知识点十--模压、烧结成型

知识点十模压、烧结成型高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)一、原理二、设备三、工艺四、工艺条件五、产生废品的类型、原因及其处理方法知识点十模压、烧结成型2第一部分模压成型第二部分模压烧结成型一、定义二、原理三、聚四氟乙烯的模压烧结成型高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)一、原理模压成型——又称为压缩模塑或压制成型。主要用于热固性塑料的成型，也可以用于热塑性塑料的成型。粉粒状、纤维状的料置于成型温度的型腔中合模加压成型固化1.模压成型的定义第一部分模压成型高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)2.压缩模塑特点⑴塑料直接加入型腔，加料腔是型腔的延伸。⑵模具是在塑件最终成型时才完全闭合⑶压力通过凸模直接传给塑料不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)⑸生产周期长、效率低。⑷操作简单，模具结构简单。一模多腔塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件没有浇注系统，料耗少2.压缩模塑特点高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)二、模压设备1.模压设备作用2.模压设备的种类按传动方式分机械式压机：螺旋式压力机液压机：水压机和油压机提供所需的压力开模顶件合模某些情况下也传递压缩过程中所需的热量高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)液压机按机身结构分框架式用于中小型压机立柱式用于大中型压机2.模压设备的种类二、模压设备高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)2.模压设备的种类液压机按加压形式分上压式：工作液缸位于上端，下部是固定工作台。下压式：工作液缸位于下端，操作不便，很少使用。为了保证压缩模塑的正常进行，应选用适当的压机，并校核模具与压机的关系。二、模压设备高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)三、工艺模压前的准备模压过程模压后处理预热和干燥预压嵌件的安放加料合模排气保压与固化脱模模具清理整形去应力修饰抛光特殊处理模压成型工作循环图高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)为方便操作和提高塑件的质量，先用预压模将粉状、纤维状的塑料粉在预压机上压成重量一定、形状一致的锭料。三、工艺1.模压前的准备⑴预压①预压方法：②采用预压锭料的优点：加料快而准确降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，不仅传热快且气泡少。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)生产过程复杂，实际生产中一般不进行预压。三、工艺1.模压前的准备②采用预压锭料的优点：避免加料过程粉尘飞扬，改善劳动条件。可提高预热温度，缩短预热和固化时间。锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)三、工艺1.模压前的准备③对压塑粉的要求：④预压条件：颗粒最好大小相间压缩率（塑料／锭料）宜为3.0左右含有润滑剂压力：压力范围40～200MPa温度：室温或50～90℃预压原则：锭料的密度达到塑件最大密度的80%高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)三、工艺1.模压前的准备⑵预热和干燥塑料成型前加热的目的：干燥预热塑料成型前加热的方法：高频加热红外线预热烘箱预热热板预热为压缩模提供热塑料去除水分和挥发物高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)作为塑件中导电部分或使塑件与其它零件相连接的零件。⑶嵌件的安放嵌件的安放要求位置正确、平稳嵌件——常用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等大嵌件在模具装上压机后要先预热三、工艺1.模压前的准备高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)2.模压过程⑴加料①加料的关键是加料量②定量的方法：③合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低，便于气体排放。容量法：方便但不很准重量法：准确、麻烦计件法：预压锭料，计数放入三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)⑵合模②凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于排气）①凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度（缩短周期，避免塑料过早固化）加料后即可合模，合模时间一般从几秒到几十秒不等。合模过程分为两个部分：2.模压过程三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍微抬起，连续１～３次。⑶排气排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。流动性好的塑料采用迟压法，即从凸模与塑料接触到压模完全闭合的过程中停顿15~30秒。塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免移位或损坏。方法：目的：2.模压过程三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)在成型压力与温度下保持一定的时间，使交联反应进行到要求的程度。从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。⑷保压与固化欠熟过熟不足过度保压时间长短受塑料类型、预热情况、塑件形状及压缩程度的影响。保压时间：固化阶段的要求：固化程度2.模压过程三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)⑸脱模复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模塑件脱模方法：模外手动推出推出机构机自动推出2.模压过程三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)用铜铲或压缩空气清理，以免损模具外观⑴模具清理⑵整形去应力在整形模中冷却脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却，或者进行退火处理大型、厚壁件对薄壁易变形件2.模压后处理三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)⑶修饰抛光⑷特殊处理二次加工：防潮、美观(电镀、喷涂)去飞边、毛刺、表面抛光2.模压后处理三、工艺高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)检查塑料质量预压、预热、干燥称料清洗嵌件，嵌件预热清理压模涂脱模剂放嵌件加料合模加热加压排气加热卸压固化保温保压开模卸压脱模塑件整形去应力处理塑件送至下一工序模压成型工作循环高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)模压压力（成型压力）模压温度（成型温度）模压时间四、工艺条件要生产出高质量塑件，除了合理的模具结构，还要正确选择工艺条件。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)1.成型压力——指压缩塑件时凸模对塑料熔体和固化时在分型面单位投影面积上的压力（单位MPa）成型压力施加成型压力的目的：使模具闭合，防止飞边克服塑料在成型过程中产生的各种顶模力使粘流态物质在一定压力下固化使塑料充满型腔四、工艺条件高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)A4Dp2bA——凸模与塑料接触部分在分型面上投影面积（mm）计算公式：p=式中：p——成型压力（MPa）pb——压力机工作液压缸压力（MPa）D——压力机主缸活塞直径（m）成型压力与塑料种类、塑件结构、模具温度等因素有关。1.成型压力四、工艺条件高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)——指压缩时所需的模具温度，对塑件质量、模压时间影响很大成型温度热固性塑料的模内温度高于模具温度硬化速度慢、周期长，硬化不足；塑件表面无光；物理、力学性能差模具温度太高树脂、有机物分解；塑件外层先硬化高成型周期短，生产率提高过低2.成型温度四、工艺条件高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)——指塑料在闭合模具中固化变硬所需的时间。与塑料品种、含水量、塑件形状尺寸、成型温度、压缩模具结构、预压预热、成型压力等因素有关。模压时间塑件性能反而下降模压时间短硬化不足，外观及力学性能差，易变形过长在保证塑件质量的前提下，应力求缩短模压时间。3.模压时间四、工艺条件高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)五、容易产生废品的类型、原因及其处理方法•制品必须通过检验方可认为成品。检验项目的多少须看对成品性能的要求而定，其类型大体可分为：•（1）外观质量；•（2）内应力的有无；•（3）尺寸和相对位置的准确比；•（4）与成品有关的物理机械性能、电性能和化学性能等。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)表1常见缺陷、产生原因及解决方法不正常现象产生原因解决方法制品表面起泡和内部鼓起1.压缩粉中的水分及挥发物含量太高过2.模具温度过低或过高3.成型压力过低4.保持温度时间过长或过短5.模具内有其它气体6.材料压缩率太大、含空气量过多7.加压不均匀1.将压塑粉进行预干燥及预热处理2.调节好温度3.增加成型压力，一般，厚度每增加1mm，模压压力相应要增加2MPa4.延长固化时间5.闭模时缓慢和改善排气条件6.应预压料坯，改变加料方式7.改进加压装置塑件表面灰暗1.模具温度太低2.模具型腔表面粗糙。3.润滑剂用量太多4.脱模剂使用不当1.适当提高模具温度2.应提高型腔表面光洁度3.适当减少润滑剂用量4.应选用适宜的脱模剂塑件表面斑点1.模塑料中混有杂质2.模塑料中水分及易挥发物含量太高3.原料粒径悬殊，大颗粒树脂塑化不良粘附在塑件表面上4.模具型腔表面粗糙5.模具型腔内不清洁1.彻底清除杂质2.进行预干燥及预热处理3.应选用粒径均匀的树脂4.应抛光处理，提高表面光洁度5.应清理型腔高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)塑件表面糊斑1.模具温度太高2.模塑料预热处理不当3.合模速度太慢1.应适当降低模具温度2.防止预热不足或过预热，预热温度和时间应以获得最佳流动性为准3.应适当加快合模速度塑件表面桔皮纹1.合模不当2.模具温度太高3.模塑料预热处理不当1.应在低压条件下缓慢合模。一般，装料完成后即可合模，当凸模未触及模塑粉时，应快速闭合；触及模塑粉后应慢速闭合。2.应适当降低模具温度3.应进行高频预热塑件表面流痕1.模塑料流动性太好或水分及易挥发物含量太高2.脱模剂使用不当。3.装料不足4.排气时机不当或时间过长1.应更换模塑料或进行预干燥和预热处理2.应选用适宜的脱模剂品种及适当减少用量3.装料时应视塑件形状、模具结构来确定适当的加料方法，不易填满之处，应多装料或分多次装料4.应适当控制排气时机和时间裂缝1.嵌件过多过大2.嵌件结构有问题3.卸模时操作不当4.模具顶出杆设计不合理及顶出时用力不均5.材料水分含量过大6.成型温度不合理，冷却时间过长或突冷1.制品另行设计或改用收缩率小的物料2.嵌件要符合要求3.改进脱模操作方法4.改进顶出装置保证受力均匀5.将压塑粉进行预干燥及预热处理6.调整成型温度与冷却时间，避免突冷塑件表面色泽不均或变色1.模塑料热稳定性能不良2.模压温度太高，熔料或着色剂过热分解3.模塑料预热不良1.应换用新料2.应适当降低压制温度3.应选择适宜的预热方法、预热时间和温度制品欠压有缺料现象1.塑料流动性过小2.加料少3.加压时物料溢出模具4.压力不足5.模具温度过高，以致存料过早固化1.改用流动性大的物料2.加大加料量3.增加压力4.调节压力5.加速闭模、降低成型温度飞边过厚1.加料过长2.物料流动性太小3.模具设计不合理4.模具导柱孔被堵塞5.模具毛刺清理不净1.准确加料2.降低成型温度3.改进模具设计4.彻底清理模具，保证闭模严密5.仔细清模制品尺寸不合格1.材料不符合要求2.加料不准确3.模具已坏或设计加工尺寸不准确1.改用合格材料2.调整加料量3.修理与更换模具高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)一、定义•模压烧结成型又叫冷压模塑、冷压烧结成型，是将粉末状的物质冷模压成密实的各种形状的预成型品（锭料），然后将预成型品加热到高于其结晶熔点以上的温度，使树脂颗粒互相溶解，形成一密实的连续整体，最后冷至室温即得到产品。第二部分模压烧结成型•模压烧结的基本过程：•ⅰ.室温加热高聚物至熔融态；•ⅱ.冷却至室温。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)•加热过程：•温度升高，高弹态时，晶相与无定形相混合，颗粒之间形成接触。达到高聚物熔融温度时，晶体被破坏，转变成无定形相，结晶物质融化。采用烧结成型的聚合物黏度很大，熔融时分子间扩散、黏结，使连通的孔洞闭合，型坯变成一个连续的整体，由原来的乳白色变为透明。二、原理•冷却过程：•冷却时，温度不断降低，当低于一次相转变点时，无定形相变为结晶相。高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)PPL（对位聚苯酚）聚四氟乙烯模压烧结法主要用于聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等树脂的成型高分子材料专业高分子成型加工技术Ⅰ