Полиамидное сырьё УПА-6-30: конструкционные свойства и применение
Полиамидное сырьё УПА-6-30 — это гранулированный стеклонаполненный полиамид-6 (ПА-6), содержащий 30 % короткорезаного стекловолокна. Материал поставляется в виде цилиндрических гранул и предназначен для переработки методом литья под давлением на стандартных термопластавтоматах с червячной пластикацией. УПА-6-30 относится к группе конструкционных стеклонаполненных полиамидов и применяется для изготовления деталей, работающих под механической нагрузкой при повышенных температурах.
Введение 30 % стекловолокна в полиамидную матрицу обеспечивает существенное повышение жёсткости и прочности по сравнению с ненаполненным ПА-6. Модуль упругости при изгибе возрастает до 6000–7000 МПа, что позволяет использовать УПА-6-30 для замены цветных металлов и алюминиевых сплавов в узлах трения и корпусных деталях. Материал характеризуется низким водопоглощением относительно базового полиамида-6, однако требует обязательной сушки перед переработкой — остаточная влажность не должна превышать 0,15 %.
Технические характеристики УПА-6-30
Ключевые показатели стеклонаполненного полиамида УПА-6-30 определяются содержанием наполнителя и типом используемого замасливателя стекловолокна. Материал сохраняет работоспособность в интервале температур от –40 до +120 C, кратковременно — до +160 C. Предел текучести при растяжении составляет 120–140 МПа, ударная вязкость по Шарпи без надреза — 35–45 кДж/м.
| Показатель | Метод испытания | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести при растяжении | ISO 527 | 120–140 | МПа | при 23 C |
| Модуль упругости при изгибе | ISO 178 | 6000–7000 | МПа | сухое состояние |
| Ударная вязкость по Шарпи | ISO 179 | 35–45 | кДж/м | без надреза |
| Температура плавления | DSC | 220–225 | C | пик плавления |
| Водопоглощение | ISO 62 | 0,8–1,2 | % | 24 ч в воде |
Переработка и технологические режимы
Литьё под давлением УПА-6-30 ведётся при температуре расплава 240–270 C. Температура формы поддерживается в диапазоне 80–100 C для обеспечения кристаллизации и стабильности геометрических размеров отливок. Давление впрыска — 80–120 МПа, удельное давление подпитки — 60–80 МПа. Перед переработкой гранулы сушат при 80–90 C в течение 3–4 часов в сушильном шкафу с принудительной циркуляцией воздуха или в вакуумной сушилке при 100 C в течение 2–3 часов.
Усадка при формовании УПА-6-30 составляет 0,3–0,6 % в направлении течения расплава и 0,8–1,2 % в поперечном направлении. Анизотропия усадки обусловлена ориентацией стекловолокна в процессе заполнения формы и должна учитываться при проектировании пресс-форм для точных деталей. Рекомендуемая глубина вентиляции оформляющих полостей — 0,02–0,04 мм.
Области применения УПА-6-30
Стеклонаполненный полиамид УПА-6-30 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой жёсткости, износостойкости и стабильности размеров при нагреве. Материал применяется для изготовления:
- корпусных деталей электроинструмента и бытовой техники, подверженных ударным нагрузкам;
- шестерён, шкивов, роликов и кулачков в приводах конвейерных линий и сельхозмашинах;
- конструкционных элементов насосного оборудования — рабочие колёса, направляющие аппараты, диффузоры;
- изоляционных деталей и каркасов катушек в электродвигателях и трансформаторах;
- крепежа, втулок и подшипников скольжения в узлах автомобильной подвески и рулевого управления;
- технологической оснастки — литниковые системы, захваты, прижимные элементы.
В автомобилестроении УПА-6-30 используется для производства впускных коллекторов, крышек клапанных механизмов, кронштейнов и корпусов датчиков. В химическом машиностроении материал применяется для деталей арматуры и уплотнительных узлов, контактирующих с агрессивными средами при температурах до 100 C. В электротехнической промышленности УПА-6-30 востребован благодаря высоким диэлектрическим показателям и стойкости к трекингу.
Вопросы и ответы
Чем УПА-6-30 отличается от ненаполненного полиамида-6?
Введение 30 % стекловолокна повышает модуль упругости в 3–4 раза, увеличивает предел текучести на 60–80 % и снижает водопоглощение. При этом ударная вязкость без надреза уменьшается, а усадка становится анизотропной.
Какая температура эксплуатации допустима для деталей из УПА-6-30?
Длительная рабочая температура составляет от –40 до +120 C. Кратковременно материал выдерживает нагрев до +160 C без существенной потери несущей способности.
Требуется ли сушка УПА-6-30 перед литьём?
Да, обязательна. Влажный полиамид при переработке гидролизуется, что приводит к снижению молекулярной массы и падению механических свойств. Остаточная влажность не должна превышать 0,15 %.
Какие дефекты возникают при нарушении режимов литья УПА-6-30?
При низкой температуре формы появляются раковины и следы течения, при перегреве расплава — деструкция с пожелтением материала. Недостаточная подпитка вызывает усадочные раковины в массивных сечениях отливок.
