制品的內(nèi)應(yīng)力不可避免,只能在成型過程中盡量使內(nèi)應(yīng)力減少到最小或使內(nèi)應(yīng)力分布均勻。注射成型制品中內(nèi)應(yīng)力的控制可從以下幾方面著手。
(1)塑料原材料
1)加工時要選用純凈的塑料原料,因為雜質(zhì)的存在,易使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
2)當塑料的平均相對分子質(zhì)量較高、相對分子質(zhì)量分布范圍較窄時,制品中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較小(但必須考慮到材料的可加工性)。
3)多組分的塑料在加工時,各組分應(yīng)分散均勻,否則易產(chǎn)生應(yīng)力集中。
4)結(jié)晶型塑料在成型中加入成核劑(如聚丙烯中加入成核劑已二酸)后,可使結(jié)晶更完善,形成的球晶體積小、數(shù)量多,制品的內(nèi)應(yīng)力小。
(2)制品設(shè)計 為減小內(nèi)應(yīng)力,在設(shè)計制品時應(yīng)做到以下幾點。
1)制品的表面積與體積之比盡量小,因為比值小的厚制品,冷卻緩慢,內(nèi)應(yīng)力較小。
2)制品的壁厚應(yīng)盡量均勻,壁厚差別大的制品,因冷卻不均勻而容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,對厚薄不均勻的制品,在厚薄結(jié)合處,盡量避免直角過渡,而應(yīng)采用圓弧過渡或階梯式過渡。
3)當塑料制品中帶有金屬嵌件時,嵌件的材質(zhì)[敏感詞]選用銅或鋁,而且加工前要預(yù)熱,以防因材料的線脹系數(shù)不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
4)在制品的造型上,盡量采用曲面、雙曲面,這樣不僅美觀,而且也能減少變形,可很好地吸收又又能使制品內(nèi)應(yīng)力減小。
(3)模具設(shè)計 在煞尾設(shè)計過程注意收下幾個方面的問題。
1)澆口的尺寸和位置。澆口小,保壓時間短、封口壓力低、內(nèi)應(yīng)力較小;澆口設(shè)置在制品的厚壁處,則注射壓力和保壓壓力低、內(nèi)應(yīng)力小。
2)流道。流道大,則注射壓力低、注射時間短、內(nèi)應(yīng)力小。
3)模具冷卻系統(tǒng)。設(shè)計模具的冷卻系統(tǒng)時,應(yīng)保證制品的冷卻均勻一致,這樣制品聽內(nèi)應(yīng)力小。
4)頂出系統(tǒng)。頂出裝置的頂出面宜大些,保使內(nèi)應(yīng)力較小。
5)脫模斜度。模具應(yīng)具有一定的脫模斜度,使制品脫模順利,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小。
(4)成型工藝條件
1)溫度。注射溫度對制品內(nèi)應(yīng)力影響[敏感詞],因熱塑性塑料的取向程度隨注射溫度的提高而減小,所以適當提高注射機的機筒溫度,不但可以保證物料女子,各組分分散均勻,而且還可降低收縮率,減小內(nèi)應(yīng)力;模具溫度升高,制品的冷卻速度緩慢,大分子取向程度降低,內(nèi)應(yīng)力也會降低。
2.壓力。較高的注射壓力易產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力,使大取向程度增大,內(nèi)應(yīng)力增大。所以適當降低成型時注射壓力和保壓壓力,有利于減小制品的取向應(yīng)力。
3)時間。保壓時間長,模內(nèi)壓力由于補壓作用而提高,熔體會產(chǎn)生較大的剪切作用,使分子取向程度增加,制品的內(nèi)應(yīng)力增加。適當縮短保壓時間,有利于減小制品內(nèi)應(yīng)力。
4)注射速度。注射速度對制品內(nèi)應(yīng)力的影響較之溫度和壓力等因素的影響要小得多,通常當注射速度較低時,制品易產(chǎn)生熔接痕,取向作用較低;而注射速度過高時,制品表面質(zhì)量差,且制品內(nèi)應(yīng)力也較大,所以[敏感詞]采用變速注射,即快速充模,低速保壓,快速充查勘可減少熔接痕,低速保壓可減小分子取向,這樣內(nèi)外溫差也小,制品的內(nèi)應(yīng)力較低。
5)熱處理。制品的內(nèi)應(yīng)力還可通過熱處理的方法消除。熱處理的實質(zhì)是使塑料大分子中的鏈段、鏈節(jié)有一定的活動能力,使凍結(jié)的彈性變形得到松馳,取向的分子回到無規(guī)狀態(tài),同時也使結(jié)晶高聚物的結(jié)晶完善,從而使制品的內(nèi)應(yīng)力減小。