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PA12(聚酰胺12)是尼龙家族中一种性能优异的工程塑料,具有熔点低(170-180℃)、耐低温性好(-40℃仍保持韧性)、耐化学腐蚀性强、吸水率低(仅0.2-0.5%)等特点,广泛用于汽车管路、医疗器械、电子元件等领域。其注塑工艺需结合自身特性调整参数,以下是详细说明:
一、PA12注塑前的原料准备
PA12虽吸水率较低,但仍需严格干燥,否则会导致注塑件出现气泡、银丝、力学性能下降等缺陷。
- 干燥条件:
温度80-100℃(优先90℃),时间4-6小时,干燥后水分含量需控制在0.1%以下(推荐0.05%)。
设备:热风循环干燥机或真空干燥机(真空干燥可缩短时间至3-4小时)。
- 注意事项:干燥后的原料需密封保存,避免二次吸湿;若暴露在空气中超过30分钟,建议重新干燥。
二、注塑机的选择
PA12熔体粘度较低,需匹配合适的设备参数以保证塑化均匀:
- 螺杆类型:优先选择渐变型螺杆(压缩比2.5-3.5),避免剪切过强导致降解;长径比(L/D)18-22,确保充分塑化。
- 料筒材质:普通氮化钢(如38CrMoAlA)即可满足需求;若加工玻纤增强PA12,需使用耐磨合金螺杆(如双金属材质)。
- 喷嘴:开放式或自锁式喷嘴(避免流涎),孔径3-6mm,与模具浇口匹配。
三、核心注塑工艺参数
1. 料筒温度(关键参数,影响熔体流动性与稳定性)
PA12熔点170-180℃,料筒温度需高于熔点以保证熔融,但过高会导致降解(表现为变色、力学性能下降)。
- 分段设置(从进料段到喷嘴逐步升高):
- 进料段:190-210℃(避免原料过早熔融结块);
- 压缩段:210-230℃(主要熔融区域);
- 计量段:220-240℃(确保熔体均匀);
- 喷嘴温度:210-230℃(略低于计量段,防止流涎)。
- 注意:加玻纤的PA12需提高5-10℃(如计量段230-250℃),以克服玻纤对流动性的影响。
2. 模具温度(影响结晶度与制品性能)
模温决定PA12的结晶速度与结晶度:结晶度高→硬度、耐磨性提升,但韧性下降;结晶度低→韧性好,但表面光泽可能变差。
- 常规设置:30-80℃。
- 薄壁/简单件:30-50℃(加速冷却,提高生产效率);
- 厚壁/复杂件:50-80℃(减少缩痕、内应力,提升表面光泽);
- 需高韧性制品:30-50℃(降低结晶度);
- 需高耐磨性制品:60-80℃(提高结晶度)。
3. 注射压力(确保填充充分)
PA12熔体流动性好,注射压力无需过高:
- 常规范围:50-100MPa。
- 薄壁(<1mm)、复杂结构件:80-100MPa(避免填充不足);
- 厚壁(>3mm)、简单结构件:50-70MPa(减少飞边)。
4. 注射速度(影响熔接痕与表面质量)
优先中高速注射(利用流动性优势),但需避免过快导致飞边或湍流:
- 常规范围:30-100mm/s(分阶段控制)。
- 填充初期:低速(30-50mm/s),避免熔体冲击模具导致气泡;
- 填充中期:中高速(50-100mm/s),减少熔接痕;
- 填充末期:低速(30-50mm/s),防止飞边。
5. 保压与冷却
- 保压:补偿PA12冷却时的收缩,压力为注射压力的50-70%(30-70MPa),时间5-20秒(厚壁件延长)。
- 冷却时间:取决于制品厚度,常规5-30秒(薄壁件5-10秒,厚壁件20-30秒),确保脱模时不变形。
四、工艺注意事项
1. 防止降解:料筒温度超过260℃时,PA12易降解(产生甲醛气味、变色),需严格控制温度,且停机时需将料筒温度降至160℃以下(避免滞留熔体降解)。
2. 流涎控制:因熔体流动性好,喷嘴温度过高或背压过大易导致流涎,可降低喷嘴温度5-10℃,或设置背压0.5-2MPa(背压过大会增加剪切热)。
3. 脱模处理:PA12摩擦系数低,一般无需脱模剂;若制品复杂,可在模具型腔涂少量硅系脱模剂(避免影响二次加工,如粘接、喷涂)。
五、常见缺陷及解决方法
缺陷 | 原因 | 解决方法 |
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气泡/银丝 | 原料未干燥、料温过高降解 | 加强干燥(延长时间/提高温度)、降低料筒温度 |
缩痕 | 保压不足、冷却时间短 | 提高保压压力/时间、延长冷却时间 |
飞边 | 注射压力过高、模温过高 | 降低注射压力/模温、修模(减小间隙) |
熔接痕明显 | 注射速度慢、模温低 | 提高注射速度、升高模温、增加排气槽 |
六、后处理(消除内应力)
PA12注塑后可能存在内应力(导致存放或使用中开裂),需退火处理:
- 条件:80-120℃(空气或甘油中),时间1-4小时(厚壁件延长),缓慢冷却至室温。
通过以上工艺参数的合理调整,可生产出表面光滑、尺寸稳定、性能达标的PA12注塑件。实际生产中需结合制品结构(厚度、复杂度)和改性类型(玻纤增强、增韧等)进一步优化。