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殘余應(yīng)力太高
在工藝操作方面,通過降低注射壓力來減少殘余應(yīng)力是一種最簡便的方法,因?yàn)樽⑸鋲毫εc殘余應(yīng)力呈正比例關(guān)系。
如果塑件表面產(chǎn)生的裂紋四周發(fā)黑,即表明注射壓力太高或加料量太少,應(yīng)適當(dāng)降低注射壓力或增加供料量。在料溫及模溫較低的條件下成型時(shí),為使型腔充滿,必然要采用較高的注射壓力,致使塑件內(nèi)殘余大量應(yīng)力。
對此,應(yīng)適當(dāng)提高料筒及模具溫度,減少熔料與模具的溫差,控制模內(nèi)型胚的冷卻時(shí)間和速度,使取向的分子鏈有較長的恢復(fù)時(shí)間。
此外,在保證補(bǔ)料不足,不使塑件產(chǎn)生收縮凹陷的前提下,可適當(dāng)縮短保壓時(shí)間,因?yàn)楸簳r(shí)間太長也容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力引起裂紋。
解決方法
在模具設(shè)計(jì)和制作方面,可以采用壓力損失最小、而且可以承受較高注射壓力的直接澆口,可將正向澆口改為多個(gè)針形點(diǎn)澆口或側(cè)澆口,并減小澆口直徑。設(shè)計(jì)側(cè)澆口時(shí),可采用成型后能將破裂部分除去的凸片式澆口。
例如,聚碳酸酯,聚氯乙烯,聚苯醚等原料的熔體流動性能不良,需要在高壓條件注射成型,澆口處極易產(chǎn)生裂紋,如果采用凸片或側(cè)澆口,可將成型后產(chǎn)生在凸片部分的裂紋部分除去。此外,在澆口周圍合理采用環(huán)狀加強(qiáng)筋也可減少澆口處的裂紋。
2
外力導(dǎo)致殘余應(yīng)力集中
塑件在脫模前,如果脫模頂出機(jī)構(gòu)的截面積太小或頂桿設(shè)置的數(shù)量不夠,頂桿設(shè)置的位置不合理或安裝傾斜,平衡不良,模具的脫模斜度不足,頂出阻力太大,都會由于外力作用導(dǎo)致應(yīng)力集中,使塑件表面產(chǎn)生裂紋及破裂。
解決方法
一般情況下,這類故障總是發(fā)生在頂桿的周圍。出現(xiàn)這類故障后,應(yīng)認(rèn)真檢查和校調(diào)頂出裝置。頂桿設(shè)置在脫模阻力的部位,如凸出,加強(qiáng)筋等處。如果設(shè)置的頂桿數(shù)由于推頂面積受到條件限制不可能擴(kuò)大時(shí),可采取用小面積多頂桿的方法。
如果模具型腔的脫模斜度不夠,塑件表面也會出現(xiàn)擦傷形成褶皺花紋。在選定脫模斜度時(shí),必須考慮成型原料的收縮率以及頂出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置,一般情況下,脫模斜度應(yīng)大于0.85%,小型塑件的脫模斜度為0.1~0.5%,大型塑件的脫模斜度可達(dá)2.5%。
3
金屬嵌件導(dǎo)致裂紋
由于熱塑性塑料的熱膨脹系數(shù)要比鋼材大9~11倍,比鋁材大6倍。因此,塑件內(nèi)的金屬嵌件會妨礙塑件的整體收縮,由此產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力很大,嵌件四周會聚集大量的殘余應(yīng)力引起塑件表面產(chǎn)生裂紋。這樣,對于金屬嵌件應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱,特別是當(dāng)塑件表面的裂紋發(fā)生在剛開機(jī)時(shí),大部分是由于嵌件溫度太低造成的。
解決方法
在嵌件材質(zhì)的選用方面,應(yīng)盡量采用膨脹系數(shù)接近樹脂特性的材料。例如,采用鋅,鋁等輕金屬材料制作嵌件優(yōu)于鋼材。
在選用成型原料時(shí),也應(yīng)盡可能采用高分子量的樹脂,如果必須使用低分子量的成型原料時(shí),嵌件周圍的塑料厚度應(yīng)設(shè)計(jì)得厚一些,對于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纖維素塑料,嵌件周圍的塑料厚度至少應(yīng)等于嵌件直徑的一半;對于聚苯乙烯,一般不宜設(shè)置金屬嵌件。
4
原料選用不當(dāng)或不純凈
不同原料對產(chǎn)生殘余應(yīng)力的敏感度不同,一般非結(jié)晶型樹脂比結(jié)晶型樹脂容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力引起裂紋;對于吸水性樹脂及摻用再生料較多的樹脂,因?yàn)槲詷渲訜岷髸纸獯嗷^小的殘余應(yīng)力就會引起脆裂,而再生料含量較高的樹脂中雜質(zhì)較多,易揮發(fā)物含量較高,材料的強(qiáng)度比較低,也容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。實(shí)踐表明,低粘度疏松型樹脂不容易產(chǎn)生裂紋。
解決方法
因此,在生產(chǎn)過程中,應(yīng)結(jié)合具體的情況選擇合適的成型原料。
在操作過程中,脫模劑對于熔料來說也是一種異物,如用量不當(dāng)也會引起裂紋,應(yīng)盡量減少其用量。
此外,當(dāng)注塑料機(jī)由于生產(chǎn)需要更換原料品種時(shí),必須把料斗上料器和干燥器中的余料清理干凈,并排清料筒中的余料。
5
塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良
塑件結(jié)構(gòu)中的尖角及缺口處最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致塑件表面產(chǎn)生裂紋及破裂。
解決方法
因此,塑件結(jié)構(gòu)中的外角及內(nèi)角都應(yīng)盡可能采用最大半徑做成圓弧。試驗(yàn)表明,最佳過度圓弧半徑為圓弧半徑與轉(zhuǎn)角處壁厚的比值為1:1.7。在設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)時(shí),對于必須設(shè)計(jì)成尖角和銳邊的部位仍然要采用0.5mm的小過渡半徑做成很小的圓弧,這樣可以延長模具的壽命。
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模具上存在裂紋
在注射成型過程中,由于模具受到注射壓力反復(fù)的作用,型腔中具有銳角的棱邊部位會產(chǎn)生疲勞裂紋,尤其在冷卻孔附近特別容易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)模具與噴嘴接觸時(shí),模具底部受到擠壓,如果模具的定位環(huán)孔較大或底壁較薄時(shí),模具型腔表面也產(chǎn)生疲勞裂紋。
解決方法