碳纤增强PPS的加工要点
注塑加工要点
原料准备
干燥处理:碳纤增强 PPS 原料有吸湿性,注塑前要充分干燥。一般在 120 - 150℃的干燥箱中干燥 3 - 5 小时,使含水量在 0.05% 以下。这是为避免水分引起材料水解,产生气泡或表面缺陷。
混合均匀性:要确保碳纤维在 PPS 基体中均匀分布。因为碳纤维如果分布不均,会使产品各部分性能差异大。注塑前可适当搅拌原料,部分高质量原料已做特殊处理保证碳纤维均匀分布,但注塑时仍要检查。
注塑参数设置
温度控制:
料筒温度:一般在 320 - 360℃之间,从料筒后端到前端适当递增。这个温度范围能保证材料良好的流动性,使碳纤增强 PPS 顺利填充模具型腔。但要防止温度过高导致材料降解。
喷嘴温度:通常在 310 - 350℃。合适的喷嘴温度有助于材料均匀注入模具,防止材料在喷嘴处凝固堵塞。
压力调节:
注射压力:一般在 120 - 200MPa 之间。由于碳纤增强 PPS 的高粘度和碳纤维的刚性,需要足够压力推动材料填充模具。压力不足会导致产品填充不完整;压力过高会产生飞边、溢料等缺陷。
保压压力:约为注射压力的 50% - 70%。合理的保压压力可防止产品出现缩痕、空洞,保证尺寸精度和外观质量。保压阶段能补充材料收缩的体积。
注射速度:注射速度适中,通常在 20 - 40mm/s 之间。注射速度过快,会产生飞边、困气,碳纤维可能出现取向问题,使产品不同方向性能差异增大;注射速度过慢会影响生产效率。
模具设计要点
浇口设计:
浇口形式选择:针点浇口、侧浇口等是常用形式。浇口尺寸要根据产品大小和形状合理设计,一般浇口直径在 0.8 - 1.5mm 之间。对于大型或薄壁产品,可能需要多个浇口来均匀填充。
浇口位置与碳纤维取向:浇口位置影响碳纤维在产品中的取向。要设计好浇口位置,使碳纤维分布均匀,获得良好的各向同性机械性能。
冷却系统设计:碳纤增强 PPS 热传导性能一般,良好的冷却系统可加快产品冷却速度,缩短成型周期。冷却通道直径通常在 8 - 12mm 之间,要保证冷却介质(如水)均匀流动。合理的冷却系统可使产品表面快速冷却,减少成型收缩,提高尺寸精度。
挤出加工要点
原料预处理
挤出前和注塑一样要对原料进行干燥处理,保证含水量符合要求,防止挤出过程中出现表面粗糙、尺寸不稳定等质量问题。
挤出设备参数
温度设置:挤出机料筒温度从进料段到出料段逐渐升高,例如可设为 310 - 330 - 350℃。这种温度梯度使材料逐渐软化,均匀通过螺杆从口模挤出。
螺杆转速:螺杆转速一般在 20 - 40rpm 之间。转速过高会导致材料过度剪切、过热降解,碳纤维也可能被过度破碎影响产品性能;转速过低影响生产效率。合理转速可保证材料稳定挤出和产品质量。
口模设计与后处理
口模形状和尺寸要根据挤出产品形状设计。如挤出管材时,口模内径要根据管材目标尺寸设计,且考虑材料挤出后的膨胀因素,一般口模内径比管材目标内径小 10% - 15% 左右。
挤出后的产品可能需要牵引、切割等后处理。牵引速度要和挤出速度匹配,一般牵引速度略大于挤出速度,保证产品有一定拉伸强度和尺寸稳定性。切割要根据产品长度要求,用合适设备和方法保证尺寸准确。
模压加工要点
原料与模具准备
将原料放入模具前,要对模具预热,预热温度一般在 300 - 340℃之间。这样能使材料放入模具后更好贴合形状,减少成型过程中的温度差异,提高产品质量。
成型参数 压力控制:模压压力通常在 20 - 80MPa 之间。压力大小要根据产品尺寸、形状和所需密度等因素调整。模压板材或块状产品时,合适压力可保证产品内部结构紧密,有较高强度和刚性。 成型时间:成型时间一般在 1 - 5 分钟之间,具体取决于产品厚度等因素。足够的成型时间可保证材料在模具内充分固化,达到预期性能要求。