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减少注塑加工过程中塑料件开裂的几种方法
PC统称聚碳酸酯,由于其优良的机械性能俗称防弹胶。PC具有机械强度高,使用温度范围广,电绝缘性好(但防电弧性能不变),尺寸稳定性好等特点。在电工产品、仪表外壳,电子产品结构件上被广泛使用。但是聚碳酸酯也存在一些缺点,在注塑过程中容易产生应力开裂,对缺口敏感,一旦出现缺口,容易扩大,且呈放射状发展以及流动性差。
PC/ABS合金是PC、ABS按不同比例配制的混合物,它改善了PC的易开裂、流动性差的缺点,同时又具有优良的耐热性、阻燃性、抗冲击性和尺寸稳定性,广泛应用于汽车仪表板、汽车零部件、手机壳体和电动工具等高强度及耐热制品。1问题分析在实际工作中,我们使用PC/ABs合金制作了某款产品外罩,外罩与金属腔体通过螺钉连接,外罩直径为中200mm。外罩通过模具注塑加工,金属腔体通过压铸加工。在产品使用过程中,由于外界温度变化,外罩开裂是产品故障的主要形式,产品结构形式见图1。通过对各种开裂情况的分析,我们得出:外罩在注塑过程中产生的内应力是开裂的主要原因。在解决外罩开裂问题的过程中,我们摸索总结出了几种消除其内应力的方法,现简单叙述如下。(1)提高模具温度。如果模具温度低,融溶态的料碰到了模具就会很快冷却,一是容易出现注塑不足的现象,即使通过调整注塑压力和保压时间能够使模腔充满,但是由于融料温度冷却很快,零件最后融合部分温度已经很低,冷却成型后,零件表面上是一体的,内部实际上却没有真正融合成一体,出现了融接痕。当受力时,这个最薄弱环节很容易就开裂。对出现开裂的产品外罩,我们沿着裂缝拉开成两半,发现:开裂处的断茬没有撕裂的痕迹,而是非常光滑,从而证明了材料内部本身就没有融合在一起。而模具温度高,融溶的料进入浇注口后在模腔里流动,温度下降的就很慢,再通过调整注射压力以及保压时间就能够消除熔接痕,从而避免开裂。通常模具温度为80℃~100C,对于复杂、薄壁制品及要求较高的制品,模具温度可适当提高为部分100℃~120C。(2)增大浇注口尺寸。因为塑料混合物为非结晶型聚合物,没有明显的熔点,熔体粘度高,流动性不太好,因此要求模具浇注口要短而粗,以减少压力损失,同时需要较高的压力。我们的系数大,约为76×10咖m/'C,而金属铝的外罩是一个薄壁零件,直径为中200mm,高线胀系数小,约为24×lO-6mm/℃。对于我度95ram左右,类似于一个半球壳体,原浇们使用的产品,外罩套在金属腔体上,直径注口只有中1.6ram,后改为o3ram,浇注为①200mm。在低温下产品外罩的收缩大,条件明显得到改善。而金属铝腔体的收缩小,使得外罩被撑开(3)对制品进行热处理。裂。因此在实际产品中,两者之间要留有为了消除PC/ABs合金制品中的内应足够的间隙。以保证外罩能够自由的伸缩。力,也可对制品进行热处理,热处理的介质根据两种材质的线胀系数及温度变化范为空气、甘油和液体石蜡等,热处理的温度围,计算出半径方向上的间隙为0.3mm-0.在110℃~135℃之间,处理时间视制品尺4ram左右。寸、形状、使用要求及热处理介质不同而不同,可由几十分钟到数小时不等。我们采用2结语空气介质,在烘箱中保温120"C左右,4小时。在实际工作中,我们通过对以上这几(4)增加纤维。个措施的运用,已将产品外罩开裂的问题尽管PC材料的尺寸稳定性好,但是彻底解决。同时也把这些方法应用到另一PC/ABS合金材料的收缩率还是大于金属款产品中,已收到良好效果,并具有广泛的铝腔体。为了减少制品随着温度变化的收应用。缩同时提高制品的强度,减少内应力造成的开裂,可在PC/ABS中添加增强玻璃纤参考文献维。根据要求不同,增强玻纤可添加lO%、【l】马之庚,陈开来.工程塑料手册fMl.机20%或30%。制品的抗拉强度、弯曲强度及械工业出版社.热变形温度都有相应的提高。我们选用【2】机械设计手册(第一册)【M】.机械工业出20%的增强玻纤,抗拉强度和弯曲强度几乎版社.增加一倍。分别从55MPa,75MPa提高到100MPa、140MPa,热变形温度也从104℃提高到120℃,满足了我们的要求。添加玻璃纤维同时也带来了一个外观质量下降的缺点,由于玻璃纤维的添加,表面出现了颜色不均匀的现象,通过喷漆可以弥补不足。(5)其他措施。PC合金制品开裂的一个原因是制品的自身缺陷造成的,另外一个原因还在于它和金属零件配合后,由于热胀冷缩系数
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