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注塑基本知识及注塑件缺陷校正和预防措施12¤注塑生产的基础知识（1）注塑成型工艺概况（2）塑料的分类及其物理性能¤注塑缺陷原因分析与解决对策（1）注塑件缺陷、校正及预防措施（1.1）注塑件的缺陷分析（1.2）注塑件的缺陷寻找（1.3）注塑件缺陷的系统校正（2）处理出错、校正问题的对策（3）工艺控制中的难点与要点目录注塑成型工艺概况（一）1.何谓注塑成型：所谓注塑成型（InjectionMolding）是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。注射成型过程大致可分为以下6个阶段：（1）合模;（2）注射;（3）保压;（4）冷却;（5）开模;（6）制品取出。上述工艺反复进行，就可连续生产出制品。3注塑成型工艺概况（二）2.注塑成型机：注塑成型机包括射胶系统、液压系统、锁模系统、电控系统、监测安保系统以及其他辅助装置，如粉碎机、机械手、烘干机等。可分为合模装置与注射装置。合模装置主要作用是实现模具开闭以及顶出制品。合模装置可分为如图所示的连杆式和直接利用油压实行合模的直压式。注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的装置。如图所示从料头把树脂挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在此过程中，在加热器的作用下机筒内的树脂材料受热，在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态，将相当于成型品及主流道，分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端（称之为计量），螺杆的不断向前将材料射入模腔。当熔融树脂在模具内流动时，须控制螺杆的移动速度（射出速度），并在树脂充满模腔后用压力（保压力）进行控制。当螺杆位置，注射压力达到一定值时我们可以将速度控制切换成压力控制。4注塑成型工艺概况（三）54.成形条件：成形条件是指，为了获得所需的成形品，而设定的成型机的料筒温度、注射速度、模具温度等组合成无数个不同的成型条件。根据这些成型条件所得到的成型品在外观，尺寸，机械物性等方面有变化时，我们必须依赖以往的技术和经验找出最佳的成型条件。6注塑成型工艺概况（四）3.3、模具：注塑成型工艺概况（五）75、成形品：成形品是由使熔融树脂流入的主流道，引导熔融树脂进入模腔的分流道及制品所构成的。如果一次成型只可得到一个产品，生产效率不高。若我们利用分流道将多个模腔连结在一起的话，则可以同时成型出数个产品。此时，若分流道到各模腔的长度不相等的话，树脂就不能在同一时间内射入模腔，导致各制品的尺寸，外观，物性发生差异。因此，我们通常将分流道的长度设计为相等的。8¤注塑生产的基础知识（1）注塑成型工艺概况（2）塑料的分类及其物理性能¤注塑缺陷原因分析与解决对策（1）注塑件缺陷、校正及预防措施（1.1）注塑件的缺陷分析（1.2）注塑件的缺陷寻找（1.3）注塑件缺陷的系统校正（2）处理出错、校正问题的对策（3）工艺控制中的难点与要点目录9塑料的分类及其物理性能（一）1、塑料的定义：塑料是一种以合成的或天然的高分子为主要物质，通常含有添加剂等辅助成分。广义地说，它是一种在一定温度和压力下能塑造成有一定形状，而当解除外力后，在常温下能保持既定形状的高分子材料，也就是说，凡是能压塑成型的物质都可以称为塑料。更确切地说，塑料是指具有以上特性的、以高分子化合物或以合成树脂为基础的一类物质。¤塑料受热膨胀，体积增大、分子间距离增加、分子链变得更容易活动、黏度下降、异性取向减少（方向性排列增加）。¤高聚物熔体的黏性流动，主要是分子链之间发生的相对位移，分子质量越大，固态的力学强度越好，粘流态的黏性较高、流动性差。¤用相对平均分子质量来表征和测定高聚物分子链的长度，分子链断裂后（多次循环加工的废料），分子质量的分布宽度分散，力学强度降低。¤在高压注射下，熔体黏度提高、收缩增加（分子运动减缓、分子间距离减小）、摩擦热增加。¤高聚物（除液晶聚合物外）的液体是无定形的，具有无定形的结构。热塑性高聚物分为：无定形机构和有结晶结构的高聚物。¤高聚物热力学三态：玻璃态、高弹态、粘流态。¤必须充分认识塑料的工艺性和热性能，才能正确有效地控制流道系统的浇口冻结时间和流道温度。2、塑料的分类：（1）按塑料的用途可分为：通用塑料、工程塑料和特种工程塑料。通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价格较廉的通用塑料。如：PE、PP、PVC、PS等。工程塑料：一般指料具有良好的物理机械强度、在高温、低温度下能保持良好的力学性能，电性能、化学性能及耐热性能、耐磨性各尺寸稳定性等特点。如：ABS、PC、PA、POM、PPO、PBT。特种工程塑料：特种工程塑料除具有工程塑料的特性外，其综合能更高，长期使用在150℃以上，还具有特殊功能和特殊用途。如：氟塑料、硅树脂、聚醚亚胺、聚醚醚酮、液晶聚合物等。（2）按塑料的物理化学性能可分为：热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料：在加工过程中，一般只起物理变化。即在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。热固性塑料：在加工过和中起化学变化，受热时，开始被软化而具有一定的可塑性，但随着进一步的加热，树脂开就硬化定型，若再加热也不会变软或改变其形状，不熔不溶性物料的树脂，一般称为热固性塑料。10塑料的分类及其物理性能（二）3、表征塑料性能的几个概念：（1）断裂伸长率：指试样受拉伸断裂时，工作部分标距（有效部分）的增量与初始值之比，以百分率表示，称材料的断裂伸长率，是材料韧性大小的标志之一。（2）拉伸强度：指在规定的试验条件下，对试样施以轴向拉伸载荷，直至试样断裂过程中试样所承受的最大拉伸应力。（3）拉伸弹性模量：指在比例极限内，试样拉伸应力与相应的应变之比。（4）冲击强度：指在规定试验条件下，试样破裂时，试样单位横截面积所消耗的功。（5）熔体流动速率：指将热塑性塑料试样加入到熔融指数测定仪的料腔中，在规定温度和压力下从仪器下端规定直径和长度的小孔中，10min内挤出的熔体质量克数。（6）弯曲强度：指在规定的试验条件下对试样施以静态三点式弯曲载荷，直至试样断裂过程中，试样的最大弯曲应力。（7）弯曲弹性模量：在比例极限内试样弯曲应力与相应的应变之比。（8）热变形温度：指在试样上加一定的载荷，以指定的速度升温，变形量达到规定值时的温度。（9）最高连续使用温度：材料在该温度下仍可长时间安全工作，其性能值仍可保持不低于初始值的50%，这样的温度称为塑料的最高连续使用温度。11塑料的分类及其物理性能（三）4、常用原料及其性能：（1）聚丙烯（PP）：PP外观上是白色蜡状体，密度约在0.9～0.91g/cm3之间，与其它通用热塑性塑料比较，有比重小、刚性好、强度高、耐挠曲，以及有高于100℃的耐热温度和良好的耐化学腐蚀性等优点，但不足的是低温耐冲击性较差，易老化，成型收缩率大。¤结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解。¤流动性极好，溢边值0.03毫米左右。¤冷却速度快，流注系统及冷却系统应散热缓慢。¤成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔，凹痕变形，方向性强。¤注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显、模具温度低于50℃以下，塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕，90℃以上时易发生翘曲，变形。¤塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以避免应力集中。12塑料的分类及其物理性能（四）项目单位数值密度g/cm30.90～0.91拉伸强度MPa30～39断裂伸长率%﹥200弯曲弹性模量MPa1.2～1.6冲击强度（缺口）kJ/m22.2～5.0洛氏硬度R95～105热变形温度(0.45MPa)℃100～116成型收缩率%1.0～2.013塑料的分类及其物理性能（五）聚丙烯（PP）性能表（2）聚碳酸酯（PC）一般最有应用价值、最重要、应用最普遍的是双酚A型聚碳酸酯，它是无色透明的刚硬、坚硬固体，透明度达90%，无臭无味、无毒，密度约1.20g/cm3，具有高抗冲击性，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性及耐热性能，但耐开裂和耐药品性较差。¤无定形塑件，热稳定性好，成形温度范围宽，超过330℃才呈现严重分解，分解时产生无毒、无腐蚀性气体。¤吸湿极小，但水敏性强，含水量不得超过0.2%,加工前必须干燥处理,否则会出现银丝,气泡及强度下降的现象.¤流动性差,溢边值为0.06毫米左右,流动性对温度变化敏感冷却速度快.¤成形收缩小,如成形条件适当,塑件尺寸可控制在一定的公差范围内塑件精度高.¤可能发生熔融开裂,易产生应力集中(内应力)应严格控制成形条件,塑件宜退火处理,消除内应力.¤熔融温度高,粘度高,对于大于200克的塑件应用螺杆式注射机成形,并喷咀应加热,喷咀应用开敞式延伸喷咀.¤由于粘度高,对剪切作用不敏感,冷却速度快,模绕注系统应以粗,短为原理,并宜设注料穴,进料口宜取直接进料口,圆片或扇形等截面较大的进料口,但应防止内应力增大,进料口附近残余应力,必要时可采用调节式进料口,模具宜加热,模温一般70-120℃为宜.应注意预出均匀,模具应用耐磨钢,并淬火.¤塑件壁不宜取厚，应均匀避免有尖角，缺口及金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取2度以上，若有金属嵌件应预热、预热温度一般为110-130℃。¤料筒温度对控制塑件质量一个重要的因素，料温低时会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱，温度高时易溢边，出现银丝暗条，塑料变色有泡，注射压力不宜取低，冷却速度快，但如模温加热则冷却时间不宜短。¤模温对塑件的质量影响很大，薄壁塑件应取80-100℃，厚壁塑件宜取80-120℃，模温低则收缩率，伸长率、抗冲击温度大，抗弯，抗压、抗张强度低，模温超过120℃，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成形周期长。14塑料的分类及其物理性能（六）项目单位数值密度g/cm31.18～1.20拉伸强度MPa60～68断裂伸长率%50～100弯曲强度MPa91～120冲击强度（缺口）kJ/m245～60布氏硬度MPa90～95热变形温度(1.81MPa)℃126～135成型收缩率%0.5～0.815塑料的分类及其物理性能（七）聚碳酸酯（PC）性能表（3）聚苯乙烯（PS）PS是无色无味和透明性刚硬固体，透光率不低于88%～92%，折射率较大，密度在1.04～1.09g/cm3之间，易燃，它有着优良的电绝缘性、模塑性能好、透明、容易着色、刚度好、吸湿低等优点，但其性脆、耐热性低、耐化学试剂、耐溶剂性差。项目单位数值密度g/cm31.04～1.09拉伸强度MPa41～49断裂伸长率%1.0～2.5弯曲强度MPa62～76冲击强度（缺口）kJ/m20.5～0.8洛氏硬度R65～80热变形温度(0.45MPa)℃70～98成型收缩率%16聚苯乙烯（PS）性能表塑料的分类及其物理性能（八）（4）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯，故ABS能表现三种组分的协同性能：丙烯腈使聚合物有良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯使聚合物有良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度在1.05g/cm3左右。¤无定形材料，其品种牌号很多，各品种的机电性能，及成形特性边各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。¤吸湿性强，含水量小于0.3%必须充分干燥,要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。¤流动性中等，溢边值0.04毫米左右(流动性比PS,AS差,但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好)。¤比聚苯乙烯加工困难,宜取高料筒温,高模温(对耐热,高冲击和中冲击型树脂,料温更宜取高)料温时物性影响较大,料温高易分解(分解温度为250℃左右,比聚苯乙烯易分解)对要求精度较高塑件模温宜取50-60℃(要求光泽及耐热型宜取60-80℃,注射压力一般用柱塞式注射机时料温为180-230℃,注射压力为1000-1400公斤/平方厘米，螺杆注射机则取160-220℃，700-1000公斤/平方厘米。¤模具设计时要注意绕注系统对料流阻力小，进料口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择进料口位置，形式，顶