由于前幾年P(guān)VC2U管材、管件配套缺口較大,近年來(lái)不少企業(yè)紛紛投資該領(lǐng)域,限于各方面的因素,新投資的管件生產(chǎn)多集中在中小口徑系列,大口徑的PVC2U管件由于設(shè)備投資大、技術(shù)要求高,更主要的是成品收益率低等原因,市場(chǎng)一直緊缺。筆者曾在某公司新籌建的PVC2U注塑管件廠中工作一段時(shí)間,收獲很多,其中有不少現(xiàn)象比較典型、普遍。下面就以國(guó)產(chǎn)東華TTI2300PVC注塑機(jī)為例(該機(jī)注射分三段,塑化分兩段),對(duì)注塑工藝中幾個(gè)典型的問(wèn)題作一說(shuō)明。
1　多級(jí)分段
在注塑過(guò)程中,由于澆道系統(tǒng)及各部位的幾何形狀不同,不同部位對(duì)熔體流動(dòng)的速度、壓力有不同要求。多級(jí)分段的目的正是通過(guò)設(shè)置不同位置的注射速度、壓力,來(lái)充分改善物料溫度的均勻性,進(jìn)而改善充模過(guò)程,以獲得外觀良好、尺寸穩(wěn)定、機(jī)械性能優(yōu)良、內(nèi)應(yīng)力小的制品。
1.1注射多級(jí)分段
與聚烯烴類管件生產(chǎn)相比,PVC2U管件制品的缺陷種類較多,分段的設(shè)置正是針對(duì)易產(chǎn)生這些缺陷的位置來(lái)確定的。該位置可用欠充注射法來(lái)確定:設(shè)定足夠長(zhǎng)的冷卻時(shí)間、零保壓壓力和零保壓時(shí)間,在原先生產(chǎn)時(shí)確定的注射壓力、速度下,先注射少量熔膠,觀察缺陷是否出現(xiàn),逐漸增加注射行程,收集各行程對(duì)應(yīng)的欠充產(chǎn)品,找出缺陷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。開(kāi)始出現(xiàn)缺陷的位置就是注射速度、壓力的調(diào)整點(diǎn),然后據(jù)此改變注射位置、速度和壓力,觀察缺陷變化情況,隨后調(diào)整保壓壓力、速度和時(shí)間[1]。當(dāng)然新確定的工藝參數(shù)還需進(jìn)一步考察其可操作性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。例如管件模具中都設(shè)有冷料穴,用以捕捉容納注射起始段的冷料,但有時(shí)在制品澆口附近仍有少許冷料斑,影響制品外觀,這時(shí)可通過(guò)改變注射多級(jí)分段的速度和位置來(lái)消除這些缺陷,見(jiàn)表1和表2。
表1　A產(chǎn)品有少許冷料斑時(shí)的注射參數(shù)
動(dòng)作速度,%壓力,MPa位置,mm 注射一段583150二段995100
三段12105 2.0
表2　A產(chǎn)品調(diào)整后的工藝參數(shù)
動(dòng)作速度,%壓力,MPa位置,mm 注射一段483145二段995100
三段13105 2.0
1.2　塑化多級(jí)分段
在生產(chǎn)操作中,與注射多級(jí)分段相比,塑化多級(jí)分段一直未得到充分重視,其實(shí)后者對(duì)制品品質(zhì)也有影響,尤其是在精密注塑中。較早先分析完整的塑化過(guò)程:前次塑化好的熔體儲(chǔ)存于料筒前端(即存料區(qū)),其溫度分布如圖1所示[2]。
(1)由于注塑螺桿計(jì)量段的作用不是求得穩(wěn)定的熔體輸送,其螺槽深度較擠出螺桿深15~20%。注射時(shí),存料區(qū)有少部分熔體回/橫流。該部分熔體在下次塑化后,位于存料區(qū)前端,其經(jīng)歷的剪切熱歷程較短,料溫較低,見(jiàn)a 段
。
圖1　存料區(qū)熔體溫度分布
　　(2)在螺桿注射前進(jìn)過(guò)程中(此時(shí)螺桿不轉(zhuǎn)
動(dòng)),螺桿加料段經(jīng)過(guò)加料口時(shí),會(huì)有少部分粉料落下。該部分粉料塑化時(shí)先塑化,由于量少、分布又散,故剪切、混煉不強(qiáng)烈,塑化后相對(duì)于前者,料溫有所上升,見(jiàn)b 段。
(3)當(dāng)螺桿塑化粉料時(shí),其一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊沿軸向后退,螺桿有效工作長(zhǎng)度逐漸減少,這樣膠料所經(jīng)歷的熱歷程各不相同:先落下的粉料填充于螺桿加料段,其經(jīng)歷的熱歷程較長(zhǎng),塑化后約位于c 段;后落下的粉料經(jīng)歷的熱歷程較短,塑化后將位于存料區(qū)后端,見(jiàn)d 段。
故應(yīng)針對(duì)物料不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,合理設(shè)置塑化多級(jí)分段,一般塑化一段的速度宜較低,壓力較高,位置稍長(zhǎng),如表3。塑化一段的位置設(shè)置過(guò)短,由于塑化二段速度較快,將加劇塑化二段中先塑化的膠料(c 部分)的料溫升高;設(shè)置過(guò)長(zhǎng),將使加料段的部分粉料(d 部分)塑化不充分,料溫較低
。
　　塑化延遲時(shí)間對(duì)熔體溫差也有影響,螺桿靜止時(shí)間與存料區(qū)溫度關(guān)系如圖2[2]。由圖可見(jiàn),隨著螺桿靜止時(shí)間的增加,存料區(qū)熔體溫度分布的變化更加均勻。
由于塑化延時(shí)和塑化時(shí)間均包含在制品冷卻時(shí)間中,在生產(chǎn)周期不變的情況下,增加塑化延時(shí),就會(huì)減少螺桿靜止的時(shí)間,但塑化延時(shí)并非只能減少,應(yīng)針對(duì)不同的制品合理設(shè)置:適當(dāng)增加塑化延時(shí),雖
減少了螺桿塑化后的靜止時(shí)間,加劇了存料區(qū)熔體溫度分布不均,但當(dāng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,使塑化延時(shí)+塑化時(shí)間≤設(shè)定的冷卻時(shí)間,塑化完成時(shí)隨即開(kāi)模,三者配合得當(dāng)時(shí),可有效減少生產(chǎn)周期。對(duì)于尺寸精度要求不高的PVC 2U 管件而言,這一點(diǎn)可能更可取。對(duì)于尺寸精度要求高的精密注塑產(chǎn)品,應(yīng)減少塑化延時(shí),以使存料區(qū)熔體溫度分布更加均勻。（待續(xù)）
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