更銳利的模頭有利于更平滑的擠出

文/Frankland塑料咨詢有限公司 Jim Frankland

黃銅清洗工具對(duì)于模頭出口的磨損，會(huì)導(dǎo)致擠出物具有較高的表面粗糙度。因此，在定期清洗模頭中，有必要采用真正起到保護(hù)作用的軟銅工具，以保持模頭出口邊緣的銳利。

許多模頭流動(dòng)的問題會(huì)影響擠出制品的表面粗糙度，但是經(jīng)常被忽略的一個(gè)問題是模頭出口形狀的“銳度”。如果銳度被破壞，聚合物會(huì)粘附在模頭表面。此外，所有的聚合物因?yàn)樵谀ｎ^出口處發(fā)生分子取向，都會(huì)有一定程度的離模膨脹。離模膨脹會(huì)隨著速度增加、成型段長(zhǎng)度減小、溫度降低和聚合物的分子性能提高而增大。與模頭表面的粘合，再加上離模膨脹，如果沒有一個(gè)尖銳的斷裂點(diǎn)，會(huì)使聚合物在離開后沿模頭表面流動(dòng)，而不是直接離開模頭面移動(dòng)到下游。在模頭出口處存在任何半徑都會(huì)加劇這種情況，導(dǎo)致聚合物由于粘附和膨脹的共同作用而繼續(xù)沿著模頭表面流動(dòng)。這種出口半徑通常不是通過設(shè)計(jì)引入的，而是由定期維護(hù)和/或測(cè)量造成的。即多次使用硬質(zhì)物體接觸模頭出口邊緣會(huì)使銳利邊緣磨損，最終形成一個(gè)半徑。

雖然使用軟質(zhì)工具來清潔模頭是明智的，但是應(yīng)當(dāng)指出的是所有具有“金”色的金屬不一定都是軟質(zhì)金屬。典型低碳鋼的洛氏（Rockwell）硬度小于71Rb。純銅一般小于10Rb，但黃銅合金的硬度為63Rb，某些銅合金的硬度甚至高達(dá)98Rb。常可以看到操作人員使用剃刀、鋼刮刀、硬鉆、鋼絲刷、不銹鋼塞尺，甚至螺絲刀在模頭上操作。這類工具往往比模頭出口邊緣更硬，除非這些模頭邊緣是用經(jīng)過熱處理的高碳鋼制成的，否則很快會(huì)使它們磨損。

在帶有一個(gè)大半徑的模頭出口處（下），當(dāng)聚合物應(yīng)該干凈利落地脫離模頭面并向下游移動(dòng)時(shí)，因?yàn)檎掣接诒谏隙刂霃搅鲃?dòng)，然后膨脹。這會(huì)導(dǎo)致擠出物表面微撕裂，并在模頭面半徑上或其上方留下聚合物形成咬模。而銳利邊緣（上）卻能帶來更平滑的擠出物

圖中比較了一個(gè)具有銳利邊緣的模頭和一個(gè)帶有半徑的模頭的“分離”效果。當(dāng)聚合物需要干凈利落地脫離模頭面并向下游移動(dòng)時(shí)，因?yàn)檎掣降奖谏隙刂霃搅鲃?dòng)，然后膨脹。這會(huì)導(dǎo)致擠出物表面微撕裂，在模頭面半徑上或其上方留下聚合物形成咬模。撕裂加上咬模通常是擠出制品表面粗糙度高的主要原因。已發(fā)現(xiàn)小至0.010 in（0.254 mm）的半徑造成了某些聚合物表面撕裂和模頭面咬模。

顯然，模頭需要定期清洗。在實(shí)際操作中，黃銅工具常被認(rèn)為具有保護(hù)作用而被頻繁地用于清洗模頭。然而，黃銅的硬度足以磨損模頭的銳利邊緣，形成一個(gè)半徑或倒角。為此，模頭出口面應(yīng)該定期得到修整，以恢復(fù)銳利邊緣。這可以通過表面研磨來完成，但是需要移動(dòng)和拆卸模頭，使停機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)。

實(shí)際上，只要使用軟銅材質(zhì)的刮刀、網(wǎng)紗和塞尺等工具來清洗模頭，就可以防止這種磨損和許多表面缺陷，從而也就無需拆卸模頭來修整模頭出口。