注塑制品內(nèi)應(yīng)力的分析及控制

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦注塑制品內(nèi)應(yīng)力的分析及控制(上) |RR. Y *m|& 在注塑加工過程中，注塑制品存在著一個(gè)內(nèi)在的質(zhì)量問題-內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的來源與所使用的塑料原料種類、注塑機(jī)的類型與塑化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)及精度、塑料制品的結(jié)構(gòu)、注塑成型的工藝參數(shù)的設(shè)定及控制、生產(chǎn)環(huán)境及操作者的狀態(tài)等有關(guān)。其中任何一項(xiàng)出現(xiàn)問題，都將影響到制品的質(zhì)量。而且，由于制品的表面質(zhì)量是內(nèi)在質(zhì)量的反映，所以，凡是能引起制品內(nèi)在質(zhì)量的因素，都能同時(shí)引起制品的表面質(zhì)量及其他質(zhì)量問題，如引起制品的開裂、銀紋、翹曲、變形、力學(xué)強(qiáng)度降低，甚至失去使用價(jià)值等問題。 6V4%xY F! 由于注塑過程中，除了引起制品翹曲變形的內(nèi)應(yīng)

2、力可以直觀感覺到外，其它質(zhì)量問題不但用肉眼看不到，而且在短時(shí)間內(nèi)也沒有表露出來。所以注塑加工現(xiàn)場(chǎng)的工程人員對(duì)于這個(gè)問題一般不很重視，但是卻可能存在著很大的質(zhì)量隱患。所以，本文針對(duì)內(nèi)應(yīng)力這個(gè)內(nèi)在的質(zhì)量問題展開分析，并提出控制的一些方法，希望對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制產(chǎn)品質(zhì)量的工程人員有所幫助和啟示。 3j(pwYxC 2、取向應(yīng)力：是制品內(nèi)部大分子取向產(chǎn)生的應(yīng)力。對(duì)于線形樹脂和纖維增強(qiáng)的塑料，在加工中最容易產(chǎn)生取向應(yīng)力。其結(jié)果，沿著流動(dòng)方向的分子取向程度最大，在速冷條件下，如果被拉直的分子鏈來不及松弛，則在該方向上產(chǎn)生了取向應(yīng)力。 Bd+GlU 3、收縮應(yīng)力：注塑過程中，塑料分子本身的平衡狀態(tài)受到破壞，并產(chǎn)生不

3、平衡體積時(shí)的應(yīng)力。如結(jié)晶塑料的晶區(qū)與非晶區(qū)界面因收縮不均產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 OTH :B9&Y 4、脫模應(yīng)力：脫模時(shí)制品變形產(chǎn)生的應(yīng)力。這主要是模具加工精度較差和設(shè)計(jì)不合理造成，如脫模斜度不夠，頂針數(shù)量不夠或頂出不平衡等。 adGyz% 以上2至4類應(yīng)力可以歸納為成型應(yīng)力，是成型過程產(chǎn)生的應(yīng)力。一般注塑制品中同時(shí)都存在幾種應(yīng)力，制品的破壞，是由幾種應(yīng)力共同作用的結(jié)果。 A#m62O 二、內(nèi)應(yīng)力對(duì)注塑制品的影響 Lr9d&B5 制品中內(nèi)應(yīng)力的存在會(huì)嚴(yán)重影響到制品的力學(xué)性能和使用性能。它的存在將降低了制品對(duì)光、熱以及腐蝕介質(zhì)的抵抗能力。同時(shí)，制品在使用過程中將出現(xiàn)裂紋、不規(guī)則變形和翹曲，制品表面泛白、

4、渾濁、光學(xué)性能下降等結(jié)果。 y&A!y 三、內(nèi)應(yīng)力的控制 0d5dbu 當(dāng)注塑制品內(nèi)的殘余應(yīng)力太高或應(yīng)力分布不均時(shí)，塑件表面就會(huì)產(chǎn)生變形、泛白、裂紋及破裂等現(xiàn)象。 qO(O0,6 |X,C2I b、盡量減短保壓時(shí)間，以減小取向應(yīng)力。 P,M9.71 c、減小注射壓力或保壓壓力，會(huì)使取向應(yīng)力減小。因擔(dān)心制品出現(xiàn)收縮凹陷或試圖取得更好表面光澤而將注射壓力、速度等調(diào)得過大，會(huì)造成制品內(nèi)部產(chǎn)生大的應(yīng)變。結(jié)果，有些制品很快就開裂了，有些制品在存放一段時(shí)間后慢慢出現(xiàn)微裂或裂紋。當(dāng)中心澆口出現(xiàn)以澆口為中心的放射狀開裂時(shí)，應(yīng)考慮調(diào)節(jié)澆口尺寸，使型腔內(nèi)的壓力減少，減小取向應(yīng)力。有可能時(shí)，重新安排澆口的位置和形式

5、，也可以增設(shè)必要的輔助澆口。 k(ovmxz#s d、提高模具溫度，使解取向作用加強(qiáng)。雖然高的模溫可減少聚合物的分子取向，但是，卻使結(jié)晶性塑料結(jié)晶度提高，或因模溫過高使塑料難以固化而造成脫模困難，所以要注意。相反，如果模溫太低，塑料過早冷卻，熔接縫有可能產(chǎn)生，制品容易開裂。 /B 6pZzb e、有可能的話增加制品壁厚，使取向應(yīng)力降低。 cbv&7, 2、減小溫度應(yīng)力的影響 GQqxM)cxPJ 如果在澆口封閉前維持模腔壓力，有利于提高制品密度，消除冷卻溫度應(yīng)力，但是在澆口附近會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。設(shè)法降低澆口處溫度，延長(zhǎng)緩冷時(shí)間，有利于改善制品的應(yīng)力不均，使制品的機(jī)械性能均一。 |h W;.

6、Q H 熔體溫度的提高，不論對(duì)結(jié)晶型聚合物還是非結(jié)晶型聚合物都會(huì)導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度的降低。對(duì)非結(jié)晶型聚合物，拉伸強(qiáng)度會(huì)因澆口的位置而異。當(dāng)澆口與充模方向一致時(shí)，拉伸強(qiáng)度隨熔體溫度提高而降低；當(dāng)澆口與充模方向垂直時(shí)，拉伸強(qiáng)度隨熔體溫度的提高而增加。 aqEkml?r; 3、減小收縮應(yīng)力的影響 CvtCgSbz 塑料制品如果在模內(nèi)散熱不好，冷熱不均（尤其對(duì)大制品而言），可能會(huì)使制品出現(xiàn)收縮差異，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，而使制品開裂。因此，模具的冷卻水道的布置應(yīng)盡量平衡。 E4.O-+1 制品設(shè)計(jì)上，避免厚度相差很大的部位。因厚度相差很大的部位必然是冷卻速度不一，冷卻過程的收縮和結(jié)晶情形的不同，力學(xué)狀態(tài)也不同。

7、 U1DGSf05 4、減小脫模應(yīng)力的影響 *)F3?,_f a、調(diào)整頂出裝置，如頂板、頂桿等，使之平衡動(dòng)作，避免作用力先后不一或傾斜歪曲頂出。 ;+ dO b、型腔、型芯要有適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?。?dāng)斜度不夠時(shí)，脫模困難，制品受的機(jī)械應(yīng)力過大而開裂。 i*91bx + c、型腔脫模面要有足夠的光潔度，甚至連拋光方向也應(yīng)盡量與料流方向一致。型芯部分的加強(qiáng)筋、柱子等應(yīng)有足夠的光潔度，使脫模順暢。 gGtOz& d、采用小澆口，保壓時(shí)間短，內(nèi)應(yīng)力小；用大流道，則注射壓力低，注射時(shí)間短，內(nèi)應(yīng)力小；澆口設(shè)計(jì)在制品的厚壁處，則注射壓力和保壓壓力低，內(nèi)應(yīng)力小。 hQ:luC e、調(diào)節(jié)好開模速度，避免高速撥模。 -

8、4uhM)4L f、調(diào)節(jié)好模板的平行度及平穩(wěn)性。 -;6F(,FB g、在模面上施加適當(dāng)?shù)拿撃姑撃ｍ槙场?3gl.9w .l 7、設(shè)備方面要注意的問題 Suk?H* a、注塑機(jī)塑化容量要適中。即使是相熔性良好的塑料，如果在機(jī)筒內(nèi)未完全均勻混合，也即塑化不充分，成型的制品在受力時(shí)將使應(yīng)變集中在未充分混合的部位而脆裂。相反，若注塑機(jī)塑化容量太大，塑料在料筒中受剪切作用時(shí)間過長(zhǎng)，也會(huì)老化降解，使制品變脆。 UNZI%lT b、 注塑機(jī)料筒內(nèi)有障礙物，促使塑料降解而使制品變脆。 &*yR8! k5GYgZ 四、制品應(yīng)力開裂檢查和退火處理 D;Rt Ta 1、診斷方法： G#y0K （1）、溶劑法

9、： H%/ Hke a. PS 在室溫下用煤油處理。 n+V W &- b. 對(duì)PC、PS、聚砜、PPO等注塑制品，用四氯化硅溶劑處理，20秒內(nèi)若制品開裂，說明內(nèi)應(yīng)力大。 VT!0l c. POM 30%鹽酸溶液中浸30min。 3!NX J,W N d. ABS 浸入冰醋酸溶液中。 U;|4fk e. PP 在80下，用63%（重量百分比）的三氧化鉻與水的混合物處理。 PA vxBLf. HDPE 在80下，用2%的洗滌劑水溶液處理。 ey?8 9Mf （2）、儀器法：用偏振光方法可以檢測(cè)制品的內(nèi)應(yīng)力。 wsxBeN 2、熱處理方法：有開裂傾向的塑料制品，可以用退火熱處理方法來消除制品內(nèi)應(yīng)力，從而減小裂紋的生成。 A i*C7Sh POM 空氣浴退火：140150壁厚每增5mm即增加4060min； #E 9?SMs2 油浴退火：140150壁厚每增5mm即增加2030min。 eN,:1DH ?A PBT 12012h 。 CI/ED m PC