注塑件熔接痕成因及改進(jìn)措施.doc

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1、注塑件熔接痕成因及改進(jìn)措施熔接痕是影響塑件質(zhì)量的一個(gè)重要因素。研究發(fā)現(xiàn)：在相同工藝條件下，熔接痕區(qū)域的強(qiáng)度只有原始材料的10-92%，嚴(yán)重影響注塑制品的正常使用。如在汽車行業(yè)，不合格的塑件直接導(dǎo)致汽車質(zhì)量下降，甚至危及人的生命安全。因此，研究熔接痕的形成過(guò)程、影響因素及尋找消除熔接痕的辦法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。熔接痕的形成機(jī)理塑料制品的“熔接痕”是指兩股熔融物料相接觸時(shí)形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能完全不同於其他部分的三維區(qū)域。注塑件中最常見(jiàn)的熔接痕有兩種基本類型：一種是因塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或尺寸較大，為減小熔體流程和充模時(shí)間，采用兩個(gè)或兩個(gè)以上澆口時(shí)，從不同澆口進(jìn)入型腔的熔體前鋒相遇處形成的熔接痕，稱為冷

2、熔接痕；另一種是當(dāng)型腔內(nèi)裝有型芯和嵌件時(shí)，熔體繞經(jīng)這種障礙物時(shí)分為兩股，繞過(guò)障礙物後兩股熔體又重新匯合形成的熔接痕，稱為熱熔接痕。冷熔接痕和熱熔接痕的形成過(guò)程分別如圖1（a）和圖1（b）所示。另外，當(dāng)制件壁厚過(guò)分懸殊時(shí)，流體流經(jīng)型腔時(shí)所受的阻力不同，在壁厚處阻力小，流速快；而壁薄處阻力大，流速慢。由於這種流動(dòng)速度的差別，使來(lái)自不同壁厚的熔體，以不同的流速相匯合，最終在匯合處形成熔接痕，其形成過(guò)程如圖1（c）所示。圖1注塑件中常見(jiàn)的熔接痕成因熔接痕的影響因素及改進(jìn)消除的措施由於熔接痕對(duì)塑件的質(zhì)量有重要的影響，人們對(duì)其形成機(jī)理和性能評(píng)價(jià)做了大量研究，并提出了多種解決方案。1.注塑工藝參數(shù)對(duì)熔接痕的

3、影響a.溫度的影響升高溫度可以加速聚合物的松弛過(guò)程，減少分子鏈纏結(jié)的時(shí)間，這樣更有利於物料前端分子的充分熔合、擴(kuò)散和纏結(jié)，從而提高熔接痕區(qū)域的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)證明：提高熔體溫度有利於減少塑件表面V型口的深度，當(dāng)熔體溫度從220℃提高到250℃時(shí)，V型糟的深度從7μm下降至3μm。溫度對(duì)含有33%玻璃纖維增強(qiáng)的PA66注塑制品熔接痕拉伸能力的影響，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：有無(wú)熔接痕的試樣拉伸強(qiáng)度都會(huì)隨著熔體溫度的升高而升高；溫度變化對(duì)熔接痕的拉伸強(qiáng)度的影響并非是線性的，溫度相對(duì)較低（如70℃）時(shí)，隨著溫度的升高，熔接痕的拉伸強(qiáng)度變化明顯；但當(dāng)溫度升到一定程度時(shí)，這種變化相對(duì)平緩。用PA66（35%玻纖增強(qiáng)），用A

4、BS做實(shí)驗(yàn)也得到相似的結(jié)論。利用模擬發(fā)現(xiàn)模具溫度和熔體溫度對(duì)不同材料形成熔接痕強(qiáng)度的影響并不一樣。采用實(shí)驗(yàn)和模擬相結(jié)合的方法發(fā)現(xiàn)，在注塑成型工藝參數(shù)中，熔體溫度對(duì)ABS塑件熔接痕強(qiáng)度影響最大。b.注射壓力和保壓壓力的影響注射壓力是塑料熔體充模和成型的重要因素，其作用是克服塑料熔體在料筒、噴嘴及澆注系統(tǒng)和型腔中流動(dòng)時(shí)的阻力，給予塑料熔體足夠的充模速度，能對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)，以確保注塑制品的質(zhì)量。提高注射壓力有助於克服流道阻力，把壓力傳遞到熔體前鋒，使熔體在熔接痕處以高壓熔合，增加熔接痕處的密度，從而使熔接痕強(qiáng)度得到提高。提高保壓壓力不僅可以給熔料分子鏈的運(yùn)動(dòng)提供更多的動(dòng)能，而且能夠促進(jìn)兩股熔體的相互

5、結(jié)合，從而提高熔接痕區(qū)域的密度和熔接痕的強(qiáng)度。c.注射速度和注射時(shí)間的影響提高注射速度和縮短注射時(shí)間會(huì)減少熔體前鋒匯合前的流動(dòng)時(shí)間，降低熱損耗，并加強(qiáng)剪切生熱，使熔體黏度下降，流動(dòng)性增加，從而提高熔接痕強(qiáng)度。熔接痕的強(qiáng)度對(duì)注射時(shí)間非常敏感，會(huì)隨著注射時(shí)間的縮短而增強(qiáng)。但是注射速度過(guò)大，容易產(chǎn)生湍流（熔體破裂），嚴(yán)重影響塑件的性能。通常注射成型時(shí)應(yīng)采用先低壓慢速注射，然後再根據(jù)塑件的形狀來(lái)調(diào)節(jié)注射速度的方式。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了縮短生產(chǎn)周期，避免出現(xiàn)湍流的情況，更多的是采用中等較高的注射速度。注射速度影響熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)行為，也影響型腔內(nèi)的壓力、溫度及制品的性能。注射速度大，熔體通過(guò)模具澆注系統(tǒng)

6、和型腔的流速也大，物料受到剪切作用就越強(qiáng)烈，摩擦生熱就越大，溫度上升，粘度下降，物料的流程也延長(zhǎng)，型腔壓力也提高，制品熔接痕的強(qiáng)度也提高。2.模具設(shè)計(jì)對(duì)熔接痕的影響在選定材料、設(shè)置完工藝參數(shù)之後，模具的設(shè)計(jì)就成了最關(guān)鍵的一步。合理的模具結(jié)構(gòu)可以減少熔接痕的產(chǎn)生，提高熔接痕區(qū)域的強(qiáng)度或降低熔接痕對(duì)塑件整體性能的影響。a.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)熔接痕的形成原理可知，對(duì)多個(gè)澆口充模勢(shì)必形成多個(gè)分支料流，如果澆口數(shù)量為N，熔接痕的數(shù)量至少為N-1。可見(jiàn)澆口的數(shù)量越多，產(chǎn)生的熔接痕也越多，如果來(lái)自各澆口的料流前鋒熔體不能很好地熔合，則會(huì)使熔接痕加重，嚴(yán)重影響塑件質(zhì)量。圖2為澆口位置對(duì)塑件熔接痕的影響。如圖2

7、（a），由於澆口位置設(shè)定不當(dāng)導(dǎo)致流程過(guò)長(zhǎng)，壓力和溫度下降大，前鋒料流不能充分融合。而圖2（b）的澆口位置縮短了流程，從而可以提高熔接痕處的結(jié)合強(qiáng)度。圖2澆口位置對(duì)塑件熔接痕的影響b.排氣系統(tǒng)和冷料井的設(shè)計(jì)由於排氣不暢而產(chǎn)生的殘余氣體在注射過(guò)程中被壓縮在模腔內(nèi)，不僅會(huì)燒傷制品還會(huì)導(dǎo)致熔接痕出現(xiàn)。氣體在熔體充模時(shí)容易被排擠到熔體的匯合部位，在兩股料流之間產(chǎn)生夾層，最終阻礙料流融合，不僅促使熔接痕產(chǎn)生而