pfa成型技术

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1、1 年月日 大金工业株式会社 年月日 大金工业株式会社 熔融氟树脂的注射成型熔融氟树脂的注射成型 2 熔融氟树脂的优良特性 C-F结合 牢固的结合 分极率小 氟原子 原子半径小 分极率小 电气阴性大 不粘性 耐热性 耐药品性绝缘性 低透气性 耐候性 润滑性 3 品种品种FEPPFAETFE 牌号牌号NP-101 NP-20 AP-201 AP-210 AP-211SH AP-215SH EP-521 EP-541 比重比重2.122.172.122.171.701.76 熔点（）熔点（）255270302310260270 MFR(g/10min)5.5271030416 连续使用温度（）连续

2、使用温度（）205260150 拉伸强度（拉伸强度（MPa）19 2227 3140 46 延伸率（延伸率（%）250 330280 300420 440 弯曲弹性 （弯曲弹性 （MPa）539 637647 686882 1372 比介电常数（比介电常数（103HZ）2.12.12.6 介电损耗（介电损耗（103HZ）6 10-51 10-58 10-4 绝缘击穿强度（绝缘击穿强度（V/mil）500 600500400 燃烧性（极限氧指数）燃烧性（极限氧指数）959531 熔融氟树脂的品种与特性熔融氟树脂的品种与特性 4 熔融氟树脂注射成型品（例）熔融氟树脂注射成型品（例） 5 Funda

3、mental Structure of Injection Molding Machine 开合缸 活动缸体 液压泵 弹出缸 液压电机 注塑缸体 关于注塑成型机关于注塑成型机 1）卧式注塑成型机 模具台与注塑机均为横向组合（水平）式，通常左侧为模具台，右侧为注塑机 特点： A)模具拆装容易 B)便于加料 C)成型品可自动脱落 D)缸体与喷嘴等易购入，使用便利 1）卧式注塑成型机 模具台与注塑机均为横向组合（水平）式，通常左侧为模具台，右侧为注塑机 特点： A)模具拆装容易 B)便于加料 C)成型品可自动脱落 D)缸体与喷嘴等易购入，使用便利 6 2）立式注塑机 模具台与注塑机均为垂直组合，一般

4、注塑机在上方。 特征： A)内部设备安装较易，稳定性优良 B)由于是上下方向进行模具的关合，安装较重的模具时比较安全 C)缸体周围的温度分布较小，树脂的流动也较均匀 D)成型机为组合式，因此占地面积小 2）立式注塑机 模具台与注塑机均为垂直组合，一般注塑机在上方。 特征： A)内部设备安装较易，稳定性优良 B)由于是上下方向进行模具的关合，安装较重的模具时比较安全 C)缸体周围的温度分布较小，树脂的流动也较均匀 D)成型机为组合式，因此占地面积小 7 注塑机的作用是使树脂能均匀的塑化、按一定速度的被挤出。 氟树脂与其它树脂相比熔点较高，且由于熔融粘度较高，因此要将其均匀地塑化， 时间较长。 通

5、常、氟树脂的注塑机的（长与直径比）一般设定为5、 设计较大的扭矩（使用马力较大的马达或设定较低的速率比）。 如果较小，就不能被充分塑化。 注塑机的大小（螺杆直径）根据成型品的尺寸来选择最合适的尺寸。 注塑机尺寸过大，会导致成型周期偏离正常的成型周期范围， 同时导致树脂在注塑机内停留时间过长，容易发生树脂裂解。 注塑机结构注塑机结构 成形品成形機型締力径 継手類652503060 4inch，4506506590 晶片花篮、瓶子 接头类 螺杆直径 成型机的最大推挤能力 8 9 模具的设计模具的设计 用于模具制造的材质价格并不贵，因为耐腐蚀材料主要用于螺杆和缸体部分，而模具部分通常是用碳 钢，就是

6、常说SC材料（例如45号钢）；另外，为防止模具生锈和腐蚀需要对其进行镀镍或镀铬处理。 考虑到熔融氟树脂会产生腐蚀气体，为了长期的使用进行镀镍处理比较好。 如果在进行小批量的产品试制，而模具未经电镀处理时，为了减少对模具腐蚀，建议在每批试做完后 用稀释过的氨水擦洗模具表面。与一般热塑性树脂相比，熔融时的氟树脂有较低的临界剪切速率。 在设计熔融氟树脂的模具时，这是我们首要考虑的地方。在设计主流口和浇口时必须有个大的孔径和 适当的形状，这样能确保熔融树脂呈平滑流线型地流动。主流口和浇口的开口应大于普通热塑性树脂， 为了确保熔融树脂呈流线型平滑流动，主流口和浇口的形状应比普通热塑性树脂平滑。 以下对型

7、腔、主流口、流道、浇口和模具设计中重要的法则进行说明。 图注塑成型品的名称 10 11 12 注 浇 口 的 取 位注 浇 口 的 取 位 注 浇 口 的 对 称注 浇 口 的 对 称 注 浇 口 的 对 称 与 取 位注 浇 口 的 对 称 与 取 位 13 开放式喷嘴开放式喷嘴 注塑机头，喷嘴的构造注塑机头，喷嘴的构造 针式喷嘴针式喷嘴 2）主流口）主流口 3）流道）流道 14 喷嘴的设计喷嘴的设计 喷口的设计有许多种，包括开放型喷口、针型喷口、滑动型喷口以及可开闭型喷口。 开放型喷口有较大的开口孔径及较短的行程，所以有助于降低不必要的流动阻力。特别要注意的是，从防止喷口被 腐蚀的角度看，

8、其结构设计要避免过于复杂，因为复杂的结构会导致熔融状态的树脂在喷口处过多的滞留。 同时这样也会加速树脂的热分解，并且会加速那些导致材料腐蚀气体的排放。 喷口的出口应当有一个倒锥形的通道，正如在图中所示。它可以较为容易的将冷却的成型制品和主流口处的树脂一 块从喷口处拔出。 图 倒锥形开口的喷嘴 12.5mm 25mm 4 15 熔融的树脂在注塑机内流动时，有微量的腐蚀性气体发生。 因此、与树脂直接接触的须使用耐热防腐金属（使用Fe的含量较少，而含较多Ni Cr的合金）。 螺杆、喷嘴头、喷嘴等 （特别是喷嘴会接触到模具，应使用较硬材质） 使用Hastelloy C-276, Inconel 600

9、, Monel 400等。 缸体部分为了避免磨耗应选择比螺杆更硬的材质。 一般使用XAlloy306、Halloy（H305,H503）作为内衬。 注HastelloyC-276;三菱金属（株）、H-aloyH305,H503;日立金属（株） 耐腐蚀材料有-PLUST HARD ，（三菱金属）、 （日立金属）等可供使用。 注塑机的材质注塑机的材质 16 D METERING SECTIONTRANSITIONFEED SECTION 4D D D 0.060.07D 0.160.18D D 0.1D 螺杆设计 螺杆主要由三段组成：加料段、压缩段以及计量段，这与挤出机结构类似。 螺杆设计 螺杆主

10、要由三段组成：加料段、压缩段以及计量段，这与挤出机结构类似。 相对于螺杆直径的量（D） 螺杆直径（D） 螺杆长度（L） 3050 1520D 加料段的长度 螺纹间距 1012D 0.160.18D 压缩段的长度34D 计量段的长度 螺纹间距 45D 0.060.07D 压缩比率3.0D 螺纹的深度1D 螺纹宽度0.1D 17 为了避免在加工过程中的涎流现象的发生，用于加工通用热塑性树脂的注塑机在螺杆的顶端通常都安 装了一个止回环。但是，这种止回环在用于加工氟树脂的注塑机中并不推荐使用，因为在氟树脂可能 在这个止回环的附近发生滞留，可能发生热分解而放出腐蚀性的气体，导致缸体、螺杆等结构材料的 腐

11、蚀。 图4 即为这种smear head型螺杆的示意图。 这种smear head型螺杆在运行时可以避免在螺杆头部区域的熔融树脂的回流，并且可以防止熔融树 脂在螺杆头部区域的滞留 图SMEAR HEAD式螺杆的先端部分 hH H 18 0.1 1 10 100 290310330350370390410430 温温 度度 （） （） （/10） 成型温度与熔融粘度 19 （）曲寿命（）関係 NP-40 NP-30 NP-20 -230 AP-210 AP-215SH AP-231 AP-211 1 10 100 1000 10000 0.1110100 （/10） （回1000） 分子量与耐开

12、裂性分子量与耐开裂性 20 21 22 注塑成型技术 从成型操作角度来阐述成型技术。 图-8表示注塑成型的成型过程。 図成形工程 型締 射出 保圧 冷却計量 取出 23 ）注塑速度与压力 熔融树脂在注入模腔的同时，均匀流至模腔的各个部位，这种情况是最理想状态。 如果是大尺寸的制品，注塑行程可分为好几部分，同时注塑速度也分为好几部分，目的是为了获得高 质量的制品。例如图9，第一步使用高速，第二步使用低速，第三步再使用高速。 针对不同制品，最佳的注塑模式均为不同，所以每个制品的最佳注塑模式需要通过实验来确定。 图注塑速度与压力 射出 保持圧力 冷却 射 出 速 度 時間 保 時 圧 力 一段 二段

13、 三段 一段 二段 如果是小的制品，注射压力可以设定为常数，如果是大制品，注射压力也可以设定为常数，但在某些 情况下，需要分为两三步设定，目的是避免表面瑕疵和减小内部应力。 大概来说，有两种方法来控制注射过程。一是控制在最高施加压力下注射速度的优先权，二是控制注 射速度的优先权。 氟塑料的熔融注射成型，使用的是后一种方法，注射压力表示在压力表上。 24 问题 对策 成 型 品 中 有 黑 色 异 物 成 型 品 有 焦 痕 成 型 品 中 有 凝 固 物 成 型 品 断 裂 成 型 品 变 色 螺 杆 后 退 异 常 有 溢 料 成 型 品 有 分 层 成 型 品 脱 模 性 差 熔 合 痕

14、成 型 品 有 起 伏 注 射 量 不 足 注 射 间 的 偏 差 凹 陷 浇 口 处 黏 附 树 脂 表面粗糙（脱层） 未 熔 融 树 脂 成 型 品 中 有 气 泡 成 型 品 呈 拱 型 注射压力：增 注射压力：减 注射速度：增 注射速度：减 熔融树脂温度： 上升 熔融树脂温度： 降低 模具温度：上升 模具温度：下降 螺杆温度：上升 背压：下降 周期：缩短 注射成形问题和对策注射成形问题和对策 25 问题 对策 成 型 品 中 有 黑 色 异 物 成 型 品 有 焦 痕 成 型 品 中 有 凝 固 物 成 型 品 断 裂 成 型 品 变 色 螺 杆 后 退 异 常 有 溢 料 成 型 品

15、 有 分 层 成 型 品 脱 模 性 差 熔 合 痕 成 型 品 有 起 伏 注 射 量 不 足 注 射 间 的 偏 差 凹 陷 浇 口 处 黏 附 树 脂 表面粗糙（脱层） 未 熔 融 树 脂 成 型 品 中 有 气 泡 成 型 品 呈 拱 型 周期：延长 缓冲量确认 喷嘴口径增大 提高合模压力 采用逆锥形喷嘴 增加锥度 喷嘴口径确认 升高喷嘴温度 扩大浇口 加大抽气 变换浇口位置 降低螺杆转速 注射成形问题和对策注射成形问题和对策 26 问题 对策 成 型 品 中 有 黑 色 异 物 成 型 品 有 焦 痕 成 型 品 中 有 凝 固 物 成 型 品 断 裂 成 型 品 变 色 螺 杆 后 退 异 常 有 溢 料 成 型 品 有 分 层 成 型 品 脱 模 性 差 熔 合 痕 成 型 品 有 起 伏 注 射 量 不 足 注 射 间 的 偏