模头加热方式对型材挤出的影响

专家姓名：王 耀　　类别：技术交流

摘 要:本文通过对模头加热方式的分类描述、温度的设定和控制以及操作方面的注意事项来分别阐其对型材挤出以及型材质量的影响。
关键词:模头加热方式、挤出、温度控制、影响
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
在塑料异型材挤出过程中,模头的作用是在一定的温度和压力下,将挤出机混炼塑化后的的熔体通过模腔流道几何形状和尺寸的变化,使之形成符合预定要求的断面形状的连续型坯.。那么除了模头的结构、流道设计、材质、粗糙度等因素对型材的挤出有主要影响外,其模头的加热方式也直接影响着型材制品的正常挤出以及型材的表观和内在质量。下面分别就不同方式的加热板对型材挤出的影响做对比描述:
最早应用于口模加热的是“∟”型和“∏”型（见图a、图b）两种方式,
逐渐演变成后来的四片式,其材质分别有铸铝、铸铜以及不锈钢或铁皮包敷的石英砂、石棉、云母或陶瓷构成的加热片,无论是什么材质的加热片的作用就是给口模提供必需的热源,其只是在导热性、保温性和使用周期上有所区别。那么真正影响到物料正常挤出的则是口模的加热方式。
1. “∟”型和“∏”型
“∟”型和“∏”型加热片是非常近似的两中加热形式，都是通过两个电源两个热电偶来实现模头的加热和温度控制，这两种形式的加热最致命的缺陷就是对模具出料的均匀程度要求特别高，出料轻微的偏差，象壁厚不均匀等就没法调整只好去处理口模的流道，这样就加大了工作的难度不利于正常稳定的挤出。而且由于其结构形式的原因，铝板内加热管的分布不均匀也造成了导热的失衡，导致型坯的出料不均。另外随着使用时间的加长加热板会发生受热变形与口模的结合程度不太严紧也会造成导热的失衡，导致型坯出料不均。
2. 四片式加热片
四片式加热片也有两种结构形式,(见图c、图d),四片式的加热是通过四个电源和四个热电偶来分别对口模的四个面（区）进行加热和控制的,这种方式的

最大优点就是能弥补轻微的出料不均,可以适当调高或调低故障面的温度来使对应面的壁厚变厚或变薄出料变快或变慢。但温度的调整要控制在3-5℃，超过10℃的设定是不正常的，这时即使能够弥补型材的壁厚等缺陷，但是对型材的平直度由于冷却速率的不同也会造成影响，而且还会影响到其密实度，造成对低温落锤或角强度指标的影响，对型材尺寸变化率指标的影响特别大。这时就应该对口模的流道作适当的修整。
象图c所示的加热片往往也会受其结构影响造成后期受热变形，特别是每块板的中间部位与模具结合面形成0.2mm-1mm的间隙,不注意观察很难发现,这就要求定期对加热板的平面度进行检查,并加以校正,以免出现由于变形形成间隙而造成的口模加热失衡,影响到口模出料的均匀性。
无论是哪种方式的加热片，铸铜、铸铝、不锈钢或铁皮包敷的，如果是普通结构，其热量的损失是严重的。现在新型的加热片有所改进（如图e），其最大的优点是在保证正常导热的情况下，防止热量的损失和热变形。最上层是不锈钢板（不锈钢板的导热、系数远远低于铜或铝，而且不锈钢的强度要远远高于铜和铝），最下层与口模直接结合的一层是铸铝保证了其优良的导热性，中间一层是由不锈钢片包敷的加热片，这样既保证了热量的传递又防止了热量的损失，还防止了加热片的变形。这是在口模加热片上的一大进步。
现在，根据模具厂家设计的不同，有些厂家的口模的加热方式在轴向结构上也是不一样的，有的厂家整个口模采用一段式加热（图f、即连接头和口模为一体呈长方体），有的则采用两段式（图j即连接头为圆柱体，口模为长方体）， 这个要根据每个厂家的设计特点特别是口模流道的设计来确定的。笔者认为两段式的结构要优于一段式的结构，其原理在于两段式更符合塑料成型的特点，更有利于温度的设定，也更有利于物料的挤出成型。因为无论是什么样的型材配方首既要保证物料的塑化也要防止物料的降解，但必须要保证物料的出模温度才能赋予型材好的光亮性和光洁度，两段式加热更适合这一要求。一般两段式的连接头温度设定在185-190℃之间，口模则设定为190-200℃之间，事实证明这更有利于型材的挤出。
国内有个别厂家正在尝试模唇可视面局部加热来提高型材的光亮度的方法（如图h），已取得成效。其作用就是在物料出口模时瞬间提高可视面的局部温度，既能赋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种加热方式，在操作时一定要注意电源与热电偶的对应关系，比如说相临两区口模一、二区的热电偶由于疏忽相互接错的话,那么口模一区的热电偶测的是口模二区的温度但却控制着一区的加热板，口模二区的热电偶测的是口模一区的温度但却控制着二区的加热板，这时如果一区设定195℃，二区设定190℃，那么这时一区仪表显示的是二区的温度，在达不到195℃时它会一直加热，其实这时一区的温度已经远远超过了195℃。同样道理，二区仪表显示的是一区的温度，在达到190℃时它会停止加热，其实这时二区的温度会远远低于190℃。这就造成了相临两区的温度差别更大，导致型坯的出料不均，甚至不能正常挤出，这也是在型材挤出时经常出现的错误。
另外，一般的模具进厂以后要经过调试，调试时的加热板安装顺序最好要作好标记，以便在今后正常生产时按照此顺序来进行安装使用。因为有些模头加热板两块或四块装配时可以互换，但由于制造精度的原因不可能这两块或四块加热板的功率完全一致，如果存在误差，你又没有按照调试时的顺序装配的话，势必会造成型坯出料的变化，造成出料不均。
只要我们掌握这些规律和注意这些事项就会及时处理型材由于口模温度的影响而造成出料不匀、型材弯曲、尺寸变化率超标等问题。以上是笔者根据多年的观察和验证总结的经验，在这里与同行朋友共同探讨。

参考文献：
1.《塑料门窗技术》扬安昌 等编著。北京 化学工业出版社 2003.9

发表时间：2007-11-16

免责声明：以上所展示的信息由专家自行提供，内容的真实性、准确性和合法性未经中国化工网证实，仅供您参考，请谨慎采用，风险自负。