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余成根:注塑件白線的形成與改善
2016-01-20 74425
1、白線的形成
1.1 白線的微觀解釋:
    高聚物在拉伸應力作用下,由于應力集中而產生的空化條紋狀形變區,這些條紋平面區強烈地反射可見光,使材料表面形成一片銀白色光澤,俗稱白線。
1.2 白線的特點:
a. 平均密度低于本體密度(受拉后體積增大);
b. 退火后可回縮或消失,若惡化嚴重時則變成裂紋。
1.3 本體(未受拉狀態)、白線、裂紋圖解如下:

白線


1.4 常見白線的位置:
a. 產品分型面附近
b. 碰穿位周邊
c. 周邊止口位
d. 膠件尖角、夾水紋處
1.5 形成白線的幾種情況及原因分析:
a. 鎖模力不足
b. 前模大鑲件分型面發生永久變形
c. 膠件周邊殘余應力過大
d. 產品內應力集中處受環境因素作用
1.5.1不足產生白線分析
    鎖模力不足指模具鎖緊力(F)<充填時熔體對模具型腔的最大內脹力(Fmax),如圖(二)為型腔壓力-時間曲線(F- t),圖中oa段F>F,,此階段模具處于鎖緊狀態,進入ab段, F<F,,則模具被熔體脹開,產品分型面周邊生成披峰,進入bc段,因F>F,,模具有鎖緊趨勢,此時后模腔表面受到三個力作用,即F、F、F,(F為熔體因漸漸冷卻而產生對后模腔表面的一個支持力,此力隨時間的變化關系,如下圖三)。

鎖模力


    所以當F> F+F時,模具要合緊,膠件受壓縮,由于周邊有一定的脫模斜度,所以整個周邊此時受到一個沿鎖模方向的拉應力,而分型面處膠件最薄弱(因有披峰而存在尖角),故白線往往出現在圖示尖角附近,如下圖(五)。
鎖模力

    鎖模力足夠情況分析:正常啤貨情況下,F>Fmax,在整個充填過程中,模具處于鎖緊狀態,產品周邊沒有受到一個沿鎖模方向的拉應力,且無披峰產生。故不會因鎖模力原因而產生白線,如上圖四。

1.5.2前模大鑲件分型面發生永久變形產生白線分析
    模具大鑲件長期受壓,甚至有時實際鎖模力超過其所能隨的最大壓力,則導致大鑲件的永久性變形,根據模具結構,往往凹模易變形,如圖六。



1.5.3 膠件周邊殘余應力過大(超過大氣壓力)產生白線分析
    脫模過程中,膠件外層從殘余應力下突然進入大氣壓力,塑件內層擠壓外層(因殘余應力作用),在脫模的一瞬間,暴露在大氣壓中的膠件部位迅速膨脹。如右圖(八)膠件e處受到極大的拉應力,所以此處易出現白線。白線之處往往是受力較大或比較薄弱的地方。


1.5.4產品內應力集中處受環境因素作用
    應力集中處是產品最薄弱的環節(如尖角,熔接不好,高度取向等),其受化學物質、光照、浸濕、溶劑等作用,高分子鏈容易被破壞(收縮或斷裂),因而易產生白線或裂紋。
2、 白線的改善
2.1  鎖模力不足
2.1.1 加大鎖模力,防止模具脹開。
2.1.2 加多撐頭,使后模板不變形,避免產品碰穿位出現白線。
2.2  前模大鑲件分型面發生永久變形
2.2.1 提高材料沖擊強度,使膠件能承受較大的形變。生產中HIPS 470膠件產生白線較多,ABS T700極少。
2.2.2 提高模具鋼材強度,使其能夠承受所要求鎖模力。
2.2.3 適當升高模溫,加大高聚物分子間距離,使膠件壓縮程度增大。

2.3  膠件周邊殘余應力過大
2.3.1 調整入水,使產品入水趨于平衡,避免局部物料過飽現象,使產品密度均勻。
2.3.2 產品合格基礎上,減少保壓、背壓、調節好保壓切換點,避免膠件過飽。


2.3.3 改進產品設計,避免尖角。如下圖(九)


2.4  產品內應力集中處受環境因素作用
2.4.1 充填時防止冷膠進入模腔,避免入水處內應力.
2.4.2 避免膠件暴曬、浸濕、接觸溶劑等。
2.4.3 對薄壁產品,其填充速度不宜太快,熔體流程不宜太長,避免膠件內部分子鏈高度取向,導致較大的內應力。
3、 實例分析
實驗膠件:30-07780-100-000中殼
物    料:HIPS 470+P0059(蘭)
機    型:C20# J150EⅡ
主要設置參數:IP1=60%  IP2=80%  IP3=50%  HP1=25%  HP2=30%
V1=15%   V2=40%    V3=20%   F=120T
S0=105mm  S1=95mm  S2=30mm  S3=25mm  (SS=18.3mm)
以上參數啤出的產品為合格產品(表面無缺陷,周邊和碰穿孔無白線)。
A、 將鎖模力依次下降至110T、100T、95T、90T,其它參數不變,結果產品周邊和碰穿孔白線隨鎖模力的下降而加大。
B、 提高保壓壓力,即HP1從25%升至35%,HP2從30%升至45%。其它設置參數與合格產品相同,結果啤出的產品周邊出現明顯白線。
C、 調節保壓切換點,即S3從25mm降至此21mm,其它設置參數與合格產品相同,結果啤出的產品周邊也出現明顯白線。


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