ABS成型工艺

ABS注射成型工艺ABS树脂是本世纪四十年代末开始研制成功并于五十年代开始投入工业化生产的一种热塑性塑料。是在聚苯乙烯改性的基础上发展起来的热塑性工程塑料。主要是由丙烯腈(A)丁二烯(B)苯乙烯(S)三元共聚而成的高聚物，因而具有优异的耐冲击性和综合性能。ABS树脂是一种成型收缩率小，表面光洁度高，电性能和机械性能良好，质硬，坚韧的材料，并且是工程塑料中最易加工的品种之一。可采用热塑性材料的各种成型方法加工。其注射成型可生产冲击强度高，制件尺寸较稳定的工业产品，如机电产品，交通工业中的齿轮、叶片、轴承、仪表仪器的外壳，电视机外壳，冰箱内衬，纺织用各类管材及汽车零件等等。其制品具有强度高，重量轻，光洁度高等优点。可节约大量的金属材料，降低成本，实现以塑代钢，以塑代木。从而可节约大量能源，起到环保的效果。综上所述，ABS注射成型工艺具有广泛的发展前景，下面就ABS的性能，加工特性，成型工艺及生产中可能产生的不正常现象及其解决方法作论述。一、ABS的性能：1、物理性能：ABS是浅象牙色，不透明，无毒，无味的非晶型材料。可缓慢燃烧,燃烧时火苗呈黄色，冒黑烟，有特殊气味，但无滴落。其密度为1.02~1.06g/c㎡，热变型温度93~124℃，流动温度110~120℃，使用温度-40~100℃,吸水率0.2~0.4%。2、化学性能：能耐水、无机酸、碱、盐及大部份烃和醇，但溶于酮、醛及某些卤代烃，可被浓硫酸和硝酸腐蚀，被芳烃类溶剂溶胀。3、电性能：ABS电性能良好,温度和湿度的变化对电性能的影响很小。4、机械性能：具有优良的抗冲击性，耐磨性和很好的尺寸稳定性，且具有优良的着色性。ABS因兼有“韧、钢、硬”三种综合性能，而被称为塑料中的合金材料。二、ABS的加工特性：1、ABS属于无定型聚合物，由于分子中氢基团(-CN)的存在，吸水性大，吸水率高达0.45%，而塑料加工时含水率要求小于0.3%，因而在加工前需在70~80度烘箱中对物料进行2~4小时的干燥处理(料层厚度2.5~4㎝)。2、ABS树脂流动温度范围宽，但它的融体粘度大，不易流动，成型温度要高，压力要大速度要快，成型模具的流道和浇口应适当大些，但因ABS树脂中含有橡胶成份(丁二烯)，过高的加工温度并不会使其流动性增加，相反会引起橡胶分解而流动性降低。因此，加工时应严格控制温度在允许范围内，选用螺杆式注塑机的成型温度一般控制在，后端150~170℃，中间165~180℃，前端180~200℃，喷嘴170~180℃。3、ABS热稳定性不如PO，成型后最好清洗螺杆机筒。ABS的成型收缩率较小，一般0.4~0.7%，但它易产生内应力。制件成型后应进行退火处理。一般在70℃的热空气中静置2~4小时。4、ABS在熔融状态下，呈假塑性流变行为。其表观粘度对加工中的剪切应力，剪切速率，温度的敏感程度并不一致，实验表明，表观粘度随剪切应力的增大下降很快。同样，表观粘度对剪切速率也较敏感，剪切速率增大时，表观粘度下降也很快。相反，表观粘度对温度的变化却不敏感。由此可见，ABS成型加工应注意剪切应力和剪切速率对流动性的影响，重点是控制螺杆转速及注射速度。三、ABS注射成型工艺1、工艺流程开车前准备→原料制备（加入辅料搅拌均匀）→干燥→加料→合模→注射（充模）→保压冷却→开模→制件顶出→合模→2、开车前的准备检查电源，电压是否与额定电压相符。各按钮，电器线路及限位开关是否正常。安全门滑动是否灵活，打开润滑开关，并检查料斗内有无杂物。对料筒进行预热，达到设定温度后，恒温半小时。检查喷嘴是否堵塞，并调整喷嘴模具位置，用螺栓固定模具并进行试模。模具调试好后进行注射，注射压力应逐渐提高。3、原料的预热干燥由于ABS吸湿性大，为保证产品质量，将制备好的物料放入烘箱，在70~80度下干燥1~4小时（视料层的厚度而定），以达到树脂加工规定的含水率。4、配色根据制件所需色彩加入相应的色母粒，用量适当（一般视颜色的深浅而定）搅拌均匀。5、注射过程注射过程一般包括加料，塑化，注射（充模），冷却保压和脱模，各步骤分述如下：a、加料：由于注射成型是一个间歇过程，因此要保持定量定额加料，以保证操作稳定，物料塑化均匀，最终获得良好的制品。加料过多，受热时间过长，易引起物料的热降解，同时注塑机功率损耗增加。加料过少，料筒内缺少传压介质，模腔内塑料熔体压力降低，难以补塑，容易引起制品收缩，凹陷，空洞等缺陷。b、注射：加入的物料在料筒中加热，由固态粒子转变为熔体，通过混合与塑化后，塑化好的熔体被螺杆推挤至料筒前端。经过喷嘴，模具，浇注系统进入并填满型腔（充模）。C、保压冷却：在模具中，熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的螺杆迫使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充入模（补塑）。使模腔中的塑料能形成形状完整而致密的制品（保压）。当模腔中的塑料已经冷却硬化（凝封）后。退回螺杆加入新料（预塑），同时通入冷却水等冷却介质，对模具进一步冷却。实际上冷却过程从塑料注入模腔就开始了。它包括充模完成，保压，到脱摸这段时间。d、后处理：制品冷却到所需温度后，即可脱模。由于物料在料筒中塑化不均匀或在模腔中冷却速度不同，因此常会产生不均匀的结晶，定向收缩。使制品有内应力存在，因而要对制品进行后处理一般是在70℃热空气循环烘箱中静置一段时间。四、注射成型工艺条件与产品质量的关系1、温度：是物料塑化并产生流动的先决条件。注射过程中需要控制的有a机筒温度，b喷嘴温度，c模具温度，前两者主要影响物料的塑化和流动。后者主要影响物料在模腔内的流动和制品的冷却定型。A、机筒温度：给物料提供热量，使之在很短的熔程内塑化均匀。ABS注射成型时，因其温度范围较宽，熔体粘度较大，不易流动，因而机筒温度应高于熔解温度。但也不可过高，过高会引起物料分解（橡胶成份的存在）。同时也不能过低，过低，则物料流动困难，影响产品质量。一般选择高于熔解温度而低于分解温度之间。B、喷嘴温度：原则上要防止分解，流延，凝料现象发生。温度一般控制在流动与分解之间。过高会引起物料分解及流延，过低则会使物料早凝而堵塞喷嘴，影响制品的尺寸精度或由于凝料注入模腔而影响制品质量。C、模具温度：模具温度对制品的外观质量和内在性能影响很大，模温的作用是使制品内外冷却速度近可能均匀一致。防止凹陷及内应力产生。使大分子尽量恢复自然状态。ABS因熔体粘度大，易产生内应力，因而模温应控制在60~70℃，以利于物料充满模腔。调整制品的冷却速率，防止内应力的产生。2、压力：使物料产生流动并充满模腔的必要条件。A、塑化压力（背压）：塑化压力升高，熔体温度升高，有利于物料进一步塑化。但随着塑化压力升高，流动性下降。ABS熔体粘度大，其表观粘度随剪切应力和剪切速率的增加下降很快。因此在保证产品质量的前提下，近可能降低背压。一般取15Mpa。B、注射压力：作用是克服流动阻力使流体产生流动，给予塑料充模速度，对质品进行密实，保证产品质量。注射压力的确定一般从熔体流动阻力的大小，制件的形状，复杂程度，壁厚，流程长短等几方面考虑。对流动阻力大，形状复杂，壁厚，流程长的制件来说，注射压力应选大些。反之选小一些。但注射压力不可过大，过大所产生的内应力增大，制件重量增加，易发生溢边现象。压力过低会产生凹陷，熔接痕，充模不满等现象。ABS树脂的注射压力一般控制在60~100MPa，对精度要求高形状复杂的应控制在100~140Mpa，在充模阶段注射压力的大小对制品性能有很大影响。对大面积且壁薄的制品一般采用高压快速注射。对于一般制品采用低压慢速或先快后慢的注射速度。注射过程中注射压力与熔体的温度实际上是相互制约的，熔体温度高时注射压力小，反之则大。C、保压压力：作用是当熔料充满模腔后，对模内熔料压实以减小收缩，提高制品的表面光洁度。防止熔料倒流，防止凹陷。一般保压压力小于等于注射压力。生产中可能发生的不正常现象及解决方法(见表)生产中可能发生的不正常现象及解决方法不正常现象产生原因分析一、制品不足1、料筒，喷嘴及模具温度偏低2、加料量不够3、注射压力太低4、注射时间太短5、注射速度太慢6、浇注系统发生堵塞二、制品溢边1、料筒，喷嘴及模具温度过高2、注射压力太大，锁模力不足3、加料量过高三、制品尺寸不稳定1、料筒和喷嘴温度太高2、注射压力太低3、充模保压时间不够4、脱模杆变形或磨损5、注塑机的电器液压系统不稳定四、制品翘曲变形1、模温太高，冷却时间不够2、顶出杆位置不当，受力不均五、银丝1、原料含水或挥发物2、料温太高3、模温太低六、黑点及烧焦1、塑料有分解2、模具排气不良3、原料有杂质