怎样改进产品熔接痕处开裂问题
编辑时间:2024-02-13         来源:新闻中心         浏览次数:1

  • 若浇注系统的主流道进口部位或分流道的截面积 太小,导致熔体流入阻力增大,而引起熔接不良, 对此,应扩大主流道及分流道截面积。

  • 1.若注塑机的塑化能力不够,塑料不能充分塑化, 导致在充模时产生熔接痕,对此,应核查注塑机 的塑化能力。

  • 2.若喷嘴孔直径过小,使得充模速度较慢,也容 易产生熔接痕,对此,应换用大直径的喷嘴。 • 3.若注塑机的规格过小,料筒中的压力损失太大, 易导致不同程度的熔接不良,对此,应换用的规 格的注塑机。

  • 4)原料中含有挥发性溶剂或原料中的液态助剂 (如助染剂白油、润滑剂硅油、增塑剂二丁酯以 及稳定剂、抗静电剂等)用量过多或混合不均, 以积集状态进入型腔,形成熔接痕;尽量减少配 方中的液体添加剂。 • 5) 原料不清洁,材料中混入了多次回用胶料,检 查来源清除杂质。再生料含量太高或回收使用次 数太多,需要通过试验控制用量。

  • 8) 若原料中含湿量大或易挥发含量高,受热后产 生大量气体,使得排气不及导致产生熔接痕,对 此,应将原料干燥或清除易挥发物质。

  • 9) 若脱模剂用量太多或品种不符,都易使塑件表 面出现熔接痕,对此,要尽量少用脱模剂或用品 种相符的脱模剂。 • 10) 结晶塑料的分子链运动比非结晶塑料要快,因 而会在熔接痕部位结晶,使熔体成为一体,而结晶 度高的塑料熔接痕一般不明显,定形塑料或弱结晶 塑料不具有明显的熔点因而这类塑料易产生熔接 痕。

  • 对于一定结构的制品和已设计制作完成的模具,成 型工艺对熔接痕的性质起到了决定性的作用,它可 以明显地影响熔接痕的外观质量与接缝强度。要 获得理想的熔接强度,主要应从下列几个方面着手 : • (1)改善塑料的流动性。采取各种措施增加流动性, 减少热量和压力损失。例如在塑料中加入润滑剂 (如硬脂酸),增加其流动性,使熔体快速充满型腔, 减小温差。

  • (2)选择合理的工艺参数。在诸多工艺参数中,温 度、压力与流动速度对熔接痕的影响最明显。成 型过程中的熔体温度与模具温度越高,充模速度越 快,熔体流动时的温度降低越少。当前锋面上的熔 体温度近似于锋面内侧的温度时,熔接痕便可基本 消除,外观几乎看不出有熔接痕存在。同时,适当 增大注射压力有助于克服熔体流动阻力,提高料流 前端的熔接压力,促进相互熔合,提高熔接强度。 • ①在分解温度以下合理提高熔体温度与模具温度, 但提高熔体温度与模具温度会延长成型周期;

  • a .由于熔体黏度和高分子链段的热运动强烈地依 赖于温度,升高温度能降低熔体黏度,加快链段热运 动能加速材料的松弛过程,使熔体进入型腔后仍具 有较高温度和较强活动能力,还可减小熔体与型腔 壁接触时形成的凝结层厚度;增大熔体流动通道截 面积有利于熔体料流前锋充分熔合,分子链能充分 扩散和相互缠结,提高熔接痕区域的强度。 • b. 提高模具温度可使熔体进入型腔后的冷却速率 变慢,使熔体分子保持较强活动能力的时间较长,可 减小熔体与型腔壁接触时形成的凝结层厚度。熔 体缓慢冷却又使熔接痕处于取向应力状态下的分 子链有较长的时间松弛,对制品总体强度和熔接痕 强度有利。

  • 若浇口数量太多,或浇口截面积过小,使得熔体 在进入型腔后分成多股,且流速又不相同,很易 产生熔接痕,对此,应尽量减少浇口数,并增大 浇口截面积。

  • (4)适当部位增设排气槽。避免因模具排气不良, 模腔压力过大,料流不畅,导致分支料流动过程中 物理特性改变。研究表明,PS制品充分排气时的熔 接痕强度可以比无排气时提高1倍。另外在熔接痕 出现的部位增设冷料穴也是消除熔接痕的有效方 法。 • 若模具中冷料井不够大或位置不正确,使冷料进 入型腔而产生熔接痕,对此,应对冷料井的位置 和大小重新进行考虑。若熔接痕处夹有气泡, 需 要在对应的分型面增设排气孔。

  • 熔接痕是指融熔塑料以较高的速度注入模具流道, 热传递使开始进入的熔体热量迅速散失,在模壁表 面和料流前锋形成冷凝层。当两股以上料流汇时, 料流流动前锋包裹着的这层张力较大的冷凝层起 到了阻止对方与自身融为一体的作用,影响了两熔 流的彻底均匀混合,由此导致了两熔体相接触段的 局部微观结构不同,宏观上就会出现一条平直或弯 曲的隐若现的痕迹,严重时会呈现一道较明显的接 缝。它是两股流动的塑料熔体相接触而形成的形 态结构和力学性能都完全不同于塑料其它部分的 三维区域。

  • 1.影响制品的外观质量,减少注塑制品表面 光洁度,使塑料件后续涂装、电镀工序产生 色差。 • 2.降品机械强度,损害制品的力学性能, 给制品的正常使用带来漏水、漏气或受载 后断裂等安全隐患。

  • 由于制品和模具等多种因素影响,完全消除熔接痕 往往是很困难的。 • 但可以通过合理的措施控制熔接痕的熔接强度、 调整熔接痕的形成位置,提高熔体汇合时的熔合质 量或使熔接痕处于外观不明显的位置,达到改善制 品的外观质量,提高力学性能的目的。

  • (6)适当提高模具型腔、型芯的表面粗糙度。型腔、 型芯的表面粗糙度也影响熔体充模流动速度。表 面粗糙度值过大,流速减慢,模壁冷凝层加厚,料流 截面减小,流动阻力进一步增大,温降扩大,分支料 流的熔接强度受损。另外模具制作时,若型腔表面 粗糙度不一致,则会因熔体充模速度不同而导致熔 接痕的生成。

  • (5)合理的冷却水系统。模温越低越不易于熔体的 充分熔合。模具设计时,若冷却水道距熔体汇合处 太近,则接缝处的熔体因温度降低,黏度升高而无 法充分熔合,必产生明显的熔接痕。

  • 冷却设计不当,还会造成模具温度分布相差过大, 致使熔体充模时型腔不同部位因温差导致填充速 度不同,从而引起熔接痕。

  • 模具表面太冷,应适当提高模具温度或有目的地 提高熔接缝处的局部温度,限制冷却液速度。

  • 设计制件时,在满足功能结构要求前提下,应尽量 避免易产生料流分支的结构;如尽量使制件壁厚 均匀一致,完全一致有困难时也应该使壁厚差小于 30%,且应当平稳过渡。

  • 壁厚小,应加厚制件以免过早固化。尽量少使用 嵌件和孔、槽等结构;在可能产生熔接痕的位置适 当增加壁厚将有利于熔体融合,提高熔接强度。

  • 5.螺杆转速和停止动作不稳定,检查液压系统。 • 6.降低合模力,以利排气。 • 7.适当增加背压力及调整螺杆转速以获得更高均 匀的熔胶温度;提高螺杆转速,使塑料黏度下降; 增加背压压力,使塑料密度提高。

  • 制品选材时,应在满足力学性能要求的前提下, 尽量选用表观粘度低,相对分子质量小,不含填 料或非增强的材料,以利于熔体汇合时的良好熔 合;选用无定形韧性材料或半结晶性材料,有利 于提高熔接痕的强度;应避免选用无定形脆性材 料。 • 如必须选用增强材料时,从提高熔接痕强度的角 度考虑,应优先选用含量低的粒状或短纤维增强 的材料。 • 制品原材料主要应从下列几个方面改进:

  • 1)保证原料干燥良好。原料应干燥并最好能够降低配 方中的液体添加剂。 • 2)改善原料流动性,对流动性差或热敏性高的塑 料适当添加润滑剂及稳定剂,必要时改用流动性 好的或耐热性高的塑料。 • 3)原料中混入异种塑料或粒料中掺入大量粉料, 熔融时容易夹带空气;再生料料粒结构疏松,微 孔中贮留的空气量大;再生料的再生次数过多或 与新料的比例太高(一般应小于20%)。

  • 6) 塑料配方影响着各组分熔体的粘度,因此多组分 塑料注塑时熔体在熔接痕部位的熔接状况受配方 的影响较大。多组分塑料中常常添加一部分无机 填料以降低成本,由于无机填料的相容性较差,并且 加入后使整个塑料熔体粘度有所增加 。故减少无 机填料的添加量,能较好提高熔接痕强度 。 • 7) 若润滑剂过少,熔合体的流动性差,易产生熔 接痕,对此,应适当增加润滑剂的添加量。

  B.另外,当制件厚度差过分悬殊时,流体流经型腔 时所受的阻力不同,在厚壁处阻力小,流速快;而 薄壁处则阻力大,流速慢。由于这种流动速度的差 别,使来自不同壁厚处的熔体,以不同的流速相汇 合,最终在汇合处也会形成熔接痕。(如图2) C.除去以上三个因素,充模时熔体的喷射现象也可 能引起熔接痕。但这往往是由于浇口设置不合理 造成,能够最终靠增大浇口尺寸、改变浇口位置或 采用适宜的浇口形式而加以避免。

  • ②适当提高注塑压力和保压压力;增加保压压力, 给分子链的运动提供了更多的动能,能够促进两 股熔体的相互结合,提升熔接痕强度,但是同样 也提高了对模具性能的要求,而且容易形成溢料、 飞边等其他缺陷。 • 提高注塑压力有助于克服流道阻力,把压力传递到 波前锋,使熔体在熔接痕处以高压熔合,增加熔接痕 处的密度,并且令分子链沿压力方向伸展,使熔接痕 强度提高。另外,实验证明,熔接痕距离浇口越近, 熔接痕强度越高。这是因为近浇口处压力高,远浇 口处压力低。提高保压压力有助于增加熔接痕处 的密度,使熔接痕强度得到提高。

  • (3)不使用过小的浇口尺寸。增大流道或浇口截面 积,可提高熔体充模时的体积流率,缩短充模时间, 减少熔体温度与压力损失,有利于料流汇合处的熔 体分子相互扩散与缠结,减小熔接痕。通常取浇口 截面积为上级流道截面积的0.03~0.09倍,浇口长 度为0.5~2mm。浇口具体尺寸一般根据经验确定, 取其下限值,然后在试模时再逐步纠正。

  • 模具设计时,既要考虑浇口数量与位置应以既不使制品产 生多而明显的熔接痕,又能保证顺利充满型腔为基本依据。 于减轻熔接痕;采用热流道技术,有利于熔体熔合,不易 形成明显熔接痕。还能够最终靠调整浇口的位置、尺寸或降 低塑料件的厚度比,将熔接痕设置在低应力区或非表面区。 合理增大流道尺寸,就会减小熔体流动时的阻力增加熔接 强度。在必要的时候还可以在熔接区域设置排气孔,以消 除气穴,减小V型缺口深度;在熔体最后充填位置增设溢 流穴,均有利于减轻或消除熔接痕;模具冷却水道设计应 远离熔接痕所在位置,并保持冷却均匀,从而有利于料流 前锋面熔体的相互熔合,提高熔接质量,减轻熔接痕的外 观明显程度。这样要提高熔接质量,模具设计制造中只能通 过料流在分支流动过程物理特性的改变来实现。主要措施 如下:

  • (2)适当增加浇口数量。对尺寸较大的制品,适当 增加浇口数比少浇口的熔体充模流程与时间大大 缩短,流动中的熔体温度与压力损失减少,从而有 利于料流前锋面熔体的相互熔合,提高熔接质量, 减轻熔接痕的外观明显程度。 • 若各浇口进入型腔的熔体速度不一致,易使交汇 处产生熔接痕,对此,应采用分流少的浇口形式, 合理选择浇口位置,如有可能,应尽量选用一点 式浇口。

  • 当注塑件体积或尺寸 较大,为缩短注塑时 间,常采用多注入口 的方式注入熔体,当 两股面对面流动的熔 体相遇后,不再产生 新的流动,这时所产 生的熔接痕称为冷熔 接痕(图1a)。 • 当熔体流动中碰到障 碍物(如嵌件)后, 分成两股或多股熔体, 绕过障碍物,分开的 熔体又重新汇合并继 续流动,这时所形成 的熔接痕称热熔接痕 (图1b)。

  • ③适当增加充模速度或缩短注射Байду номын сангаас间;增加注射速 率,缩短了充模时间,使两股熔体在还具有较高 的温度和活性时就能够相遇,因而熔接痕强度比 较高。同样,这也对模具的要求提高,而且使产 生气泡和亮斑等缺陷的几率增大。 • 提高充模速度或缩短注射时间将减少熔体波前锋 汇合前的流动时间,减少热耗散,并加强剪切生热, 使粘度下降,增加流动性,并且熔体温度回升,从而 提高了熔接痕强度。对于低熔体质量流动速率的 剪切敏感性聚合物来说,提高充模速度或缩短注射 时间,可降低粘度,使分子链在熔接痕区进一步松 弛。熔接痕强度对注射时间很敏感,会随着注射 时间的缩短而增强。。

  • (1)合理设置浇口位置。缩短浇口与熔接区域的距 离,避免流程过长导致的前锋料流温降过多,如将 图2浇口位置改为图3所示时,熔接强度将得到非常明显 提高。另外,要避免小浇口正对着一个大型腔,防止 熔体在较高的剪切速率产生喷射流动或蠕动,防止 熔料充射到型腔对面产生向回折叠堆积,冷却后形 成无规则的波纹状熔接痕。


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