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失芯材料的研制与应用

  失芯注射成型是一种比较新的塑料注射成型技术,已发展成为专门的注射成型分支。近年来,随着汽车工业对高分子材料的大量需求,外国公司已采用该项工艺生产许多大型复杂零部件,如轻质的动力系统样件和进气歧管等。德国梅塞德斯奔驰公司用失芯注射成型技术制造其1.6L汽车的发动机进气歧管,福特公司使用杜邦公司生产的Zytel 70G35尼龙材料采用失芯注射成型技术生产尼龙进气歧管来代替原来使用的铸铝进气歧管。
  目前,失芯注射成型技术主要是采用熔芯法,以Sn-Bi和Sn-Pb等低熔点合金材料为型芯材料,先将其制成型芯后镶嵌到注射模内,注射成型制品。将含有熔芯材料的制品取出后采用高温油或感应线圈加热的方式熔化镶嵌在制品内部的型芯。但在应用中发现,这种用加热熔芯的失芯方法有很多缺点,首先是低熔点合金不够坚硬,在注射成型过程中受高压和高温塑料熔体的冲击,型芯很难保持其原有的形状,不适合注射成型对尺寸精度有较高要求的制品;其次,低熔点合金的熔点对塑料熔体温度较敏感,虽然其熔点可通过对Sn含量的调整而调整,但总会出现高熔点塑料注射成型时的制品内腔形变和低熔点塑料制品熔芯时受热而产生的塑性变形及尺寸变化,并且不能成型需要较高模具温度的制品;再次,熔芯过程复杂,对不同制品需不同形状的感应线圈,且合金回收工艺非常繁琐,成本较高。
  针对传统失芯材料以加热熔融的方法进行失芯所具有的众多缺陷,笔者采用耐高温树脂为粘接剂、以溶解度曲线上升的矿物无机盐及其它填料为基体材料,研制成一种新型的水溶性失芯材料。它具有硬度高、耐高温及失芯溃散性好等优点,可以解决传统低熔点合金熔芯材料所产生的问题。