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余成根:注塑件白線(xiàn)的形成與改善
2016-01-20 74223
1、白線(xiàn)的形成
1.1 白線(xiàn)的微觀(guān)解釋?zhuān)?/strong>
    高聚物在拉伸應(yīng)力作用下,由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生的空化條紋狀形變區(qū),這些條紋平面區(qū)強(qiáng)烈地反射可見(jiàn)光,使材料表面形成一片銀白色光澤,俗稱(chēng)白線(xiàn)。
1.2 白線(xiàn)的特點(diǎn):
a. 平均密度低于本體密度(受拉后體積增大);
b. 退火后可回縮或消失,若惡化嚴(yán)重時(shí)則變成裂紋。
1.3 本體(未受拉狀態(tài))、白線(xiàn)、裂紋圖解如下:

白線(xiàn)


1.4 常見(jiàn)白線(xiàn)的位置:
a. 產(chǎn)品分型面附近
b. 碰穿位周邊
c. 周邊止口位
d. 膠件尖角、夾水紋處
1.5 形成白線(xiàn)的幾種情況及原因分析:
a. 鎖模力不足
b. 前模大鑲件分型面發(fā)生永久變形
c. 膠件周邊殘余應(yīng)力過(guò)大
d. 產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力集中處受環(huán)境因素作用
1.5.1不足產(chǎn)生白線(xiàn)分析
    鎖模力不足指模具鎖緊力(F)<充填時(shí)熔體對(duì)模具型腔的最大內(nèi)脹力(F內(nèi)max),如圖(二)為型腔壓力-時(shí)間曲線(xiàn)(F內(nèi)- t),圖中oa段F>F內(nèi),,此階段模具處于鎖緊狀態(tài),進(jìn)入ab段, F<F內(nèi),,則模具被熔體脹開(kāi),產(chǎn)品分型面周邊生成披峰,進(jìn)入bc段,因F>F內(nèi),,模具有鎖緊趨勢(shì),此時(shí)后模腔表面受到三個(gè)力作用,即F內(nèi)、F、F,(F為熔體因漸漸冷卻而產(chǎn)生對(duì)后模腔表面的一個(gè)支持力,此力隨時(shí)間的變化關(guān)系,如下圖三)。

鎖模力


    所以當(dāng)F> F內(nèi)+F時(shí),模具要合緊,膠件受壓縮,由于周邊有一定的脫模斜度,所以整個(gè)周邊此時(shí)受到一個(gè)沿鎖模方向的拉應(yīng)力,而分型面處膠件最薄弱(因有披峰而存在尖角),故白線(xiàn)往往出現(xiàn)在圖示尖角附近,如下圖(五)。
鎖模力

    鎖模力足夠情況分析:正常啤貨情況下,F(xiàn)>F內(nèi)max,在整個(gè)充填過(guò)程中,模具處于鎖緊狀態(tài),產(chǎn)品周邊沒(méi)有受到一個(gè)沿鎖模方向的拉應(yīng)力,且無(wú)披峰產(chǎn)生。故不會(huì)因鎖模力原因而產(chǎn)生白線(xiàn),如上圖四。

1.5.2前模大鑲件分型面發(fā)生永久變形產(chǎn)生白線(xiàn)分析
    模具大鑲件長(zhǎng)期受壓,甚至有時(shí)實(shí)際鎖模力超過(guò)其所能隨的最大壓力,則導(dǎo)致大鑲件的永久性變形,根據(jù)模具結(jié)構(gòu),往往凹模易變形,如圖六。



1.5.3 膠件周邊殘余應(yīng)力過(guò)大(超過(guò)大氣壓力)產(chǎn)生白線(xiàn)分析
    脫模過(guò)程中,膠件外層從殘余應(yīng)力下突然進(jìn)入大氣壓力,塑件內(nèi)層擠壓外層(因殘余應(yīng)力作用),在脫模的一瞬間,暴露在大氣壓中的膠件部位迅速膨脹。如右圖(八)膠件e處受到極大的拉應(yīng)力,所以此處易出現(xiàn)白線(xiàn)。白線(xiàn)之處往往是受力較大或比較薄弱的地方。


1.5.4產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力集中處受環(huán)境因素作用
    應(yīng)力集中處是產(chǎn)品最薄弱的環(huán)節(jié)(如尖角,熔接不好,高度取向等),其受化學(xué)物質(zhì)、光照、浸濕、溶劑等作用,高分子鏈容易被破壞(收縮或斷裂),因而易產(chǎn)生白線(xiàn)或裂紋。
2、 白線(xiàn)的改善
2.1  鎖模力不足
2.1.1 加大鎖模力,防止模具脹開(kāi)。
2.1.2 加多撐頭,使后模板不變形,避免產(chǎn)品碰穿位出現(xiàn)白線(xiàn)。
2.2  前模大鑲件分型面發(fā)生永久變形
2.2.1 提高材料沖擊強(qiáng)度,使膠件能承受較大的形變。生產(chǎn)中HIPS 470膠件產(chǎn)生白線(xiàn)較多,ABS T700極少。
2.2.2 提高模具鋼材強(qiáng)度,使其能夠承受所要求鎖模力。
2.2.3 適當(dāng)升高模溫,加大高聚物分子間距離,使膠件壓縮程度增大。

2.3  膠件周邊殘余應(yīng)力過(guò)大
2.3.1 調(diào)整入水,使產(chǎn)品入水趨于平衡,避免局部物料過(guò)飽現(xiàn)象,使產(chǎn)品密度均勻。
2.3.2 產(chǎn)品合格基礎(chǔ)上,減少保壓、背壓、調(diào)節(jié)好保壓切換點(diǎn),避免膠件過(guò)飽。


2.3.3 改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì),避免尖角。如下圖(九)


2.4  產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力集中處受環(huán)境因素作用
2.4.1 充填時(shí)防止冷膠進(jìn)入模腔,避免入水處內(nèi)應(yīng)力.
2.4.2 避免膠件暴曬、浸濕、接觸溶劑等。
2.4.3 對(duì)薄壁產(chǎn)品,其填充速度不宜太快,熔體流程不宜太長(zhǎng),避免膠件內(nèi)部分子鏈高度取向,導(dǎo)致較大的內(nèi)應(yīng)力。
3、 實(shí)例分析
實(shí)驗(yàn)?zāi)z件:30-07780-100-000中殼
物    料:HIPS 470+P0059(蘭)
機(jī)    型:C20# J150EⅡ
主要設(shè)置參數(shù):IP1=60%  IP2=80%  IP3=50%  HP1=25%  HP2=30%
V1=15%   V2=40%    V3=20%   F=120T
S0=105mm  S1=95mm  S2=30mm  S3=25mm  (SS=18.3mm)
以上參數(shù)啤出的產(chǎn)品為合格產(chǎn)品(表面無(wú)缺陷,周邊和碰穿孔無(wú)白線(xiàn))。
A、 將鎖模力依次下降至110T、100T、95T、90T,其它參數(shù)不變,結(jié)果產(chǎn)品周邊和碰穿孔白線(xiàn)隨鎖模力的下降而加大。
B、 提高保壓壓力,即HP1從25%升至35%,HP2從30%升至45%。其它設(shè)置參數(shù)與合格產(chǎn)品相同,結(jié)果啤出的產(chǎn)品周邊出現(xiàn)明顯白線(xiàn)。
C、 調(diào)節(jié)保壓切換點(diǎn),即S3從25mm降至此21mm,其它設(shè)置參數(shù)與合格產(chǎn)品相同,結(jié)果啤出的產(chǎn)品周邊也出現(xiàn)明顯白線(xiàn)。


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