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发表于 2009-2-9 08:21:48
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来自: 中国福建泉州
帮你分析一下注塑件应力开裂的原因:6 M! }5 \& m4 `6 d) ~% G
在注射成型过程中会产生内应力,如果不能及时消除,往往会使制品发生应力开裂,严重地影响制品的力学性能和使用性能。引起注塑件应力开裂的应力可分为注射过程中产生的内应力。在注射成型过程中,熔融塑料在柱塞或螺杆的作用下,以很大的压力高速通过喷嘴和浇道,进入较冷的模腔中迅速硬化。分子在剪切应力作用下,高分子链被拉伸,并沿流动方向取向。因塑料熔体粘度大.玻璃化温度高,当冷却速度快时,分子链来不及松弛即被“冻结”,当产生高弹形变时有松弛现象,在成型中制件内形成很大的取向应力。成型过程是一个非等温过程,当熔体进入低温模腔时,靠近模腔壁的熔体迅速冷却硬化,于是分子链被“冻结”。由于凝固的聚合物层导热性很差,在制品厚度方向产生较大的温度梯度,制品中心冷却很慢,甚至在浇口封闭前仍不能凝固,当发生体积收缩时又无法补料,这时制品内部的收缩作用与表面硬皮层作用方向相反,心部处于静态拉伸而表层则处于静态压缩。' U7 s1 u, ]) u3 {- Y L
在熔体充模流动时除体积收缩应力外,还有因流道出口的膨胀效应引起的垂直于流动方向的应力作用。结晶高聚物在成型时还会形成形变——诱导应力。成型时制品内可形成多种应力,但同时也会因分子链松弛消除部分应力。残余应力的多少与分子结构和成型条件有关。
! ?$ A& P8 S6 W! O2 f 注塑件内应力是引起制品开裂的主要原因。内应力的存在会严重降低制品的力学性能和使用性能。取向应力会使制件力学性能各向异性,沿流动方向强度高,而垂直流动方向强度低,拉伸强度沿流动方向约为垂直流动方向的1~2.9倍,而冲击强度前者为后者的1~10倍。为保证产品使用性能,应合理设计浇口位置。分子链刚性大粘度高的塑料和形状复杂带嵌件- g/ L; N) v4 Q( F$ \! R5 c
的制件内应力大且分布不均,在使用过程中易产生裂纹。当在玻璃化温度以下使用时,常发生不规则变形或翘曲。还会引起制品表面泛白、浑浊、光学性能变坏等。内应力还会降低制品对光、热以及腐蚀性介质的抵抗力,在环境作用下,会发生开裂或“龟裂”。降低和均化内应力对保证制品质量至关重要。! U8 r* y( ~3 y; B$ F; ]
影响内应力的因素主要有树脂的质量、成型条件、制品和模具设计的合理性等。树脂质量对制品内应力影响很大,好的树脂其加工塑性好,有优越的抗冲击性。提高料筒温度可降低熔体粘度流动性好成型时的剪切应力降低取向度小。另外熔体温度高使应力松弛加快,解除取向加强,降低了内应力。提高注射压力或延长保压时间,剪切应力增大,因此会增大取向应力。提高模具温度,制件冷却慢,延长了分子解取向时间,从而降低了取向应力。制件内应力同冷却时的料温与模温的差值大致成正比。提高模温将会有效地降低内应力。注射成型时模内压力大,保压时间长有助于降低收缩应力。制品和模具结构的合理性对制品内应力影响较大。增加制品厚度有利于降低取向应力。壁厚均匀,转角处用圆弧过渡,可避免应力集中。模具主浇道应短而粗,浇口宜短而厚。制品内应尽可能少用金属嵌件,确需使用时,其周围塑料层厚度应大于或等于嵌件厚度。
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热处理是消除内应力常用而行之有效的方法。热处理加速分子的热运动,促使分子链发生松弛,降低取向度,同时减少分子的自由体积和强度的各向异性,从而进一步消除了制件内应力。热处理的温度一般低于热变形温度l0-20或高于使用温度l0—20 。处理的时间视制件的厚薄、复杂程度和性能要求而定。薄壁和冲击韧性要求高的制件,处理的温度可低些,时间可短些,而对性能要求高的厚壁和形状复杂的制件,应取较高的温度和较长的时间。
+ l; p- b! I: M: N, `热处理一般在烘箱中进行,若在液体石蜡、甘油中处理,时间短效果好。为防止在空气中氧化和稳定尺寸,尼龙制件常在水或乙酸钾水溶液中进行处理。热处理仅用于应力大的塑料制品。
# W! H" s, {8 e- p 内应力检验:要想完全消除制件内应力是十分困难的,但将内应力降至允许的范围内是完全可以办到的。内应力的检验一般采用以下两种方法:(1)偏振光透视法。(2)极性溶剂浸溃法。偏振光透视法只适用于透明塑料。极性溶剂浸 E: D) J0 v1 n# I& q
渍法简单易行,适合各种塑料。检验内应力用的溶剂各不相同,为使用安全,应选用临界应力开裂最小的溶剂。检验方法:将制件浸人溶剂中,在2 min内不开裂,表明内应力很小,制件在使用中较安全。
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4 k% E- G# q' q7 n# v[ 本帖最后由 richardlian 于 2009-2-9 08:32 编辑 ] |
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