塑件表面产生裂纹是影响质量的一大缺陷,其来源主要由残余应力太高等。小编帮大家总结了6个原因,以及对应的解决方法。在实际生产中,依旧要综合考虑,对症下药。
1、残余应力太高
在工艺操作方面,通过降低注射压力来减少残余应力是一种最简便的方法,因为注射压力与残余应力呈正比例关系。
如果塑件表面产生的裂纹四周发黑,即表明注射压力太高或加料量太少,应适当降低注射压力或增加供料量。在料温及模温较低的条件下成型时,为使型腔充满,必然要采用较高的注射压力,致使塑件内残余大量应力。
对此,应适当提高料筒及模具温度,减少熔料与模具的温差,控制模内型胚的冷却时间和速度,使取向的分子链有较长的恢复时间。
此外,在保证补料不足,不使塑件产生收缩凹陷的前提下,可适当缩短保压时间,因为保压时间太长也容易产生残余应力引起裂纹。
解决方法
在模具设计和制作方面,可以采用压力损失最小,而且可以承受较高注射压力的直接浇口,可将正向浇口改为多个针形点浇口或侧浇口,并减小浇口直径。设计侧浇口时,可采用成型后能将破裂部分除去的凸片式浇口。
例如,聚碳酸酯,聚氯乙烯,聚苯醚等原料的熔体流动性能不良,需要在高压条件注射成型,浇口处极易产生裂纹,如果采用凸片或侧浇口,可将成型后产生在凸片部分的裂纹部分除去。此外,在浇口周围合理采用环状加强筋也可减少浇口处的裂纹。
2、外力导致残余应力集中
塑件在脱模前,如果脱模顶出机构的截面积太小或顶杆设置的数量不够,顶杆设置的位置不合理或安装倾斜,平衡不良,模具的脱模斜度不足,顶出阻力太大,都会由于外力作用导致应力集中,使塑件表面产生裂纹及破裂。
解决方法
一般情况下,这类故障总是发生在顶杆的周围。出现这类故障后,应认真检查和校调顶出装置。顶杆设置在脱模阻力的部位,如凸出,加强筋等处。如果设置的顶杆数由于推顶面积受到条件限制不可能扩大时,可采取用小面积多顶杆的方法。
如果模具型腔的脱模斜度不够,塑件表面也会出现擦伤形成褶皱花纹。在选定脱模斜度时,必须考虑成型原料的收缩率以及顶出系统的结构设置,一般情况下,脱模斜度应大于0.85%,小型塑件的脱模斜度为0.1~0.5%,大型塑件的脱模斜度可达2.5%。
3、金属嵌件导致裂纹
由于热塑性塑料的热膨胀系数要比钢材大9~11倍,比铝材大6倍。因此,塑件内的金属嵌件会妨碍塑件的整体收缩,由此产生的拉伸应力很大,嵌件四周会聚集大量的残余应力引起塑件表面产生裂纹。这样,对于金属嵌件应进行预热,特别是当塑件表面的裂纹发生在刚开机时,大部分是由于嵌件温度太低造成的。
解决方法
在嵌件材质的选用方面,应尽量采用膨胀系数接近树脂特性的材料。例如,采用锌,铝等轻金属材料制作嵌件优于钢材。
在选用成型原料时,也应尽可能采用高分子量的树脂,如果必须使用低分子量的成型原料时,嵌件周围的塑料厚度应设计得厚一些,对于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素塑料,嵌件周围的塑料厚度至少应等于嵌件直径的一半;对于聚苯乙烯,一般不宜设置金属嵌件。
4、原料选用不当或不纯净
不同原料对产生残余应力的敏感度不同,一般非结晶型树脂比结晶型树脂容易产生残余应力引起裂纹;对于吸水性树脂及掺用再生料较多的树脂,因为吸水性树脂加热后会分解脆化,较小的残余应力就会引起脆裂,而再生料含量较高的树脂中杂质较多,易挥发物含量较高,材料的强度比较低,也容易产生应力开裂。实践表明,低粘度疏松型树脂不容易产生裂纹。
解决方法
因此,在生产过程中,应结合具体的情况选择合适的成型原料。
在操作过程中,脱模剂对于熔料来说也是一种异物,如用量不当也会引起裂纹,应尽量减少其用量。
此外,当注塑料机由于生产需要更换原料品种时,必须把料斗上料器和干燥器中的余料清理干净,并排清料筒中的余料。
5、塑件结构设计不良
塑件结构中的尖角及缺口处最容易产生应力集中,导致塑件表面产生裂纹及破裂。
解决方法
因此,塑件结构中的外角及内角都应尽可能采用最大半径做成圆弧。试验表明,最佳过度圆弧半径为圆弧半径与转角处壁厚的比值为1:1.7。在设计塑件结构时,对于必须设计成尖角和锐边的部位仍然要采用0.5mm的小过渡半径做成很小的圆弧,这样可以延长模具的寿命。
6、模具上存在裂纹
在注射成型过程中,由于模具受到注射压力反复的作用,型腔中具有锐角的棱边部位会产生疲劳裂纹,尤其在冷却孔附近特别容易产生裂纹。当模具与喷嘴接触时,模具底部受到挤压,如果模具的定位环孔较大或底壁较薄时,模具型腔表面也产生疲劳裂纹。
解决方法
当模具型腔表面上的裂纹复映到塑件表面上时,塑件表面上的裂纹总是以同一形状在同一部位连续出现。出现这种裂纹时,应立即检查裂纹对应的形腔表面有无相同的裂纹。如果是由于复映作用产生裂纹,应以机械加工的方法修复模具。(来源网络)