CN102689402B - 一种pa6与金属嵌件相结合的成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，包括如下步骤：1）注塑成型前，将金属嵌件进行预热处理，使金属嵌件表面温度达到215℃-350℃；2）把预热后的金属嵌件放入模具进行注塑，PA6材料的温度为215℃-350℃；3）保压、冷却、脱模即得。本发明工艺解决了成型时金属嵌件周围产生过大的内应力而导致塑钢结合件在成型后出现金属嵌件与塑件受力易脱落的问题。
Description
技术领域
本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种PA6，即聚酰胺6与金属嵌件相结合的成型工艺。
背景技术
PA6，即所述的聚酰胺6，具有最优异的机械强度、刚度、韧度、机械减震性和耐磨性能，再加上PA6具有良好的电绝缘能力和耐化学性，使 PA6 成为一种“通用级”材料，广泛用于机械结构零件和可维护零件的制造。
多年来，塑钢结合的工艺一直在运用，包括注塑过程中加金属嵌件、塑料进行金属嵌件加热压入等工艺。由于金属嵌件与塑件的结合的形式多种多样，目前的塑钢结合件在成型或运用过程中经常会出现塑件和钢件受力易脱落的问题，极大的缩短了塑钢结合件的使用寿命，同时也限制了塑钢结合件的应用领域。
为此，我们针PA6的塑钢结合工艺进行研究，总结出PA6与金属嵌件结合时的一种工艺标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，该工艺可以解决金属嵌件与塑件在成型后出现受力易脱落的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）注塑成型前，将金属嵌件进行预热处理，使金属嵌件表面温度达到215℃-350℃；
2）把预热后的金属嵌件放入模具进行注塑，PA6材料的温度为215℃-350℃；
3）保压、冷却、脱模即得。
所述金属嵌件为钢、铜或铝。
所述注塑压力为60-80MPa ，保压的压力为40-60MPa ，保压时间为10-15s，冷却时间为25-30s。在保压结束后金属嵌件表面温度为215℃-345℃。
本发明所述的成型工艺，在注塑成型前，先将金属嵌件表面清洗干净，后把金属嵌件放入高温烘箱内进行加热，通过高温烘箱的温度设定及实测温度检测，来对烘箱中的金属嵌件温度进行管控，使金属嵌件表面温度达到215℃-350℃，优选270℃-330℃；当预热后的金属嵌件放入模具进行注塑时，PA6材料的温度为215℃-350℃，优选270℃-330℃，金属嵌件表面与装在模具内的温度传感器进行表面接触，通过模具内的温度传感器，实时监控嵌件注塑过程中金属嵌件表面温度的变化；然后在采用公知的注塑成型工艺制备得到产品。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过对工艺进行研究，总结出PA6材料与金属嵌件结合时两者的温度关系，将金属嵌件的表面温度始终控制在215℃-350℃之间，PA6材料的温度在215℃-350℃时，塑钢结合稳固，在成型时避免了金属嵌件周围产生过大的内应力而导致塑钢结合件在成型后出现金属嵌件与塑件受力易脱落的问题。
附图说明
图1为塑钢接合面粘力测试方法示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为图1的俯视图。
1、金属嵌件 2 、塑件 3、固定位置 4、推力方向。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
本发明的塑钢结合面为半圆接合，金属嵌件的半径R为33mm，高度为75mm，塑件的外围半径R为60mm，高度为45mm。在注塑成型前，将表面粗糙度为Ra0.05 的P20金属嵌件表面清洗干净，把金属嵌件放入高温烘箱内进行加热，通过高温烘箱的温度设定及实测温度检测，来对烘箱中的金属嵌件温度进行管控，金属嵌件表面温度如表1所示；当预热后的金属嵌件放入模具进行注塑时，金属嵌件表面与装在模具内的温度传感器进行表面接触，通过模具内的温度传感器，实时监控嵌件注塑过程中金属表面温度的变化；最后保压、冷却、脱模即得产品，保压时外界的环境温度为室温，保压结束后金属嵌件表面温度、注塑压力、保压压力保压时间、冷却时间如表1所示。
将成型后的产品放置24小时，让PA6的结晶及后收缩达到稳定，然后把塑钢结合件进行推力测试。所得结果如表1所示。
粘力测试方法如下：
如图1-3所示，在成型后的产品放置24小时后，固定塑件两端，然后在金属嵌件的上下端用一个垂直于金属嵌件及嵌件中心平面的力进行推动，直到金属嵌件与塑件脱离开来，在推动的过程中得塑件分离的最大推力，从而得出不同条件下塑钢结合的最大结合力的范围。
表1
| 金属嵌件表面温度(℃) | PA6材料温度 (℃) | 金属嵌件保压结束后的表面温度(℃) | 成型参数：注塑压力MPa （P注），保压力MPa （P保），保压时间S（S保），冷却时间S（S冷） | 塑钢结合最大推力（N） | |
| 对比例1 | Q=30 | 270 | Q=147 | P注=76, P保=58, S保= 10, S冷=25 | F=9 |
| 对比例2 | Q=60 | 300 | Q=172 | P注=76, P保=58, S保= 10, S冷=25 | F=16 |
| 对比例3 | Q=180 | 290 | Q=233 | P注=70, P保=58, S保= 15, S冷=26 | F=22 |
| 对比例4 | Q=200 | 300 | Q=246 | P注=70, P保=58, S保= 15, S冷=26 | F=26 |
| 对比例5 | Q=370 | 300 | Q=333 | P注=69, P保=58, S保= 15, S冷=26 | F=32 |
| 对比例6 | Q=390 | 290 | Q=336 | P注=69, P保=58, S保= 15, S冷=26 | F=33 |
| 对比例7 | Q=365 | 320 | Q=339 | P注=75, P保=58, S保= 15 ,S冷=26 | F=33 |
| 对比例8 | Q=380 | 300 | Q=337 | P注=75, P保=58, S保= 15 ,S冷=26 | F=28 |
| 实施例1 | Q=215 | 330 | Q=270 | P注=70, P保=45, S保= 12, S冷=26 | F=42 |
| 实施例2 | Q=350 | 340 | Q=345 | P注=70, P保=45, S保= 12, S冷=26 | F=43 |
| 实施例3 | Q=380 | 215 | Q=290 | P注=70, P保=45, S保= 12, S冷=26 | F=40 |
| 实施例4 | Q=300 | 350 | Q=318 | P注=70, P保=45, S保= 12, S冷=26 | F=42 |
| 实施例5 | Q=220 | 290 | Q=251 | P注=73, P保=60, S保= 12, S冷=25 | F=43 |
| 实施例6 | Q=260 | 300 | Q=276 | P注=73, P保=60, S保= 12, S冷=25 | F=45 |
| 实施例7 | Q=280 | 320 | Q=296 | P注=73, P保=60, S保= 12, S冷=25 | F=46 |
| 实施例8 | Q=270 | 275 | Q=271 | P注=80, P保=60, S保= 12, S冷=30 | F=46 |
| 实施例9 | Q=310 | 330 | Q=316 | P注=73, P保=60, S保= 12, S冷=30 | F=47 |
| 实施例10 | Q=330 | 270 | Q=306 | P注=73, P保=60, S保= 12, S冷=26 | F=44 |
由上述实施例及对比例的结果可以看出，当金属嵌件表面温度在215℃-350℃之间或在注塑过程中金属嵌件表面温度最终达到215℃-350℃之间，塑钢结合的最大结合力F＞38N；金属嵌件表面温度始终保持在270℃-330℃之间，PA6材料的温度在270℃-330℃时，塑钢结合的最大结合力F＞43N。
Claims (6)
1.一种PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1）注塑成型前，将金属嵌件进行预热处理，使金属嵌件表面温度达到215℃-350℃；
2）把预热后的金属嵌件放入模具进行注塑，PA6材料的温度为215℃-350℃；
3）保压、冷却、脱模即得;
其中,在保压结束后金属嵌件表面温度为215℃-345℃。
2.根据权利要求1所述的PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，步骤2）进行注塑时，金属嵌件表面温度为270℃-330℃，PA6材料的温度为270℃-330℃。
3.根据权利要求1所述的PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，所述金属嵌件为钢、铜或铝。
4.根据权利要求1所述的PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，所述预热处理是把金属嵌件放入高温烘箱内进行加热，通过高温烘箱的温度设定及实测温度检测，来对烘箱中的金属嵌件温度进行管控。
5.根据权利要求1所述的PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，步骤2）中把预热后的金属嵌件放入模具进行注塑时，金属嵌件表面与装在模具内的温度传感器进行表面接触，实时监控金属嵌件在注塑过程中表面温度的变化。
6.根据权利要求1所述的PA6与金属嵌件相结合的成型工艺，其特征在于，所述注塑压力为60-80MPa，保压的压力为40-60MPa，保压时间为10-15s，冷却时间为25-30s。
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