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內應力的產生和類型
文章出處:精久機械     人氣:3178     發表時間:2017-07-04
    注射成型制品產生內應力的原因有兩個,首先是由于塑料大分子在成型過程中形成不平衡構象,成型后耗能立即恢復到與環境條件相適應的平衡構象所產生的。此外,當外力使制品產生強迫高彈變形時,也會產生內應力。根據產生內應力的原因不同,注射成型制品中可能存在以下四種形式的內應力 ,即取向應力、溫度應力、收縮應力和脫模應力。

  1)取向應力  當處于熔融狀態下的塑料被注入模具時,注射壓力使聚合物大分子鏈伸展、形變,沿流動方向發生取向。由于模具溫度較低,熔體很快冷卻下來,使取向的大分子鏈來不及恢復到自然狀態(即解取向),就被凍結在模具內而形成了內應力。取向應力對制品的力學性能和尺寸穩定性都有影響。

  注射成型工藝參數對取向應力的影響。熔體溫度對取向應力影響[敏感詞],提高熔體溫度有助于降低熔體粘度,從而使得剪切應力和取向程度降低;提高模具溫度,冷卻速率慢,有利于在分子解取向,會使取向應力減小;延長注射和保壓時間,取向應力增大,直至澆口“凍結”而終止。

  2)溫度應力  它是因溫差引起制品冷卻時收縮不均勻而產生的。當熔體進入溫度較低的模具型腔時,靠近型腔壁的熔體迅速冷卻而固化,于是分子鏈被凍結。由于凝固的聚合物層導熱性很差,阻礙制品內部繼續冷卻,以至于當澆口凍結時,制品中心部分的熔體還有未凝固的部分,而這時注射機已無法進行補料,結果在內部因收縮產生拉伸應力,在制品表層則產生壓縮應力。

  制品厚度不均或制品帶有金屬嵌件都易產生取向應力和溫度應力,所以嵌件和澆口應設置在制品壁較厚處。

  3)收縮應力  注射成型過程中,塑料分子本身的平衡狀態受到破壞,并形成不平衡體積時的應力,如結晶性塑料的晶區界面產生的內應力,或結晶速度不同、收縮不一致產生的應力等。聚合物的結晶區與結晶度都是由高分子材料的特性所決定的,所以這種內應力較難克服。

  4)脫模應力  與脫模時制品的變形有關的應力。模具設計不合理、脫模操作不當、模具溫度控制不當等都會使制品脫模時變形而產生內應力。

  四種應力中取向應力和溫度應力對制品的物理性能影響[敏感詞]。而收縮應力是最難消除的應力,脫模應力雖不能徹底消除,但可通過調整使其降到[敏感詞]。


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