制品的內(nèi)應(yīng)力不可避免,只能在成型過(guò)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(shí)要選用純凈的塑料原料,因?yàn)殡s質(zhì)的存在,易使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
2)當(dāng)塑料的平均相對(duì)分子質(zhì)量較高、相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍較窄時(shí),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(shí),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(jì) 為減小內(nèi)應(yīng)力,在設(shè)計(jì)制品時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。
1)制品的表面積與體積之比盡量小,因?yàn)楸戎敌〉暮裰破?,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(duì)厚薄不均勻的制品,在厚薄結(jié)合處,盡量避免直角過(guò)渡,而應(yīng)采用圓弧過(guò)渡或階梯式過(guò)渡。
3)當(dāng)塑料制品中帶有金屬嵌件時(shí),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(jì) 在煞尾設(shè)計(jì)過(guò)程注意收下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
1)澆口的尺寸和位置。澆口小,保壓時(shí)間短、封口壓力低、內(nèi)應(yīng)力較??;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(shí)間短、內(nèi)應(yīng)力小。
3)模具冷卻系統(tǒng)。設(shè)計(jì)模具的冷卻系統(tǒng)時(shí),應(yīng)保證制品的冷卻均勻一致,這樣制品聽(tīng)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(duì)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(dāng)提高注射機(jī)的機(jī)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(huì)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(dāng)降低成型時(shí)注射壓力和保壓壓力,有利于減小制品的取向應(yīng)力。
3)時(shí)間。保壓時(shí)間長(zhǎng),模內(nèi)壓力由于補(bǔ)壓作用而提高,熔體會(huì)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(dāng)縮短保壓時(shí)間,有利于減小制品內(nèi)應(yīng)力。
4)注射速度。注射速度對(duì)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(dāng)注射速度較低時(shí),制品易產(chǎn)生熔接痕,取向作用較低;而注射速度過(guò)高時(shí),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(guò)熱處理的方法消除。熱處理的實(shí)質(zhì)是使塑料大分子中的鏈段、鏈節(jié)有一定的活動(dòng)能力,使凍結(jié)的彈性變形得到松馳,取向的分子回到無(wú)規(guī)狀態(tài),同時(shí)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。