【正文】 致成型缺陷 。 ⑥判斷料溫是否合適，可采用對(duì)空注射法觀察，或直接觀察制件質(zhì)量好壞。對(duì)空注射時(shí)，如果料流均勻、光滑、無(wú)泡、色澤均勻，則說(shuō)明料溫合適；如料流毛糙、有銀絲或變色現(xiàn)象，則說(shuō)明料溫不合適。 2．模具溫度 模具溫度：指和制件接觸的模腔表壁溫度。 模溫直接影響熔體的充模流動(dòng)行為、制件的冷卻速度和成型后的制件性能等。 模溫選擇的意義： ① 模溫選擇得合理 、 分布均勻 ， 可有效改善熔體的充模流動(dòng)性能 、 制件的外觀質(zhì)量及一些主要的物理和力學(xué)性能； ② 模溫波動(dòng)幅度較小 ， 會(huì)促使制件收縮趨于均勻 ，防止脫模后發(fā)生較大的翹曲變形 。 提高模溫：可改善熔體在模內(nèi)的流動(dòng)性 、 增強(qiáng)制件的密度和結(jié)晶度及減小充模壓力和制件中的壓力；但制件的冷卻時(shí)間 、 收縮率和脫模后的翹曲變形將延長(zhǎng)或增大 ， 且生產(chǎn)率也會(huì)因冷卻時(shí)間延長(zhǎng)而下降 。 適當(dāng)提高模溫 ， 制件的表面粗糙度值也會(huì)隨之減小 。 降低模溫：能縮短冷卻時(shí)間和提高生產(chǎn)率 ， 但溫度過(guò)低 ， 熔體在模內(nèi)的流動(dòng)性能會(huì)變差 ， 制件產(chǎn)生較大的應(yīng)力或明顯的熔接痕等缺陷 。 模溫怎樣控制 ？ 依靠通入其內(nèi)部的冷卻或加熱介質(zhì)控制 (要求不嚴(yán)時(shí) ， 可空氣冷卻而不用通人任何介質(zhì) )， 其具體數(shù)值是決定制品冷卻速度的關(guān)鍵 。 冷卻速度分：緩冷 (θM≈θcmax)、 中速冷卻 (θM≈θg)和急冷 (θM θg)三種方式 。 各種塑料適用的模溫選擇或控制的原則： ① 為了保證制件具有較高的形狀和尺寸精度 ， 避免制件脫模時(shí)被頂穿或脫模后發(fā)生較大的翹曲變形 ， 模溫必須低于塑料的熱變形溫度 (見表 4— 10)。 ② 為了改變聚碳酸酯 、 聚砜和聚苯醚等高黏度塑料的流動(dòng)和充模性能 ， 并力求使它們獲得致密的組織結(jié)構(gòu) ， 需要采用較高的模具溫度 。 反之 ， 對(duì)于黏度較小的聚乙烯 、聚丙烯 、 聚氯乙烯 、 聚苯乙烯和聚酰胺等塑料 ， 可采用較低的模溫 ， 這樣可縮短冷卻時(shí)間 ， 提高生產(chǎn)效率 。 ③ 對(duì)于厚制件 ， 因充模和冷卻時(shí)間較長(zhǎng) ， 若模溫過(guò)低 ，易使制件內(nèi)部產(chǎn)生真空泡和較大的應(yīng)力 ， 不宜采用較低的模具溫度 。 ④ 為了縮短成型周期 ， 確定模具溫度時(shí)可采用兩種方法 。 a、 把模溫取得盡可能低 ， 以加快冷卻速度縮短冷卻時(shí)間 。 b、 使模溫保持在比熱變形溫度稍低的狀態(tài)下 ， 以求在較高的溫度下將制品脫模 ， 而后由其自然冷卻 ， 這樣做也可以縮短制品在模內(nèi)的冷卻時(shí)間 。 具體采用何種方法 ，需要根據(jù)塑料品種和制件的復(fù)雜程度確定 。 二、壓力 包括：注射壓力、保壓力和背壓力。 注射壓力，與注射速度相輔相成，對(duì)塑料熔體的流動(dòng)和充模具有決定性作用；保壓力，和保壓時(shí)間密切相關(guān)，主要影響模腔壓力以及最終的成型質(zhì)量；背壓力，與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，大小影響物料的塑化過(guò)程、塑化效果、和塑化能力。 1．注射壓力與注射速度 (1)注射壓力 什么是注射壓力？ 指螺桿 (或柱塞 )軸向移動(dòng)時(shí)，其頭部對(duì)塑料熔體施加的壓力。 注射壓力作用： 在注射成型過(guò)程中主要用來(lái)克服熔體在整個(gè)注射成型系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力，對(duì)熔體起一定程度的壓實(shí)作用。 注射壓力損失包括：動(dòng)壓損失和靜壓損失。 動(dòng)壓損失，消耗在噴嘴、流道、澆口和模腔對(duì)熔體的流動(dòng)阻力以及塑料熔體自身內(nèi)部的黏性摩擦方面，與熔體溫度及體積流量成正比，受各段料流通道的長(zhǎng)度、截面尺寸及熔體的流變學(xué)性質(zhì)影響。 靜壓損失，消耗在注射和保壓補(bǔ)縮流動(dòng)方面，與熔體溫度、模具溫度和噴嘴壓力有關(guān)。 注射壓力選擇過(guò)低，注射成型過(guò)程中因其壓力損失過(guò)大而導(dǎo)致模腔壓力不足，熔體將很難充滿模腔；注射壓力選擇得過(guò)大，雖可使壓力損失相對(duì)減小，但卻可能出現(xiàn)漲模、溢料等不良現(xiàn)象，引起較大的壓力波動(dòng)，生產(chǎn)操作難于穩(wěn)定控制，還容易使機(jī)器出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。 注射壓力對(duì)熔體的流動(dòng)、充模及制件質(zhì)量的影響： ②注射壓力很大且澆口又較小時(shí)，熔體在模腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生噴射流動(dòng)，料流先沖擊模腔表壁而后才擴(kuò)散，很容易在制件中形成氣泡和銀絲，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因摩擦熱過(guò)大燒傷制件。因此，注射壓力選擇要適中，在可能的情況下盡量把注射壓力選擇得大一些，這樣有助于提高充模速度及料流長(zhǎng)度，還可能使制件的熔接痕強(qiáng)度提高、收縮率減小。注意，注射壓力增大之后，制件中的應(yīng)力也可能隨之增大，這將影響制件脫模后的形狀與尺寸的穩(wěn)定性。 ①注射壓力不太高且澆口尺寸又較大時(shí)，熔體充模流動(dòng)比較平穩(wěn)，這時(shí)因模溫比熔體溫度低，對(duì)熔體有冷卻作用，容易使熔體在澆口附近的模腔處形成堆積，料流長(zhǎng)度會(huì)因此而減短，導(dǎo)致模腔難于充滿。 選擇注射壓力大小的因素： 塑料品種、制件的復(fù)雜程度、制件的壁厚、噴嘴的結(jié)構(gòu)形式、模具澆口的尺寸以及注射機(jī)類型等，常取40～ 200Mpa。 ①對(duì)于玻璃化溫度和熔體黏度較高的塑料，宜用較大的注射壓力。 ②對(duì)于尺寸較大、形狀復(fù)雜的制品或薄壁制件，因模具中的流動(dòng)阻力較大，也需用較大的注射壓力。 ③熔體溫度較低時(shí)，注射壓力應(yīng)適當(dāng)增大一些。 選擇、控制注射壓力的原則： ④對(duì)于流動(dòng)性好的塑料及形狀簡(jiǎn)單的厚壁制件，注射壓力可小于 70 MPa。對(duì)于黏度不高的塑料 (如聚苯乙烯等 )且其制品形狀不太復(fù)雜以及精度要求一般時(shí)，注射壓力可取 70～ 100MPa。對(duì)于高、中黏度的塑料 (如改性聚苯乙烯、聚碳酸酯等 )且對(duì)其制件精度有一定要求，但制品形狀不太復(fù)雜時(shí)，注射壓力可取 100一 140 MPa。對(duì)于高黏度塑料(如聚甲基丙烯酯甲酯、聚苯醚、聚砜等 )且其制件壁厚小、流程長(zhǎng)、形狀復(fù)雜以及精度要求較高時(shí)，注射壓力可取140— 180MPa。對(duì)于優(yōu)質(zhì)、精密、微型制件，注射壓力可取 180～ 250 MPa，甚至更高。 注射速度的表示方法： 注射時(shí)塑料熔體的體積流量 qv；注射螺桿 (或柱塞 )的軸向位移速度 vi。其數(shù)值可通過(guò)注射機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，表達(dá)式如下： （ 2）注射速度 ⑤注射壓力還與制件的流動(dòng)比有關(guān)。流動(dòng)比：指熔體自噴嘴出口處開始能夠在模具中流至最遠(yuǎn)的距離與制件厚度的比值。不同的塑料具有不同的流動(dòng)比范圍，并受注射壓力大小的影響（表 4— 12）。如實(shí)際設(shè)計(jì)的模具流動(dòng)比大于表中數(shù)值，而注射壓力又小于表中數(shù)值，制品難于成型。 ?????????????? ????nnnMiv WHKLppnnq 121122（ 411） 式中 qv—— 體積流量， cm3／ s； pi—— 注射壓力， Pa； pM—— 模腔壓力， Pa； W—— 流道截面的最大尺寸 (寬度 )， cm； H—— 流道截面的最小尺寸 (高度 )， cm； L—— 流道長(zhǎng)度， cm； K—— 熔體在工作溫度和許用剪切速率下的稠度系數(shù)，P ； n—— 熔體的非牛頓指數(shù)。 22 4DqDqv vvi ?? ? (412) 式中 D—— 螺桿的基本直徑。 上兩式可知，注射速度與注射壓力密切相關(guān)。其他工藝條件和塑料品種一定時(shí)，注射壓力越大，注射速度也就越快。 注射速度較高的優(yōu)點(diǎn)：熔體流速較快，其溫度維持在較高的水平，剪切速率具有較大值，熔體黏度較小，流動(dòng)阻力相對(duì)降低，料流長(zhǎng)度和模腔壓力會(huì)因此增大，制件將比較密實(shí)和均勻，熔接痕強(qiáng)度有所提高，用多腔模生產(chǎn)出的制件尺寸誤差也比較小。 注射速度過(guò)大的缺點(diǎn)：與注射壓力過(guò)大一樣，在模腔內(nèi)引起噴射流動(dòng)，導(dǎo)致制件質(zhì)量變差。另外，高速注射時(shí)如排氣不良，模腔內(nèi)的空氣將受到嚴(yán)重的壓縮，不僅使高速流動(dòng)的熔體流速減慢，還因壓縮氣體放熱灼傷制件或產(chǎn)生熱降解。 綜上所述，注射速度選擇不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低 (過(guò)低時(shí)制件表層冷卻快，對(duì)繼續(xù)充模不利，容易造成制品缺料、分層和明顯的熔接痕等缺陷 )。 vi常用 15—20cm／ s。對(duì)于厚度和尺寸都很大的制件， vi可用 8～12cm／ s。 生產(chǎn)中的實(shí)際確定注射速度的做法： 先采用慢速低壓注射，然后根據(jù)注射出的制件調(diào)整注射速度，使之達(dá)到合理的數(shù)值。如生產(chǎn)批量較大，需要縮短成型周期，調(diào)整過(guò)程中可將注射速度盡量朝數(shù)值較高的方向調(diào)整，但須保證制件質(zhì)量不能因注射速度過(guò)快而變差。 應(yīng)盡量采用高速注射的有： 熔體黏度高、熱敏性強(qiáng)的塑料，成型冷卻速度快的塑料，大型薄壁、精密制件，流程長(zhǎng)的制件，纖維增強(qiáng)塑料。其余不要采用過(guò)快的注射速度。 選擇或控制注射速度時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn) : ①對(duì)于大、中型注射機(jī)，可對(duì)注射速度采用分段控制，其控制規(guī)律可參考圖424。 ②螺桿式注射機(jī)比柱塞式注射機(jī)可提供較大的注射速度，需要采用高速高壓成型的情況下 (如流道長(zhǎng)、澆口小、制件形狀復(fù)雜和薄壁制品等 )，應(yīng)盡量采用螺桿式注射機(jī)，否則難保證成型質(zhì)量。 在注射成型的保壓補(bǔ)縮階段，為了對(duì)模腔內(nèi)的塑料熔體進(jìn)行壓實(shí)以及為了維持向模腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料流動(dòng)所需要的注射壓力叫做保壓力。 什么是保壓力？ 2．保壓力和保壓時(shí)間 什么是保壓時(shí)間？ 保壓力持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短叫做保壓時(shí)間。 (1)保壓力和保壓時(shí)間對(duì)模腔壓力的影響 圖 425。 曲線 l， 采用的保壓力和保壓時(shí)間合理，模腔壓力變化正常，能取得良好的充模質(zhì)量。曲線 2， 注射壓力和保壓力切換時(shí)，注射機(jī)動(dòng)作響應(yīng)過(guò)慢，熔體過(guò)量充填模腔，分型面被漲開溢料，導(dǎo)致模腔壓力產(chǎn)生不正常的快速下降，反而造成制件密度減小、缺料、凹陷及力學(xué)性能變差等不良現(xiàn)象。曲線 3與曲線 2的情況相反，即注射時(shí)間過(guò)短，熔體不能充滿模腔，保壓時(shí)模腔壓力曲線的水平部分較低。曲線 4表示保壓時(shí)間不足、保壓力撤除過(guò)早、澆口尚未凍結(jié)，于是熔體將會(huì)產(chǎn)生倒流，模腔壓力在就猛然下降。無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常補(bǔ)縮功能，制件內(nèi)部可能出現(xiàn)真空泡和凹陷等不良現(xiàn)象。曲線 5表示保壓時(shí)間足夠，但采用的保壓力太低，因此保壓力不能充分傳遞給模腔中的熔體，故模腔壓力也會(huì)出現(xiàn)不正常的迅速下降現(xiàn)象，使得保壓流動(dòng)不能有效地補(bǔ)縮，從而造成一些不正常的成型缺陷。 (2)保壓力、保壓時(shí)間對(duì)制件密度和收縮的影響 非結(jié)晶聚合物比體積、溫度、保壓力之間關(guān)系分析： ①在較高的保壓力或較低的溫度條件下，可以使制件得到較小的比體積，即較大的密度，其中溫度的影響可認(rèn)為是塑料在低溫下體積膨脹較小的結(jié)果。 ② a、 b兩條虛線分別反應(yīng)模腔中靠近澆口和遠(yuǎn)離澆口位置的比體積變化情況。很明顯，塑料在靠近澆口的位置溫度高、比體積大、密度小，冷卻后的收縮也大，而在遠(yuǎn)離澆口的位置，情況則正好相反。 結(jié)晶聚合物的比體積、溫度和保壓力之間的關(guān)系曲線：各條曲線的變化總趨勢(shì)，與圖 426有些相似，即在較高的保壓力與較低的溫度條件下，可使制件得到較小的比體積或較大的密度。 上兩圖的差別： ①結(jié)晶的聚乙烯從高溫到低溫變化時(shí)比體積 — 溫度曲線在 100— 150℃ 左右具有一個(gè)明顯的拐點(diǎn)，經(jīng)此拐點(diǎn)之后，比體積在 100一 150℃ 左右急劇減小 (聚苯乙烯無(wú)此現(xiàn)象 )； ②在相同的保壓力和溫度范圍下，聚乙烯的比體積變化幅度要比聚苯乙烯大得多。例如，在 50～ 250℃ 范圍內(nèi)，若取保壓力為 10MPa，則聚乙烯比體積的變化幅度約為 30％，而聚苯乙烯只有 10％左右；若取保壓力為 160 MPa，兩者的比體積變化幅度又分別為 22％和 3％。 結(jié)論：保壓力和溫度對(duì)結(jié)晶聚合物的比體積或密度之影響比對(duì)非結(jié)晶聚合物的影響來(lái)得強(qiáng)烈，而且在 100～150℃ 左右，無(wú)論保壓力大小如何，結(jié)晶聚合物的比體積都會(huì)迅速減小。所以生產(chǎn)中對(duì)制件密度要求較高時(shí)，同時(shí)需要選擇合理的保壓力和合理的溫度條件，并且結(jié)晶聚合物的保壓力和溫度條件的控制尤其要嚴(yán)格一些。 保壓時(shí)間與制件密度之間的關(guān)系： 在保壓階段初期，隨著保壓時(shí)間延長(zhǎng)，制件的體積質(zhì)量迅速增大，但是當(dāng)保壓時(shí)間達(dá)到一定數(shù)值(ts)后，制件的體積質(zhì)量就會(huì)停止增長(zhǎng)。這意味著為了提高制件密度，必須有一段保壓時(shí)間，但保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，除了浪費(fèi)注射機(jī)能量之外，對(duì)于提高制件密度已無(wú)效用，所以生產(chǎn)中應(yīng)能對(duì)保壓時(shí)間恰當(dāng)?shù)乜刂圃谝粋€(gè)最佳值。 保壓時(shí)間對(duì)制