更锐利的模头有利于更平滑的挤出

文/Frankland塑料咨询有限公司 Jim Frankland

黄铜清洗工具对于模头出口的磨损，会导致挤出物具有较高的表面粗糙度。因此，在定期清洗模头中，有必要采用真正起到保护作用的软铜工具，以保持模头出口边缘的锐利。

许多模头流动的问题会影响挤出制品的表面粗糙度，但是经常被忽略的一个问题是模头出口形状的“锐度”。如果锐度被破坏，聚合物会粘附在模头表面。此外，所有的聚合物因为在模头出口处发生分子取向，都会有一定程度的离模膨胀。离模膨胀会随着速度增加、成型段长度减小、温度降低和聚合物的分子性能提高而增大。与模头表面的粘合，再加上离模膨胀，如果没有一个尖锐的断裂点，会使聚合物在离开后沿模头表面流动，而不是直接离开模头面移动到下游。在模头出口处存在任何半径都会加剧这种情况，导致聚合物由于粘附和膨胀的共同作用而继续沿着模头表面流动。这种出口半径通常不是通过设计引入的，而是由定期维护和/或测量造成的。即多次使用硬质物体接触模头出口边缘会使锐利边缘磨损，最终形成一个半径。

虽然使用软质工具来清洁模头是明智的，但是应当指出的是所有具有“金”色的金属不一定都是软质金属。典型低碳钢的洛氏（Rockwell）硬度小于71Rb。纯铜一般小于10Rb，但黄铜合金的硬度为63Rb，某些铜合金的硬度甚至高达98Rb。常可以看到操作人员使用剃刀、钢刮刀、硬钻、钢丝刷、不锈钢塞尺，甚至螺丝刀在模头上操作。这类工具往往比模头出口边缘更硬，除非这些模头边缘是用经过热处理的高碳钢制成的，否则很快会使它们磨损。

在带有一个大半径的模头出口处（下），当聚合物应该干净利落地脱离模头面并向下游移动时，因为粘附于壁上而往往沿着半径流动，然后膨胀。这会导致挤出物表面微撕裂，并在模头面半径上或其上方留下聚合物形成咬模。而锐利边缘（上）却能带来更平滑的挤出物

图中比较了一个具有锐利边缘的模头和一个带有半径的模头的“分离”效果。当聚合物需要干净利落地脱离模头面并向下游移动时，因为粘附到壁上而往往沿着半径流动，然后膨胀。这会导致挤出物表面微撕裂，在模头面半径上或其上方留下聚合物形成咬模。撕裂加上咬模通常是挤出制品表面粗糙度高的主要原因。已发现小至0.010 in（0.254 mm）的半径造成了某些聚合物表面撕裂和模头面咬模。

显然，模头需要定期清洗。在实际操作中，黄铜工具常被认为具有保护作用而被频繁地用于清洗模头。然而，黄铜的硬度足以磨损模头的锐利边缘，形成一个半径或倒角。为此，模头出口面应该定期得到修整，以恢复锐利边缘。这可以通过表面研磨来完成，但是需要移动和拆卸模头，使停机时间延长。

实际上，只要使用软铜材质的刮刀、网纱和塞尺等工具来清洗模头，就可以防止这种磨损和许多表面缺陷，从而也就无需拆卸模头来修整模头出口。