塑料产品的退火处理.docx
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塑料产品的退火处理
塑料产品的退火处理
塑料制品的退火处理是指塑料在料筒里塑化不均或者产品在模腔内冷却速度不均而引起产品内应力的存在导致产品在以后有变形.开裂.老化等原因。
退火处理是在产品在室内,用热液体介质如热水,热矿物油,热甘油等液体,加热到比产品使用温度高20-35度或者比产品的热变形温度低25-35度的温度下,将产品放进去,退火的时间长短要视产品的壁厚而定,越厚的壁要退火的时间越长。
要注意,经退火的产品拿出热液体后要摆平让它自然冷却,不可以用冷水采取速冷的方法。
退火的产品一般为PC,PS等塑料,对于POM,PVC等塑料就不用退火处理的。
注塑成型开模时或顶出时成品破裂解决方法
故障原因
处理方法
填料过饱
降低射胶压力,时间,速度及射胶量
模温太低
升高模温
部份脱模角不够
检修模具
有脱模倒角
检修模具
成品脱模时不能平衡脱离
检修模具
顶针不够或位置不当
检修模具
脱模时局部产生真空现象
开模可顶出慢速,加进气设备
脱模剂不足
略为增加脱模剂用量
模具设计不良,成品内有过多余应力
改良成品设计
侧滑块动作之时间或位置不当
检修模具
注塑工艺设定要考虑的7个因素
一、收缩率
热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述,影响热塑性塑料成型收缩的因素如下:
1.1塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应力强,冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。
1.2塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。
由于塑料的导热性差,使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。
所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。
另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。
1.3进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。
直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚的)则收缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。
距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。
1.4成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。
模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。
另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、时间长的则收缩小但方向性大。
注塑压力高,熔融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。
因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。
模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔尺寸。
对高精度塑件及难以掌握收缩率时,一般宜用如下方法设计模具:
①对塑件外径取较小收缩率,内径取较大收缩率,以留有试模后修正的余地。
②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。
③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况(测量时必须在脱模后24小时以后)。
④按实际收缩情况修正模具。
⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。
二、流动性
2.1热塑性塑料流动性大小,一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度及流动比(流程长度/塑件壁厚)等一系列指数进行分析。
分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性差,熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小,流动比大的则流动性就好,对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。
按模具设计要求大致可将常用塑料的流动性分为三类:
①流动性好PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯;
②流动性中等聚苯乙烯系列树脂(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚;
③流动性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
2.2各种塑料的流动性也因各成型因素而变,主要影响的因素有如下几点:
①温度料温高则流动性增大,但不同塑料也各有差异,PS(尤其耐冲击型及MFR值较高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA等塑料的流动性随温度变化较大。
对PE、POM、则温度增减对其流动性影响较小。
所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。
②压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大,流动性也增大,特别是PE、POM较为敏感,所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。
③模具结构浇注系统的形式,尺寸,布置,冷却系统设计,熔融料流动阻力(如型面光洁度,料道截面厚度,型腔形状,排气系统)等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性,凡促使熔融料降低温度,增加流动性阻力的则流动性就降低。
模具设计时应根据所用塑料的流动性,选用合理的结构。
成型时则也可控制料温,模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。
三、结晶性
热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型(又称无定形)塑料两大类。
所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变成分子停止自由运动,按略微固定的位置,并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。
作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般结晶性料为不透明或半透明(如POM等),无定形料为透明(如PMMA等)。
但也有例外情况,如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS为无定形料但却并不透明。
在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项:
①料温上升到成型温度所需的热量多,要用塑化能力大的设备。
②冷却回化时放出热量大,要充分冷却。
③熔融态与固态的比重差大,成型收缩大,易发生缩孔、气孔。
④冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。
结晶度与塑件壁厚有关,壁厚则冷却慢,结晶度高,收缩大,物性好。
所以结晶性料应按要求必须控制模温。
⑤各向异性显著,内应力大。
脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形、翘曲。
⑥结晶化温度范围窄,易发生未熔料末注入模具或堵塞进料口。
四、热敏性塑料及易水解塑料
4.1热敏性系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受热时间较长或进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易发生变色、降解,分解的倾向,具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。
如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,POM,聚三氟氯乙烯等。
热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物,特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。
因此,模具设计、选择注塑机及成型时都应注意,应选用螺杆式注塑机,浇注系统截面宜大,模具和料筒应镀铬,不得有*角滞料,必须严格控制成型温度、塑料中加入稳定剂,减弱其热敏性能。
4.2有的塑料(如PC)即使含有少量水分,但在高温、高压下也会发生分解,这种性能称为易水解性,对此必须预先加热干燥。
五、应力开裂及熔体破裂
5.1有的塑料对应力敏感,成型时易产生内应力并质脆易裂,塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂现象。
为此,除了在原料内加入添加剂提高开抗裂性外,对原料应注意干燥,合理的选择成型条件,以减少内应力和增加抗裂性。
并应选择合理的塑件形状,不宜设置嵌件等措施来尽量减少应力集中。
模具设计时应增大脱模斜度,选用合理的进料口及顶出机构,成型时应适当的调节料温、模温、注塑压力及冷却时间,尽量避免塑件过于冷脆时脱模,成型后塑件还宜进行后处理提高抗开裂性,消除内应力并禁止与溶剂接触。
5.2当一定融熔体流动速率的聚合物熔体,在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后,熔体表面发生明显横向裂纹称为熔体破裂,有损塑件外观及物性。
故在选用熔体流动速率高的聚合物等,应增大喷嘴、浇道、进料口截面,减少注塑速度,提高料温。
六、热性能及冷却速度
6.1各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。
比热高的塑化时需要热量大,应选用塑化能力大的注塑机。
热变形温度高塑料的冷却时间可短,脱模早,但脱模后要防止冷却变形。
热传导率低的塑料冷却速度慢(如离子聚合物等冷却速度极慢),故必须充分冷却,要加强模具冷却效果。
热浇道模具适用于比热低,热传导率高的塑料。
比热大、热传导率低,热变形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成型,必须选用适当的注塑机及加强模具冷却。
6.2各种塑料按其种类特性及塑件形状,要求必须保持适当的冷却速度。
所以模具必须按成型要求设置加热和冷却系统,以保持一定模温。
当料温使模温升高时应予冷却,以防止塑件脱模后变形,缩短成型周期,降低结晶度。
当塑料余热不足以使模具保持一定温度时,则模具应设有加热系统,使模具保持在一定温度,以控制冷却速度,保证流动性,改善填充条件或用以控制塑件使其缓慢冷却,防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。
对流动性好,成型面积大、料温不匀的则按塑件成型情况有时需加热或冷却交替使用或局部加热与冷却并用。
为此模具应设有相应的冷却或加热系统。
七、吸湿性
塑料中因有各种添加剂,使其对水分有不同的亲疏程度,所以塑料大致可分为吸湿、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种,料中含水量必须控制在允许范围内,不然在高温、高压下水分变成气体或发生水解作用,使树脂起泡、流动性下降、外观及力学性能不良。
所以吸湿性塑料必须按要求采用适当的加热方法及规范进行预热,在使用时防止再吸湿。
常用塑料的注塑工艺参数
一、高密度聚乙烯(HDPE)
料筒温度喂料区30~50℃(50℃)
区1 160~250℃(200℃)
区2 200~300℃(210℃)
区3 220~300℃(230℃)
区4 220~300℃(240℃)
区5 220~300℃(240℃)
喷嘴 220~300℃(240℃)
括号内的温度建议作为基本设定值,行程利用率为35%和65%,模件流长与壁厚之比为50:
1到100:
1
熔料温度 220~280℃
料筒恒温 220℃
模具温度 20~60℃
注射压力 具有很好的流动性能,避免采用过高的注射压力80~140MPa(800~1400bar);一些薄壁包装容器除外可达到180MPa(1800bar)
保压压力 收缩程度较高,需要长时间对制品进行保压,尺寸精度是关键因素,约为注射压力的30%~60%
背压 5~20MPa(50~200bar);背压太低的地方易造成制品重量和色散不均
注射速度 对薄壁包装容器需要高注射速度,中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品
螺杆转速 高螺杆转速(线速度为1.3m/s)是允许的,只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以;螺杆的扭矩要求为低
计量行程 0.5~4D(最小值~最大值);4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 2~8mm,取决于计量行程和螺杆直径
回收率 可达到100%回收
收缩率 1.2~2.5%;容易扭曲;收缩程度高;24h后不会再收缩(成型后收缩)
浇口系统 点式浇口;加热式热流道,保温式热流道,内浇套;横截面面积相对小,对薄截面制品已足够机器停工时段无需用其它材料进行专门的清洗工作;PE耐温升
料筒设备 标准螺杆,标准使用的三段式螺杆;对包装容器类制品,混合段和切变段几何外形特殊(L:
D=25:
1),直通喷嘴,止逆阀
二、聚丙烯(PP)
料筒温度 喂料区 30~50℃(50℃)
区1 160~250℃(200℃)
区2 200~300℃(220℃)
区3 220~300℃(240℃)
区4 220~300℃(240℃)
区5 220~300℃(240℃)
喷嘴 220~300℃(240℃)
括号内的温度建议作为基本设定值,行程利用率为35%和65%,模件流长与壁厚之比为50:
1到100:
1
熔料温度 220~280℃
料筒恒温 220℃
模具温度 20~70℃
注射压力 具有很好的流动性能,避免采用过高的注射压力80~140MPa(800~1400bar);
一些薄壁包装容器除外可达到180MPa(1800bar)
保压压力 避免制品产生缩壁,需要很长时间对制品进行保压(约为循环时间的30%);约为注射压力的30%~60%
背压 5~20MPa(50~200bar)
注射速度 对薄壁包装容器需要高的注射速度(带蓄能器);中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品
螺杆转速 高螺杆转速(线速度为1.3m/s)是允许的,只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以
计量行程 0.5~4D(最小值~最大值);4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的
残料量 2~8mm,取决于计量行程和螺杆转速
预烘干 不需要;如果贮藏条件不好,在80℃的温度下烘干1h就可以
回收率 可达到100%回收
收缩率 1.2~2.5%;收缩程度高;24h后不会再收缩(成型后收缩)
浇口系统 点式浇口或多点浇口;加热式热流道,保温式热流道,内浇套;浇口位置在制品最厚点,否则易发生大的缩水
机器停工时段 无需用其它材料进行专门的清洗工作;PP耐温升
料筒设备 标准螺杆,标准使用的三段式螺杆;对包装容器类制品,混合段和切变段几何外形特殊(L:
D=25:
1),直通喷嘴,止逆阀
三、聚苯乙烯(PS)
料筒温度 喂料区 30~50℃(50℃)
区1 160~250℃(200℃)
区2 200~300℃(210℃)
区3 220~300℃(230℃)
区4 220~300℃(230℃)
区5 220~300℃(230℃)
试模过程注意事宜
(时间:
2006-3-215:
27:
42共有357人次浏览)
一、前言
当我们接到一副新模具需打样试模时,我们总是渴望能早一些试出一个结果且祷求过程顺利以免浪费工时并造成困扰。
但在此我们必须提醒二点:
第一、模具设计师及制造技师有时也会发生错误,在我们试模时若不提高警觉,可能会因小的错误而产生大的损害。
第二、试模的结果是要保证以后生产的顺利。
若在试模过程中没有遵循合理的步骤及做适当的记录,即无法保障量产时的顺利进行。
我们更强调的是「模具运用顺利的话将迅速增加利润的回收,否则所造成的成本损失会更甚于模具本身的造价」。
二、试模前的注意事项
1.了解模具的有关资料:
最好能取得模具的设计图面,详予分析,并约得模具技师参加试模工作。
2.先在工作台上检查其机械配合动作:
要注意有否刮伤,缺件及松动等现象,模向滑板动作是否确实,水道及气管接头有无泄漏,模具之开程若有限制的话也应在模上标明。
以上动作若能在挂模前做到的话,就可避免在挂模时发现问题,再去拆卸模具所发生的工时浪费。
3.当确定模具各部动作得宜后,就要选择适合的试模射出机,在选择时应注意
(a)射出容量
(b)导杆的宽度
(c)最大的开程
(d)配件是否齐全等。
一切都确认没有问题后则下一步骤就是吊挂模具,吊挂时应注意在锁上所有夹模板及开模之前吊钩不要取下,以免夹模板松动或断裂以致模具掉落。
模具装妥后应再仔细检查模具各部份的机械动作,如滑板、顶针、退牙结构及限制开关等之动作是否确实。
并注意射料嘴与进料口是否对准。
下一步则是注意合模动作,此时应将关模压力调低,在手动及低速的合模动作中注意看及听是否有任可不顺畅动作及异声等现象。
4.提高模具温度:
依据成品所用原料之性能及模具之大小选用适当的模温控制机将模具之温度提高至生产时所须的温度。
待模温提高之后须再次检视各部份的动作,因为钢材因热膨胀之后可能会引起卡模现象,因此须注意各部的滑动,以免有拉伤及颤动的产生。
5.若工厂内没有推行实验计划法则,我们建议在调整试模条件时一次只能调整一个条件,以便区分单一条件变动对成品之影响。
6.依原料不同,对所采用的原枓做适度的烘烤。
7.试模与将来量产尽可能采用同样的原料。
8.勿完全以次料试模,如有颜色需求,可一并安排试色。
9.内应力等问题经常影响二次加工,应于试模后待成品稳定后即加以二次加工模具在慢速合上之后,要调好关模压力,并动作几次,查看有无合模压力不均等现象,以免成品产生毛边及模具变形。
以上步骤都检查过后再将关模速度及关模压力调低,且将安全扣杆及顶出行程定好,再调上正常关模及关模速度。
如果涉及最大行程的限制开关时,应把开模行程调整稍短,而在此开模最大行程之前切掉高速开模动作。
此乃因在装模期间整个开模行程之中,高速动作行程比低速者较长之故。
在塑料机上机械式顶出杆也必须调在全速开模动作之后作用,以免顶针板或剥离板受力而变形。
在作第一模射出前请再查对以下各项:
(a)加料行程有否过长或不足。
(b)压力是否太高或太低。
(c)充模速度有否太快或太慢。
(d)加工周期是否太长或太短。
以防止成品短射、断裂、变形、毛边甚至伤及模具。
若加工周期太短,顶针将顶穿成品或剥环挤伤成品。
这类情况可能会使你花费两三个小时才能取出成品。
若加工周期太长,则模蕊的细弱部位可能因胶料缩紧而断掉。
当然您不可能预料试模过程所可能发生的一切问题,但事先做的充份考虑及时的措施必可帮助您避免严重并昂贵的损失。
三、试模的主要步骤
为了避免量产时无谓的浪费时间及困扰,的确有必要付出耐心来调整及控制各种加工条件,并找出最好的温度及压力条件,且制订标准的试模程序,并可资利用于建立日常工作方法。
1.查看料筒内的塑料是否正确无误,及有否依规定烘烤,(试模与生产若用不同的原料很可能得出不同的结果)。
2.料管的清理务求彻底,以防劣解胶料或杂料射入模内,因为劣解胶料及杂料可能会将模具卡死。
测试料管的温度及模具的温度是否适合于加工之原料。
3.调整压力及射出量以求生产出外观令人满意的成品,但是不可跑毛边尤其是还有某些模穴成品尚未完全凝固时,在调整各种控制条件之前应思考一下,因为充模率稍微变动,可能会引起甚大的充模变化。
4.要耐心的等到机器及模具的条件稳定下来,即是中型机器可能也要等30分钟以上。
可利用这段时间来查看成品可能发生的问题。
5.螺杆前进的时间不可短于闸口塑料凝固的时间,否则成品重量会降低而损及成品之性能。
且当模具被加热时螺杆前进时间亦需酌予加长以便压实成品。
6.合理调整减低总加工周期。
7.把新调出的条件至少运转30分钟以至稳定,然后至少连续生产一打全模样品,在其盛具上标明日期、数量,并按模穴分别放置,以便测试其确实运转之稳定性及导出合理的控制公差。
(对多穴模具尤有价值)。
8.将连续的样品测量并记录其重要尺寸(应等样品冷却至室温时再量)。
9.把每模样品量得的尺寸作个比较,应注意:
(a)尺寸是否稳定。
(b)是否有某些尺寸有增加或降低的趋势而显示机器加工条件仍在变化,如不良的温度控制或油压控制。
(c)尺寸之变动是否在公差范围之内。
10.如果成品尺寸不甚变动而加工之条件亦正常,则需观察是否每一模穴之成品其质量都可被接受,其尺寸都能在容许公差之内。
把量出连续或大或小于平均值的模穴号记下,以便检查模具之尺寸是否正确。
记录且分析数据以做为修改模具及生产条件之需要,且为未来量产时之参考依据。
1.使加工运转时间长些,以稳定熔胶温度及液压油温度。
2.按所有成品尺寸的过大或过小以调整机器条件,若缩水率太大及成品显得射料不足,也可资参考以增加闸口尺寸。
3.各模穴尺寸的过大或过小予以修正之,若模穴与门口尺寸尚属正确,那么就应试改机器条件,如充模速率,模具温度及各部压力等,并检视某些模穴是否充模较慢。
4.依各模穴成品之配合情形或模蕊移位,予以各别修正,也许可再试调充模率及模具温度,以便改善其均匀度
5.检查及修改射出机之故障,如油泵、油阀、温度控制器等等的不良都会引起加工条件之变动,即使再完善的模具也不能在维护不良的机器发挥良好工作效率。
在检讨所有的记录数值之后,保留一套样品以便校对比较已修正之后的样品是否改善。
四、重要事项
妥善保存所有在试模过程中样品检验的记录,包括加工周期各种压力、熔胶及模具温度、料管温度、射出动作时间、螺杆加料时期等,简言之,应保存所有将来有助于能藉以顺利建立相同加工条件之数据,以便获得合乎质量标准的产品。
目前工厂试模时往往忽略模具温度,而在短时试模及将来量产时模具温度最不易掌握,而不正确的模温足以影响样品之尺寸、光度、缩水、流纹及欠料等现象,若不用模温控制器予以当握将来量产时就可能出现困难
推荐]塑料成型中缺陷的现象及解决方法
(时间:
2006-2-2015:
59:
55共有1952人次浏览)
1. 龟裂
龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷,产生的主要原因是由于应力变形所致。
主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。
(-)残余应力引起的龟裂
残余应力主要由于以下三种情况,即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。
作为在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要可在以下几方面入手:
(1)由于直浇口压力损失最小,所以,如果龟裂最主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
(2)在保证树脂不分解、不劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融粘度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减小应力。
(3)一般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高温度。
但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生。
(4)注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。
(5)非结晶性树脂,如AS树脂、ABS树脂、PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力,应予以注意。
脱模推出时,由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙,使推出力过大,产生应力,有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。
只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因。
在注射成型的同时嵌入金属件时,最容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害极大。
这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。
为预防由此产生的龟裂,作为经验,壁厚7”与嵌入金属他的外径
通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件,而镶嵌件对尼龙的影响最小。
由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小,比较适合嵌入件。
另外,成型前对金属嵌件进行预热,也具有较好的效果。
(二)外部应力引起的龟裂
这里的外部应力,主要是因设计不合理而造成应力集中,特别是在尖角处更需注意。
由图2-2可知,可取R/7”一0.5~0.7。
(三)外部环境引起的龟裂
化学药品、吸潮引起的水降解,以及再生料的过多使用都会使物性劣化,产生龟裂。
二、充填不足
充填不足的主要