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機械社區(qū)

標題: 機械性能和成形因素 [打印本頁]
作者: 吳雨其    時間: 2009-8-23 17:50
標題: 機械性能和成形因素

' m2 f2 k) Z4 S. c4 {* h7 m1 X% z2 X0 E- O' ?
一. 拉伸強度和彈性模量: K% a$ W  h$ K. s! |
上述四個成形參數(shù)并不明顯影響彈性模量.拉伸強度主要受方向性影響,塑件在取向方向強度較高.有證據表明,加熱時間具有有害的影響.與沖擊性能相對照,拉伸性能受的影響處胾較低的量級內.圖八定性地表示了重要的性能響應.定量地說,在從冷熔體慢速充填到熱熔體快速充填的典型條件內.室溫時的拉伸屈服強度可降低正常值的5~10%[15].模具溫度和充填壓力無明顯的影響. * u, Z& e+ N& H0 m* l
二. 彎曲強度和彎曲模量( b& i7 y$ H" @9 U7 |4 O
這些性能對成形參數(shù)的響應與拉伸性能的相同,所以上述內容完全可用. ' [8 X' S0 d) v" m* {
三. 蠕變6 ^6 a: r6 G* G0 N- K+ e+ g
可獲得的有限數(shù)據表明,成形參數(shù)對蠕變沒有明顯影響. 4 i+ b. c" @5 l
四. 熱扭變溫度
$ h) Q% a: t" w; a% X* m& E1 ~研究結果表明,不退火和退火材料的熱扭變溫度對成形參數(shù)響應稍有不同.不退火材料的熱扭變溫度受充填壓力和模具溫度影響,未發(fā)現(xiàn)熔體溫度和充填速率對此有何影響.試圖將不退火熱扭變溫度與方向性或冷卻應力相聯(lián)系的努力已經失敗[11].一個眾所周知的事實是有趣的,即退火常常將熱扭變溫度提高400F.文獻[4]在分子松馳概念基礎上解釋了成形參數(shù)的影響.圖九表明,過高的充填壓力使不退火熱扭變溫度損失10~150F[15].冷模具(800F)也能使不退火熱扭變溫度降低100F[11].高充填壓力和快速冷卻阻礙分子運作,并且阻礙塑料分子的優(yōu)惠排列.
$ d5 n, P% @, \8 V' X另一方面,充填壓力.模具溫度或充填速度對退火熱扭變溫度沒有影響.已收集的一些數(shù)據表明,當熔體溫度上升時,退火熱扭變溫度下降約達100F(圖十).這種影響并不總是存在,它取決于所使用的ABS塑料牌號.
作者: 吳雨其    時間: 2009-8-23 17:53
五. 懸掛梁式沖擊
) O) v. Y$ x2 T% u5 ]& W, N' KV形缺口沖擊受到方向性的強烈影響,因此沖擊值也能反映方向性的強弱.因為方向性是有向的概念,所以必須特別規(guī)定相對于流動方向斷裂方向.沖擊斷裂方向與流動方向垂直時的方向性是有利的.另一方面,塑件沿流動方向斷裂時,相同的方向性就是不利的.垂直沖擊斷裂值可能比平行斷裂值大1~4倍[11].在某些應用中,盡可能在一個方向上有較大的沖擊值是有益的,而其它方向則是無關緊要的.另一些應用中則要求均勻的沖擊值(即沒有優(yōu)先方向).成形參數(shù)的相互作用可在某種程度上取得這兩種結果. 5 @6 b7 T) \+ o
熔體溫度通過兩種可能的方式影響沖擊值.在推薦范圍內,升高熔體溫度降低了強烈影響該項性能的芯部方向性,使得垂直斷裂值下降而平行斷裂值上升(圖十一).
8 U) U0 O. U. S過高的熔體溫度不僅減小了方向性,而且還會使塑料降解,這就同時減小了平行方向和垂直方向的沖擊強度.圖十一中的曲線在超出推薦溫度范圍后呈現(xiàn)下降趨勢的原因就在于此.根據各種ABS塑料不同的結構和穩(wěn)定性,熔體溫度對強度的影響降到幾分之一,而對平行斷裂沖擊強度的影響沒有這么大,在推薦范圍內提高熔體溫度可提高平行斷裂沖擊強度約50%[11,15].
0 V% t+ g" ^/ y+ I- e快速充填減小芯部方向性,結果其影響是減小垂直斷裂沖擊強度和增大平行斷裂沖擊強度.在低熔體溫度時,充填速率的影響可為15~50%或更大.高熔體溫度時,充填速率的影響明顯減小,因為熔體松馳抵消了充填引起的方向性(圖十二).提高模具溫度還可減小垂直斷裂和平行斷裂沖擊強度的差別,因為這促進了緩冷過程和增加了熔體的松馳.模溫(800F和1800F)的影響不象充填速率那么大.模溫影響最大發(fā)生在低熔體溫度和低充填速率時(圖十三).充填壓力對沖擊強度沒有強烈和確定的影響.
. B3 A7 o" F) _- B; T4 P六. 熔接痕強度 2 M/ v$ l# {- _* J6 p
熔接痕由兩股熔流匯合而成,有幾個原因決定了它的強度低于非熔接痕區(qū).熔接痕缺口處存在應力集中.熔體鋒面的拉伸延展產生,與主流動方向垂直.這種方向性也被認為是弱熔接痕的一個原因16~19].在熔接痕處避免陷入空氣是最重要的,所以成形模正確排氣是必不可少的.有關成形參數(shù)的影響資料并不充裕,但是現(xiàn)有的數(shù)據告訴了我們下列的一般規(guī)則.
2 a. ]7 l& s$ V( `" R$ Z+ C提高熔體和模具的溫度往往增加熔接痕的強度(圖十四).較高的熔體溫度促進熔接痕處分子的合并和纏連,也產生較小的殘留方向性.因此,可嘗試在推薦限度內提高熔體溫度.過高的熔體溫度會使熔體降解,使包括熔接痕區(qū)在內的強度降低.因此,圖十四中熔體溫度的響應曲線在推薦限度上呈現(xiàn)下降趨勢.提高模具溫度會促進緩冷,可以有較多的時間填滿熔接痕處的縫隙,并使該處分子互相纏連,方向性也得到更多的松馳,因此有利于提高熔接痕強度.然而,在大多數(shù)情況下,模溫的提高雖然是有利的,但不如熔體溫度的影響大.由于充填速率和充填壓力的相互作用,它們的影響是復雜的>因此,確切的影響程度取決于ABS塑料牌號.塑料設計和熔體及模具溫度. 4 }) R4 P5 B; ]
一方面,提高充填速率可促進拼合,其機理與提高熔接溫度相同.快速充填會產生熱量以及減少流動時的模內冷卻.另一方面,快速充填可產生更多不利熔體鋒面的方向性和加劇排氣問題,因此使熔接痕變弱(圖十五).
! V- s  F8 w7 e: Z充填壓力不足會產生較明顯和較弱的熔接痕.可是有兩個因素決定了過高充填壓力也會產生較弱的熔接痕.過高的充填壓力產生比較尖銳的缺口,在使用條件下容易增加應力集中.過高充填壓力也阻礙熔體松馳和分子的纏連.圖十六總結了可能發(fā)生的情況. # i& }6 g. ^  c2 P) O$ ~' C
最佳的充填壓力和充甜速率取決于塑件設計的特殊性.排除故障時可從正.反兩個方向調整這兩個參數(shù),并仔細注意性能的響應.充填壓力和充填速率的影響都不如熔體或模具溫度的影響.還應認識到,變動這些參數(shù)雖可在一定程度上改善熔接痕,但熔接痕區(qū)的強度總要比非熔接痕區(qū)的差.
- C4 Y6 |) X% g( `5 J. y七. 投擲沖擊
9 {+ }$ x" c! i- O7 P投擲沖擊性能與垂直斷裂懸臂梁式沖擊性能相比較,成形參數(shù)的影響在某些方面是不同的.在垂直斷裂懸臂梁式沖擊的情況下,芯部方向性提高了沖擊強度.相形之下,方向性對投擲沖擊性能幾乎總是有害的,因為流動傾向的強度較弱.投擲沖擊產生雙向變形,塑件不會比最弱方向的強度更牢固,流動方向上的高強度是無用的. 2 {* c$ z4 ^" i
通常的規(guī)則是在不引起塑料降解的條件下改變成形參數(shù),以促使方向性減小.這意味著在許可范圍內提高熔體溫度.各種ABS塑料的熱穩(wěn)定性是不同的.在降解抵消方向性減小帶來的好處之前,某些牌號經受較高熔體溫度.各種牌號ABS塑料投擲沖擊性能響應在圖十七中表示為包絡線.
; a0 e* B3 O5 w( D. k' ], p8 ]9 y模具溫度的升高促進方向性的消除,并且常與充填速率相互作用.在模具溫度降低時,改變充填速率具有最大的影響(圖十八).充填壓力對投擲沖擊性能一般沒有什么影響.在發(fā)現(xiàn)提高充填壓力的影響時,這種幾乎總是有害的,在綜合較低熔體和模具溫度及緩慢充填時尤其如此.實驗和工業(yè)實踐已顯示,過高充填壓力時的投擲強度最優(yōu)值的一半.過高充填壓力增加殘留方向性,并可能打破冷卻應力的平衡,使表面受拉而不象通常那樣受壓[6].預計這兩種情況都會減小投擲沖擊強度.
作者: 吳雨其    時間: 2009-8-23 17:55
八. 用于電鍍的注射成形件
7 x2 i! t$ [) A! @' H% ~成形件電鍍時,其外觀.鍍層附著性和尺寸穩(wěn)定性都是關鍵的質量指針.由于存在各種相互矛盾的因素,從成形參數(shù)最優(yōu)化的觀點來看,電鍍代表了最復雜的情況中的一種.例如,某種成形參數(shù)配置使鍍層附著性最佳,但它卻不是抑制流紋或塑件翹曲傾向的最好選擇.一般情況下選擇的參數(shù)使鍍層附著性和熱循環(huán)性能最優(yōu),下面的討論將圍繞這個方面展開. ) A7 `$ v" ]+ Y: B& J5 c2 M4 e. m
假定電鍍預處理和電鍍的各個步驟都能正確地實現(xiàn),那么ABS塑料的鍍層附著性主要取決于鍍層底下塑料薄層的強度.低附著性和鍍層氣泡很少能使鍍層和ABS塑料徹底分離,而是ABS塑料本身在邊界層處剝離.邊界層受到熔體鋒面產生的方向性的制約.為使這個要害層次的強度達成最大,希望該層的方向性最小[20].如圖十九所示,兩個關鍵性參數(shù)是熔體溫度和充填速率.應采用緩慢充填來促使表面方向性減小,從而提高ABS塑料與鍍層相結合的邊界層的強度.不過,這里的例子很好地說明了前述的折衷方法.由于電鍍塑件的扭曲或彎曲會產生應力,使得鍍層起伏或開裂,因此還應使塑件的翹曲達成最小.如前所述,快速充填使方向性產生在表層而不是在芯部,所以減小了翹曲.有一個合理的方法可以幸運地擺脫這種狀況––––高熔體溫度有利于解除方向性,尤其是對于緩慢充填產生的芯部方向性.因此應該使用較高的熔體溫度,只要不至于使塑料降解和產生流紋或低劣的塑件外表.合理選擇充填速率和熔體溫度可使鍍層附著性增加50%或更高. 3 a& k! Y* P" `7 n+ D* Z2 g" x
模溫和充填壓力的影響較小.高的模具溫度有助于減小方向性,尤其是對要求的緩慢充填所產生的芯部方向性.充足的充填壓力僅僅是為了得到充滿的美觀的塑件.過高的充填壓力會產生不利的方向性和應力.圖二十表示模溫和充填壓力的影響. 2 [) V  d! r) m4 w! d
? 塑件內各點的性能變化 ) V/ q+ w6 E8 H: @" \1 e0 f
熔體溫度和壓力以及充填速率等成形參數(shù)在型腔內各點很少是相同的,尤其是頭兩項參數(shù)在流動方向上發(fā)生變化.在簡單的塑件中,局部速度會在流動方向上改變;在復雜的塑件中,橫截面上的局部速度也不一致. 局部速度還受到局部厚度的影響.甚至連型腔各點的模具表面溫度基本上也是不同的.因為這些參數(shù)在模具中是逐點變化的,所以它們同樣也影響到性能變化.像沖擊和電鍍附著性這類性能的確在塑件各點變化. . D! x2 p9 D9 M; ?
塑件澆口端的方向性常達到最大,并朝著盲端逐漸減小.結果垂直斷裂沖擊強度在澆口端較高,而在盲端較低.投擲沖擊強度受不均勻方向相的影響,所以投擲沖擊強度在澆口端較低,而在盲端較高.文獻[15]中的一個范例說明,投擲沖擊強度和懸臂梁式沖擊強度可隨位置發(fā)生變化.在一塊4in寬的板上,從澆口處開始的15in流動長度內,垂直斷裂沖擊強度下降一半,而投擲沖擊強度竟增加4倍!這個例子說明的另一點是不論是成形機還是位置變化引起的)成形參數(shù)可使一種性能得到提高而使另一種性能下降.注射成形過程控制中充滿了這種矛盾.甚至連頂桿,塑件編碼號或起伏之類的模具表面最小的擾動都可產生表面不規(guī)則的方向性,這會影響對表面方向性的敏感性,電鍍附著性就是一個很好的例子.模具表面上與流動方向垂直的0.005in深的劃痕可減小塑件表面的方向性.用這種技術可局部改善鍍層附著性.文獻[20.21]中討論了這些模具表面影響如何干擾熔體烽面,并如何將其中影響傳遞到相吻合的塑件表面.
作者: 于誠366    時間: 2012-3-29 16:27
很好的資料。學習學習
作者: /擦汗POIKO    時間: 2012-3-29 22:41
太好了,，受教了！頂一個！



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