单元五-冲压粉末冶金塑料PPT课件

冲压工艺基础,一、概述板料冲压是在冲床上，利用冲模使板料产生分离或变形,获得零件或毛坯的压力加工方法。通常为冷冲压。超过8mm钢板采用热冲压。1、特点：（1）可制作形状复杂的零件，废料少；（2）精度高，互换性好；（3）能获得重量轻，强度、刚度好的零件；（4）操作方便，生产率高。2、设备：（1）剪床把板料切成条料，为冲压件的毛坯。（2）冲床实现冲压加工。制成所要求的形状和尺寸的产品。,.,3,剪床,51,目录,.,4,冲床,3、板材的分类,1、板材是指各种形状的半成品，如：薄板、中板、厚板、窄带材、带材等。2、按生产方法分类：热轧钢板、冷轧钢板3、按表面特征分类:镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）、镀锡板、复合钢板、彩色、涂层钢板4、按用途分类:桥梁钢板、锅炉钢板、造船钢板、装甲钢板、汽车钢板、屋面钢板、结构钢板、电工钢板（硅钢片）、弹簧钢板及其他5、按厚度分：厚板（4MM以上）、中板（3-4MM）、薄板（3MM以下）,.,6,二、板料冲压的基本工序,分离工序将坯料的一部分和另一部分分开的工序。如落料、冲孔、切断、修边等。,变形工序是坯料的一部分相对余量一部分产生塑性变形而不破裂的工序。如弯曲、拉深、翻边、成形等。,板料冲压的基本工序,（一）分离工序,.,8,（二）变形工序变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破裂的工序，如弯曲、拉深、翻边、成形等。1、弯曲使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序叫弯曲。,弯曲时材料内侧受压缩，外侧受拉伸。当外侧拉应力超过坯料的抗拉强度时，会造成金属破裂。坯料越厚，内弯曲半径r越小，应力越大，越易弯裂。一般，弯曲的最小半径应为（0.251）板厚。材料塑性好，弯曲半径可小一些。,.,9,弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。,与坯料纤维方向垂直,.,10,拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。为避免拉穿，拉伸件直径d与坯料直径D相比，即m=d/D（m叫拉深系数）应在一定范围之内，一般m=0.50.8。m越小，表明拉深件直径越小，变形程度越大，越容易出现拉穿现象。如果拉深系数过小，不允许一次拉的过深，应分几次进行，逐渐增加工件的深度，减小工件的直径，即多次拉深。,2、拉深使坯料变形成开口空心零件的工序,.,11,使带孔坯料孔口周围获得凸缘的工序。内孔翻边（图9-15）和外缘翻边。,3、翻边,.,12,利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序成为成型。用橡皮芯子来增大半成品的中间部分，在凸模轴向压力作用下，对半成品壁产生均匀的侧压力而成形。凹模是可以分开的。,4、成形,（三）实例-冲压工艺编制,以某车型翼子板为例,规划生产线信息,输入,分析,、平面孔数、位置,、负角检查形状、深度,3、纵壁孔数、位置,4、修边条件检查,（三）实例-冲压工艺编制,侧冲孔,直冲孔,整形,45,确认孔与孔的加工方式是否有干涉，如干涉就要分序,翻边,侧冲孔,如果轮罩处有向内的翻边需要研讨5工序,模具结构是否能实现,.,15,冲压模具是实现坯料分离或变形的工艺装备，工作时必须保证冲出合格的制件，同时能适应生产规模的需要，还应使模具制造及维修方便，操作简单、安全可靠。一副完整的冲模应由工作零件、定位零件、卸料零件、导向零件、基础零件及紧固零件六大部分组成。,53,三、冲压模具,按冲压工序的组合程度不同可分为简单模、连续模和复合模三种。（1）简单冲模在一次冲程中，只完成一个冲压工序的冲模，如图353的凸凹模。（2）连续冲模在一次冲程中，在冲模不同部位上完成两道或数道冲压工序的冲模。图354，冲孔和落料同时进行。（3）复合冲模在一次冲程中，在冲模同一部位上完成两道或数道冲压工序的冲模。图355，落料和拉深同时进行。,四、质量知识-缺陷及产生原因,冲压常见缺陷及产生原因,1、落料冲孔（修边）,缺陷：毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺过大凸凹模间隙过大或过小,刃口磨损,导向精度差,凸凹模位置不同心等(2)变形孔距太小,压料板与凹模型面配合不好,间隙过大等；(3)表面划伤操作时有拖、拉等现象；板料在剪切过程中划伤等；(4)尺寸不符上料不到位,定位装置损坏或松动，位置窜动等；(5)少孔冲头折断,冲头长度不够等；,四、质量知识-缺陷及产生原因,冲压常见缺陷及产生原因,2、拉延缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。(1)拉裂凸凹模R角半径过小，压边力过大，材料成形性能差或材料尺寸偏大，凸凹模间隙小，润滑不当，定位不准，凸凹模R角或拉延筋不顺、拉毛等。(2)起皱凸凹模R角半径过大，压边力过小，材料尺寸偏小；凸凹模间隙太大；润滑过甚；定位不准；拉延筋布置不良，高度不够等。,四、质量知识-缺陷及产生原因,冲压常见缺陷及产生原因,2、拉延缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。(3)表面拉伤模具工作表面有伤痕,材料表面有缺陷,润滑油中有杂质或废屑等。(4)波浪、鼓包、凹坑、麻点压边力小，润滑不当、模具型腔脏，材料表面脏，透气孔堵塞，模具型面不平、润滑油脏等。,冲压常见缺陷及产生原因,3、翻边缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛等。(1)翻边不垂直凸凹模间隙过大。(2)翻边高度不一致凸凹模间隙不均匀,定位不准,落料件尺寸不准。(3)翻边拉毛刃口有伤痕,零件表面有杂质,刃口硬度太低;(4)翻边开裂修边时毛刺大,凸凹模间隙太小,翻边处形状有突变。,四、质量知识-缺陷及产生原因,冲压常见缺陷及产生原因,4、回弹、扭曲产生原因(1)回弹弹性变形的回复结果(2)扭曲不均匀塑性变形区释放残余应力的卸载过程各方向的回弹量不一造成扭曲后果造成冲压件尺寸精度与产品设计不符,四、质量知识-缺陷及产生原因,残余应力造成扭曲,冲压常见缺陷及产生原因,4、回弹、扭曲解决措施(1)调整产品设计增加型面筋等(2)调整模具圆角半径半径越小回弹越小(3)增加整形工序对产品进行校形(4)工艺方法变压边力、回弹补偿法,四、质量知识-缺陷及产生原因,冲压常见缺陷及产生原因,5、产品刚性不足（软）产生原因(1)材料本身强度差(2)板料变形量不足解决措施(1)材质变更采用强度相对较高的材料(2)调整压边或拉延筋等，调整拉延模面设计（拉延深度、工艺补充），使板料充分变形,四、质量知识-缺陷及产生原因,冲压常见缺陷及产生原因,6、滑移线和冲击痕（外观件）产生原因产品或者模具设计不合理，导致板料在成形过程中在圆角处发生板料流动，产生滑移线解决措施(1)产品结构变更增大圆角半径；增大面夹角(2)调整拉延模面设计，改善接触状态(3)工艺设计时调整冲压方向、进料阻力，改善滑移状态,四、质量知识-缺陷及产生原因,1.滑移线移动4.0mm；2.滑移线移动8.8mm；3.滑移线移动15.3mm；,.,28,五、板料冲压件的结构工艺性,1、落料和冲孔工序对零件的要求（1）零件的孔形应尽量简单对称，尽量采用圆形、矩形等规则图形，应避免长槽和细长悬臂零件，使排样时的废料降低到最少。,.,29,（2）孔间距离或孔与零件边缘的距离不宜过小，孔径也不能过小，否则会因凸模强度不够而发生折断。所有的直线与直线、曲线与直线的交接应为圆弧连接，转角处圆角半径r与板厚有关，90r（0.30.5）90r（0.60.7）,.,30,（1）弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，以免弯裂。Rmin（0.20.8）（顺着坯料的纤维方向弯曲）或Rmin（0.41.2）（垂直坯料的纤维方向弯曲）。（2）弯曲边不能过短，一般h2。否则难以获得形状准确的工件。（3）如果弯曲附近有孔时，应使孔的位置离开弯曲变形区，否则孔容易变形。,2、弯曲工序对零件的要求,.,31,尽量减少拉深零件的高度，减少拉深次数；弯曲处的圆角半径不宜过小；对拉深零件的精度要求不宜过高；复杂的冲压件可采用冲焊结构，简化冲压工艺。,3、拉深工序对零件的要求,.,32,粉末冶金基础,.,33,一、概述定义：粉末冶金是以金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)为原料，通过成形、烧结或热成形制成金属制品或材料的一种冶金工艺技术。粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺类似，因此人们又常常称粉末冶金方法为“金属陶瓷法”。,材料：粉末冶金材料或制品种类较多，主要有:1、难熔金属及其合金（如钨、钨钼合金）；2、组元彼此不相溶、熔点十分悬殊的特殊性能材料（如钨铜合金型电触头材料）；3、难熔的化合物和金属组成的各种复合材料（如硬质合金、金属陶瓷）等。,.,34,粉末冶金的特点：1）某些特殊性能材料的唯一制造方法；2）可直接制出尺寸准确，表面光洁的零件，是少甚至无切削生产工艺；3）节约材料和加工工时，成本低。4）制品强度较低；5）流动性较差，形状受限制；6）压制成形的压强较高，制品尺寸较小；7）压模成本较高。,.,35,二、粉末冶金基础,粉末冶金的主要工序有粉末制备、粉末预处理、成形、烧结及后处理等。,（一）粉末性能和粉末制备1、粉末性能固态物质按分散程度不同分成致密体、粉末体和胶体三类。致密体或常说的固体：粒径在l以上；胶体微粒：0.1以下；粉末体或简称粉末：介于二者之间。,.,36,金属粉末的性能对其成形和烧结过程以及制品的质量都有重大影响。金属粉末的性能可以用化学成分、物理性能和工艺性能来表征。,（1）.粉末的化学成分粉末的化学成分一般是指主要金属或组元的含量、杂质或夹杂物的含量以及气体的含量。金属或合金粉末中的主要金属含量都不能低于98%99%。粉末中的杂质主要指：1）与主要金属结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属成分，如还原铁粉中的硅、锰、碳、硫、磷、氧等；2）从原料和粉末生产过程中带进的机械夹杂，如二氧化硅、三氧化二铝、硅酸盐、难熔金属或碳化物等酸不溶物。,.,37,3）粉末表面吸附的氧、水汽和其他气体（N2、CO2）。（2）.粉末的物理性能粉末的物理性能：粉末颗粒大小和粒度组成、粉末颗粒形状与结构、显微硬度、粉末比表面、粉末真密度以及粉末颗粒的晶格状态。在技术条件中，通常只规定各级粉末颗粒的百分含量粒度组成或筛分组成。1）颗粒形状：主要由粉末的生产方法决定，同时也与物质的分子或原子排列的结晶几何学因素有关；决定粉末工艺性能。2）粒度组成：指不同粒度的颗粒占全部粉末的百分含量，又称粒度分布。3）粉末比表面：指每克粉末所具有的总表面积，通常用cm2/g或m2/g表示。,.,38,（3）.粉末的工艺性能粉末的工艺性能用粉末的松装密度、流动性、压缩性与成形性来表征。1）松装密度是指粉末试样自然地充填规定的容器时，单位体积内粉末的质量，单位为gcm3。2）流动性是50g粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为s50g，其倒数是单位时间内流出粉末的重量，俗称为流速。3）压缩性代表粉末在压制过程中被压紧的能力，通常以在规定单位压力下粉末的压坯密度表示。4）成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，通常用粉末得以成形所需的最小单位压制力表示或用压坯强度来表示。,.,39,2、粉末的制备金属粉末的制取方法可分成两大类：机械法和物理化学法。机械法是将原材料磨碎成粉而不改变原材料的化学成分的方法。如将金属切削成粉末颗粒；把金属研磨成粉末；液态金属的制粒和雾化。物理化学法是在制取粉末过程中，使原材料受到化学或物理的作用，而使其化学成分和集聚状态发生变化的工艺过程。还原金属氧化物、电解水溶液或熔盐、热离解羰基化合物、冷凝金属蒸汽、晶间腐蚀和电腐蚀法等。物理化学制粉法是以还原和离解等化学反应为基础的。工业上普遍采用的有：氧化物还原法、电解法、热离解法、球磨法、涡旋研磨法、雾化法。,.,40,（二）粉末的成形,1、成形方法成形是粉末冶金工艺的重要步骤。成形的目的是制得具有一定形状、尺寸、密度和强度的压坯。粉末冶金常用的成形方法如下所示。模压成形是最基本方法。,.,41,（1）.粉末预处理预处理包括：粉末退火，筛分，混合，制粒，加润滑剂等。粉末的预先退火可使氧化物还原，降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度；同时，还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构。筛分的目的在于把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。混合一般是指将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀的过程。混合可采用机械法和化学法。制粒是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，以此来改善粉末的流动性。,2、压制成形,.,42,（2）.压制成形压模压制是将置于压模内的松散粉末施加一定的压力后，成为具有一定尺寸、形状和一定密度、强度的压坯，如图5-2是压模示意图。粉末的压缩过程一般采用压坯密度成形压力曲线来表示，如图5-3所示。压坯密度变化分为三个阶段。滑动阶段：在压力作用下粉末颗粒发生相对位移，填充孔隙，压坯密度随压力增加而急剧增加；二是粉末体出现压缩阻力，即使再加压其孔隙度不能再减少，密度不随压力增高而明显变化；三是当压力超过粉末颗粒的临界压力时，粉末颗粒开始变形，从而使其密度又随压力增高而增加。,图5-2模压示意图,图5-3压坯密度与压力,.,43,压坯密度分布不均匀：用石墨粉作隔层的单向压制实验，得到如图5-4所示的压坯形状，各层的厚度和形状均发生了变化，由图5-5可知在任何垂直面上，上层密度比下层密度大；在水平面上，接近上模冲的断面的密度分布是两边大，中间小；而远离上模冲的截面的密度分别是中间大，两边小。因为粉末体在压模内受力后向各个方向流动，于是引起垂直于压模壁的侧压力。侧压力引起摩擦力，会使压坯在高度方向存在明显的压力降。,a)压制前b)压制后图5-4用石墨粉作隔层的单向压坯,a）单向压制b)双向压制图5-5压坯密度沿高度分布图,.,44,为了改善压坯密度的不均匀性，一般采取以下措施：1）减小摩擦力：模具内壁上涂抹润滑油或采用内壁更光洁的模具；2）采用双向压制以改善压坯密度分布的不均匀性，如图5-5所示；3）模具设计时尽量降低高径比。,粉末的压制一般在普通机械式压力机或液压机上进行。常用的压力机吨位一般为5005000kN。,.,45,（三）、烧结烧结是将压坯按一定的规范加热到规定温度并保温一段时间，使压坯获得一定的物理及力学性能的工序。烧结机理：粉末的表面能大，结构缺陷多，处于活性状态的原子也多，它们力图把本身的能量降低。将压坯加热到高温，为粉末原子所储存的能量释放创造了条件，由此引起粉末物质的迁移，使粉末体的接触面积增大，导致孔隙减少，密度增高，强度增加，形成了烧结。固相烧结：烧结发生在低于其组成成分熔点的温度，如普通铁基粉末冶金轴承烧结。液相烧结：烧结发生在两种组成成分熔点之间。如硬质合金与金属陶瓷制品的烧结。液相烧结时，在液相表面张力的作用下，颗粒相互靠紧，故烧结速度快、制品强度高。,.,46,烧结时的影响因素：烧结温度、烧结时间和大气环境，粉末材料、颗粒尺寸及形状、表面特性以及压制压力等。常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛见表5-1。烧结温度过高或时间过长，都会使压坯歪曲和变形，其晶粒亦大，产生所谓“过烧”的废品；如烧结温度过低或时间过短，则产品的结合强度等性能达不到要求，产生所谓“欠烧”的废品。,表5-1常用粉末冶金制品的烧结温度与烧结气氛,.,47,（四）、后处理,后处理的方法按其目的不同，有以下几种：1）为提高制件的物理及力学性能，方法有：复压、复烧、浸油、热锻与热复压、热处理及化学热处理。2）为改善制件表面的耐腐蚀性，方法有：水蒸气处理、磷化处理、电镀等。3）为提高制件的形状与尺寸精度，方法有：精整、机械加工等。4）熔渗处理，它是将低熔点金属或合金渗入到多孔烧结制作的孔隙中去，以增加烧结件的密度、强度、塑性或冲击韧度。,.,48,三、粉末冶金模具,粉末冶金模具主要是指在粉末压制成形、烧结、后处理等工序中所用到的模具。根据用途可分为：压模、精整模、复压模、锻模、挤压模、热压模、等静压模、粉浆浇铸模、松装烧结模等。按制作材料又可分为：钢模、硬质合金模、石墨模、塑料橡皮模和石膏模等。在工业生产中应用最广泛的是压制、精整、复压和锻造用的钢模及硬质合金模。本节重点介绍压模的几种常见类型。,.,49,1、单向压模,单向压模在压制过程中，相对于阴模运动的只有一个模冲，或是上模冲或是下模冲。如图5-7是压制轴套类压坯的单向手动压模，其基本组成部分有阴模、上模冲、下模冲和芯杆。一般只用来生产高度不大（高径比H/D1）、形状简单的零件。,图5-7单向手动压模,.,50,2双向压模,双向压制的特点是：上下模冲相对阴模都有移动，模腔内粉末体受到两个方向的压缩，或下模冲固定不动，由上模冲和阴模对着下模冲做不同距离的移动，实现双向压制。如图5-8所示为压制套类压坯的双向手动压模。一般用来生产实体类压坯的高径比HD1或管套类压坯的高度与壁厚之比HT3的零件。,图5-8双向手动压模,.,51,3摩擦芯杆压模摩擦芯杆压模压制特点：芯杆和上模冲同速同向对着固定的阴模和下模冲移动压缩粉末体，或者是阴模和上模冲同速同向对着固定的芯杆和下模冲运动压缩粉末体。如图5-9所示为套类零件摩擦芯杆浮动压模。一般用于压制较长的薄壁套类零件的压坯。,图5-9摩擦芯杆浮动压模,.,52,组合压模是几种压制方式（如单向压制、双向压制和摩擦芯杆压制等）及其压模结构的综合运用。即在设计压制模具时，综合各种压模的结构特点，设计成多种形状的组合模冲来完成复杂零件的压制成形工序，并采取几种压制方式综合运用来保证压坯质量；所以，组合压模是形式最多且应用最广泛的压模结构。,4组合压模,.,53,四、粉末冶金制品结构工艺性,总的原则：零件应尽量平整简单。不带倒角、尖角、凸起、凹槽以及内外螺纹、倒锥度等。考虑的因素：1、压制不能困难，模具尽量简化；2、易脱模；3、粉末要均匀填充，密度要均匀；4、注意压模的强度和寿命。,.,54,塑料成型工艺基础,.,55,A、塑料概论,一、树脂和塑料,1塑料的概念,以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机材料。,塑料,.,56,指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。,一、树脂和塑料,2树脂的概念,A、塑料概论,树脂,.,57,A、塑料概论,一、树脂和塑料,3树脂的分类,是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。,是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。,天然树脂,合成树脂,.,58,4、塑料的组成,1.树脂6.固化剂2.填充剂7.着色剂3.增塑剂8.抗静电剂4.稳定剂9.发泡剂5.润滑剂10.阻燃剂,.,59,塑料原料如下图所示,.,60,A、塑料概论,二、塑料的分类,1按塑料的物理化学性能分：,指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线型或支链型结构。(变化过程可逆)如：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PS（聚苯乙烯）、ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、PA（聚酰胺）、POM（聚甲醛）、PC（聚碳酸酯）等,热塑性塑料,.,61,A、塑料概论,在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料，其分子结构最终为体型结构。（变化过程不可逆）（酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、聚邻苯二甲酸、二烯丙酯、有机硅塑料、硅酮塑料）,二、塑料的分类,热固性塑料,热塑性塑料常采用注射、挤出或吹塑等方法成型。热固性塑料常采用压缩或压注等方法成型。,.,62,A、塑料概论,一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等）应用于特殊要求的塑料。,一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。ABS、PA、POM、PC、PPO（聚苯醚）、PSF（聚砜）及各种增强塑料。,一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如：PE、PP、PVC、PS（聚苯乙烯）、PF（酚醛）和氨基塑料六大类。,二、塑料的分类,2按塑料的用途分：,特种塑料,工程塑料,通用塑料,.,63,A、塑料概论,三、塑料的特性,1.质轻、比强度高。,2.优异的电绝缘性能。,3.优良的化学稳定性能。,4.减摩、耐磨性能好。,5.透光及防护性能。,6.减震、消音性能优良。7.成型加工方便8.粘结性能好9.着色性能较强10.导热率低11.收缩率高12.对温度敏感性大,.,64,一、塑料的工艺性能,（一）、热塑性塑料的工艺性能,1.收缩性,塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。,成型收缩的形式：,塑件的线尺寸收缩,收缩方向性,后收缩,后处理收缩,B、塑料及模塑成型工艺,.,65,影响收缩的基本因素：,塑料品种塑件特性进料口的形式、尺寸、分布成型条件,（一）、热塑性塑料的工艺性能,1.收缩性,收缩率的计算：,塑件的成型收缩值可用以下公式来表示。,.,66,（一）、热塑性塑料的工艺性能,2.流动性,塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。,流动性好、流动性中等、流动性差,分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。,常用塑料根据它的流动性可分为三类：,.,67,（一）、热塑性塑料的工艺性能,2.流动性,流动性好的有：尼龙（PA）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、醋酸纤维素（CA）。流动性中等的有：ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）、有机玻璃、聚甲醛（POM）、聚氯醚。流动性差的有：聚碳酸酯（PC）、硬聚氯乙烯（UPVC）、聚苯醚（PPO）、聚砜（PSF）、氟塑料。,.,68,凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。,（一）、热塑性塑料的工艺性能,2.流动性,影响流动性的主要因素：,模具结构,压力,温度,料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。,注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大。,.,69,（一）、热塑性塑料的工艺性能,3.结晶性,所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。,结晶型塑料非结晶型（又称无定形）塑料,.,70,（一）、热塑性塑料的工艺性能,3.结晶性,无定形料为透明（如有机玻璃等）,一般结晶性塑料为不透明或半透明,例外：,聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性ABS为无定形塑料但却并不透明,.,71,（一）、热塑性塑料的工艺性能,3.结晶性,结晶型塑料在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项:,冷凝时放出热量大，要充分冷却。,料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。,.,72,有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性。,对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。,4.热敏性及水敏性,热敏性,（一）、热塑性塑料的工艺性能,水敏性,.,73,5.吸湿性,（一）、热塑性塑料的工艺性能,吸湿性,据此，塑料大致可分为以下两种：,不吸水也不易粘附水分,吸湿、粘附水分,聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜,聚乙烯、聚丙烯,塑料对水分的亲疏程度,.,74,是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。,是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。,应力开裂,（一）、热塑性塑料的工艺性能,6.应力开裂及熔体破裂,熔体破裂,.,75,（一）、热塑性塑料的工艺性能,指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。,7.相容性(共混性),相容性,8.塑料状态与加工性,温度对于塑料的加工有着重要的影响。随着加工温度的逐渐升高，塑料将经历玻璃态、高弹态、粘流态直至分解。处于不同状态下的塑料表现出不同的性能，这些性能在很大程度上决定了塑料对加工的适应性。下面以热塑性塑料为例说明在各种状态下塑料与加工方法的关系。,.,76,一、塑料的工艺性能,热固性塑料收缩的表现形式、影响因素和计算方法与热塑性塑料基本相同。,（二）、热固性塑料的工艺性能,1.收缩性,B、塑料及模塑成型工艺,热固性塑料流动性通常以拉西格流动性（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。,2.流动性,.,77,每一品种的热固性塑料通常分三个不同等级的流动性：,（二）、热固性塑料的工艺性能,2.流动性,拉西格流动值为100-130mm：适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；,拉西格流动值为131-150mm：用于压制中等复杂程度的塑件；,拉西格流动值为151-180mm：可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压注成型。,.,78,（二）、热固性塑料的工艺性能,2.流动性,影响流动性的因素：,塑料品种,模具结构,成型工艺,一般树脂分子量小,填料颗粒细且呈球状,水、增塑剂、润滑剂含量高的，流动性大。,模具成型表面光滑、型腔形状简单，有利于改善流动性。,采用预压锭及先预热，提高成型压力，提高成型温度（在低于塑料硬化温度的条件下）等都能提高塑料的流动性。,.,79,（二）、热固性塑料的工艺性能,2.流动性,流动性对成型的影响：,流动性过小则填充不足，不易成型，成型压力增大。,流动性过大溢料过多，填充不密实，塑件组织疏松，树脂与填料混合不均，易粘模，脱模和清理困难及早硬化等缺陷；,.,80,（二）、热固性塑料的工艺性能,3.比容和压缩率,比容,压缩率,每一克塑料所占有的体积（以厘米3/克计）。,塑粉与塑件两者体积或比容之比值（其值恒大于1）。,在热固性塑料的成型过程中，树脂发生交联反应，分子结构由线型变为体型，塑料由既可熔又可溶变为既不熔又不溶的状态，在成型工艺中把这一过程称为固化（熟化）。,4.固化特性,.,81,（二）、热固性塑料的工艺性能,5.水分及挥发物含量,塑料生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收。,是成型过程中化学反应的副产物。,（流动、收缩、气泡、气味等）,（预热干燥，开排气槽，加排气工步）,处理方法：,产生的影响：,来源：,.,82,（二）、热固性塑料的工艺性能,6.热固性塑料受热时的物理状态,热固性塑料：,化学作用使分子结构由线性变为网状，分子停止运动，塑料硬化成坚硬的固体。,加热时很快由固态变成粘流态；,.,83,表1-2热塑性塑料与热固性塑料有关成型方面的区别,.,84,一、注射成型原理及分类1注射成型原理注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理就是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品,C、注射成型原理及工艺,.,85,注射成型(InjectionMolding)，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。,注射成型原理如下图所示。,.,86,注射成型特点：成形周期短，能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件；对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）及一些热固性塑料均可用此方法成型；生产效率高，易于实现自动化生产。它广泛应用于各种塑料制件生产中，其产品占目前塑料制件生产的30左右。应当注意的是，注射成型设备价格及模具制造费用较高，对于单件及小批量生产不宜采用此法。,.,87,合模单元,注射单元,二、注射成型设备,1.注射机的主要作用,顶件,开模与合模动作,注射结束，进行保压与补缩,在一定压力和速度下将塑料注入型腔,加热熔融塑料，达粘流态,.,88,2.注射机的分类,按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。,XS-ZY-500：表示最大注射量为500cm3的注射机S：塑料X：成型Z：注射机Y：螺杆式S-ZY-190/90：注射量为190cm3、锁模力为90tSYS-30：表示最大注射量为30g的立式注射机,.,89,三、注射成型工艺,注射过程,成型后处理,成型前准备,原料的检验、染色和干燥,模具清理,嵌件预热,料筒清理,退火,调湿,.,90,1.成型前准备,质量体积,流动性,水分及挥发物含量,收缩率,烘箱干燥,红外线干燥,热板干燥,高频干燥,原料检验,原料染色,原料干燥,.,91,2.注射过程,原料检验预处理,合模,注射,装入料斗,保压,脱模,装入嵌件,清理料筒清理模具涂脱模剂,嵌件清理、预热,预塑化,塑件后处理,冷却,.,92,3.注射成型后处理,放在一定温度的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。,将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100120)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。,退火：,调湿：,退火的温度：高于使用温度1020，低于热变形温度1020。,.,93,D塑件常见缺陷充填不足，毛边，收缩下陷，变形，熔合线，流痕，喷流痕，银条，烧焦，黑条，气泡，破裂，白化，表面光泽不良，表面剥离，成品粘模，浇道粘模，黑点等,.,94,翹曲/變形photo客戶一般規格=產品總長度的4/1000(單向),品名:Basedockingdoor-F,.,95,融合線(或稱為-結合線;合膠線)photo客戶一般規格=橫向刮過不可有停頓感及裂痕,品名:LcdBezel,.,96,流痕photo客戶一般規格=不允許(公/母模面要求相同),品名:DVDLowercase,.,97,銀紋photo客戶一般規格=不允許(公/母模面要求相同),品名:Pcmciadoor,.,98,光澤不均(色澤黯淡)Photo客戶一般規格=若為局部可限樣,品名:VM1HingecoverR-L,.,99,埋植不良(偏移;傾斜)Photo客戶一般規格=不允許.,Mold-InLeaning,品名:BASE,.,100,充填不足Photo客戶一般規格=若不影響嵌合/組配,可允收一定數量但需改善.,品名:LCDCOVER,.,101,模具傷痕及拖痕Photo客戶一般規格=不允收,品名:BASEdockingdoor區域公模面側壁,.,102,毛頭(毛刺)過多Photo客戶一般規格:0.10mm以下,若為A級外觀面則不允許.,品名:Hingecover-R,.,103,E、塑件的结构工艺性,1.表面形状,避免了侧抽芯或瓣合分型的模具，有利于成型,塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型,塑件外侧凹，必须采用瓣合凹模，使模具结构复杂，塑件表面有接缝,应避免塑件表面横向凸台，以便于脱模,.,104,将横向侧孔改为垂直向孔，可免去侧抽芯机构,改变制件形状，避免了侧抽芯,.,105,2.脱模斜度,为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。,脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。,.,106,脱模斜度方向,内形以小