注塑成型技术
第一章成型材料
第一节 注射成型的进展
近年来无论在注塑理论和实践方面,还是在注塑工艺和成型设备方面都有较深
的研究和进展。
注塑时,首先遇到的是注塑的可成型性,这是衡量塑料能否快速和容易地成型
出合乎质量要求的 品。并希望能在满足质量要求的前提下,以最短注塑周期进
行高效率生产。
不同的高分子材料对其加工的工艺条件及设备的 感性 别很大,材料 性和工
艺条件将最终影响塑料制品的 理机械性能,因此全面了解注塑周期内的工作程
序,搞清可成型性和成型工艺条件及各种因素的相互作用和影响,对注塑加工有
重要意义。
在对充模压力的影响实验表明:高聚物的非牛顿特性越强,则需要的压越低;
结晶型比非结晶型高聚物制品有更大的收收缩,在相变中比容变化较大。
在对注塑过程中大分子取向的机理研究证明聚合物熔体受剪切变形时,大分子
由无规卷曲状态解开,并向流动方向延伸和有规则的排列,如果熔体很快冷却到
相变温度以下,则大分子没有足够的时间松 和恢复到它原来的无规则卷曲的构
象程度,这时的聚合物就要处于冻结取向状态,这种冻结取向使注塑制品在双折
射热传导以及力学性质方面显示出各向导性。由于流变学和聚合物凝固过程的形
变原因,制品取向可能在一个方向占优势形成单轴取向,也可能在两个方向上占
优势,形成双轴取向。双轴取向会使制品得到综合的机械特性,所以在注塑制品
中总希望得到双轴取向制品。而在纡维抽丝过程中却希望得到单轴取向。
对于取向分布的试验表明:取向最大是发生在距离制件表面 20%的厚度处,发
现取向程度随熔体温度与模温减小而增加,而提高注射压力或延长注射时间会增
加制品的取向程度。
对聚苯乙烯试样表明:拉伸强度在平行取向方向上随取向度增加而提高,在垂
直方向上则下降。
对聚甲醛的观察表明:注射时间的加长会使过渡晶区的厚度增加,注射压力的
提高会使制品断裂伸长加大。
测试表明:注塑的残余应力与应变对制品质量有着重要影响,一般注塑制品有
三种残余应变形式;A 伴随热应力而产生的应变,B 与分子冻结取向相关的残余
应变,C 形体应变,对一般塑料而言注射压力的增加会增加制品中的残余应力,
而对 ABS 不十分明显。
对于制件拉伸特点的分布研究表明:一般聚合物的密度增加会提高拉伸强度,
断裂伸长率和硬度,使冲击强度降低。
粘弹性:注塑过程中在靠近浇口处由于高的形变速率和运动学不稳定性,可能
产生足够大的粘弹效应,在前缘附近聚合物熔体受到切向拉伸,这种变形型式可
称为喷泉效应,对薄模腔的高弹性聚合物熔体流动的前缘,在模腔厚度,宽度发
生阶梯变化的地方,以及浇口附近应该着重考虑粘弹效应。
综上所述,如何能把这些理论应用到生产实践中去,改善工艺过程中的控制以
减少材料,劳动量,达到缩短周期和减少废品的目的。
第二节 常用塑料
一述.
塑料它可以是纯的树脂,也可以是加有各种添加剂的混合物,树脂起粘结剂
作用。所加添加料的目的是用来改善纯树脂的物理机械性能,改善加工性能或者
为了节约树脂。
因此,塑料最基本的物理化学性质是由树脂的性质所决定的。树脂可分天然
树脂和人造树脂,后者又称合成树脂。
树脂都属高聚物,这些高聚物有独特的分子内部结构与分子外部结构。高分
子内部结构决定了高聚物最基本的物理化学性质;而高分子外部结构则决定高聚
物的加工性能和物理机械性能。
聚合物按链之间在凝固后的结构形态可分非结晶型(无定型),半结晶型和
结晶型。所以塑料也有无定型和结晶型之分。
结晶型塑料在凝固时,有晶核到晶粒的生成过程,形成一定的体态。如 PE,
PP,PA,POM,等均属结晶型。
无定型塑料在凝固时,没有晶核与晶粒的生长过程只是自由的大分子链的“冻
结”如 PS,PVC,PMMA,PC 等。
又按其塑料对热作用的反映,可分热塑性塑料与热固性塑料两类:热塑性塑
料的特点是加热可以软化,冷却时又重返固态。这一可逆过程,可以反复多次。
如:PS,PVC,PA,PP,POM 等;而热固性塑料特点是在某一温度下能转变成
可塑性熔体,但如果继续提高温度,延长加热时间高分子内部将产生交联作用而
固化。再不能用加热方法使其软化到原始状态,不能反复加工。如:环氧,呋喃,
氨基,酚醛等。
二常用塑料
(1)聚烯烃,聚烯烃是烯烃高聚物的总称,一般是指乙烯,丙烯,丁烯的均
聚物与共聚物。主要品种有:低密度聚乙烯(LDPE),线型低密度聚乙烯
(LLDPE),中密度聚乙烯(MDPE),高密度聚乙烯(HDPE),超高分子量
聚乙烯(UHMPE),氯化聚乙烯(CPE);乙烯-丙烯共聚物,乙烯-醋酸乙烯共
聚物(EVA);聚丙烯(PP),氯化聚丙烯(PPC),增强聚丙烯(RPP)聚丁
烯(PB)等。
(2)氯乙烯(PVC)注塑用聚氯乙烯是悬浮聚合产品,按其颗粒形态有紧密
型和疏松型。
聚氯乙烯的改性品种有:氯化聚氯乙烯(CPVC),氯乙烯-醋酸乙烯共聚物,
氯乙烯-偏氯乙烯共聚物(PVDC),氯乙烯-乙丙橡胶接枝共聚物,耐寒 PVC 即
氯乙烯与马来酸酐的共聚物。
注塑用 PVC 有两类:一种是湿混造粒,即把各种添加剂.稳定剂.加工助
剂.润滑剂.冲击改性剂.复合稳定剂等混合后挤出造粒。另一种是干混料不造
粒的粉状聚氯乙烯。
苯乙烯系树脂.苯乙烯系树脂是指苯乙烯的均聚物与共聚物树脂的总称。近
年来为改善其脆性和耐热温度低的缺点,采用与橡胶等共混和接枝的方法发展一
系列改性品种。如与丙烯腈,丁二烯,a-甲基苯乙烯,甲基丙烯酸甲脂,马来酸
酐等二元共聚物可改善耐热性和脆性;与丙烯腈丁二烯的共聚物 ABS 是冲击韧
性和加工性能很好的工程塑料。
目前苯乙烯系塑料有通用级,发泡级,冲击级和 AS,ABS 等,AS 有通用
级 AS(I)与耐热级 AS(II)。
(4)丙烯酸脂类,丙烯酸脂类塑料通常包括聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)
俗称有机玻璃,以及纤维聚合物丙烯腈。这都是从丙烯酸衍生的高聚物。
供注塑级的 PMMA 用悬浮聚合制成,有通用级耐热级和高流动级。
(5)酰胺树脂聚. 酰胺树脂聚又称尼龙(PA)是早的工程塑料品种之一,
用作纤维时称绵纶。我国有 PA6,PA610,PA612,PA66,PA1010 以及高碳尼
龙,PA66 与弹性接枝共混的超韧性 PA,还有芳香聚酰胺等。
(6)线性聚脂类.在聚合物链节中含有脂链或醚链,而无支链和交联结构的
树脂统称为线性聚脂或线性聚醚。国产有:聚碳酸酯双酚 A 型(PC),改性聚
碳酸酯,聚对苯二甲酸乙二脂(涤纶,PET)聚对苯二甲酸丁二脂(PBT)聚芳
脂(双酚 A 型),聚甲醛(POM)等。
PC 是一种无定型的热塑性聚合物,纯 PC 虽有好的综合性能,但容易应力
开裂,耐磨性及流动性不良,目前多采用 PE,ABS,PS,PMMA,与之进行共
混以克服上述缺陷。
PET 大部作纤维少部用于薄膜,而注塑成型用的多是玻璃纤维增强
(FRPET),PBT 与 PET 都属结晶型热塑性线型聚脂。
聚芳脂(双酚 A 型),这是与 PC 相似的无定型工程塑料
聚甲醛(POM)有均聚和共聚两种,都是结晶型 聚合物。均聚比共聚 POM
热稳定性差加工温度范围窄。此外还有含油 POM 这是在 POM 内加液体润滑油
和硬脂酸盐类的表面活性剂的共聚物。含油 POM 摩擦系数小,物料不易输送所
以常用开槽料筒的注塑机进行生产。
(7)氟塑料. 氟塑料品种有:聚四乙烯(PTFE),聚四乙烯与六氟丙烯酸
共聚物(FEP),三氟乙烯(PCTFE),聚偏氟乙烯(PVDF)聚氟乙烯(PVF)
等。
PCTFE 从分子结构上看与 PTFE 主要的区别在于有氯原子存在,从而破坏
了 PTFE 对称性,降低了大分子链堆砌,使其增加挠性。PCTFE 对热较敏感,易
于高温下分解。聚偏氟乙烯(PVDF),是一种白色粉末状,结晶型热塑性树脂。
(8)纤维素塑料,纤维素塑料是指由天然纤维素与无机或有机酸作用产生
的纤维素树脂再加上增塑剂而制成。纤维素是最古老的半合成型的热塑性塑料,
常用的有硝酸纤维素醋酸纤维素,醋酸丁酸纤维素,用于注塑的以醋酸纤维素为
主。
(9)耐高温型树脂,这类有聚砜,聚芳砜,聚苯醚砜,聚苯硫醚,聚苯醚,
聚酰亚胺。这类聚合物由于在分子主链上含有亚芳基或杂环结构,因此具有耐高
温,耐辐射的能力,并兼有很高的强度和尺寸稳定性。
聚砜(PSF),双酚 A 聚砜属线性热塑性聚合物,虽然有正规结构,但仍然
是无定型结构形态。聚砜的粘度较大而且对温度的依赖性要比对剪切速率大。这
一点正与聚乙烯相反而与聚碳醋酯类却相近。在注塑中,当剪切速率低时,温度
对其膨胀效应的影响不明显。
聚苯醚砜(PES),在其分子结构中不含有脂肪族基团,因此对耐热性和抗
氧性较好。可在 180~200 度范围内长期使用,熔融温度 50~350 度。
聚苯醚(PPO),PPO 和其他许多热塑性塑料不同;熔体的流变性能接近牛
顿型流体,粘度对剪切速率并没有明显的依赖性。用于注塑的还有改性聚苯醚及
氯化聚醚。
聚苯硫醚(PPS,雷腾),是一种新型工程塑料它具有优良的综合性能,是
目前作轴颈与轴承的最好村料。PSS 原粉熔融后流动性很大,直接加工困难因此
必须经过交联预处理,提高流动性。注塑用有粉料与可粒料两种。PSS 的注塑
与 HDPE 十分相似所不同是 PSS 要求成型 温度高些:在此 343 度时其流动性相
当于 HDPE 的流动。
三 理常用填料
注塑材料常用的填料有一般填料,金属填料,有机填料,短纤维填料与长纤
维填料。加入这些填料可降低注塑制品的成本,提高经济效益可改善物理机械性
能,化学性能以及光电性能;可改善加工性能,流变性能,降低粘度,提高分散
作用。
一般填料有石灰石,碳酸钙,滑石粉,硅酸钙,云母,氢氧化铝,硫酸钙,以及
农副产品等。
有机填料是目前塑料制品中的主要填料,有天然材料和合成材料,包括:木
材,木粉,胡核的壳皮,棉植纤维素等;合成材料有再生纤维素,包括:人造织
物,聚丙烯腈纤维,尼龙纤维,聚酯纤维等。
加到注塑材料中的一些填料,需要用表面改性剂进行处理,处理过程遵循界
面化学理论,填料与聚合物表面的湿润理论酸碱的相互作用理论,以及混合理论
赋予材料一些优良性质。
目前常用的表面改性剂有硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂,有机硅处理剂等。这
些表面改性剂加上后,能进一步提高填料效能。
第二章 塑料的物理性能
第一节 塑料的物理性能
物料的性能与注塑条件和制品质量有密切关系。注塑材料大部分是颗粒状,
这些固体物料装入料斗时,一般要先经过预热,排除湿气,然后再经过螺杆的压
缩输送和塑化作用,在料筒中需要经过较长的热历程才被螺杆推入模腔,经过压
力保持阶段再冷却定型。影响这个过程的主要因素是物料,温度,料筒温度,充
模压力,速度。高分子物料加工的工艺性能,分子链的内部结构,分子量大小及
其分布,而且还取决高分子的外部结构。注塑的工艺性与高分子材料的相对密度,
导热系数,比热容,玻璃化与结晶温度,熔化,分解温度以及加工中所表现的力
学性能,流变性能等有密切关系。
一, 一般物理性能
1 总热容量
总热容量是指注塑物料在注塑工艺温度下的总热容量。
2 熔化热
熔化热又称熔化潜热,是结晶型聚合物在形成或熔化晶体时所需要的能量。
这部分能量是用来熔化高分子结晶结构的,所以注塑结晶型聚合物时要比注塑非
结晶型料达到指定熔化温度下所需的能量要多。
对于非结晶型聚合物无需熔化潜热。使 POM 达到注塑温度需热约
452/g( 只需要 375J/g 即可熔化。
3 比热容
比热容是单位重量的物料温度上升 1 度时所需热量[J/]。
不同高聚物的比热容是不同的,结晶型比非对面型要高。因为加热聚合物时,
补充的热能不仅要消耗在温度升上,还要消耗在使高分子结构的变化上,结晶型
必须补充熔化潜热所需的热泪盈眶量才能使物料熔化。
注塑过程中,塑料加热或冷却特性是由聚合物的热含量与温差所决定的。热
传递速率正比于被加热材料和热源之间的温差。
一般冷却要比熔化快,因为大体上料筒与物料温差小,熔料与模具温差大。
加热时间取决于料筒内壁与料层之间的温差和料层厚度。
4 热扩散系数
热扩散系数是指温度在加热物料中传递的速度,又称导热系数其值是由单位
质量的物料温度升高 1 度时所需的热量(比热容)和材料吸收热量的速度(导热
系数)来决定。
压力对热扩散系数影响小,温度对其影响较大。
5 导热系数
导热系数反映了材料传播热量的速度。导热系数愈高,材料内热传递愈快。
由于聚合物导热系数很低,所以无论在料筒中加热还是其熔体在模具中冷却,均
需花一定时间。为了提高加热和冷却效率,需采取一些技术措施。如:加热料筒
要求有一定的厚度,这不仅是考虑强度,同时也是为了增加热惯性,保证物料能
良好稳定地传热,有时还利用聚合物的低导热特性,采用热流道模具等。聚合物
导热系数随温度升高而增加。结晶型塑料的导热系数对温度的依赖性要比非结晶
型的显著。
6 密度与比容
密度增加会使制品中的气体和溶剂渗透率减少,但是使制品的拉伸强度,
断裂伸长,刚度硬度以及软化温度提高;使压缩性,冲击强度,流动性,耐蠕变
性能降低。
在注塑过程中,聚合物经历着冷却—加热—冷却反复的热过程温度,梯度
和聚合物形态的变化都很大,所以密度也在不断地发生变化,这对注塑制品质量
起着重要的影响。
比容反映了单位物质所占有的体积。这是一个衡量在不同工艺条件下高分
子结构所占有的空间,各种状态下的膨胀与压缩,制品的尺寸收缩等方面是非常
重要的参数。
7 膨胀系数与压缩系数
比容在恒压下由温度而引起的变化,即为膨胀系数。聚合物从高温到低
温表现出比容逐渐减少的收缩特性。聚合物比容不仅取决于温度而且取决于压力。
聚合物比容在不同温度下都随压力而变化,压力增高比容减小而密度加大。这种
性质对于用压力来控制制品的质量和尺寸精度有重要意义。
二 聚合物的热物理性能
1 玻璃化温度
聚合物的玻璃化温度是指线型非结晶型聚合物由玻璃态向高弹态或者由后
者向前者的较变温度。就是大分子链段本身开始变形的温度当温度高于玻璃化温
度时,大分子链开始自由活动,但还不是整个分子链段的运动。这时表现出高弹
性的橡胶性能;当低于玻璃化温度时,链段被冻结变成坚硬的固态或玻璃态。橡
胶的玻璃化温度低于室温。所以橡胶在常温下处于高弹态。而其它塑料在常温下
是处于脆韧性的玻璃态。
高聚物的自由体积理论认为,高聚物分子结构所占有的整个体积分成两部分。
一部分是分子链所占有的空间,而另一部分是分子链之间的自由空间。当温度降
低时分子链动能减少,自由空间减少,当温度升高时,分子链段动能增加,自由
空间也增加:当温度达到玻璃化时,急剧产生内聚力,聚合物膨胀,链段开始旋
转,链段拥有的能量足以使链段活动起来所以自由空间的体积突然增加。
高聚物在玻璃化温度以上的总自由体积等于玻璃化温度下的自由体积与热
膨胀系数乗以温升之和。在预塑化时,位于螺槽中的高分子固态物料,在升至玻
璃化温度以后,随着温度的升高物料自由体积会增加,其比容也会加大,但由于
螺槽容积的限制会使物料产生内压,并有加速固体床的作用。
当高聚物的物理形态发生变化时,许多物理性质如比热容,比容,密度,导
热系数,膨胀系数,折光指数,介电常数等都跟着变化,因此利用这些关系可以
测定聚合物相变温度和高聚物性质。
对于理解塑料在料筒中加热,塑料化过程中从加料段向压缩段物态转变,温
升,温升速率,螺杆转速,背压等工艺因素的影响将起重要作用。这些对于控制
制品脱模时的物性状态,顶出温度和顶出时间是重要的。
2 熔化温度(熔点)
熔化温度是指结晶型聚合物从高分子链结构的三维有序态转变为无序的粘
流态时的温度。转变点(熔点)对于低分子材料来说,熔化过程是非常窄的,有
较明显的熔点;而对于结晶型高聚物来说,从达到玻璃化温度就开始软化,但从
高弹态转变为粘流态的液相时却没有明显的熔点,而是有一个向粘流态转变的温
度范围。
对高聚物来说,玻璃化温度,熔化温度或温度范围都是变相点。有较明显的
变化范围,从分子结构观点看,都是大链段运动的结果。
一般有增塑剂的聚合物熔点要比无增塑剂的要低,共聚物的熔点要比组成共
聚物中较高均聚物的熔点要低些。
注塑时,料筒的第三段温度(靠近嘴温的温度)都要设定在熔点以上,然后
以降低 15~20 度的温度梯度依次设定第二段和第一段的料筒温度为宜。
3 分解温度及燃烧特性
热分解温度是指在氧气存在条件下,高聚物受热后开始分解的温度范围。依
聚合物化学结构式不同而有显著的差异,此外还与物料的形态有关。在注塑过程
中,无论是在预塑阶段还是在注射阶段,只要聚合物局部温度达到分解温度,高
分子物料就会讯速生成低分子量的可燃性物质。聚合物的热分解在氧气充足条件
下是放热反应,产生的热会继续加热聚合物。当聚合物达到燃点时就会燃烧,燃
烧体系的温度是否会上升,产生的燃烧热是否和体系进行对流,都与热分解温度,
比热容以及导热系数等物理性能有密切关系。
注塑时,对聚合物分解温度的控制是十分重要的,否则分解出燃烧物质不仅
会影响制品质量,还会腐蚀设备,危害人体。
三聚合物降解及热稳定性
所谓降解,是指递解分解作用,在高分子化学中,通常是指在化学或物理作
用下,聚合物分子的聚合度降低过程,聚合物在热,力,氧气,水及光辐射等作
用下往往发生降解。降解过程实质量大分子链发生结构变化。如发生弹性消失,
强度降低,粘度减少或增加等现象。
在注塑中力,水,氧通过温度对聚降解起重要影响,在高温时氧和水更能使
聚合物分解。剪切力的作用会因高温时聚合物粘度的降低而减小。热降解是指某
些聚合物在高温下时间过长,发黄变色,降解,分解等现象。
聚合物是否容易发生降解,依其分子内部和分子外部结构有关;是否有分解
的杂质有关;能引起高聚物降解的杂质,一般都是热降解的崔化剂,如:PVC
分解的产物是氯化氢,POM 分解产物是甲醛,它们有着加剧高聚物降解的作用。
所谓热稳定性是指聚合物在高温下分子链抗化学分解能力及耐化学变化的温
度热降解温度称为稳定性温度略高于分解温度。对于某些热稳定较差的聚合物,
其温度范围只有 5~15 度。
温度的高低和变化范围对聚合物的降解有影响外,还有在温度场中所经历的反复
加工次数有关。不同的聚合物在反复加工后热降解和融熔指数有着较大的差异。
在正常温度下 PS, PC, PP,经数次加工后融熔指数升高的倾向。而 PE,抗冲击 PS
醋酸纤维素等有下降的现象。
聚合物在剪切应力作用下缠结着的大分子在外力作用下,沿力的方向上发
生流动,分子链之间发生解脱,当解脱发生障碍时,分子链将受到很大的牵引力,
当超过链的强度就发生链断裂。
实验证明:剪切应力.剪切速率越高,分子量降解速度越快,断裂的链越短;
当提高加热温度或增塑剂含量时,力的降解作用会减小。
注塑中某些塑料的水解作用是经常发生的,水解作用是由于在聚合物中存
在有可以水解的化学基团。如:酰胺,酯,腈等,或在氧化作用下形成可被水解
的基团。如果这些基团在分子的主链上,水解作用会使主链断链而降解。由于某
些聚合物有水解作用,因此对这些塑料的吸湿性应加以注意。
有的塑料具有吸湿或凝集水分倾向,因为它们含有极性亲水基团,如
ABS, PMMA, PA, PC, PPO 等,在注塑中都需要干燥处理,防此水解。
第二节 聚合物表面性能与相容性
一磨擦性能
在塑料中常遇到磨擦性质的问题。如在注塑中物料在螺杆加料段的磨擦机
理,磨擦系数对其螺杆的输送效率有重要影响。物料从料斗进入螺杆之后在
螺杆旋转下,使物料沿螺槽向前输送颗粒料首先被压成固体塞,在输送过程
中塑料固体塞和料筒及螺杆 产生相对运动,各面承受着磨擦力的作用。这
时磨擦将受到许多因素的影响,如塑料的物料性能,颗粒形状及大小,料筒
及螺杆表面的光洁度及材质,相对运动的速度,塑料与金属的接触压力及作
用时间等等。
不同的聚合物其磨擦系数是不同的。当塑料与金属磨擦时,磨擦系数与
磨擦中的接触面积,与塑料对金属的附着力以及剪切强度有关。因此磨擦系
数不仅与高聚物的物理性质有关,而且与影响物理—机械性质的外界压力,
速度和温度有关。
在高压高速下塑料的热传导性能很差产生的热量不易散出,使塑料发生
大的变形表面破坏,因此压力和速度对磨擦系数均有影响。
一般情况下,塑料的磨擦系数随载荷的加大而稍许降低。聚合物材料的
干磨擦系数,随着相对速度的提高有增加的趋势。
二 相容性
相容性是指两种不同品级的聚合物在熔融状态下能否相互混溶的一种
性质。相容性不好的聚合物混熔在一起,制品会出现分层现象。不同类型聚合物
的相容性是不一样的,这与分子结构有一定关系;分子结构相近者易相容;反之
难容。例如,借助于聚碳酸酯和聚乙烯之间的互容性,在聚碳酸酯中加入 30~50%
聚乙烯可使伸长率提高 30%,冲击强度提高4倍,并使熔体的粘度降低。近年来,
利用聚合物之间的相容特性,使共混料品级日益增多,受到人们的普遍重视。
三 表观密度
大多数热塑性塑料致密状的相对密度为 ~ 而粉料或颗粒料
的表观密度是 ~
易出现“架桥”现象。这样会影响输送效率和塑化质量的稳定性。为此有的在料斗
中设置有搅拌器,或者采用定量的加料调节装置,对进料量调节和控制,保证连
续,均匀地加料。
第三节 聚合物的力学特性
1形变与应力关系
材料的力学特性是指材料在外力的作用下,产生变形,流动与破坏的性
质,反应材料基本力学性质的量主要有两类;一类是反应材料变形情况的量如模
量或柔度,泊桑比;另一类是反应材料破坏过程的量,如比例极限,拉伸强度,
屈服应力,拉伸断裂等作用。从力学观点看,材料破坏是一个过程而不是一个点。
2应力与时间的关系
应力对其作用时间的依赖性,这是聚合物材料主要特征之一。聚合物在
较高温度下力作用时间较短的应力松驰行为和在温度较低力作用时间较长的应
力松驰行为是一致的。
3形变与时间关系
聚合物材料在一定温度下承受恒定载荷时,将讯速地发生变形,然后在
缓慢的速率下无限期地变形下去。若载荷足够高时变形会继续到断裂为此。
这种在温度和载荷都是恒定的条件下,变形对时间依赖的性质,即称蠕变性
质。
第四节 聚合物的流变性能
一概述
注塑中把聚合物材料加热到熔融状态下进行加工。这时可把熔体看成连
续介质,在机器某些部位上,如螺杆,料筒,喷嘴及模腔流道中形成流场。在流
场中熔体受到应力,时间,温度的联合作用发生形变或流动。这样聚合物熔体的
流动就和机器某些几何参数和工艺参数发生密切的联系。
处于层流状态下的聚合物熔体,依本身的分子结构和加工条件可分近似牛
顿型和非牛顿型流体它们的流变特性暂不予祥细介绍。
1 关于流变性能
(1)剪切速率,剪切应力对粘度的影响
通常,剪切应力随剪切速率提高而增加,而粘度却随剪切速率或剪切应力的
增加而下降。
剪切粘度对剪切速率的依赖性越强,粘度随剪切速率的提高而讯速降低,这
种聚合物称作剪性聚合物,这种剪切变稀的现象是聚合物固有的特征,但不同聚
合物剪切变稀程度是不同的,了解这一点对注塑有重要意义。
(2)离模膨胀效应
当聚合物熔体离开流道口时,熔体流的直径,大于流道出口的直径,这种现
象称为离模膨胀效应。
普遍认为这是由聚合物的粘弹效应所引起的膨胀效应,粘弹效应要影响膨胀
比的大小,温度,剪切速率和流道几何形状等都能影响熔体的膨胀效应。所以膨
胀效应是熔体流动过程中的弹性反映,这种行为与大分子沿流动方向的剪切应力
作用和垂直于流动方向的法向应力作用有关。
在纯剪切流动中法向效应是较小的。粘弹性熔体的法向效应越大则离模膨胀
效应越明显。流道的影响;假如流道长度很短,离模效应将受到入口效应的影响。
这是因为进入浇口段的熔体要收剑流动,流动正处在速度重新分布的不稳定时期,
如果浇口段很短,熔体料流会很快地出口,剪切应力的作用会突然消失,速度梯
度也要消除,大分子发生蜷曲,产生弹性恢复,这会使离模膨胀效应加剧。如果
流道足够长,则弹性应变能有足够的时间进行弹性松驰。这时影响离模膨胀效应
的主要原因是稳定流动时的剪切弹性和法向效应的作用。
(3)剪切速率对不稳定流动的影响
剪切速率有三个流变区:低剪切速率区,在低剪切速率下被破坏的高分子链
缠结能来得及恢复,所以表现出粘度不变的牛顿特性。中剪切区,随着剪切速率
的提高,高分子链段缠结被顺开且来不及重新恢复。这样就助止了链段之间相对
运动和内磨擦的减小。可使熔体粘度降低二至三个数量级,产生了剪切稀化作用。
在高剪切区,当剪切速率很高粘度可降至最小,并且难以维持恒定,大分子链段
缠结在高剪切下已全部被拉直,表现出牛顿流体的性质。如果剪切速率再提高,
出现不稳定流动,这种不稳定流动形成弹性湍流熔体出现波纹,破裂现象是熔体
不稳定 的重要标志。
当剪切速率达到弹性湍流时,熔体不仅不会继续变稀,反而会变稠。这是因
为熔体发生破裂。
(4)温度对粘度的影响
粘度依赖于温度的机理是分子链和“自由体积”与温度之间存在着关联。当
在玻璃化温度以下时,自由体积保持恒定,体积随温度增长而大分子链开始振动。
当温度超过玻璃化温度时,大链段开始移动,链段之间的自由体积增加,链段与
链段之间作用力减小,粘度下降。不同的聚合物粘度对温度的敏感性有所不同。
(5)压力对粘度的影响
聚合物熔体在注塑时,无论是预塑阶段,还是注射阶段,熔体都要经受内
部静压力和外部动压力的联合作用。保压补料阶段聚合物一般要经受
1500~2000kgf/cm2 压力作用,精密成型可高达 4000kgf/cm2,在如此高的压力下,
分子链段间的自由体积要受到压缩。由于分子链间自由体积减小,大分子链段的
靠近使分子间作用力加强即表现粘度提高。
在加工温度一定时,聚合物熔体的压缩性比一般液体的压缩性要大,对粘度
影响也较大。由于聚合物的压缩率不同,所以粘度对压力的敏感性也不同;压缩
率大的敏感性大。
聚合物也由于压力提高会使粘度增加,能起到和降低熔体温度一样的等效作
用。
(6)分子量对粘度的影响
一般情况下粘度随分子量增加而增加,由于分子量增加使分子链段加度,
分子链重心移动越慢,链段间的相对们移抵消机会越多,分子链的柔性加大缠结
点增多,链的解脱和滑移困难。使流动过程助力增大,需要的时间和能量也增加。
由于分子量增加引起聚合物流动降低,使注塑困难,因此常在高分子量的聚
合物中加入一些低分子物质,如增塑剂等,来降低聚合物的分子量,以达到减小
粘度,改善加工性能。
第三章 制品成型机理
第一节 结晶效应
1 结晶概念
聚合物的超分子结构对注塑条件及制品性能的影响非常明显。聚合物按其
超分子结构可分为结晶型和非结晶型,结晶型聚合物的分子链呈有规则的排列,
而非结晶态聚合物的分子链呈不规则的无定型的排列。不同形态表现出不同的工
艺性质误物理—机械性质。一般结晶型聚合物具有耐热性和较高的机械强度,而
非结晶型则相反。分子结构简单,对称性高的聚合物都能生成结晶,如 PE 等,
分子链节虽然大,但分子间的作用力很强也能生成结晶,如 POM,PA 等。分子
链刚性大的聚合物不易生成结晶,如 PC,PSU,PPO 等。
评定聚合物结晶形态的标准是晶体形状,大小及结晶度。
2 聚合物结晶度对制品性能的影响
(1)密度. 结晶度高说明多数分子链已排列成有序而紧密的结构,分子间
作用力强,所以密度随结晶 度提高而加大,如 70%结晶度的 PP,其密度为
,当结晶度增至 95%时则密度增至 。
(2)拉伸强度 结晶度高,拉伸强度高。如结晶度 70%的聚丙烯其拉伸强度
为 ,当结晶度增至 95%时,则拉伸强度可提高到 42mpa。
(3)冲击强度 冲击强度随结晶度提高而减小,如 70%结晶度的聚丙烯,其
缺口冲击强度 -cm/cm2,当结晶度 95%时,冲击强度减小到 -cm/cm2。
(4)热性能 结晶度增加有助于提高软化温度和热变形温度。如结晶度为 70%
的聚丙烯,载荷下的热变形温度为 125 度,而结晶度 95%时侧为 151 度。刚度是
注塑制品脱模条件之一,较高的结晶度会减少制品在模内的冷却周期。结晶度会
给低温带来脆弱性,如结晶度分别为 55%,85%,95%的等规聚丙烯其脆化温度
分别为 0 度,10 度,20 度。
(5)翘曲 结晶度提高会使体积减小,收缩加大,结晶型材料比非结晶型材
料更易翘曲,这是因为制品在模内冷却时,由于温度上的差异引起结晶度的差异,
使密度不均,收缩不等,导致产生较高的内应力而引起翘曲,并使耐应力龟裂能
力降低。
(6)光泽度 结晶度提高会增加制品的致密性。使制品表面光泽度提高,但
由于球晶的存在会引起光波的散射,而使透明度降低。
3 影响结晶度的因素
(1)温度及冷却速度 结晶有一个热历程,必然与温度有关,当聚合物熔体
温度高于熔融温度时大分子链的热运动显著增加,到大于分子的内聚力时,分子
就难以形成有序排列而不易结晶;当温度过低时,分子链段动能很低,甚至处于
冻结状态,也不易结晶。所以结晶的温度范围是在玻璃化温度和熔融温度之间。
在高温区(接近熔融温度),晶核不稳定,单位时间成核数量少,而在低温区
(接近玻璃化温度)自由能低,结晶时间长,结晶速度慢,不能为成核创造条件。
这样在熔融温度和玻璃化温度之间存在一个最高的结晶速度和相应的结晶温度。
温度是聚合物结晶过程最敏感性因素,温度相差 1 度,则结晶速度可能相差
很多倍。聚合物从熔点温度以上降到玻璃化温度以下,这一过程的速度称冷
却速度,它是决定晶核存在或生长的条件。注塑时,冷却速度决定于熔体温
度和模具温度之差,称过冷度。根据过冷度可分以下三区。
a 等温冷却区,当模具温度接近于最大结晶速度温度时,这时过冷度小,冷却
速度慢,结晶几乎在静态等温条件下进行,这时分子链自由能大,晶核不易生成,
结晶缓慢,冷却周期加长,形成较大的球晶。
b 快速冷却区,当模具温度低于结晶温度时过冷度增大,冷却速度很快结晶在
非等温条件下进行,大分子链段来不及折叠形成晶片,这时高分子松驰过程滞后
于温度变化的速度 ,于是分子链在骤冷下形成体积松散的来不及结晶的无定型
区。例如:当模具型腔表面温度过低时,制品表层就会出现这种情况,而在制品
心部由于温度梯度的关系,过冷度小,冷却速度慢就形成了具有微晶结构的结晶
区。
c 中速成冷却区,如果把冷却模温控制在熔体最大结晶速度温度与玻璃化温
度之间,这时接近表层的区域最早生成结晶,由于模具温度较高,有利于制品内
部晶核生成和球晶长大。结晶的也比较完整。在这一温度区来选择模温对成型制
品是有利的,因为这时结晶速率常数大,模温较低,制品易脱模,具注塑周期短。
例如:PETP。建议模温控制在(140~190 度),PA6, PA66,模温控制在(70~120
度),PP 模温控制在(30~80)这有助于结晶能力提高在注塑中模温的选择应能
使结晶度尽可能达到最接近于平衡位置。过低过高都会使制品结构不稳定,在后
期会发生结晶过程在温度升高时而发生变化,引起制品结构的变化。
(2)熔体应力作用,熔体压力的提高,剪切作用的加强都会加速结晶过程。这
是由于应力作用会使链段沿受力方向而取向,形成有序区,容易诱导出许多晶胚,
使用权晶核数量增加,生成结晶时间缩短,加速了结晶作用。
压力加大还会影响球晶的尺寸和形状,低压下容易生成大而完整的球晶,高
压下容易生成小而不规则的球晶。球晶大小和形状除与大小有关还与力的形式有
关。在均匀剪切作用下易生成均匀的微晶结构,在直接的压力作用下易生成直径
小而不均匀的球晶。螺杆式注塑机加工时,由于熔体受到很大的剪切力作用,大
球晶被粉碎成微细的晶核,形成均匀微晶。而塞式注塑机相反。球晶的生成和发
展与注塑工艺及设备条件有关。用温度和剪切速率都能控制结晶能力。
在高剪切速率下得到的 PP 制品冷却后具有高结晶度的结构,而且 PP 受剪
切作用生成球晶的时间比无剪切作用在静态熔体中生成球晶的时间要减少一半。
对结晶型聚合物来说,结晶和取向作用密切相关,因此结晶和剪切应力也就
发生联系;剪切作用将通过取向和结晶两方面的途径来影响熔体的粘度。从而也
就影响了熔体在喷嘴,流道,浇口,型腔中的流动。根据聚合物取向作用可提前
结晶的道貌岸然理,在注塑中提高注射压力和注射速率而降低熔体粘度的办法为
结晶创造条件。当然,应以熔体不发生破裂为限。
在注塑模具中发生结晶过程的重要特点是它的非等温性。熔体进入模具时,
接近表面层先生成小球晶,而内层生成大的球晶;浇口附近温度高,受热时间长
结晶度高,而远离浇口处因冷却快,结晶度低,所以造成制品性能上的不均匀性。
第二节 取向效应
1 取向机理
聚合物在加工过程中,在力的作用下,流动的大分子链段一定会取向,取向
的性质和程度根据取向条件有很大的区别。按熔体中大分子受力的形式误作用的
性质可分为剪切应力作用下的“流动取向”和受拉伸作用下的“拉伸取向”。
按取向结构单元的取向方向,可分单轴和双轴或平面取向。按熔体温场的稳
定性可分等温和非等温流动取向。也可分结晶和非结晶取向。
聚合物熔体在模腔中的流动是注塑的主要流动过程,熔体在型腔中取向过程,
将直接影响制品的质量。
欲理解注塑制品在型腔中成型的机理需了解无定型聚合物的取向机理。充模
时,无定型聚合物熔体是沿型壁流动,熔体流入型腔首先同模壁接触霰成来不及
取向的冻结层外壳。而新料沿着不断增长地凝固层内壁向前流动。推动波前峰向
前移动。
靠近凝固层的分子链,一端被固定凝固层上,而另一端被邻层的分子链沿着
流动方向而取向。由于靠近凝固层助力最大,速度最小;而中心外流动助力最小,
速度最大,这样在垂直于流动方向上形成速度梯度;凝固层处的速度梯度最大,
中心处的速度梯度最小,因此靠近凝固层的熔体流受剪切作用最强,取向程度最
大,而在靠近中心层剪切作用最小,取向也最小,形成小取向层区。
2 取向对制品性能的影响
由于非结晶型聚合物的取向是大分子链在应力作用方向上的取向,所以在取
向方向的力学性质明显增加,而垂直于取向方向的力学性质却又明显地降低;在
取向方向的拉伸强度,断裂伸长率,随取向度增加而提高。
双轴取向的制品其力学性质具有各异性并与两个方向拉伸倍数有关。双轴取
向改变了单轴取向的力学性质。在通常注塑条件下,注塑制品在流动方向上的拉
伸强度大约是垂直方向的确良 1~ 倍,而冲击强度为 1~10 倍,说明垂直于流
动 方向上的冲击强度降低很多。
注塑制品的玻璃化转变温度随取向度提高而上升。有的随取向度高和结晶度
的提高,其聚合物的玻璃化温度值可升高~25 度。
由于在制品中存在有一定的高弹形秋,一定温度下已取向的分子链段要产生
松驰作用:非结晶型聚合物的分子链要重新蜷曲,结晶率与取向度成正比。所以
收缩程度是取向程度的反映。线膨胀系数也将随取向度而变化;在垂直于流动方
向线膨胀系数比取向方向约大 3 倍。取向后的大分子被拉长,分子之间的作用力
增加,发生“应力硬化”现象,表现了注塑制品模量提高的现象。“冻结取向”越大,
则越容易发生应力松驰,制品收缩也越大。所以制品收缩反映了取向的程度。
3 影响制品取向的因素
在注塑加工中,聚合物熔体的取向过程可分两个阶段进行。第一阶段是充
模阶段,这时流动的特点是:熔体压力低,剪切速率大,模壁处的物料在快速冷
却条件丐进行。这一阶段聚合物熔体的粘度主要是温度和剪切速率的函数。第二
阶段是保压阶段。其特点是剪切速率低,压力高,温度逐渐下降。
聚合物熔体的粘度主要依赖于温度和注射压力,但对取向影响主要是熔体
加工温度。对结晶影响主要是模具温度。
取向即与剪切或拉伸作用有关,也与大分子链的自由能有关。根据这种机
理,控制取向的条件有以下因素。
(1)物料温度和模具温度增高都会使取向效自学成才降低。因为熔体升
高时粘度会降低。
如果熔体加工温度高它和凝固温度之间的温度域加宽,松驰时间加长,容
易解取向。非结晶型聚合物的松驰时间是从加工温度降至玻璃化温度的时间,而
对结晶型聚合物是加工温度至熔化温度的时间,由于熔点温度高于玻璃化温度,
显然非结晶型聚合物松驰时间要长于结晶型聚合物。因此加工结晶型聚合物冷却
速度大,松驰过程短。容易产生冻结取向。而非结晶型聚合物冷却速度慢,松驰
过程长容易解取向,取向效果将减小。
(2)注射压力增加可提高熔体的剪切自学成才力和剪切速率,有助于加
速高分子的取向效应。因此,注射压力与保压压力的提高都会使结晶与取向作用
加强,制品的密度将随保压压力的升高而讯速增长。
(3)浇口封闭时间会影响取向效应。如果熔体流动停止后,大分子的热
运动仍较强烈,会使已取向的单元又发生松驰,产生解取向的效应。采用大的浇
口由于冷却得慢,封闭时间延长,熔体流动时间延长增加了取向效果,尤其在浇
口处的取向更为明显,所以直浇口比点浇口更容易维持取向效应。
(4)模具温度较低时,冻结取向效应提高。而解取向作用减小。
(5)关于充模速度对制品取向的影响。快速充模会引起表面部位的高度
取向,但内部取向小,因为在一定温度条件下,快速充模会维持其制品心部在较
高的温度下冷却,使冷却时间加长,高分子松驰时间延长使解取向能力加强,所
以心部取向程度反而比表层的小。在注射温度相同条件下,慢速充模会延长流动
时间,实际熔体温度要降低,剪切力要增加。这时熔体的实际温度与玻璃化温度
或熔点的区间要比快速充模区间小,则应力松驰时间也短,所以解取向作用小;
另一方面慢速充模熔体的温度比快速充模时来得低些,解取向作用减小,而取向
作用会增加。就制品心部的结构形态而言,快速充模会引起较小的取向,而慢速
充模反而会引起大的取向。
综上所述,影响聚合物结晶与取向的因素有以下几个方面:
1 温度:a 熔体温度。b 熔体加工过程的温度。c 模具温度。d 聚合物熔点。
e 聚合物玻璃化温度。f 熔体最大结晶速率温度。
2 时间:a 聚合物加热时间。b 充模时间。c 保压时间。d 浇口封闭时间。
e 冷却时间。
3 压力:a 充模压力。b 保压压力。
4 速度:a 充模速度。b 塑化速度。
第三节 内应力
1 内应力产生
在注塑制品中,各处局部应力状态是不同的,制品变形程度将决定于应力分
布。如果制品在冷却时。存在温度梯度,则这类应力会发展,所以这类应力又称
为“成型应力”。
注塑制品的内应力包两种:一种是注塑制品成型应力,另一种是温度应力。
当熔体进入温度较低的模具时,靠近模腔壁的熔体讯速地冷却而固化,于是分子
链段被“冻结”。由于凝固的聚合物层,导热性很差,在制品厚度方向上产生较大
的温度梯度。制品心部凝固相当缓慢,以致于当浇口封闭时,制品中心的熔体单
元还未凝固,这时注塑机又无法对冷却收缩进行补料。这样制品内部收缩作用与
硬皮层作用方向是相反的;心部处于静态拉伸而表层则处于静态压缩。
在熔体充模流动时,除了有体积收缩效应引起的应力外。还有因流道,浇口
出口的膨胀效应而引起的应力;前一种效应引起的应力与熔体流动方向有关,后
者由于出口膨胀效应将引起在垂直于流动方向应力作用。
2 影响愉应力的工艺因素
(1)向应力的影响在速冷条件下,取向会导致聚合物内应力的形成。由于聚
合物熔体的粘度高,内应力不能很快松驰,影响制品的物理性能和尺寸稳定性。
各参数对取向应力的影响
a 熔体温度,熔体温度高,粘度低,剪切应力降低取向度减小;另一方面由
于熔体温度高会使应力松驰加快,促使解取向能力加强。
可是在不改变注塑机压力的情况下,模腔压力会增大,强剪切作用又导致取
向应力的提高。
b 在喷嘴封闭以前,延长保压时间,会导致取向应力增加。
c 提高注射压力或保压压力,会增大取向应力,
d 模具温度高可保证制品缓慢冷却,起到解取向作用。
e 增加制品厚度使取向应力降低,因为厚壁制品冷却时慢,粘度提高慢,应
力松驰过程的时间长,所以取向应力小。
(2)对温度应力的影响
如上所述由于在充模时熔体和型壁之间温度梯度很大,先凝固 的外层熔体要
助止后凝固的内层熔体的收缩,结果在外层产生压应力(收缩应力),内层产生
拉应力(取向应力)。
如果充模后又在保压压力的作用下持续较长时间,聚合物熔体又补入模腔中,
使模腔压力提高,此压力会改变由于温度不均而产生的内应力。但在保压时间短,
模腔压力又较低的情况下,制品内部仍会保持原来冷却时的应力状态。
如果在制品冷却初期模腔压力不足时,制品的外层会因凝固收缩而形成凹陷;
如果在制品已形成冷硬层的后期模腔压力不足时,制品的内层会因收缩而分离,
或形成空穴;如果在浇口封闭前维持模腔压力,有利于提高制品密度,消除冷却
温度应力,但是在浇口附近会产生较大的应力集中。
由此看来热塑性聚合物在成型时,模内压力越大保压时间越长,有助于温度
所产生的收缩应力的减小反之会使压缩应力增大。
3 内应力与制品质量的关系
制品中内应力的存在会严重影响制品的力学性质和使用性能;由于制品内应
力的存在和分布不均,制品在使用过程中会发生裂纹。在玻璃化温度以下使用时,
常发生不规则的变形或翘曲,还会引起制品表面“泛白”,浑浊,光学性质变坏。
设法降低浇口处温度,增加缓冷时间,有利于改善制品的应力不均,使制品
的机械性能均一。
不管对结晶型聚合物还是非结晶型聚合物,拉伸强度都表现出各向异向的特
点。对非结晶型聚合物拉伸强度会因浇口的们置而异;当浇口与充模方向一致时,
拉伸强度随熔体温度提高而降低;当浇口与充模方向垂直时,拉伸强度随熔体温
度的提高而增加。
由于熔体温度提高导致解取向作用加强,而取向作用减弱使拉伸强度降低。
浇口的方位会通过影响料流的方向来影响取向,又由于非结晶型聚合物比结晶型
聚合物的各向异性表现的强烈,所以在垂直于流动方向上的拉伸强度前者比后者
大。低温注射比高温注射有更大的力学各向异性,如注射温度高时,垂直方向与
流动方向的强度比为 ,注射温度低时为 2 。
由此看来,熔体温度的提高,不论对结晶型聚合物还是非结晶型聚合物都会
导致拉伸强度的降低,但机理却不一样;前者是由于通过取向作用降低的影响。
第四章 成型故障及其解决方法
第一节常见故障的产生及排除方法
一欠注
故障分析及排除方法
1 设备选型不当。在用选设备时,注塑机的最大注射量必须大于塑件及水口
总重,而注射总重不能超出注塑机塑化量的 85%.
2 供料不足。目前常用的控制加料的办法是定体积加料法,其辊料量与原料
的果粒经是否均一,加料口底部有无“架桥”现象。若加料口处温度过高,也会引
起落料不畅。对此,应疏通和冷却加料口。
3 料流动性差。原料流动性差时,模具的结构参数是影响欠注的主要原因。
因此应改善模具浇注系统的滞流缺陷,如合理设置浇道位置,扩大浇口,流道和
注料口尺寸,以及采用较大的喷嘴等。同时可在原料配方中增加适量助剂改善树
脂的流动性能。此外,还应检查原料中再生料是否超量,适当减少其用量。
4 润滑剂超量。如果原料配方中润滑剂量太多,且射料螺杆止逆环与料筒磨
损间隙较大时,熔料在料筒中回流严重会引起供料不足,导致欠注。对此,应减
少润滑剂用量及调整料筒与射料螺杆及止逆环间隙,修复设备。
5 冷料杂质阻塞料道。当熔料内的杂质堵塞喷嘴或冷料阻塞
浇口及流道时,应将喷嘴折下清理或扩大模具冷料穴和流道截面。
6 浇注系统设计不合理。一模多腔时,往往因浇口和浇道平衡设计不合理导
致塑件外观缺陷。设计浇注系统时,要注意浇口平衡,各型腔内塑件的重量要与
浇口大小成正比,使各型腔能同时充满,浇口位置要选择在厚壁处,也可采用分
流道平衡布置的设计方案。若浇口或流道小,薄,长,熔料的压力在流动过程中
沿程损失太大,流动受阻,容易产生填充不良。对此应扩大流道截面和浇口面积,
必要时可采用多点进料的方法。
7 模具排气不良。当模具内因排气不良而残留的大量气体受到流料挤压,
产生大于注射压力的高压时,就会阻碍熔料充满型腔造成欠注。对此,应检查有
无设置冷料穴或其位置是否正确,对于型腔较深的模具,应在欠注的部位增设排
气沟槽或排气孔;在合模面上,可开设深度为 ~,宽度为 5~10mm 的
排气槽,排气孔应设置在型腔的最终充模处。使用水分及易挥发物含量超标的原
料时也会产生大量的气体,导致模具排气不良。此时,应对原料进行干燥及清除
易挥发物。
此外,在模具系统的工艺操作方面,可通过提高模具温度,降低注射速度,
减小浇注系统流动助力,以及减小合模力,加大模具间隙等辅助措施改善排气不
良。
(8)模具温度太低。熔料进入低温模腔后,会因冷却太快而无法充满型
腔的各个角落。因此,开机前必须将模具预热至工艺要求的温度,刚开机时,应
适当节制模具内冷却水的通过量。若模具温度升不上去,应检查模具冷却系统的
设计是否合理,
(9)熔料温度太低,通常,在适合成型的范围内,料温与充模长度接近
于正比例关系,低温熔料的流动性能下降,使得充模长度减短。当料温低于工艺
要求的温度时,应检查料筒加料器是否完好并设法提高料筒温度。刚开机时,料
筒温度总比料筒加热器仪表指示的温度要低一些,应注意将料筒加热到仪表温度
后还需怛温一段时间才能开机。如果为了防止熔料分解不得不采取低温注射时,
可适当延长注射循环时间,克服欠注。对于螺杆式注塑机,可适当提高料筒前部
区段的温度。
(10)喷嘴温度太低,在注射过程中,喷嘴是与模具相接触的,由于模具
温度一般低于喷嘴温度,且温差较大,两者频繁接触后会使喷嘴温度下降,导致
熔料在喷嘴处冷冻。
如果模具结构中没有冷料穴,则冷料进入型腔后立即凝固,使助塞在后面
的热熔料无法充满型腔。因此,在开模时应使喷嘴与模具分离,减少模温对喷嘴
温度的影响,使喷嘴处的温度保持在工艺要求的范围内。
如果喷嘴温度很低且升不上去,应检查喷嘴加热器是否损坏,并设法提高
喷嘴温度,否则,流料的压力损失太大也会引起欠注。
(11)注射压力或保压不足。注射压力与充模长度接近于正比例关系,注
射压力太小,充模长度短,型腔填充不满。对此,可通过减慢注射前进速度,适
当延长注射时间等办法来提高注射压力。在注射压力无法进一步提高的情况下,
可通过提高料温,降低熔料粘度,提高熔体流动性能来补救。值得注意的是若料
温太高会使熔料热分解,影响塑件的使用性能。
此外,如果保压时间太短,也会导致填充不足。因此,应将保压时间控制
在适宜的范围内,但需要注意,保压时间过长也会引起其它故障,成型时应根据
塑件的具体情况酌情调节。
(12)注射速度太慢。注射速度与充模速度直接相关。如果注射速度太慢,
熔料充模缓慢,而低速流动的熔体很容易冷却,使其流动性能进一步下降产生欠
注。
对此,应适当提高注射速度。但需注意,如果注射速度太快,很容易引起
其它成型故障。
(13)塑件结构设计不合理。当塑件厚度与长度不成比例,形体十分复杂
且成型面积很大时,熔料很容易在塑件薄壁部位的入口处流动受阻,使型腔很难
充满。因此,在设计塑件的形体结构时,应注意塑件的厚度与熔料充模时的极限
流动长度有关。
在注射成型中,塑件的厚度采用最多的为 1~3mm,大型塑件为 3~6mm,一
般推荐的最小厚度为;聚乙烯 ,醋酸纤维素和醋酸丁酸纤维素塑料 ,
乙基纤维素塑料 ,聚甲基丙烯酸甲酯 ,聚酰胺 ,聚苯乙烯
,聚氯乙烯 。通常,塑件的厚度超过 8mm 或小于 都对注塑
成型不利,设计时应避免采用这样的厚度。
此外,在成型形体复杂的结构塑件时,在工艺上也要采用必要的措施,如
合理确定浇口的位置,适当调整流道布局,提高注射速度或采用快速注射。提高
模具温度或选用流动性能较好的树脂等。
二溢料飞边
故障分析及排除方法
(1)合模力不足。当注射压力大于合模力使模具分型面密合不良时容易产
生溢料飞边。对此,应检查增压是否增压过量,同时应检查塑件投影面积与成型
压力的乘积是否超出了设备的合模力。成型压力为模具内的平均压力,常规情况
下以 40mpa 计算。生产箱形塑件时,聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,及 ABS 的成
型 压力值约为 30mpa;生产形状较深的塑件时,成型压力值约为 36mpa;在生产体
积小于 10cm3 的小型塑件时,成型压力值约为 60mpa。如果计算结果为合模力
小于塑件投影面积与成型压力的乘积,则表明合模力不足或注塑定位压力太高。
应降低注射压力或减小注料口截面积,也可缩短保压及增压时间,减小注射行程,
或考虑减少型腔数及改用合模吨位大的注塑机。
(2)料温太高。高温熔体的熔体粘度小,流动性能好,熔料能流入模具内
很小的缝隙中产生溢料飞边。因此,出现溢料飞边后,应考虑适当降低料筒,喷
嘴及模具温度,缩短注射周期。
对于聚酰胺等粘度较低的熔料,如果仅靠改变成型条件来解决溢料飞边缺陷
是很困难的。应在适当降低料温的同时,尽量精密加工及修研模具,减小模具间
隙。
(3)模具缺陷。模具缺陷是产生溢料飞边的主要原因,在出现较多的溢料
飞边时必须认真检查模具,应重新验核分型面,使动模与定模对中,并检查分型
面是否密着贴合,型腔及模芯部分的滑动件磨损间隙是否超差。分型面上有无粘
附物或落入异物,模板间是否平行,有无弯曲变形,模板的开距有无按模具厚度
调节到正确位置,导合销表面是否损伤,拉杆有无变形不均,排气槽孔是否太大
太深。根据上述逐步检查的结果,对于产生的误差可采用机械加工的方法予以排
除。
(4)工艺条件控制不当。如果注射速度太快,注射时间过长,注射压力在
模腔中分布不均,充模速率不均衡,以及加料量过多,润滑剂使用过量都会导致
溢料飞边,操作时应针对具体情况采取相应的措施。
值得重视的是,排除溢料飞边故障必须先从排除模具故障着手,如果因溢料
飞边而改变成型条件或原料配方,往往对其他方面产生不良影响,容易引发其他
成型故障。
三熔接痕
故障分析及排除方法
(1)温太低。低温熔料的分流汇合性能较差,容易形成熔接痕。如果说塑
件的内外表面在同一部位产生熔接细纹时,往往是由于料温太低引起的熔接不良。
对此,可适当 提高料筒及喷嘴温度或者延长注射周期,促使料温上升。同时,
应节制模具内冷却水的通过量,适当提高模具温度。
一般情况下,塑件熔接痕处的强度较差,如果说对模具中产生熔接痕的相应
部位进行局部加热,提高成型件熔接部位的局部温度,往往可以提高塑件熔接处
的强度。
如果由于特殊需要,必须采用低温成型工艺时,可适当提高注射速度极增加
注射压力,从而改善熔料的汇合性能。也可在原料配方中适当增用少量润滑剂,
提高熔料的流动性能。
(2)模具缺陷。模具浇注系统的结构参数对流料的熔接状况有很大的影响,
因为熔接不良主要产生于熔料的分流汇合。因此,应尽量采用分流少的浇口形式
并合理选择浇口位置,尽量避免充模速率不一致及充模料流中断。在可能的条件
下,应选用一点式浇口,因为这种浇口不产生多股料流,熔料不会从两个方向汇
合,容易避免熔接痕。
如果模具的浇注系统中,浇口太多或太小,多浇口定位不正确或浇口到流料
熔接处的间距太大,浇注系统的主流道进口部位及分流道的流道截面太小,导致
料流阻力太大都会引起熔接不良,使塑件表面产生较明现的熔接痕。对此,应尽
可能减少浇口数,合理设置浇口位置,加大浇口截面,设置辅助流道,扩大主流
道及分流道直径。
为了防止低温熔料注入模腔产生熔接痕,应在提高模具温度的同时在模具内
设置冷料穴。
此外,塑件熔接痕的产生部位经常由于高压充模而产生飞边,而且产生这类
飞边后熔接痕不会产生缩孔,因此这类飞边往往不作为故障排除,而是在模具上
产生飞边的部位开一很浅的小沟槽,将塑件上的熔接痕转移到附加的飞边小翼上,
待塑件成型后再将小翼除去,这也是排除熔接痕故障时常用的一种方法。
(3)模具排气不良,当熔料的熔接线与模具的合模线或嵌缝重合时,模腔
内多股流料赶压的空气能从合模缝隙或嵌缝处排出;但当熔接线与合模线或嵌缝
不重合,且排气孔设置不当时,模腔内被流料赶压的残留空气便无法排出,气泡
在高压下被强力挤压,体渐渐变小,最终被压缩成一点,由于被压缩的空气的分
子动能在高压下转变为热能,因而导致熔料汇料点处的温度升高,当其温度等于
或略高于原料的分解温度时,熔接点处便出现黄点,若其温度远高于原料的分解
温度时,熔接点处便出现黑点。
一般情况下,塑件表面熔接痕附近出现的这类斑点总是在同一位置反复出现,
而且出现的部位总是规律性地出现在汇料点处,在操作过程中,应不要将这类斑
点误认为杂质斑点。产生这类斑点的主要原因是由于模具排气不良,它是熔料高
温分解后形成的碳化点。
出现这类故障后,首先应检查模具排气孔是否被熔料的固化物或其他物体阻
塞,浇口处有无异物。如果阻塞物清除后仍出现碳化点,应在模具汇料点处增加
排气孔。也可通过重新定位浇口或适当降低合械力,增大排气间隙来加速汇料合
流。在工艺操作方面,也可采取降低料温及模具温度,缩短高压注射时间,降低
注射压力等辅助措施。
(4)脱模剂使用不当。脱模剂用量太多或选用的品种不正确都会引起塑件
表面产生熔接痕。在注射成型中,一般只在螺纹等不易脱模的部位才均匀地涂用
少量脱模剂,原则上应尽量减少脱模剂的用量。
对于各种脱模剂的选用,必须根据成型条件,塑件外形以及原料品种等条件
来确定。例如,纯硬脂酸锌可用于除聚酰胺及透明塑料外的各种塑料,但与油混
合后即可用于聚酰胺和透明塑料。又如硅油甲苯溶液可用于各种塑料,而且涂刷
一次可使用很久,但其涂刷后需加热烘干,用法比较复杂。
(5)塑件结构设计不合理。如果塑件壁厚设计的太薄可厚薄悬殊以及嵌件
太多,都会引起熔接不良。薄壁件成型时,由于熔料固化太快,容易产生缺陷,
而且熔料在充模过程中总是在薄壁处汇合形成熔接痕,一旦薄壁处产生熔接痕,
就会导致塑件的强度降低,影响使用性能。因此,在设计塑件形体结构时,应确
保塑件的最薄部位必须大于成型时允许的最小壁厚。此外,应尽量减少嵌件的使
用且壁厚尽可能趋于一致。
(6)其他原因。当使用的原料水分或易挥发物含量太高,模具中的油渍末
清洗干净,模腔中有冷料或熔料内的纤维填料分布不良,模具冷却系统设计不合
理,熔料固化太快,嵌件温度太低,喷嘴孔太小,注塑机塑化能力不够,注塑机
料筒中压力损失太大,都会导致不同程度的熔接不良。对此,在操作过程中,应
针对不同情况,分别采取原料预干燥,定期清理模具,改变模具冷却水道设置,
控制冷却水的流量,提高嵌件温度,换用较大孔径的喷嘴,改用较大规格的注塑
机等措施予以解决。
四 波流痕
故障分析及排队除方法:
(1)熔料流动不良导致塑件表面产生以浇口为中心的年轮状波流痕。当流
动性能较差的低温高粘度熔料在注料口及流道中以半固化波动状态注入型腔后,
熔料沿模腔表面流动并被不断注入的后续熔料挤压形成回流及滞流,从而在塑件
表面产生以浇口为中心的年轮状波流痕。
针对这一故障产生的原因,可分别采取提高模具及喷嘴温度,提高注射速率
和充模速度。增加注射压力及保压和增加时间。也可在浇口处设置加热器增加浇
口部位的局部温度。还可适当扩大浇口和流道截面积。而浇口及流道截面最好采
用圆形,这种截面能够获得最佳充模。但是,如果在塑件的薄弱区域设置浇口,
应采用正方形截面。此外,注料口底部及分流道端部应设置较大的冷料穴,料温
对熔料的流动性能影响较大,越要注意冷料穴尺寸的大小,冷料穴的位置必须设
置在熔料沿注料口流动方向的端部。
如果产生年轮状波流痕的主要原因是树脂性能较差时,可在条件充许的情况
下,选用低粘度的树脂。
(2)熔料在流道中流动不畅导致塑件表面产生螺旋状波流痕。当熔料从流道
狭小的截面流入较大截面的型腔或模具流道狭窄,光洁度很差时,流料很容易形
成湍流,导致塑件表面形成螺旋状波流痕。
对此,可适当降低注射速度或对注射速度采取慢,快,慢分级控制。模具的
浇口应设置在厚壁部位或直接在壁侧设置浇口,浇口形式最好采用柄式,扇形或
膜片式。也可适当扩大流道及浇口截面,减少流料的流动阻力。
此外,应节制模具内冷却水的流量,使模具保持较高的温度。若在工艺操作
温度范围内适当提高料筒及喷嘴温度,有利于改善熔料的流动性能。
(3)挥发性气体导致塑件表面产生云雾状波流痕。当采用 ABS 或其他共聚
树脂原料时,若加工温度较高,树脂及润滑剂产生的挥发性气体会使塑件表面产
生云雾状波流痕。
对此,应适当降低模具及机筒温度,改善模具的排气条件,降低料温及充模
速率,适当扩大浇口截面,还应考虑更换润滑剂品种或减少数量。
五 浇口附近表面混浊及斑纹
故障分析及排除方法
体破裂。熔体注入型腔后先在模具腔壁上形成一层薄的表壳,当这层表壳在
充模过程中受到后续熔料的挤压时,就会导致熔体破裂。
一旦很薄的表壳被撕破或发生移动,塑件表面即产生搓痕或皱纹。例如,在
熔体指数较小的低密度聚乙烯塑件上,其表面径常可以看到明暗交替的条形区域,
其产生的部位一般离浇口有一定距离,并遍布整个表面,尤其是薄壁塑件最容易
产生这类故障,这主要是由于熔料在充填小熔腔尚未结束前受到较大的压力,导
致熔体破裂,形成表面缺陷。
通常,减慢熔料在充模过程中的冷却速度和表壳层的形成速率是消除这类故
障的最好办法,可以通过适当提高模具温度或提高熔体破裂部位的局部温度来排
除这一故障。对于模腔表面的局部加热,可利用安装在浇口附近及熔体破裂部位
的小型管式电加热器来实现。
(2)熔料在模腔内产生不规则脉冲流动。熔料的流动特性与其流变性能有
关,还与决定熔料在模具入口处剪切速率的浇口截面积有关。当浇口尺寸很小而
注射速率很高时,熔料是以细而弯曲的射流态注入型腔的,若熔料的冷却速度很
快,就会与后续充模的不规则流料熔合不良,导致浇口附近产生表面混浊及斑纹。
有时,少量冷料会沿着模腔表面移动,使表面混浊及斑纹产生在离浇口较远的部
位。
通常,结晶型聚合物注射时产生的表面混浊及斑纹较难排除,因为这类树脂
的熔融温度相当高,与非结晶型聚合物相比,结晶型聚合物的固化速度快,加工
温度区域窄,而且在壁厚急剧变化和熔料突然改变流动方向处产生的不规则流动
熔料与其余熔料在型腔中熔合的时间也比较短,很容易产生表面混浊及斑纹。
对于排除这类故障,在工艺操作方面,应适当提高模具,料筒及喷嘴温度,
降低注射时螺杆的前进速度。
在模具操作方面,应扩大浇口尺寸,优先选用扇形浇口,如果采用隧道型浇
口,其顶部尺寸太小会使浇口处的残料杂质影响充模,加剧流料的不规则流动,
应适当加大其顶部尺寸;若模具排气不良,也会影响流料的规则性流动,应予以
改进。
此外,应减少润滑剂的用量并选择适宜的品种。
六 裂纹及破裂
故障分析及排除方法
残余应力太高。当塑件内的残余应力高于树脂的弹性极限时,塑件表面就会
产生裂纹及破裂。
注射成型时,高聚物熔体的分子排列,在外力的作用下会产生分子链的取向,
当高分子链从一种自然的稳定状态强迫过渡到另一种取向状态,最后被冻结在模
具内时,冷却后的塑件就会产生残余应力。同时,熔料在冷模内因温差较大,很
快由粘流态变化为玻璃态,已取向的大分子来不及恢复初始的稳定状态就被冻结,
也使塑件表面残余了一部分内应力。
一般情况下,浇口附近最容易发生由残余应力引起的裂纹及破裂,因为浇口
处的成型压力相对其他部位要高一些,尤其是主流道为直接浇口时更是如此。
此外,当塑件的壁厚不均匀,熔料的冷却速度不一致时,由于厚薄部位的收
缩量不同,前者受后者的拉伸,也会产生残余应力。由于残余应力是影响塑件裂
纹及破裂的一个主要原因,因而可以通过减少残余应力来防止塑件产生裂纹及破
裂。减少残余应力的主要方法是改进浇注系统的结构形式和调整好塑件的成型条
件。
在模具设计和制作方面,可以采用压力损失最小,而且可以承受较高注射压
力的直接浇口,可将正向浇口改为多个针式点浇口或侧浇口,并减小浇口直径。
设计侧浇口时,可采用成型后可将破裂部分除去的凸片浇口形式。例如,聚碳酸
脂,聚氯乙烯,聚苯醚等原料的熔体流动性能不良,需要在高压条件下注射成型,
浇口处极易产生裂纹,如果采用凸片或侧浇口,可将成型后产生在凸片部分的裂
纹部分除去。此外,在浇口周围合理采用环状加强筋也可减少浇口处的裂纹。
在工艺操作方面,通过降低注射压力来减少残余应力是一种最简便方法,因
为注射压力与残余应力呈正比例关系。如果塑件表面产生的裂纹四周发黑,即表
明注射压力太高或加料量太少,应适当降低注射压力或增加供料量。在料温及模
温较低的条件下成型时,为使型腔充满,必然要采用较高的注射压力,致使塑件
内残余大量应力。对此,应适当提高料筒及模具温度,减少熔料与模具的温差,
控制模内型胚的冷却时间和速度,使取向的分子链有较长的恢复时间。
此外,在保证补料不足,不使塑件产生收缩凹陷的前提下,可适当缩短保压
时间,因为保压时间太长也容易产生残余应力引起裂纹。
(2)外力导致残余应力集中。塑件在脱模前,如果脱模顶出机构的截面积
太小或顶杆设置的数量不够,顶杆设置的位置不合理或安装倾斜,平衡不良,模
具的脱模斜度不足,顶出阻力太大,都会由于外力作用导致应力集中,使塑件表
面产生裂纹及破裂。
一般情况下,这类故障总是发生在顶杆的周围。出现这类故障后,应认真检
查和校调顶出装置。顶杆设置在脱模阻力最大的部位,如凸出,加强筋等处。
如果设置的顶杆数由于推顶面积受到条件限制不可能扩大时,可采取用小面
积多顶杆的方法。
如果模具型腔的脱模斜度不够,塑件表面也会出现擦伤形成褶皱花纹。在选
定脱模斜度时,必须考虑成型原料的收缩率以及顶出系统的结构设置,一般情况
下,脱模斜度应大于 %,小型塑件的脱模斜度为 ~%,大型塑件的脱模
斜度可达 %。
(3)成型原料与金属嵌件的热膨胀系数存在差异,由于热塑性塑料的热膨
胀系数要比钢材大 9~11 倍,比铝材大 6 倍。因此,塑件内的金属嵌件会妨碍塑
件的整体收缩,由此产生的拉伸应力很大,嵌件四周会聚集大量的残余应力引起
塑件表面产生裂纹。这样,对于金属嵌件应进行预热,特别是当塑件表面的裂纹
发生在刚开机时,大部分是由于嵌件温度太低造成的。
另外,在嵌件材质的选用方面,应尽量采用膨胀系数接近树脂特性的材料。
例如,采用锌,铝等轻金属材料制作嵌件优于钢材。
在选用成型原料时,也应尽可能采用高分子量的树脂,如果必须使用低分子
量的成型原料时,嵌件周围的塑料厚度应设计得厚一些,对于聚乙烯,聚碳酸脂,
聚酰胺,醋酸纤维素塑料,嵌件周围的塑料厚度至少应等于嵌件直径的一半;对
于聚苯乙烯,一般不宜设置金属嵌件。
(4)原料选用不当或不纯净。不同原料对产生残余应力的敏感度不同,一
般非结晶型树脂比结晶型树脂容易产生残余应力引起裂纹;对于吸水性树脂及掺
用再生料较多的树脂,因为吸水性树脂加热后会分解脆化,较小的残余应力就会
引起脆裂,而再生料含量较高的树脂中杂质较多,易挥发物含量较高,材料的强
度比较低,也容易产生应力开裂。
实践表明,低粘度疏松型树脂不容易产生裂纹,因此,在生产过程中,应结
合具体的情况选择合适的成型原料。
在操作过程中,脱模剂对于熔料来说也是一种异物,如用量不当也会引起裂
纹,应尽量减少其用量。
此外,当注塑料机由于生产需要更换原料品种时,必须把料斗上料器和干燥
器中的余料清理干净,并排清料筒中的余料。
(5)塑件结构设计不良。塑件形体结构中的尖角及缺口处最容易产生应力
集中,导致塑件表面产生裂纹及破裂。因此,塑件形体结构中的外角及内角都应
尽可能用最大半径做成圆弧。实验表明,最佳的过渡圆弧半径为圆弧半径与转角
处壁厚的比值为 1:,即转角处的圆弧半径为壁厚的 倍。在设计塑件的形体
结构时,对于必须设计成尖角和锐边的部位仍然要采用 的最小过渡半径
做成很小的圆弧,这样可以延长模具的寿命。
(6)模具上的裂纹复映到塑件表面上。在注射成型过程中,由于模具受到
注射压力反复作用,型腔中具有锋利锐角的棱边部位会产生疲劳裂纹,尤其是在
冷却孔附近特别容易产生裂纹。
当模具与喷嘴接触时,模具底部受到挤压,如果模具的定位环孔较大或底壁
较薄时,模具型腔表面也产生疲劳裂纹。
当模具型腔表面上的裂纹复映到塑件表面上时,塑件表面上产生的裂纹总是
以同一形状在同一部位连续出现。出现这种裂纹后,应立即检查裂纹对应的型腔
表面处有无相同的裂纹。如果是由于复映作用产生的裂纹,应以机械加工的方法
修复模具。
七 龟裂及白化
故障分析及排除方法:
(1)件表面残余应力过大。残余应力过大是导致塑件表面龟裂的主要原因,
在工艺操作中,应按照减少塑件残余应力的要求来设定工艺参数,特别是在熔料
及模具温度较高,熔体流动性能较好的情况下,应尽量降低注射压力,在排除龟
裂故障时可参照排除裂纹及破裂故障的方法。
如果塑件表面已经产生了龟裂,可以考虑采取退火的办法予以消除,退火处
理是以低于塑件热变形温度 5 度左右的温度充分加热塑件 1 小时左右,然后将其
缓慢冷却,最好是将产生龟裂的塑件成型后立即进行退火处理,这有利于完全消
除龟裂。然而,在大批量生产中采取退火的方法消除龟裂,实现起来难度较大,
一般不宜采用。
此外,由于龟裂的裂痕中留有残余应力,若将产生龟裂缺陷的塑件进行喷涂
加工时,涂料中的熔剂很容易使裂痕处溶裂并发展成为裂纹,在这种情况下,应
特别注意选用不会发生熔裂的涂料和稀释剂。
(2)塑件表面受到集中外力的作用。外力作用是导致塑件表面产生白化的主
要原因。多数情况下,产生白化的部位总是位于塑件的顶出部位。例如,塑件在
脱模过程中,由于脱模不良,塑件表面承受的脱模力接近于树脂的弹性极限时,
就会出现白化。
出现白化后,应降低注射压力,适当增大脱模斜度,特别是在加强筋和凸台
附近应防止倒角。脱模机构的顶出装置要设置在塑件壁厚处或适当增加塑件顶出
部位的厚度。
此外,应提高型腔表面的光洁度,减小脱模阴力,必要时可使用少量脱模剂。
八 银丝及斑纹
故障分析及排除方法:
(1)熔料中含有易挥物。银丝的常见形式是一些被拉长的扁气泡形成的针状
银白色条纹,其主要种类有降解银丝和水气银丝。
各种银丝均产生于从流料前端析出的挥发物。例如,降解银丝是热塑性塑料
受热后发生部分降解,以及气体分解时形成小气泡分布在塑件表面上,这些小气
泡在塑件表面留下的痕迹一般排布成“V”形,“V”字的尖端背向浇口中心。又如
水气银丝产生的主要原因是原料中水分含量过高,水分挥发时产生的气泡导致塑
件表面产生银丝,特别是聚酰胺和抗冲击聚苯乙烯等高吸水性树脂,如果熔料中
的水分挥发产生的气体不能完全排出时,就会在塑件表面形成水气银丝。
排除银丝故障应从三个方面着手;首先,在原料选用及处理方面,对于降
解银丝,要尽量选用粒径均匀的树脂,筛除原料中的粉屑,减少再生料的用量,
清除料筒中的残存异料;对于水气银丝,必须按照树脂的干燥要求,充分干燥原
料。
其次,在工艺操作方面,对于降解银丝,应降低料筒及喷嘴温度,缩短熔
料在料筒中的滞留时间,防止熔料局部过热,也可降低螺杆转速及前进速度,缩
短增压时间;对于水气银丝,应调高背压,加大螺杆压缩比,降低螺杆转速或使
用排气型螺杆。
三是在模具设计和操作方面,对于降解银丝,应加大浇口,主流道及分流
道截面,扩大冷料穴,改善模具的排气条件,对于水气银丝,应增加模具排气孔
或采用真空排气装置,尽量排清溶料中存留的气体,并检查模具冷却水道是否渗
漏,防止模具表面过冷结霜以及表面潮湿,如果模具的型表面有水分,塑件表面
就会出现白色的银丝痕迹。
此外,注射过程中,脱模剂也会产生少量挥发气体,应尽量减少其用量,
可通过提高模具型腔表面光洁度来减少脱模阻力。
(2)熔料塑化不良。如果熔料在料筒中加热不足,塑化不良时,未完全
熔融的料粒暴露在塑件表面时即形成斑纹。这种形若云母片状的暗斑,每片暗斑
的面积接近于一颗料粒的大小。在透射光下观察可见,斑纹处的透明度较差,有
时可以明显分辨出凸起状的未熔透原料微粒。
根据暗斑产生的原因,在排除这一故障时,应适当提高料筒温度和延长成
型周期,尽量采用内加热式注料口或加大冷料穴及加长流道。在条件可能的情况
下,也可换用料筒长径比较大的注塑机,增强熔料的塑化。
九 黑点及条纹
故障分析及排除方法
(1)熔料温度太高。料温太高会使熔料过热分解,形成碳化物,为了避免熔
料过热分解,对于聚氯乙烯等热敏性热塑材料,必须严格控制料筒尾部温度不能
太高。当发现塑件表面出现黑点及条纹后,应立即检查料筒的温度控制器是否失
控,并适当降低料筒及模具温度。但值得注意的是,如果料温和模温太低,同样
会使塑件表面产生光亮条纹。
(2)料筒间隙太大。如果螺杆与料筒的磨损间隙太大,会合熔料在料筒中滞
留,导致滞留的熔料局部过热分解产生黑点及条纹。对此,可先稍微降低料筒
温度,观察故障能否排除。其次,应检查料筒,喷嘴及模具内有无贮料死角并
修磨光滑。
采取以上措施后,如果故障仍未排除,应及时维修设备,调整螺杆与料筒
的间隙。
(3)熔料与模壁磨擦过热。如果注射速度太快,注射压力太高,充模时熔料
与型腔腔壁的相对运动速度太高,很容易产生磨擦过热,使熔料分解产生黑点
及知纹。对此,应适当降低注射速度和注射压力。
(4)料筒及模具排气不良。如果料筒或模具排气不良,熔料内残留的气体会
由于绝热压缩而引起燃烧,使熔料过热分解产生黑点及条纹。对此,可适当降
低注射速度,在原料粒径和均匀度适宜的条件下,改进料筒排气口结构。
对于模具部分的排气不良,应检查浇口位置和排气孔位置是否正确,选用
浇口类型是否合适;清除模具内粘附的防锈剂等易挥发的物质;并减少脱模剂
的用量。在不产生溢料飞边的前提下,可适当降低合模力,增加排气间隙。此
外,应检查料筒和顶针处有无渗油故障。
(5)积料焦化。当喷嘴与模具主流道吻合不良时,浇口附近会产生积料焦
化并随流料注入型腔,在塑件表面形成黑点及条纹。对此,应及时调整喷嘴与
模具主流道的相对位置使其吻合良好。
此外,如果模具的热流道设计或制作不良,熔料在流道内流动不畅滞留结
焦,也会使塑件表面产生黑点及条纹。对此,应提高热流道的表面光度,降低
流道的加热温度。
(6)原料不符合成型要求。如果原料中易挥发物含量太高,水敏性树脂干
燥不良,再生料用量太多,细粉料太多,原料着色不均,润滑剂品种选用不正
确或使用超量,都会不同程度地导致塑件表面产生黑点及条纹。对此应针对不
同情况,采取相应措施,分别排除。
十 翘曲变形
故障分析及排除方法
(1)分子取向不均衡。热塑性塑料的翘曲变形很大程度上取决于塑件径向和
切向收缩的差值,而这一差值是由分子取向产生的。
通常,塑件在成型过程中,沿熔料流动方向上的分子取向大于垂直流动方向
上的分子取向,这是由于充模时大部分聚合物分子沿着流动方向排列造成的,充
模结束后,被取向的分子形态总是力图恢复原有的卷曲状态,导致塑件在此方向
上的长度缩短。因此,塑件沿熔料流动方向上的收缩也就大于垂直流动方向上的
收缩。由于在两个垂直方向上的收缩不均衡,塑件必然产生翘曲变形。
为了尽量减少由于分子取向差异产生的翘曲变形,应创造条件减少流动取向
及缓和取向应力的松驰,其中最为有效的方法是降低熔料温度和模具温度。在采
用这一方法时,最好与塑件的热处理结合起来,否则,减小分子取向差异的效果
往往是暂时性的。因为料温及模温较低时,熔料冷却很快,塑件内会残留大量的
内应力,使塑件在今后使用过程中或环境温度升高时仍旧出现翘曲变形。
如果塑件脱模后立即进行热处理,将其置于较高温度下保持一定时间再缓冷
至室温,即可大量消除塑件内的取向应力,热处理的方法为;脱模后将塑件立即
置于 ~43 度温水中任其缓慢冷却。
(2)冷却不当。如果模具的冷却系统设计不合理或模具温度控制不当,塑件
冷却不足,都会引起塑件翘曲变形。特别是当塑件壁厚的厚薄差异较大时,由于
塑件各部分的冷却收缩不一致,塑件特别容易翘曲。因此,在设计塑件的形体结
构时,各部位的断面厚度应尽量一致。
此外,塑料件在模具内必须保持足够的冷却定型时间。例如。硬质聚氯乙烯
的导热系数较小,若其塑件的中心部位未完全冷却就将其脱模,塑件中心部位的
热量传到外部,就会使塑件软化变形。
对于模具温度的控制,应根据成型件的结构特征来确定阳模与阴模,模芯与
模壁,模壁与嵌件间的温差,从而利用控制模具各部位冷却收缩速度的差值来抵
消取向收缩差,避免塑件按取向规律翘曲变形。对于形体结构完全对称的塑件,
模温应相应保持一致,使塑件各部位的冷却均衡。
值得注意是,在控制模芯与模壁的温差时,如果模芯处的温度较高,塑件脱
模后就向模芯牵引的方向弯曲,例如,生产框形塑件时,若模芯温度高于型腔侧,
塑件脱模后框边就向内侧弯曲,特别是料温较低时,由于熔料流动方向的收缩较
大,弯曲现象更为严重。还需注意的是,模芯部位很容易过热,必须冷却得当,
当模芯处的温度降不下来时,适当提高型腔侧的温度也是一种辅助手段。
对于模具冷却系统的设计,必须注意将冷却管道设置在温度容易升高,热量
比较集中的部位,对于那些比较容易冷却的部位,应尽量进行缓冷,使塑件各部
位的冷却均衡。通常,模具的型腔和型芯应分别冷却,冷却孔与型腔的距离应适
中,不宜太远或太近,一般控制在 15~25mm 范围内;水孔的直径应大于 8mm,
冷却小孔的深度不能太浅,水管及管接头的内径应与冷却孔直径相等,冷却孔内
的水流状态应为紊流,流速控制在 ~ 范围内,冷却水孔的总长度应在
~ 以下,否则压力损失太大;冷却水入口与出口处温度的差值不能太大,
特别是对于一模多腔的模具,温差应控制在 2 度以下。
(3)模具浇注系统不合理。模具浇注系统的结构参数是影响塑件形位尺寸的
重要因素,特别是模具浇口的设计涉及到熔料在模具内的流动特性,塑件内应力
的形成以及热收缩变形等。如合理地确定浇口位置及浇口类型,往往可以较大程
度地减少塑件的变形。在确定浇口位置时,不要使熔料直接冲击型芯,应使型芯
两侧受力均匀;对于面积较大的矩形扁平塑件,当采用分子取向及收缩大的树脂
原料时,应采用薄膜式浇口或多点式侧浇口,尽量不要采用直浇口或分布在一条
直线上的点浇口;对于圆片形塑件,应采用多点式针浇口或直接式中心浇口,尽
量不要采用侧浇口;对于环型塑件,应采用盘形浇口或轮辐式十字浇口,尽量不
要采用侧浇口或针浇口;对于壳形塑件,应采用直浇口,尽量不要采用侧浇口。
此外,在设计模具的浇注系统时,应针对熔料的流动特性,使流料在充模过
程中尽量保持平行流动,这样,尽管成型后的塑件在相互垂直方向上的收缩有差
别,但不会引起很大的翘曲变形。
(4)模具脱模及排气系统设计不合理。如果塑件在脱模过程中受到较大的不
均衡外力的作用会使其形体结构产生较大的翘曲变形。例如,模具型腔的脱模斜
度不够,塑件顶出困难,顶杆的顶出面积太小或顶杆分布不均,脱模时塑料件各
部分的顶出速度不一致以及顶出太快或太慢,模具的抽芯装置及嵌件设置不当,
型芯弯曲或模具强度不足,精度太差,定位可靠等都会导致塑件翘曲变形。
对此,在模具设计方面,应合理确定脱模斜度,顶杆位置和数量,提高模具
的强度和定位精度;对于中小型模具,可根据翘曲规律来设计和制作反翘曲模具,
将型腔事先制成与翘曲方向相反的曲面,抵消取向变形,不过这种方法较难掌握,
需要反复试制和修模,一般用于批量很大的塑件。
在模具操作方面,应适当减慢顶出速度或增加顶出行程。
此外,模具排气不良对于塑件的翘曲变形也有一定的影响,应予以注意。对
于容易翘曲变形的塑件,可以采用整形处理技术,把塑件放入适合其外型结构的
木制夹具中强制定型,但要注意对夹具中的塑件不可施加压力,应让其自由收缩,
可适当辅以冷却来促使塑件尽快定型;对于周转箱等箱体类塑件,可以利用支板
或框架定型,防止其收缩或膨胀。
(5)工艺操作不当。在工艺操作过程中,如果注射压力太低,注射速度太慢,
不过量充模条件下保压时间及注射,周期太短,熔料塑化不均匀,原料干燥处理
时烘料温度过高以及塑件退火处理工艺控制不当,都会导致塑件翘曲变形。对此,
应针对具体情况,分别调整对应的工艺参数。
十一 尺寸不稳定
故障分析及排除方法
(1)型条件不一致或操作不当。注射成型时,温度,压力及时间等各项工艺
参数,必须严格按照工艺要求进行控制,尤其是每种塑件的成型周期必须一致,
不可随意变动。如果注射压力太低,保压时间太短,模温太低或不均匀,料筒及
喷嘴处温度太高,塑件冷却不足,都会导致塑件形体尺寸不稳定。
一般情况下,采用较高的注射压力和注射速度,适当延长充模和保压时间,
提高模温和料温,有利克服尺寸不稳定故障。
如果塑件成型后外型尺寸大于要求的尺寸,应适当降低注射压力和熔料温度,
提高模具温度,缩短充模时间,减小浇口截面积,从而提高塑件的收缩率。
若成型后塑件的尺寸小于要求尺寸,则应采取与之相反的成型条件。
值得注意的是,环境温度的变化对塑件成型尺寸的波动也有一定的影响,应
根据外部环境的变化及时调整设备和模具的工艺温度。
(2)成型原料选用不当。成型原料的收缩率对塑件尺寸精度影响很大。如果
成型设备和模具的精度很高,但成型原料的收缩率很大,则很难保证塑件的尺寸
精度。一般情况下,成型原料的收缩率越大,塑件的尺寸精度越难保证。因此,
在选用成型树脂时,必须充分考虑原料成型后的收缩率对塑件尺寸精度的影响。
对于选用的原料,其收缩率的变化范围不能大于塑件尺寸精度的要求。
应注意各种树脂的收缩率差别较大,根据树脂的结晶程度进行分析。通常,
结晶型和半结晶型树脂的收缩率比非结晶型树脂大,而且收缩率变化范围也比较
大,与之对应的塑件成型后产生的收缩率波动也比较大;对于结晶型树脂,结晶
度高,分子体积缩小,塑件的收缩大,树脂球晶的大小对收缩率也有影响,球晶
小,分子间的空隙小,塑件的收缩较小,而塑件的冲击强度比较高。
此外,如果成型原料的颗粒大小不均,干燥不良,再生料与新料混合不均匀,
每批原料的性能不同,也会引起塑件成型尺寸的波动。
(3)模具故障。模具的结构设计及制造精度直接影响到塑件的尺寸精度,在
成型过程中,若模具的刚性不足或模腔内承受的成型压力太高,使模具产生变形,
就肝造成塑件成型尺寸不稳定。
如果模具的导柱与导套间的配合间隙由于制造精度差或磨损太多而超差,也
会使塑件的成型尺寸精度下降。
如果成型原料内有硬质填料或玻璃纤维增强材料导致模腔严重磨损,或采用
一模多腔成型时,各型腔间有误差和浇口,流道等误差及进料口平衡不良等原因
产生充模不一致,也都会引起尺寸波动。
因此,在设计模具时,应设计足够的模具强度和刚性,严格控制加工精度,
模具的型腔材料应使用耐磨材料,型腔表面最好进行热处理及冷硬化处理。当塑
件的尺寸精度要求很高时,最好不采用一模多腔的结构形式,否则为了保证塑件
的成型精度,必须在模具上设置一系列保证模具精度的辅助装置,导致模具的制
作成本很高。
当塑件出现偏厚误差时,往往也是模具故障造成的。如果是在一模一腔条件
下塑件壁厚产生偏厚误差,一般是由于模具的安装误差及定位不良导致模腔与型
芯的相对位置偏移。此时,对于那些壁厚尺寸要求很精确的塑件,不能仅靠导柱
和导套来定位,必须增设其他定位装置;如果是在一模多腔条件下产生的偏厚误
差,一般情况下,成型开始时误差较小,但连续运转后误差逐渐变大,这主要是
由于模腔与型芯间的误差造成的,特别是采用热流道模成型时最容易产生这种现
象。对此,可在模具内设置温度差异很小的双冷却回路。如果是成型薄壁圆型容
器,可采用浮动型芯,但型芯和模腔必须同心。
此外,在制作模具时,为了便于修模,一般总是习惯于将型腔做得比要求尺
寸小一些,型芯做得比要求尺寸大一些,留出一定的修模余量。当塑件成型孔的
内径甚小于外径时,芯销应做得大一些,这是由于成型孔处塑件的收缩总是大于
其它部位,而且向孔心方向收缩的。反之,若塑件成型孔的内径接近于外径时,
芯销可以做得小一些。
(4)设备故障。如果成型设备的塑化容量不足,加料系统供料不稳定,螺杆
的转速不稳定,停止作用失常,液压系统的止回阀失灵,温度控制系统出现热电
偶烧坏,加热器断路等,都会导致塑件的成型尺寸不稳定。这些故障只要查出后
可采取针对性的措施予以排除。
(5)测试方法或条件不一致。如果测定塑件尺寸的方法,时间,温度不同,
测定的尺寸会有很大的差异。其中温度条件对测试的影响最大,这是因为塑料的
热膨胀系数要比金属大工业 10 倍。因此,必须采用标准规定的方法和温度条件
来测定塑件的结构尺寸,并且塑件必须充分冷却定型后才能进行测量。一般塑件
在脱模式 10 小时内尺寸变化是很大的,24 小时才基本定型。
十二 凹陷及缩痕
故障分析及排除方法
(1)成型条件控制不当。如果注射压力太低,注射及保压时间太短,注射速
率太慢,料温及模温太高,塑件冷却不足,脱模时温度太高,嵌件处温度太低或
供料不足,都会引起塑件表面出现凹陷或桔皮状的细微凹凸不平。对此,应适当
提高注射压力及注射速度,增加熔料的压缩密度,延长注射和保压时间,补偿熔
体收缩,增加注射反冲量。但保压不能太高,否则会引起凸痕。
如果凹陷及缩痕发生在浇口附近时,可以通过延长保压时间来解决。当塑件
在壁厚处产生凹陷时,应适当延长塑件在模内的冷却时间。
如果嵌件周围由于熔体局部收缩引起凹陷及缩痕,这主要是由于嵌件的温度
太低造成的,应设法提高嵌件温度。
如果注塑机的喷嘴孔太小或喷嘴处局部阻塞,也会因为注射压力局部损失太
大引起凹陷及缩痕。对此,应更换喷嘴或进行清理。
如果由于供料不足引起塑件表面凹陷,应增加供料量。
此外,塑件在模内的冷却必须充分。一方面可通过调节料筒温度,适当降低
熔料温度;另一方面,可采取改变模具冷却系统的设置,降低冷却水温度,或在
尽量保持模具表面及各部位均匀冷却的前提下,对产生凹陷的部位适当强化冷却。
否则,塑件在冷却不足的条件下脱模,不但很容易产生收缩凹陷,而且还会由于
硬脱模导致塑件在顶杆局部凹陷。
(2)模具缺陷。如果模具的流道及浇口截面太小,充模阻力太大,浇口设置
不对称,充模速度不均衡,进料口位置设置不合理,以及模具排气不良影响供料,
补缩和冷却,或模具磨损引起释压,都会导致塑件表面产生凹陷及缩痕,对此,
应结合具体情况,适当扩大浇口及浇道截面,浇口位置尽量设置在对称处,进料
口应设置在塑件厚壁的部位。
如果凹陷及缩痕发生在远离浇口处,一般是由于模具结构中某一部位熔料流
动不畅,妨碍压力传递。对此,应适当扩大模具浇注系统的结构尺寸,特别是对
于阻碍熔料流动的“瓶颈”处必须增加注道截面,最好是将注道延伸到产生凹陷的
部位。
对于厚壁塑件,应优先采用翼式浇口。这样,对于不适宜将浇口直接设置在
塑件上以及成型后容易在浇口处产生残留变形的塑件,可在塑件上附设一个翼形
体,再将浇口设置在小翼上,设在小翼上的浇口可采用倒浇口及点浇口,由此将
塑件的凹陷缺陷转移到小翼上,待塑件成型后再将小翼切除。
此外,应经常检查模具是否存在磨耗释压或排气不良,及时更换模具中的易
耗易损件或改善模具的排气条件。
(3)原料不符合成型要求。如果成型原料的收缩率太大或流动性能太差,以
及原料内润滑剂不足或原料潮湿,都会引起塑件表面产生凹陷及缩痕。因此,对
于表面要求比较高的塑件,应尽量选用低收缩率的树脂牌号。
如果由于熔料流动不畅引起欠注凹陷,可在原料中增加适量润滑剂,改善熔
料的流动性,或加大浇注系统结构尺寸。
如果由于原料潮湿引起塑件表面产生凹陷,应对原料进行预干处理。
(4)塑件形体结构设计不合理。如果塑件各处的壁厚相差很大时,厚壁部位
由于压力不足,成型时很容易产生凹陷及缩痕。因此,设计塑件形体结构时,壁
厚应尽量一致。对于特殊情况,若塑件的壁厚差异较大,可通过调整浇注系统的
结构参数来解决。
十三 气泡及真空泡
故障分析及排除方法
(1)成型条件控制不当。许多工艺参数对产生气泡及真空泡都有直接的影响。
如果注射压力太低,注射速度太快,注射时间和周期太短,加料量过多或过少,
保压不足,冷却不均匀或冷却不足,以及料温及模温控制不当,都会引起塑件内
产生气泡。特别是高速注射时,模具内的气体来不及排出,导致熔料内残留气体
太多,对此,应适当降低注射速度。不过,如果速度降得太多,注射压力太低,
则难以将熔料内的气体排尽,很容易产生气泡以及凹陷和欠注,因此,调整注射
速度和压力时应特别慎重。
此外,可通过调节注射和保压时间,改善冷却条件,控制加料量等方法避免
产生气泡及真空泡。如果塑件的冷却条件较差,可将塑件脱模后立即放入热水中
缓冷,使其内外冷却速度趋于一致。
在控制模具温度和熔料温度时,应注意温度不能太高,否则会引起熔料降聚
分解,产生大量气体或过量收缩,形成气泡或缩孔;若温度太低,又会造成充料
压实不足,塑件内部容易产生空隙,形成气泡。一般情况下,应将熔料温度控制
得略为低一些,模具温度控制得略为高一些。在这样的工艺条件下,既不容易产
生大量的气体,又不容易产生缩孔。
在控制料筒温度时,供料段的温度不能太高,否则会产生回流返料引起气泡。
(2)模具缺陷。如果模具的浇口位置不正确或浇口截面太小,主流道和分流
道长而狭窄,流道内有贮气死角或模具排气不良,都会引起气泡或真空。因此,
应首先确定模具缺陷是否产生气泡及真空泡的主要原因。然后,针对具体情况,
调整模具的结构参数,特别是浇口位置应设置在塑件的厚壁处。
选择浇口形式时,由于直接浇口产生真空孔的现象比较突出,应尽量避免选
用,这是由于保压结束后,型腔中的压力比浇口前方的压力高,若此时直接浇口
处的熔料尚未冻结,就会发生熔料倒流现象,使塑件内部形成孔洞。在浇口形式
无法改变的情况下,可通过延长保压时间,加大供料量,减小浇口锥度等方法进
行调节。
浇口截面不能太小,尤其是同时成型几个形状不同的塑件时,必须注意各浇
口的大小要与塑件重量成比例,否则,较大的塑件容易产生气泡。
此外,应缩短和加宽细长狭窄的流道,消除流道中的贮气死角,排除模具排
气不良的故障。设计模具时,应尽量避免塑件形体上有特厚部分或厚薄悬殊太大。
(3)原料不符合使用要求。如果成型原料中水分或易挥发物含量超标,料粒
太细小或大小不均匀,导致供料过程中混入空气太多,原料的收缩率太大,熔料
的熔体指数太大或太小,再生料含量太多,都会影响塑件产生气泡及真空泡。对
此,应分别采用预干燥原料,筛除细料,更换树脂,减少再生料用量等方法予以
解决。
十四 烧焦及糊斑
故障分析及排除方法
(1)熔体破裂。当熔体在高速,高压条件下注入容积较大的型腔时,极易产
生熔体破裂现象,此时,熔体表面出现横向断裂,断裂面积为粗糙地夹杂在塑件
表层形成糊斑。特别是少量熔料直接注入容易过大的型腔时,熔体破裂更为严重,
所呈现的糊斑也就越大。
熔体破裂的本质是由于高聚物熔料的弹性行为产生的,当熔料在料筒中流动
时,靠近料筒附近的熔料受到筒壁的磨擦,阴力较大,熔料的流动速度较小,熔
料一旦从喷嘴注出,管壁作用的阴力消失,而料筒中部的熔料流速极高,筒壁处
的熔料被中心处的熔料携带而加速,由于熔料的流动是相对连续的,内外熔料的
流动速度将重新排列,趋于平均速度。在此过程中,熔料将发生急剧的应力变化
将产生应变,因注射速度极快,所受到的应力特别大,远远大于熔料的应变能力,
导致熔体破裂。
如果熔料在流道中遇有突然的形状变化,如直径收缩,扩大以及出现死角等,
熔料在死角处停留和循环,它与正常熔料的受力不同,剪切形变较大,当其混入
正常流料中注出时,由于两者的形变恢复不一致,不能弥合,若悬殊很大,则发
生断裂破裂,其表现形式也是熔体破裂。
由上可知,要克服困熔体破裂,避免产生糊斑,一是要注意消除流道中的死
角,使流道尽量流线化;二是适当提高料温,减少熔料松驰时间,使其形变容易
恢复和弥合;三是在原料中添加低分子物,因为熔料分子量越低,分布越宽,越
有利于减轻弹性效应;四是适当控制注射速度和螺杆转速;五是合理设置浇口位
置及选择正确的浇口形式,这点相当重要,实践表明,采用扩大型点浇口,潜伏
浇口(隧道浇口)较为理想。浇口的位置最好选择在熔料先注入过渡腔后再进入
较大的容腔,不要使流料直接进入较大的容腔。
(2)成型条件控制不当。这也是导致塑件表面产生烧焦及糊斑的重要原因,
特别是注射速度的大小对其影响很大,当流料慢速注入型腔时,熔料的流动状态
为层流;当注射速度上升到一定值时,流动状态逐渐变为紊流。一般情况下,层
流形成的塑件表面较为光亮平整,紊流条件下形成的塑件不仅表面容易出现糊斑,
而且塑件内部容易产生气孔。因此,注射速度不能太高,应将流料控制在层流状
态下充模。
如果熔料的温度太高,容易引起熔料分解焦化,导致塑件表面产生糊斑。一
般注塑机的螺杆转数应小于 90r/min,背压小于 2mpa,这样可以避免料筒产生过量
的摩擦热。
如果成型过程中由于螺杆退回时的旋转时间太长而产生过量的磨擦热,可通
过适当增加螺杆转速,延长成型周期,降低螺杆背压,提高料筒供料段温度及采
用润滑性差的原料等方法予以克服。
注射过程中,熔料沿螺槽回流太多及止逆环处有树脂滞留,都会导致熔料降
聚分解。对此,应选用粘度较高的树脂,适当降低注射压力,换用长径比较大的
注塑机。注塑机常用的止逆环都比较容易引起滞留,使其分解变色,当分解变色
的熔解料注入型腔后,即形成茶色或黑色焦点。对此,应定期清理以喷嘴为中心
的螺杆系统。
(3)模具故障。如果模具排气孔被脱模剂及原料析出的固化物阻塞,模具排
气设置不够或位置不正确,以及充模速度太快,模具内来不及排出的空气绝热压
缩产生高温气体都会使树脂分解焦化。对此,应清除阻塞物,降低合模力,改善
模具的排气不良。
模具浇口形式和位置的确定也相当重要,在设计时应充分考虑熔料的流动状态
和模具的排气性能。
此外,脱模剂的用量不能太多,型腔表面要保持较高的光洁度。
(4)原料 不符合成型要求。如果原料中水分及易挥发物含量太高,熔融指数
太大,润滑剂使用过量都会引起烧焦及糊斑故障。对此,应使用料斗干燥器或其
它预干燥方法处理原料,换用熔体指数较小的树脂以及减少润滑剂的用量。
十五 变色及色泽不均
故障分析及排除方法
(1)着色剂质量不符合使用要求。着色剂的性能直接关系到塑件成型后的色
泽质量。如果着色剂的分散性能,热稳定性能及颗粒形态不能满足工艺要求,就
不可能生产出色泽良好的制品。
有些着色剂的形态呈铝箔及薄片状,混入熔料中成型后会形成方向性的排列,
导致塑件表面色泽不均。
有些着色剂用干混的方法,与原料搅拌后粘附在料粒表面,进入料筒后分散
性不好,导致色泽不均。
如果着色剂或添加剂的热稳定性能差,在料筒中很容易受热分解,导致塑件
变色。此外,着色剂很容易漂浮在空气中,沉积在料斗及其他部位,污染注塑机
及模具,引起塑件表面色泽不均。因此,在选用着色剂时应对照工艺条件和塑件
的色泽要求认真筛选,特别是对于耐热温度,分散特性等比较重要的指标必须满
足工艺要求,着色剂最好采用湿混的方法。
如果注塑设备及模具受到着色剂的污染,应彻底清理料斗,料筒及模具型腔。
(2)原料不附合使用要求。如果原料中易挥发物含量太高,混有异料或干燥
不良;纤维增强原料成型后纤维填料分布不均,聚积外露或塑件表面与溶剂接触
后树脂溶失,纤维裸露;树脂的结晶性能太差,影响塑件的透明度,都会导致塑
件表面色泽不均。此外,高抗冲击聚苯乙烯和 ABS 等原料成型后内应力较大,
也会产生应力变色。
对以上故障,一是清除原料中的异物,净化原料,对原料进行预干燥处理,
减少原料中的水分;二是通过调整工艺参数,改善树脂中纤维的分布状态,尽量
送减少润滑剂及脱模剂的用量;三是换用结晶性能较好的树脂或通过控制塑件的
冷却条件来改善熔料的结晶性能;四是对于容易产生成型内应力的原料应采用可
以减少成型内应力的工艺条件。
(3)成型条件不合理。色泽不均往往因反映的现象不同,其产生原因也有所
不同。若进料口附近或熔接部位色泽不均,一般是由于着色剂分布不均匀或着色
剂的性质不符合使用要求造成的。
如果整个塑件变色或色泽不均,往往与成型工艺条件有关,当料筒温度太高
时,高温熔料在料筒中容易过热分解,使塑件变色。若喷嘴处温度太高,熔料在
喷嘴处焦化积留,也会引起塑件表面色泽不均。
此外,螺杆转速,注射背压及注射压力太高,注射和保压时间太长,注射速
度太快,塑化不良,料筒内有死角以及润滑剂用量太多,都会导致塑件表面色泽
不均。
为了防止熔料在高温料筒中停留时间太长产生过热分解,注射量不应超过注
塑机注射能力的三分之二。
当料筒或喷嘴处有焦化熔料积留时,应彻底清理料筒,拆除和清理喷嘴,检
查喷嘴尖与浇道套是否对齐,并适当降低喷嘴温度。
对于螺杆转速,背压,注射压力,注射和保压时间等工艺参数的调整,可根
据实际情况,按照逐项调整的原则进行微调。
(4)模具问题。如果模具内的机油,脱模剂或顶销与销孔磨擦的污物混入熔
料内,模具排气不良以及模具冷却不均匀,都会导致塑件表面变色。因此,注塑
前应保证模腔清洁。
为了减少排气不良的影响,可适当减少合模力,或重新定位浇口,并将排气
孔设置在最后充模处。
由于模具温度对于熔料固化时的结晶度影响较大,应使模具均匀冷却。例如,
在成型聚酰胺等结晶型塑料时,若模具温度较低,熔料结晶缓慢,塑件表面呈透
明色;若模具温度较高,熔料结晶较快,塑件则成为半透明或乳白色。对此,可
通过调整模具和熔料温度来控制塑件的表面色泽。
十六 表面光泽不良
故障分析及排除方法
模具故障。由于塑件的表面是模具型腔面的再现,如果模具表面有伤痕,腐蚀,
微孔等表面缺陷,就会复映到塑件表面产生光泽不良。若型腔表面有油污,水分,
脱模剂用量太多或选用不当,也会使塑件表面发暗。因此,模具的型腔表面应具
有较好的光洁度,最好采取抛光处理或表面镀铬。型腔表面必须保持清洁,及时
清除油污和水渍。脱模剂的品种和用量要适当。
模具温度对塑件的表面质量也有很大的影响,通常,不同种类的塑料在不同
模温条件下表面光泽差异较大,模温过高或过低都会导致光泽不良。若模温太低,
熔料与模具型腔接触后立即固化,会使模具型腔面的再现性下降。为了增加光泽,
可适当提高模温,最好是采用在模具冷却回路中通入温水的方法,使热量在型腔
中讯速传递,以免延长成型周期,这种方法还可减少成型中残余应力。一般情况
下,除聚苯乙烯,ABS,AS 外,模温可控制在 100 度以上。但须注意,若模温
太高,也会导致塑件表面发暗。
此外,脱模斜度太小,断面厚度突变,筋条过厚以及浇口和浇道截面太小或
突然变化,浇注系统剪切作用太大,熔料呈湍流态流动,模具排气不良等模具故
障都会影响塑件的表面质量,导致表面光泽不良。
(2)成型条件控制不当。如果注射速度太快或太慢,注射压力太低,保压时
间太短,增压器压力不够,缓冲垫过大,喷嘴孔太小或温度太低,纤维增强塑料
的填料分散性能太差,填料外露或铝箔状填料无方向性分布,料筒温度太低,熔
料塑化不良以及供料不足,都会导致塑件表面光泽不良。对此,应针对具体情况
进行调整。
若在浇口附近或变截面处产生暗区,可通过降低注射速率,改变浇口位置,
扩大浇口面积以及在变截面处增加圆弧过渡等到方法予以排除。
若塑件表面有一层薄薄的乳白色,可适当降低注射速度。如果由于填料的分
散性能太差导致表面光泽不良,应换用流动性能较好的树脂或换用混炼能力较强
的螺杆。
(3)成型原料不符合使用要求。原料不符合使用要求也会导致塑件表面光泽
不良。其产生原因及处理方法如下:
A 成型原料中水分或其他易挥发物含量太高,成型时挥发成分在模具的型腔壁
与熔料间凝缩,导致塑件表面光泽不良。应对原料进行预干燥处理。
B 原料或着色剂分解变色导致光泽不良。应选用耐温较高的原料和着色剂。
C 原料的流动性能太差,使塑件表面不密导致光泽不良。应换用流动性能较好
的树脂或增用适量润滑剂以及提高加工温度。
D 原料中混有异料或不相溶的原料。应换用新料。
E 原料粒度不均匀。应筛除粒径差异太大的原料。
F 结晶型树脂由于冷却不均导致光泽不良。应合理控制模温和加工温度,对于
厚壁塑件,如果冷却不足,也会使塑件表面发毛,光泽偏暗,解决的方法是将塑
件从模具中取出后,立即放入浸在冷水中的冷压模中冷却定型。
G 原料中再生料回用比例太高,影响熔料的均匀塑化。应减少其用量。
十七 杂质及冷料僵块
故障分析及排除方法
(1)成型原料不符合要求。如果成型原料在包装,运输,预热和预干燥等处
理过程中混入杂质或不同品级的原料混用,原料粒径不匀或过大,都会使成型的
塑件中含有异物杂质。对此,应筛出原料中的异物杂质,选用粒径均匀的原料。
在预处理和成型过程中,要防止粉尘和其他异物杂质从料斗,料筒及模具处混入
熔料中。
(2)工艺条件控制不当。其产生原因及处理方法如下:
A 料温太低,熔料塑化不良。应适当提高料筒温度。
B 料温太高或成型周期太长,熔料分解变质。应降低料温和缩短成型周期。
C 模温和喷嘴温度太低产生冷料粒。应适当提高模具和喷嘴处的温度。
D 注塑机塑化能力不足,塑化容量接近塑件重量,使得成型时间很短。应换用
较大规格的注塑机。
E 模具结构不合理。如果模具的主流道及分流道无冷料穴或定位不当,冷料进
入型腔中会在塑件内形成僵块。对此,应增设冷料穴。对于直接进料型模具,由
于没有设置冷料穴,塑件中经常出现冷料斑。对此,在操作过程中,必须在闭模
前把喷嘴中的冷料拿掉。在开模取塑件时,要把主浇道中残留的冷料除去,避免
冷料进入型腔。
十八 粘模及脱模不良
故障分析及排除方法
(1)模具故障。产生粘模及脱模不良的原因是多方面的,而模具故障是其中主
要原因之一。其产生原因及处理品方法如下:
A 模具型腔表面粗糙,如果模具的型腔及流道内留有凿纹,刻痕,伤痕,凹陷
等表面缺陷,塑件就很容易粘附在模具内,导致脱模困难。因此,应尽量提高模
腔及流道的表面光洁度,型腔内表面最好镀铬,在进行抛光处理时,抛光工具的
动作方向应与熔料的充模方向一致。
B 模具磨损划伤或镶块处缝隙太大。当熔料在模具划伤的部位或镶块缝隙内产
生飞边时,也会引起脱模困难。对此,应修复损伤部位和减小镶块缝隙。
C 模具刚性不足。如果刚开始注射时模具就打不开,则表明模具由于刚性不足,
在注射压力的作用下产生形变。如果形变超过了弹性极限,模具就无法恢复原状,
不能继续使用。即使形变未超出模具的弹性极限,熔料在模腔内很高的条件下冷
却固化,去除注射压力,模具恢复形变后,塑件受到回弹力的作用被夹住,模具
仍然无法打开。因此,在设计模具时,必须设计足够的刚性和强度。
试模时,最好在模具上安装千分表,检查模腔和模架在充模过程中是否变形,
试模时的起始注射起始注射压力不要太高,应一边观察模具的变形量,一边慢慢
升高注射压力,将变形量控制在一定的范围内。
当发生回弹力太大引起夹模故障时,只靠加大开模力是不行的,应马上将模
具拆下来分解,并将塑件加热软化后取出。对于刚性不足的模具,可在模具外侧
镶制框架,提高刚性。
D 脱模斜度不足或动,定模板间平行度差。在设计和制作模具时,应保证足够
的脱模斜度,否则塑件很难脱模,强行顶出时,往往造成塑件翘曲,顶出部位发
白或开裂等。模具的动,定模板要相对平行,否则会导致型腔偏移,造成脱模不
良。
E 浇注系统设计不合理。如果浇道太长,太小,主浇道和分浇道连接部分强度
不够,主浇道无冷料穴,浇口平衡不良,主浇道直径与喷嘴孔直径搭配不当或浇
口套与喷嘴的球面不吻合,都会导致粘模及脱模不良。因此,应适当缩短浇道长
度和增加其截面积,提高主流道和分流道连接部位的强度,在主流道上应设置冷
料穴。
确定浇口位置时,可通过增加辅助浇口等方法平衡多腔模具中各个型腔的充
模速率及减少模腔内的压力。一般情况下,主流道的小端直径应比喷嘴孔径大
~1mm,浇口套的凹圆半径应比喷嘴球面半径大 1~2mm。
F 顶出机构设计不合理或操作不当。如果顶出装置行程不足,顶出不均衡或顶
板动作不良,都会导致塑件无法脱模。
在条件充许的情况下,应尽量增加顶杆有效顶出面积,保证足够的顶出行程,
塑件的顶出速度应控制在适宜的范围,不能太快或太慢。顶板动作不良的主要原
因是由于各滑动件间粘滞。例如,当顶板推动滑芯动作时,因滑芯处无冷却装置,
其温度比其他型芯高,在连续运转时,立柱本体与滑芯间的间隙极小,往往产生
粘滞导致抽芯动作不良,又如,当顶销孔与顶板导向销的平行度不良或顶销弯曲
时,顶板就会动作不良。若在顶推机构中不设止销,当顶板与安装板间有异物时,
顶板倾斜,其后顶板的动作不良。在中,大型模具中,如果仅有一根顶杆作用时,
顶板不能均衡顶推,也会产生动作不良。
G 模具排气不良或模芯无进气口也会引起粘模及脱模不良。应改善模具的排气
条件,模芯处应设置进气孔。
H 模温控制不当或冷却时间长短不适当。如果在分型面处难脱模时,可适当提
高模具温度和缩短冷却时间。若在型腔面处难脱模时,可适当降低模具温度或增
加冷却时间。此外,定模的温度太高,也会导致脱模不良。模具型腔材质为多孔
软质材料时会引起粘模。对此,应换用硬质钢材或表面电镀处理。
I 浇道拉出不良,浇口无拉钓机构,分型面以下低凹,型腔边线超过合模线等
模具缺陷都会不同程度地影响塑件脱模。对此,应引起注意并予以修整。
(2)工艺条件控制不当。如果注塑机规格较大,螺杆转速太高,注射压力太
大,注射保压时间太长,就会形成过量填充,使得成型收缩率比预期小,脱模这
得困难。
如果料筒及熔料温度太高,注射压力太大,热熔料很容易进入模具镶块间的
缝隙中产生飞边,导致脱模不良。
此外,喷嘴温度太低,冷却时间太短及注料断流,都会引起脱模不良。因此,
在排除粘模及脱模不良故障时,应适当降低注射压力,缩短注射时间,降低料筒
及熔料温度,延长冷却时间,以及防止熔料断流等。
(3)原料不符合使用要求。如果原料在包装和运输时混入杂质,或预干燥和
预热处理过程中不同品级的原料混用,以及料筒和料斗中混入异物,都会导致塑
件粘模。此外,原料的粒径不匀或过大对粘模也有一定程度的影响。因此,对于
成型原料应做好净化筛选工作。
(4)脱模剂使用不当。使用脱模剂的目的是减少塑件表面和模具型腔表面间
的粘着力,防止两者相互粘着,以便缩短成型周期,提高塑件的表面质量。但是,
由于脱模剂的脱模效果既受化学作用的影响,也受物理条件的影响,而且,成型
原料和加工条件各有不同,选定脱模剂的最佳品种和用量必须根据具体情况来确
定。如果使用不当,往往不能产生良好的脱模效果。
就成型温度而言,脂肪油类脱模剂的有效工作温度一般不宜超过 150 度,在
高温成型时不宜使用;硅油和金属皂类脱模剂的工作温度一般为 150 度~250 度;
聚四氟乙烯类脱模剂的工作温度可达到 260 度以上,是高温条件下脱模效果最好
的脱模剂。
就原料品种而言,软质聚合物塑件比硬质聚合物塑件难脱模。就使用方法而
言,膏状脱模剂要用刷子涂刷,可喷涂的脱模剂使用喷涂装置进行喷涂。由于膏
状脱模剂在涂刷时难以形成规则均匀的模层,脱模后塑件表面会有波浪痕或条纹,
所以,应可能使用可喷涂的脱模剂。
十九 喷嘴流涎
故障分析及排除方法
(1)工艺条件操作不当。其产生原因及处理品方法如下:
A 喷嘴处局部温度太高。应适当降低喷嘴温度。
B 熔料温度太高。应适当降低料筒温度或缩短模塑周期,以及在喷嘴内设置滤
料网。
C 料筒内的余压太高。应适当降低注射压力和减少余压时间,缩短注射时间,
D 喷嘴孔太大。应换用小孔径的喷嘴,或使用弹簧针阀式喷嘴和倒斜度喷嘴。
(2)原料潮湿不符合使用要求。成型原料水分含量太高,也会引起喷嘴流涎。
对此,应预干燥原料或使用料斗干燥器。
(3)热流道模具设计不合理。在热流道模具中,为了防止喷嘴流涎,应设置可
释放集流腔中残余应力的装置。
第二节聚烯烃类塑料故障的产生原因及排除方法
一 欠注
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 成型周期太短。应适当加长。
(3) 注射压力偏低。应适当提高。
(4) 注射速度太慢。应适当加快。
(5) 保压时间偏短。应适当延长。
(6) 供料不足。应增加供料量。
(7) 螺杆背压偏低。应适当提高。
(8) 浇注系统结构尺寸偏小。应适当放大浇口和流道截面。
(9) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(10) 模具强度不够。应尽量提高模具刚性。
二 缩痕
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力太低。应适当提高。
(2) 保压时间太短。应适当延长。
(3) 冷却时间太短。应适当提高冷却效率或延长冷却时间。
(4) 供料量不足。应增加供料量。
(5) 模具温度不均匀。应合理设置模具的冷却系统。
(6) 塑件壁太厚。应在可能变动的情况下进行调整。
(7) 浇注系统结构尺寸偏小。应适当放大浇口和流道截面。
三 熔接痕及流料痕
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 注射压力太低。应适当提高。
(3) 注射速度太慢。应适当加快。
(4) 模具温度太低。应适当提高。
(5) 塑件形体结构设计不合理或壁太薄。应在可能变动的情况下进行
调整。
(6) 浇注系统结构尺寸偏小。应适当放大浇口及流道截面。
(7) 模具内的冷料穴太小。应适当加大。
(8) 原料内混入异物杂质。应进行清除。
(9) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
(10) 原料着色不均匀。应延长混色的搅拌时间,使原料着色均匀。
四 光泽不良
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度偏低。应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 模具温度偏低。应适当提高。
(4) 浇注系统结构尺寸偏小。应适当放大浇口及流道截面。
(5) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(6) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
(7) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
(8) 原料未充分干燥。应适当提高预干燥温度及延长干燥时间。
五 气泡
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度偏高。应适当降低料筒温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射压力偏低。应适当提高。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间太短。应适当延长。
(6) 模具温度不均匀。应合理设置模具的冷却系统,保持模具表面温
度均匀。
(7) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(8) 塑件形体结构设计不合理,壁太厚。应在可能变动的情况下适当
调整。
(9) 浇口及流道截面太小。应适当加大。
六 色泽不均
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 螺杆背压不足。应适当提高。
(4) 原料着色不均匀。应延长混色的搅拌时间,使原料着色均匀。
七 烧焦及黑纹
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高过热分解。应适当降低料筒温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射速度太快。应适当减慢。
(4) 螺杆背压太高。应适当降低。
(5) 浇口截面太小。应适当加大。
(6) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(7) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
(8) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
八 溢料飞边
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低料筒及喷嘴温度。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 注射速度太快。应适当减慢。
(4) 保压时间偏长。应适当缩短。
(5) 供料太多。应适当减少。
(6) 合模力不足。应增加合模力。
(7) 模具强度不足。应增设加强框架等,提高其刚性。
(8) 镶件设置不合理。应适当调整。
(9) 浇口截面较大。应适当缩小。
(10) 模具安装不良,基准未对中。应重新装配模具。
九 翘曲及收缩变形
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 成型周期偏短。应适当延长。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间偏长。应适当缩短。
(6) 模具温度不均匀。应调整模具的冷却系统,合理设置冷却回路。
(7) 浇口截面太小。应适当加大。
(8) 顶出机构设计不合理。应尽量增加顶出面积和顶出点。
(9) 模具强度不足。应设法增加其刚性。
十 银丝纹
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 模具温度偏低。应适当提高。
(3) 原料内混入异物杂质。应彻底清除。
(4) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
十一 分层剥离
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 螺杆背压太高。应适当降低。
(3) 原料内混入异物杂质。应彻底清除。
十二 脆弱
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 模具温度较高。应适当降低。
(3) 原料内混入异物杂质。应彻底清除。
(4) 浇口设置不当。应将浇口设置在厚壁处。
(5) 保压时间偏短。应适当延长。
十三 表面划伤
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力太高。应适当降低。
(2) 保压时间偏长。应适当缩短。
(3) 模具温度太低。应适当提高。
(4) 顶出机构设计不合理。应尽量增加顶出面积和顶出点。
(5) 脱模斜度不足。应适当增加。
十四 收缩凹陷
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 注射压力偏低。应适当提高。
(3) 模具温度太高。应适当降低。
(4) 塑件壁太厚。应在可能变动的情况下适当调整。
(5) 浇口截面太小。应适当加大。
(6) 型周期太短。应适当延长。
(7) 保压时间偏短。应适当延长。
十五 主浇道粘模
故障分析及排除方法:
(1) 保压时间偏短。应适当延长。
(2) 成型周期太短。应适当延长。
(3) 喷嘴温度太低。应适当提高。
(4) 浇口套表面光洁度太低。应研磨其表面,提高表面光洁度。
第三节 聚丙烯故障的产生原因及排除方法
一 欠注
故障分析及排除方法:
(1) 工艺条件控制不当。应适当调整。
(2) 注塑机的注射能力小于塑件重量。应换用较大规格的注塑机。
(3) 流道和浇口截面太小。应适当加大。
(4) 模腔内熔料的流动距离太长或有薄壁部分。应设置冷料穴。
(5) 模具排气不良,模腔内的残留空气导致欠注。应改善模具的排气
系统。
(6) 原料的流动性能太差。应换用流动性能较好的树脂。
(7) 料筒温度太低,注射压力不足或补料的注射时间太短也会引起欠
注。应相应提高有关工艺参数的控制量。
二 溢料飞边
故障分析及排除方法:
(1) 合模力不足。应换用规格较大的注塑机。
(2) 模具的销孔或导销磨损严重。应采用机加工方法进行修复。
(3) 模具的合模面上有异物杂质。应进行清除。
(4) 成型模温或注射压力太高。应适当降低。
三 表面气孔
故障分析及排除方法:
(1) 厚壁塑件的模具流道及浇口尺寸较小时容易产生表面气孔。应适
当放大流道和浇口尺寸。
(2) 塑件壁太厚。在设计时应尽量减少壁厚部分。
(3) 成型温度太高或注射压力太低都会导致塑件表面产生气孔。应适
当降低成型温度,提高注射压力。
四 流料痕
故障分析及排除方法:
(1) 熔料及模温太低。应适当得高料筒和模具温度。
(2) 注射速度太慢。应适当加快注射速度。
(3) 喷嘴孔径太小。应换用孔径较大的喷嘴。
(4) 模具内未设置冷料穴。应增设冷料穴。
五 银条丝
故障分析及排除方法:
(1) 成型原料中水分及易挥发物含量太高。应对原料进行预干燥处理。
(2) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(3) 喷嘴与模具接触不良。应调整两者的位置及几何尺寸。
(4) 银条丝总是在一定的部位出现时,应检查对应的模腔表面是否有
表面伤痕。如有表面伤痕的复映现象,应采取机加工方法去除模腔
表面伤痕。
(5) 不同品种的树脂混合时,会产生银条痕。应防止异种树脂混用。
六 熔接痕
故障分析及排除方法:
(1) 熔料及模具温度太低。应提高料筒及模具温度。
(2) 浇口位置设置不合理。应改变浇口位置。
(3) 原料中易挥发物含量太高或模具排气不良。应除去原料内的易挥
发物质及改善模具的排气系统。
(4) 注射速度太慢。应适当加快。
(5) 模具内未设置冷料穴。应增设冷料穴。
(6) 模腔表面有异物杂质。应进行清洁处理。
(7) 浇注系统设计不合理。应改善浇注系统的充模性能,使熔料在模
腔中流动顺畅。
七 黑条及烧焦
故障分析及排除方法:
(1) 注塑机规格太大。应换用规格较小的注塑机。
(2) 树脂的流动性能较差。应使用适量的外部润滑剂。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(4) 模具排气不良。应改善模具的排气系统,增加乔气孔或采用镶嵌
结构,以及适当降低合模力。
(5) 浇口位置设置不合理。应改变浇口位置,使模腔内的熔料均匀流
动。
八 气泡
故障分析及排除方法:
(1) 浇口及流道尺寸太小。应适当加大。
(2) 注射压力太低。应适当提高。
(3) 原料内水分含量太高。应对原料进行预干燥处理。
(4) 塑件的壁厚变化太大。应合理设计塑件的形体结构,避免壁厚急
变。
九 龟裂及白化
故障分析及排除方法:
(1) 熔料及模具温度太低。应提高料筒及模具温度。
(2) 模具的浇注系统结构设计不合理。应改善模具流道及浇口结构,
使熔料在充模时不产生紊流。
(3) 冷却时间太短。应适当延长冷却时间。
(4) 脱模的顶出装置设计不合理。最好采用气动脱模装置。
(5) 注射速度和压力太高。应适当降低。
十 弯曲变形
故障分析及排除方法:
(1) 模具温度太高或冷却不足。应适当降低模具温度或延长冷却时间,
对于细长塑件可采取胎具固定后冷却的方法。
(2) 冷却不均匀。应改善模具的冷却系统,保证塑件冷却均匀。
(3) 浇口选型不合理。应针对具体情况,选择合理的浇口形式。一般
情况下,可采用多点式浇口。
(4) 模具偏芯。应进行检查和校正。
十一 脱模不良
故障分析及排除方法:
(1) 注射速度和压力太高。应适当降低。
(2) 模具型腔表面光洁度太差。应通过研磨及电镀等方法提高其表面
光洁度。
(3) 模具温度及冷却条件控制不当。当塑件在模芯处粘模时,应提高
模具温度和缩短冷却时间;如果塑件在型腔表面处粘模时,应降低
模具温度和延长冷却时间。
(4) 脱模机构的顶出面积太小。应加大顶出面积。
十二 收缩变形
故障分析及排除方法:
(1) 保压不足。应适当延长补料的注射时间。
(2) 注射压力不足。应适当提高。
(3) 模具温度太高。应适当降低。
(4) 浇口截面积太小。应适当加大。
(5) 加工温度太低。应适当提高料筒温度。
十三 真空孔
故障分析及排除方法:
(1) 保压不足。应适当延长补料的注射时间。
(2) 模具温度太低,料筒温度太高。应适当提高模具温度,降低料筒
温度。
(3) 注射压力不足。应适当提高。
(4) 原料的流动性能太好。应换用熔体指数较低的树脂。
第四节 聚氯乙烯故障的产生原因及排除方法
一聚氯乙烯注射成型常见故障的排查
•欠注
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 成型周期太短。应适当延长。
(3) 注射压力不足。应适当提高。
(4) 注射速度太慢。应适当加快。
(5) 供料不足。应增加供料量。
(6) 模具温度太低,应适当提高。特别是要合理设置模具的冷却回路,
保持模具温度均匀。
(7) 塑件形体结构设计不合理或壁太薄。应在可能变动的情况下进行
调整。
(8) 浇注系统结构尺寸偏小。应适当放大浇口和流道截面。
(9) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(10) 模具强度不足。应尽量提高其刚性。
•缩痕
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 注射压力不足。应适当提高。
(3) 保压时间太短。应适当延长。
(4) 冷却时间太短。应适当提高冷却效率或延长冷却时间。
(5) 供料不足。应增加供料量。
(6) 模具温度不均匀。应调整模具的冷却系统,合理设置冷却回路。
(7) 塑件的形体结构设计不合理,或塑件壁太厚。应在可能变动的情
况下适当调整。
(8) 浇口截面积太小。应适当加大。
•熔接痕
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 注射压力不足。应适当提高。
(3) 注射速度太慢。应适当加快。
(4) 模具温度太低,应适当提高。
(5) 浇口截面积太小。应适当加大。
(6) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(7) 冷料穴结构尺寸太小或位置不当。应合理调整。
(8) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
(9) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
(10) 镶件设置不合理。应适当调整。
(11) 原料着色不均匀。应选用分散性较好的着色剂,以及延长混色的
搅拌时间,使原料着色均匀。
•流料痕
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 注射压力不足。应适当提高。
(3) 保压时间太短。应适当延长。
(4) 模具温度太低,应适当提高。
(5) 模具温度不均匀。应调整模具的冷却系统,合理设置冷却回路。
(6) 浇口截面积太小。应适当加大。
(7) 冷料穴结构尺寸太小或位置不当。应合理调整。
(8) 原料着色不均匀。应选用分散性较好的着色剂,以及延长混色的
搅拌时间。
•光泽不良
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 螺杆背压太低。应适当提高。
(4) 模具温度太低,应适当提高。
(5) 浇注系统结构尺寸偏小。应适当放大浇口和流道截面。
(6) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(7) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
(8) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
(9) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
•气泡
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射压力不足。应适当提高。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间太短。应适当延长。
(6) 模具温度不均匀。应调整模具的冷却系统,合理设置冷却回路。
(7) 塑件的形体结构设计不合理,或塑件壁太厚。应在可能变动的情
况下适当调整。
(8) 浇口截面积太小。应适当加大。
(9) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(10) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
•色泽不均
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 原料着色不均匀。应选用分散性较好的着色剂,以及延长混色的
搅拌时间。
•烧焦及黑纹
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 螺杆背压太高。应适当降低。
(6) 浇口截面积太小。应适当加大。
(7) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(8) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
(9) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
•溢料飞边
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低料筒温度及喷嘴温度。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 注射速度太快。应适当减慢。
(4) 保压时间太长。应适当缩短。
(5) 供料量太多。应适当减少。
(6) 合模力不足。应适当提高。
(7) 模具温度太高。应适当降低。
(8) 塑件的形体结构设计不合理,应在可能变动的情况下适当调整。
(9) 模具强度不足。应设法增加其刚性。
(10) 镶件设置不合理。根据塑件的形体及模具结构进行应适当调整。
•翘曲变形
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 成型周期太短。应适当延长。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间太长。应适当缩短。
(6) 模具温度太高。应适当降低。
(7) 模具的冷却系统设置不合理,冷却回路应根据塑件结构的冷却要
求合理设置。
(8) 浇口截面积太小。应适当加大。
(9) 顶出装置设置不合理。应尽量加大顶出面积及增加顶出点。
(10) 模具强度不足。应设法增加其刚性。
•银丝纹
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 模具温度太低。应适当提高。
(6) 注射量太少。应适当增加。
(7) 浇口截面积太小。应适当加大。
(8) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(9) 模具冷料穴太小,应适当加大。
(10) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
(11) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
•分层剥离
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低,应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 注射速度太快。应适当减慢。
(3) 模具温度太低。应适当提高。
(4) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
•表面变色
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射速度太快。应适当减慢。
(4) 螺杆背压太高。应适当降低。
(5) 浇口截面积太小。应适当加大。
(6) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(7) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
•表面划伤
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低,应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 保压时间太长。应适当缩短。
(4) 模具温度太低。应适当提高。
(5) 顶出装置设置不合理。应适当调整。
(6) 模具脱模斜度不足。应适当放大。
•脱模不良
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力太高。应适当降低。
(2) 保压时间太长。应适当缩短。
(3) 冷却时间太长。应适当缩短。
(4) 供料量太多。应适当减少。
(5) 模具温度太高。应适当降低。
(6) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(7) 顶出装置设置不合理。应适当调整。
(8) 模具强度不足。应设法增加其刚性。
(9) 模具脱模斜度不足。应适当放大。
(10) 塑件形体结构太复杂。应在可能变动的条件下进行调整。
二 软质聚氯乙烯注射成型常见故障的排查
•制品表面光泽度差
故障分析及排除方法:
(1) 加工温度太低,物料塑化不良。应适当提高加工温度,改善塑化效
果。
(2) 模具温度太低。应适当提高模温度。
(3) 物料流动性太差,应更换原料或调整原料配方。
(4) 模具型腔表面光洁度太差。应适当提高模具型腔表面光洁度。
(5) 成型过程中助剂析出,在模具表面形成结垢。应及时清除模具表面
结垢,如果比较严重,应调整配方。
(6) 回用料的用量太多。应适当减少回用料的用量。
(7) 料温太高,树脂分解。应适当降低注射温度,改进热稳定系统。
•收缩变形
故障分析及排除方法:
(1) 保压时间太短。应延长保压时间,特别是浇口附近发生收缩时,可
用延长保压时间的方法来解决。
(2) 保压压力太低。应适当提高保压时间。
(3) 注射压力太低。应适当的提高注射时间。
(4) 成型温度太高。应适当降低成型温度。
(5) 加料量不足。应适当增加加料量。
(6) 模温太高或加热不均匀。应提高模具的冷却效率。
(7) 开模过早,制品冷却不足。应延长制品在模内的冷却时间。
(8) 制品厚薄相差太大,在制品厚的部分由于压力不足,容易产生凹陷
收缩。应修改制品设计。
(9) 浇口截面积太小。应适当加大。
•欠注,缺料
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力或保压压力太低。应适当提高注射压力或保压压力。
(2) 保压时间太短。应适当延长保压时间。
(3) 加工温度太低。应适当提高加工温度。
(4) 注射速度太慢。应适当提高注射速度。
(5) 模具或喷嘴温度太低。应适当提高模具或喷嘴温度。
(6) 喷嘴处有杂质或分解物堵塞。应清理注塑机喷嘴。
(7) 浇口截面积太小。应适当加大。
(8) 模具排气孔堵塞。应清除模具排气孔中的堵塞物。
(9) 注塑机注射量太小。应适当提高注射量。
•飞边
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力太高。应适当降低。
(2) 物料温度太高。应适当降低物料温度。
(3) 注射量太大。应适当降低调整注射量。
(4) 锁模力太低应适当提高锁模力。
(5) 模具分型面配合精度较差。应提高模具分型面的配合精度。
(6) 模具刚性较差,模具发生变形。应适当提高模具刚性。
•气泡
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力太低。应适当提高注射压力。
(2) 注射速度控制不当。应适当调整注射速度。
(3) 注射温度太高,树脂分解。应适当降低注射温度,改进热稳定系统。
(4) 模具排气孔堵塞。应清除模具排气孔中的堵塞物。
(5) 浇口截面积太小。应适当加大。
(6) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
•冷料斑
故障分析及排除方法:
(1) 加工温度太低,塑化不良。应适当提高加工温度。
(2) 螺杆背压太低。应适当提高背压。
(3) 模具中没有冷料穴或太小。应修改模具,增加或扩大冷料穴。
•银丝
故障分析及排除方法:
(1) 原料中水分或挥发物含量太高。应充分干燥原料。
(2) 料筒温度太高。应适当降低。
(3) 回用料的用量太多。应适当减少。
•焦化分解
故障分析及排除方法:
(1) 注射温度太高,物料焦化分解,随熔料注入模具形成制品上的焦点。
应适当降低注射温度,清除料筒和流道死角中的异物杂质。
(2) 注射速度太高。应适当降低注射速度。
(3) 喷嘴处有杂质或分解物堵塞。应清理注射喷嘴。
(4) 原料热稳定性太差。应更换原料或调整配方,改进热稳定系统。
(5) 润滑剂用量不足。应适当增加润滑剂用量。
(6) 模具排气不良。应改善模具排气系统。
(7) 模具的浇口截面尺寸太小。应适当扩大模具浇口截面尺寸。
第五节 苯乙烯类阻燃塑料故障的产生原因及排除方法
•烧焦变色及杂质
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低料筒温度,螺杆转速,注射速度及背压。
(2) 料筒,螺杆及喷嘴部位有滞料死角。应清除分解的滞留物修除死角。
(3) 原料在料筒内滞留时间太长。应缩短滞留时间,适当减少注射容量
或换用较小规格的注塑机。
(4) 注射压力太高。应适当降低。
(5) 成型周期太长。应适当缩短。
(6) 浇口截面积太小。应适当加大。
(7) 模具排气不良。应改善模具排气系统。
(8) 脱模剂用量偏多。应尽量减少其用量。
(9) 原料中水分或挥发物含量太高。应充分干燥原料。
•烧黑
故障分析及排除方法:
(1) 当黑纹总是发生在熔接线部位时,主要原因是模具排气不良。应在
熔接线部位增加排气孔,同时,降低注射速度,扩大或增加浇口。
(2) 当黑纹总是发生在某一特定位置或特定的浇口部位时,主要原因是
浇口处产生较高的磨擦热。应适当扩大浇口截面,增加浇口位置,适
当放慢注射速度。
•充模不足
故障分析及排除方法:
(1) 熔料流动性能太差。应适当扩大浇口截面,增加浇口数量,提高料
筒温度和注射压力。
(2) 喷嘴温度太低,应适当提高。
(3) 成型周期太短。应适当延长。
(4) 注射速度太慢。应适当加快。
(5) 保压时间太短。应延长保压时间。
(6) 模具温度太低,应适当提高。
(7) 塑件壁太薄。应在可能的条件下适当加厚。
(8) 浇口截面积太小。应适当加大。
(9) 模具排气不良。应改善模具排气系统。
(10) 模具强度不足。应设法增加其刚性。
•银丝及斑纹
故障分析及排除方法:
(1) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
(2) 螺杆背压太低。应适当提高。
(3) 注射速度太快。应适当减慢。
(4) 熔料温度太高。应适当降低料筒温度。
(5) 成型周期太长。应适当缩短。
(6) 注射压力太高。应适当降低。
(7) 模具温度太低,应适当提高。
(8) 浇口截面积太小。应适当加大。
(9) 模具中没有冷料穴或太小。应修改模具,增加或扩大冷料穴。
(10) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(11) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
•模具严重腐蚀
故障分析及排除方法:
(1) 熔料分解焦化,焦化的物质对模具型腔表面产生腐蚀作用。应合理
调整工艺条件,避免发生变色及烧焦故障。
(2) 模具保管不良,应将模具型腔表面抛光后涂上防锈剂,并将模具放
置在干燥的环境中。
•缩痕
故障分析及排除方法:
(1) 注射压力太低。应适当提高注射压力。
(2) 保压时间太短。应延长保压时间。
(3) 冷却时间太短。应延长冷却时间。
(4) 模具温度不均匀。应调整至均匀。
(5) 塑件壁太厚。应在可能的情况下进行调整。
(6) 浇口截面积太小。应适当加大。
•熔接痕
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 喷嘴温度太低。应适当提高。
(3) 注射压力偏低。应适当提高。
(4) 注射速度太慢。应适当提高。
(5) 模具温度太低。应适当提高。
(6) 塑件太薄。应在可能的情况下进行调整。
(7) 浇口截面积太小。应适当加大。
(8) 模具排气不良。应增加排气孔。
(9) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
(10) 脱模剂用量太多。应适当减少用量。
•分层剥离
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 螺杆背压太低。应适当提高。
(3) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
•龟裂泛白
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 保压时间太长。应适当缩短。
(4) 模具温度太低。应适当提高,并合理设置模具的冷却系统。
(5) 顶杆位置设置不合理。应改变顶杆的顶出部位,最好采用多点均衡
顶出。
(6) 脱模斜度太小。应适当加大。
(7) 镶件设置不当。应合理调整。
•表面划伤
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高熔料温度。
(2) 注射压力偏低。应适当提高。
(3) 保压时间太长。应适当缩短。
(4) 冷却时间太长。应缩短冷却时间。
(5) 模具温度太低。应适当提高。
(6) 顶杆设置不当。应适当调整。
(7) 脱模斜度太小。应适当加大。
•光泽不良
故障分析及排除方法:
(1) 喷嘴温度太低。应适当提高。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 螺杆背压太低。应适当提高。
(4) 模具温度太低。应适当提高。
(5) 浇口截面积太小。应适当加大。
(6) 原料内混入杂质。应彻底清除异物杂质或换用新料。
(7) 脱模剂用量太多。应适当减少用量。
(8) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
(9) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
•气泡
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低熔料温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 注射压力偏低。应适当提高。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间太短。应适当延长。
(6) 模具温度不均匀。应调整模具的冷却系统,合理设置冷却回路。
(7) 塑件壁太厚。应在可能的条件下加以调整。
(8) 浇口截面积太小。应适当加大。
(9) 原料未充分干燥。应适当提高干燥温度及延长干燥时间。
•颜色不均
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低熔料温度。
(2) 成型周期太长。应适当缩短。
(3) 原料着色不均。应延长混色时的搅拌时间。
•溢料飞边
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低熔料温度。
(2) 喷嘴温度太高。应适当降低。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间太长。应适当缩短。
(6) 合模力不足。应适当提高。
(7) 模具温度太高。应适当降低。
(8) 模具强度不足。应设法提高模具刚度。
(9) 镶件强度不足。应提高镶件刚性。
•翘曲变形
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 成型周期太短。应适当加长。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 保压时间太长。应适当缩短。
(6) 模具温度太高。应适当降低,并合理设置模具的冷却回路。
(7) 浇口截面积太小。应适当加大。
(8) 顶杆位置设置不合理。应重新设置。
(9) 模具强度不足。应适当提高模具刚性。
•脱模不良
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太高。应适当降低熔料温度。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 保压时间太长。应适当缩短。
(4) 模具温度太高。应适当降低。
(5) 冷却时间太长。应适当缩短。
(6) 塑件形体结构太复杂。应在可能变动的条件下修改设计。
(7) 模具排气不良。应增加排气孔,改善模具的排气性能。
(8) 顶杆位置设置不合理。应改变调整顶杆的顶出部位。
(9) 模具强度不足。应适当提高模具刚性。
(10) 脱模斜度太小。应适当加大。
•表面雾状及花纹
故障分析及排除方法:
(1) 原料中水分等易挥发物含量太高。在料筒内高温作用下水分汽化,
导致熔料降解,产生气体积存在熔料内,气体在充模时随熔料进入模
腔使塑件表面出现花纹。对此,原料在成型前必须进行干燥处理,降
低水公含量。
(2) 成型过程中塑件内残余应力太高。为了减少残余应力,应适当提高
模具温度和料筒温度,提高注射压力,但调整的幅度不能太大,因为
压力太高会导致脱模困难。
(3) 浇口截面尺寸太小。当塑件表面雾状及花纹容易在浇口附近产生时,
说明浇口截面积过小,流料经过浇口时形成紊流或喷射,使熔料与空
气掺混,导致浇口附近产生花纹。对此,应适当放大浇口截面尺寸。
此外,当浇口尺寸较小时,也可采取高压慢速注射工艺来辅助解决。
(4) 模具排气不良。在充模过程中,如果模具内的气体无法排出,凝聚
成为薄膜状的沉积物附着在型腔表面上,就会导致塑件表面产生云雾。
对此,应增设排气孔或通过设置细小辅助流道的方法来提高流道的排
气性能。
第六节 聚甲醛故障的产生原因及排除方法
•银丝及斑纹
故障分析及排除方法:
(1) 型工艺条件控制不当。应适当调整。
(2) 原料内的水分含量太高。一般情况下,应将聚甲醛树脂在 80~90 度条件
下干燥 3~4 小时,减少树脂的水分含量。
(3) 料筒或喷嘴局部过热,导致熔料过热分解。应适当降低料筒或喷嘴处的
加热温度。
(4) 料筒或喷嘴内有滞料死角,滞留的物料过热分解导致产生银丝及斑纹。
对此,必须修磨并消除滞料死角,彻底清除滞留的残留物料。
(5) 注射压力和注射速度太低或太高都会产生银丝和斑纹。一般情况下,型
腔压力不足比较容易产生这种故障。对此,应适当提高成型温度及模具温度,增
加熔料的流动性能,并适当提高注射压力和延长成型周期。若在型腔压力较高的
条件下产生银丝及斑纹时,应适当降低注射速度和注射压力。
(6) 浇口截面太小。应适当放大。
(8) 喷嘴孔径太小。应换用孔径较大的喷嘴。
•变色及焦化
故障分析及排除方法:
(1) 熔料过热分解或在料筒中的滞留时间太长。应适当降低料筒及喷嘴处的
加热温度,检查料筒与喷嘴嵌合部位有无滞料死角,或换用小容量注塑机。
(2) 加料过程中,树脂粒料带入料筒内的空气排不出来。应通过加大背压,
从料斗中排气。
(3) 模具排气不良。应在模具的分型面上开设排气沟槽,并适当调整充模速
率。
(4) 注射速度太高。应适当降低。
•空洞及烧焦
故障分析及排除方法:
(1) 具排气不良,型腔中的残留空气被熔料包裹,受到绝热压缩,形成空
洞,周围的树脂被烧焦。应通过改变浇口位置和改善模具的排气系统来解决。
(2) 模具偏芯或偏厚。应进行修整。
(3) 注射速度太高。应适当降低。
•表面麻点及气泡
故障分析及排除方法:
(1) 塑件冷却收缩的部分不能由保压补料所充分弥补时,就会在塑件表面
产生小孔或气泡。应适当提高注射压力和延长保压时间。
(2) 喷嘴处温度太低。应适当提高。
(3) 浇口截面太小。应适当放大。
(4) 浇口位置设置不当。应设置在厚壁部位。
(5) 缓冲量不足。应适当增加。
•冷料斑痕
故障分析及排除方法:
(1) 产生冷料斑痕故障的主要原因是由于冷料随同熔料进入型腔,导致浇口
附近产生疵点。对此应适当提高模具温度扩大浇口截面,改变浇口位置和降低注
射速度。
(2) 在设计塑件的形体结构时,壁厚截面变化太快。应平滑过渡。
(3) 浇注系统设计不当。应修正设计,使熔料充模顺畅。
•熔接痕
故障分析及排除方法:
(1) 熔料温度太低,应适当提高料筒及喷嘴温度。
(2) 模具温度太低。应适当提高。
(3) 注射速度太慢。应适当加快。
(4) 浇口截面积太小。应适当放大。
•表面皱纹
故障分析及排除方法:
(1) 生表面皱纹的主要原因是模具型腔压力不足。应适当提高注射压力。
(2) 浇注系统结构尺寸太小。应适当加大喷嘴孔,主流道及分流道截面,
防此压力损失。
(3) 模具温度太低。应适当提高。
•表面波纹
故障分析及排除方法:
(1) 和皱纹较难区别,所不同点在于波纹是因浇口的喷射现象引起
的。因此,应扩大浇口截面及减慢注射速度。
(2) 模具温度太低,应适当提高模具温度,增加充模熔料的流动性
能,能使浇口喷射产生的波纹不留在塑件表面化上。
(3) 浇口位置设置不当。应选择即使发生浇口喷射波纹,在外观上
也没有很大影响的部位设置浇口,也可采用凸浇口形式。
(4) 注塑机注射量不足也会引起塑件产生表面波纹。对此,应换用
规格较大的注塑机。
•霜纹
故障分析及排除方法:
(1) 料筒温度太高。应适当降低。
(2) 模具温度太低。应适当提高。
(3) 注射速度太快。应适当减慢。
(4) 原料中水分太多。应进行干燥处理。
•脆弱破损
故障分析及排除方法:
(1) 嘴部位温度太低。应适当提高喷嘴温度,并清除喷嘴滴涎形成的早凝
废料。
(2) 和主流道间有冷料滞留。应清除冷料,排除喷嘴处的滴漏现象。
(3) 原料未充分干燥。应进行干燥处理,降低原料中的水分及易挥发物含
量。
(4) 由于模具温度太低,注射压力太高,以及壁厚不均匀等原因,导致塑
件内集中了大量残余应力,引起塑件脆化。应调整模具温度,注射压力及保压时
间,塑件壁厚应尽量均匀,减少加工残余应力。
(5) 塑件的转角处无过渡圆弧,尖角产生应力集中,导致塑件脆化破损。
在设计塑件时要减少尖角,圆滑过渡;在成型过程中,要防止产生毛刺。
(6) 熔料过热分解导致塑件脆化。应降低过热部位的温度。
(7) 原料中混入异物杂质。应清除原料中的异物杂质,折卸和清洗料筒及
喷嘴,并检查原料中再生料回用比例是否太高,适当减少其用量。
(8) 注射压力偏低。应适当提高。
(9) 成型周期偏短。应适当延长。
(10) 保压时间太长。应适当缩短。
(11) 模具排气不良。应适当增加排气孔。
•粘模腔
故障分析及排除方法:
(1) 螺杆转速太低。应适当提高。
(2) 螺杆背压不足。应适当提高。
(3) 注射压力太高。应适当降低。
(5) 螺杆前进时间太长。应适当缩短。
(6) 余塑太多。应适当减少。
(7) 模具闭合太快。应适当延长模具闭合时间。
(8) 模腔温度太高。应适当降低。
(9) 模具脱模斜度不足。应适当加大斜度。
•粘模芯
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太高。应适当降低。
(2) 注射保压时间太长。应适当缩短。
(3) 余料太多。应适当减少余料。
(4) 模具闭合时间太长。应适当缩短。
(5) 模芯处温度太高。应适当降低。
(6) 模具脱模斜度不足。应适当加大斜度。
(7) 浇口位置不当。应设置在厚壁处。
(8) 注塑机规格太小。应选用规格较大的注塑机。
•尺寸波动
故障分析及排除方法
(1) 料筒温度的波动引起塑件结构尺寸的变化。应稳定料筒温度。
(2) 模具温度太高或太低都会导致尺寸波动。应准确控制模温。
(3) 缓冲量变化不定引起尺寸波动。应使缓冲量保持恒定。
(4) 塑件冷却不均匀引起尺寸不稳定。应采用退火工艺处理脱模后的塑
件,塑件脱模后仍需均匀冷却。
(5) 充模速度太慢。应快速充模。
(6) 模具设计不当。对于多腔模具,应合理设计型腔排列和浇口尺寸。
确保充模同步。
•填充不足
故障分析及排除方法
(1) 料筒或模具温度太低,流道冻结过早。应提高料筒及模具温度,扩
大流道面积,增加注射速度。
(2) 塑件壁太薄。应适当增加壁厚。
(3) 一模多腔时,注料口平衡不良,模腔充模不同步。在一模成型多个
塑件时应进行注塑口平衡并合理设置流道。
(4) 供料不足。应适当加大供料量。
(5) 注射压力偏低。应适当提高。
(6) 成型周期偏短。应适当延长。
(7) 原料未充分干燥。应进行预干燥处理。
(8) 浇口系统结构尺寸太小。应适当放大浇口及流道截面,换用较大孔
径的喷嘴。
(9) 模具排气不良。应适当增设排气孔,改善模具的排气性能。
•溢料飞边
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太高。应方面军当降低。
(2) 熔料料温度太高。应适当降低料筒及喷嘴温度。
(3) 合模力不足。应适当提高。
•翘曲变形
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太低。应适当提高。
(2) 成型周期偏短。应适当延长。
(3) 保压时间偏短,应适当延长。成型时,注射时间最好比浇口封闭时
间略长为好。
(4) 模具装配不良,分型面未对中。应重新装配模具。
(5) 冷却不均匀或冷却时间太短。塑件脱模后可在矫正框中进一步冷却
定型。
(6) 模具温度不均匀。模温不均匀会使温度较高部位塑件表面收缩较大,
因此,应尽量使用权模温均匀,并适当降低模温,延长冷却时间。
(7) 浇注系统结构设计不合理,导致充模时熔料流动方向不平行,各部
位收缩率差异较大。在选定浇口位置时,应使熔料在模腔内平行流动,
浇口形式最好采用多点式浇口。
(8) 塑件结构设计不合理。在设计塑件的霰体结构时,应量减少壁厚差
异,避免引起较大的收缩差异。在塑件的薄弱部位,可设计一些肋条
和加强筋,防止收缩变形太大。
第七节 聚酰胺故障的产生原因及排除方法
•欠注
故障分析及排除方法
(1) 注塑机容量不足。应换用较大规格的注塑机。
(2) 注射起死回生太低。应适当提高。
(3) 注射速度太慢。应适当加快。
(4) 熔料温度太低。应适当提高料筒温度,改善熔料的流动性能。
(5) 模具温度太低。应适当提高。
(6) 模具排气不良。应合理设置排气沟槽。
(7) 浇口和流道截面太小,应适当放大。
(8) 树脂的流动性能太差。应添加少量润滑剂,添加量以 %~%
为宜。
(9) 熔料回流。应检查止逆环工作否是否正常。另外,如果型腔内设有
足够的压力,熔料也会回流。
(10) 供料不足。应检查喷嘴上否堵塞,料内有无“架桥”及堵塞现象。
•波流痕
故障分析及排除方法
(1) 模具温度太低。应适当提高。
(2) 树脂塑化不良。应适当提高料筒温度,延长熔料在料筒内的滞留时
间。
(3) 充模速率太慢。应适当提高注射速度及注射压力。
(4) 熔料流动不良。应选用流动性能较好的树脂或添加少量润滑剂。
(5) 浇口截面太小。应适当加大。
(6) 模具内未设置冷料穴。应增设冷料穴。
•银丝纹
故障分析及排除方法
(1) 原料未充分干燥或粒径差异太大。应对原料进行预干燥处理并选用
粒径均匀的原料。
(2) 熔料温度太高,过热分解。应适当降低料筒及喷嘴温度。
(3) 注射压力太低。应适当提高。
(4) 注射速度太慢,应适当加快。
(5) 喷嘴温度太高应适当降低。
(6) 模具温度太低。应适当提高。
(7) 模具排气不良。应增设排气孔或排气沟槽。
(8) 浇注系统结构尺寸太小。应加大流道及浇口截面尺寸,最好采用扇
形浇口。
(9) 螺杆转速太高。螺杆高速旋转时,容易将空气带入料筒,而且,因
高速旋转产生大量剪切热会使熔料过热分解。应适当降低螺杆转速。
(10) 原料内添加剂太多。应适当减少用量。
(11) 注射背压太低,料筒中容易带入空气。应适当加大背压。
(12) 原料内生料用量太多。应适当减少用量。
(13) 原料内混入异种原料,即使少量的异种原料混入也会导致产生银丝
纹。应清除原料中的异物杂质。
•熔接痕
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太低。应适当提高。
(2) 注射速度太慢。应适当加快。
(3) 熔料温度太低。应适当得高。
(4) 熔料在模具内固化速率太快应适当提高模具温度。
(5) 模具排气不良。应采用排气良好的结构,适当加大排气孔或增设排
气沟槽。
(6) 浇口位置设置不合理。应改变浇口位置,增加浇口数目。
(7) 树脂流动性能较差,充模速率太慢。应选用流动性能较好的原料或
添加少量润滑剂。
(8) 脱模剂使用不当。应尽量避免使用脱模剂。
(9) 带孔的塑件成型时容易产生熔接痕。因此,塑件形体结构上所需的
孔最好在后道工序加工形成。
(10) 冷料穴设置不当。通常,在产生熔接痕处设置冷料穴可将成型缺陷
留在冷料穴内去除。
•气泡及缩孔
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太低。应适当提高。
(2) 保压不足。应适当提高保持压力及延长保压时间。
(3) 料筒温度控制不当。如果由于空气进入模腔产生气泡,应适当提高
料筒温度;如果由于熔料粘度太低导致塑件内产生气泡则应适当降低
料筒温度。
(4) 模具温度控制不当。当塑件体积收缩较大时,应适当降低模具温度;
若保压效果不佳时,应适当提高模具温度。模具温度必须均匀,特别
是塑件壁厚不均匀时应合理设计模具的加热和冷却系统。
(5) 注射时间太短。应适当延长。
(6) 螺杆背压不足。空气容易混入料筒。应加大螺杆背压。
(7) 原料未充分干燥。应对原料进行预干燥处理。还可在原料中填充玻
纤以减少体积收缩。
(8) 原料性能不符合成型要求。为了能够提高注射压力以及减少空气从
喷嘴和浇口部位混入模腔,应使用粘度较高的树脂。
(9) 浇注系统结构尺寸太小,保压不能充分发挥作用。应适当放大浇口
及流道截面。
(10) 浇口位置设置不合理。应改变浇口位置,浇口应设置在厚壁部位。
(11) 塑件的壁厚设计不当。不能过分加大壁厚,且壁厚应尽量均匀,因
为过厚部位会由于体积收缩而产生气泡。
(12) 模具排气不良。应适当加大排气及增设排气沟槽,改善模具的排气
性能。
•焦斑
故障分析及排除方法
(1) 注射速度太快。应适当减慢。
(2) 熔料温度太高。应适当降低成型温度。
(3) 模具排气不良。应适当加大或增设排气孔。
(4) 浇口截面太小。应适当放大。
(5) 喷嘴孔径太小。应换用孔径较大的喷嘴。
(6) 合模力太大。应适当降低。
•翘曲变形
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太高。应适当降低。
(2) 注射时间太长。应适当缩短。
(3) 熔料温度太高及模具冷却性能较差。应适当降低料筒温度及延长冷
却时间和成型周期。
(4) 保压时间太长。应适当缩短。
(5) 浇口位置设计不合理。应改变浇口位置或增加辅助浇口。
(6) 塑件壁厚差异悬殊。应在可能的条件下修改设计,使塑件壁厚尽量
均匀。
(7) 塑件脱模时顶出不平衡。应改变顶出杆数目或位置,增加顶杆面积,
保证顶出均衡。
(8) 模具设计不合理。应采用反翘模具或在产生翘曲的反方向增设加强
筋,抵消应力变形。
•脱模不良
故障分析及排除方法
(1) 模具温度控制不当。当熔料温度高于 180 度时,应适当提高模具温
度,加快熔料的晶化速度,加大成型收缩;当熔料温度低于是 130 度
时,应适当降低模具温度。
(2) 注射压力太高。应适当降低。
(3) 注射时间太长。应适当缩短。
(4) 保压时间太长。应适当缩短。
(5) 注射速度太快。应适当减慢。
(6) 熔料温度太低。应适当提高。
(7) 成型周期太短。应适当延长。
(8) 原料不符合成型要求。应选用脱模性能较好的微结晶性树脂。
(9) 模具型腔表面太粗糙。应提高模腔表面光洁度。
(10) 脱模斜度太小。应适当加大脱模斜度。
(11) 塑件粘着在定模侧。应修磨喷嘴与浇口的接触部位或适当加大拉料
钩。
(12) 脱模剂使用不当。应选用适宜的喷雾型脱模剂。
•光泽不良
故障分析及排除方法
(1) 模具温度控制不当。应适当调整。模具温度太高或太低都会导致塑
件表面光泽不良。
(2) 熔料温度太低。应适当提高料筒温度。
(3) 原料干燥不充分。应对原料进行预干燥处理品。
(4) 原料流动性能太差。应换用流动性能较好的树脂,并减少再生料的
使用比例。
(5) 模具型腔表面光泽度太差。应对模腔进行电镀处理或抛光处理。
(6) 脱模剂使用不当。当塑件表面光泽不良时,最好不使用脱模剂。
(7) 喷嘴温度太低。应适当提高。
(8) 成型周期太快。应适当缩短。
(9) 螺杆背压太低。应适当提高。
(10) 浇注系统结构尺寸太小。应适当扩大浇口和流道截面。
•滴纹
故障分析及排除方法
(1) 注射速度太快。应适当降低。
(2) 充模后熔料固化太快。应适当提高模具和喷嘴温度。
(3) 模具内未设置冷料穴。应增设冷料穴。
(4) 浇口的位置及大小设计的不合理。应改变浇口位置和截面尺寸。
•溢料飞边
故障分析及排除方法
(1) 注射压力与速度太高。应适当降低。
(2) 注射时间太长。应适当缩短。
(3) 熔料温度控制不当。当熔料流动性能很好时,应适当降低熔料温度;
当熔料流动性能不佳时,庆适当提高熔料温度。
(4) 模具温度控制不当。当熔料流动性能很好时,应适当降低模具温度;
当熔料流动性能不佳时,应适当提高模具温度。
(5) 成型原料不符合使用要求。应选用流动性能适宜的原料。通常,树
脂的流动性能太好或太差都会导致溢料飞边,应优先选用高粘度原料。
(6) 模具强度和精度达不到成型要求。模具必须具有足够的强度,模具
的接合面要紧密接触,不留空隙,并应及时去除接合面上的异物杂质。
(7) 合模力不足。应适当提高。
(8) 模具安装不良。应重新校准和装配模具。
(9) 脱模剂使用不当。应尽量避免使用脱模剂。
•表面桔皮
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高。
(2) 注射速度太慢。应适当加快。
(3) 注射压力太低。应适当提高。
(4) 模具温度太低。应适当提高。
(5) 浇口截面尺寸太小。应适当放大。
(6) 原料中水分含量太高。当水分含量达到 %以上时,就会产生较为
严重的桔皮纹缺陷,应对原料进行预干燥处理。
•喷嘴滴涎
故障分析及排除方法
(1) 喷嘴温度太高。应适当降低。
(2) 熔料温度太低。应适当降低成型温度。
(3) 成型周期太长。应适当缩短。
(4) 原料干燥不充分。应进行预干燥处理。
(5) 喷嘴结构不符合成型要求。应使用反锥孔喷嘴或采用关断阀阻断滴
涎。
•塑化不良
故障分析及排除方法
(1) 螺杆背压太低。应适当提高。
(2) 料筒温度太低。应适当提高。
(3) 成型周期太短。应适当延长。
•直接浇口粘连
故障分析及排除方法
(1) 保压时间太长。应适当缩短。
(2) 喷嘴几何形状不符合成型要求。应使用反锥孔喷嘴。
(3) 成型周期太长。应适当缩短。
(4) 螺杆后退失常。应适当提高料筒温度和注射背压。
(5) 喷嘴圆角与注口圆角不一致。应修磨一致。
(6) 喷嘴温度太低。应适当提高。
•表面粗糙
故障分析及排除方法
(1) 料筒温度太低。应适当提高。
(2) 注射压力太低。应适当提高。
(3) 注射速度太慢。应适当加快。
(4) 原料干燥不充分。应进行预干燥处理。
(5) 浇口尺寸太小。应适当加大。
第八节 聚碳酸酯故障的产生原因及排除方法
•银丝
(1)水解银丝.水解银丝是指塑料在料筒中发生水解而形成的银丝,其产生原
因是早由于料粒在成型前未得到充分干燥,或已充分干燥的料粒在料斗中停留时
间太长,而料斗中又无有效的保温措施,使其重新吸湿,含水量超过了规定的要
求,这种含水量超高的料粒在料筒内高温作用下水分被汽化,导致树脂在熔融过
程中发生降解现象,产生二氧化碳气体。积存在熔融树脂内部,充模时随流料冲
入模腔,形成水解急丝。致使塑件强度显著降低,质地变脆。这类银丝经常遇到,
而且比较容易识别,它通常是沿注射流向较均匀地分布,严重时密布在整个塑件
表面。
消除水解银丝的根本方法就是充分干燥料粒,成型时使用的料粒含水
量必须控制在 %以下。为此,必须严格控制原料干燥的工艺条件,在成型前
在成型前应对料粒的含水量进行测定。生产中可采用一种简便的检查方法,即便
用两块小玻璃,中间夹一粒被检测的料粒,然后放到 280~300 度的加热板上,当
料粒受热渐熔时,在玻璃上平稳加压,将熔料压扁,观察料中有无气泡,若无气
泡,则为干燥合格,可供成型加工便用,否则还需要继续进行干燥处理。
若银丝是由于干燥的料粒在料斗中吸湿所致,则应根据具体情况,在料
斗中设置或改进加热保温装置。并控制一次投料量,不致于导致干燥粒料在料斗
中停留时间过长而吸湿,一般,停留时间最长不
宜超过 30~60 分钟。目前,料斗的加热保温装置大都是在料斗上部设置
红外灯泡,其功率大小可按料斗面积而定,一般每平方米面积上需设置 25~30W
的加热功率。此外,也可采用蒸汽夹套,电阻丝加热等方法进行原料干燥处理。
(2)分解银丝. 分解银丝是指成型过程中树脂过热分解,产生二氧
化碳等气体,使塑件表面产生的银丝。引起熔料过热分解的具体原因很多,但较
常遇到的原因:一是料筒温度过高;二是料筒或喷嘴中有积料死角;三是熔料在
料筒中滞留时间过长;四是树脂的分子量已降低,因此,塑件的冲击强度必然降
低,质地变脆,不能满足使用要求。
这类银丝一般可从外观进行识别,它在塑料件表面的分布没有一定的规律,
有时呈现慧星状。此外,分解银丝的出现往往伴随着塑料件的颜色变深甚至出现
棕色斑痕,这在主流道上尤为明显,这点可作为判别分解银丝的主要依据。
对于分解银丝,应根据分解的原因采取相应的措施。如果是由于料筒某段温
度过高而造成的,应将该段温度降低;如果是在料筒或喷嘴中有滞料死角,则应
清理滞料部位并修除死角;如果是由于熔料在料筒 中滞留时间太长,则应在保
证塑件质量的前提下尽量缩短成型周期,若仍不见效,则应考虑换用容量较小的
注塑机进行加工。
(3)结构银丝. 结构银丝是指由于塑件的结构设计不合理,壁厚严重不均匀或
出现断面突变,使熔料在充模过程中急剧膨胀或收缩,导致模腔中的空气混入熔
料中形成的银丝。这类银丝主要是影响外观,而对塑件的强度和冲击韧性影响不
大。
结构银丝的特点是:当工艺条件固定时,银丝分布的形状和位置也是固定的,而
且一般总是沿注射方向分布,发生的位置多数在断面突变的部位之后。由于结构
银丝是由断面突变,塑件壁厚严重不均所引起的。因此往往在塑件表面同时出现
凹陷和收缩等故障,有时甚至在塑件内部产生不同程度的气泡。
结构银丝一般可通过改变注射速度的方法来排除。当塑件截面变化不大时,
可减慢注射速度,采用慢速注射时,使流料平稳地充填模腔,从而使流料经过突
变断面时不致混入空气,避免产生银丝。但是,降低注射速度又可能出现欠注,
这就需要通过调整模温和喷嘴温度等其它工艺条件协调解决。当截面变化悬殊时,
则可试用较高的注射速度进行注射,并适合提高注射压力,使气体从分型面强制
排出。
如果改善注射速度或提高注射压力仍不能消除本故障,则应考虑改进塑件
形体结构及改善模具排气系统。
(4)浇道银丝. 浇道银丝是指由于浇注系统设计不合理或局部堵塞
而引起的银丝。其产生原因及处理方法如下:
A 主流道锥角设计得太大。如果主流道锥角过大,会使流料在注射初期离开锥
壁,产生间隙,随着模腔逐渐充满,空气混夹在料流中进入模腔,形成银丝。这
类银丝的主要特征是其分布完全沿注射方向排列。排除这种故障时,先通过对空
注射排除树脂水解和分解的可能,再检查主流道锥角的大小是否适当。若 A 角
大于是 1 0 度即有可能产生上述现象。A 角等于 4~6 度为宜,如果 A 角取得太小
则会引起脱模困难,流料不畅。浇道银丝有时也采取改变注射速度的方法消除,
但根本的方法还是修整或更换浇口套,减少主流道锥角。
B 浇口设计不合理,如果浇口截面积太小,流料通过浇口时会形成紊流或喷注,
使熔料与空气掺混,从而在浇口附近产生银丝。这类银丝的主要特征是以浇口为
中心沿注射方向呈放射状分布。其消除方法是通过扩大浇口或改变浇口的截面形
状,使银丝消失,在修整浇口的同时如果适当降低注射速度,则更易奏效。
C 喷嘴口部的冷料在注射过程中造成浇注系统的分流道或局部堵塞。分流道或
浇口局部堵塞与浇口过小产生银丝的机理相似,在鉴别这类银丝时应在浇注射系
统中找到冷料的痕迹。消除这类故障的方法是加大模具中的冷料穴及提高喷嘴温
度。
(5) 脉冲银丝.所谓脉冲银丝并非指银丝呈脉冲状,而是指预塑螺杆
后退加料时,出现不均匀的跳动现象,犹似脉冲。这种现象的出现主要是反映了
落料不正常,此时,料筒中容易进入空气,注射时空气随熔料进入模腔形成银丝。
这类银丝的主要特征是产生的位置和数量无一定规律性,有时伴随发生欠
注,缩水和内部气泡等故障。但主要应根据预塑过程中螺杆有无脉冲跳动现象和
注射终了时料垫是否恒定来确定银丝的性质。
消除脉冲银丝的方法是针对脉冲现象的成因采取相应措施。其产生原因及
处理方法如下:
A 料筒后段温度太高,使进料口附近料粒粘接在一起,造成落料不正常。
应适当降低料筒后段温度。
B 料温过低,树脂塑化不良,引起预塑电机负载过大,螺杆转速失常。应
适当提高成型温度,加强塑化。
C 螺杆背压太小,通常背压不应小于注射压力的十分之一。
D 料斗保温装置设置或使用不当。红外灯泡离料粒不能太近或烘烤时间过
长,致使料粒在高温下粘接成块,影响落料。
在正常生产过程中有时突然出现脉冲现象,这往往是由于个别自控仪表失
灵或料筒加热装置出现故障,造成料筒后段温度失常所致,因此,在调整温度的
同时,应检查仪表和电路有无异常。
(6)封气银丝。封气银丝是指流料在充模过程中气体不能排除而形成的银丝。
这类银丝的主要特征是伴随有较明显的熔接痕,而且银丝往往出现在熔接痕附近,
而其它部位没有银丝。
消除这类银丝的根本方法是改变浇口位置与形式,设置有效的排气槽或修
改塑件形体结构,但这需要对模具进行较大的修改。在实际生产或试模过程中,
往往采取改正工艺条件的方法,如调整注射压力及注射速度,改变定模和动模的
温差等。
•气泡
故障分析及排除方法
(1) 原料中水分及易挥发物含量太高。应充分干燥成型原料。
(2) 充模时充填不足。应适当提高注射量或注射压力。
(3) 熔料过热分解。应检查料筒及热流道的设定温度是否太高,并适当
降低。
•黑点
故障分析及排除方法
(1) 料筒及模具内有污物杂质。应清理料筒,充分置换不洁原料及模具
中的污物。
(2) 熔料过热分解产生黑色碳化物。应检查料筒及热流道的设定温度是
否太高,并适当降低。
(3) 原料中混入异物杂质。应注意树脂的保管,彻底清除原料中的异物
杂质。
•填充不足
故障分析及排除方法
(1) 熔料及模具温度太低。应适当提高。
(2) 注射压力太低。应适当提高。
(3) 注射速度太慢。应适当加快。
(4) 浇口阻力太大。应适当放大浇口尺寸。
•脱模困难
故障分析及排除方法
(1) 熔料及模具温度太高。应适当降低。
(2) 注射压力太高,过量注射。应适当降低注射压力。
(3) 模具表面有缺陷。应修研模具表面。
(4) 脱模装置设计不合理。应适当增加顶杆面积及数量。
•表面麻点
故障分析及排除方法
(1) 成型温度太低。应适当提高料筒及模具温度。
(2) 注射压力太低,塑件表面与模具型腔表面贴合不良。应适当提高注
射压力及模具温度。
(3) 模具排气不良。应合理设置排气孔。
•表面波纹
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太高。应适当降低料筒及模具温度,延长冷却时间。
(2) 注射压力太低或注射时间太短,塑件收缩较大。应适当提高注射压
力及延长注射时间。
(3) 浇口封闭过早。应适当放大浇口尺寸。
(4) 塑件在模腔内冷却不足。应改善模具的冷却系统,降低模具温度及
延长冷却时间。
•浇口附近变白及波流痕
故障分析及排除方法
(1) 熔料及模具温度太低,流料充模不畅。应适当提高料筒及模具温度。
(2) 熔料过量填充。应降低注射二次压力及减短注射时间。
(3) 充模速度太慢。应适当减慢注射速度。
(4) 浇口阻力太大。应适当放大浇口尺寸。
第九节 聚苯醚故障的产生原因及排除方法
•欠注
故障分析及排除方法
(1) 工艺条件控制不当。应适当调整。
(2) 熔料温度太低。应适当提高。
(3) 浪道及浇口截面太小。应适当放大。
(4) 注射压力太低。应适当提高。
(5) 模具温度太低。应适当提高。
(6) 注射速度太快。应适当减慢。
(7) 注射时间太短。应适当延长。
(8) 喷嘴堵塞。应清洗喷嘴。
(9) 成型的塑件重量超过了注塑机的最大注射量。可采用两次加料法,
在一模多腔的情况下,应堵塞一个模腔,也可换用较大规格的注塑机。
•熔接痕
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高。
(2) 注射速度太慢。应适当加快。
(3) 模具温度太低。应适当提高。
•脱皮分层
故障分析及排除方法
(1) 原料内混入异物杂质。应筛除异物杂质,清洗料筒。
(2) 模具温度太低。应适当提高。
•烧焦
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太高应适当降低料筒及喷嘴温度。
(2) 熔料高速流动引起的剪切热导致烧焦。应适当放大浇口尺寸,并适
当减慢充模具速率。
(3) 模具排气不良。应适当增大排气孔或增加排气沟槽,改善模具的排
气性能。
•银丝纹
故障分析及排除方法
(1) 熔料料温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 熔料在浇口部位摩擦烧焦产生银丝。应适当放大浇口尺寸。
(3) 原料中易挥发物含量太高。应提高模具的排气性能,增加排气孔。
(4) 原料中水分含量太高。应对原料进行预干燥处理。
•浇口脱层
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高。
(2) 浇口太小。应适当放大截面。
(3) 浇口位置设置不合理。应将浇口移至适当位置。
(4) 注射速度太快。应适当减慢。
(5) 模具温度太低。应适当提高。
•气泡及空洞
故障分析及排除方法
(1) 注射压力太低。应适当提高,也可适当放大浇口,缩短浇道长度。
(2) 模具内空气及易挥物排除不良,应设置排气孔,改善模具的排气性
能。
(3) 模具温度太低。应适当提高。
(4) 塑件壁厚差异悬殊。溥壁与厚壁间应平滑过渡。
(5) 熔料温度太高。应适当降低料筒温度。
溢料飞边
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太高。应适当降低料筒温度。
(2) 合模力不足。应适当提高。
黑斑及条纹
故障分析及排除方法
(1) 当塑件表面出现黑斑及条纹的形式总是相同时,表明注射设备已被
污染。应清洗料筒及模具。
(2) 当塑件表面出现的黑斑条纹形式不一样时,表明成型原料已被污染,
应换用纯净的原料。
脉冲波动
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高。
(2) 注射速度太快。应适当减慢
(3) 浇口截面太小。应适当放大。
第十节 透明塑料故障的产生原因及排除方法
裂纹及丝纹
故障分析及排除方法
(1) 原料未充分干燥。应适当提高预干燥温度,以及延长干燥时间。
(2) 原料内混有异物杂质。应彻底清除。
(3) 熔料温度太高。应适当降低成型温度及调节料筒的温度分布。
(4) 注射压力偏低。应适当提高。
(5) 浇注系统设计不合理。应合理调整浇口及流道的布局及截面的大小。
(6) 成型周期偏长。应适当缩短。
(7) 螺杆背压太高或太低。应适当调整。
云纹及雾晕
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 注射压力太低。应适当提高。
(3) 螺杆背压太低。应适当提高。
(4) 模具温度太低。应适当提高。
(5) 原料内混有异物杂质。应彻底清除或换用新料。
(6) 原料中水分及易挥发物含量太高。应进行干燥处理。
(7) 料筒及其区段温度分布不合理。应适当调整。
熔接痕及流料痕
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 注射压力太低。应适当提高。
(3) 供料量不足。应适当增加供料量或换用规格较大的注塑机。
(4) 保压时间太短。应适当延长。
(5) 增压时间太短。应适当延长,
(6) 浇注系统设置不合理。应改进流道形式,浇口应重新选位开口。
(7) 浇口及流道有阻塞物。应彻底清除。
(8) 模具温度太低。应适当提高。
(9) 模具排气不良。应增设排气孔或降低合模力。在合模线或熔接点处
开排气。
漩纹
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太高或太低。应适当调整。
(2) 供料量太多。应适当减少。
(3) 浇口定位不当。应重新选位开口。
(4) 浇口流道内有阻塞物。应彻底清除。
(5) 喷嘴孔阻塞。应进行清理。
(6) 模具温度太低。应适当提高。
黑斑及条纹
故障分析及排除方法
(1) 原料内混入杂质。应彻底清除。
(2) 熔料温度太高或太低。应适当调整。
(3) 料筒各区段的温度分布不合理。应适当调整。
(4) 注射压力太高或太低。应适当调整。
(5) 流道及浇口截面太小。定位不当,流动阻力太大。应适当放大浇口
及流道截面,检查浇道内有无阻塞物。
(6) 模具排气不良。应适当增加擀气孔,改善模具的排气性能。
(7) 料筒及喷嘴局部有过热点及滞料死角。应修除滞料死角,消除过热
点。
表面粗糙及光泽不良
故障分析及排除方法
(1) 熔料温度太低。应适当提高成型温度。
(2) 注射压力太低。庆适当提高。
(3) 模具温度太低。应适当提高。
(4) 供料不足。应适当增加。
(5) 浇口定不当。应重新选位开口。
(6) 冷却时间不足。应适当延长。
(7) 浇道内有阻塞物。流料充模不畅。应清理模具阻塞物。
(8) 模具型腔表面光洁度太差。应研磨抛光,提高表面光洁度。
气泡及缩孔
故障分析及排除方法
(1) 原料未充分干燥。应进行干燥处理,并适当提高干燥温度及延长干
燥时间。
(2) 熔料温度太高。应适当降低成型温度。
(3) 注射压力太低。应适当提高。
(4) 保压时间太短。应适当延长。
(5) 浇道内有阻塞物。应彻底清理。
(6) 模具温度太低。应适当提高。
(7) 塑件在模具内冷却时间太长。应适当缩短,最好将脱模后的塑件放
在热水浴中缓冷。
脱皮分层
故障分析及排除方法
(1) 原料内混入异物杂质。应彻底清除或换用新料。
(2) 供料不足。应适当增加或换用规格较大的注塑机。
(3) 模具温度太低。应适当提高。