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聚乙烯衬套如何注射成型?
文章出处:精久机械     人气:633     发表时间:2016-05-18
    (1)选材。衬套是一种结构简单、壁特别别薄、料流流程较长的制品。所选用的原材料为低密度聚乙烯。

    2)模具。所用模具为环形料,关键的配合尺寸比较严格,模芯与型腔较为严格对中。但加工出的产品均是单边缺料,且单边缺料位置呈现无规则变化。尽管在模具上和成型压力上做了改进,但还是无法解决此问题。为此,改进了成型工艺,由注射成型改为注射压缩成型,实现了产品完好率达99%以上的目标。

    3)制备工艺。

    ①工艺条件。

    料筒温度:后部140160℃,前部170200℃;

    注射压力:6080MPa

    注射时间:510s

    高压时间:12s

    冷却时间:510s

    成型周期:2030s

    ②工艺控制。

    针对衬套结构特点和注射成型单边缺料的情况进行了认真分析研究,认为缺料的主要原因是物料 的流动性,特别是充模流动性不理想,因此必须降低其黏流态的表观黏度,才能使物料顺利充满型腔。

    根据聚合物的流变学原理,当温度或剪切速率变化时,黏流态的聚合物黏度也相应地发生变化。具体地说,温度的提高有助于聚乙烯大分子链的热运动,使其黏度 降低,而剪切速率的提高,也有助于聚乙烯熔体黏度的下降。

    根据聚合物表观黏度与温度和剪切速率的关系曲线,发现有的聚合物的表观黏度对剪切速率的敏感程度比对温度的敏感程度要强,也就是剪切速率改变时,其表观黏度变化较大,而温度改变时,其表观黏度变化不大。有的聚合物却正好相反。

    聚乙烯的曲线斜率小,黏度随温度的变化率小,当温度在160℃以上时,要进一步降低聚乙烯静观黏度,采取继续升高温度的办法意义不大,可以直观地看到,温度上升到250℃,但黏度下降并不明显;却可能导致聚乙烯发生降解而使产品质量降低。当温度不变的情况下,剪切速率只是稍有增加,黏度就大幅度地降低了。故此应首先选择提高剪切速率,以便大幅度降低物料的黏度而生产出合格的产品。

    对于衬大这样一个特薄壁制品,加之料流流程又较长,当通过提高注射压力和注射速度而降低了黏度的黏流态物料一进入型腔时,就受到模具的冷却而定型。由于壁太薄,流程又长,最早进入型腔而处于流程前端的寻部分熔融物料很快因冷却而推动流动性,由黏流态回到高弹态。这样就抵消了高速高压注射降低黏度的作用。物料形成了前端的高弹态,中部是高黏度的黏流态,后部(包括还未射入型腔的物料)是低黏度的黏流态的现象。当然后部物料 在高压下一定会克服前端阻力,继续向前充模,结果是已回到高弹态的前端物料在哪个方位有薄弱环节(即未来得及完全由黏流态进入高弹态),就会在哪个方位被冲破,因此造成了产品单边充模、单边缺料现象。因为替续器注射时后部物料能冲破的薄弱环节不可能在一个方位上,故而单边又呈无规律状态。

    根据上面的分析研究,找到了能使黏流态的物料在充模的过程中一面充模一面产生并得到一个强大的剪切力,使物料保持黏度有降无增,当充模过程结束时,剪切力随之消失,模具继续冷却而使产品定型的方法。这就是采用的注射压缩成型法或称二次合模注射成型法。

    注射压缩成型法的工艺过程和工艺条件是:首先慢速闭模,但模具不闭严,使模芯前端在型腔里留有一定空间,接着将熔融物料以正常压力和速度注入模腔空间里,然后再以全压快速闭模,将已注入模腔内的熔融物料挤满型腔。这样,在快速闭模动作过程中,模芯和模腔将物料挤满型腔的同时,产生强大的剪切力,物料在这个剪切力的作用下,黏度很快大幅地降低,故能顺利地充满型腔。合模后,剪切力随之立即消失,并不影响模具的快速冷却定型。又由于物料的黏度低,不会在模具内产生足以使模芯和模腔间了发生相对移动的横向作用力,因此产品壁厚各处均能达到产品要求而不会出现单边缺料现象。

    4)效果。

    ①采用注射压缩成型法生产衬套,成品率达99%以上,每班可正常生产1000模左右。

    ②进一步简化模具,降低了模具制造难度和费用。

    ③由于模具采用大流量水冷却,产品生产周期短而质量好。取消了推出板,避免了产品翻口变形。

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