聚酰亞胺材料注射成型用模具結構及注射成型的工藝的制作方法
【專利摘要】本發明提出的一種聚酰亞胺材料注射成型用模具結構及注射成型的工藝，設計的模具設置加熱裝置和隔熱層，保證熱效率及模具溫度的穩定性；模具成型部分所用材料必須選用高溫熱膨脹系數小的材料，成型部分材質硬度需在HRC55以上，便于產品順利脫模；模具型腔的出模斜度應大于0.5°，保證產品順利脫出，表面不拉傷；在每個對應金屬嵌件或孔的位置開設排氣槽，滿足消除熔接痕的目的。當大型產品帶金屬嵌件時，金屬嵌件必須進行化學腐蝕處理或表面吹砂清洗，并涂高溫偶聯劑如A-151等;另外，產品加工后需直接進入200±5℃烘箱中進行穩定處理，防止產品產生裂紋。
【專利說明】聚酰亞胺材料注射成型用模具結構及注射成型的工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于模具設計和成型工藝，具體涉及一種聚酰亞胺材料注射成型用模具結構及注射成型的工藝。
【背景技術】
[0002]由于聚酰亞胺分子中具有十分穩定的芳雜環結構，使其體現出其他高分子材料所無法比擬的優異電絕緣性、耐磨性、抗高溫輻射和物理機械性。同時，作為一種性能突出的尖端材料，聚酰亞胺已廣泛用于機電、電子電氣、儀表、石油化工、計量等領域，并成為全球火箭、宇航等尖端科技領域不可缺少的材料之一。
[0003]聚酰亞胺(PI)是耐高溫聚合物，在500°C能短期保持主要的物理性能，能長期在接近300°C條件下使用。在耐高溫的工程塑料中，它是最有價值的品種之一。
[0004]該材料若采用模壓成型，多壓制成型材，后采用機械加工的方法保證產品形狀及尺寸要求；若采用注射成型，即需要模具直接成型，但由于該材料流動性差，材料成型溫度高，因此其成型用模具結構及加工工藝不同于一般注射材料，在此就該材料注射模具結構設計特點及成型工藝進行研究。
【發明內容】
[0005]要解決的技術問題
[0006]為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種聚酰亞胺材料注射成型用模具結構及注射成型的工藝。
[0007]技術方案
[0008]一種聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:在模具型腔處設置加熱棒孔，熱棒孔內設有加熱棒；在模具的周圍設有隔熱層；模具型腔的出模斜度大于0.5° ;進澆口采用直接進料方式，進澆口的深度尺寸需達到澆口處壁厚的2/3 ;在每個對應金屬嵌件或孔的位置開設排氣槽。
[0009]模具成型部分的材質硬度在HRC55以上。
[0010]模具型心、型腔表面必須進行鍍鉻處理。
[0011]模具型心、型腔表面粗糙度為Ra0.1。
[0012]所述排氣槽的深度最小為0.5mm。
[0013]當金屬嵌件或孔周圍的塑料壁厚小于1_時，在此處增加壁厚2?3_。
[0014]一種采用上述模具結構進行聚酰亞胺材料注射成型的工藝，其特征在于步驟如下:
[0015]步驟1:按照材料干燥工藝條件對材料進行干燥處理；
[0016]步驟2:對金屬嵌件進行預熱，預熱溫度與模具溫度相同或高于模具溫度10°C ；
[0017]步驟3:對模具加熱并溫度控制在200?230°C，然后注射聚酰亞胺材料；
[0018]步驟4:將成型后的廣品直接放入200±5 C的供箱中，待穩定處理時間結束后，隨箱冷卻。
[0019]步驟2中，當金屬嵌件外形尺寸> Φ 80 X 100，塑料壁厚< 2mm時，成型前對金屬嵌件與塑料粘接的表面進行化學腐蝕處理或表面吹砂清洗表面處理，然后涂覆耐高溫的偶聯劑。
[0020]所述偶聯劑為A-151。
[0021]步驟3中，當制品外形尺寸大于約Φ60 X 80，且壁厚小于2mm時，模具溫度需提高到 260。。。
[0022]有益效果
[0023]本發明提出的一種聚酰亞胺材料注射成型用模具結構及注射成型的工藝，設計的模具設置加熱裝置和隔熱層，保證熱效率及模具溫度的穩定性；模具成型部分所用材料必須選用高溫熱膨脹系數小的材料，成型部分材質硬度需在HRC55以上，便于產品順利脫模；模具型腔的出模斜度應大于0.5°，保證產品順利脫出，表面不拉傷；在每個對應金屬嵌件或孔的位置開設排氣槽，滿足消除熔接痕的目的。當大型產品帶金屬嵌件時，金屬嵌件必須進行化學腐蝕處理或表面吹砂清洗，并涂高溫偶聯劑如A-151等；另外，產品加工后需直接進入200±5°C烘箱中進行穩定處理，防止產品產生裂紋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1:實施例1的零件整體示意圖,壁薄之處L小于Imm ；
[0025]圖2:對實施例1的零件整體壁薄之處，L增加2?3mm
[0026]圖3:對實施例1的零件整體壁薄之處L增加2?3_的局部放大示意圖
[0027]圖4:實施例2的零件整體示意圖。
【具體實施方式】
[0028]現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述:
[0029]針對本發明實施例1的聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:在模具型腔處設置加熱棒孔，熱棒孔內設有加熱棒；在模具的周圍設有隔熱層；模具設置的加熱裝置，其加熱功率應能滿足260°C溫度要求。用加熱棒加熱來提高模具溫度。為了保證熱效率及模具溫度的穩定性，需要在模具的周圍增加隔熱層。
[0030]模具型腔的出模斜度大于0.5°，以保證產品順利脫出，表面不拉傷。
[0031]進澆口采用直接進料方式，進澆口的深度尺寸需達到澆口處壁厚的2/3 ;在每個對應金屬嵌件或孔的位置開設排氣槽，深度最小為0.5_。以保證產品外觀質量和融合縫處強度。
[0032]由于本實施例的金屬嵌件或孔周圍的塑料壁厚較薄時，如小于1mm，則采用增加排氣槽無法滿足消除熔接痕的目的，則需在小于Imm之處增加壁厚2?3mm，見圖3。
[0033]模具成型部分的材質硬度在HRC55以上，模具型心、型腔表面必須進行鍍鉻處理，模具型心、型腔表面粗糙度為Ra0.1。因該材料在成型過程中會發生縮聚反應，有低分子揮發物產生，對模具會造成腐蝕，表面粗糙度為Ra0.1，便于產品順利脫模。
[0034]采用模具結構進行聚酰亞胺材料注射成型的工藝，其特征在于步驟如下:
[0035]步驟1:按照材料干燥工藝條件對材料進行干燥處理；[0036]步驟2:對金屬嵌件進行預熱，預熱溫度與模具溫度相同或高于模具溫度10°C ；
[0037]步驟3:對模具加熱并溫度控制在200~230°C，然后注射聚酰亞胺材料；當制品外形尺寸大于約Φ60 X 80，且壁厚小于2mm時，模具溫度需提高到260°C。
[0038]步驟4:將成型后的廣品直接放入200±5 C的供箱中，待穩定處理時間結束后，隨箱冷卻。
[0039]對于金屬嵌件外形尺寸>約Φ80Χ100，塑料壁厚≤2mm時，為了保證金屬嵌件與塑料的粘接，減少因材料后收縮造成的裂紋或脫落，成型前需對金屬嵌件與塑料粘接的表面進行化學腐蝕處理或表面吹砂清洗表面處理，后涂覆耐高溫的偶聯劑如A-151。
【權利要求】
1.一種聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:在模具型腔處設置加熱棒孔，熱棒孔內設有加熱棒；在模具的周圍設有隔熱層；模具型腔的出模斜度大于0.5° ;進澆口采用直接進料方式，進澆口的深度尺寸需達到澆口處壁厚的2/3 ;在每個對應金屬嵌件或孔的位置開設排氣槽。
2.根據權利要求1所述聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:模具成型部分的材質硬度在HRC55以上。
3.根據權利要求1或2所述聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:模具成型內表面必須進行鍍鉻處理。
4.根據權利要求1所述聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:模具的內表面粗糙度為Ra0.1。
5.根據權利要求1所述聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:所述排氣槽的深度最小為0.5mm。
6.根據權利要求1所述聚酰亞胺材料注射成型用模具結構，其特征在于:當金屬嵌件或孔周圍的塑料壁厚小于1_時，在此處增加壁厚2?3_。
7.一種采用權利要求1?6所述任一項模具結構進行聚酰亞胺材料注射成型的工藝，其特征在于步驟如下: 步驟1:按照材料干燥工藝條件對材料進行干燥處理； 步驟2:對金屬嵌件進行預熱，預熱溫度與模具溫度相同或高于模具溫度10°C ； 步驟3:對模具加熱并溫度控制在200?230°C，然后注射聚酰亞胺材料； 步驟4:將成型后的產品直接放入200±5°C的烘箱中，待穩定處理時間結束后，隨箱冷卻。
8.根據權利要求7所述的工藝，其特征在于:步驟2中，當金屬嵌件外形尺寸>Φ80Χ 100，塑料壁厚< 2mm時，成型前對金屬嵌件與塑料粘接的表面進行化學腐蝕處理或表面吹砂清洗表面處理，然后涂覆耐高溫的偶聯劑。
9.根據權利要求8所述的工藝，其特征在于:所述偶聯劑為A-151。
10.根據權利要求8所述的工藝，其特征在于:步驟3中，當制品外形尺寸大于約Φ60 X 80，且壁厚小于2mm時，模具溫度需提高到260°C。
【文檔編號】B29C45/26GK103692618SQ201310562751
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】趙小葳, 薛樹青, 趙紅華, 韋亮亮, 白春華, 劉鵬, 張搏, 榮玲, 梁林 申請人:陜西航空電氣有限責任公司, 陜西秦航機電有限責任公司