【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 塑料炮彈彈帶，要求材料經(jīng)受高速?zèng)_擊、壓縮、扭擰、剪切等復(fù)雜的外力作用和高速高溫高壓氣流的影響，很難直接提出材料的定量性能要求，因此，除了通過力學(xué)計(jì)算外，還可通過模擬試驗(yàn)和探索試驗(yàn)來推算受力情況，提出粗略的性能要求。 (3)最后通過部件工程性能要求與材料性能的比較來確定候選材料 選擇塑料時(shí)應(yīng)注意下面幾個(gè)問題： 　　?、俦仨殞?duì)選用塑料的性能有較全面的了解，然后根據(jù)使用條件去考慮配方、工藝和制品設(shè)計(jì)等。 　　?、谒芰弦话銓?dǎo)熱性低，選用和設(shè)計(jì)時(shí)要充分注意。 　　?、鬯芰系木€脹系數(shù)一般比金屬大，有的易吸水，因此尺寸變化較大，選用和設(shè)計(jì)時(shí)要考慮恰當(dāng)?shù)呐浜祥g隙和公差范圍。 ?、苡械乃芰嫌袘?yīng)力開裂的傾向，選用和設(shè)計(jì)時(shí)要盡量減少應(yīng)力，制品設(shè)計(jì)要避免應(yīng)力集中，或作適當(dāng)?shù)暮筇幚恚⒁獓?yán)格控制加工工藝。 　　?、萦械乃芰嫌腥渥兒秃笫湛s或變形的傾向，選用和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意。 　⑥各種塑料有一定的使用強(qiáng)度范圍和允許接觸的介質(zhì)以及能承受的壓力和速度極限，選用和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮。 塑料選材的途徑 著手選材，可以先進(jìn)行初選，然后綜合評(píng)價(jià)后進(jìn)行試驗(yàn)。初選可通過兩個(gè)途徑，一是根據(jù)制品用途選材；二是根據(jù)制品要求性能選材（利用材料性能表和性能等級(jí)分類等）；同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)成本和安全衛(wèi)生等因素。 　　下面就以一些已工業(yè)化的塑料為對(duì)象，列舉幾種簡(jiǎn)易的選材方法。 根據(jù)用途選材 　　　用途主要是指制品應(yīng)用域的歸類，此外還包括制品的使用環(huán)境、受力類型和作用方式、使用對(duì)象等等要素。 (1)使用環(huán)境 　　　　所謂使用環(huán)境是指材料或制品使用時(shí)經(jīng)受周圍環(huán)境的溫度、濕度、介質(zhì)等，特別是溫度和濕度的條件。根據(jù)用途的不同，溫度條件可由南北極的低溫到赤道或沙漠地區(qū)的炎熱氣溫，或者是宇航環(huán)境的高低溫，甚至在火災(zāi)時(shí)的高溫等；濕度條件從在水中長(zhǎng)期或間歇浸泡與露天雨淋到冬天的干燥狀態(tài)(30％RH)；有的制品是在特殊氣體中使用或者用于接觸化學(xué)液體或溶液的場(chǎng)合；此外，自然曝露狀態(tài)下除了風(fēng)、雨、霧等影響外還受太陽光的曝曬等等。因此，必須考慮待用塑料對(duì)使用環(huán)境的適應(yīng)能力。 (2)制品的受力類型和作用方式 　　　　根據(jù)制品的受力類型和受力狀態(tài)及其對(duì)材料產(chǎn)生的應(yīng)變來篩選能滿足使用要求的材料是很必要的。也就是說，要考慮上述各種環(huán)境下的外力作用是拉伸、壓縮、彎曲、扭曲、剪切、沖擊或摩擦，或是幾種力的組合作用。此外，還要考慮外力的作用方式是快速的 (短暫)或是恒應(yīng)力或恒應(yīng)變的，是反復(fù)應(yīng)力還是漸增應(yīng)力等等。 　　　　用于沖擊負(fù)荷場(chǎng)合的制品，應(yīng)選擇沖擊強(qiáng)度高的；用于恒定應(yīng)力的場(chǎng)合而且必須防止變形時(shí)，應(yīng)選擇蠕變小的材料；用于反應(yīng)力作用的場(chǎng)合應(yīng)選擇疲勞強(qiáng)度比較高的材料； (3)使用對(duì)象 　　　　使用對(duì)象是指使用塑料制品的國別、地區(qū)、民族和具體使用者的范圍。例如。國家不同，其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格也不同。如美國的電氣部件用的塑料，為保證其對(duì)熱和電氣的安全性，要求必須符合UL規(guī)格。另外，對(duì)色彩和圖案及形狀的要求也會(huì)因國家、民族的習(xí)慣和愛好而不同，應(yīng)選擇合適的色彩和形狀。使用者不同，如兒童、老年、婦女用品也各有不同的要求在工業(yè)上使用也要考慮使用對(duì)象，而選擇不同的材料。 (4)按用途進(jìn)行分類。 　　　　按用途分類的方法有多種，有的按應(yīng)用領(lǐng)域分類。如汽車運(yùn)輸工業(yè)用的，家用電氣設(shè)備用的，機(jī)械工業(yè)用的，建筑材料用的，宇航和航空用的……等等；有的，按應(yīng)用功能分類。如結(jié)構(gòu)材料(外殼、容器等)，低摩擦擦材料(軸承、滑桿、閥襯等)，受力機(jī)械零件材料。耐熱、耐腐蝕材料(化工設(shè)備、耐熱設(shè)備和火箭導(dǎo)彈用材料)，電絕緣材料(電氣結(jié)構(gòu)制品)、透光材料……。表中列出一些機(jī)械部件采用工程盟梔料的情況。當(dāng)有幾種材料同屬一類用途時(shí)，應(yīng)根據(jù)其使用特點(diǎn)和材料性能進(jìn)一步比較和篩選。最好選擇23種進(jìn)行試驗(yàn)比較。比如說外殼這類用途就包括動(dòng)態(tài)外殼，靜態(tài)外殼，絕緣外殼等，因此要求使用不同特性的塑料。動(dòng)態(tài)外殼是經(jīng)常受到劇烈震動(dòng)或輕微撞擊的容器，要求材料除有剛性和尺寸穩(wěn)定性外，還要有較好的沖擊強(qiáng)度。在室內(nèi)應(yīng)用時(shí)可采用ABS塑料，在戶外使用的應(yīng)考慮耐老化性能好的材料。如AAS(丙烯睛丙烯酸酯苯乙烯共聚物)或MAAS，或用酚醛、環(huán)氧或聚的玻璃鋼等。靜態(tài)外殼是用在不活動(dòng)或少活動(dòng)的部位，如儀表殼、收音機(jī)和電視機(jī)外殼等。要求形狀和尺寸穩(wěn)定、美觀，一般可采用高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯、ABS、聚丙烯等；如要求透明則可采用乙酸丁酸纖維素、聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯。至于絕緣外殼，除要求絕緣外，有的還要求有高的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，如電動(dòng)機(jī)罩、電動(dòng)機(jī)械外殼等，則可采用玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯，玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBTP)或熱固性樹脂的玻璃鋼等。 根據(jù)要求的性能選材 　　聚合物材料在不同應(yīng)用場(chǎng)合下，會(huì)經(jīng)受各種外力和環(huán)境的綜合作用。因此首先要詳細(xì)了解使用條件及其對(duì)材料性能的要求，然后根據(jù)性能要求選材并進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是根據(jù)材料性能數(shù)據(jù)選材時(shí)，制品設(shè)計(jì)者應(yīng)該注意，塑料和金屬之間有明顯的差別，對(duì)金屬而言，其性能數(shù)據(jù)基本上可用于材料的篩選和制品設(shè)計(jì)，然而，粘彈性的塑料卻不一樣，各種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)記載的聚合物性能數(shù)據(jù)是在許多特定條件下的，通常是短時(shí)期作用力或者指定溫度或低應(yīng)變速率下的，這些條件可能與實(shí)際工作狀態(tài)差別較大，尤其不適于預(yù)測(cè)塑料的使用強(qiáng)度和對(duì)升溫的耐力，因此，所有的塑料選材都要把全部功能要求轉(zhuǎn)換成與實(shí)際使用性能有關(guān)的工程性能，并根據(jù)要求的性能進(jìn)行選材。通常根據(jù)性能選材的方法有：對(duì)塑料性能分項(xiàng)考慮、比較的選材；同時(shí)考慮多項(xiàng)性能綜合評(píng)價(jià)的選材。 (1)對(duì)塑料性能分項(xiàng)考慮、比較的選材 　　?、?聚丙烯)(聚四氟乙烯)的范圍內(nèi)。但若制成泡沫塑料，；填充無機(jī)材料或金屬等材料能使相對(duì)密度達(dá)到3左右。塑料比金屬的相對(duì)密度小(，鋼7.，這是塑料的優(yōu)點(diǎn)之一。用它們來制造水上運(yùn)輸船舶和漂浮物,飛機(jī)和宇宙飛行器、導(dǎo)彈等就是利用這一優(yōu)異特性以及其它性能。 　　　列出各種工業(yè)材料和各種塑料的相對(duì)密度比較。 ?、谏珴膳c透明度塑料有可能在很廣的范圍內(nèi)著色，而且有的塑料表面有光澤，不需機(jī)械加工就能得到成型制品，這對(duì)簡(jiǎn)化工藝、降低成本是很有利的。此外，由于有些非結(jié)晶性的樹脂是透明的，所以適于在光學(xué)上和裝飾上應(yīng)用。若使用填料摻混，則會(huì)失去透明性。對(duì)于層壓塑料，可用表面有光澤的樹脂制作塑料裝飾板；還可在塑料表面組合金屬箔和其它塑料膜或通過表面電鍍、噴鍍、蒸鍍、表面陶瓷化和表面涂飾、改質(zhì)等技術(shù)來獲得各種用途的表面，改善表面性能。分別列出各種材料的折射率、透明塑料的光學(xué)性能以及各種塑料的光彈性常數(shù)； 　?、塾捕?　　　　塑料的硬度比般金屬差得多，而且目前還沒有一種能通用于金屬和塑料的硬度測(cè)定計(jì)，所以不能作定量比較。一些材料的硬度的近似比較。盡管塑料表面比金屬軟，但對(duì)于許多方面的應(yīng)用，塑料的耐磨損性還是令人滿意的，例如熱固性的三聚氰胺甲醛樹脂和酚醛樹脂層壓板可用作桌面，俞者的棉纖維增強(qiáng)塑料可用作軸承滾珠等。為了進(jìn)一步提高塑料的表面硬度和耐磨性，以適應(yīng)某些應(yīng)用如光學(xué)材料和制品的需要，可以通過表面處理和改性技術(shù)，如有機(jī)與無機(jī)的表面涂層或表面鍍層，表面陶瓷化等，其表面性能將會(huì)大大改善。 　　④機(jī)械性能 　　　　因?yàn)樗芰吓c金屬的特性不同，設(shè)計(jì)受力的塑料零部件時(shí)，必須考慮塑料的特點(diǎn)，并認(rèn)真進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理選材。一般塑料的特點(diǎn)是： 　a．塑料受熱膨脹，線脹系數(shù)比金屬大很多； 　　　　b．一般塑料的剛度比金屬低一數(shù)量級(jí)； 　　　　c．塑料的力學(xué)性能在長(zhǎng)時(shí)間受熱下會(huì)明顯下降； 　　　　d．一般塑料在常溫下和低于其屈服強(qiáng)度的應(yīng)力下長(zhǎng)期受力，會(huì)出現(xiàn)永久形變； 　　　　e．塑料對(duì)缺口損壞很敏感。 　　　　f．塑料的力學(xué)性能通常比金屬低的多,但有的復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量高于金屬,如果制品設(shè)計(jì)合理,會(huì)更能發(fā)揮起優(yōu)越性。 　　　　g．一般增強(qiáng)塑料力學(xué)性能是各項(xiàng)異性的。 　　　　h．有些塑料會(huì)吸濕,并引起尺寸和性能變化。 　　　　i．有些塑料是可燃的。 　　　　j．塑料的疲勞數(shù)據(jù)目前還很少,需根據(jù)使用要求加以考慮. 　　　根據(jù)塑料的特性,不能簡(jiǎn)單地直接代用金屬材料,必須按所選塑料的性能和特點(diǎn), 重新設(shè)計(jì)。注塑機(jī)的調(diào)校控制 注塑成型是一門工程技術(shù)，它所涉及的內(nèi)容是將塑料轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏貌⒛鼙３衷行阅艿闹破?。注射成型的重要工藝條件是影響塑化流動(dòng)和冷卻的溫度，壓力和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間。 一、溫度控制 料筒溫度：注射模塑過程需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng)，而后一種溫度主要是影響塑料的流動(dòng)和冷卻。每一種塑料都具有不同的流動(dòng)溫度，同一種塑料，由于來源或牌號(hào)不同，其流動(dòng)溫度及分解溫度是有差別的，這是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同類型的注射機(jī)內(nèi)的塑化過程也是不同的，因而選擇料筒溫度也不相同。 噴嘴溫度：噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度的，這是為了防止熔料在直通式噴嘴可能發(fā)生的流涎現(xiàn)象。噴嘴溫度也不能過低，否則將會(huì)造成熔料的早凝而將噴嘴堵死，或者由于早凝料注入模腔而影響制品的性能 模具溫度：模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結(jié)晶性的有無、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求，以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等）。 二、壓力控制： 注塑過程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，并直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量。 塑化壓力：（背壓）采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力稱為塑化壓力，亦稱背壓。這種壓力的大小是可以通過液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調(diào)整的。在注射中，塑化壓力的大小是隨螺桿的轉(zhuǎn)速都不變，則增加塑化壓力時(shí)即會(huì)提高熔體的溫度，但會(huì)減小塑化的速度。此外，增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻，色料的混合均勻和排出熔體中的氣體。一般操作中，塑化壓力的決定應(yīng)在保證制品質(zhì)量?jī)?yōu)良的前提下越低越好，其具體數(shù)值是隨所用的塑料的品種而異的，但通常很少超過20公斤/平方厘米。 注射壓力：在當(dāng)前生產(chǎn)中，幾乎所有的注射機(jī)的注射壓力都是以柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料所施的壓力（由油路壓力換算來的）為準(zhǔn)的。注射壓力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力，給予熔料充模的速率以及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)。 三、成型周期 完成一次注射模塑過程所需的時(shí)間稱成型周期，也稱模塑周期。它實(shí)際包括以下幾部分： 成型周期:成型周期直接影響勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。因此,在生產(chǎn)過程中,應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下,盡量縮短成型周期中各個(gè)有關(guān)時(shí)間。在整個(gè)成型周期中,以注射時(shí)間和冷卻時(shí)間最重要,它們對(duì)制品的質(zhì)量均有決定性的影響。注射時(shí)間中的充模時(shí)間直接反比于充模速率,生產(chǎn)中充模時(shí)間一般約為35秒。 注射時(shí)間中的保壓時(shí)間就是對(duì)型腔內(nèi)塑料的壓力時(shí)間,在整個(gè)注射時(shí)間內(nèi)所占的比例較大,一般約為20120秒(特厚制件可高達(dá)5~10分鐘)。在澆口處熔料封凍之前,保壓時(shí)間的多少,對(duì)制品尺寸準(zhǔn)確性有影響,若在以后,則無影響。保壓時(shí)間也有最惠值,已知它依賴于料溫,模溫以及主流道和澆口的大小。如果主流道和澆口的尺寸以及工藝條件都是正常的,通常即以得出制品收縮率波動(dòng)范圍最小的壓力值為準(zhǔn)。冷卻時(shí)間主要決定于制品的厚度,塑料的熱性能和結(jié)晶性能,以及模具溫等。冷卻時(shí)間的終點(diǎn),應(yīng)以保證制品脫模時(shí)不引起變動(dòng)為原則,冷卻時(shí)間性一般約在30~120秒鐘之間,冷卻時(shí)間過長(zhǎng)沒有必要,不僅降低生產(chǎn)效率,對(duì)復(fù)雜制件還將造成脫模困難,強(qiáng)行脫模時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生脫模應(yīng)力。成型周期中的其它時(shí)間則與生產(chǎn)過程是否連續(xù)化和自動(dòng)化以及連續(xù)化和自動(dòng)化的程度等有關(guān)。 一般的注塑機(jī)可以根據(jù)以下的程序作調(diào)校： 根據(jù)原料供應(yīng)商的資料所提供的溫度范圍，將料筒溫度調(diào)至該范圍的中間，并調(diào)整模溫。 估計(jì)所需的射膠量，將注塑機(jī)調(diào)至估計(jì)的最大射膠量的三分之二。調(diào)校倒索(抽膠)行程。估計(jì)及調(diào)校二級(jí)注塑時(shí)間，將二級(jí)注塑壓力調(diào)至零。 初步調(diào)校一級(jí)注塑壓力至注塑機(jī)極限的一半(50%) ；將注塑速度調(diào)至最高。 估計(jì)及調(diào)校所需要的冷卻時(shí)間。 。 清除料筒內(nèi)已降解了的樹脂。 采用半自動(dòng)注塑模式；開始注塑程序，觀察螺桿的動(dòng)作。 就需要而適當(dāng)調(diào)節(jié)射膠速度和壓力，若要使充模時(shí)間縮短，可以增加注塑壓力。如前所述，由于十足充模之前會(huì)有一個(gè)過程，充模最終壓力可以調(diào)至一級(jí)注塑壓力的100%。壓力最終都要調(diào)得夠高，使可以達(dá)到的最大速度不受設(shè)定壓力限制。若有溢料，可以把速度減低。 每觀察一個(gè)周期之后，便把射膠量及轉(zhuǎn)換點(diǎn)調(diào)節(jié)。設(shè)定程序，使可以在第一級(jí)注塑時(shí)已能獲得按射膠重量計(jì)算達(dá)到9598% 的充模。 當(dāng)?shù)谝患?jí)注塑的注射量、轉(zhuǎn)換點(diǎn)、注塑速度及壓力均調(diào)節(jié)妥當(dāng)后，便可進(jìn)行第二級(jí)的保壓壓力的調(diào)校程序。 按需要適當(dāng)調(diào)校保壓壓力，但切勿過份充填模腔。 調(diào)校螺桿速度，確保剛在周期完成之前熔膠已完成，而注塑周期又沒有受到限制。 縮短周期時(shí)間予提高生產(chǎn)率 對(duì)大部分的注塑廠商來說，注塑周期可直接影響以下兩個(gè)主要目的：每天從機(jī)械中得到更多的制件；制件合乎客人的要求。 注塑周期由以下組成： 周期開始螺桿開始前進(jìn)，注射； 制件澆口冷卻 螺桿開始轉(zhuǎn)動(dòng)塑化行程開始 螺桿回位完成螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)停止 如必要的話抽膠發(fā)生 模具打開（可能包括模芯的拉出） 制件充分冷卻便可以頂出 頂出 模具閉合（可能包括模芯的回位） 模具閉上周期重新開始。 自動(dòng)注塑周期是在持續(xù)的相同次序下，同樣的事情一次又一次地重復(fù)。周期有三個(gè)主要部分： 開模時(shí)間 ；填充時(shí)間；模具閉合時(shí)間； 保壓時(shí)間 提高生產(chǎn)力的目標(biāo)是在極短時(shí)間內(nèi)完成所有必要的動(dòng)作，完成頂出，并確保模具得到保護(hù)（包括拉出和退回滑塊和側(cè)位模芯）。所以，任何，延遲開模時(shí)間的模具或注塑機(jī)的問題必須維修。另外，如每次注射的開模時(shí)間都不一樣，制件將亦不一樣。 注塑填充模腔（由12） 以流動(dòng)性較好的材料而言(如Delrin?聚甲醛，Zytel?及Zytel? ST尼龍，及Crastin?、Rynite?聚脂)，這填充時(shí)間應(yīng)占整個(gè)周期1/10至1／8的時(shí)間，填充時(shí)最關(guān)鍵的是快速及穩(wěn)定的螺桿推進(jìn)時(shí)間，及最低和穩(wěn)定的注塑壓力。 當(dāng)螺桿向前推進(jìn)將溶體由料管經(jīng)噴咀，豎流道，橫流通，澆口，再射入