注射成型是獲得所需形狀的預(yù)成坯的過(guò)程,是整個(gè)工藝過(guò)程的關(guān)鍵。因?yàn)榉勰┳⑸涑尚彤a(chǎn)品的缺陷都是在注射成型過(guò)程中形成的,如裂紋、空洞、分層、粉末與粘結(jié)劑分離等,而這些缺陷往往要在脫脂和燒結(jié)完成以及注射應(yīng)力被釋放后才能發(fā)現(xiàn)。缺陷形成的原因除原料粉末不合格、粘結(jié)劑選擇不當(dāng)、注射料混煉不合格等因素外,主要取決于注射成型時(shí)的工藝條件,所以控制和優(yōu)化注射成型工藝參數(shù)對(duì)于提高產(chǎn)品成品率和材料的利用率至關(guān)重要。
注射成型過(guò)程包括注射和保壓兩個(gè)階段,其中涉及的工藝參數(shù)主要有溫度(機(jī)筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度)、壓力(注射壓力、保壓壓力和背壓壓力)和時(shí)間(注射時(shí)間、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間)。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于注射料成分不同,產(chǎn)品形狀各異,各項(xiàng)參數(shù)也不盡相同。
(1)溫度 機(jī)筒與噴嘴溫度的設(shè)定與控制對(duì)注射成型身患的質(zhì)量有重要影響。機(jī)筒溫度是指機(jī)筒表面的加熱溫度,一般為150~200℃.根據(jù)注射料在機(jī)筒內(nèi)的塑化機(jī)理,分三段加熱:[敏感詞]段——固體輸送段,是靠近進(jìn)炎口的部分,溫度要低些,有冷卻水冷卻,防止物料架橋,保證較高的固體輸送效率;第二段——壓縮段,是物料處于壓縮狀態(tài)并逐漸熔融的階段,溫度設(shè)定比[敏感詞]段要高出20~25℃;第三段——均化段,是物料全部熔融的階段,預(yù)塑開(kāi)始時(shí),該段對(duì)應(yīng)螺桿均化段,在預(yù)塑終止后形成計(jì)量室儲(chǔ)存塑化好的物料。一般來(lái)講,第三段的溫度比第二段要高出20~25℃,以保證物料處于熔融狀態(tài)。
模具溫度是指與制品接觸的型腔的溫度,它直接影響到制品在型腔中的冷卻速度。對(duì)于金屬粉末的注射成型,由于物料的熱導(dǎo)率比較大,物料很容易瘵,因而模具溫度要更高一些,甚至高達(dá)140℃。如果模具溫度太低,轉(zhuǎn)角處的熔體會(huì)過(guò)快冷卻,容易發(fā)生欠注現(xiàn)象;太高則可能使粘劑失效,引起飛邊,而且冷卻時(shí)間要加長(zhǎng)。
一般來(lái)說(shuō),注射成型溫度必須高于粘結(jié)劑組分中[敏感詞]熔點(diǎn)溫度,脫模溫度必須低于其共結(jié)晶溫度。
(2)壓力 注射成型壓力對(duì)充模速度影響較大,其上限由產(chǎn)生噴射、坯件粘模、飛邊和鎖模力決定。注射壓力的設(shè)定值一般在30~200MPa之間(常用的壓力范圍為80~120MPa),保壓切換點(diǎn)(即注射壓力向保壓壓力的轉(zhuǎn)換點(diǎn))設(shè)置在熔體充滿模具的95%~98%時(shí)。如果保壓壓力低,沒(méi)有足夠的壓力填實(shí)模具來(lái)補(bǔ)償冷卻收縮,則制品表面易出現(xiàn)縮孔;反之,保壓壓力太高,則會(huì)阻礙脫模。
(3)時(shí)間 成型時(shí)間與型腔大小、充模時(shí)間和冷卻時(shí)間有關(guān),短則幾秒,長(zhǎng)則婁分鐘。充填時(shí)間一般控制在0.5~1.0s,冷卻時(shí)間與構(gòu)件壁厚有關(guān)。
粉末注射成型對(duì)工藝條件的控制精度要求比普通塑料注射成型高得多,稍有偏差就有可能導(dǎo)致制品缺陷。要獲得理想的充模過(guò)程和無(wú)缺陷制品,注射工藝參數(shù)的合理選擇極為重視。
注射成型時(shí)難免有一些粘結(jié)劑會(huì)被吸附在模具表面,一般經(jīng)過(guò)24h生產(chǎn)以后,需要中斷生產(chǎn),對(duì)模具(包括所有活動(dòng)機(jī)構(gòu),如頂桿、定位銷等)進(jìn)行徹底清潔。