模頭加熱方式對(duì)型材擠出的影響

專家姓名：王 耀　　類別：技術(shù)交流

摘 要:本文通過(guò)對(duì)模頭加熱方式的分類描述、溫度的設(shè)定和控制以及操作方面的注意事項(xiàng)來(lái)分別闡其對(duì)型材擠出以及型材質(zhì)量的影響。
關(guān)鍵詞:模頭加熱方式、擠出、溫度控制、影響
Abstract: The main body of a book is forced out by the fact that classify and describe heating way to the model head , comes to set forth respectively the temperature setting up and the matters needing attention controlling and handling aspect's whose to the section bar and section bar mass effect.
Keywords: The model squeezes before heating way, the temperature controls , affects
在塑料異型材擠出過(guò)程中,模頭的作用是在一定的溫度和壓力下,將擠出機(jī)混煉塑化后的的熔體通過(guò)模腔流道幾何形狀和尺寸的變化,使之形成符合預(yù)定要求的斷面形狀的連續(xù)型坯.。那么除了模頭的結(jié)構(gòu)、流道設(shè)計(jì)、材質(zhì)、粗糙度等因素對(duì)型材的擠出有主要影響外,其模頭的加熱方式也直接影響著型材制品的正常擠出以及型材的表觀和內(nèi)在質(zhì)量。下面分別就不同方式的加熱板對(duì)型材擠出的影響做對(duì)比描述:
最早應(yīng)用于口模加熱的是“∟”型和“∏”型（見(jiàn)圖a、圖b）兩種方式,
逐漸演變成后來(lái)的四片式,其材質(zhì)分別有鑄鋁、鑄銅以及不銹鋼或鐵皮包敷的石英砂、石棉、云母或陶瓷構(gòu)成的加熱片,無(wú)論是什么材質(zhì)的加熱片的作用就是給口模提供必需的熱源,其只是在導(dǎo)熱性、保溫性和使用周期上有所區(qū)別。那么真正影響到物料正常擠出的則是口模的加熱方式。
1. “∟”型和“∏”型
“∟”型和“∏”型加熱片是非常近似的兩中加熱形式，都是通過(guò)兩個(gè)電源兩個(gè)熱電偶來(lái)實(shí)現(xiàn)模頭的加熱和溫度控制，這兩種形式的加熱最致命的缺陷就是對(duì)模具出料的均勻程度要求特別高，出料輕微的偏差，象壁厚不均勻等就沒(méi)法調(diào)整只好去處理口模的流道，這樣就加大了工作的難度不利于正常穩(wěn)定的擠出。而且由于其結(jié)構(gòu)形式的原因，鋁板內(nèi)加熱管的分布不均勻也造成了導(dǎo)熱的失衡，導(dǎo)致型坯的出料不均。另外隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)加熱板會(huì)發(fā)生受熱變形與口模的結(jié)合程度不太嚴(yán)緊也會(huì)造成導(dǎo)熱的失衡，導(dǎo)致型坯出料不均。
2. 四片式加熱片
四片式加熱片也有兩種結(jié)構(gòu)形式,(見(jiàn)圖c、圖d),四片式的加熱是通過(guò)四個(gè)電源和四個(gè)熱電偶來(lái)分別對(duì)口模的四個(gè)面（區(qū)）進(jìn)行加熱和控制的,這種方式的

最大優(yōu)點(diǎn)就是能彌補(bǔ)輕微的出料不均,可以適當(dāng)調(diào)高或調(diào)低故障面的溫度來(lái)使對(duì)應(yīng)面的壁厚變厚或變薄出料變快或變慢。但溫度的調(diào)整要控制在3-5℃，超過(guò)10℃的設(shè)定是不正常的，這時(shí)即使能夠彌補(bǔ)型材的壁厚等缺陷，但是對(duì)型材的平直度由于冷卻速率的不同也會(huì)造成影響，而且還會(huì)影響到其密實(shí)度，造成對(duì)低溫落錘或角強(qiáng)度指標(biāo)的影響，對(duì)型材尺寸變化率指標(biāo)的影響特別大。這時(shí)就應(yīng)該對(duì)口模的流道作適當(dāng)?shù)男拚��?br /> 象圖c所示的加熱片往往也會(huì)受其結(jié)構(gòu)影響造成后期受熱變形，特別是每塊板的中間部位與模具結(jié)合面形成0.2mm-1mm的間隙,不注意觀察很難發(fā)現(xiàn),這就要求定期對(duì)加熱板的平面度進(jìn)行檢查,并加以校正,以免出現(xiàn)由于變形形成間隙而造成的口模加熱失衡,影響到口模出料的均勻性。
無(wú)論是哪種方式的加熱片，鑄銅、鑄鋁、不銹鋼或鐵皮包敷的，如果是普通結(jié)構(gòu)，其熱量的損失是嚴(yán)重的�，F(xiàn)在新型的加熱片有所改進(jìn)（如圖e），其最大的優(yōu)點(diǎn)是在保證正常導(dǎo)熱的情況下，防止熱量的損失和熱變形。最上層是不銹鋼板（不銹鋼板的導(dǎo)熱、系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銅或鋁，而且不銹鋼的強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅和鋁），最下層與口模直接結(jié)合的一層是鑄鋁保證了其優(yōu)良的導(dǎo)熱性，中間一層是由不銹鋼片包敷的加熱片，這樣既保證了熱量的傳遞又防止了熱量的損失，還防止了加熱片的變形。這是在口模加熱片上的一大進(jìn)步。
現(xiàn)在，根據(jù)模具廠家設(shè)計(jì)的不同，有些廠家的口模的加熱方式在軸向結(jié)構(gòu)上也是不一樣的，有的廠家整個(gè)口模采用一段式加熱（圖f、即連接頭和口模為一體呈長(zhǎng)方體），有的則采用兩段式（圖j即連接頭為圓柱體，口模為長(zhǎng)方體）， 這個(gè)要根據(jù)每個(gè)廠家的設(shè)計(jì)特點(diǎn)特別是口模流道的設(shè)計(jì)來(lái)確定的。筆者認(rèn)為兩段式的結(jié)構(gòu)要優(yōu)于一段式的結(jié)構(gòu)，其原理在于兩段式更符合塑料成型的特點(diǎn)，更有利于溫度的設(shè)定，也更有利于物料的擠出成型。因?yàn)闊o(wú)論是什么樣的型材配方首既要保證物料的塑化也要防止物料的降解，但必須要保證物料的出模溫度才能賦予型材好的光亮性和光潔度，兩段式加熱更適合這一要求。一般兩段式的連接頭溫度設(shè)定在185-190℃之間，口模則設(shè)定為190-200℃之間，事實(shí)證明這更有利于型材的擠出。
國(guó)內(nèi)有個(gè)別廠家正在嘗試模唇可視面局部加熱來(lái)提高型材的光亮度的方法（如圖h），已取得成效。其作用就是在物料出口模時(shí)瞬間提高可視面的局部溫度，既能賦予型材表面更高的光亮度，又防止了物料的降解。

值得注意的是任何一種加熱方式，在操作時(shí)一定要注意電源與熱電偶的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比如說(shuō)相臨兩區(qū)口模一、二區(qū)的熱電偶由于疏忽相互接錯(cuò)的話,那么口模一區(qū)的熱電偶測(cè)的是口模二區(qū)的溫度但卻控制著一區(qū)的加熱板，口模二區(qū)的熱電偶測(cè)的是口模一區(qū)的溫度但卻控制著二區(qū)的加熱板，這時(shí)如果一區(qū)設(shè)定195℃，二區(qū)設(shè)定190℃，那么這時(shí)一區(qū)儀表顯示的是二區(qū)的溫度，在達(dá)不到195℃時(shí)它會(huì)一直加熱，其實(shí)這時(shí)一區(qū)的溫度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了195℃。同樣道理，二區(qū)儀表顯示的是一區(qū)的溫度，在達(dá)到190℃時(shí)它會(huì)停止加熱，其實(shí)這時(shí)二區(qū)的溫度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于190℃。這就造成了相臨兩區(qū)的溫度差別更大，導(dǎo)致型坯的出料不均，甚至不能正常擠出，這也是在型材擠出時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
另外，一般的模具進(jìn)廠以后要經(jīng)過(guò)調(diào)試，調(diào)試時(shí)的加熱板安裝順序最好要作好標(biāo)記，以便在今后正常生產(chǎn)時(shí)按照此順序來(lái)進(jìn)行安裝使用。因?yàn)橛行┠ｎ^加熱板兩塊或四塊裝配時(shí)可以互換，但由于制造精度的原因不可能這兩塊或四塊加熱板的功率完全一致，如果存在誤差，你又沒(méi)有按照調(diào)試時(shí)的順序裝配的話，勢(shì)必會(huì)造成型坯出料的變化，造成出料不均。
只要我們掌握這些規(guī)律和注意這些事項(xiàng)就會(huì)及時(shí)處理型材由于口模溫度的影響而造成出料不勻、型材彎曲、尺寸變化率超標(biāo)等問(wèn)題。以上是筆者根據(jù)多年的觀察和驗(yàn)證總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，在這里與同行朋友共同探討。

參考文獻(xiàn)：
1.《塑料門窗技術(shù)》揚(yáng)安昌 等編著。北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003.9

發(fā)表時(shí)間：2007-11-16

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