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注塑成型异常分析及处理_二_

来源:爱够旅游网
技术讲座

饶启琛等・注塑成型异常分析及处理(二)

技术讲座

注塑成型异常分析及处理(二)

饶启琛,黄建军

(广州博创机械有限公司,广东   广州   510285)

摘要:本文全面系统地针对注塑成型制件不满、收缩凹陷(缩水)和飞边(溢边、披锋、毛刺)、银纹、熔接痕等多种缺陷问题进行分析和阐述。主要从检查方法、原因分析、参数设定、制品设计与模具制造以及材料选择等方面,从现象到本质地分析制品产生缺陷的根本原因,进而提出有针对性地解决方案,将理论应用于生产实践中。

关键词:注塑成型;异常;检查;分析;处理;模具;注射

中图分类号:TQ320.66 文献标识码:B 文章编号:1009-797X(2006)02-0053-08

(接上期)能由于4种气中某一种气体为主作用的结果或几种气共同作用的结果,它由原料、模具、塑化机构、工艺参数的调节,甚至天气的变化(尤其是湿度的变化)等而变化,所以这个问题又有点复杂。但无论如何,问题的重点及解决的对策都集中在水汽、空气和分解气上。

水汽:主要考虑干燥机的干燥效果。当湿度较大、模具温度又低时(低于露点)易吸附水汽。空气:主要考虑:①塑化时的排气,如背压的调节、松退的调节等。背压过小易进入空气,背压过大可能流延即用松退,松退过大而吸入空气;②注射时模具的排气。注射速度过快,可能由于模具排气不良或剪切过大。分解气:主要考虑:①塑化时料筒温度偏高或塑化剪切大;②注射时,剪切过大。

下面分别讨论这几种气的来源及在制品表面的特征来控制气的含量。

4   银纹

银纹(气纹)是塑料在充模过程受到气体的干扰而出现在制品表面熔料流动方向上的缺陷。气体的成份包括水汽、分解气、空气以及溶剂气,以水汽、空气和分解气为多见。当这些气体没有控制到一定的限度时在注塑成型后仍然滞留在制品表面,沿料流方向刻蚀成一连串在光照下闪烁的大大小小泡点时我们称之为银纹或气纹。事实上,在注塑过程中气体的存在是不可避免的,而且有相当一部分残留在塑料内部。当模内压力足够大,气体含量没有超过一定的限度时,气体以分散的状况溶解到塑料里面去;但当模内压力不够大,而气体含量又超过一定的限度时,这些气体便从熔融塑料中纷纷释放出来,到达制品表面而形成银纹,困闭在厚的壁体内而成为气泡。无论是制品表面的气泡形成银纹,还是制品壁内的气泡,可

作者简介:饶启琛(1955-),男,高级工程师,1982年毕业于华南工学院,现主要从事注塑机的设计及开发工作,获东莞市科技进步特等奖和广东省科技进步二等奖各1项,获广东省电子机械厅科技进步一等奖1项。

收稿日期:2005-04-12

4.1   水汽

在制品出现银纹时,首先检查塑料原料是否干燥良好,水分是否降到湿含量的限值以下。尤其对PC、PA、ABS、PET、PBT、PPS、PPO等工程塑料的干燥。一般来说,如果气纹不规

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则地分布在塑料件的表面上,大都是由于水汽所致。

水汽的来源:

(1)塑料从大气中吸潮,不同塑料吸潮的能力不同,如不干燥到要求含量以下,很可能在制品表面形成水汽纹。各种塑料材料的吸水量与适合水分的含量、干燥温度、干燥时间等有关。

(2)塑料从着色剂混合后再进行干燥。如塑料先进行干燥再与着色剂混和就要注意着色剂的吸潮问题:①最好在注塑机上直接安装热风循环干燥机。否则要注意:料斗对一般塑料影响不大,但对PC等微量水分也十分敏感的塑料却非常有害,应采取措施保持干燥。使用热风循环干燥机既可免去重新受潮又能预热塑料。②模具的模穴内带微量的水分。水分的来源可能是空气湿度过大,遇到冷的模具而凝聚成水的水珠(如模温低于露点)。也可能是因冷却水路的泄漏而进入模穴的水分。这些水分被熔料汽化后便形成银纹。去除水分的设备包括:a.拌料除湿机:它可在搅拌塑料的同时,通以60~80 ℃的气流把塑料中的外在水分去除。以防止在热风干燥机中的下料口处结块而不能下料。b.热风干燥机或干燥箱。一定要注意干燥机干燥效果问题,干燥机内的温度均匀程度。干燥是否良好的简单检查办法:用对空注射法,看射出来的料是否连续、光洁,如果不连续、光洁,有气体冒出(白色的气体),说明没干燥好。尤其在相对较低料温下有此现象产生。

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再生料料粒结构疏松,微孔中贮留的空气量大。颗粒中掺入大量粉料,在料筒加热熔化时,容易夹带空气。原料中加入回收料。使用粒径相差太大时,易夹带空气。螺杆预塑时背压太低,转速太高,使螺杆退回过快,空气易随料一起推向料筒前端,加料段温度过低,使进入压缩段的料有部分仍保持粒状。或相反,加料段温度过高,使一部分料过早熔融,充满螺槽,使空气无法从加料口退出,随后被熔料裹卷送往前端,最后进入模穴。为了防止流延,使松退量过大,吸入空气,并随熔料注入模穴形成银纹。螺杆的压缩比增大,可增加排气。调节背压和松退量,是降低塑化过程中带入的空气量的最简单而又有效的方法。

(2)充模过程的排气

在高温高压下,低黏度熔融塑料突然穿越狭窄的浇口,进入具有较大自由空间的模穴,形成高压喷射状态,夹带了流道和模穴内存在的空气,结果在塑料冷凝时留下了分散气流的痕迹,表面层塑料将因为溶解空气程度不同而具有不同的折光率和粒子密度,气泡点按塑料流方向,四散分布,这就形成了放光芒状和扇形状纹等缺陷,有时叫它为喷射痕。在主要料流通道上,壁厚变化过大或设置有嵌件镶块时,妨碍了料的自然流动,形成涡流,增加了空气干扰的可能。由于设计上的缺陷,如浇口位置不佳、多浇口制品浇口不对称排布、模的冷却系统不合理使模温差别大等,造成熔料在模穴内流动不连续,堵塞了空气逸出的通道,使空气混同熔料成型。模具分型面缺乏必要的排气孔道或排气孔道不足、堵塞、位置不好,又没有嵌件、顶针之类加工缝隙排气,使流道和型腔中的空气不能在塑料进入的同时离去。注射时用低速通过射纹区域或有气纹的区域。

4.2   空气

由于空气涡流作用而造成的银纹形态与其他液汽物质造成的形态稍有不同。气泡粒极其微细而密集,主要分布在制品靠近浇口的位置。如果浇口是针状的,形成以浇口为中心的放光芒状纹。如果浇口是侧式平衡于制品壁面的,形成以浇口为收拢点的扇形纹,空气的这种干扰,有时不大容易区别于水汽或分解气纹,有时可能是共同作用的结果。

空气的来源:(1)料内夹带空气

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4.3   分解气

没有哪一种塑料能在普通热加工温度下和剪切作用下不分解一些气体。不同的塑料有不同的分解时间和温度,有些塑料虽然发生了热降解,但分解出来的气体并不多。有些塑料一开始降解就有较大量的气体发生。塑料分解出

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来的气体成分十分复杂,比如PP料,其氧化分解生成气有:醋酸、甲酸、酯类、水分、丙酮、甲醛、乙醛、二氧化碳、一氧化碳等等。不管是什么成分,其造成的缺陷就是银纹。一般来说如果银纹分布在制品壁厚处,很可能是分解气所产生的。分解气可通过空射来简易判定:如果空射时有浓烟或有黑烟并有烧焦的气味产生,就认为是分解气所为。

造成塑料发生分解气的原因:熔体温度过高,造成分解;料筒温度过高,或料筒的发热圈控制失调,应由喷嘴开始,逐渐降低料筒温度。熔体在料筒里的停留时间过长。小制品用大机,或缓冲垫量过大,或料筒内的呆料、死角处因长期受热而分解,或成型周期太长,使熔体在料筒里的停留时间过长而造成分解;熔体在料筒里的剪切过大,螺杆的压缩比过大,螺槽太浅等,再加上螺杆转速过大,背压过大等。造成熔体在料筒里的剪切热过大而使熔体分解,模中流道、浇口、型腔因摩擦阻力大,造成局部过热点,使通过的塑料升温而分解。

塑料本身质量差,容易分解:有些牌号的塑料,本身不能受较高的温度或较长的受热时间或较大的剪切力作用,特别是当含有微量杂质或微量水分时,可能发生催化裂化反应。对这一类塑料可考虑加入一定量的润滑剂(UPVC中加硬脂酸及其盐等)以尽量降低其分解的可能性。塑料中含有有害的屑料:所谓屑料,是指塑料在剪切或破碎过程中生成的碎料,屑料包含着由于强力剪切而造成的大量断裂链段,同时,屑料还有着无可比拟的巨大表面积和疏松结构。单从这2方面看,已不难理解为何屑料既易受潮,又有极高的热敏性,从而破坏了整个原料结构,使进入料筒的料屡屡受热分解。混合塑料原料和破碎的回收料由于粒度相差大或粒形相差大,致使受热程度难以兼顾。当大部分塑料进入成型温度时,可能有小部分塑料开始发生分解,再生料的再生次数过多或与新料比例太高。由于再生料已经局部地损坏了分子链结构,因而对热也象屑料那样敏感。塑料原料受污染,带有易分解成分或促进分解作用

成分。

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加工过程剪切过大,使熔体升温,造成分解:注射压力或注射速度过快;螺杆预塑时螺杆转速太快同时背压太大;模具浇口太小或高黏度塑料选用孔径过小的喷嘴,高速度料流经过时产生摩擦热使料分解。

4.4   溶剂气

由溶剂气产生银纹的机会较少,它可由干燥机部分挥发。

(1)塑料颗粒原料是在合成树脂厂将聚合体融熔挤出后造料而成,如果清洗不净,难免会夹带一些挥发性溶剂。在注塑中这些溶剂便随同熔料进入模穴。比如在生产中,某些带杂色的改性聚苯乙烯或ABS于机台加热中常会发出难闻的刺激性臭气。

(2)塑料原料中的液态助剂如助染剂白油、润滑剂硅油、增塑剂二丁酯以及稳定剂、抗静电剂等用量过多或混合不均,以积集状态进入模穴,形成银纹。

4.5   水汽和分解气的混合气

检验方法:①对空注射;②材料所对应的料筒温度的设置是否偏高;③螺杆转速;④背压。一般空射之后看熔料质量的好坏来判断。

解决办法:①加强干燥;②降低料筒温度;③加强模具排气(模排气或慢速成型)。

5   熔接痕

5.1   熔接痕形成的原因

熔接痕是由注射中2股料相遇时,在其界面处未完全熔合而造成的一种线状痕迹。熔接痕是在制品有孔、嵌件时,塑料分股流动或者浇口多于1个以及厚度变化所形成。此外,在发生浇口喷射充模时也会生成熔接缝。喷射时,熔体直接射入模腔,直到撞到对面的模壁,随后而来的熔料产生压缩使料流折叠,于是在折弯相遇地方形成。

5.2   熔接痕的种类

有熔接痕的制品,熔接痕部位的力学性能,一般都低于没有熔接痕的部位。最常见的熔接痕有2种:充模开始时形成的熔接痕称早

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期熔接痕;充模终止时形成的熔接痕称晚期熔接痕。当2个浇口沿轴向配置时,形成的熔接痕为晚期熔接痕,当2个浇口沿垂直于制品轴线方向并排配置时,这样的浇口位置导致早期熔接痕的形成。早期熔接痕强度很难用改进成型工艺的方法得以提高,显然早期熔接痕强度只能决定熔接痕的存在情况和取向程度。

HIPS和PS一样,模具温度提高,熔接痕强度增加不大,提高注射压力可使充模终止时形成的晚期熔接痕略有增加。因此对熔接痕强度影响最大的是注射温度,注射温度高熔接痕强度也大,解决熔接痕的办法与收缩凹陷有很多相似之处。

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(1)增加主流道和分流道尺寸,提高流道效率。同时也增加冷料井的容积。

(2)扩大或缩小浇口截面积,改变浇口位置。①熔接痕离浇口太远时,要改变浇口位置,使其尽量靠近一些,也可用几个相同的对称浇口代替;②浇口开设要尽量避免熔体在嵌件、孔洞周围流动;③发生喷射充模的浇口要设法修正、迁移或加挡块缓冲。也可设计成护耳式浇口。

(3)在制品不缺料的前提下,尽量减少多浇口的数量,因多浇口肯定会产生晚期熔接痕。而单浇口则可避免。

(4)开设、扩张或疏通模穴排气通道,其中包括利用镶件、顶针缝隙排气,主要将空气和挥发成分排除。

(5)改模具,使料流合理化:①使模穴的充模速度连续均衡;②减少流通截面积变化过大而造成熔接痕;③加厚制品以免过早固化;④接痕处壁厚太薄,要从浇口开始起一直加厚至接痕处。

图3是PS透明制品示意图。在矩形片的近周边处环绕一条封闭式的厚棱,扇形浇口在侧边连接。注塑结果是制品上的2条熔接痕不能消除。据分析,环状的厚棱起着和流道几乎一样的作用,使充模从1股变成3股。厚棱流速特快,很容易先充满制品的四周,留下中央部分最后充满,即是说,3条流路最终并不在模穴分型面边缘消失而模穴中央处相遇,这就形成了熔接痕。当困有大量的气体时,熔接痕更粗更深。对这种情况,调整工艺参数是无济于事的。要将厚棱作部分中断或缩小厚棱与片的厚度差才有效果。或浇口开设在中央位置,使熔料向

5.3   在工艺参数调整方面对熔接痕的影响

(1)调好料筒(包括喷嘴)温度:温度高,料的黏度小,流动通畅,熔接痕变细;温度低,减少气态物质的生成。

(2)预塑时,增加背压力,使塑料密度提高和熔体温度上升,增加螺杆转速使塑料黏度下降。

(3)干燥好塑料,使塑料中低分子物质挥发,如水分、油迹、脱模剂,特别是含硅脱模剂及一些有机小分子气体。

(4)对流动性差的或热敏性高的塑料,添加润滑剂及稳定剂,必要时改用流动性好的或耐热性高的料。

(5)在不产生飞边的情况下,降低锁模力,方便排气。

(6)延长注塑周期,使塑料塑化更完全,更顺畅均匀地充模,必要时更换塑料化容量大的机台。

(7)提高模具温度或有目的地提高熔接痕处的局部温度。

(8)提高注射压力、注射时间。

(9)调好注射速度:高速可使熔料来不及降温即到达汇合处;低速可让型腔内的空气有时间排出。

(10)调好料量。增加料量以压紧制品。减少料量以减少注射时的压力损耗。

5.4   在模具的设计与制造方面

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图3 PS透明制品示意图

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四周扩散,最后到达模穴分型面边缘。

(6)当熔接痕不能消除时:①把熔接痕引导到不影响制品外观质量的位置,办法是改变浇口位置、尺寸,改变制品壁厚等;②在熔接痕附近开设熔合井,使熔接痕脱离制品。

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层继续收缩受到凝固外层的阻碍而产生的应力,而且在保压过程,塑料流动取向也阻碍分子重排。

注塑制品内应力的种类:①取向应力,是在充模流动过程和一定的构象被固定下来而产生的;②温度应力,是塑料在冷却过程温度的不均匀分布而产生的;③与注射过程中塑料分子本身的平衡状态受到破坏而形成新的不平衡体积有关的应力,如结晶过程;④与脱模时制品变形有关的应力。

以上几种内应力中取向应力和温度应力是比较重要的,它们对制品物理力学性能影响较大,但是通过工艺的改进可大为减小。与体积不平衡状态有关的应力是难以消除的,因为塑料凝固时,甚至在极其缓慢的冷却下,制品也不可能达到平衡体积,不过这种应力实际上并不大。制品从模穴中顶出时受到弯曲以及由于热塑性塑料并未在整个截面上凝固而产生的应力,如果采用结构合理的顶出系统,保证最佳注射条件,降低开模时模穴内的剩余压力,与胶模时制品变形的应力是可以减至较小的。

5.5   在材料方面

(1)材料混料污染,影响熔接痕的强度。(2)材料流动性差。(3)材料的挥发性气体多。(4)润滑剂过多,尤其硅油太多。(5)色粉不均或颗粒太大,易形成结合线处颜色不均匀。

(6)使用球状色粉染色。

6   翘曲(变形、弯曲、扭曲)

制品的翘曲主要是由于内应力的影响而产生。因此,首先讲一下注射制品内应力,然后系统讲一下制品的翘曲变形。

6.1   注射制品内应力

在没有外力存在下,材料内部由于成型加工不当、温度变化等原因所产生的应力为注塑制品的内应力,其本质是高弹变形被冻结在制品内而形成的。注塑制品的内应力,影响了制品的力学性能和使用性能。例如翘曲、变形,甚至细小裂纹,制品光学性能变坏,制品变浑浊等。内应力还会使注射制品在流动方向上显示出较高的力学性能,而垂直于流动方向的力学强度较低,使制品性能不均匀,从而影响制品的使用。特别是当制品受热,有机溶剂和能加速制品开裂(如油、脂肪、溶剂以及其他物质)的物质可引起热塑性塑料在拉伸应力下开裂,开裂程度随温度升高而加大。减少内应力的方法,是在注射时采用较高的温度,应高于黏流温度,温度应均匀。同时注射压力较低。虽然这样,充模时熔料流经喷嘴、浇口和模穴所产生的内摩擦力,仍然会使塑料分子取向和变形。模腔充满的同时,熔体在接触冷的模壁受到急剧的冷却,制品外层冷却凝固时,内层还没凝固,分子还有流动,在进一步冷却过程中,由于内外冷却不一致,还会产生应力,这时是内

6.1.1   取向应力

注塑制品内部大分子取向后容易产生内应力,由于取向方向不相同,取向程度的不一致以及取向与非取向的界面等因素,都会造成应力集中。注塑时,熔体迅速冷却,在低温下熔体黏度较高,取向的分子不能充分松驰,而产生的内应力对制品力学性能和尺寸稳定性都有影响。注射过程中各工艺参数对制品内应力都有影响。

熔体温度对取向应力的影响最大,提高熔体温度时熔体黏度下降,因而剪切应力和取向降低。此外,在高的熔体温度下,取向应力的松驰程度较大,可是,当黏度降低时,注射机螺杆传递至模穴的压力增大,可能使剪切速率提高,导致取向应力增大。保压时间长,取向应力增大,直到保压终了或热塑性塑料在浇注系统的浇口凝固为止。提高注射压力同样会因剪切应力和剪切速率的增加,而引起取向应力的增大。制品厚度对内应力也有影响,取向应

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随制品厚度的增加而降低,因为厚壁制品冷却缓慢,熔体在模穴内冷却,松驰时间较长,取向分子才能回到无规状态。模具温度高,熔体冷却缓慢,致使取向应力减小。

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制品厚度越不均匀或者制品带有金属嵌件,都容易产生取向应力,所以嵌件和浇口都应设置在制品的厚壁处。

6.1.2   温度应力

塑料注射时,熔体温度和模具温度之间温差很大,这使靠近模壁熔料冷却较迅速,因而产生了在制品体积内分布不均匀的应力。由于塑料材料的比热容较大,导热系数小,制品表面层比内层冷却快得多,制品表面所形成的凝固壳层,会阻碍内部在继续冷却时自由收缩,结果,在制品内部产生拉伸应力而在外层则产生压缩应力。保压期间还有少量熔体进入模穴进行补缩,这使已凝固的壳层受压力状态在模内冷却的,而所受压力又大于塑料因温差收缩而产生的压力,则与冷却有关的压力被模内压力抵消,也可能不存在。但是当保压时间短或模内压力迅速下降为0,制品内部会产生拉伸应力,而外层产生压缩应力,若在制品冷却最初阶段内出现零压力,这时制品内部还是未凝固的熔体而外壳又凝固不足,这种壳层很容易变形而使表面形成凹陷。在冷却的中期阶段,当制品的外壳已经有足够的强度时,如果模内压力衰落到0,则制品内部可因内层分离而形成空洞。

如在制品冷却后期模内压力达到0或在开模时尚未达到0(这时熔体在保压期内更多地进入模内而发生),则材料的正常收缩会遇到障碍。在这种情况下,冷却之后的制品密度较高,特别是在浇口附近,受到的拉伸应力也更大。

综上所述,热塑性塑料由于收缩所产生的应力越大,则材料在模内由于压实作用而产生的应力越低(保压时间短,保压力低),反之,在压实过程中应力越大,则材料在冷却收缩时收缩所引起的应力就应当越小。

制品形状和尺寸对内应力也有很大影响。制品表面积与体积之比越大,表面冷却快,取向应力,温度应力也越大。取向应力主要产生在制品薄的表层内,因此,可以认为取向应力应该随制品表面对其体积之比的增加而增大。

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6.1.3   与注塑过程中塑料分子本身的平衡状

态受到破坏并形成不平衡体积有关的应力

结晶聚合物结晶区与非结晶区界面产生的应力或者结晶程度不同,收缩不一致产生的内应力等,这是由高分子材料特性所决定的,所以这种应力也较难克服。

内应力的分散与减少。制品最好能避免产生内应力,但是注塑制品成型条件及高分子材料结构特征,只能尽量减少内应力或者使内应力尽量分布均匀。

(1)塑料材料:材料中的杂质易造成内应力,如PC聚合后用溶剂去掉低分子物和单体。塑料材料分子量较高,分子量分布较窄的内应力也较少,多组份塑料各组份应分散均匀,排气好,造粒时颗粒应塑化均匀,制品内应力小。结晶性塑料中加入成核剂如PP中加入成核剂已二酸(0.2%~0.5%),使结晶更完善,球晶体积小、数量多,制品内应力小、冲击强度大大提高,而大球晶与非晶界易造成内应力。

(2)制品设计:在制品设计上应该力求表面积与体积之比尽量小,比值小的厚制品冷却缓慢,内应力较小,而表面积与体积之比大的薄壁长流程制品易产生内应力。厚薄公差尽量均匀,厚薄公差大,冷却不均匀易产生内应力。遇到厚薄不均匀的制品时,在厚薄结合处不采用直角过渡,否则易造成应力集中,最好采用圆弧过渡,可避免上述缺陷。当制品带有金属嵌件时,嵌件材料最好选择铜质或铝质并预热,防止金属材料与塑料材料热膨胀系数不一致而产生内应力。在制品造型上选用曲面、双曲面,不仅美观,而且也能减少变形,能够吸收冲击能,使制品内应力较小,而大平面易产生缩孔,因为轴向与径向收缩不一致,如果设计为椭圆孔,沿轴向减小了因取向产生的内应力,椭圆孔沿长度方向与受力方向一致。在孔的布置上在圆孔的周围再开一个工艺圆孔,可近似看成椭圆孔而减小了内应力。

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(3)模具设计:模具设计对制品内应力也有影响,浇口小保压时间短,凝封压力低,制品内应力小,反之则较大;浇口设置在制品壁厚处,注射压力、保压力较低,制品内应力小。大流道注射时间短,熔体不易降温,内应力小,反之则较大。模具冷却系统设置应均匀一致,静、动模板上2片模具冷却同步,制品内应力小。顶出装置应设计成大面积顶出,制品内应力小,模具应有一定的脱模斜度,使脱模斜度不小于1°(1.7%),小型件为0.2%~1%,大型制品为5%。

(4)工艺条件:注射温度对制品内应力大小影响很大,因为热塑性塑料取向程度随注射温度的提高而减小,所以适当地提高注射机筒温度,保证物料塑化良好,组份均匀可降低收缩率,减小内应力,模具温度提高,制品冷却缓慢,取向分子可松驰,内应力也降低。注射压力可使塑料分子取向作用增大,较高的注射压力产生较大的剪切力,使塑料分子有序排列,因此制品取向应力增加。保压时间过长,模内压力由于补压作用而提高,熔料产生较高的剪切作用,分子取向程度提高,制品内应力增加。注射速度对注塑件内应力的影响比温度、压力等因素要小得多,当注射速度较低时,制品易产生熔接痕,取向作用也较低;而注塑速度较高时,制品表面质量差,制品内应力也较大,最好采用变速注射,即快速充模,当模穴充满后用低速,变速注射一方面充模过程快,减少熔接痕,低速保压减小分子取向,内外温差小,制品内应力降低。

内应力可采用热处理的方法消除。热处理的实质是使塑料分子中的链段、节有一定的活动能力,冻结的弹性变形得到松驰,取向的分子回到无规状态,同时也使结晶更完善,这样就可以大大减小制品的内应力。

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种类不同的热塑性塑料有不同的翘曲倾向,结晶塑料的翘曲倾向较非结晶态塑料要大,翘曲受注射过程工艺参数、制品和模具的结构等因素的影响。热塑性塑料的翘曲也取决于径向与轴向收缩之差,这一差值是由分子取向造成的。流动方向(轴向)上的收缩一般比垂直于流动方向(径向)上的收缩要大。收缩可因充模后取向应力的松驰而增大。

取向:充模时,塑料分子沿着流动方向有序排列,流动停止后,这些取向的分子力图恢复正常的卷曲状态。如果这一情况发生,则制品在此方向上的长度就会缩短。垂直于流动方向上的取向分子比流动方向上因松弛而产生的收缩经流动方向上的收缩要小得多。由于收缩不一致,一些薄型、大平面制品就会翘曲。

结晶:非晶态塑料由于热收缩小,其收缩率比结晶性塑料小得多,但是在相互垂直的各方向上的收缩率则因取向而有差异,只是这些材料制品翘曲程度要小一些。HDPE在流动方向上的收缩率为2.8%~3.2%,垂直方向上为1.8%~2%,所以HDPE扁平制品更易翘曲。

2个方向上的收缩率的差别还受材料相对分子量及相对分子质量分布、添加剂的种类的影响。相对分子质量小、相对分子质量分布窄的HDPE扁平制品翘曲度小。添加剂中的着色剂,如酞类颜料会使HDPE收缩率增加,因而其扁平制品的翘曲程度也较大。

减少制品翘曲的条件,见图4。

6.2   翘曲

翘曲是制品形状偏离了注塑料模穴的形状。翘曲主要包括常温下的翘曲和受试时间和受试温度下的翘曲。发生翘曲最常见的是扁平制品,如托盘、箱体、盒类等。

图4 减少制品翘曲的条件示意图

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为了减小制品的翘曲,应当尽量减小流动取向和取向应力松弛。减小流动取向最有效的方法是提高熔体温度。为缓和取向应力的松弛,可以采用较低的模温,从而制得不翘曲的制品。可是这种效果是暂时的,因为冷却很快会产生较大的内应力,这样的制品在使用过程中仍然可引起制品翘曲。要得到不翘曲的制品,必须保证浇口位置设计合理,特别应注意料流方向。如果模内建立了平行流动,尽管在相互垂直的2个方向上收缩有差别,也不会产生引起翘曲

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的应力。采用缝形浇口、扇形浇口,可以在最大程度上保证平面的平行流动。这些形式的浇口在注射表面积大的扁平制品时是必须采用的。在这种情况下,充模均匀,制品上不会产生流痕,当然翘曲也降至最小限度。为防止制品翘曲还可采用多点浇口。

温度差:制品在模内冷却不均匀,常常是产品翘曲的原因。一般模芯温度高就向模芯侧翘曲,模腔温度高就向模腔侧翘曲。

Unnormal analysis and treatment of injection molding(Part II)

Rao Qichen, Huang Jianjun

(Guangzhou Bochuang machinery co., ltd., Guangzhou 510285, Guangdong, China )Abstract: This paper analyzed and described the objections of molding part 、shrinkage sunken andburr. Partially taken from the inspection method 、analyzing reason、set parameters、goods designand mold fabrication and material selection and so on、analyzed the reason happened from phenom-enon to nature of the plastic goods and put forward the solving solution, and put the theory into thepractices.

Key words: injection molding; abnormity ; inspection; analyis; treatment; mold; injection

(未完待续)

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三角集团工程子午胎生产线投产

三角集团有限公司与三角轮胎股份有限公司共同投资18亿元、占地面积达20.37 万m2的工程子午胎生产线不久前在山东省威海市顺利投产。该生产线全部投产后,将形成年产混炼胶20万t、工程子午胎15万 ̄20万套、半钢子午胎1 200万套的规模。

合资组建的安徽世振胶业有限公司,最近在淮南市经济技术开发区韩国工业园建成投产。

该合资企业占地近4.7 hm2,总投资6 000多万元,能够生产普通尼龙骨架输送带、全塑阻燃输送带、橡胶型阻燃输送带和各种规格高压钢丝编织胶管,并开发试产具有国际先进水平的高强力钢丝绳芯输送带和钢丝缠绕管。输送带的生产能力达到600万m2,钢丝编、缠胶管生产能力达到200万标米,预测年销售收入将突破亿元大关,成为安徽省最大的管带生产企业。

摘编自《中国橡胶》,2005,24(21):31

(XS-03)

安徽中外合资胶带公司建成投产

由淮南橡胶管带有限公司与一家韩国公司

第60页

摘编自《中国橡胶》,2005,24(21):31

(XS-03)

第32卷  第2期

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