PC/ABS的注塑加工說明
時間：2019-11-25 03:40
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PC/ABS合金（HAC系列）是一種性能優良的工程塑料，它改善了PC的應力開裂性、加工性，同時具有優秀的耐熱性、抗沖擊性、耐化學性和尺寸穩定性。無鹵阻燃PC/ABS可以達到1.5mm V0、2.0mm 5VB及3.0mm 5VA的阻燃等級，并且不采用鹵素阻燃劑，更綠色環保。廣泛應用于電腦顯示器外殼等IT產品、復印件、打印機等辦公設備之外殼。
錦湖日麗阻燃PC/ABS可以使用傳統加工設備進行注塑成型、擠出成型、結構發泡成型等。其流變特性如下：
無鹵阻燃PC/ABS流變特性圖
阻燃PC/ABS由于含有PC成分和阻燃劑，小量的水分易導致PC在高溫成型加工過程中產生水解，以及過分受熱（包括剪切熱）導致部分降解及小分子析出，從而造成制品產生銀絲、發黃、表面黑條紋、色差等外觀問題、以及產品脆、螺絲柱斷裂、噴漆開裂等強度問題和模具沉積模垢等缺陷。所以, 為了成型出更優質的產品, 建議檢查注塑各相關環節，請參考以下無鹵阻燃PC/ABS的注塑加工工藝規范。
加工注意事項：
1、必須對材料進行充分干燥，否則易造成材料水解；
2、嚴格控制材料的成型溫度及在高溫時的滯留時間，否則易造成材料熱降解。
一、材料的干燥：
通常情況下，PC/ABS樹脂在儲存運輸過程中會吸收空氣中的水分，其吸水率隨空氣濕度變化而變化，一般為0.2～0.3%之間。故為了使注塑制品達到最佳效果，減少降解的可能性，PC/ABS在成型加工前必須進行干燥，使材料含水量降至0.05%以下，最好在0.02%以下，以提高材料加工穩定性能和機械性能。HAC系列PC/ABS干燥時間與含水率的關系見下圖：
無鹵阻燃PC/ABS干燥時間與水分含量趨勢圖
通常，阻燃PC/ABS樹脂在建議的溫度下（見下表），預干燥4～6小時，可以達到所需要的含水率。具體干燥時間與使用的干燥設備有關，但最長累積干燥時間不能超過48小時，否則材料有降解變色的可能。
無鹵阻燃PC/ABS各牌號干燥溫度表
HAC8250NH HAC8250NH（M） HAC8250NH(H) HAC8290NH
干燥溫度（℃）
80-90
80-90
85-95
85-95
干燥設備
常用的干燥設備有三種：箱式干燥機、料斗式干燥機和除濕干燥機
使用箱式干燥機時，應將樹脂鋪在托盤上，厚度為25mm左右，不宜過厚。對于大顆粒（回用料）或玻璃纖維填充物料，干燥時間應增加到6 小時以上。
使用料斗式干燥機時，加入的材料要大于料斗容量50%而小于90%，以確保足夠的熱風阻力和干燥效率，同時要監控出風量和出風口溫度，進風口和出風口的溫差控制在20度以內，最好10度以內。料斗的容量必須確保材料干燥時間達到4-6小時。
使用除濕干燥機時，除注意干燥溫度、干燥時間和風量外，還必須控制好露點，露點最好為-40度，不能高于-30度，這樣才能確保干燥效果。
HAC系列阻燃PC/ABS建議使用除濕干燥機干燥。
二、注塑設備的選擇：
在確定其注塑設備的規格時，要考慮制件的總注塑重量和所需鎖模力這兩個基本因素。
注塑機容量
當總注塑重量（所有型腔，包括流道和注道）等于注塑機最大注塑容量的50~80%時，一般可以獲得最佳效果。使用大料筒機器時，極小的注射量會造成樹脂的滯留時間不必要地延長，從而導致樹脂降解。如果必須在建議溫度范圍的高溫段進行注塑，應選擇較小的注塑機料筒容量，建議注塑量大于最大注塑容量的60%，以縮短材料的停留時間，降低材料降解的可能性。我們建議的最長熱停留時間應小于10分鐘，最佳的熱停留時間小于5分鐘。
粗略估算材料停留時間的經驗公式如下：
其中 x 代表螺桿最大計量
x1 代表每模的注射用量
t 代表成型周期
β 校正系數，根據產品結構及設備選用大小取1.5～2.5
鎖模力
制品所需鎖模力的估算：鎖模力（T） = 塑件投影面積（c㎡) x 塑料鎖模力常數（t/c㎡）， PC/ABS推薦常數是0.5-0.8， 而計算出的鎖模力應不超過注塑機最大鎖模力的85%。
螺桿
為了防止螺桿旋轉對材料產生較強的剪切而導致PC/ABS的降解，應選用中低壓縮比的螺桿。建議螺桿要求如下：長徑比：20:1-25:1；壓縮比：2:1-2.5:1
三、 注塑工藝參數設定：
注塑成型工藝參數，是指和溫度、速度、位置、壓力及時間有關系的參數。實際成形中應綜合考慮，要在能保證制品的質量(如:外觀、尺寸精度、機械強度等)和成型作業率(如:成型周期)的基礎上來合理設定。HAC系列阻燃PC/ABS參考成型工藝見下表：
表二 錦湖日麗無鹵阻燃PC/ABS各牌號主要成型工藝參數表
項目
單位
HAC8250NH
HAC8250NH（M）
HAC8250NH（H）
HAC8290NH
干燥溫度
℃
80-90
80-90
85-95
85-95
干燥時間
小時
4-6
4-6
4-6
4-6
模具溫度
℃
50-80
50-80
50-80
50-80
成型溫度
℃
230-270
230-270
230-280
240-280
成型溫度的設定是以確保PC/ABS充分塑化為基準，應盡量使用低溫區域，以防止材料降解。成型溫度增加會明顯地降低阻燃PC/ABS的粘度，增加樹脂的流動性，因而，使流動距離變長。原則上，當使用建議的成型溫度上限時，應使熔膠滯留時間盡可能短，避免降解的產生。建議用手持式高溫計，來測量熔融材料的實際溫度。
模具溫度
模具溫度控制對決定最終制件的充填程度、外觀、殘余應力是非常重要的。我們建議在成型PC/ABS時使用模溫機來控制模具溫度，建議的模溫是50-80℃。較高的模具溫度，往往會產生良好的流動、較高的熔接線強度、較小的產品內應力，但成型周期會延長。若模具溫度比建議的低，就會導致高內應力并損壞制件的最佳性能。就制件表面和循環周期而言，模具溫度為建議溫度范圍的中間值時，可望得到較好的結果。
螺桿轉速
一般以在冷卻時間內盡量完成計量來設定螺桿回轉數（RPM）。同時要考慮材料塑化狀態、螺桿回轉時發生的剪切熱、計量時間的穩定性和最小殘留量的穩定性。過高的螺桿轉速會導致過大的剪切熱，從而使熔融材料的實際溫度大大高于設定溫度，就有可能導致材料降解。螺桿的轉速與螺桿的外徑有關，阻燃PC/ABS建議最佳螺桿線速度是200mm/s，其轉速通過下面公式計算：
螺桿轉速RPM=〔最佳線速度200mm/s×60〕/〔D*π〕。
推薦的螺桿轉速如下圖：
圖三 螺桿轉速圖
背壓
背壓的作用是提高材料的塑化質量、使材料更密實及排氣。背壓的調校應視原料的性能、干燥情況、產品結構及質量狀況而定,阻燃PC/ABS的背壓一般調校在3-10kg/cm2 。過高的背壓，也會導致過大的剪切熱，注塑時要留意。當產品表面有少許銀絲、混色、縮水及產品尺寸重量變化大時,可適當增加背壓；當射嘴出現漏膠、流涎、材料過熱分解、產品變色及回料太慢時可考慮適當減低背壓。
松退
松退是指為了防止熔膠流延而設定的螺桿最小后退量，它可以降低料筒內的材料壓力，減少內應力。松退量與背壓大小和射嘴結構和溫度密切相關。背壓較小時可以不設松退量；通常情況松退設定為2-5mm。過大的松退量會使料筒內的熔料夾雜氣體,嚴重影響制品質量。
最小殘余量
殘余量一方面可防止螺桿頭部和噴嘴接觸發生機械碰撞事故；另一方面可通過此余料墊來控制注射量的重復精度，達到穩定注塑制品質量的目的。殘余料量過小，則達不到緩沖的目的，易導致每次注塑的質量不穩定；過大則會使熔膠受熱時間變長而降解。通常建議殘余量為5-10mm。
注塑速度
選擇注塑速度時，主要考慮制品的外觀、模具的排氣以及型腔內樹脂流動的阻力。設定時要一邊觀察確認制品﹐慢慢變更速度。較快的注塑速度，一般會使流程加長，適合充填薄壁制品，并形成較好的表面光潔度。但對于點澆口和潛伏澆口，過快的注塑速度產生強剪切導致材料降解，從而出現銀絲、變色、分層和燒焦等不良現象，同時模具排氣要特別通暢。而慢速注塑速度多用于直澆口和邊緣澆口進膠的制件，可以幫助避免澆口白暈、噴射痕和流痕等缺陷。對于厚壁部件[5.0mm及以上]，慢速充填，有助于減少凹陷和空隙。建議采用分段階梯式速度設定，以確保充填順暢和制品外觀。
注塑和保壓壓力
注射壓力是為了克服熔體在流動過程中的阻力,流動過程中存在的阻力需要注塑機的壓力來抵銷,給予熔體一定的充填速度及對熔體進行壓實、補縮,以保證充填過程順利進行。實際注塑壓力跟許多變量有關，如：熔體溫度、模具溫度、制件幾何形狀、壁厚、流動長度，以及其它模具和設備情況。總之，最好選用能滿足性能、外觀和注塑循環的最低壓力。同時要關注實際注塑峰值壓力與設定值的差異，如果峰值壓力達不到設定壓力，就要重新優化工藝參數。
一般情況下，合適的保壓壓力為注射壓力的60～80%。
保壓時間
保壓時間的設定是根據澆口隨著冷卻完成其固化﹐螺桿再推進已不再對成型品施加壓力為止的時間。保壓時間的設定以射出時間和壓力為基準﹐然后漸漸延長時間來測定成型品的重量，成型品重量不再變化為止即是要設定的保壓時間
圖四 制品重量隨保壓時間變化圖
冷卻時間
冷卻時間的設定是基于產品固化開模取出后不致產生變形，先可以設定長一點，然后根據產品及冷卻效果的不同慢慢減少，以產品不變形的最少冷卻時間為最佳冷卻時間。也可按下列公式估算：
式中 δ 是需要冷卻的制品厚度,單位為mm
α 是塑料的熱傳導系數
四、 停機
當注塑循環中斷時，建議根據停機時間不同采取不同的處理方法：
短期：短期（10～15分鐘）停機，HAC系列阻燃PC/ABS樹脂可以保留在料筒內，不用排出。建議料筒采取保溫措施，保溫溫度為150℃。
長期 : 完全清除料筒內的樹脂材料，按照以下標準停機步驟操作：
1. 關閉料斗進料滑閥，繼續按周期注塑，直到螺桿不再回轉后退。
2. 排出殘留的物料。最好進行清機處理。
3. 螺桿應停留在前進位置，切斷料筒加熱器。
五、 開機
開機時，把料筒加熱器設置為正常加工溫度，溫度達到后再保持20分鐘左右，開始對空射出，直到殘留物料全部排出，然后開始注塑。應檢查開始的注塑件是否被初始注塑物污染。
六、 清機
高密度聚乙烯、通用聚苯乙烯和粉碎注塑聚丙烯，都是無鹵阻燃PC/ABS的最佳清洗劑。料筒可在加工溫度下清洗，然后應逐漸降低溫度。在清洗過程中，合適的通風非常重要。
七、 回用料（破碎料）
如果應用中允許使用回用料，可以把流道、水口及非降解制件破碎后均勻加入新料中，最高添加量應小于25%。破碎料一定要過篩去除粉屑，控制破碎顆粒的尺寸為7.9～9.5mm。由于粉屑的比表面積大，吸收的水分不易烘干，易導致制品銀絲；同時粉屑受熱易降解炭化，導致制品黑點不良。
另外，應特別注意保持顆粒清潔，避免被其它物料污染。由于回用料與純顆粒的尺寸不同，水分擴散不同，因此，干燥的時間要增加。使用回用料對顏色可能會有一定影響。實際回用料的使用，應視具體產品的要求而定。
八、 常見不良處理指南
常見不良處理指南
不良現象 （★為主要措施）
縮水 ★提高射膠壓力和保壓壓力，特別是保壓壓力
★增加保壓時間
★調整料筒溫度，多數是降低溫度
★調整模具溫度，模溫過高產生過大收縮，模溫過低會使保壓失效
★增加澆口和流道
★產品或加強筋厚度過厚，修改設計
●降低注塑速度
●調整澆口位置
●選用收縮率小的材料
熔接線 ★提高射膠壓力和保壓壓力
★提高料筒溫度
★增加注塑速度
★提高模具溫度
★增加澆口和流道尺寸、并調整位置
★提高材料流動性
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●材料干燥充分
銀絲 ★降低料筒溫度
★充分干燥材料
★降低注塑速度
★降低螺桿轉速，并調整合適的背壓
★增加澆口和流道尺寸、并調整位置
★減少螺桿緩沖量
★產品設計增加R角，使熔體流動順暢
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●材料混入雜質或回料過多
發黃、黑斑 ★降低料筒溫度
★降低注塑速度
★減少材料停留時間
★減少環境污染
★提高材料耐熱性
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●材料干燥充分
打不滿 ★提高射膠壓力和保壓壓力
★提高注塑速度
★提高模具溫度
★計量不夠，增加加料量
★提高材料流動性
★加大澆口和流道大小
●增加模具排氣
●減少脫模劑使用
●檢查注塑機止逆環是否破損
流痕 ★提高料筒溫度
★降低注塑速度
★提高模具溫度
★提高材料流動性
★加大澆口和流道大小
●增加冷料井
●減少脫模劑使用
●提高保壓壓力
翹曲變形 ★降低射膠壓力和保壓壓力，特別是保壓壓力
★減少保壓時間
★調整料筒溫度
★調整前后的模具溫度
★調整澆口和流道大小和位置
★模具冷卻水路設計不當，重新調整
●降低頂出速度、調整頂出位置和個數
●延長冷卻時間
●選用收縮率小、取向性小的材料
制件脆裂 ★降低射膠壓力和保壓壓力
★降低料筒溫度
★充分干燥材料
★盡量少用回料
★增加產品R角
★避免產品接觸某些化學品
●降低背壓和螺桿轉速
●加大澆口和流道大小，防止剪切過熱
●調整頂出，增加頂出面積
毛邊 ★降低射膠壓力和保壓壓力
★減慢射膠速度
★降低料筒溫度
★修復模具分型面損傷
★提高注塑機鎖模力
●降低模具溫度
●調整保壓切換位置
噴射痕 ★提高料筒溫度
★降低入澆口處的注塑速度
★提高模具溫度
★提高材料流動性
★加大澆口和流道大小，并調整位置
●增加冷料井
●減少填充劑的使用
脫模不良 ★降低射膠壓力和保壓壓力
★降低頂出速度
★提高料筒溫度，用較低的壓力成型
★加大頂出面積，調整頂針位置
★加大模具脫模斜度
★延長冷卻時間
●拋光模具
●選用強度好的材料
●減少產品尖角，避免應力集中
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