PEEK heeft de voordelen van hoge mechanische sterkte, weerstand tegen hoge temperaturen, slagvastheid, vlamvertragend, zuur- en alkalibestendigheid, harde textuur, lange levensduur, enz. en kent een groot aantal toepassingen in de auto-industrie, ruimtevaart, medische apparatuur en andere gebieden.
PEEK hars werd voor het eerst gebruikt in de ruimtevaartindustrie, waar het aluminium en andere metalen materialen verving bij de productie van verschillende vliegtuigonderdelen.
In de auto-industrie, als gevolg van PEEK hars heeft een goede wrijvingsweerstand en mechanische eigenschappen, als de grondstof voor de productie van motor covers, met de productie van lagers, pakkingen, afdichtingen, koppelingsringen, en andere onderdelen in de transmissie, remmen en airconditioning systeem in de auto wordt veel gebruikt.
PEEK hars is de ideale elektrische isolator, in hoge temperatuur, hoge druk en hoge vochtigheid en andere barre werkomstandigheden, maar nog steeds handhaven van goede elektrische isolatie-eigenschappen, zodat de elektronische informatie veld geleidelijk aan de tweede grootste toepassingsgebied van PEEK hars.
De productie van ultrazuivere watertransportbuizen, kleppen en pompen in de halfgeleiderindustrie wordt vaak gebruikt voor de productie van waferdragers, elektronische isolatiemembranen en diverse aangesloten apparaten.
Als semikristallijne technische kunststof is PEEK onoplosbaar in bijna alle andere oplosmiddelen dan geconcentreerd zwavelzuur. Daarom wordt het vaak gebruikt voor de productie van compressorkleppen, zuigerveren, afdichtingen en diverse chemische pomphuizen en kleponderdelen.
PEEK hars is ook bestand tegen 3.000 cycli van autoclaveren bij 134 graden C. Dankzij deze eigenschap kan het worden gebruikt voor de productie van chirurgische en tandheelkundige apparatuur met hoge sterilisatie-eisen en herhaald gebruik. PEEK molding temperatuur 320 graden ~ 390 graden C.
Droogtemperatuur 160 ~ 185°C gedurende 5H ~ 8H; matrijstemperatuur 140 ~ 180°C. De spuitgiettemperatuur van dit materiaal is zeer hoog en belast de schroef zwaar. Stel daarom geen te hoge schroefsnelheid in. Gebruik een injectiedruk van 100 ~ 130MPa en een injectiesnelheid van 40 ~ 80. Reinig de schroef direct na het vormen met PE-was; laat PEEK niet in de schroef achter.
PEEK presteert op veel gebieden uitzonderlijk goed en PEEK-spuitgietonderdelen bieden dan ook veel ontwikkelingspotentieel. Ze kunnen echter verschillende defecten vertonen, waaronder koude materiaalpunten, zilverstrepen, porositeit, samenvloeiingslijnen en kromtrekken.
De auteur gebruikt een bedieningsringdeur uit een vliegtuigcabine als voorbeeld en bespreekt defecten in het spuitgietproces en de procesoptimalisatie van PEEK-spuitgietonderdelen.
Analyse van vormfouten bij PEEK-producten
Onderstaande afbeelding toont een zwart PEEK product met inserts voor een klep, dat spuitgegoten is met Victrex PEEK 450G. Het product is 110 mm in diameter en 15 mm dik met M6 x 1 stalen inserts.
De grootste moeilijkheid van dit product in het gietproces is dat het product uiterlijk gebreken heeft, waaronder koud materiaal, zilverpatroon, luchtgaten en smeltsporen, enz. Er zijn sporen van gating in het midden van de voorste toevoer.
De defecten aan het uiterlijk werden geanalyseerd vanuit het oogpunt van mens, machine, materiaal, methode en omgeving, en er werden overeenkomstige maatregelen genomen. Na het gieten worden de markeringen verwijderd door machinale bewerking om ervoor te zorgen dat de voorkant vlak is en de dikte voldoet aan de ontwerpvereisten.
Probleem met koud materiaal
Het probleem met koud materiaal heeft twee belangrijke oorzaken：
Tijdens het productieproces is de koudepropvanger van de spuitgietmatrijs niet volgens de specificaties ontworpen of is de koudepropvanger verwijderd.
Zodat de gesmolten toestand van het polymeer in de productie en de lagere temperatuur schimmel contact, het voorste deel van de gesmolten toestand zal worden in warmte-overdracht en de temperatuur snel zal afnemen, en dus lager dan het smeltpunt van PEEK 343 ℃, moet in de gesmolten fase van PEEK zal snel stollen in koud materiaal.
Als aan het einde van het toevoerkanaal geen koudpropvanger aanwezig is, stroomt koud materiaal tijdens de productie gemakkelijk het product in, wat defecten in de spuitgietonderdelen veroorzaakt.
PEEK-materialen worden gemaakt volgens een speciaal proces. Als de dikte van het product groot is, moet het lang worden gekoeld. De temperatuur van de spuitmond kan oplopen tot 400°C, maar de temperatuur rondom het materiaal bereikt die waarde niet en door het grote temperatuurverschil wordt de warmte snel afgevoerd.
Als de temperatuur van de aanspuitbus laag is en het contact met de spuitmond van de spuitgietmachine lang duurt, stolt het gesmolten materiaal zeer gemakkelijk zodra de temperatuur tot het smeltpunt van PEEK daalt. Dit verstoort het spuitgietproces. Daarom moet de cilinder direct worden teruggetrokken nadat het materiaal is geïnjecteerd en de nadruk is voltooid, zodat de matrijs en spuitmond op afstand blijven (vóór het vullen).
Om te voorkomen dat de spuitmond van het fenomeen van stroomvertraging, moet een goede rubber extractie worden ingesteld. Direct contact van de smelt met de lucht vanwege het temperatuurverschil is gevoelig voor stolling, als het gebrek aan behandeling, heeft gestold PEEK zal de mal in te voeren, terwijl het verschijnen op het oppervlak van het product met de hulp van veren, wat resulteert in koude materiaal gebreken.
Probleem met zilverpatroon
Bij sommige PEEK spuitgietproducten worden zilverstrepen nabij de gate meestal veroorzaakt door vocht of gas. Het plastificeerproces van het product gaat gepaard met de vorming van gas, wat zeer waarschijnlijk de oorzaak is van de zilverstrepen in het product.
Bij een hoge schroefsnelheid van de spuitgietmachine komt gas tijdens het plastificeren in het materiaal terecht. Door fonteinstroming bereikt dit gas het oppervlak van het spuitgietonderdeel en ontstaan na passage door de aanspuiting onder hoge druk zilverstrepen. Met de juiste tegendruk tijdens het vormen kan worden voorkomen dat de smelt tijdens het plastificeren gas insluit.
Vocht uit grondstoffen die niet voldoende gedroogd zijn, is ook gevoelig voor zilverstrepen en PEEK-materialen kunnen tijdens het zitten tot 0,4% van het vocht in de lucht absorberen.
Tijdens de productie komt het geabsorbeerde vocht via de smelt in de poort terecht en is het temperatuurverschil tussen de wand van de vormholte en het gesmolten materiaal groot, wat resulteert in zilverstrepen. Om het zilverpatroon te vermijden, moeten we aandacht besteden aan de vochtigheidscontrole binnen 0,2% in de eigenlijke productie.
Het materiaal moet gelijkmatig worden opgeslagen, niet gestapeld, en de hoogte van de materiaallaag moet 20-30 mm zijn. Voor gebruik moet PEEK gedurende 6-8 uur gedroogd worden in een droogoven bij 150-160 °C.
Probleem met kromtrekken
Wanneer krimp, koeling ongelijke producten en mal holte zal worden afgeweken, dan zal produceren warpage fenomeen. In feite heeft krimp zelf niet al te veel invloed, voornamelijk op het krimpproces dat wordt gegenereerd door het verschil.
Bij gelijkmatige krimp veranderen PEEK-spuitgietonderdelen normaal gesproken alleen van volume. Bij ongelijkmatige krimp trekken de onderdelen krom en vervormen ze.
Er zijn drie belangrijke factoren:
(1) Vervorming door ongelijke wanddikte van het spuitgegoten onderdeel.
(2) Vervorming door een scherpe buighoek van het spuitgegoten onderdeel.
(3) Vervorming en scheuren veroorzaakt door spanning.
Aanbevelingen voor optimalisatie van het PEEK-spuitgietproces
Aanbevelingen voor matrijstemperatuur en afkoelsnelheid: door bij het spuitgieten van PEEK de matrijstemperatuur en afkoelsnelheid te regelen, kunnen de mechanische eigenschappen van het product worden beïnvloed. In de meeste gevallen moet de matrijstemperatuur voor PEEK rond 175°C liggen.
Wanneer de matrijstemperatuur hoger is dan 140 °C, moet de matrijstemperatuur worden geregeld op ongeveer 175 °C. Wanneer de matrijstemperatuur hoger is dan 140 °C, groeien de PEEK-kristallen beter, zijn ze vollediger en hebben ze een relatief stabiele structuur.
De juiste koelsnelheid is bevorderlijk voor het verbeteren van de mechanische eigenschappen van het product; langzaam koelen en snel koelen verminderen de mechanische eigenschappen van het product. de kristallijne vorm van PEEK bij een bepaalde temperatuur is een uniforme kern, als u de langzame koelmethode gebruikt, zal het gemakkelijk zijn om grote inhomogene kristallen te vormen.
Als het oppervlak van het product echter snel wordt afgekoeld, is de interne afkoelsnelheid niet snel genoeg en ontstaan er interne spanningen en scheuren, waardoor de mechanische eigenschappen van het materiaal afnemen.
Inspuitdruk selectie
Bij injectie onder hoge druk wordt het materiaal strak gevuld en is het molding effect goed, wat bevorderlijk is voor het verbeteren van de mechanische eigenschappen van PEEK. Maar als de druk te hoog is, zal het product moeilijk los te maken zijn, wat resulteert in slijtage van het productoppervlak. Als de injectiedruk 9,5 MPa is, de cilinderdruk 7,5 MPa en de tegendruk 0,5 tot 1,5 MPa, zal het product soepel worden gegoten.
Temperatuur aanbevelingen
PEEK is een speciaal type thermoplastisch kristallijn plastic. De glasovergangstemperatuur ligt rond 143 °C en het smeltpunt ligt rond 343 °C.
Het beste bereik van vattemperatuur is 360 ~ 400 ℃, wanneer het productoppervlak glad en glanzend is. 550 ℃ PEEK thermische decompositietemperatuur. Maar bij hoge temperaturen (boven 410 ℃) het vormen, wegens mechanische actie en de aanwezigheid van een kleine hoeveelheid lucht, vatbaar aan degradatie, en cross-linking reacties, leiden deze reacties direct tot veranderingen in zijn smeltviscositeit, zodat de glans van het product varieert.
Tijdsaanbeveling
De injectietijd moet 6 seconden zijn om ervoor te zorgen dat de hele caviteit wordt gevuld met voldoende gesmolten materiaal, omdat de dikte van het verwerkte product groot is, en de wachttijd moet 8 seconden zijn om ervoor te zorgen dat de volumereductie als gevolg van de daling van de smelttemperatuur in de caviteit wordt aangevuld en om te voorkomen dat er luchtgaten ontstaan na het verwijderen van het gecondenseerde materiaal van de sprue.
Het product mag bij het lossen geen krassen oplopen. Zowel het openen van de matrijs bij een holtedruk boven als onder de atmosferische druk beïnvloedt het uiterlijk. Na afstelling is op basis van de uiterlijke veranderingen een koeltijd van 35 s vastgesteld. Bekijk onze complete gids over spuitgieten voor een uitgebreid overzicht.
