范，以供客户参考。10010001000010100Shearviscosity(Pa.s)Shearrate(/s)HAC8260HAC8250HAC8244上海锦湖日丽塑料有限公司2一、模具设计精确的成型模具设计乃是制造成功的塑料产品的先决条件。因为模具设计的好坏不仅影响到产品之质量，产能，操作难易，更直接关系到整个成本结构。对于HAC系列PC/ABS树脂所用的模具，可以采用业内常用的模具设计，用标准的模具钢制造。1）流道设计流道应该具有最大的横切面积及最小的周长，较大的横切面积，有利于减少流道的流动阻力；较小的截面周长，有利于减少熔融塑料的热量散失。我们称周长与横切面面积的比值为比表面积(即流道表面积与其体积的比值)，用它来衡量流道的流动效率。即比表面积越小，流动效率越高。下图2是几种常见形式的流道，我们建议采用圆形或梯形流道。图2：流道的形式在决定流道的尺寸时，应考虑下列这些因素如：塑件的体积、壁厚与流动长度、流道的长度及冷却，机台的容量能力，浇口大小及成形周期等。PC/ABS合金建议流道直径在5mm至10mm之间，其他截面形状的流道其内切园的直径可以参照圆形直径设计。在设计流道布局时，流道之长度应尽可能的短以减少压力损失，并且流道系统应是平衡的，即充填各模穴之时间与压力必须相同，如图3所示。上海锦湖日丽塑料有限公司3图3：平衡之流道布局在所有流道之交界处，主流道至少须超过支流道一个直径距离以上，如图4所示而成一冷料井。它可以让熔融料流前端冷的、高黏度的物料停留于此，使后方热的、低黏度的物料易于进入模穴内。图4：冷料井HAC系列PC/ABS合金可以采用外部加热式的热流道成型，不建议用内部加热的绝热流道，因为这些系统存在着固有的无流动区和较高的压力降，这会导致滞留时间延长、材料降解和过量的压力或出现不充填的情况。热流道一般应用于多型腔的制件或者多浇口的的制件。2）浇口设计HAC系列PC/ABS合金可以使用多数的常规浇口，如直浇口、侧浇口、点浇口、扇形浇口、潜伏式浇口、弧形浇口及护耳式浇口等。设计要考虑的基本因素有：制件设计、流动和产品最终使用要求。下面的几点可以作为一般指南。★需要多浇口的大制件，浇口位置应该足够紧密，以减少压力损失。这样做可使树脂流动前缘交汇点的冷却最小化，从而提供较好的熔合线强度。应选择合适的浇口尺寸，以使树脂的充填有一个合理的压力和速度。★浇口过渡段长度应保持尽可能的短。★撞流浇口将有助于保证流入的流体直接对着模腔壁或型芯，从而可以避免喷射纹。★浇口位置应确定好，以便让树脂从厚壁部位流向薄壁部位；让熔合线最小化；并且远离冲击和应力区。★要使喷射纹、放射斑和浇口白晕减至最少，浇口应与流道有一个合适的角度(图5)。上海锦湖日丽塑料有限公司4图5★浇口直接开到装饰性表面，会引起表面缺陷。3）模具的排气模具内的气体不仅包括型腔里的空气，还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体。在注塑时，这些气体都应顺利的排出。常用的排气方法有如下几种：◆开排气槽排气槽一般开设在前模分型面熔体流动的末端，如图6所示，宽b=(5-8)mm，长度L为8.0mm-10.0mm左右，深度为0.04mm左右。◆利用顶杆排气制件中间位置的困气，可加设顶针,利用顶针和型芯之间的配合间隙，或有意增加顶针之间的间隙来排气。◆利用镶拼间隙排气对于组合式的型腔、型芯，可利用它们的镶拼间隙来排气，见图7。SectionA-A123图6：排气槽的设计1.分流道2.排气槽3.导向沟(0.20~0.30)mm上海锦湖日丽塑料有限公司5◆透气钢排气透气钢是一种烧结合金，它是用球状颗粒合金烧结而成的材料，强度较差，但质地疏松，允许气体通过。在需排气的部位放置一块这样的合金即达到排气的目的。但底部通气孔的直径D不宜太大，以防止型腔压力将其挤压变形。由于透气钢的热传导率低，不能使其过热，否则，易产生分解物堵塞气孔。4）型芯和型腔脱模斜度通常对于PC/ABS，为使制件适当脱模，0.5°的最小脱模角已经可以满足要求。在采用深度肋或最小脱模角时，应按制件出模方向进行模具抛光（出模抛光）。特别地，通常要求每0.025毫米侧壁纹理深度增加1°脱模角。5）模具温度控制在注塑时，模具温度直接影响树脂的流动及塑件质量。因此通过模具温度控制系统，使模具表面均均匀受热，模具温度保持恒定。模壁温差越大，产生不对称应力越大，特别是塑件厚的的方向变形影响更大。对于特殊的PC/ABS，如电镀级、高光级和增强PC/ABS，对模具温度要求比较高，模具设计时更需考虑模温的控制。模温控制系统设计要根据塑件的具体情况和实践经验，参考以下要点：◆冷却水道到成型面各处应取相同的位置，并使水道的排列与成型面的形状相符，如图8（b）。而图8(a)的布局形式，使冷却不均匀，容易产生塑件变形。（a）(b)图8：水路排布示意◆冷却水道的直径一般在Φ8～12mm之间，直径太小不易加工，太大对冷图7：利用镶拼间隙排气上海锦湖日丽塑料有限公司6却效果不理想。冷却介质在水道中的流动大体上分层流和紊流两种流动状态。在层流状态时，冷却介质以直线形式平稳的流过，只有在与管壁相接触的部分，冷却介质参与冷却的工作，其余部分空载流过，而当冷却介质没有完全充满水道时，它所带走的热量就更少。在紊流状态时，由于涡流的翻滚流态，使冷却介质都参与了导热冷却的作用，它的冷却效果是层流的数倍。在同等条件下，大直径的水道中冷却介质的流动可能是层流，而选用较小直径的水道，则容易形成我们所需要的紊流。水道内壁越粗糙越容易形成紊流状态。◆水道距离应适当。如图9水道直径为d，水道与成型面距离D为2d,水道间的距离P为3～5d。图9：水道距离控制◆浇注部位由于经常接触的注塑机射嘴，熔料也从浇口进入，所以浇口部位模具温度是最高的，为了达到模温平衡，冷却水路应首先通过浇口，而熔融料流的方向也是冷却水路的流动方向，即冷却水路应该从模温高的区域流向模温低的区域。二、材料的干燥：通常情况下，PC/ABS树脂在生产后的储存运输过程中会从空气中吸收少量水分，其吸湿量取决于环境条件，一般为0.2～0.3%之间。故为了提高加工稳定性、使注塑制品达到最佳效果，并提高制件的二次加工性能，PC/ABS在成型加工前必须进行干燥，使材料含水量降至0.04%以下，最好在0.02%以下。HAC系列PC/ABS干燥时间与含水量的关系见下图：00.050.10.150.20.250.30123456干燥时间(小时)含水量图10：HAC系列PC/ABS典型干燥曲线上海锦湖日丽塑料有限公司7通常，PC/ABS树脂在建议的温度下（见下表），预干燥4～6小时，可以达到所要求的含水率。具体干燥时间与使用的干燥设备以及天气等因素有关，但最长累积干燥时间不能超过48小时，否则材料有降解变色的可能。表1-1：HAC系列PC/ABS建议干燥温度范围分类牌号干燥温度（℃）通用PC/ABSHAC823085-95HAC824090-100HAC8245HAC8250100-110HAC8260HAC8265电镀PC/ABSHAC824490-100喷涂PC/ABSHAC8245G90-100HAC8265G100-110HAC8265P哑光PC/ABSHAC8250Z90-105HAC8260Z手机用PC/ABSHAC8260HHAC8265HHAC8270HF耐候PC/ABSHAC8250W吹塑PC/ABSHAC8240B80-90增强PC/ABSHAC5010G100-110HAC5020GHAC5030G干燥设备常用的干燥设备有三种：箱式干燥机、料斗式干燥机和除湿干燥机使用箱式干燥机时，应将树脂平铺在托盘上，厚度为25mm左右，不宜过厚。对于大颗粒（回用料）或玻璃纤维填充物料，干燥时间应增加到6小时以上。使用料斗式干燥机时，加入的材料要大于料斗容量50%而小于90%，以确保足够的热风阻力和干燥效率，同时要监控出风量和出风口温度，进风口和出风口的温差控制在20度以内，最好10度以内。料斗的容量必须确保材料干燥时间达到4-6小时。使用除湿干燥机时，除注意干燥温度、干燥时间和风量外，还必须控制好露点，露点最好为-40度，不能高于-30度，这样才能确保干燥效果。HAC系列PC/ABS建议使用除湿干燥机干燥。三、注塑设备的选择：HAC系列非阻燃PC/ABS可以通过大多数的标准往复螺杆式注塑机注塑成型。在确定其注塑设备的规格时，要考虑制件的总注塑重量和所需锁模力这两个基本因上海锦湖日丽塑料有限公司8素。1）注塑机容量当总注塑重量（所有型腔，包括流道和注道）等于注塑机最大注塑容量的30~80%时，一般可以获得最佳效果。使用大料筒机器时，极小的注射量会造成树脂的滞留时间不必要地延长，从而导致树脂降解。如果必须在建议温度范围的高温段进行注塑，应选择较小的注塑机料筒容量，建议注塑量大于最大注塑容量的60%，以缩短材料的停留时间，降低材料降解的可能性。我们建议的最长热停留时间应小于15分钟，最佳的热停留时间小于5分钟。粗略估算材料停留时间的经验公式如下：其中X代表螺杆最大计量，x1代表每模的注射用量，t代表成型周期。系数2.5代表螺纹中储存的熔胶2）锁模力制品所需锁模力的估算：锁模力（T）=塑件投影面积（c㎡)x塑料锁模力常数（t/c㎡），PC/ABS推荐常数是0.5-0.8，而计算出的锁模力应不超过注塑机最大锁模力的85%。3）料筒及螺杆可以选用常规材料制造的兼容螺杆和机筒，来加工HAC系列PC/ABS树脂。建议使用双金属料筒；依直径大小不同，最好选用压缩比大约为2.5:1、长径比为20:1的螺杆；此外，螺杆应该通过渐变和等距锥度来实现压缩，因为急变会导致过度剪切及材料降解。四、注塑工艺参数设定：注塑成型工艺参数，是指和温度、速度、位置、压力及时间有关系的参数。实际成形中应综合考虑，要在能保证制品的质量(如:外观、尺寸精度、机械强度等)和成型作业率(如:成型周期)的基础上来合理设定。1）成型温度成型温度的设定是以确保PC/ABS充分塑化为基准，有一条通则是：低温适用于低粘度树脂，高温适用于高粘度牌号树脂。成型温度增加会明显地降低PC/ABS的粘度，增加树脂的流动性，因而，使流动距离变长。原则上，当使用建议的成型温度上限时，应使熔胶滞留时间尽可能短，避免降解的产生。因剪切对PC/ABS熔体温度有较大影响，建议用手持式高温计来测量熔融材料的实际温度。2）模具温度模具温度控制对决定最终制件的充填程度、外观、残余应力是非常重要的。我们建议在成型PC/ABS时使用模温机来控制模具温度，建议的模温是50-80℃。较高的模具温度，往往会产生良好的流动、较高的熔接线强度、较小的产品内应力，但成型周期会延长。若