耐低温冲击PC的加工成型

耐低温冲击 PC（聚碳酸酯）的加工成型需结合其材料特性（如低温韧性、熔融粘度高、吸湿性强等）调整工艺参数，以确保制品性能与成型质量。以下是具体加工成型方法及关键要点：

一、注塑成型（最常用工艺）

1. 原料预处理

• 干燥处理：PC 吸湿性强，需在 120℃下干燥 4-6 小时（含水率≤0.02%），否则熔融时易产生气泡、银丝，影响冲击性能。

• 原料检查：确认耐低温改性剂（如硅烷偶联剂、弹性体增韧剂）分散均匀，避免局部团聚导致流动性不均。

2. 设备与模具要求

• 注塑机：选用螺杆长径比（L/D）≥20:1 的渐变型螺杆，压缩比 1.8-2.5，防止材料降解；喷嘴需加热（温度≥280℃），避免熔体冷却堵塞。

• 模具：

• 材料选用耐腐蚀不锈钢（如 316L），避免长期接触 PC 释放的微量酸性物质腐蚀模具；

• 浇口设计：采用扇形或潜伏式浇口，减少应力集中；浇口尺寸≥1.5mm（优于普通 PC 的 1mm），因耐低温 PC 熔体粘度更高。

3. 工艺参数控制

4. 常见问题及解决方案

• 应力开裂：成型后进行退火处理（120℃×2 小时），消除内应力；模具冷却系统需均匀，避免局部温差过大。

• 脱模困难：模具表面镀铬或涂覆氟硅烷脱模剂，顶出机构设计需平缓（顶出速度≤5mm/s），防止低温下制品脆裂。

二、挤出成型（用于板材、管材生产）

1. 工艺要点

• 螺杆参数：采用屏障型螺杆（压缩比 2.5-3.0），螺槽深度逐渐变浅，增强剪切混合，确保耐低温助剂均匀分散。

• 温度控制：料筒温度 260-290℃（机头温度 280℃），口模温度比料筒高 10-20℃，避免熔体离模膨胀导致尺寸不稳定。

2. 制品后处理

• 板材：挤出后通过三辊压光机（温度 60-80℃）定型，再经缓慢冷却（冷却速率≤5℃/min），防止骤冷产生内应力；

• 管材：采用真空定径套（真空度 0.05-0.08MPa），冷却水温控制在 15-25℃，避免低温下管材脆化开裂。

三、吹塑成型（用于中空制品）

1. 型坯制备

• 挤出型坯温度控制在 280-300℃，型坯壁厚需均匀（公差≤±0.1mm），否则吹塑时低温冲击下薄区易破裂。

• 型坯挤出速度需与吹塑周期匹配，避免熔体冷却过快导致吹塑不足。

2. 吹塑参数

• 吹塑压力：0.6-1.0MPa，压力过低会导致制品壁厚不均；吹胀比控制在 2-3:1，避免过度拉伸降低冲击强度。

• 冷却时间：占成型周期的 60%-70%，采用循环冷却水（温度 10-20℃），确保制品内外均匀冷却，减少内应力。

四、热成型（二次加工，用于复杂曲面制品）

1. 成型前处理

• 板材需在 110-130℃下预热 5-10 分钟，达到软化点（比普通 PC 高 5-10℃，因耐低温改性后分子链刚性增加）。

• 模具表面粗糙度 Ra≤0.8μm，避免划伤制品，影响低温冲击时的应力集中点。

2. 成型工艺

• 真空热成型：真空度≥0.09MPa，成型温度 120-140℃，保压时间 10-15s，确保板材贴合模具；

• 气压成型：压缩空气压力 0.3-0.5MPa，辅助凸模推进，减少深拉伸时的壁厚减薄（允许减薄率≤30%）。

五、二次加工与特殊处理

1. 切削加工

• 刀具选用硬质合金（如 YG8），切削速度控制在 50-80m/min，进给量 0.1-0.2mm/r，避免高速切削产生的热量导致制品软化。

• 钻孔时需加冷却液（如水基切削液），防止孔边缘因摩擦升温产生微裂纹，影响低温冲击性能。

2. 焊接工艺

• 激光焊接：波长 1064nm，功率 20-50W，焊接速度 5-10mm/s，聚焦光斑直径 0.2-0.5mm，适用于精密部件（如医疗冷冻容器）；

• 超声波焊接：频率 15-30kHz，压力 0.5-1.0MPa，焊接时间 0.5-1s，需在焊接面设计导能筋（高度 0.3-0.5mm），增强焊接强度（低温下焊接强度需≥本体强度的 80%）。

3. 表面处理

• 镀膜：蒸镀 SiO₂或 Al₂O₃薄膜，提高耐刮擦性（硬度达 3H），同时不影响低温冲击韧性；

• 涂覆：喷涂聚氨酯抗冲击涂层（厚度 5-10μm），进一步增强制品表面抗低温冲击能力。

六、加工成型关键注意事项

1. 温度管理核心：耐低温 PC 的熔融温度窗口较窄（270-300℃），需严格控制料筒、模具温度，避免过热降解或冷却不足导致内应力；

2. 应力控制：所有成型工艺中，需通过缓慢冷却、退火处理、优化模具设计（如圆角半径≥2mm）减少内应力，否则低温环境下内应力易诱发开裂；

3. 环境湿度：加工车间湿度需≤50%，避免原料二次吸湿；干燥后的原料需在 2 小时内用完，否则需重新干燥；

4. 设备维护：定期清理螺杆、模具中的残留 PC，防止高温下残留料碳化，影响后续制品性能。

总结：耐低温冲击 PC 加工成型的技术核心

其成型难点在于平衡 “高熔体粘度” 与 “低温性能保持”，需通过精确控制温度、压力、冷却速率等参数，结合模具优化与后处理工艺，确保制品在低温环境下的抗冲击性能。实际生产中，建议先进行小批量试模，根据制品缺陷（如应力痕、缺料）调整工艺参数，再批量生产。