2020-04-28 文章4：Ultraform®的加工(Ⅱ)挤出及表面处理

挤出工艺用于制造条材、管道、型材断面和片材，其中大多数会经过切割工具进一步加工而形成成品零件。

PART 3

挤出

用于挤出的主要类型为大分子量等级H4320。另一个等级 Ultraform® H2320 004 产品适

用于挤出小管和板料。几年前，适用于 POM 的大多数常用类型的螺杆为短压缩区螺杆。根据巴斯夫的经验，可使用三段式螺杆将Ultraform®加工成具有特殊优势的产品，这种螺杆的总长度 L 为 20 到 25D，定螺距为大约 1D。表 1中包含了适用于大多数频繁使用的挤出机尺寸的建议螺杆结构。因摩擦而引起的材料应力和降解可通过一个进料区显著减小，该进料区具有合适长度和一个具有 3：1 的最大压缩比的扩展压缩段。

半成品零件的生产

厚壁空心和实心型材通常使用冷却模挤出法进行生产。这类标准尺寸 POM 型材的尺寸和质量要求标准如下：

~DIN 16985 技术交货条件

~DIN 16980 圆断面杆件

~DIN 16986 平的片件

~DIN 16978 中空棒材

（正在制定中的一个综合欧洲标准：EN 1549）

Ultraform® H4320 可极为可靠地满足 DIN 16985 的要求，因为，如果进行正确加工，该等级材料不太

可能会褪色或产生空隙。与产品相比较，这种类型可允许极高的加工速度。在挤出半成品时，熔融体所需的较长停留时间要求熔融体保持尽可能低的温度。例如，对于较厚的杆件，熔融体的温度不应该超过 175℃至 180℃。体积收缩可由高压力和适合壁厚的生产率进行补偿。

D＝螺杆直径

hE＝进料段螺纹深度

hA＝计量段螺纹深度

不同凝固作用和熔融体的冷却会使应力增大，熔融体会因时间和地点的不同而变化。这些可通过随后的热处理予以消除。在对尺寸稳定性有较高要求时，必须进行回火。可在 130℃至 150℃，多半为140℃至 145℃的温度下，在空气、液蜡或油中进行。较低的温度不会产生良好的效果。持续时间取决于壁厚（每 1mm 壁厚为 10 分钟）。

管材生产 

较小的 Ultraform®管子主要用于保护和引导鲍登电缆。其外部直径为 3 至 10 mm，而壁厚则为 0.4－ 1.0 mm。 建议使用真空水浴法生产管材。对于校准，可前后依次安排板材（组合），或放射状开槽或钻孔校准套筒较为适合。在这两种情况下，可将校准装置的内径设置为比将要生产的管子所需外径大 2.5%左右。根据经验，该差异与加工过程中的收缩率相对

应。为了充分利用本产品的可能移除速度，管道挤压头模直径与校准管内径的比率必须在大约 2：1到 4:1 的范围内，具体比率取决于管子尺寸的大小。管道挤压头模隙应为管子所需壁厚的 3 至 4 倍。快速凝固要求将管道挤压头和校准装置之间保持尽量小的距离。如果空间太大，则熔融管子表层的入口处会凝固太多，以致无法对管子进行可靠校准。最好使用真空水浴法对大型厚壁管道进行生产。

使用标准设备和标准挤出等级时（例如，Ultraform® H4320），可能会生产出最大壁厚为 8 mm 的管道。如果厚度更大，熔融体沿重力方向的流动速率就会增大，从而使管道上、下两侧的厚度差异增大。

片材生产

Ultraform® H2320 004 是生产厚度处于 1 到 6mm 的片材的最佳原料。DIN 16 977 中规定了标准尺寸，而DIN 16985 则对质量作了要求。 片材是在和商用设备水平对齐的槽模上生产的，一台移去装置后紧跟三辊抛光堆栈。槽模的唇缘应尽可能近地延伸到离虎钳。卷的温度取决于片材厚度，且在 130℃到 170℃之间变化。生产率和移去率是相互匹配的，这样就会在唇缘前面卷宽度处形成一个均匀的小卷边，并可以最佳方式调整片材公差和表面质量。通过使用排气式挤出机，表面质量还可进一步提高。否则，建议对粒料进行预干燥（在 100℃到 110℃之间干燥 3 小时）。

单丝制造

Ultraform® H2320 004 和 H2320 006 适合制造直径达 0.5 mm 的硬毛和工业单丝。留意快速冷却阶段情况极为重要。

PART 3

制造和整理工序

机加工

由 Ultraform®制成的半成品零件可使用传统机床进行加工。一般而言，切割速度应高而进料速率应低。

连接方法

由 Ultraform®制造的零件可通过各种方法以低成本进行连接。Ultraform®的机械特性（尤其是它的韧性）使得在连接时可使用自攻丝螺钉。Ultraform®零件可以毫不费力地相互连接或和其他材料制成的零件通过铆钉和螺栓进行连接。卡入和压合连接也可以承受高应力。即使在高温下Ultraform®仍然具有突出的弹性和强度这一优点尤其适用于这种形式的结构。 可通过加热元件（热接触和辐射）法和超声波、震动及旋转熔接法焊接 Ultraform®零件。由于介电耗损因子低，仅高频率焊接对 Ultraform®而言是不可行的。

激光辐射焊接法适合连接由 Ultraform®模制的、可由红外辐射穿透的（例如，天然色泽的）零件，以及由 Ultraform®模制的、可吸收红外辐射的（例如，黑色）零件。通过这种方式，可生成没有飞边的、非常洁净的焊接接头。当要求焊接时间短且即将整合到全自动化生产流

程中时，超声波焊接为首选。使用该加热元件法可获得最为结实的焊接接头。除了焊接方法和焊接参数外，啮合面的几何结构对焊接接头的质量而言，也至关重要。因此，最好在设计阶段就选择最好的方法，并对相应的啮合面进行设计。

粘接

为了激活非极性材料，有必要对表面进行预处理，例如，进行蚀刻、打底或电晕放电等。仅当使用压敏胶时，才可进行粘接。所获得的接头不透气体、空气和湿气，但机械强度很低。

由于预处理、底漆和粘合剂会形成一个单一的体系，故应联系粘合剂供应商或巴斯夫应用工程专家，以帮助您解决粘接相关问题。

印刷、压花、上漆和金属化

Ultraform®的坚硬、光滑的表面和高耐化学性对涂层的粘合强度会产生不利影响。对塑料进行预处理的常用方法无法达到令人满意的效果。使用某种印刷油墨，接着再进行简短的火焰处理或进行高温老化处理，这样，无须使用任何特殊的预处理工序就可达到高粘合强度。关于任何特定问题，请咨询巴斯夫应用工程专家。压花薄膜适合热印。即使在没有进行表面预处理的情况下，它也具有充分的粘着力。

电镀

制造电镀模制品时，有必要进行表面预处理。由Ultraform®制成的零件通常可使用适用于 ABS 的方法进行电镀。所不同的是，在第一阶段的工艺中，将铬酸硫酸浸蚀液进行蚀刻改为使用稀硫酸或稀硝酸进行酸处理。避免在酸处理中使用含有盐酸的试剂。为了清除零件表面残留的酸液，酸处理后须将零件浸入弱碱浴中进行处理，然后彻底清洗干净。其他

工艺和 ABS 的一样。使用该方法可相对牢固地将金属层锚定在模制品上，这一点已经得到汽车行业和洁具行业温度循环试验的证实。

激光标记

表 5 提供了未着色及黑色 Ultraform®可使用各种激光进行标记的适合性概况。经常使用波长为 1064 纳米的铷－雅铬激光进行印刷。一般而言，黑色 Ultraform®等级，特别是颜色代码为“黑色 11020”的等级，使用铷－雅铬激光时，可显示出高对比度的字母和图像。

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