注塑成型內(nèi)應(yīng)力消除

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1、注塑制品一個(gè)普遍存在的缺點(diǎn)是有內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的存在不僅是制件在儲(chǔ)存和使用中出現(xiàn)翹曲變形和開(kāi)裂的重要原因，也是影響制件光學(xué)性能、電學(xué)性能、物理力學(xué)性能和表觀質(zhì)量的重要因素。因此找出各種成型因素對(duì)注塑制品內(nèi)應(yīng)力影響的規(guī)律性，以便采取有效措施減少制件的內(nèi)應(yīng)力，并使其在制件斷面上盡可能均勻地分布，這對(duì)提高注塑制品的質(zhì)量具有重要意義。特別是在制件使用條件下要承受熱、有機(jī)溶劑和其他能加速制件開(kāi)裂的腐蝕介質(zhì)時(shí)，減少制件的內(nèi)應(yīng)力對(duì)保證其正常工作具有更加重要的意義。此外，掌握注塑制品內(nèi)應(yīng)力的消除方法和測(cè)試方法也很有必要3.5注塑成型工藝條件注

2、塑制品由于成型工藝特點(diǎn)不可避免的存在內(nèi)應(yīng)力，但工藝條件控制得當(dāng)就會(huì)使塑件內(nèi)應(yīng)力降低到最小程度，能夠保證制件的正常使用。相反，如果工藝控制不當(dāng)，制件就會(huì)存在很大的內(nèi)應(yīng)力，不僅使制件強(qiáng)度下降，而且在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中出現(xiàn)翹曲變形甚至開(kāi)裂。需要控制的工藝條件如嵌件預(yù)熱、模具溫度、加工溫度、注射速度、注射壓力、保壓壓力、注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間等。溫度、壓力、時(shí)間是塑料成型工藝的主要因素。3.5.1金屬嵌件預(yù)熱注射成型時(shí)，應(yīng)將金屬嵌件預(yù)熱到接近物料溫度，預(yù)熱嵌件的目的是減少金屬與塑料冷卻時(shí)收縮值的差距，從而降低由于二者熱膨脹系數(shù)的

3、不同而在嵌件周?chē)a(chǎn)生的收縮應(yīng)力。收縮應(yīng)力是注塑制品內(nèi)容易形成的內(nèi)應(yīng)力的一種，這種內(nèi)應(yīng)力的存在，是帶金屬嵌件的注塑制品出現(xiàn)裂紋和強(qiáng)度下降的重要原因。3.5.2模具溫度提高模具溫度，可以降低因內(nèi)外收縮不均而產(chǎn)生的體積溫度應(yīng)力和高分子取向應(yīng)力，也可以降低結(jié)晶塑料制品的結(jié)晶應(yīng)力。但模溫也不能過(guò)高，模溫升高使冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，降低了生產(chǎn)效率。3.5.3加工溫度提高加工溫度可降低取向應(yīng)力，但同時(shí)會(huì)使因收縮不均而產(chǎn)生的體積溫度應(yīng)力增加，同時(shí)也使封口壓力升高，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間才能順利脫模。3.5.4注射壓力、注射速度和注射時(shí)間增大注射壓力使取向應(yīng)力

4、和結(jié)晶塑料的結(jié)晶應(yīng)力增加，同時(shí)使封口壓力增大，必須延長(zhǎng)冷卻時(shí)間才能順利脫模，否則會(huì)造成脫模應(yīng)力；注射速度增加也會(huì)使取向應(yīng)力和結(jié)晶應(yīng)力增加，但對(duì)冷凝快的塑料還是用高的注射速度充模較為有利，因?yàn)槔淠斓乃芰下僮⑸湫枰叩淖⑸鋲毫?lái)維持熔體的流動(dòng)；注射時(shí)間不宜太長(zhǎng)，模腔充滿以后就相當(dāng)于在注射壓力下保壓了，也會(huì)使制件的取向應(yīng)力增加。3.5.5保壓壓力和保壓時(shí)間冷卻中的熔體在外壓作用下產(chǎn)生的總形變中，有相當(dāng)大一部分是彈性的，故使熔體在高壓下冷凝會(huì)在制件中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和高分子取向。壓實(shí)后立即降壓或補(bǔ)料過(guò)程中分步降壓有利于高分子解

5、取向，所以降低保壓壓力和縮短保壓時(shí)間有利于取向應(yīng)力的降低；延長(zhǎng)保壓時(shí)間僅在一定范圍內(nèi)取向度增大，澆口封閉之后再延長(zhǎng)保壓時(shí)間對(duì)取向度的變化就不再影響。3.5.6冷卻時(shí)間當(dāng)注射壓力、保壓壓力、熔體溫度升高，澆口尺寸較大時(shí)都會(huì)使封口壓力升高，這時(shí)必須延長(zhǎng)冷卻時(shí)間才能使開(kāi)模前模腔內(nèi)的殘余壓力降到很低或接近于零，否則要將制件順利地從模具內(nèi)頂出是很困難的。若強(qiáng)制脫模，制件在頂出時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，以至制件可能被劃傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)破裂。但冷卻時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，否則不但生產(chǎn)效率低，而且制件內(nèi)部壓力降到零以后進(jìn)一步冷卻可能在制件內(nèi)部形成負(fù)壓，即

6、由于冷卻收縮使制件內(nèi)外層之間產(chǎn)生拉應(yīng)力。3.注塑制品內(nèi)應(yīng)力的消除方法在注塑成型或機(jī)械加工之后及時(shí)對(duì)制件進(jìn)行熱處理是降低或消除其內(nèi)應(yīng)力，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)加速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的一個(gè)有效措施。對(duì)于要求強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好的制件，往往在加工過(guò)程中進(jìn)行不只一次的熱處理。熱處理的方法是：在加熱介質(zhì)中先將溫度從室溫升到一定溫度（這個(gè)溫度常稱(chēng)為熱處理溫度或退火溫度），使制件在此溫度下保持一定的時(shí)間，然后緩慢地冷卻到室溫。影響熱處理效果最重要的工藝因素是熱處理溫度和熱處理時(shí)間。在理論上熱處理溫度越高，熱處理時(shí)間越長(zhǎng)，制件的內(nèi)應(yīng)力就能在更大程度上被消除

7、，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就越趨于穩(wěn)定。但實(shí)際使用的溫度卻不能太高，溫度過(guò)高容易引起制件在熱處理過(guò)程中發(fā)生翹曲變形。一般認(rèn)為，熱塑性塑料注塑件的熱處理溫度以稍低于熱變形溫度（約低5℃～10℃）為宜。熱處理時(shí)間則主要與塑料的性質(zhì)與制件壁厚有關(guān)，高分子鏈的剛性越大，制件的壁越厚，需要進(jìn)行熱處理的時(shí)間就越長(zhǎng)。正確選用加熱介質(zhì)對(duì)熱處理效果也很重要。用空氣作為加熱介質(zhì)，有操作簡(jiǎn)便和處理后不需要清洗等優(yōu)點(diǎn)。ABS塑料在65～75℃空氣中處理2～4小時(shí)效果良好。但空氣熱傳導(dǎo)效率低，容易引起尼龍類(lèi)和聚甲醛等塑料氧化變色。高沸點(diǎn)油作為熱處理介質(zhì)有傳熱快、制

8、件加熱均勻等優(yōu)點(diǎn)，但操作比較麻煩，而且處理后的制件上存留的油斑有時(shí)很難除去。吸水性強(qiáng)的尼龍類(lèi)塑料制件用水或乙酸鉀的水溶液（沸點(diǎn)121℃）作熱處理介質(zhì)比較好。用這種介質(zhì)既有利于防止制件在熱處理過(guò)程中氧化變色，又能使其加速達(dá)到吸濕平衡。熱處理有時(shí)不一定能達(dá)到理想的效果，只能作為一種輔助工序，完