注塑制品流痕的形成原因及解决方法[1].pdf

注 塑 制 品 流 痕 的 形 成 原 因 及 解 决 方 法张 甲 敏 1 乔 月 纯 2 杨 胜 凯 1(1. 河 南 科 技 学 院 化 工 系 ,新 乡 453003; 2. 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 ,新 乡 453002)摘 要 概 述 了 注 塑 制 品 流 痕 的 形 态 及 其 危 害 ,讨 论 了 流 痕 的 形 成 原 因 及 成 型 条 件 、 设 备 、 模 具 等 对 制 品 产 生 流痕 的 影 响 。 根 据 生 产 实 践 ,列 出 了 典 型 示 例 ,提 出 了 解 决 流 痕 的 有 效 方 法 ,证 实 了 正 常 生 产 过 程 中 制 品 缺 陷 的 产 生往 往 只 是 由 一 两 个 因 素 影 响 所 致 ,调 整 时 只 要 抓 住 这 一 两 个 关 键 因 素 就 可 迎 刃 而 解 。关 键 词 (丙 烯 腈 /丁 二 烯 /苯 乙 烯 )共 聚 物 ( 2甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 /丁 二 烯 /苯 乙 烯 )共 聚 物 注 塑 制 品 流 痕注 射 成 型 是 塑 料 成 型 中 最 重 要 的 一 种 工 艺 ,注塑 制 品 被 广 泛 应 用 于 国 民 经 济 的 各 个 领 域 。 注 射 成型 是 用 注 塑 机 把 受 热 熔 融 流 动 的 塑 料 用 高 压 注 射 进低 温 的 模 具 中 ,在 注 射 过 程 中 由 于 先 接 触 到 模 具 的熔 体 受 到 冷 却 ,而 被 随 后 注 入 模 具 的 熔 体 推 动 ,从 而在 制 品 表 面 形 成 熔 体 流 动 的 痕 迹 ,即 为 流 痕 。 流 痕的 痕 迹 方 向 与 模 具 的 浇 口 位 置 直 接 相 关 1, 2 。 流 痕的 大 小 与 成 型 材 料 的 流 动 性 、 模 具 结 构 、 设 备 性 能 、工 艺 条 件 等 因 素 有 关 。 人 们 在 分 析 注 塑 制 品 的 缺 陷时 ,往 往 认 为 该 缺 陷 对 制 品 性 能 影 响 不 大 而 不 予 重视 。 但 对 于 流 动 性 差 的 塑 料 ,特 别 是 透 明 制 品 ,流 痕的 存 在 直 接 影 响 了 制 品 的 美 观 ,从 而 使 制 品 报 废 。所 以 很 有 必 要 对 制 品 流 痕 产 生 的 原 因 进 行 分 析 并 制定 出 切 实 可 行 的 措 施 加 以 消 除 。笔 者 现 以 (丙 烯 腈 /丁 二 烯 /苯 乙 烯 )共 聚 物( ( 2甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 /丁 二 烯 /苯 乙 烯 )共聚 物 ( 型 制 品 为 例 ,对 其 注 塑 制 品 流 痕 的 形成 原 因 及 解 决 方 法 进 行 探 讨 。1 流 痕 的 形 成 及 解 决 措 施0世 纪 40年 代 在 改 性 聚 苯 乙烯 ( 基 础 上 发 展 起 来 的 两 种 热 塑 性 塑 料 。 二者 均 属 于 无 定 形 聚 合 物 ,无 明 显 的 熔 点 。 这 两 种 材料 在 使 用 前 都 需 要 烘 干 ,一 般 采 用 的 烘 干 工 艺 相 同 ,即 烘 干 温 度 80 85 ,烘 干 时 间 4 6 h。 由 于 它 们的 综 合 力 学 性 能 优 良 ,价 格 适 中 ,且 有 良 好 的 刚 性 和尺 寸 稳 定 性 ,成 型 加 工 性 能 好 ,因 而 得 到 广 泛 的 应用 。 但 其 成 型 过 程 中 往 往 因 成 型 因 素 的 影 响 而 出 现流 痕 。1. 1 流 痕 的 概 念流 痕 一 般 分 为 波 流 痕 和 喷 射 流 痕 。 波 流 痕 是 注射 成 型 的 普 遍 现 象 ,而 喷 射 流 痕 只 在 模 具 设 计 不 合理 的 情 况 下 才 出 现 ,只 要 将 模 具 浇 口 设 置 在 壁 侧 或直 接 对 向 模 芯 就 可 避 免 该 缺 陷 的 产 生 。 因 此 在 此 主要 讨 论 注 塑 制 品 表 面 的 波 流 痕 。波 流 痕 就 是 以 浇 口 为 中 心 出 现 的 流 线 现 象 。 此痕 迹 显 示 了 熔 体 流 动 的 方 向 。 流 痕 的 形 态 如 图 1所示 。图 1 流 痕 的 形 态 示 意 图1. 2 流 痕 的 成 因流 痕 的 产 生 是 由 于 熔 体 充 模 时 温 度 高 的 熔 体 遇到 温 度 低 的 模 具 型 腔 壁 而 形 成 很 硬 的 壳 ,壳 层 受 到熔 体 流 动 力 的 作 用 ,时 而 脱 离 型 腔 表 面 而 造 成 冷 却不 一 致 所 致 。熔 体 流 动 不 良 导 致 注 塑 制 品 表 面 产 生 以 浇 口 为中 心 的 年 轮 状 流 痕 。 可 采 取 选 用 流 动 性 好 的 材 料 ,提 高 模 具 及 喷 嘴 温 度 ,调 整 注 射 速 率 和 充 模 速 率 ,增加 注 塑 压 力 及 保 压 时 间 ,在 浇 口 处 设 置 加 热 器 以 提高 浇 口 部 位 的 局 部 温 度 ,适 当 扩 大 浇 口 及 流 道 面 积 、改 变 浇 口 位 置 、 加 大 冷 料 穴 等 措 施 来 避 免 。2 实 例 分 析2. 1 碱 性 蓄 电 池 壳 体(1)原 材 料 及 设 备 号 714,上 海 制 笔 厂 ;注 塑 机 : 5 000型 ,香 港 华 大 机 械 设 备有 限 公 司 ;注 塑 模 具 :国 营 七 五 五 厂 。(2) 的 成 型 工 艺 条 件碱 性 蓄 电 池 壳 体 形 状 如 图 2所 示 ,制 品 尺 寸 为495 343 178 厚 6 采 取 底 部 中央 直 浇 口 进 料 ,模 具 通 水 冷 却 。 采 用 的 成 型 工 艺 参收 稿 日 期 : 200620722353张 甲 敏 ,等 :注 塑 制 品 流 痕 的 形 成 原 因 及 解 决 方 法图 2 碱 性 蓄 电 池 壳 体数 如 表 1 表 4所 示 。表 1 碱 性 蓄 电 池 壳 体 的 成 型 温 度 1区 2区 3区 4区 5区 6区230 240 235 230 220 200表 2 碱 性 蓄 电 池 壳 体 的 成 型 压 力 目 数 据 项 目 数 据锁 模 压 力 7 熔 胶 压 力 8锁 模 低 压 5 抽 胶 压 力 0. 5锁 模 高 压 8 射 台 压 力 6开 模 压 力 6 顶 针 压 力 6射 胶 一 压 3 射 胶 三 压 2射 胶 二 压 2 调 模 压 力 5表 3 碱 性 蓄 电 池 壳 体 的 成 型 时 间 s项 目 数 据 项 目 数 据开 锁 模 时 间 5 顶 退 延 迟 时 间 0抽 芯 进 退 时 间 0 警 报 时 间 10射 胶 时 间 30 冷 却 时 间 100顶 进 延 迟 时 间 1 熔 胶 时 间 200储 料 延 迟 时 间 2 抽 胶 时 间 0. 5表 4 碱 性 蓄 电 池 壳 体 的 成 型 流 量 % 项 目 数 据 项 目 数 据锁 模 速 度 80 开 模 快 速 80射 胶 一 速 90 抽 胶 速 度 20低 压 速 度 50 开 模 二 慢 20射 胶 二 速 80 顶 针 速 度 40压 模 速 度 40 射 台 速 度 60射 胶 三 速 70 绞 牙 速 度 0开 模 一 慢 30 调 模 速 度 60熔 胶 速 度 60 换 模 速 度 10采 用 上 述 工 艺 参 数 生 产 的 碱 性 蓄 电 池 壳 体 存 在外 观 质 量 问 题 ,表 面 有 流 痕 ,用 手 触 摸 可 感 觉 到 凹 凸不 平 。 为 解 决 该 壳 体 表 面 的 流 痕 ,经 多 次 调 整 生 产工 艺 ,最 终 找 到 了 形 成 流 痕 的 关 键 因 素 ,即 注 射 充 模时 熔 体 的 流 动 速 度 不 一 致 。 为 此 ,在 其 它 工 艺 参 数不 变 的 情 况 下 ,将 成 型 的 流 量 进 行 了 调 整 ,具 体 工 艺参 数 设 置 见 表 5。 调 整 后 制 品 表 面 无 流 痕 、 且 透 明度 增 加 。表 5 流 量 调 整 前 后 参 数 及 效 果项 目 射 胶 速 度 /%一 速 二 速 三 速 效 果调 整 前 90 80 70 表 面 有 流 痕调 整 后 30 60 40 表 面 无 流 痕2. 2 电 池 盖(1)原 材 料 及 设 备 号 H - 08,兰 州 化 学 工 业 公 司 合 成 橡 胶厂 ;注 塑 机 : 柳 州 塑 料 机 械 厂 ;注 塑 模 具 :国 营 七 五 五 厂 。(2)电 池 盖 的 成 型 工 艺 条 件电 池 盖 的 形 状 如 图 3所 示 。 该 制 品 为 长 方 形 ,厚 度 10 背 面 中 央 直 浇 口 进 料 ,模 具 采 取 冷 却水 冷 却 。 采 用 的 成 型 工 艺 参 数 如 表 6所 示 。图 3 电 池 盖 形 状表 6 电 池 盖 的 成 型 工 艺 条 件喷 嘴 电压 / /一 区 二 区 三 区小 泵 压力 / 压力 / 压力 / 压力 /00 190 180 6 8 7 5熔 胶 压力 / 压力 / 压力 / 压力 / 时间 / 时间 / 时间 / 动 作8 1 6 5 30 60 120 固 定加 料采 用 表 6所 列 工 艺 条 件 生 产 的 电 池 盖 表 面 有 流痕 ,用 手 触 摸 可 感 觉 到 凹 凸 不 平 。 虽 经 调 整 工 艺 参数 仍 无 法 解 决 流 痕 缺 陷 。 为 此 ,对 注 塑 模 具 采 取 了加 大 浇 口 处 尺 寸 、 将 直 浇 口 进 料 直 径 由 6 为 12 施 。 经 试 生 产 表 明 ,调 整 模 具 尺 寸 后所 制 得 的 电 池 盖 表 面 无 流 痕 、 平 整 光 滑 。3 结 语在 注 射 成 型 中 ,流 痕 的 性 质 是 由 熔 体 流 动 前 沿的 流 变 形 态 、 分 子 聚 集 态 结 构 及 模 具 表 面 状 态 和 表面 温 度 所 决 定 的 ,凡 影 响 分 子 链 的 缠 结 、 结 晶 、 取 向和 分 子 热 运 动 的 因 素 都 会 影 响 到 流 痕 的 状 态 。 流 痕的 存 在 直 接 影 响 到 注 塑 制 品 的 外 观 质 量 ,但 有 时 难以 消 除 ,只 能 通 过 工 艺 调 整 把 它 降 至 肉 眼 难 以 分 辨的 程 度 。现 场 工 程 师 的 工 作 就 是 通 过 工 艺 调 整 优 化 来 保证 制 品 的 外 观 质 量 和 内 在 质 量 。 有 时 还 需 要 借 助 调整 设 备 、 模 具 、 产 品 设 计 等 因 素 来 完 成 。参 考 文 献1 肖 长 江 ,刘 春 太 ,申 长 雨 . 注 塑 制 件 熔 接 痕 的 形 成 性 能 和 预 测 . 工程 塑 料 应 用 , 2003, 31 (3) : 172 申 长 雨 ,余 晓 容 ,王 利 霞 ,等 . 塑 料 注 塑 成 型 浇 口 位 置 优 化 . 化 工 学报 , 2004, 55 (3) : 44563 工 程 塑 料 应 用 2006年 ,第 34卷 ,第 10期 M O N T O F N O N Q . 453003, . 453002, of in of of is s of le p p p p by or If at p p be a m D S 2 色 母 粒 行 业 发 展 概 况 及 最 新 发 展 动 向塑 料 制 品 采 用 色 母 粒 着 色 始 于 20世 纪 50年 代 , 60年 代在 欧 美 塑 料 厂 得 到 了 广 泛 应 用 。 70年 代 的 年 增 长 率 已 达25% 30%。 我 国 于 70年 代 中 期 在 长 沙 、 北 京 、 上 海 等 地 开始 研 制 并 投 入 小 批 量 生 产 。 80年 代 随 着 改 革 开 放 和 我 国 经济 的 全 面 发 展 ,塑 料 制 品 的 产 量 急 剧 上 升 ,花 色 品 种 及 质 量有 了 大 幅 度 的 提 高 ,随 之 对 塑 料 制 品 的 着 色 也 有 了 较 高 的 要求 ,一 些 中 、 高 档 塑 料 制 品 逐 渐 采 用 色 母 粒 着 色 。 我 国 “ 九五 ” 发 展 规 划 中 相 关 的 产 业 政 策 是 以 石 化 工 业 为 “ 突 破 口 ”来 带 动 全 行 业 的 结 构 调 整 。 我 国 每 人 年 均 消 耗 塑 料 量 仅 为7. 5 低 于 世 界 人 均 的 23 此 可 以 说 国 内 石 化 市 场尚 属 开 发 阶 段 。 石 化 工 业 的 发 展 使 塑 料 加 工 业 获 得 了 突 飞猛 进 的 发 展 ,塑 料 制 品 产 量 大 幅 度 增 加 ,质 量 和 档 次 不 断 提高 ,新 品 种 不 断 涌 现 。 因 此 与 塑 料 加 工 业 密 不 可 分 的 色 母 粒的 需 求 量 潜 力 不 可 轻 视 。 由 于 我 国 市 场 的 巨 大 潜 力 ,加 之 过去 10多 年 经 济 的 快 速 成 长 ,为 色 母 粒 市 场 的 发 展 带 来 契 机 ,1994 2002年 色 母 粒 市 场 年 平 均 增 长 率 高 达 24%左 右 ,2003 2005年 继 续 保 持 20%的 年 平 均 增 长 率 。目 前 ,我 国 色 母 粒 生 产 企 业 有 400多 家 ,主 要 分 布 在 广东 、 浙 江 、 江 苏 、 山 东 、 北 京 、 上 海 、 湖 南 、 河 北 和 天 津 等 省 市 ,其 中 年 产 能 力 在 1 000 的 企 业 有 50多 家 ,遍 布 全 国 各地 。 而 全 国 色 母 粒 的 总 需 求 量 不 到 12万 t/a,生 产 能 力 严 重过 剩 ,导 致 国 内 色 母 粒 行 业 普 遍 开 工 不 足 ,市 场 竞 争 十 分 激烈 。 而 这 些 色 母 粒 厂 家 中 ,质 量 上 乘 的 不 多 ,且 中 小 企 业 和个 体 企 业 占 有 很 大 比 例 。 生 产 能 力 严 重 过 剩 ,除 新 建 生 产 装置 增 速 过 快 、 产 品 订 单 不 足 等 因 素 外 ,重 要 因 素 是 国 产 色 母粒 产 品 结 构 单 一 、 品 种 不 全 ,通 用 型 产 品 占 很 大 比 例 ,而 高 浓度 和 超 高 浓 度 、 多 功 能 性 色 母 粒 及 细 旦 纤 维 用 色 母 粒 所 占 比例 较 少 。 反 观 色 母 粒 技 术 水 平 较 高 的 国 家 ,颜 料 、 分 散 剂 等品 种 齐 全 ,已 形 成 了 系 列 化 和 专 业 化 产 品 结 构 。世 界 的 色 母 粒 市 场 体 系 是 垄 断 经 营 ,色 母 粒 生 产 集 中 在几 十 个 超 级 大 公 司 。 虽 然 我 国 对 色 母 粒 的 研 究 开 发 已 有 20多 年 的 历 史 ,但 由 于 相 关 原 材 料 、 技 术 水 平 等 与 国 外 存 在 着差 距 ,所 以 色 母 粒 的 发 展 缓 慢 ,与 快 速 发 展 的 塑 料 加 工 、 化 纤等 行 业 极 不 相 适 应 。 主 要 问 题 是 产 品 品 种 结 构 单 一 ,开 发 新产 品 的 技 术 力 量 相 对 薄 弱 ,致 使 色 母 粒 在 低 档 次 水 平 上 无 序竞 争 。 一 些 外 资 企 业 看 好 我 国 高 档 色 母 粒 的 潜 在 市 场 ,相 继在 上 海 、 广 东 等 地 以 独 资 或 合 资 的 形 式 建 厂 。 目 前 我 国 色 母粒 工 业 用 一 句 话 来 概 括 :发 展 快 、 差 距 小 、 前 景 广 。 色 母 粒 在国 外 发 展 只 不 过 几 十 年 的 历 史 ,我 国 的 改 革 开 放 使 色 母 粒 工业 一 起 步 就 紧 跟 世 界 发 展 潮 流 ,全 套 引 进 了 世 界 先 进 的 生 产设 备 和 生 产 技 术 ,进 口 质 量 优 异 的 颜 料 和 分 散 剂 ,可 以 生 产世 界 一 流 水 平 的 色 母 粒 。 因 此 可 以 说 我 国 色 母 粒 工 业 水 平与 世 界 水 平 差 距 不 大 。 国 外 色 母 粒 工 业 由 极 少 数 的 跨 国 公司 垄 断 生 产 ,而 我 国 色 母 粒 工 业 的 发 展 还 处 于 计 划 经 济 向 市场 经 济 的 过 渡 阶 段 。 (塑 机 网 )塑 料 管 材 和 管 件 国 家 新 标 准 实 施日 前 从 全 国 标 准 化 技 术 委 员 会 塑 料 管 材 、 管 件 及 阀 门 分技 术 委 员 会 获 悉 , 7项 塑 料 管 材 和 管 件 新 国 家 标 准 已 于 今 年8月 1日 起 正 式 实 施 。这 7项 新 国 标 分 别 为 : T 15819 - 2006灌 溉 用 聚 乙烯 ( 材 由 插 入 式 管 件 引 起 环 境 应 力 开 裂 敏 感 性 的 试 验方 法 和 技 术 要 求 ; T 5836. 1 - 2006建 筑 排 水 用 硬 聚 氯 乙烯 ( 材 ; T