更銳利的模頭有利于更平滑的擠出

文/Frankland塑料咨詢有限公司 Jim Frankland

黃銅清洗工具對于模頭出口的磨損，會導致擠出物具有較高的表面粗糙度。因此，在定期清洗模頭中，有必要采用真正起到保護作用的軟銅工具，以保持模頭出口邊緣的銳利。

許多模頭流動的問題會影響擠出制品的表面粗糙度，但是經常被忽略的一個問題是模頭出口形狀的“銳度”。如果銳度被破壞，聚合物會粘附在模頭表面。此外，所有的聚合物因為在模頭出口處發生分子取向，都會有一定程度的離模膨脹。離模膨脹會隨著速度增加、成型段長度減小、溫度降低和聚合物的分子性能提高而增大。與模頭表面的粘合，再加上離模膨脹，如果沒有一個尖銳的斷裂點，會使聚合物在離開后沿模頭表面流動，而不是直接離開模頭面移動到下游。在模頭出口處存在任何半徑都會加劇這種情況，導致聚合物由于粘附和膨脹的共同作用而繼續沿著模頭表面流動。這種出口半徑通常不是通過設計引入的，而是由定期維護和/或測量造成的。即多次使用硬質物體接觸模頭出口邊緣會使銳利邊緣磨損，最終形成一個半徑。

雖然使用軟質工具來清潔模頭是明智的，但是應當指出的是所有具有“金”色的金屬不一定都是軟質金屬。典型低碳鋼的洛氏（Rockwell）硬度小于71Rb。純銅一般小于10Rb，但黃銅合金的硬度為63Rb，某些銅合金的硬度甚至高達98Rb。常可以看到操作人員使用剃刀、鋼刮刀、硬鉆、鋼絲刷、不銹鋼塞尺，甚至螺絲刀在模頭上操作。這類工具往往比模頭出口邊緣更硬，除非這些模頭邊緣是用經過熱處理的高碳鋼制成的，否則很快會使它們磨損。

在帶有一個大半徑的模頭出口處（下），當聚合物應該干凈利落地脫離模頭面并向下游移動時，因為粘附于壁上而往往沿著半徑流動，然后膨脹。這會導致擠出物表面微撕裂，并在模頭面半徑上或其上方留下聚合物形成咬模。而銳利邊緣（上）卻能帶來更平滑的擠出物

圖中比較了一個具有銳利邊緣的模頭和一個帶有半徑的模頭的“分離”效果。當聚合物需要干凈利落地脫離模頭面并向下游移動時，因為粘附到壁上而往往沿著半徑流動，然后膨脹。這會導致擠出物表面微撕裂，在模頭面半徑上或其上方留下聚合物形成咬模。撕裂加上咬模通常是擠出制品表面粗糙度高的主要原因。已發現小至0.010 in（0.254 mm）的半徑造成了某些聚合物表面撕裂和模頭面咬模。

顯然，模頭需要定期清洗。在實際操作中，黃銅工具常被認為具有保護作用而被頻繁地用于清洗模頭。然而，黃銅的硬度足以磨損模頭的銳利邊緣，形成一個半徑或倒角。為此，模頭出口面應該定期得到修整，以恢復銳利邊緣。這可以通過表面研磨來完成，但是需要移動和拆卸模頭，使停機時間延長。

實際上，只要使用軟銅材質的刮刀、網紗和塞尺等工具來清洗模頭，就可以防止這種磨損和許多表面缺陷，從而也就無需拆卸模頭來修整模頭出口。