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1、56机械开发1999年第3期文章编号:1008-35X(1999)03-0056-03X模具技术PPS注射成型工艺及模具设计李葳(广州市市政污水处理总厂,广东广州510160)摘要:阐述了PPS(聚苯硫醚)的特性及其注射成型工艺要求,并以副底板零件模具为例,介绍了注射模具结构的设计。关键词:PPS材料;注射成型;模具设计中图分类号:TG76文献标识码:BPPS(聚苯硫醚)是硫化钠与二氯苯在强极性溶剂中缩聚而成的,具有耐高温性、耐化学性、优良的电性能(如绝缘性、抗静电性等)、机械强度高、尺寸稳定性好、耐潮防腐阻燃
2、等特性。广泛应用于家电、工业电器、汽车工业、航空等领域。虽然PPS在我国的研究及应用起步较晚,但随着工业技术的进步尤其是模具工业的蓬勃发展,PPS的应用已越来越受重视,但国内PPS注射成型方面的资料并不多见。为使这种材料在生产中得到进一步的应用和推广,笔者根据自己工作实践中开发98系列VCD小机芯模具的经验,结合国外现有的技术,对PPS注射成型的工艺条件及模具设计情况进行了总结。1PPS的流动特性及注射工艺条件在传统PPS产品中,其分子为交联结构,在注射加工时表现为一种高粘度聚合物,造成注射成型困难,但随着产品
3、的不断改性,现在已有线性的流动性好的PPS产品以供注射生产时选用,在适当的温度下,可得到比PBT更好的流动性。表1对PPS与PBT+30%玻纤的流动性进行了比较。表1PPS与PBT流动性的比较注射工艺条件:(1)材料的预处理(干燥)PPS+40%玻纤PBT+30%玻纤测试条件尽管PPS的吸水量很小,但为了使制品外Tm:340℃Tm:260℃(压力MPa)观质量好,同时防止流涎的发生,一般在注射模温:140℃模温:80℃前进行温度为140℃,时间为3h的干燥。对于一80320mm180mm些含敏感颜料的材料,可将
4、干燥温度降至100365mm205mm105℃。120410mm220mm(2)温度①料筒(熔融)温度:在320～350℃之间,注:试片尺寸2×8×2mm一般不得超过360℃。过高的温度会使材料产生降解,分解出的一些低分子化合物会对料筒及模具产生腐蚀作用。②模具温度:由于PPS的高结晶性,所以良好稳定的模具温度是生产高精度产品的必要条件,X收稿日期:1999-06-221999年第3期机械开发57一般模温需控制在140～170℃之间。在实际生产时,模温变化幅度应控制在5℃以内,方可保证产品的精度。(3)压力由于
5、在加工温度下,PPS的流动性很好,所以进行中高速注塑成为可能,注射压力为:29～98MPa。(4)螺杆转速和背压由于一般工业用PPS均含有玻纤或其他填充材料,故需用低中档螺杆转速,一般用40～100römin即可。背压也较低,不超过1MPa。这两项参数若高出标准,将会损坏内部填充材料,使制品的机械性能受损。在进行PPS制品的成型过程中,由于模具物料均在很高的温度下进行生产,所以特别需要注意的是进行人员的防护,尽量用全自动操作,需要人工进行操作时,要戴好隔热用具,以防灼伤。2PPS注射成型模具的设计图1是98系列
6、小机芯机构上用的副底板,该零件是与机芯底板配合,共同承担激光头的动作,尺寸精度要求较高,如果用一般的工程塑料如ABS精度则达不到要求,而经过对PBT+30%图198系列小机芯副底板零件图58机械开发1999年第3期玻纤的试验,也未能达到要求,所以在模具设计时,考虑到PPS的各项性能,尤其是其抗弯强度高,低蠕变的性能,故决定以PPS为基础来设计模具。为了满足副底板的使用要求,同时考虑到生产时需采用全自动生产,采用点浇口三板式模具。由于点浇口附近残余应力小,在被成型制品上几乎看不出浇口痕迹,开模时会自动被切断,满足
7、全自动生产的要求。点浇口设计在加强筋上,既不影响零件质量,也不影响零件外观。对于零件周围的4个突起圆柱形,其中3个对外径尺寸有精度要求,在模具中采用侧向抽芯机构来保证其精度;其余1个和另外1个突起的异型,则采用动定模镶块对拼的形式,辅以一定的防错形措施来满足要求。模具结构见图2。(1)模具材料由于所选PPS含有40%玻纤,而且在高温下会有少量低分子降解物可能对模具材料有腐蚀作用,所以必须选用在高温下耐腐耐磨的材料,在模具中选用ASSAB718作为成型部分的材料。(2)模温控制系统因模具需在模温140℃下工作,所
8、以该模具需用以油作传热介质的模温控制机。在模具结构方面,则设置均匀的冷却通道,以保持恒定的模具温度。在生产中,进出口温差±3℃。(3)主流道和浇道系统图2副底板模具结构图主流道和浇道系统在结构上与一般模具相同,均已设计了相应的脱模斜度。所不同的是,这些部位比一般的模具需要更高的抛光精度,Ra=018um,点浇口部分所选用的镶套,其表面光洁度亦需达到Ra=018Lm标准。(4)防错形措施
