【正文】 型材 上常見的密封條安裝槽結(jié)構(gòu)。在干定型段 (普遍 采用數(shù)段定 型模安裝在同一底板上的串聯(lián)結(jié)構(gòu) )通過抽真空使高彈態(tài)的型坯被吸附在型腔 壁上定型冷卻，并在牽引機(jī)的作用下滑移。對出料快的區(qū)域可通過設(shè)置阻尼塊或采用與 模體相同的材料對型腔進(jìn)行堆焊以達(dá)到“限流”的目的；對出料慢的區(qū)域可通過局部延長 壓縮段長度 (即縮短定型段長度 )、加大分流段型腔尺寸或調(diào)整尾錐分流角度以達(dá)到“疏 流”的目的?？谀３隽喜痪鶆蛟斐傻膹澢?，其彎曲方向在定型系統(tǒng)對型坯冷卻充分、牽 引阻力平衡的前提下向出料慢的一側(cè)彎曲 (冷卻效果和牽引阻力的影響在后面討論 )。 造成擠出制品彎曲的因素很多，最常見的有以下幾個方面： 口模出料不均勻 口模出料均勻性包括“出料速度差異”和“型坯壁厚差異”兩個要素。 1 型材彎曲 擠出型材直線度是檢驗(yàn)塑料門窗異型材產(chǎn)品品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，它直接影響門窗焊 接、組裝質(zhì)量以及五金配件的安裝。模具產(chǎn)品的最終質(zhì)量既是設(shè)計(jì)制造 水平的體現(xiàn)，也極大地依賴于調(diào)試者的經(jīng)驗(yàn)和操作技能。 關(guān)鍵詞： PVC－ U異型材；模具；調(diào)試； 異?，F(xiàn)象 近年來，國內(nèi) PVC－ U塑料門窗的迅速普及應(yīng)用，極大地促進(jìn)了國產(chǎn)異型材擠出模具研 制技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)擠出機(jī)送料段加熱功率一般為 3000W，生產(chǎn)實(shí) 踐證明，由于送料段物料需要熱量較大，在擠出速度提高后，即使加熱圈一直處于加熱狀 態(tài)，仍然滿足不了物料所需熱量，故適當(dāng)提高加熱圈功率，以利送料段物料加溫。可采用硅油外循環(huán)冷卻換熱裝置，對計(jì)量段 物料實(shí)行強(qiáng) 制冷卻換熱，提高螺桿換熱效率。 (2)改變現(xiàn)螺桿內(nèi)部換熱形 式。錐形雙螺桿與平行雙螺桿擠出機(jī)相比最大的特點(diǎn)，是在 需要大量熱量的送料段，螺桿直徑較大，對物料的傳熱面積和剪切速率比較大，加速了物 料的塑化；在物料已完全熔融不需要太多熱量的計(jì)量段，螺桿直徑較小，減少了傳熱面積 和對熔體的剪切速率，可防止物料過熱降解，在同樣長徑比條件下，擠出能力明顯提高。筆者參照國外先進(jìn)擠出機(jī)設(shè)計(jì) 有關(guān)資料認(rèn)為，要提高擠出機(jī)生產(chǎn)能力，需要在以下三個方面對國產(chǎn)擠出機(jī)進(jìn)行改造和更 新 。 3 由擠出溫度控制引出的高速擠出問題 要實(shí)現(xiàn)高速擠出，若不解決現(xiàn)有國產(chǎn)擠出機(jī)因提高擠出速度導(dǎo)致的送料段溫度偏低與 熔融段、計(jì)量段溫度跑高問題，僅采用高速模具，則只能提高小規(guī)格或輔助型材的單位產(chǎn) 量，對大規(guī)格型材產(chǎn)量提高是難于奏效的。如清洗仍無效，應(yīng)停車，拆除，分解口模，對機(jī)頭和口模進(jìn)行認(rèn)真檢查和清 理。且忌盲目或大幅度調(diào)整，致使擠出生產(chǎn)工況惡化。 因此在實(shí)際操作時應(yīng)有的放矢地適時對設(shè)定溫度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)設(shè)定或控制溫度過高時，擠出塑料型坯顏色泛 黃、內(nèi)筋彎曲、內(nèi)壁發(fā)泡或橫截面上呈氣孔狀，由擠出機(jī)擠出后脫離口模即軟弱下垂；溫 度過低或加溫不均勻時，擠出塑料型坯顏色發(fā)暗無光澤，切口結(jié)晶粗糙，切口寬度與壁厚 不均，脫離口模 3～ 5cm后，仍堅(jiān)挺不下垂，或即向一側(cè)彎曲。擠出質(zhì)量良好的塑料型坯主要特 征是：外觀光滑，顏色純正呈乳白色，切片結(jié)晶細(xì)膩，切口平齊規(guī)整，寬度均勻。新建企業(yè)或生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平不甚高的操作人員，在開機(jī)設(shè)定溫度時，難免出現(xiàn) 這樣或那樣的偏差，因此有必要在生產(chǎn)過程中通過對擠出塑料型坯存在的質(zhì)量缺陷進(jìn)行系 統(tǒng)對應(yīng)分析檢驗(yàn)，適時調(diào)整所設(shè)定的溫度。擠出塑 料型坯的質(zhì)量反過來 又是對設(shè)定溫度正確與否的檢驗(yàn)。主機(jī)電流變化是判斷擠出溫度控制是否適當(dāng)?shù)囊粋€重要依據(jù)。過高則會產(chǎn)生擠出機(jī)過載或加料孔、排氣孔冒料現(xiàn)象；過低則易導(dǎo)致雙螺桿非正 圖例： 擠出機(jī)設(shè)定溫度 擠出機(jī)顯示溫度 物料實(shí)際溫度 圖 2 錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度曲線示意圖 常磨損。同時由于雙螺桿擠出機(jī)有強(qiáng)制給料的特點(diǎn)，擠出量是由加料速度所決定的，加 料速度和擠出速度亦存在相應(yīng)的匹配關(guān)系，提高或降低加料和擠出速度應(yīng)同步進(jìn)行。但在采 用加料與擠出速度控制擠出溫度時，還應(yīng)明確，即使熔融段，計(jì)量段顯示溫度偏離設(shè)定溫 度，但仍小于 180℃時，說明該段物料溫度仍在熔融溫度與分解溫度區(qū)間，亦屬正常。應(yīng)該指出，在設(shè)定溫度時雖然已考慮到內(nèi)熱的作用與影響，降低恒溫區(qū)設(shè)定溫度，但 也僅可使該部位物料達(dá)到設(shè)定溫度適時切斷外熱，而不能制止因擠出速度提高所增加的內(nèi) 熱。 鑒于擠出溫度控制的主體是物料溫度，明確了物料溫度、顯示溫度與設(shè)定溫度在不同 擠出工況下的對應(yīng)關(guān)系，也就明確 了設(shè)定和控制擠出溫度的依據(jù)和基準(zhǔn)。通過擠出實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，在塑料異型材擠出時，不 存在內(nèi)熱的機(jī)頭，過渡段和口模部位溫控點(diǎn)顯示溫度一般比較穩(wěn)定，基本上可控制在設(shè)定 溫度的范圍內(nèi)；有內(nèi)熱存在的擠出機(jī)內(nèi)各段溫控點(diǎn)顯示溫度隨 擠出量增減往往波動很大， 有時遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)定溫度的控制界線。從擠出加溫、恒溫、保 溫三個區(qū)域供熱情況分析 (圖 2)可知，加熱區(qū)即存在外加熱，又存在內(nèi)加熱，為雙向?qū)? 熱，顯示溫度基本上等同 于物料溫度；恒溫區(qū)在顯示溫度未達(dá)到設(shè)定溫度值時，亦是雙向 導(dǎo)熱；顯示溫度超越設(shè)定溫度值時，熱量開始由內(nèi)向外傳遞，可稱之為逆向?qū)幔@示溫 度則可能低于物料溫度；保溫區(qū)由于內(nèi)熱不復(fù)存在，熱量又開始由外向內(nèi)傳遞，亦稱之為 正向?qū)?，顯示溫度則高于物料溫度。錐形雙螺桿擠出機(jī)有兩個熱源：①外電加熱器；② 雙螺桿對物料剪切與壓延作用轉(zhuǎn)化的內(nèi)熱。物料溫度與 顯示溫度 在不同加熱工況下存在不同的對應(yīng)關(guān)系。 在擠出溫度控制時必須明確兩個基本概念。由于錐形雙螺桿擠出機(jī)具有 溫度自控和手動冷卻控制職能，一般生產(chǎn)狀態(tài)對所設(shè)定的溫度實(shí)施自動控制即可。截面復(fù)雜或壁厚部位，溫 度設(shè)定應(yīng)高 一些；截面簡單或壁薄部位，溫度設(shè)定應(yīng)低一些；截面對稱或壁厚均勻部位，溫度設(shè)定應(yīng) 基本一致。同時在該區(qū)域，內(nèi)熱已 不復(fù)存在，故仍需要一定外熱做補(bǔ)充。過渡段和口模建立熔體壓 力，使之溫度、應(yīng)力、粘度、密實(shí)度和流速更趨均勻，為順利地從口模擠出做最后的準(zhǔn) 備。 保溫區(qū)由機(jī)頭、過渡段、口模等溫控點(diǎn)組成 。但該區(qū)雙螺桿對物料剪切和壓延作用所轉(zhuǎn)化的內(nèi)熱，往往又超過了物料的需求，故熔 融段和計(jì)量段溫度設(shè)定在擠出機(jī)開機(jī)前升溫時略高一些，以利 于螺筒恒溫。 恒溫區(qū)由熔融段和計(jì)量段兩溫控點(diǎn)組成。因此物料在加溫區(qū)域需要的熱量較大，送料段、壓縮段的溫度 宜設(shè)定的高一些。 加溫區(qū)由送料段、壓縮段兩溫控點(diǎn)組成。依據(jù)物料在擠出過程各個階段的形態(tài)、承 溫及對熱量的需 求情況，可將 10個溫控點(diǎn)歸納為加溫、恒溫、保溫三個區(qū)域。要正確設(shè)定溫度亦 有必要深入了解物料在擠出不同階段的形態(tài)、承溫及對熱量的需求情況。 (3)塑料擠出需經(jīng)歷一定時間歷程。對于雙螺桿擠出機(jī)有內(nèi)熱存在的加熱區(qū)域，由于內(nèi)熱的作 用，擠出速率反過來又直接影響物料的熔融速率。因物料輸送速率不同， 物料熔融所需熱量亦不同。單位體積的固體轉(zhuǎn)化為熔體所需的總能量相對 是恒定的，物料的輸送速率基本上平衡于物料的熔化速率。 開始設(shè)定溫度時不易過高，應(yīng)從低向高逐 步調(diào)整。據(jù)文獻(xiàn)介紹和生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證 ，不同配方或同一配方 不同廠家生產(chǎn)的物料 (PVC、 CPE、熱穩(wěn)定劑等 )，擠出成型溫度往往有很大差異， 有的達(dá) 10℃左右，這一點(diǎn)在沒有實(shí)驗(yàn)條件或生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的 情況下，是不可預(yù)知的。要正確設(shè)定溫度，則需充分考慮制約和指導(dǎo)物料成型溫度的相關(guān)因 素。設(shè)定溫度是控制溫度的依 據(jù)和基準(zhǔn)，調(diào)整溫度是對設(shè)定溫度的修正和完善，現(xiàn)分述如下。這也是雙螺桿擠出機(jī)長徑比比單螺桿擠 出機(jī)小，生產(chǎn)能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者的原因所在。錐形雙螺外供熱源溫 度控制點(diǎn)詳見圖 1。另外在壓縮 段和熔融段兩個溫控點(diǎn)之間設(shè)置有排氣孔，通過真空吸附裝置將被加熱后 物料攜帶的氣體 排出。同時硅油冷卻器也設(shè)置在壓縮段、熔融段、計(jì)量 段螺筒外壁上。螺桿封閉空腔內(nèi)液體被機(jī)內(nèi)計(jì)量段熔體 物料溫度加熱氣化后，向送料段一側(cè)移動，并將其攜帶的熱量傳遞給送料段物料，重新轉(zhuǎn) 化為液體，回到計(jì)量段。外加熱器主要有 10個溫度 控制點(diǎn) (一般采用 9個 )，其中 4個沿?cái)D出機(jī)軸向布 置，分別為送料段、壓縮段、熔融段、計(jì)量段。 該機(jī)送料段具有較大的螺桿直徑，對物料的傳導(dǎo)面積和剪 切速率比較大，有利于物料塑化；計(jì)量段螺桿直徑較小，減少了傳熱面積和對熔體剪切速 率，可有效地防止物料降解，基本上符合 PVCU異型材加工特性的要求。 要提高型材質(zhì)量，就有必要深入了解原材料擠出機(jī)溫度控制職能，并對物料在機(jī)內(nèi)由固體 轉(zhuǎn)化為熔體全過程所需熱量與所供熱量的需求關(guān)系，以及不同階段物料 溫度變化對產(chǎn)品質(zhì) 量的影響情況進(jìn)行分析研究。 4 結(jié)語 異型材加熱后狀態(tài)受生產(chǎn)過程中多種因素的影響，根據(jù)各種因素的不同影響及加熱后 出現(xiàn)的現(xiàn)象，有針對性地控制好原材料的揮發(fā)分 主機(jī)真空度、工藝溫度及機(jī)頭流道結(jié) 構(gòu)、定型模的尺寸，就可使制品的加熱后狀態(tài)達(dá)到要求，從而保證門窗的加工質(zhì) 量和使用 壽命 PVCU異型材擠出成型溫度控制 摘 要：重點(diǎn)論述了錐形雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度控制職能，擠出溫度的設(shè)定、控制 基理、依據(jù)、程度和方法，并針對溫度設(shè)定和控制不當(dāng)出現(xiàn)的塑料型坯質(zhì)量缺陷，提出對 應(yīng)調(diào)整和處理措施。對于制品 加熱后小爪、邊角處出現(xiàn)的毛刺，如果是按擠出相反方向有規(guī)律的排布，那多是由定型模 該部位的阻力過大造成的。根據(jù)制 品加熱后的現(xiàn)象，查看流道相應(yīng)部位是否因臺階或死角產(chǎn)生了熔體破裂，支承筋的設(shè)計(jì)是 否造成制品表 面產(chǎn)生了合縫線。在實(shí)際生產(chǎn)中，通過適當(dāng)?shù)靥岣吖に嚋囟? 配以各工藝參數(shù)的調(diào)整，可使物料的塑化得以改善，減少麻點(diǎn)的出現(xiàn)。工藝溫度的控制一般是根據(jù)物料的塑化狀 態(tài)而調(diào)整在一合 理范圍內(nèi)，在保證物料塑化的前提下，溫度控制盡量不要過高，以防產(chǎn)生過塑化。首先檢查原材料的揮發(fā)分含量是否超標(biāo) (是否因放置的時間太長而受 潮 )，如果合乎標(biāo)準(zhǔn)，那就從主機(jī)排氣系統(tǒng)及工藝溫度的控制上尋找原因。 氣泡 根據(jù)以上分析，原材料的揮發(fā)分含量 過高、主機(jī)排氣不充分 (真空度偏小 )或工藝溫度 過高，都有可能造成制品產(chǎn)生氣泡。雖然經(jīng)定型后在制品的表面上看不出來，但在 加熱時極易出現(xiàn)毛刺。 定型模阻力 制品加熱后，往往在小爪或邊角部位出現(xiàn)毛刺，此種現(xiàn)象大多是因定型模該部分的尺 寸設(shè)計(jì)不合理造成的。擴(kuò)張角越大，物料 在機(jī)頭內(nèi)產(chǎn)生熔體破裂 的可能性越大。合縫線雖 經(jīng)工藝調(diào)整后有可能消除，但在加熱后可能會出現(xiàn)裂紋。支承筋的尺寸設(shè)計(jì)一般在保證一定的強(qiáng)度下不 能太長、太寬。如果機(jī)頭流道的某一部分 (或某一點(diǎn) )出現(xiàn)臺階、死角等 不圓滑的結(jié)構(gòu)，那么物料在此處就可能產(chǎn)生熔體破裂，雖經(jīng)合流后從制品的表面無法看 出，但加熱時此處 就是一薄弱點(diǎn)，極有可能產(chǎn)生氣泡、裂痕等缺陷。 機(jī)頭流道結(jié)構(gòu) 流道結(jié)構(gòu)是機(jī)頭設(shè)計(jì)的一個關(guān)鍵因素。過塑 化會使制品加熱后產(chǎn)生氣泡，甚至裂痕；塑化不良會使制品加熱后出現(xiàn)麻點(diǎn)、毛刺等缺 陷。溫度過高，制品產(chǎn)生過塑化，并產(chǎn)生過多 的氣體不能充分排出而留在制品內(nèi)；溫度過低，物料塑化不良 ，制品表面出現(xiàn)麻點(diǎn)等未塑 化的粒子，且表面極不光滑。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，主機(jī)真 空度的大小是影響制品產(chǎn)生氣泡的一個主要原因。 主機(jī)真空度 雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)在供料段和均化段之間都設(shè)有排氣系統(tǒng)，其目的就是為了將物料 加熱后產(chǎn)生的氣體排出。在此就對異型材生產(chǎn)過程中加熱后狀態(tài)的幾 個影響因素加以分析，并提出相應(yīng)的控制措施。 由于異型材的加熱后狀態(tài)受多種因素的影響，原材料的揮發(fā)分、主機(jī)排氣系統(tǒng)、工藝 參數(shù)、模具結(jié)構(gòu)等多個環(huán)節(jié)都對其有所影響，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中該指標(biāo)的控制比較 困難。制品的加熱后狀態(tài)不僅影響到門窗的焊接質(zhì)量，如焊縫表 面出現(xiàn)裂紋，焊接強(qiáng)度降低等，甚至有可能影響門窗的使用壽命。由于該指標(biāo) 對產(chǎn)品質(zhì)量的影響不能直接表現(xiàn)出來，因此許多異型材生產(chǎn)廠家認(rèn)為制品加熱后狀態(tài)對門 窗的質(zhì)量影響不大而有所忽視。 關(guān)鍵詞： PVCU；異型材；加熱后狀態(tài) 1 前言 《門窗框用硬聚氯乙烯 (PVC)型材》國家標(biāo)準(zhǔn) (GB/T8814— 98)中，制品的加熱后狀態(tài) 是這樣規(guī)定的：將試樣水平置于 150℃177。 總之，溫度是 PVC型材生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)，應(yīng)嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的溫度，才能確保 生產(chǎn)出高質(zhì)量的型材，又由于各儀表顯示溫度與實(shí)際溫度有一定偏差，所以要根據(jù)實(shí)際情 況正確設(shè) 定各部位的溫度。由于國產(chǎn)擠出機(jī)一區(qū)、二區(qū)加 熱套寬度較窄，螺桿、機(jī)筒之間間隙有所不同，使國產(chǎn)擠出機(jī)塑化能力不如進(jìn)口擠出機(jī)， 為了使物料到達(dá)真空排氣孔時能夠半塑化，必須提高機(jī)筒一、二區(qū)溫度，一般情況下國產(chǎn) 雙螺桿擠出機(jī)溫度控制在：一區(qū) 180℃ 200℃，二區(qū) 175℃ 195℃，三區(qū) 160℃ 170℃，四 區(qū) 160℃ 170℃。雙螺桿擠出機(jī)溫度的設(shè)定 原則是： 14區(qū)的溫度呈遞減趨勢。 模頭各部位溫度還影響著型材壁厚均勻程度，影響型材各部位的出料速度，生產(chǎn)時應(yīng)注意 調(diào)節(jié) 。制品表面光澤度差，且發(fā)脆，切割時可能 崩鋸。 模頭溫度 模頭溫度直接影響著物料出料的難易程度，正?？刂品?圍應(yīng)該在 180200℃之間 。 過渡段溫度偏 高，物料會較順 利地進(jìn)入模具，熔壓或扭矩值較低，主機(jī)負(fù)荷較小，但型材后收縮率高， 溫度過高，會使物料分解，型材整體發(fā)黃，且筋處有氣孔，內(nèi)壁粗糙，強(qiáng)度下降。 該段溫度直 接影響物料進(jìn)入模具分流時的流變狀態(tài)，對于型材各部位出料的均勻程度影響很大 。物料呈塑化狀態(tài)，停留時間較長，所以溫度不宜設(shè)定過 高，一般在 165℃ 左 右。熔體粘度低，扭矩降低，產(chǎn)品