低磨耗PPS的加工成型

低磨耗 PPS 的加工成型需结合其 “热塑性树脂 + 高填充耐磨助剂” 的特性（通常含玻璃纤维、碳纤维、PTFE、二硫化钼等填充剂，填充量可达 30%-60%），兼顾材料流动性、热稳定性及最终制品的性能（如耐磨性、尺寸精度）。其加工方法以注塑成型为主，辅以挤出、模压等工艺，具体要点如下：

一、加工前的预处理：关键在于 “干燥”

低磨耗 PPS 虽本身吸湿性极低（平衡吸水率 < 0.05%），但加工前仍需严格干燥，核心原因是：高填充剂（如玻璃纤维）可能吸附微量水分，且 PPS 熔体遇水会发生微量降解（产生气泡、银丝等缺陷），影响制品力学性能和表面质量。

干燥条件：

温度：120-150℃（根据填充量调整，高填充时取上限，避免填充剂过热氧化）；
时间：4-8 小时（料层厚度≤3cm，确保水分充分挥发）；
环境：真空干燥或热风循环干燥（露点≤-40℃），避免重新吸湿。

判断标准：干燥后物料含水率需≤0.02%，可通过称重法（干燥前后重量差）或在线水分仪检测。

二、主流加工方法及工艺参数

1. 注塑成型：适用于复杂形状、批量生产的耐磨部件（如齿轮、轴承保持架）

低磨耗 PPS 的注塑成型需平衡 “熔体流动性” 与 “填充剂分散性”，避免因填充剂团聚导致制品内部缺陷或表面粗糙。

设备要求：

螺杆：需采用耐腐蚀、高耐磨螺杆（如氮化钢或双金属合金材质），防止高硬度填充剂（如碳纤维）磨损螺杆 / 料筒；螺杆长径比（L/D）建议 20-25:1，压缩比 3-3.5:1（确保物料充分塑化，填充剂分散均匀）。
喷嘴：开放式或自锁式喷嘴（孔径 3-6mm），避免熔体滞留（PPS 在高温下易降解）；需加热保温（温度与料筒前段一致）。

核心工艺参数：

工艺环节	参数范围（参考值）	说明
料筒温度	前段：280-300℃；中段：300-320℃；后段：270-290℃	温度随填充量升高而提高（高填充时熔体粘度大，需更高温度降低粘度）；最高不超过 350℃（避免 PPS 降解）。
喷嘴温度	290-310℃	略低于料筒中段温度，防止喷嘴流涎。
模具温度	120-180℃	关键参数：高温模具可促进 PPS 结晶（结晶度影响耐磨性，结晶度越高，硬度和耐磨性越好）；复杂件取上限（减少内应力），薄壁件取下限（缩短冷却时间）。
注射压力	80-150MPa	高填充时需更高压力（克服熔体粘度），确保熔体充满模具型腔（尤其细小结构，如齿轮齿形）。
保压压力 / 时间	压力：注射压力的 50%-70%；时间：5-20s	防止熔体回流，减少缩痕；厚壁件延长保压时间（如 10-20s）。
冷却时间	10-30s	随制品厚度增加而延长，确保脱模时不变形（PPS 冷却收缩率 1.5%-2.5%，高填充时收缩率降低至 0.2%-0.8%）。

2. 挤出成型：适用于简单型材（如耐磨板材、棒材、管材）

低磨耗 PPS 挤出需解决 “高填充熔体的均匀输送” 和 “挤出物的稳定定型”，常用于生产后续机械加工的坯料（如泵阀耐磨衬套的棒材）。

设备要求：

螺杆：单螺杆挤出机（L/D=25-30:1），采用渐变式压缩段，增强对高填充熔体的塑化能力；螺杆 / 料筒需耐磨处理（如喷涂碳化钨）。
机头与模具：流道需光滑（Ra≤0.8μm），避免熔体滞留；模具温度 150-200℃（促进结晶，减少翘曲）。

工艺参数：

料筒温度：290-330℃（比注塑略高，因挤出需持续熔体流动）；
螺杆转速：10-50rpm（低速避免高剪切导致填充剂断裂或 PPS 降解）；
牵引速度：与挤出速度匹配（确保型材尺寸稳定，如棒材直径偏差≤±0.1mm）。

3. 模压成型：适用于高填充、复杂形状或大尺寸制品（如大型密封件、厚壁耐磨块）

当低磨耗 PPS 填充量极高（如 60% 碳纤维 + PTFE），熔体流动性极差时，模压成型更适用（通过预压坯料 + 高温加压固化）。

工艺步骤：

预压：将干燥后的粉料或粒料在常温下加压（10-30MPa）制成坯料（形状接近成品，减少模具型腔填充难度）；
模压：坯料放入预热至 300-330℃的模具中，加压（20-50MPa）并保温保压 10-30 分钟（随厚度增加延长时间），使熔体充分流动并结晶；
冷却脱模：缓慢降压，模具降温至 150℃以下脱模（避免温差过大导致内应力开裂）。

三、二次加工：机械加工与连接

低磨耗 PPS 制品的二次加工需适应其 “高硬度、低韧性” 特性（尤其高纤维填充时），避免加工过程中出现崩边、开裂。

机械加工：

车削 / 铣削：使用硬质合金刀具（如 WC-Co 合金）或金刚石刀具，切削速度 50-100m/min（低速避免过热，因 PPS 导热性差，过热会导致局部软化变形）；
钻孔：采用锋利钻头（顶角 118°），进给量 0.1-0.2mm/r，避免 “挤压式” 钻孔（易产生裂纹）；
磨削：用碳化硅砂轮（粒度 80-120 目），冷却充分（水溶性冷却液），防止表面烧伤。

连接方式：

焊接：可采用超声波焊接（适合小尺寸件，如齿轮与轴套）或热板焊接（大尺寸件），焊接温度 300-320℃，压力 0.5-2MPa（避免填充剂暴露导致强度下降）；
粘接：选用环氧类胶水（耐温≥150℃），粘接前需用砂纸打磨表面（提高粗糙度，增强附着力），避免使用溶剂型胶水（可能侵蚀 PPS 表面）。

四、加工常见问题及解决措施

缺陷类型	典型原因	解决措施
表面银丝 / 气泡	物料干燥不充分；料筒温度过高导致降解	延长干燥时间至 6-8 小时；降低料筒温度 5-10℃
填充不足 / 缺料	熔体粘度高（温度低或填充量过高）；注射压力不足	提高料筒 / 模具温度；增加注射压力 10-20MPa；优化浇口设计（扩大浇口直径）
制品翘曲 / 变形	模具温度不均；冷却速度过快；内应力过大	提高模具温度至 150-180℃；延长冷却时间；增加脱模后退火处理（120℃保温 2 小时）
表面划痕 / 磨损	模具型腔不光滑；填充剂在熔体中分散不均	抛光模具型腔（Ra≤0.4μm）；调整螺杆转速（提高塑化均匀性）

总结

低磨耗 PPS 加工的核心是 **“平衡填充剂与基体的协同性”**：一方面通过严格干燥和合理温度控制避免材料降解；另一方面通过优化设备（耐磨螺杆）和工艺参数（高温模具、适当压力）确保熔体流动充分、结晶完全，最终实现制品 “高耐磨性 + 尺寸稳定” 的目标。对于高填充、复杂形状的制品，需通过 “预实验 - 参数微调 - 试模验证” 的流程，匹配材料特性与加工工艺。