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塑料棒材

塑料棒材是一種結(jié)構(gòu)最簡單型塑料制品。之所以稱其為棒，是因?yàn)檫@種制品是一種截面為圓形、方形、矩形、菱形或三角形的實(shí)心體。生產(chǎn)這種棒材的目的，是為了采用機(jī)械加工(車、銑、刨、鉆、銼等)方法制造一些機(jī)械配件，如齒輪、軸套、螺栓、墊、殼和蓋等。用這種生產(chǎn)方式成型的這些塑料零件，要比注射成型這些制品經(jīng)濟(jì)和簡單。

用擠出機(jī)擠出成型塑料棒材，常用原料有:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS等工程塑料，也可用聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯等通用塑料。

棒材擠出成型用設(shè)備及擠出機(jī)生產(chǎn)線中主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)與布置方式與擠出機(jī)擠出成型管材用設(shè)備基本相似(見圖5-1)。不同之處只是成型模具結(jié)構(gòu)。

(1)設(shè)備條件

①擠出機(jī) 選用通用型單螺桿擠出機(jī)。螺桿的結(jié)構(gòu)要根據(jù)擠塑原料的不同而配置。如擠塑 PA1010、PA66和POM 時(shí)，要選用等距突變型螺桿結(jié)構(gòu)，壓縮比取 3~4 之間;擠塑 ABS、PC、PPO和PSU料時(shí)，要選用等距漸變型螺桿結(jié)構(gòu)，壓縮比在3~3.5之間。螺桿長徑比在(20~30):1的范圍。注意:螺桿直徑要略小于制品直徑(截面積)。

②成型模具 棒材成型模具常用結(jié)構(gòu)如圖 10-15 所示。各部位尺寸確定要求如下。

a.模具中各零件組裝后形成的熔料流道空腔表面，要光滑呈流線型;如圖 10-15 所示，流道內(nèi)分壓縮角、平直段和出料口的擴(kuò)張角幾部分。

b.進(jìn)料端的熔料壓縮角錐度在 30°~60°的范圍內(nèi)。圓錐壓縮角段長度在 50~100mm 的范圍內(nèi)。

c.定型部位口模平直段長度取(6~10)。d為口模直徑(d小時(shí)取大值)，一般這個(gè)尺寸和制品的外徑相等(當(dāng)牽引制品的速度與熔料從模具口擠出速度相等時(shí))。出口處有一個(gè)錐形角度，約為45°，以使成型的棒中心熔料區(qū)快速補(bǔ)料。

d.定型套 結(jié)構(gòu)如圖 10-16 所示。其結(jié)構(gòu)與管材成型用定型套相似。夾套內(nèi)通循環(huán)冷卻水，為提高冷卻降溫效果，夾套內(nèi)冷卻水流道應(yīng)呈螺旋形。內(nèi)徑尺寸要比制品外徑略大些，具體尺寸應(yīng)視制品用料的收縮率決定。如擠出 PA1010棒材時(shí)，定徑套的內(nèi)徑應(yīng)比制品外徑大 3.5%左右。

③牽引裝置 棒材擠出成型的牽引裝置結(jié)構(gòu)和管材擠出成型用牽引裝置的結(jié)構(gòu)完全相同。一般多采用履帶式，可無級(jí)變速;也可不設(shè)傳動(dòng)系統(tǒng)，兩條上下履帶夾住棒材，由棒材從模具口擠出的推動(dòng)力帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際這個(gè)牽引速度是棒材從模具口擠出的速度，一般在0.01~0.5m/min。

(2) 成型工藝

① 生產(chǎn)工藝順序

擠出生產(chǎn)用料干燥處理→原料在擠出機(jī)內(nèi)塑化熔融→模具成型棒坯→冷卻定型→牽引→切割→成品

② 工藝條件 常用工程塑料擠塑棒材工藝條件見表 10-17

(3)工藝操作要點(diǎn)

①原料干燥處理后允許含水量:聚酰胺為 0.03%、ABS 為0.03%~0.05%、PC 料為 0.02%、POM為0.03%~0.10%、 PSU為0.02%~0.04%。

② 注意模具與定型套間的隔熱，推薦采用聚四氟乙烯墊圈。目前，最好的隔熱墊板是由金屬與聚四氟乙烯復(fù)合而成的。

③ 采用如圖 10-15 所示的模具成型的棒坯，可不用定型套冷卻定型。可在冷卻水槽內(nèi)加幾塊厚度為5mm黃銅定型板(結(jié)構(gòu)見圖10-17)。定型板的孔徑由大到小依次排列，但最后一塊定型板孔徑比制品外徑還要大些，具體尺寸應(yīng)視成型制品材料的收縮率決定;板孔還需有一些錐度(進(jìn)端大、出端小)，進(jìn)料端孔徑要倒1~2mm圓弧角。

④ 工藝溫度控制。成型制品的熔料溫度，一般控制在比樹脂的熔融溫度高 20~30℃。溫度過高時(shí)制品易產(chǎn)生氣泡;溫度過低時(shí)制品強(qiáng)度差。

⑤ 模具溫度要比原料塑化溫度低 15℃左右。溫度過低，制品表面粗糙。

⑥ 制品冷卻成型后要進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力處理。聚酰胺(尼龍)制品應(yīng)在100℃沸水中，逐漸升溫后處理 3h左右;聚碳酸酯制品要在熱風(fēng)(130~140℃)烘箱處理 2h左右;聚砜制品在熱風(fēng)(150~160℃)烘箱處理 2h左右。