增强耐磨PPA的加工成型

增强耐磨 PPA（聚邻苯二甲酰胺）的加工成型需结合其材料特性（如高温熔融、高结晶性、含增强填料等）进行针对性工艺设计，以确保制品性能稳定、尺寸精度达标。以下是其加工成型的关键要点、常用方法及注意事项：

一、加工前的预处理

增强耐磨 PPA（尤其是玻纤 / 矿物增强牌号）吸湿性较低，但高温加工前仍需严格干燥，避免成型时产生气泡、银丝等缺陷：

• 干燥条件：

• 温度：120-150℃（根据牌号调整，玻纤增强型建议 140-150℃）；

• 时间：4-8 小时（厚度较大的粒料需延长至 8-12 小时）；

• 湿度要求：干燥后物料含水率需≤0.05%（可通过称重法或水分仪检测）。

• 注意事项：干燥后的物料需在密封料斗中保存，避免重新吸湿；若中断加工超过 1 小时，建议重新干燥。

二、主要加工成型方法

增强耐磨 PPA 的加工以注塑成型为主，部分复杂或大型制品可采用挤出、模压等工艺，具体如下：

1. 注塑成型（最常用）

适用于批量生产精密部件（如齿轮、轴承、连接器等），关键工艺参数需精准控制：

• 料筒温度：

• 进料段：280-310℃（避免过早熔融导致螺杆打滑）；

• 压缩段：310-340℃；

• 计量段：330-360℃（根据制品厚度调整，薄壁件需更高温度以保证流动性）。

• 因 PPA 熔点高（通常 280-330℃，增强型更高），料筒温度需设定为 300-360℃：

• 喷嘴温度：略高于计量段（340-370℃），防止熔料冷却堵塞。

• 模具温度：

• 一般设定为 100-160℃（玻纤增强型建议 120-160℃），高温模具可促进结晶，提升制品强度、耐磨性和尺寸稳定性；

• 模具温度过低会导致结晶不完全，制品易出现内应力、翘曲，耐磨性下降。

• 注射压力与速度：

• 压力：80-150MPa（增强型因流动性较低，需更高压力，尤其薄壁件需 120-150MPa）；

• 速度：中高速（50-80mm/s），确保熔料快速充满模具型腔，减少纤维取向不均；但需避免高速导致的剪切过热（可能降解）。

• 保压与冷却：

• 保压：50-80MPa，时间 5-15 秒（根据制品厚度，厚壁件延长），减少收缩；

• 冷却：模具冷却时间需充足（10-30 秒），避免脱模后变形（因 PPA 结晶收缩率较高，约 1.5%-3%，增强型可降至 0.5%-1.5%）。

• 螺杆参数：

• 压缩比：2.5-3.5（避免玻纤过度剪切断裂）；

• 长径比（L/D）：20-25（确保充分塑化，同时减少停留时间）；

• 建议使用防腐蚀螺杆（因 PPA 熔融时可能略带酸性，尤其含玻纤时磨损较快）。

2. 挤出成型

适用于生产板材、棒材、管材等，工艺重点在于控制熔体均匀性：

• 挤出温度：略低于注塑（300-340℃），避免物料在料筒内停留过久降解；

• 螺杆转速：中低速（30-60rpm），减少剪切发热；

• 牵引与冷却：挤出后需快速冷却（水冷或风冷），但模具温度仍需保持 80-120℃以稳定尺寸。

3. 模压成型

适用于大型、厚壁或形状复杂的制品（如大型轴承套），工艺步骤：

• 将预干燥的粒料或粉末放入预热模具（180-220℃）；

• 加压（10-30MPa）并保温 3-10 分钟，使物料熔融固化；

• 脱模后进行退火处理（120-150℃，1-2 小时），消除内应力。

三、成型后处理

• 退火处理：
  对尺寸精度要求高的制品（如精密齿轮），需在 120-160℃烘箱中保温 2-4 小时，缓慢冷却至室温，减少内应力导致的翘曲或开裂。

• 表面处理：
  如需进一步提升耐磨性，可进行等离子喷涂（如陶瓷涂层）或激光表面硬化，但需注意 PPA 耐高温上限（长期使用不超过 200-250℃）。

四、加工难点与解决方案

五、加工设备要求

• 注塑机：需选用高温型注塑机（料筒最高耐温≥400℃），螺杆、料筒材质为耐磨合金（如 38CrMoAlA 镀铬，或双金属材质），避免玻纤磨损设备；

• 模具：采用耐热模具钢（如 H13），表面抛光至 Ra≤0.8μm，减少熔料流动阻力；设计合理的排气槽（深度 0.02-0.05mm），避免困气。

总结

增强耐磨 PPA 的加工核心是 **“高温控制 + 低吸湿保障 + 减少内应力”**，需匹配高温设备并优化工艺参数，以平衡材料的力学性能与成型稳定性。相比传统尼龙，其加工温度更高，但通过精准控制，可实现复杂形状制品的高效生产，满足高耐磨工况需求。