Стеклонаполненный полиамид КВС-30 в Минске


Стеклонаполненный полиамид КВС-30: конструкционный материал на основе ПА-6 с 30 % короткого стекловолокна

КВС-30 — композиция на базе полиамида ПА-6, армированная коротким стекловолокном с массовой долей 30 %. Наполнитель распределён по объёму расплава при компаундировании, что обеспечивает изотропию свойств в плоскости литья и повышает жёсткость при сохранении ударной вязкости. Материал перерабатывается литьём под давлением и экструзией, выпускается в виде гранул с влажностью не более 0,2 % в герметичной упаковке.

Технические характеристики

ПоказательМетодЗначениеУсловияЕдиница
ПлотностьISO 11831,36–1,4023 Cг/см
Предел прочности при растяженииISO 527160–180сухой образецМПа
Модуль упругости при изгибеISO 1787000–850023 CМПа
Ударная вязкость по ШарпиISO 17945–60без надрезакДж/м
Теплостойкость по ВикаISO 306200–210нагрузка 50 НC
ВодопоглощениеISO 621,5–1,924 ч, 23 C%
Усадка при литьеISO 294-40,3–0,8вдоль/поперёк потока%

Состав и структура

Полимерная матрица — полиамид ПА-6 (поликапроамид) с молекулярной массой, обеспечивающей текучесть расплава ПТР 8–15 г/10 мин при 275 C и нагрузке 2,16 кг. Армирующий компонент — рубленое стекловолокно диаметром 10–13 мкм и длиной резки 3–4,5 мм с силановым аппретированием, обеспечивающим адгезию на границе «волокно–матрица». В рецептуру вводят термостабилизаторы (медьсодержащие или на основе ароматических аминов), смазки и нуклеаторы для ускорения кристаллизации.

Анизотропия усадки — характерная особенность материала: разница между продольным и поперечным направлениями достигает 0,4–0,5 %, что учитывается при проектировании литьевых форм и назначении допусков на коробление.

Технология переработки

  • Сушка гранулята перед литьём: 4–6 ч при 80–90 C в вакуумных или деhumidifying сушилках до остаточной влажности 0,1 %.
  • Температура расплава по зонам материального цилиндра: 260–285 C; температура формы — 80–100 C.
  • Давление впрыска — 80–140 МПа; скорость впрыска средняя, выдержка под давлением 15–25 с.
  • Оборудование: термопластавтоматы с узлом смыкания усилием 100–500 тс, шнеки со степенью сжатия 2,5–3,0 и износостойким покрытием.
  • Вторичная переработка литников допускается в доле до 20–25 % при условии отсутствия деструкции ПА-6.

Применение в узлах и системах

КВС-30 применяют там, где требуется сочетание жёсткости, теплостойкости и стойкости к знакопеременным нагрузкам при ограниченной ползучести:

  • Корпусные детали электроинструмента, редукторов и мотор-редукторов, кронштейны и фланцы.
  • Элементы топливной и тормозной систем автомобиля: впускные коллекторы, крышки ГБЦ, корпуса термостатов, патрубки.
  • Детали бытовой и профессиональной техники: шестерни, втулки, направляющие, рычаги.
  • Арматура и фитинги трубопроводов технического водоснабжения и пневмосистем.
  • Изоляционные и несущие элементы низковольтного электрооборудования, кабельные вводы, клеммные колодки.
  • Детали сельхозтехники и насосного оборудования, работающие при контакте с ГСМ и охлаждающими жидкостями.

Эксплуатационные ограничения

Материал сохраняет работоспособность в диапазоне –40…+120 C при длительной нагрузке; кратковременно допускает нагрев до 150–160 C. Стекловолокно повышает абразивность расплава, поэтому литьевые формы требуют упрочнения поверхностей каналов и оформляющих вставок. Стойкость к гидролизу ограничена: в средах с горячей водой и паром выше 80 C наблюдается снижение молекулярной массы ПА-6. Для УФ-стойких исполнений применяют светостабилизированные модификации.

Вопросы и ответы

Чем КВС-30 отличается от стеклонаполненного ПА-6 с 30 % длинного волокна?

КВС-30 содержит короткое рубленое стекловолокно длиной 3–4,5 мм, что даёт изотропию свойств в плоскости детали и технологичность при литье. Длинноволоконные композиции обеспечивают более высокую ударную вязкость и жёсткость вдоль ориентации, но сложнее перерабатываются и требуют специального оборудования.

Какой ПТР у КВС-30 и как он влияет на литьё?

Показатель текучести расплава составляет 8–15 г/10 мин при 275 C и 2,16 кг. Значение в этом диапазоне обеспечивает заполнение тонкостенных полостей толщиной от 1,5 мм и одновременно достаточную вязкость расплава для формования деталей с арматурой.

Нужна ли сушка гранулята КВС-30 перед переработкой?

Да. Полиамидная матрица гидроскопична, поэтому гранулят сушат 4–6 ч при 80–90 C до остаточной влажности не более 0,1 %. Переработка влажного материала приводит к гидролитической деструкции, падению прочности и появлению серебристых полос на поверхности изделия.

Как учитывается анизотропия усадки при проектировании формы?

Разница усадки вдоль и поперёк направления потока достигает 0,4–0,5 %. В литьевой форме закладывают компенсацию по обоим направлениям, располагают впускные каналы так, чтобы ориентация волокон совпадала с направлением максимальных нагрузок, и назначают допуски на коробление с учётом разностенности стенок.