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注塑知識
2022/8/26 14:08:22
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注塑知識
材料內(nèi)應力的成因與消除方法
內(nèi)應力屬于應力的一種，只不過它不是由外部負載產(chǎn)生的，而是物體本身具有的，它是由于物體成型過程中分子鏈取向及內(nèi)部各局部發(fā)生不均勻的塑性變形而產(chǎn)生的。和應力一樣，內(nèi)應力會導致材料形變，長期內(nèi)應力會導致產(chǎn)品蠕變。內(nèi)應力過大時，輕則表現(xiàn)為產(chǎn)品尺寸發(fā)生變化，產(chǎn)品翹曲變形；重則使用一段時間后產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋并斷裂。
影響內(nèi)應力大小的因素
塑料內(nèi)應力是在塑料熔融加工過程中，由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素而響而產(chǎn)生的一種內(nèi)在應力影響，因而影響內(nèi)應力大小的因素有：
1、分子鏈結(jié)構(gòu)
分子鏈剛性越大（比如帶苯環(huán)），熔體粘度越高，越容易產(chǎn)生內(nèi)應力；分子鏈基團極性越大，越難消除內(nèi)應力。幾種常見聚合物的內(nèi)應力大?。篜PO>PSU>PC>ABS>PA6>PP>HDPE。
2、設計因素：
◆產(chǎn)品厚度不均，尖角位應力集中
◆內(nèi)置金屬鑲件，模具設計流道分布不均
◆澆口位置及大小
3、成型因素：
◆模具溫度低
◆高壓成型，過保壓
◆高速射出，高剪切
◆冷卻不均，頂出不平衡
內(nèi)應力水平檢測
材料所受內(nèi)應力和外部施加的應力最大區(qū)別在于看不見、摸不著。就像埋伏在產(chǎn)品里的定時炸彈，因此了解產(chǎn)品的應力水平對于采取什么措施至關重要。常見的材料內(nèi)應力水平檢測手段有：
1、化學溶劑檢測
測試原材料基材：利用特定溶劑對塑料的相容性，將材料浸泡于溶劑中，溶劑滲透進產(chǎn)品內(nèi)部后會降低材料分子鏈間的結(jié)合力，以產(chǎn)品開裂的時間衡量產(chǎn)品的應力水平。
2、偏光照射
用偏振光照射塑料制件，視彩色光帶多寡，剖析內(nèi)應力的強弱。該方法只能適用于透明光學材料，非接觸式測試對樣品沒有任何影響。（顏色越深表示應力越大，該方法不能定量，通常用于對比。）
3、冷熱沖擊
將塑料件重復受冷受熱，依據(jù)裂紋呈現(xiàn)的時間來評定內(nèi)應力的大小。它適用于各類塑料成形件。溫度驟變法所要的裝備簡單，但是測驗時間較長，也是一種破壞性試驗，測試樣品不能繼續(xù)應用。
4、模流分析
借助模流分析軟件，分析出速度/壓力切換時的壓力分布情況，壓力梯度越高的，表示潛在應力水平越大。
內(nèi)應力的消除
和金屬類似，塑料制品也可以像金屬一樣通過成型后的“退火”工序消除部分應力，這只是在設計工藝等各方面不能滿足的情況下的亡羊補牢式的措施，不建議作為常規(guī)方法。這種方法有諸多限制：
1、對于玻纖填充材料，不能很好的消除；
2、測試表明，成型后加熱過程中由于材料的強度下降，以及材料的耐化學性能下降，為避免失效需要控制退火的時間；
3、長時間加熱退火會顯著增加最終產(chǎn)品的成本；
4、退火過程中升溫和降溫保證平穩(wěn)，避免急冷急熱造成熱沖擊。
|
基材 |
溫度℃ |
時間min |
|
PC |
120~130 |
30 |
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PC/ABS |
90~110 |
60 |
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ABS |
80 |
60 |
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PPO |
90~110 |
60 |
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PBT |
HDT（1.8Mpa）-30 |
30 |
各種材料退火的建議參數(shù)（注：材料為3mm厚度，越厚需要的時間越長）
