注塑成型工藝

1、第四章 注射成型工藝 一、熱塑性塑料的工藝性能 二、 注射機的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 三、 注射成型原理及其工藝過程 四、 注射成型工藝條件的選擇與控制 五、幾種常用塑料的注射成型特點重點掌握什么是注射成型工藝？ 注射成型生產(chǎn)中，運用一定的技術(shù)方法，將塑料原料、注射設(shè)備和注射所用的模具聯(lián)系起來形成生產(chǎn)能力，這種方法就叫做注射成型工藝。第一節(jié) 熱塑性塑料的工藝性能一、塑料的成型收縮 塑料的收縮性： 指塑料制件從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性。 塑料的成型收縮： 與塑料本身的熱脹冷縮性質(zhì)、模具結(jié)構(gòu)及成型工藝條件等因素有關(guān)的塑料制件的收縮統(tǒng)稱為成型收縮。 成型收縮的大?。嚎捎盟芰现萍膶嶋H收縮率S實表示，即

2、（4-1） 式中 a成型溫度時制件尺寸； b常溫時制件的尺寸 成型溫度時的制件尺寸無法測量，故常采用常溫時的型腔尺寸取代，有 (4-2) 式中 c常溫時型腔尺寸； S計塑料制件的計算收縮率。%100bbaS實%100bbcS計 收縮率選擇的原則： 收縮率范圍較小的塑料品種，可按收縮率的范圍取中間值，此值稱平均縮率。 收縮率范圍較大的塑料品種，應(yīng)根據(jù)制件的形狀，特別是根據(jù)制品的壁厚來確定收縮率，壁厚取上限(大值)，壁薄取下限(小值)。當S計為已知時，可用S計來計算型腔尺寸，即 c=b(1+S計) (4-3)收縮率15乘以比值07，內(nèi)徑取大值16，外徑取小值14，以留有試模后修正的余地（對高精度塑

3、件或?qū)δ撤N塑料的收縮率缺乏準確數(shù)據(jù)時，常用這種留有修模余量的設(shè)計方法）。 制件各部分尺寸的收縮率不盡相同，應(yīng)根據(jù)實際情況加以選擇。 圖41塑件的材料為尼龍1010，壁厚4mm，查表42得，高度方向的收縮小于水平方向的收縮，其百分比為70，收縮率范圍為1416，高度方向取平均 收縮量很大的塑料，可利用現(xiàn)有的或者材料供應(yīng)部門提供的計算收縮率的圖表來確定收縮率。也可收集一些包括該塑料實際收縮率及相應(yīng)的成型工藝條件等數(shù)據(jù)，然后用比較法進行估算。必要時應(yīng)設(shè)計、制造一副試驗模具，實測在類似的成型條件下塑料的收縮率。 二、塑料的流動性 塑料的流動性： 比較塑料成型加工難易的一項指標，與黏度一樣，依賴于成型條

4、件、聚合物的性質(zhì)。衡量塑料流動性的指標： 聚合物的相對分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長度、表觀黏度以及流動比(流程長度/制品壁厚)。相對分子質(zhì)量小、熔融指數(shù)高、螺旋線長度長、表觀黏度小、流動比大則流動性好。 常用熱塑性塑料的流動性分為三類。 流動性好的，有尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素。流動性一般的，有ABS、有機玻璃、聚甲醛、聚氯醚。流動性差的，有聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料。 塑料的流動性隨成型工藝條件的改變而變化，熔體成型溫度高則流動性好，注射壓力大流動性好。模具結(jié)構(gòu)也影響流動性的大小。成型時還可通過控制溫度、模溫、注射壓力及注射速率等因素來調(diào)節(jié)注射成型過程

5、以滿足對制件質(zhì)量的要求。三、塑料的結(jié)晶性 結(jié)晶形塑料須加熱至熔點溫度以上才能達到軟化狀態(tài)。結(jié)晶熔解需要熱量，結(jié)晶形塑料達到成型溫度要比無定形塑料達到成型溫度需要更多的熱量。 制件在模內(nèi)冷卻時，結(jié)晶形塑料要比無定形塑料放出更多的熱量，因此結(jié)晶形塑料在冷卻時需要較長的冷卻時間。 結(jié)晶形塑料固態(tài)的密度與熔融時的密度相差較大，結(jié)晶形塑料的成型收縮率大，達到0.5一3.0;無定形塑料的成型收縮率一般為0.4一0.6。 結(jié)晶形塑料的結(jié)晶度與冷卻速度密切相關(guān)，在結(jié)晶形塑料成型時應(yīng)按要求控制好模具溫度。 結(jié)晶形塑料各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大。脫模后制品內(nèi)未結(jié)晶的分子有繼續(xù)結(jié)晶的傾向，易使制品變形和翹曲。 熱敏性：

6、指某些塑料對熱較為敏感，在高溫下受熱時間較長或澆口截面過小、剪切作用大時，料溫增高易發(fā)生變色、降解的傾向。 包括：熱敏性、水敏性、應(yīng)力敏感性、吸濕性、粒度以及塑料的各種熱性能指標。四、塑料的其他工藝性能 水敏性：指有的塑料(如聚碳酸酯等)即便含有少量水分，在高溫和高壓下也容易分解。 應(yīng)力敏感性：指有的塑料對應(yīng)力敏感，成型時質(zhì)脆易裂。對應(yīng)力敏感的塑 料，除在原料內(nèi)加人添加劑提高抗裂性外，還應(yīng)合理設(shè)計制件和模具，選擇有利的成型條件，以減少內(nèi)應(yīng)力。 粒度：指塑料粒料的細度和均勻度。根據(jù)技術(shù)要求，各種塑料應(yīng)有一定的技術(shù)指標。 熱性能指標：塑料的比熱容、熱導率、熱變形溫度等。比熱容高的塑料熔融時需要更多

7、的熱量，熱變形溫度高的塑料冷卻時間可縮短，熱導率低的塑料必須注意充分冷卻。第二節(jié) 注射機的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格注射機為塑料注射成型所用的主要設(shè)備。 注射成型時注射模具安裝在注射機的動模板和定模板上，由鎖模裝置合模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。 注塑機分以下幾部分： 1注射裝置 主要作用：使固態(tài)的塑料顆粒均勻地塑化呈熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將塑料熔體注入到閉合的型腔中。 組成：料斗、料筒、加熱器、計量裝置、螺桿 (柱塞式注射機為柱塞和分流梭)及驅(qū)動裝置、噴嘴等部件。 2鎖模裝置 作用：實現(xiàn)模具的開閉動

8、作，在成型時提供足夠的夾緊力使模具鎖緊，開模時推出模內(nèi)制件。 鎖緊裝置類型：機械式，液壓式或者液壓機械聯(lián)合作用方式。 推出機構(gòu)類型：機械式和液壓式推出。液壓式推出有單點推出、多點推出。 3液壓傳動和電器控制 作用：保證注射成型按照預定的工藝要求(壓力、速度、時間、溫度)和動作程序準確進行。液壓傳動系統(tǒng)是注射機的動力系統(tǒng)；電器控制系統(tǒng)則是控制各個動力液壓缸完成開啟、閉合和注射、推出等動作的系統(tǒng)。一、注射機分類 按外形特征可分為如下三類。1.立式注射機 特點：注射裝置和定模板設(shè)置在設(shè)備上部，而鎖模裝置、動模板、推出機構(gòu)均設(shè)置在設(shè)備的下部。 優(yōu)點：占地面積小，模具裝拆方便，安裝嵌件和活動型芯簡便可靠

9、；缺點：不容易自動操作，只適用于小注射量的場合，一般注射量為1060g。2.臥式注射機 特點：注射裝置和定模板在設(shè)備一側(cè)，而鎖模裝置、動模板、推出機構(gòu)均設(shè)置在另一側(cè)。這是注射機最普通、最主要的形式。 優(yōu)點：機體較矮，容易操作加料，制件推出后能自動落下，便于實現(xiàn)自動化操作；缺點：設(shè)備占地面積大，模具安裝比較麻煩。3.直角式注射機 特點：注射裝置為立式布置，鎖模、頂出機構(gòu)以及動模板、定模板按臥式排列，兩者互為直角，適用于中心部分不允許留有澆口痕跡的塑件。缺點：加料較困難，嵌件或活動型芯安放不便，只適用于小注射量的場合，注射量一般為2045g。 按塑料在料筒中的塑化方式分為兩類。 1.柱塞式注射機

10、工作原理： 示意圖44。柱塞是直徑約為20100mm的金屬圓桿，在料筒內(nèi)僅作往復運動，將熔融塑料注人模具。分流梭是裝在料筒靠前端的中心部分，形如魚雷的金屬部件，其作用是將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的塑料分成薄層，使塑料分流，以加快熱傳遞。同時塑料熔體分流后，在分流梭表面流速增加，剪切速率加大，剪切發(fā)熱使料溫升高、黏度下降，塑料得到進一步混合和塑化。 適用場合：塑料的導熱性差，若料筒內(nèi)塑料層過厚，塑料外層熔融塑化時，它的內(nèi)層尚未塑化，若要等到內(nèi)層熔融塑化，則外層就會因受熱時間過長而分解。因此，柱塞式注射機的注射量不宜過大，一般為3060g，且不宜用來成型流動性差、熱敏性強的塑料制件。2螺桿式注射機 工作原理

11、：示意圖4-5。螺桿的作用是送料、壓實、塑化與傳壓。當螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，將料斗中的塑料卷入，并逐步將其壓實、排氣、塑化，不斷地將塑料熔體推向料筒前端，積存在料筒前部與噴嘴之間，螺桿本身受到熔體的壓力而緩緩后退。當積存 螺桿式注射機中螺桿既可旋轉(zhuǎn)又可前后移動，因而能夠勝任塑料的塑化、混合和注射工作。的熔體達到預定的注射量時，螺桿停止轉(zhuǎn)動，并在液壓油缸的驅(qū)動下向前移動，將熔體注入模具。 國際上趨于用注射容量鎖模力來表示注射機的主要特征。這里所指的注射容量是指注射壓力為100MPa時的理論注射容量。 我國習慣上采用注射量來表示注射機的規(guī)格，如XS-ZY500，表示注射機在無模具對空注射時的最大注射

12、容量不低于500cm3的螺桿式(Y)塑料(S)注射(Z)成型(X)機。我國制定的注射機國家標準草案規(guī)定可以采用注射容量表示法和注射容量鎖模力表示法來表示注射機的型號。 注射機的主要技術(shù)參數(shù)包括注射、合模、綜合性能等三個方面，如公稱注射量、螺桿直徑及有效長度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、合模力、開模力、開模合模速度、開模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循環(huán)時間、機器的功率、體積和質(zhì)量等。注射機的規(guī)格：二、注射機規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)第三節(jié) 注射成型原理及其工藝過程 基本原理：利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將松散的粒料或粉狀成型物料從注射機的料斗送人高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為黏

13、流態(tài)熔體，在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。 注射成型原理圖4-6 。一、生產(chǎn)前的準備工作 l.原料預處理 (1)分析檢驗成型物料的質(zhì)量 根據(jù)注射成型對物料的工藝特性要求，檢驗物料的含水量、外觀色澤、顆粒情況、有無雜質(zhì)并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。如果檢測中出現(xiàn)問題，應(yīng)及時解決。對于粉狀物料，在注射成型前，經(jīng)常還需要將其配制成粒料，因此其檢驗工作應(yīng)放在配料后進行-生產(chǎn)工藝過程圖47。 作用：往塑料成型物料中添加一種稱為色料或著色劑的物質(zhì)，借助這種物質(zhì)改

14、變塑料原有的顏色或賦予塑料特殊光學性能。(2)著色 著色劑按其在塑料中的分散能力分為：染料和顏料兩大類。 染料：具有著色力強、色彩鮮艷和色譜齊全的特點，但由于對熱、光和化學藥品的穩(wěn)定性比較差，在塑料中較少應(yīng)用；當塑料成型溫度不高又希望制品透明時，可采用耐熱性較好的蒽醌類和偶氮類染料。 顏料：主要著色劑。按化學組成又分成無機和有機顏料。 無機顏料：對熱、光和化學藥品的穩(wěn)定性都比較高，且價格低廉，但色澤都不十分鮮艷，只能用于不透明塑料制件的著色。 有機顏料：著色特性介于染料和無機顏料之間，對熱、光和化學藥品的穩(wěn)定性一般不及無機顏料，但所著色制件色彩較鮮艷，用這種顏料的低濃度著色可得到彩色的半透明制

15、件。 粉狀或粒狀熱塑性塑料著色的工藝實現(xiàn)方法：直接法和間接法兩種。 對于吸濕性或粘水性不強的成型物料，如果包裝貯存較好，也可不必預熱干燥。 目的：為了除去物料中過多的水分及揮發(fā)物，防止成型后制品出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷，同時也可以避免注射時發(fā)生水降解。(3)預熱干燥 預熱干燥成型物料的方法：在空氣循環(huán)干燥箱中進行。多品種、小批量物料，也可采用循環(huán)熱風、紅外線及遠紅外線等較為簡單的設(shè)備預熱干燥。大批量物料可采用抽濕干燥機或采用負壓沸騰干燥法。高溫下易氧化變色的塑料(如聚酰胺等)，可采用真空干燥法。采用料斗干燥新工藝(圖4-8)，使干燥設(shè)備與注射機相連，簡化生產(chǎn)工序，可防止吸濕性塑料再次吸濕。2.清洗

16、料筒 生產(chǎn)中如遇下列情況均應(yīng)對注射機的料筒進行清洗：改變塑料品種、更換物料、調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)。 清洗方法：柱塞式機筒存料量大，須將機筒拆卸清洗。螺桿式機筒，可采用對空注射法清洗。最近研制成功了一種機筒清洗劑，是一種粒狀無色高分子熱彈性材料，100時具有橡膠特性，但不熔融或粘結(jié)，將它通過機筒，可以像軟塞一樣把機筒內(nèi)的殘料帶出，這種清洗劑主要適用于成型溫度在180280內(nèi)的各種塑性塑料以及中小型注射機。 采用對空注射清洗螺桿式機筒時，應(yīng)注意下列事項。 欲換料的成型溫度高于機筒內(nèi)殘料的成型溫度時，應(yīng)將機筒和噴嘴溫度升高到欲換料的最低成型溫度，然后加入欲換料或其回頭料，

17、并連續(xù)對空注射，直到全部殘料除盡止。 欲換料的成型溫度低于機筒內(nèi)殘料的成型溫度時，應(yīng)將機筒和噴嘴溫度升高到欲換最高成型溫度，切斷電源，加入欲換料的回頭料后，連續(xù)對空注射，直到全部殘料除盡止。 兩種物料成型溫度相差不大時，不必變更溫度，先用回頭料，后和欲換料對空注射可。 殘料屬熱敏性塑料時，應(yīng)從流動性好、熱穩(wěn)定性高的聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中選黏度較高的品級作為過渡料對空注射。 有嵌件的塑料制件，由于金屬與塑料兩者的收縮率不同，嵌件周圍的塑料容易出現(xiàn)收縮應(yīng)力和裂紋。若成型前對嵌件預熱，可減小它在成型時與塑料熔體的溫差，避免或抑制嵌件周圍的塑料發(fā)生收縮應(yīng)力和裂紋。為什么要預熱嵌件？ 3預熱嵌件什么情

18、況下嵌件需預熱？ 分子鏈剛性大的塑料(如聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯和聚砜等)，一般均需預熱嵌件，因它們本身很容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 分子鏈柔順性大的塑料，且嵌件較小時，可以不預熱，原因在于小嵌件容易在模內(nèi)加熱。 嵌件預熱溫度： 一般取110130，并以不破壞嵌件表面鍍層為限。對鋁、銅等有色金屬嵌件，預熱溫度可提高到150。 4選擇脫模劑 目的：使成后的制件容易從模內(nèi)脫出。 常用的脫模劑：硬酯酸鋅、液體石蠟(白油)和硅油等。硅油脫模效果最好，只要對模具施用一次，即可長效脫膜，但價格很貴。硬酯酸鋅（不能用于聚酰胺）多用于高溫模具，而液體石蠟多用于中低溫模具。 注意；含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫

19、模劑，否則影響制品的透明度。二、注射成型原理及其工藝過程 工藝過程分為：塑化計量、注射充模和冷卻定型三個階段。 l.塑化計量 (1)塑化的概念 什么是塑化？ 成型物料在注射成型機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、壓實以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固體轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化熔體的過程稱為塑化。均化包含四方面的內(nèi)容： 熔體內(nèi)組分均勻、密度均勻、黏度均勻和溫度分布均勻。(2)計量 計量：指能夠保證注射機通過柱塞或螺桿，將塑化好的熔體定溫、定壓、定量地輸出(即注射出)機筒所進行的準備動作，這些動作均需注射機控制柱塞或螺桿在塑化過程中完成。 影響計量準確性的因素：注射機控制系統(tǒng)的精度；機筒(即塑化室)和螺桿的幾何要素及

20、其加工質(zhì)量影響。(3)塑化效果和塑化能力 塑化效果：指物料轉(zhuǎn)變成熔體之后的均化程度。 塑化能力：指注射機在單位時間內(nèi)能夠塑化的物料質(zhì)量或體積。 塑化效果與物料受熱方式和注射機結(jié)構(gòu)有關(guān)： 柱塞式注射機，物料在機筒內(nèi)只能接受柱塞的推擠力，幾乎不受剪切作用，塑化所用的熱量主要從外部裝有加熱裝置的高溫機筒上取得。 螺桿式注射機，螺桿在機筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)會對物料起到強烈的攪拌和剪切作用，導致物料之間進行劇烈摩擦，并因此而產(chǎn)生很大熱量，物料塑化時的熱量既可同時來源于a、高溫機筒和自身產(chǎn)生出的摩擦熱，也可以b、只憑摩擦熱單獨供給。 塑化效果對比： a稱為普通螺桿塑化；b稱為動力熔融。顯然，在動力熔融條件下，強烈的

21、攪拌與剪切作用不僅有利于熔體中各組分混合均化，而且還避免了波動的機筒溫度對熔體溫度的影響，有利于熔體的黏度均化和溫度分布均化，能夠得到良好的塑化效果。而柱塞式注射機塑化物料時，既不能產(chǎn)生攪拌和剪切的混合作用，又受機筒溫度波動的影響，故熔體的組分、黏度和溫度分布的均化程度都比較低，其塑化效果既不如動力熔融。也不如介于中間狀態(tài)的部分依靠機筒熱量的普通螺桿塑化。 實驗驗證：圖49為柱塞式和普通螺桿式注射機塑化相同物料時機筒中物料和熔體的溫度分布曲線?？梢钥闯觯篒、用螺桿式注射機塑化物料時，噴嘴附近熔體的徑向溫度分布要比柱塞式注射機來得均勻。II、不同結(jié)構(gòu)的注射機，塑化能力不相同：柱塞式注射機的理論塑

22、化能力VKmtppp546 . 32（4-4）式中 mpp柱塞式注射機的塑化能力，kgh； 熱擴散率，m2h； Ap塑化物料接受的傳熱面積，與機筒內(nèi)徑和分 流錐直徑有關(guān)，m2； 物料密度，kgm3； Kt熱流動系數(shù)，與加熱系數(shù)有關(guān)，參見圖4-10， 常數(shù)，無分流錐時=1，有分流錐時= 2； V受熱物料的總體積，m3。 螺桿式注射機的理論塑化能力，用螺桿計量段對熔體的輸送能力表示，即有 bmmmmpspLDhNhDm12sin2cossin2322（4-5）mps螺桿式注射機的塑化能力，cm3s； D螺桿的基本直徑 ，cm； Lm計量段長度，cm； hm計量段螺槽深度,cm； 螺桿的螺旋升角,(

23、)； m熔體在計量段螺槽中的黏度，Pas； N螺桿轉(zhuǎn)速,r/s； pb塑化時熔體對螺桿產(chǎn)生的反向壓力，通常稱為背壓，Pa.。 分析上兩式： 柱塞式注射機的塑化能力與機筒結(jié)構(gòu)和物料體積有關(guān)，提高塑化能力，需增大傳熱面積AP或減小物料的總體積V，而增大AP時常會使V跟著增大，V的增大將導致熔體不易均化； 螺桿式注射機塑化能力與物料體積無關(guān)，塑化能力一般都比柱塞式注射機大，這也是普通柱塞式注射機為什么只能成型小型制品的主要原因之一。 影響螺桿式注射機塑化效果和塑化能力的主要因素除了成型物料本身的特性之外，還與機筒結(jié)構(gòu)、筒的加熱溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿行程(或計量段長度)、螺桿幾何參數(shù)以及熔體對螺桿產(chǎn)生的

24、背壓等因素有關(guān)。2注射充模什么是注射充模？ 柱塞或螺桿從機筒內(nèi)的計量位置開始，通過注射油缸和活塞施加高壓，將塑化好的塑料熔體經(jīng)過機筒前端的噴嘴和模具中的澆注系統(tǒng)快速進入封閉模腔的過程稱為注射充模。分三個階段：流動充模、保壓補料、倒流。 (1)流動充模 指注射機將塑化好的熔體注射進入模腔的過程。 熔體注射過程中會遇到機筒、噴嘴、模具澆注系統(tǒng)、模腔表壁對熔體的外摩擦，及熔體內(nèi)部產(chǎn)生的黏性內(nèi)摩擦。為了克服這些流動阻力，注射機須通過螺桿或柱塞向熔體施加很大的注射壓力。要掌握熔體的流動充模規(guī)律，須了解注射壓力在此過程中的變化特點以及與它相關(guān)的熔體溫度、流速和充模特性問題。 注射壓力的變化 注射壓力的變化

25、可用注射成型的壓力-時間曲線描述，圖411。 t0，柱塞或螺桿開始注射熔體的時刻；t1，熔體開始流入模腔的時刻；t2，熔體充滿模腔的時刻。時間t0t2代表整個充模階段，其中t0t1稱為流動期；t1t2稱為充模期。 a、流動期內(nèi)，注射壓力和噴嘴處的壓力急劇上升，而模腔(澆口末端)的壓力卻近似等于零，注射壓力主要用來克服熔體在模腔以外的阻力。如，t1時刻的壓力差pl=pi1pg1代表熔體從機筒到噴嘴時所消耗的注射壓力而噴嘴壓力pg1則代表熔體從噴嘴至模腔之間消耗的注射壓力。 b、充模期內(nèi)，熔體流入模腔，模腔壓力急劇上升；注射壓力和噴嘴壓力也會隨之增加到最大值(或最大值附近)，然后停止變化或平緩下降

26、，這時注射壓力對熔體起 兩方面作用，一是克服熔體在模腔內(nèi)的流動阻力，二是對熔體進行一定程度的壓實。壓力隨時間呈非線性變化，注射壓力對熔體的作用必須充分，否則，熔體流動會因阻力過大而中斷，導致生產(chǎn)出現(xiàn)廢品。流動充模階段，注射 a、剪切速率一定，壓力溫度曲線分為三段，左邊一段熔體熱分解區(qū)，注射壓力隨溫度升高迅速下降，不能在此區(qū)注射成型；右邊一段高彈變形流動區(qū)，注射壓力隨著溫度降低迅速增大，也不適于注射成型；只有中間一段溫度區(qū)，曲線相對平緩，溫度和注射壓力都較適中，易于注射成型，溫度升高有利于降低熔體黏度，注射壓力可隨之減小一定幅度.。 注射壓力與熔體溫度、熔體流速的關(guān)系b、溫度一定時，剪切速度增大

27、，注射壓力也要增大，完全符合流體力學壓力與流速的關(guān)系。反之，過大的注射壓力引起很高的剪切速率時，熔體內(nèi)的剪切摩擦熱也隨之增大，很可能引起熱分解或熱降解。另外，過大的剪切速率又很容易使熔體發(fā)生過度的剪切稀化，從而導致成型過程出現(xiàn)溢料飛邊。 注射壓力對流動充模時噴嘴處的熔體溫度也有影響。 注射壓力上升階段，噴嘴處的熔體溫度也隨著升高，圖413。AC段和圖411噴嘴壓力曲線上的AC段對應(yīng)?？梢?，引起溫升的主要原因是注射壓力增大。生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免采用過大的注射壓力，否則會導致熔體熱降解。 熔體充模流動形式與充模速度有關(guān)，充模速度受注射工藝條件和模具結(jié)構(gòu)的影響。注射成型時不希望充模期發(fā)生高速噴射流動，而

28、希望獲得中速或低速的擴展流動，為此，需通過分析充模期的流動取向，了解注射壓力對于熔體充模特性的影響。 注射壓力與熔體充模特性 實際中，擴展流動時，料頭前沿低溫熔膜對熔體的阻滯作用較大，先進入模腔的熔體溫度下降得很快，黏度也隨之增大，這加劇后面熔體進模時的流動阻力。如此時的注射壓力不大，很容易使充模流動中止，導致注射成型出現(xiàn)廢品。為此，往往需提高注射壓力。而注射壓力提高后，熔體內(nèi)的剪切作用加強，流動取向效應(yīng)將增大，最終可能導致制品出現(xiàn)比較明顯的各向異性并引起熱穩(wěn)定性變差。在這種情況下生產(chǎn)出的制品，若在溫度變化大的環(huán)境中工作，很有可能發(fā)生與取向一致的裂紋。 注意：在一定的模具結(jié)構(gòu)條件下，只要保證充

29、模時不發(fā)生高速噴射流動，充模速度盡量取快一些，這樣不僅避免使用較大的注射壓力導致制品使用性能不良，而且對提高生產(chǎn)率也有好處。(2)保壓補縮 保壓補縮階段：指從熔體充滿模腔至柱塞或螺桿在機筒中開始后撤為止，圖411 t2t3 段。 保壓，指注射壓力對模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進行壓實的過程；補縮，指保壓過程中，注射機對模腔內(nèi)逐漸開始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進行補料動作。 分析：保壓補縮階段，如柱塞或螺桿停止在原位保持不動，模腔壓力曲線會略有下降 (圖411的EF段)；反之，若要使模腔壓力保持不變，則需要柱塞或螺桿在保壓過程中繼續(xù)向前少許移動，這時壓力曲線將與時間坐標軸平行。 保壓力和保壓時間對模腔

30、壓力的影響。如保壓力不足，補縮流動受澆口摩擦阻力限制不易進行，模腔壓力因補料不足迅速下降(圖414)；如保壓時間不充分，模腔內(nèi)熔體倒流，也會造成模腔壓力迅速下降(圖415)。保壓時間足夠長，可使?jié)部诨蚰Ｇ粌?nèi)的熔體完全固化，倒流不易發(fā)生，模腔壓力將隨著圖415中虛線緩慢下降。 結(jié)論： a、保壓力、保壓時間與模腔壓力間的關(guān)系，對冷卻定型時的制品密度、收縮及表面缺陷等問題產(chǎn)生重要影響。 b、保壓補縮階段熔體仍有流動，且其溫度亦在不斷下降，此階段是大分子取向以及熔體結(jié)晶的主要時期，保壓時間的長短和冷卻速度的快慢均對取向和結(jié)晶程度有影響。(3)倒流 倒流：指柱塞或螺桿在機筒中向后倒退時(即撤除保壓力以后

31、)，模腔內(nèi)熔體朝著澆口和流道進行的反向流動。整個倒流過程將從注射壓力撤出開始，至澆口處熔體凍結(jié)（簡稱澆口凍結(jié)）時為止，圖411,t3t4。 保壓力、保壓時間與倒流的關(guān)系：如撤除壓力時，澆口已經(jīng)凍結(jié)或噴嘴帶有止逆閥，倒流現(xiàn)象不存在。保壓時間較長，保壓力對模腔的熔體作用時間也長，倒流較小，制品的收縮情況有所減輕；而保壓時間短，情況剛好相反。 引起倒流的原因：主要是注射壓力撤除后，模腔壓力大于流道壓力，且熔體與大氣相通所造成的。 倒流對于注射成型不利：a、使制品內(nèi)部產(chǎn)生真空泡或表面出現(xiàn)凹陷等成型缺陷。 b、對制件內(nèi)的大分子取向也有一定影響，原因是倒流本身也是一種熔體流動行為，從原理上講，也能提高大分

32、子的取向能力，但實際上倒流產(chǎn)生的取向結(jié)構(gòu)在制品內(nèi)并不太多(因倒流波及的區(qū)域不太大)，且倒流期內(nèi)，熔體溫度還比較高，取向結(jié)構(gòu)很可能被分子熱運動解除。 3冷卻定型 冷卻定型：從澆口凍結(jié)時間開始，到制品脫模為止。圖411,t4-t5，注射成型工藝過程的最后階段。(1) 冷卻定型時的模腔壓力 與保壓時間有很大關(guān)系，圖416，溫度壓力曲線。圖中曲線1代表模腔壓力很低的情況，曲線2為正常工藝條件下的情況。F和F是保壓力撤除的位置；G、G分別是與F、F對應(yīng)的澆口凍結(jié)位置； H、H分別與G、G對應(yīng)，但模腔壓力相同時的脫模位置。從F處撤除從F處撤除保壓力時，保壓時間就會短一些。保壓力時，保壓時間要長一些， 分析

33、推論： 如果保壓時間短，則保壓作用終止時模內(nèi)熔體溫度較高，澆口凍結(jié)溫度也高；開始冷卻定型時的模腔壓力低，情況相反。 保壓時間不同時，若在模腔壓力相同的條件下脫模，則保壓時間短時，脫模溫度高，制件在模內(nèi)冷卻時間短(從澆口凍結(jié)算起)容易因剛度不足而變形；保壓時間長，情況則相反。 若將溫度壓力曲線中因保壓時間不同而產(chǎn)生的澆口凍結(jié)位置連成曲線，則該曲線為澆口凍結(jié)曲線，在注射工藝條件正常和穩(wěn)定的條件下，凍結(jié)曲線呈直線狀。(2)冷卻定型時的制品密度 冷卻定型階段，澆口凍結(jié)，熔體不再向模腔內(nèi)補充，可用聚合物狀態(tài)方程描述模腔內(nèi)的壓力、溫度和比體積(或密度)關(guān)系。對于確定的聚合物，比體積(或密度)一定時，溫度和

34、壓力呈直線關(guān)系。將這種關(guān)系反映在溫度壓力坐標系中，可得到許多比容不等的直線，圖417中的l、l、2、 2四條直線，它們統(tǒng)稱為等比體積線。其中，1和l分別經(jīng)過澆口凍結(jié)位置G和G，2和2分別經(jīng)過脫模位置H和H。很明顯，四條直線的斜率均與比體積(或密度)有關(guān)，斜率越大比體積越大，而密度越小。 分析結(jié)論： 保壓時間長時，澆口凍結(jié)溫度低冷卻定型開始時模腔壓力比較高，冷卻定型時的制件密度比較大。 保壓時間一定時，若采用較高的脫模溫度，冷卻定型時模腔壓力比較大，脫模后制件會進行較大的收縮，脫模制件密度較低，尚待在模外繼續(xù)收縮，制件會因這種模外收縮在其內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，發(fā)生翹曲變形。 圖中，H模腔厚度，

35、h固化層厚度，冷卻過程中h不斷加大。M模腔表壁溫度，s固化層與熔體之間的界面溫度，模腔內(nèi)的溫度分布如(y)曲線，y是模腔厚度坐標。假設(shè)熔體密實，h增長很慢，固化層內(nèi)溫度呈直線變化，熱傳導限定在固化層范圍內(nèi)，則溫度分布曲線用下式表達(3)熔體在模腔內(nèi)的冷卻情況yhMsM(4-6) 若再設(shè)熔體在固化過程中的面密度變化速度為Vc，則有平衡方程 MsssmchyqV式中 qm熔融潛熱； s固化層的導熱系數(shù)。其中 （4-8）式中 s固化層密度； tc冷卻時間。cscdtdhV 將式(48)代人式(47)得 Msmsscqdtdhh（4-9）(4-7) 利用初始條件tc=0時，h=0，將上式積分后可得固化

36、層厚度與冷卻時間的關(guān)系為Msmscsqth22 (4-10) 上式實際上隱含熔體在模腔內(nèi)的冷卻速度，利用它可以計算冷卻時間。（4）脫模條件 聚合物狀態(tài)方程表明，冷卻定型階段有壓力、比容和溫度三個可變參數(shù)，但外部無熔體向模腔補給，比容只與溫度變化引起的體積收縮有關(guān)，獨立參數(shù)只有模腔壓力和溫度，它們均與脫模條件有關(guān)。 脫模溫度：不宜太高，否則，制件脫模后會產(chǎn)生較大的收縮，容易在脫模后發(fā)生熱變形。受模溫限制，脫模溫度也不能太低。適當?shù)拿撃囟葢?yīng)在塑料的熱變形溫度H和模具溫度M之間，圖4-19，低于熱變形溫度。 脫模壓力：模腔壓力和外界壓力的差值不要太大，應(yīng)在圖4-19中pH十pH脫模壓力范圍（其值可

37、由經(jīng)驗或試驗確定）。否則制件脫模后內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，導致使用過程中發(fā)生形狀尺寸變化或產(chǎn)生其他缺陷。保壓時間較長，模腔壓力下降慢，脫模時的殘余應(yīng)力偏向+pH一邊，當殘余應(yīng)力超過+p H，則開啟模具時可能產(chǎn)生爆鳴現(xiàn)象，制件脫模時容易被刮傷或破裂；未進行保壓或保壓時間較短，模腔壓力下降快，倒流嚴重，模腔壓力甚至可能下降到比外界壓力要低，這時殘余應(yīng)力偏向pH一邊，制品將會因此產(chǎn)生凹陷或真空泡。生產(chǎn)中應(yīng)盡量調(diào)整好保壓時間，使脫模時的殘余應(yīng)力接近或等于零，以保證制件具有良好質(zhì)量。三、制件的后處理為什么要進行制件的后處理？ 成型過程中塑料熔體在溫度和壓力作用下的變形流動行為非常復雜，再加上流動前塑化不

38、均及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，除引起脫模后時效變形外，還使制件的力學性能、光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時還會開裂。為了解決這些問題，可對制件進行一些適當?shù)暮筇幚怼?后處理方法：退火和調(diào)濕。 將制品加熱到gf(m)間某一溫度后，進行一定時間保溫的熱處理過程。 什么是退火？ 對于： 結(jié)晶形塑料制件，利用退火對它們的結(jié)晶度大小進行調(diào)整，或加速二次結(jié)晶和后結(jié)晶的過程；對制品進行解取向，降低制件硬度和提高韌度。 利用退火時的熱量，加速塑料中大分子松弛，消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力。 退火原理：保溫時間： 與塑料品種和制件厚度有

39、關(guān)，如無數(shù)據(jù)資料，也可按每毫米厚度約需半小時的原則估算。退火溫度： 制件使用溫度以上1020至熱變形溫度以下1020間選擇和控制。退火熱源或加熱保溫介質(zhì)： 紅外線燈、鼓風烘箱以及熱水、熱油、熱空氣和液體石蠟等。 應(yīng)指出，并非所有塑料制件都要進行后處理，通常，只是對于帶有金屬嵌件、使用溫度范圍變化較大、尺寸精度要求高和壁厚大的制品才有必要。 調(diào)濕處理：一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件，它除了能在加熱和保溫條件下消除殘余應(yīng)力之外，還能促使制件在加熱介質(zhì)中達到吸濕平衡，以防它們在使用過程中發(fā)生尺寸變化。 注意：退火冷卻時，冷卻速度不宜過快，否則還有可能

40、重新產(chǎn)生溫度應(yīng)力。 第四節(jié) 注射成型工藝條件的選擇與控制 注射成型具有三大工藝條件：溫度、壓力和時間。一、溫度 注射成型溫度主要指料溫和模溫。料溫影響塑化和注射充模，模溫則同時影響充模和冷卻定型。1料溫 料溫：指塑化物料的溫度和從噴嘴注射出的熔體溫度，前者稱為塑化溫度，而后者稱為注射溫度。 料溫主要取決于機筒和噴嘴兩部分的溫度。 料溫太低：不利于塑化，物料熔融后黏度也較大，故成型比較困難，成型后的制件容易出現(xiàn)熔接痕、表面無光澤和缺料等缺陷。 提高料溫：有利于塑化并降低熔體黏度、流動阻力或注射壓力損失，熔體在模內(nèi)的流動和充模狀況隨之改變(流速增大、充模時間縮短)，對制件的一些性能帶來許多好的影響

41、。 料溫過高：很容易引起熱降解，最終反而導致制件的物理和力學性能變差。 各種塑料適用的機筒和噴嘴溫度選擇或控制原則 制件注射量大于注射機額定注射量75或成型物料不預熱時，機筒后段溫度應(yīng)比中段、前段低510。對于含水量偏高的物料，也可使機筒后段溫度偏高一些；對于螺桿式機筒，為了防止熱降解，可使機筒前段溫度略低于中段。 機筒溫度應(yīng)保持在塑料的黏流溫度f(m)以上和熱分解溫度d以下某一個適當?shù)姆秶?。對于熱敏性塑料或相對分子質(zhì)量較低、分布又較寬的塑料，機筒溫度應(yīng)選較低值，即只要稍高于f(m)即可，以免發(fā)生熱降解。 機筒溫度與注射機類型及制件和模具的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。如，注射同一塑料時，螺桿式機筒溫度可比柱

42、塞式低1020。又如，薄壁制件或形狀復雜以及帶有嵌件的制品，因流動較困難或容易冷卻，應(yīng)選用較高的機筒溫度；反之，對于厚壁制件、簡單制件及無嵌件制件，均可選用較低的機筒溫度。 為了避免成型物料在機筒中過熱降解，除應(yīng)嚴格控制機筒最高溫度之外，還必須控制物料或熔體在機筒內(nèi)的停留時間，這對熱敏性塑料尤為重要。通常，機筒溫度提高以后，都要適當縮短物料或熔體在機筒中的停留時間。 為了避免流涎現(xiàn)象，噴嘴溫度可略低于機筒最高溫度，但不能太低，否則會使熔體發(fā)生早凝，其結(jié)果不是堵塞噴嘴孔，便是將冷料帶人模腔，最終導致成型缺陷。 判斷料溫是否合適，可采用對空注射法觀察，或直接觀察制件質(zhì)量好壞。對空注射時，如果料流均

43、勻、光滑、無泡、色澤均勻，則說明料溫合適；如料流毛糙、有銀絲或變色現(xiàn)象，則說明料溫不合適。2模具溫度 模具溫度：指和制件接觸的模腔表壁溫度。 模溫直接影響熔體的充模流動行為、制件的冷卻速度和成型后的制件性能等。 模溫選擇的意義： 模溫選擇得合理、分布均勻，可有效改善熔體的充模流動性能、制件的外觀質(zhì)量及一些主要的物理和力學性能； 模溫波動幅度較小，會促使制件收縮趨于均勻，防止脫模后發(fā)生較大的翹曲變形。 提高模溫：可改善熔體在模內(nèi)的流動性、增強制件的密度和結(jié)晶度及減小充模壓力和制件中的壓力；但制件的冷卻時間、收縮率和脫模后的翹曲變形將延長或增大，且生產(chǎn)率也會因冷卻時間延長而下降。適當提高模溫，制件

44、的表面粗糙度值也會隨之減小。 降低模溫：能縮短冷卻時間和提高生產(chǎn)率，但溫度過低，熔體在模內(nèi)的流動性能會變差，制件產(chǎn)生較大的應(yīng)力或明顯的熔接痕等缺陷。 模溫怎樣控制？ 依靠通入其內(nèi)部的冷卻或加熱介質(zhì)控制(要求不嚴時，可空氣冷卻而不用通人任何介質(zhì))，其具體數(shù)值是決定制品冷卻速度的關(guān)鍵。 冷卻速度分：緩冷 (Mcmax)、中速冷卻(Mg)和急冷(M g)三種方式。 各種塑料適用的模溫選擇或控制的原則： 為了保證制件具有較高的形狀和尺寸精度，避免制件脫模時被頂穿或脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模溫必須低于塑料的熱變形溫度(見表410)。 為了改變聚碳酸酯、聚砜和聚苯醚等高黏度塑料的流動和充模性能，并力求使

45、它們獲得致密的組織結(jié)構(gòu)，需要采用較高的模具溫度。反之，對于黏度較小的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料，可采用較低的模溫，這樣可縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。 對于厚制件，因充模和冷卻時間較長，若模溫過低，易使制件內(nèi)部產(chǎn)生真空泡和較大的應(yīng)力，不宜采用較低的模具溫度。 為了縮短成型周期，確定模具溫度時可采用兩種方法。a、把模溫取得盡可能低，以加快冷卻速度縮短冷卻時間。b、使模溫保持在比熱變形溫度稍低的狀態(tài)下，以求在較高的溫度下將制品脫模，而后由其自然冷卻，這樣做也可以縮短制品在模內(nèi)的冷卻時間。具體采用何種方法，需要根據(jù)塑料品種和制件的復雜程度確定。二、壓力 包括：注射壓力、保壓力和背

46、壓力。 注射壓力，與注射速度相輔相成，對塑料熔體的流動和充模具有決定性作用；保壓力，和保壓時間密切相關(guān)，主要影響模腔壓力以及最終的成型質(zhì)量；背壓力，與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，大小影響物料的塑化過程、塑化效果、和塑化能力。1注射壓力與注射速度(1)注射壓力什么是注射壓力？ 指螺桿(或柱塞)軸向移動時，其頭部對塑料熔體施加的壓力。注射壓力作用： 在注射成型過程中主要用來克服熔體在整個注射成型系統(tǒng)中的流動阻力，對熔體起一定程度的壓實作用。 注射壓力損失包括：動壓損失和靜壓損失。 動壓損失，消耗在噴嘴、流道、澆口和模腔對熔體的流動阻力以及塑料熔體自身內(nèi)部的黏性摩擦方面，與熔體溫度及體積流量成正比，受各段料流通道

47、的長度、截面尺寸及熔體的流變學性質(zhì)影響。 靜壓損失，消耗在注射和保壓補縮流動方面，與熔體溫度、模具溫度和噴嘴壓力有關(guān)。 注射壓力選擇過低，注射成型過程中因其壓力損失過大而導致模腔壓力不足，熔體將很難充滿模腔；注射壓力選擇得過大，雖可使壓力損失相對減小，但卻可能出現(xiàn)漲模、溢料等不良現(xiàn)象，引起較大的壓力波動，生產(chǎn)操作難于穩(wěn)定控制，還容易使機器出現(xiàn)過載現(xiàn)象。 注射壓力對熔體的流動、充模及制件質(zhì)量的影響： 注射壓力很大且澆口又較小時，熔體在模腔內(nèi)會產(chǎn)生噴射流動，料流先沖擊模腔表壁而后才擴散，很容易在制件中形成氣泡和銀絲，嚴重時還會因摩擦熱過大燒傷制件。因此，注射壓力選擇要適中，在可能的情況下盡量把注射

48、壓力選擇得大一些，這樣有助于提高充模速度及料流長度，還可能使制件的熔接痕強度提高、收縮率減小。注意，注射壓力增大之后，制件中的應(yīng)力也可能隨之增大，這將影響制件脫模后的形狀與尺寸的穩(wěn)定性。 注射壓力不太高且澆口尺寸又較大時，熔體充模流動比較平穩(wěn)，這時因模溫比熔體溫度低，對熔體有冷卻作用，容易使熔體在澆口附近的模腔處形成堆積，料流長度會因此而減短，導致模腔難于充滿。 選擇注射壓力大小的因素： 塑料品種、制件的復雜程度、制件的壁厚、噴嘴的結(jié)構(gòu)形式、模具澆口的尺寸以及注射機類型等，常取40200Mpa。 對于玻璃化溫度和熔體黏度較高的塑料，宜用較大的注射壓力。 對于尺寸較大、形狀復雜的制品或薄壁制件，

49、因模具中的流動阻力較大，也需用較大的注射壓力。 熔體溫度較低時，注射壓力應(yīng)適當增大一些。 選擇、控制注射壓力的原則： 對于流動性好的塑料及形狀簡單的厚壁制件，注射壓力可小于70 MPa。對于黏度不高的塑料(如聚苯乙烯等)且其制品形狀不太復雜以及精度要求一般時，注射壓力可取70100MPa。對于高、中黏度的塑料(如改性聚苯乙烯、聚碳酸酯等)且對其制件精度有一定要求，但制品形狀不太復雜時，注射壓力可取100一140 MPa。對于高黏度塑料(如聚甲基丙烯酯甲酯、聚苯醚、聚砜等)且其制件壁厚小、流程長、形狀復雜以及精度要求較高時，注射壓力可取140180MPa。對于優(yōu)質(zhì)、精密、微型制件，注射壓力可取1

50、80250 MPa，甚至更高。 注射速度的表示方法： 注射時塑料熔體的體積流量qv；注射螺桿(或柱塞)的軸向位移速度vi。其數(shù)值可通過注射機的控制系統(tǒng)進行調(diào)整，表達式如下： （2）注射速度 注射壓力還與制件的流動比有關(guān)。流動比：指熔體自噴嘴出口處開始能夠在模具中流至最遠的距離與制件厚度的比值。不同的塑料具有不同的流動比范圍，并受注射壓力大小的影響（表412）。如實際設(shè)計的模具流動比大于表中數(shù)值，而注射壓力又小于表中數(shù)值，制品難于成型。nnnMivWHKLppnnq121122（4-11） 式中 qv體積流量，cm3s； pi注射壓力，Pa； pM模腔壓力，Pa； W流道截面的最大尺寸(寬度)，

51、cm； H流道截面的最小尺寸(高度)，cm； L流道長度，cm； K熔體在工作溫度和許用剪切速率下的稠度系數(shù)，P a.s ； n熔體的非牛頓指數(shù)。22785. 04DqDqvvvi (4-12)式中 D螺桿的基本直徑。 上兩式可知，注射速度與注射壓力密切相關(guān)。其他工藝條件和塑料品種一定時，注射壓力越大，注射速度也就越快。 注射速度較高的優(yōu)點：熔體流速較快，其溫度維持在較高的水平，剪切速率具有較大值，熔體黏度較小，流動阻力相對降低，料流長度和模腔壓力會因此增大，制件將比較密實和均勻，熔接痕強度有所提高，用多腔模生產(chǎn)出的制件尺寸誤差也比較小。 注射速度過大的缺點：與注射壓力過大一樣，在模腔內(nèi)引起噴

52、射流動，導致制件質(zhì)量變差。另外，高速注射時如排氣不良，模腔內(nèi)的空氣將受到嚴重的壓縮，不僅使高速流動的熔體流速減慢，還因壓縮氣體放熱灼傷制件或產(chǎn)生熱降解。 綜上所述，注射速度選擇不宜過高，也不宜過低 (過低時制件表層冷卻快，對繼續(xù)充模不利，容易造成制品缺料、分層和明顯的熔接痕等缺陷)。vi常用1520cms。對于厚度和尺寸都很大的制件，vi可用812cms。 生產(chǎn)中的實際確定注射速度的做法： 先采用慢速低壓注射，然后根據(jù)注射出的制件調(diào)整注射速度，使之達到合理的數(shù)值。如生產(chǎn)批量較大，需要縮短成型周期，調(diào)整過程中可將注射速度盡量朝數(shù)值較高的方向調(diào)整，但須保證制件質(zhì)量不能因注射速度過快而變差。 應(yīng)盡量

53、采用高速注射的有： 熔體黏度高、熱敏性強的塑料，成型冷卻速度快的塑料，大型薄壁、精密制件，流程長的制件，纖維增強塑料。其余不要采用過快的注射速度。 選擇或控制注射速度時還應(yīng)注意以下幾點: 對于大、中型注射機，可對注射速度采用分段控制，其控制規(guī)律可參考圖4-24。 螺桿式注射機比柱塞式注射機可提供較大的注射速度，需要采用高速高壓成型的情況下(如流道長、澆口小、制件形狀復雜和薄壁制品等)，應(yīng)盡量采用螺桿式注射機，否則難保證成型質(zhì)量。 在注射成型的保壓補縮階段，為了對模腔內(nèi)的塑料熔體進行壓實以及為了維持向模腔內(nèi)進行補料流動所需要的注射壓力叫做保壓力。什么是保壓力？ 2保壓力和保壓時間什么是保壓時間？

54、 保壓力持續(xù)的時間長短叫做保壓時間。(1)保壓力和保壓時間對模腔壓力的影響圖4-25。曲線l，采用的保壓力和保壓時間合理，模腔壓力變化正常，能取得良好的充模質(zhì)量。曲線2，注射壓力和保壓力切換時，注射機動作響應(yīng)過慢，熔體過量充填模腔，分型面被漲開溢料，導致模腔壓力產(chǎn)生不正常的快速下降，反而造成制件密度減小、缺料、凹陷及力學性能變差等不良現(xiàn)象。曲線3與曲線2的情況相反，即注射時間過短，熔體不能充滿模腔，保壓時模腔壓力曲線的水平部分較低。曲線4表示保壓時間不足、保壓力撤除過早、澆口尚未凍結(jié)，于是熔體將會產(chǎn)生倒流，模腔壓力在就猛然下降。無法實現(xiàn)正常補縮功能，制件內(nèi)部可能出現(xiàn)真空泡和凹陷等不良現(xiàn)象。曲線

55、5表示保壓時間足夠，但采用的保壓力太低，因此保壓力不能充分傳遞給模腔中的熔體，故模腔壓力也會出現(xiàn)不正常的迅速下降現(xiàn)象，使得保壓流動不能有效地補縮，從而造成一些不正常的成型缺陷。(2)保壓力、保壓時間對制件密度和收縮的影響 非結(jié)晶聚合物比體積、溫度、保壓力之間關(guān)系分析： 在較高的保壓力或較低的溫度條件下，可以使制件得到較小的比體積，即較大的密度，其中溫度的影響可認為是塑料在低溫下體積膨脹較小的結(jié)果。 a、b兩條虛線分別反應(yīng)模腔中靠近澆口和遠離澆口位置的比體積變化情況。很明顯，塑料在靠近澆口的位置溫度高、比體積大、密度小，冷卻后的收縮也大，而在遠離澆口的位置，情況則正好相反。 結(jié)晶聚合物的比體積、

56、溫度和保壓力之間的關(guān)系曲線：各條曲線的變化總趨勢，與圖4-26有些相似，即在較高的保壓力與較低的溫度條件下，可使制件得到較小的比體積或較大的密度。 上兩圖的差別：結(jié)晶的聚乙烯從高溫到低溫變化時比體積溫度曲線在100150左右具有一個明顯的拐點，經(jīng)此拐點之后，比體積在100一150左右急劇減小(聚苯乙烯無此現(xiàn)象)；在相同的保壓力和溫度范圍下，聚乙烯的比體積變化幅度要比聚苯乙烯大得多。例如，在50250范圍內(nèi)，若取保壓力為10MPa，則聚乙烯比體積的變化幅度約為30，而聚苯乙烯只有10左右；若取保壓力為160 MPa，兩者的比體積變化幅度又分別為22和3。 結(jié)論：保壓力和溫度對結(jié)晶聚合物的比體積或

57、密度之影響比對非結(jié)晶聚合物的影響來得強烈，而且在100150左右，無論保壓力大小如何，結(jié)晶聚合物的比體積都會迅速減小。所以生產(chǎn)中對制件密度要求較高時，同時需要選擇合理的保壓力和合理的溫度條件，并且結(jié)晶聚合物的保壓力和溫度條件的控制尤其要嚴格一些。 保壓時間與制件密度之間的關(guān)系： 在保壓階段初期，隨著保壓時間延長，制件的體積質(zhì)量迅速增大，但是當保壓時間達到一定數(shù)值(ts)后，制件的體積質(zhì)量就會停止增長。這意味著為了提高制件密度，必須有一段保壓時間，但保壓時間過長，除了浪費注射機能量之外，對于提高制件密度已無效用，所以生產(chǎn)中應(yīng)能對保壓時間恰當?shù)乜刂圃谝粋€最佳值。 保壓時間對制件成型收縮率的影響：

58、保壓時間長收縮率小。結(jié)合聚合物狀態(tài)方程可以認為保壓力大、保壓時間充分時，澆口凍結(jié)溫度低(即冷凍時間晚)，補縮作用強，有助于減小制件收縮。(3)保壓力和保壓時間的選擇與控制 保壓力大小取決于模具對熔體的靜水壓力，并與制件的形狀、壁厚有關(guān): 對于厚壁制件，保壓力的選擇比較復雜，因為保壓力大，容易加強大分子取向，制件出現(xiàn)較為明顯的各向異性，只能根據(jù)制件使用要求靈活處理保壓力的選擇與控制問題，大致規(guī)律是保壓力與注射壓力相等時，制件的收縮率可減小，批量產(chǎn)品中的尺寸波動小，然而會使制件出現(xiàn)較大的應(yīng)力。對形狀復雜和薄壁的制件，為了保證成型質(zhì)量，采用的注射壓力往往比較大，故保壓力可稍低于注射壓力。 保壓時間：

59、 取20120s，與料溫、模溫、制件壁厚以及模具的流道和澆口大小有關(guān)。保壓時間應(yīng)在保壓力和注射溫度條件確定以后，根據(jù)制件的使用要求試驗確定。 具體方法： 先用較短的保壓時間成型制件，脫模后檢測制件的質(zhì)量，然后逐次延長保壓時間繼續(xù)進行試驗，直到發(fā)現(xiàn)制件質(zhì)量達到制件的使用要求或不再隨保壓時間延長而比容增大 (或增大幅度很小)時為止，然后就以此時的保壓時間作為最佳值選取。3背壓力與螺桿轉(zhuǎn)速 (1)背壓力(塑化壓力) 背壓力：指螺桿在預塑成型物料時，其前端匯集的熔體對它所產(chǎn)生的反壓力，簡稱背壓。背壓對注射成型的影響主要體現(xiàn)在螺桿對物料的塑化效果及塑化能力方面，故有時也叫做塑化壓力。 增大背壓可驅(qū)除物料

60、中的空氣提高熔體密實程度，增大熔體內(nèi)的壓力，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用加強，摩擦熱量增多，熔體溫度上升，塑化效果提高。圖4-30，為背壓對熔體溫度影響的實驗曲線。 背壓大?。号c塑料品種、噴嘴種類和加料方式有關(guān)，并受螺桿轉(zhuǎn)速影響；其數(shù)值的設(shè)定與控制需通過調(diào)節(jié)注射油缸上的背壓表實現(xiàn)。表壓與背壓的關(guān)系為注射油缸的截面積螺桿截面積背壓表壓 (4-13) 由經(jīng)驗得，背壓的使用范圍約為34275 MPa，下限值適用于大多數(shù)塑料，尤其是熱敏性塑料。 注意：增大背壓雖可提高塑化效果，但背壓增大后如不相應(yīng)提高螺桿轉(zhuǎn)速，則熔體在螺桿計量段螺槽中將會產(chǎn)生較大的逆流和漏流，使塑化能力下降。背壓和塑化能力的關(guān)系