螺杆的功能及选型

螺杆的功能及选型螺杆是塑化装置的重要组件，配合料筒，加热装置。

注射机构，及旋转驱动机构，组合而成一个完整的注塑单元。

螺杆的主要功能是负责对塑料的输送，融化及混练。

输送的关键是速度的快慢，及平稳有序（速度稳定），无滞留状况。

融化的关键是均匀，不要部份过热，部份未完全融溶。

混练与融化有点类似，但更指的是混合能力，包括加色母，色粉，及其它添加物的混合均匀能力。

另外是配合材料特性上的个别设计，及排气能力，耐磨耗能力，耐腐蚀能力等。

螺杆的设计都是在以上的功能需求上做配合。

螺杆的适用关键：一：螺杆设计：长径比，压缩比，压缩段长度比，槽深度，螺纹型式等。

1，长径比是指螺杆有效长度与直径的比值。

代表塑料在螺杆里的热履历或滞留时间。

长径比大，代表塑料在螺杆里的吸热过程长，反之则短。

需要长径比大的场合主要有出料量大，高混练，及低剪切力需求的材料（如PET）一般的热可塑性材料，长径比在18 ~ 26之间，较多在20左右。

热固性材料较短，一般在15以下，海天的在12倍左右。

2，压缩比是指进料段与计量段的螺槽深度比。

压缩比越大，塑料受到的挤压力就越大，产生的剪切热也越大。

对热敏性低的材料可帮助加热及混练，但热敏性高的材料会导致过热，甚至分解。

一般热塑性材料，压缩比在2 ~ 3 之间较合适。

3，压缩段长度比是指压缩段的长度与螺杆有效长度的比值，这主要是与材料从固态变化到软粘态，再到粘流态的过程有关。

也就是材料从固态变化到融溶状态的中间过程。

这个过程跟据材料的特性会有所不同。

一般来说，结晶性材料的变化较快，尤其是PA，所以尼龙要急变型螺杆（10% ~ 15%）。

而非结晶性材料的变化较慢，例如PMMA，所以PMMA的压缩段要较长（可达50%）。

而一般的通用型螺杆约20% ~ 30%。

压缩段太短会使材料来不及转化，而形成堵塞，产生高压，导致过热烧焦。

太长会形成空洞，混入气体，导致射胶不稳，有气纹等。

4，槽深是指螺顶到螺底的高度。

一般以进料段（h1）来定深度，而一般的进料段深度约为螺杆直径的12% ~ 16%之间，计量段的深度是跟据进料段，以压缩比来定。

槽深越大，出料量越大，但混练较不均匀，螺杆所需的扭力大，而且螺杆的强度变小等。

5，螺纹型式是指螺杆螺纹的设计，主要的功能是引导塑料的流动方向。

有单螺纹，双螺纹，变距----等。

跟据材料别，现今有各式各样的不同设计。

二：材料：关系到螺杆的磨耗，腐蚀，强度，耐用度等。

常用的钢材有氮化钢（38铬钼铝），镀铬钢（SCM440），高碳钢（SKD全硬钢），不锈钢，双合金，粉末冶金钢等。

三，加工：尺寸要与设计一致，真直度，表面光洁度，热处理质量，镀层质量等。

尺寸在螺杆的每一个位置都是很重要的，外径大了，与料筒的间隙变小，引起摩擦力增加，排气不好。

外径小了，与料筒的间隙变大，引起回流大，换料慢等。

真直度（弯曲）不良会引起局部摩擦增加，局部过热，加快磨损等。

表面光洁度不好会引起原料局部过热，有残料，产品产生气纹，黑纹，换料困难等。

四，直径：关系到注塑量的匹配是否合适（用料量）直径的概念有两种：一是同一台机器不同直径的螺杆，一是不同型号机器上的不同直径螺杆。

直径越大，注塑量越大，每模用料量比例就越小，注塑行程越小越不好控制。

原料在料筒里的停留时间越长，对热敏性高的原料不利。

直径小则预塑时间长，甚至会来不及融化等，但精度容易控制。

小型机一般的选用标准是每分钟的注射量相当于机器的最大注塑量。

在同一台机器上的不同直径螺杆，除了注塑重量不同外，还要考虑有注射压力不同，注射速率不同，长径比不同，所需的扭力不同等问题的综合考虑。

* 根据常用塑料注射压力范围，选择螺杆直径一般加工精度低流动性好的低密度如聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）之类的塑料，注射压力可选小于或等于70-80MPa；加工中等粘度的塑料如改性聚苯乙烯（PS），聚碳酸酯（PC）等，形状一般但有一定的精度要求的制品，注射压力选100-140MPa；加工高粘度工程塑料如聚砜（PSU）、聚苯醚（PPO）之类之类等，薄壁长流程，厚度不均和精度要求严格的制品，注射压力大约在140-170MPa;加工优质精密微型制品时，注射压力可用到230-250 MPa甚至更高。

五，注塑工艺：这里指的注塑工艺是料筒的温度控制及螺杆转速与背压的控制。

跟据不同的原料，不同的用料量，温度设定会有所不同。

一般操作者会忽略用料量的不同。

因为用料量不同，原料在料筒的停留时间会不同，受热的情况也不同，所以温度设定要考虑用料量及停留时间。

螺杆转速与储料时间，周期时间及摩擦力有关，一般较理想是储料时间占冷却时间的90%。

储料时间太长会延长周期，太短则浪费能源及影响质量。

背压大小与原料的融溶与混练有关，太小可能储料量不稳定，混练不好，融溶不均匀，排气不好等。

太大可能产生原料过热，储料时间变长，甚至扭力不够。

六，螺杆保养：理论上任何机构在使用过程当中，都是需要保养的，螺杆也不例外。

很多人没有保养螺杆的习惯，这是不太正确的。

螺杆在使用一段时间后，在螺杆的表面，会堆上一层杂质，在生产过程中，这些杂质偶而会被带走，混在注塑原料当中，而使产品上有杂质（黑点）如果情况严重，就必需将螺杆拆下做抛光保养，以确保产品良好。

尤其是透明制品。

螺杆质量较好的，可能需要保养的周期就可越长。

七，海天的螺杆配置：（公司会跟据实际情况做更动）1，标准螺杆：60W ~ 470W ：氮化双棱螺杆530W ~ 2400WA ：镀铬变距螺杆2400WB以上：氮化单棱螺杆A：氮化双棱螺杆：结构:螺杆计量段有双螺棱特点:通用性强,比原单混炼螺杆下料速度快缺点:大型机一般不配双棱螺杆(塑化质量差点)，混色能力一般适用范围：ABS、PS、HDPE、LDPE、POM、AS、PP、PBT等热塑性塑料B：镀铬变距螺杆结构:结构比较复杂,有两条螺棱，副螺槽有浅变深再变浅特点:下料速度快。

缺点:适用范围范围较小，≤HTF470W机型不能配，混色能力一般适用范围：非常适合PP，PE，对ABS实际使用过程中有温冲现象C：氮化单棱螺杆(同H型)D：H型单螺纹螺杆（无混练）H型螺杆：标准三段式螺杆设计，进料口螺槽深，吃料较快，压缩比也较大（约2.5），但混色效果欠佳。

AH型螺杆：标准三段式螺杆设计，在H型螺杆基础上作了修正，进料口螺槽型浅，压缩比大约2.35。

镀铬的AH螺杆，常用软质PVC材质。

E：高混练螺杆◆双混炼螺杆:结构:螺杆头部有两个菠萝头特点:混色能力强，能满足决大多数混色要求缺点:下料速度一般适用范围：ABS、PS、HDPE、LDPE、POM、PP等热塑性塑料。

◆Z型螺杆结构：在变距螺杆基础上计量段有Z型混炼段（如下图）适用范围：原料ABS，PP等混色要求高。

主要使用在珠光粉制品，不能生产透明制品。

混色要求：非常高说明：1，生产ABS时与变距螺杆相同有时会有温冲现象，（正在研究改善）2，Z型螺杆不能做成双金属，镀铬。

3，海天Z型螺杆范围HTF530W～HTF2400WA◆镜片型螺杆结构：计量段有屏障及销钉混炼结构（如下图）适用范围： PMMA混色要求：高说明：1，专用生产有色镜片螺杆。

2，目前海天只有HTF120W，HTF160W有配。

标准螺杆适用范围：•原料: ABS,PE,PP,PS,POM,AS,PBT等普通塑料•填充物: 如果有玻纤,则需采用双金属如果有阻燃,则需采用镀铬•混色要求: 色母,色粉说明: 1，镀铬螺杆不易生产含有玻纤制品,因为镀铬不耐磨2，氮化螺杆不易生产有阻燃剂制品,因为氮化螺杆不耐腐3，客户使用流动指数低的PS(多用于食品级制品),如奇美PG-383M,则需采用镀铬螺杆, 因为氮化新螺杆容易粘料而从制品发黄4，分离型及变距螺杆不易生产PC,PC+ABS5，标准螺杆不易生产珠光粉制品,因为混色要求达不到2，专用螺杆：A：PA螺杆（单螺纹，突变型）•原料: 纯PA, PA+GF•混色要求: 无•说明:1. PA螺杆采用双金属2. 为了提高塑化能力，则有PA+GF专用螺杆3. 不适合生产其他塑料4. 小机采用A,B型,HTF650以上大机长径比20-22,长径比不易过长（标配缩短）5，电热功率加大。

B：PMMA螺杆（针对厚壁制品，计量段有屏障混炼结构）•原料PMMA•说明:1.生产厚壁化妆品专用螺杆2.采用不锈钢材料，也可采用电镀3.不易生产其他塑料4，海天PMMA厚壁螺杆目前到HTF380W为止，且一般为A，B型。

C：PET螺杆（计量段双螺棱，25：1）•原料:PET,可生产PP•混色要求:无•说明:1，镀铬螺杆,长径比25:1,制品重量小于80%注射量,这样制品质量可以保正2，PET瓶胚制品专用,无混色功能3，不易生产热敏性塑料与高粘度塑料,如ABS,PC4，海天PET机范围为HTF60W～HTF600WD：PC螺杆（单螺纹渐变型）•适用原料:PC,PC+ABS,PS,AS,PMMA,ABS,PA+GF,软PVC•填充物: 如果有玻纤,则需采用双金属如果有阻燃,则需采用镀铬•混色要求:无•说明:1.适合生产高粘度PC（MFI<10），如果生产中低粘度PC（MFI>10）则建议生产H型电镀螺杆2.经常有客户要求即生产PC,又生产PA,这时的PA必须含有玻纤,不能是纯PA,采用双金属PC螺杆,不过生产透明PC时易出黑点3.不能生产PMMA化妆品厚壁制品4.小机采用A,B型,HTF650以上大机长径比20-22,长径比不易过长海天HTF60W-HTF1400W均可配PC螺杆，一般为A，B型。

4，海天≥HTF700W机型PC螺杆均比标准螺杆短即机身减短，因为PC粘度高且热敏性，长径比不易过长。

E：PVC螺杆（硬质PVC）结构：整体式无螺杆头（如下图）适用范围：硬PVC塑料，也可用来成型PC，AS，PMMA等高粘度塑料，但不能成型PP、PE等低粘度塑料。

填充物（剂）：稳定剂、润滑剂、氧化剂、碳酸钙等或与其它树脂进行共混改性。

说明：1.硬PVC可分为UPVC，CPVC等。

CPVC粘度比UPVC大，且腐蚀性也比UPVC大。

2.海天PVC机油压马达需要加大（与标准机比），具体加大多少依螺杆直径而定，且CPVC比UPVC大。

3.海天硬质PVC螺杆（一般就称PVC螺杆）标准为镀铬处理。

4.海天PVC机温控目前标准为风机冷却，且＞HTF470WPVC螺杆有芯部冷却。

5.目前海天PVC机≤HTF470W长径比不变（与标准相比），可以与普通螺杆机筒互换；＞HTF470W机型螺杆长径比20左右，所以同种机型不同直径螺杆长度则不同，且不能与普通螺杆机筒互换。

6.目前在使用的海天PVC机以B螺杆居多。

7.生产软PVC可直接采用H型镀铬螺杆即可，不过现在在医疗器具行业对制品要求很高也在采用整体式螺杆（有区别于硬PVC螺杆）8.用PVC螺杆生产PC，AS，PMMA等高粘度塑料时，由于没有止逆装置回流会加大，则精度会不准。