廣東省江門市江海區(qū)新雄利塑料科技有限公司
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尼龍改性料特殊的性能使其在汽車、電子電氣設(shè)備、機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)器材、紡織、船舶、海洋工程等方面得到廣泛應(yīng)用。高端裝備制造和新材料是日前科創(chuàng)板企業(yè)倍計(jì)劃重點(diǎn)鼓勵(lì)推薦的五大行業(yè)之一,它主要包括:船舶、高端軌道交通、海洋工程、高端數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人及新材料。今天我們就講講改性尼龍新材料和船舶、海洋工程的結(jié)合會(huì)帶來哪些變化?還有尼龍改性料需要注意什么呢?
一、船舶海洋關(guān)系國(guó)計(jì)民生,經(jīng)濟(jì)命脈
以尼龍玻纖、碳纖等工程塑料在船舶上主要用作各種結(jié)構(gòu)零部件和傳動(dòng)零部件,它們均具有免維護(hù)、免潤(rùn)滑、抗海水、化學(xué)品、耐腐蝕的特性并且堅(jiān)固可靠。與傳統(tǒng)的鋼制材料相比工程塑料性能更強(qiáng)、自重更輕、價(jià)格更便宜。元件甚至可以在高溫和惡劣的環(huán)境下保持高性能運(yùn)行,如軸承、螺旋槳、活塞環(huán)、齒輪、滑輪、手柄、罩殼等。
二、螺旋槳
船用螺旋槳主要采用玻璃纖維增強(qiáng)尼龍制造,可用于游艇、救生艇、拖輪等船舶上。玻璃纖維增強(qiáng)尼龍螺旋槳葉片為雙曲面,采用長(zhǎng)度為8mm左右的高強(qiáng)度玻璃纖維、為提高材料的結(jié)晶性,在物料中通常加入0.5%-1.0%的成型劑,以提高機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、硬度和減少表面粗糙度,降低吸水性、翹曲變形。在成型后,制品應(yīng)進(jìn)行熱后處理,以減少內(nèi)應(yīng)力,提高結(jié)晶度,穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)。改性尼龍螺旋槳耐磨性和耐腐蝕性好,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便,可節(jié)約大量的銅等有色金屬,質(zhì)量輕,可提高船舶航速,其推力比鑄鐵大20%,成本僅為銅的1/5,但改性尼龍螺旋槳的耐熱性較低,僅為100℃,且易產(chǎn)生彈性變形。(雖然海水中并不存在超過100度的極端情況。)目前TPM3D等成熟SLS尼龍材料3D打印制造商的產(chǎn)品均能克服耐熱性不好的缺點(diǎn)。
三、軸承
船舶艉軸承,以前主要采用鐵梨木,鉑合金等材料,鐵梨木軸承用水潤(rùn)滑,鉑合金艉軸承用油潤(rùn)滑。它們制造工藝復(fù)雜,周期長(zhǎng),成本高。采用塑料艉軸承,可以有效地彌補(bǔ)上述艉軸承的不足,通常選用改性尼龍、ABS等工程塑料作為基材。還有船用輔機(jī)軸承,以前大都采用銅合金材料,用銅量大,使用中容易咬死或?qū)е螺S頸磨損。采用工程塑料軸承,不僅可以節(jié)省大量有色金屬,而且耐磨損性和潤(rùn)滑性優(yōu)良,運(yùn)轉(zhuǎn)中噪聲小,即使工程塑料軸承燒壞,也不會(huì)影響軸頸。水泵軸承船用輔機(jī)水泵軸承原采用銅背澆鉛材料,制造工藝復(fù)雜,安裝也不方便,現(xiàn)采用改性尼龍材料,簡(jiǎn)化了制造工藝,延長(zhǎng)了使用壽命,另外,海談水泵的工作溫度不高,可以方便地采用水來冷卻潤(rùn)滑,有利于工程塑料軸承的使用。水密門梢軸襯套水密門梢軸襯套原采用銅合金材料,制造時(shí)需將銅棒經(jīng)多道機(jī)械加工工序,現(xiàn)采用尼龍6等制得,提高了生產(chǎn)效率,并節(jié)約了有色金屬。舵軸承包括舵桿上下軸承和舵托止推軸承,均可采用尼龍材料。舵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度較慢,載荷也不是很大,采用尼龍就可以取得很好效果。
四、齒輪
在船舶上使用的塑料齒輪可由多種工程塑料制造,目前主要有尼龍6、尼龍12、尼龍66、玻璃纖維增強(qiáng)尼龍、聚碳酸酯、ABS、等。它們具有較高的剛性和疲勞強(qiáng)度,耐磨性和耐熱性好,摩擦因數(shù)低,成型簡(jiǎn)便,因此得到了廣泛應(yīng)用。
五、罩殼
在船舶上使用的塑料罩殼,通常均用各種增強(qiáng)工程塑料,如玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6、玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66、玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛等制成。以代替各種鋼板、鑄鐵、鋁合金等金屬材料,其特點(diǎn)是質(zhì)量輕、耐腐蝕性好,生產(chǎn)效率高。
其中尼龍改性需要注意什么呢?
一、料筒溫度設(shè)定:因尼龍是結(jié)晶型聚合物,所以熔點(diǎn)明顯,尼龍類樹脂在注塑時(shí)所選擇的料筒溫度同樹脂本身的性能、設(shè)備、制品的形狀因素有關(guān)。過高的料溫易使膠件出現(xiàn)色變、質(zhì)脆及銀絲,而過低的料溫使材料很硬可能損傷模具及螺桿。一般 PA6 的熔體溫度最低為二百二十℃,PA66 為二百五十℃。由于尼龍的熱穩(wěn)定性較差,所以不宜高溫長(zhǎng)時(shí)間在料筒中停留,以免引起物料變色發(fā)黃,同時(shí)由于尼龍的流動(dòng)性較好,溫度超過其熔點(diǎn)后就流動(dòng)迅速。
二、模具溫度的設(shè)定:因尼龍是結(jié)晶型聚合物,所以熔點(diǎn)明顯,尼龍類樹脂在注塑時(shí)所選擇的料筒溫度同樹脂本身的性能、設(shè)備、制品的形狀因素有關(guān)。過高的料溫易使膠件出現(xiàn)色變、質(zhì)脆及銀絲,而過低的料溫使材料很硬可能損傷模具及螺桿。一般 PA6 的熔體溫度最低為二百二十℃,PA66 為二百五十℃。由于尼龍的熱穩(wěn)定性較差,所以不宜高溫長(zhǎng)時(shí)間在料筒中停留,以免引起物料變色發(fā)黃,同時(shí)由于尼龍的流動(dòng)性較好,溫度超過其熔點(diǎn)后就流動(dòng)迅速。
三、制品的壁厚:尼龍的流長(zhǎng)比為一百五十至兩百之間,尼龍的制品壁厚不低于零點(diǎn)八mm,一般在一至三點(diǎn)二mm之間選擇,而且制品的收縮與制品的壁厚有關(guān),壁厚越厚收縮越大。
四、排氣:尼龍樹脂的溢邊值為零點(diǎn)零三mm左右,所以排氣孔槽應(yīng)控制在零點(diǎn)零二五以下。
五、玻纖填充量范圍:尼龍的成型過程中,降低模具溫度、加大注射壓力、降低料溫都會(huì)在一定程度上減小尼龍的收縮率,使制品內(nèi)應(yīng)力加大易變形。例如PA66收縮率在百分之一點(diǎn)五到百分之二之間,PA6的收縮率在百分之一到百分之一點(diǎn)五之間,在加入玻璃纖維添加劑后可以使收縮率降低到百分之零點(diǎn)三左右。
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