1、第二章塑料成型工艺第一节塑性材料的工艺性能及相关参数第二节塑料注射成型工艺过程第三节典型制品的注射成型工艺第四节注射成型制品的质量分析与质量工作规程第一节塑性材料的工艺性能及相关参数一、塑料成型的收缩性二、塑料成型的流动性三、取向与结晶四、热敏性与水敏性五、应力开裂与熔体破裂六、吸湿性七、水分和挥发物含量八、应力敏感性九、相容性十、比体积与压缩比十一、硬化特性 塑件从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积发生收缩的现象，称为收缩性。它可用相对收缩量的百分率表示，即收缩率(S)。收缩不仅与热胀冷缩有关，而且还与各种成型因素有关，因此成型后塑件的收缩，称为成型收缩。塑料的成型收缩的大小可用
2、塑料制件的实际收缩率S实来表示，即 S实=(a-b)/b100%式中 a成型温度时的塑件尺寸；b常温时的塑件尺寸。由于成型温度时的塑件尺寸无法测量，因此常采用常温时的型腔尺寸取代，故有 S计=(c-b)/b100%式中c常温时的型腔尺寸。s计塑件的计算收缩率。当S计为已知时，可用S计来计算型腔尺寸，即 c=b(1+S计)常用的塑料收缩率分别见表2-1、表2-2。一、塑料成型的收缩性一、塑料成型的收缩性表2-1收缩率较小的塑料表2-2收缩率较大的塑料一、塑料成型的收缩性一、塑料成型的收缩性1.影响热塑性塑料成型收缩的主要因素2.收缩的形式1.影响热塑性塑料成型收缩的主要因素1)塑料因加热或冷却而
3、按本身热膨胀系数进行膨胀或收缩，塑料的线膨胀系数大于钢，因此塑件冷却收缩比模具大，脱模后的塑件尺寸小于型腔相应尺寸。2)熔料在成型压力下压缩，脱模后压力消失，产生弹性恢复而使塑件体积膨胀。3)结晶塑料成型冷却过程中因结晶引起体积收缩，内应力强，塑件内残余应力大，结晶度越高，体积收缩越大。4)成型时分子沿着流动方向取向，冷却中被强烈定向的分子要恢复原来状态，引起收缩。5)一般随着壁厚的增加，收缩率增大。6)采用直接浇口或大截面浇口时收缩小，但方向性明显。1.影响热塑性塑料成型收缩的主要因素7)型腔内压力越高，弹性恢复越大，收缩率越小;保压时间长，则收缩小，但方向性明显;料温越高，热胀冷缩就越大，
4、成型收缩率也增大，但引起黏度减小，有利于压力传递，会减小收缩，因此对于黏度大或黏度对温度不敏感的塑料，收缩率增大，对于黏度小或黏度对温度敏感的塑料，收缩率减小；注射时间越短，收缩率越大；模温高,熔料冷却慢，密度高，收缩大，尤其结晶塑料，结晶充分，收缩率增大；冷却时间长，冷却均匀，硬化充分，收缩率小，对于非结晶塑料，冷却时间影响较小。1.影响热塑性塑料成型收缩的主要因素影响塑料制品收缩的因素是多种多样的，所以要针对具体情况具体分析，期一般的选择原则如下：1)对于收缩率范围较小的塑料品种，可按收缩率的范围取中间值，此值称为平均收缩率。2)对于收缩率范围较大的塑料品种，应根据制品的形状，特别是根据制
5、品的壁厚来确定收缩率。图2-1聚丙烯制品各3)制品各部分尺寸的收缩率不尽相同，应根据实际情况进行选择。如图2-1所示的聚丙烯制品，壁厚为3mm。查表2-2得知，其高度方向的收缩大于水平方向的收缩，其百分比为120%140%,收缩率范围为1%2%,高度方向取平均收缩率1.5%乘以平均比值130%,内径取大值2%,外径取小值1%,以留有试模后修正的余地。4)对于收缩量很大的塑料，可利用现有的或者材料供应部门提供的计算收缩率 的图表来确定收缩率。1.影响热塑性塑料成型收缩的主要因素2.收缩的形式(1)线尺寸收缩由于热胀冷缩，脱模时弹性恢复及塑性变形等原因，塑件脱模冷却到室温后，其尺寸缩小。(2)后收
6、缩塑件脱模后，因各种残余应力趋向平衡而产生时效变形，引起塑件尺寸缩小的现象，称为后收缩。(3)后处理收缩为了消除或减小后收缩对塑件的影响，稳定成型后的尺寸，对成型后塑件进行适当热处理，热处理后也会使塑件尺寸发生变化，称为后处理收缩。二、塑料成型的流动性图2-2熔融指数测定仪示意图1热电偶2料筒3出料孔4保温层5加热棒6柱塞7重锤熔融流动指数测定法是在如图2-2所示的标准装置内进行的。将被测塑料装入其中，在一定的温度和压力下，通过测定熔体在10min内通过小孔的塑料质量来表征其流动性，也称熔融指数。其单位为g/10min,通常以MI表示。二、塑料成型的流动性图2-3螺旋线及流道横截面形式螺旋线长
7、度试验法是在螺旋线具中进行的。其模具结构如图2-3所示。测试时塑料熔体从中央浇口进料，由里往外按阿基米德螺旋线方向将型槽线逐层延伸(盘式蚊香状),每转一周半径增大12.5mm,槽横截面是半圆形，直径为4.9mm,螺旋线槽总长为1925mm,制成盘式蚊香形状的试样，测定其螺旋线的总长度即为被测塑料的流动距离，并以此来表征该塑料的流动性。二、塑料成型的流动性图2-4拉西格流动性测定模对热固性塑料通常是以拉西格流动值来表征其流动性。其测定原理如图2-4所示。测定步骤为:称取7.5g塑料粉，在205温度下并以50MPa的压力下在内径为28mm的模子内预压成圆链(片);将拉西格模具加热至1505，并保温
8、5min；将圆键放入拉西格模的加料室，并在20s左右将压缩模增压至30MPa,保压3min；压好后，卸掉压板，推出锥形组合模，取出试样，测其长度L即为其流动值。数值越大则表明流动性越好。1.流动性分类表2-3热固性塑料流动性等级及应用塑料流动性按试样长度L分为3个不同的等级，其适用范围见表2-3。二、塑料成型的流动性1.流动性分类2.影响流动性的因素1.流动性分类1)流动性好的塑料，如尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素及聚4-甲基戍烯等。2)流动性中等的塑料，如改性聚苯乙烯、ABS、AS、有机玻璃、聚甲醛、聚氯醚及聚甲基丙烯酸甲酯等。3)流动性差的塑料，如聚碳酸酯、硬质聚氯乙烯、聚苯醚
9、、聚砜及氟塑料等。2.影响流动性的因素(1)温度一般料温较高时，熔体流动性增大，易于流动成型，但易分解，而且脱模后收缩较大，因此料温要适宜才行。(2)压力适当增加压力能降低熔体黏度，流动性增大。(3)模具结构浇注系统的形式，流道与浇口的布置，流道、浇口、模腔的尺寸，型腔的表面粗糙度及型腔形状等因素，都会影响到熔料在型腔内的流动性。三、取向与结晶熔体在充模过程中剪切流动，形成分子取向，使塑件力学性能和收缩率产生各向异性，一般平行于取向方向的力学性能较好，收缩率也较大；而垂直于取向方向的力学性能较低,收缩率也较小。对于结晶型塑料在模具设计时应注意以下几点:1)结晶型塑料上升到成型温度时需要热量多，
10、应使用塑化能力强的设备。2)冷凝结晶时放出的热量大，模具要充分冷却。3)黏流态与固态的密度差值大，成型收缩也大，易发生缩孔和气泡。4)塑件壁薄时，冷却快，结晶度低，收缩小。5)各向异性明显，内应力大，脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向，易产生翘曲和变形。6)结晶熔点范围窄，易使未完全熔融塑料注入模具或堵塞浇口。四、热敏性与水敏性(1)热敏性塑料的化学结构在热量作用下都有可能发生变化，对热量作用的敏感程度,称为塑料的热敏性。具有热敏性的塑料，称为热敏性塑料，如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚甲醛及聚三氟氯乙烯等。(2)水敏性在高温下，熔料对水降解的敏感性，称为水敏性。具有水敏性的塑料
11、，称为水敏性塑料，如聚碳酸酯等塑料。五、应力开裂与熔体破裂(1)应力开裂有些塑料在成型时易产生内应力而使塑件质脆易裂，塑件在不大的外力或溶剂作用下即发生开裂，把这种现象称为应力开裂。这类塑料有聚苯乙烯、聚碳酸酯及聚砜等。(2)熔体破裂它是指具有一定熔融指数的塑料，在恒温下通过喷嘴孔时，其流速超过一定值后，熔体表面发生明显的横向裂纹的现象。常出现熔体破裂的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜及氟塑料等。六、吸湿性吸湿性是指塑料对水分子的亲疏程度。根据这种亲疏程度，塑料大致可分为两种类型，一种是具有吸湿或黏附水分的塑料，如纤维素塑料、有机玻璃、尼龙、聚碳酸酯、ABS、聚砜及聚苯醚等；一种是不
12、吸湿也不黏附水分的，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟塑料等。七、水分和挥发物含量塑料中的水分和挥发物来自两方面:一是塑料生产过程遗留下来及成型前在运输、储存时吸收的;二是在成型过程中化学反应产生的副产物。八、应力敏感性应力敏感性是指有的塑料对应力敏感，成型时质脆易裂，如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜等。九、相容性相容性是指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。十、比体积与压缩比比体积是单位重量所占的体积;压缩比为塑料粉与塑件两者体积的比值，其值恒大于1。十一、硬化特性硬化特性是热固性塑料特有的性能，专指热固性塑料的交联反应。第二节塑料注射成型工艺过程一、注射成型工艺过程二、
13、注射成型工艺参数分析三、常用热塑性塑料的注射成型制品工艺一、注射成型工艺过程图2-5注射成型工艺过程注射成型工艺过程包括注射前的准备、注射过程和制品的后处理三个阶段，各阶段又可分为多个小的阶段，如图2-5所示。一、注射成型工艺过程1.注射前的准备2.注射成型过程3.制件的后处理1.注射前的准备(1)原料的预处理这个阶段包括原料的检验、着色和预热干燥等过程。(2)料筒的清洗生产中如需要改变塑料品种、更换物料、调换颜色或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。(3)嵌件的预热当嵌件为金属时，由于金属与塑料的膨胀与收缩率相差较大，所以要对嵌件进行预热，也以避免嵌件周围塑料层
14、强度下降而出现裂纹缺陷。(4)脱模剂的选用为了便于脱模，生产中常使用脱模剂。(1)原料的预处理1)分析检验成型物料的质量。2)着色。染料具有着色力强、色彩鲜艳和色谱齐全的特点，但由于对热、光和化学药品的稳定性比较差，故在塑料中较少应用。当塑料成型温度不高又希望制品透明时，可采用耐热性较好的蒽醌类和偶氮类染料。颜料是塑料的主要着色剂，按化学组成又分成无机颜料和有机颜料两种。无机颜料对热、光和化学药品的稳定性都比较高而且价格低廉，但色泽都不十分鲜艳，只能用于不透明塑料制品的着色。有机颜料的着色特性介于染料和无机颜料之间，对热、光和化学药品的稳定性一般不及无机颜料，但所着色制品色彩较鲜艳，用这种颜料
15、的低浓度着色可得到彩色的半透明制品。3)预热干燥。(2)料筒的清洗1)欲换料的成型温度高于料筒内残料的成型温度时，应将料筒和喷嘴温度升高到欲换料的最低成型温度，然后加入欲换料或其回头料，并连续对空注射，直到全部残料除尽为止。2)欲换料的成型温度低于料筒内残料的成型温度时，应将料筒和喷嘴温度升高到欲换料最高成型温度，切断电源，加入欲换料的回头料后，连续对空注射，直到全部残料除尽为止。3)两种物料成型温度相差不大时，不必变更温度，先用回头料，后和欲换料对空注射即可。4)残料属热敏性塑料时，应从流动性好、热稳定性高的聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中选择粘度较高的品级作为过渡料对空注射。(3)嵌件的预热当嵌件
16、为金属时，由于金属与塑料的膨胀与收缩率相差较大，所以要对嵌件进行预热，也以避免嵌件周围塑料层强度下降而出现裂纹缺陷。但对于小嵌件在模内易被塑料熔体加热，可不预热。(4)脱模剂的选用为了便于脱模，生产中常使用脱模剂。常用的脱模剂有三种:硬酯酸锌、液态石蜡和硅油。硬酯酸锌除尼龙塑料外，其余塑料均可使用。2.注射成型过程(1)加料注射成型是一个间歇过程，在每个生产周期中，加入到料筒中的料量应保持一定，当操作稳定时，物料塑化均匀，最终制品性能优良。(2)塑化塑化是指粒状或粉状的塑料原料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好可塑性的过程，是注射成型的准备阶段。影响塑化的因素较多，如塑料原料的特性、加工工艺
17、、注射机的类型等。本节主要讨论注射机类型对塑化的影响。1)柱塞式注射成型机。柱塞式注射成型机的工作过程是用柱塞将料筒内的物料向前推送，使其通过分流梭，再经喷嘴注入模具。2)螺杆式注射成型机。螺杆式注射机的预塑过程为:螺杆在传动装置的驱动下，在料筒内转动，将从料斗中落入料筒内的物料向前输送，输送过程中，物料被逐渐压实，在料筒外加热和螺杆摩擦热作用下，物料逐渐熔融塑化，最后呈黏流状态。熔融态的物料不断被推到螺杆头部与喷嘴之间，并建立起一定的压力，即预塑背压。由于螺杆头部熔体的压力作用，螺杆在旋转的同时逐步后退，当积存的熔体达到一次注射量时，螺杆转动停止，预塑阶段结束，准备注射。2.注射成型过程 (
18、3)注射注射是指用柱塞或螺杆将具有流动性、温度均匀、组分均匀的熔体通过推挤注入模具的过程。(4)充模冷却过程充模与冷却过程是指塑料熔体从注入模腔开始，经型腔充满、熔体在控制条件下冷却定型直到制品从模腔中脱出为止的过程。无论采用何种形式的注射机，塑料熔体进入模腔内的流动情况都可分为充模、压实、倒流和浇口冻结后的冷却4个阶段。在这连续的四个阶段中，模腔压力的变化如图2-6所示。现以图2-14中e曲线为例，分析塑料熔体进入模腔后的压力变化。1)充模阶段。2)压实阶段(保压阶段)。3)倒流阶段。4)浇口冻结后的冷却阶段。图2-6充模过程中的压力变化a熔体受压保持时间(保压时间)b柱塞或螺杆前移时间 c
19、熔体倒流和冷却时间 d浇口凝封压力e、e1、e2压力曲线 f开模时的残余压力 1熔体开始进入模腔的时间 2熔体填充模腔的时间 3熔体被压实的时间 4保压时间 5熔体倒流时间6浇口凝固后到脱模前熔体继续冷却时间(4)充模冷却过程在连续的四个阶段中，模腔压力的变化如图2-6所示。2.注射成型过程在冷却阶段必须注意模内压力和冷却速度。(1)模内压力制品脱模时的模内压力不一定等于外界压力，它们之间的差值称为残余压力。(2)冷却速度塑料熔体自进入模腔后即被冷却，直至脱模时为止。3.制件的后处理(1)退火处理由于塑料在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速度不同，常会产生不均的结晶、定向和收缩，致使制品存在内应
20、力，这在生产厚壁或带金属嵌件的制品时更为突出。(2)调湿处理聚酰胺类塑料制件在高温下与空气接触时常会氧化变色。(1)退火处理表2-4热塑料的热处理条件常用热塑料的热处理条件参见表2-4。二、注射成型工艺参数分析1.温度2.压力3.注射速率4.成型周期5.几种常用塑料的注射成型特点6.其他工艺参数7.塑料成型工艺规程的制订1.温度(1)料筒温度料筒温度是指料筒表面的加热温度。(2)喷嘴温度喷嘴具有加速熔体流动、调整熔体温度和使物料均化的作用。(3)模具温度模具温度是指与制品接触的模腔表面温度。(4)油温油温是指液压系统的压力油温度。(3)模具温度表2-5常用塑料的模温参考值2.压力(1)塑化压力
21、(背压)螺杆头部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称塑化压力或背压，其大小可通过液压系统中的溢流间来调节。(2)注射压力注射压力的作用是克服塑料熔体从料筒流向模具型腔的流动阻力，给予熔体一定的充模速度及对熔体进行压实、补缩。(3)保压压力型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时的注射压力也可称为保压压力。(4)型腔压力型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。(2)注射压力1)流动阻力注射时要克服的流动阻力。流动阻力主要来自两个方面:首先是流道，一般流道长且几何形状复杂时，熔体流动阻力大，需要采用较高的注射压力才能保证熔体顺利充模
22、;其次是塑料的摩擦因数和熔体的温度。2)充模速率注射压力在一定程度上决定了塑料的充模速率，并影响制品的质量。适当提高充模阶段的注射压力，可提高充模速率、增加熔体的流动长度和制品的熔接缝强度，制品质量好、收缩率下降，但制品易取向，内应力增加，如图2-7所示。2)充模速率注射压力在一定程度上决定了塑料的充模速率，并影响制品的质量。图2-7注射压力与制品性关系3.注射速率图2-8注射速度对塑料成型性能的影响注射速率主要影响熔体在型腔内的流动行为。注射速度对塑料某些性能的影响，如图2-8所示。完成一次注射成型工艺过程所需的时间称为成型(或生产)周期。它是决定注射成型生产率及塑件质量的一项重要因素。它包
23、括以下几部分：成型周期 注射时间 充型时间(柱塞或螺杆前进的时间)保压时间(柱塞或螺杆停留在前进位置的时间)合模冷却时间(柱塞后退或螺杆转动后退的时间均包括在这段时间内)其他时间(指开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件和合模等时间)总冷却时间4.成型周期4.成型周期图2-9注射成型周期的时序图注射成型周期的时序图如图2-9所示。它反映了各时间段内模具各部分的状态与动作过程。表2-6常见注射成型塑料的注射工艺5.几种常用塑料的注射成型特点表2-7常见注射成型塑料的注射成型时注意事项5.几种常用塑料的注射成型特点表2-7常见注射成型塑料的注射成型时注意事项5.几种常用塑料的注射成型特点表2-7常见注射成
24、型塑料的注射成型时注意事项5.几种常用塑料的注射成型特点6.其他工艺参数(1)注射量注射量是指在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射成型系统所能达到的最大注出量。(2)计量行程每次注射程序终止后，螺杆处于料筒的最前端，当预塑程序开始时，螺杆开始旋转，物料被输送到螺杆头部，螺杆在物料的反压力作用下后退，直至碰到限位开关为止，该过程称计量过程或预塑过程，螺杆后退的距离称计量行程或预塑行程。(3)余料量余料量是指每次注射后料筒内剩余的物料量。(4)防涎量通常，螺杆计量(预塑)到位后，再后退一段距离，使计量室中熔体的比容增加，内压下降，防止熔体通过喷嘴或间隙从计量室向外流出。(5)
25、螺杆转速螺杆转速与物料在螺杆中输送和塑化的热历程和剪切效应有关。7.塑料成型工艺规程的制订塑料成型工艺规程是塑件生产的纲领性文件，它指导塑件的生产准备及生产全过程。其制订步骤包括:1)塑件的分析。2)塑件成型方法及工艺流程的确定。3)塑料模具类型和结构形式的确定。4)成型工艺条件的确定。5)设备和工具的选择。6)主要质量标准和检验项目及方法的确定。7)技术安全措施的制订。8)工艺文件的制订。7.塑料成型工艺规程的制订下面就塑料成型工艺规程的主要内容进行说明。(1)塑件的分析1)塑件所用塑料的分析。2)塑件结构、尺寸及公差、表面质量、技术标准的分析。3)塑件热处理和表面处理分析。(2)塑件成型方
26、法及工艺流程的确定在塑件分析的基础上，根据塑料的特性及塑件的要求可以确定塑件的一般成型方法。(3)成型工艺条件的确定热固性塑料和热塑性塑料的各种成型方法，都应在适当的工艺条件下才能成型出合格的塑件。(1)塑件的分析(4)设备和工具的选择对于压缩成型，首先应根据模压成型压力和型腔布置等计算出总压力，选择能满足压力要求的压力机类型及技术参数，然后进行有关参数的校核F。(5)工艺文件的制订工艺文件制订就是把工艺规程编制的内容和参数汇总，并以适当的主艺文件的形式确定下来，作为生产准备和生产过程的依据。三、常用热塑性塑料的注射成型制品工艺1.热塑性塑料的注射成型特点2.聚乙烯树脂(PE)注射成型制品工艺
27、3.聚丙烯树脂注射成型制品工艺4.聚氯乙烯(PVC)注射成型制品工艺5.聚碳酸酯注射成型制品工艺(PC)6.ABS树脂注射成型制品工艺7.聚酰胺(尼龙,PA)8.聚甲醛树脂注射成型制品工艺(POM)9.聚苯乙烯(PS)树脂注射成型制品工艺10.常用塑料制品注射成型工艺参数1.热塑性塑料的注射成型特点(1)聚集态结构热塑性塑料有结晶型和无定型两种聚集态结构。(2)热稳定性(3)流变性能塑料的流变性是指塑料处于流动状态时，其表现黏度随温度和剪切速率的变化而变化的性能。(4)流动性塑料在一定温度与压力的作用下能够充满型腔各部分的性能称为流动性。(5)吸湿性(1)聚集态结构1)结晶型塑料有明显的熔点，
28、熔点附近黏度变化突然，熔化时吸热量大，因此，注射机螺杆通常应为突变型，螺杆的供料段较长。2)无定型塑料在熔融过程中，从玻璃态到黏流态时经历了高弹态区而无明显熔点,因此，注射机的螺杆采用渐变型。(2)热稳定性1)非热敏性塑料其热稳定性好、熔融温度范围宽、流动性好(如PE、PP、PS等)，适用于任何形式的注射机。2)热敏性塑料其熔融温度范围窄、热稳定性差，高温下受热时间较长时易出现变色和分解(如PVC、POM、PC等),一般不能用柱塞式注射机生产。(3)流变性能1)温度敏感性塑料。2)剪切速率敏感性塑料。(4)流动性1)塑料熔体的流动性试验常用熔体流动速率(MFR)测试法。2)要判断某种塑料材料对
29、一个产品是否能成型，简便的方法是检查其L/T，即流动距离L与制品壁厚T之比。常用塑料的壁厚与L/T的范围见表2-8。表2-8常用塑料的壁厚与L/T的范围(4)流动性(5)吸湿性1)对吸湿性很低的塑料(如PE、PP等),成型时不必干燥。2)吸湿性强的塑料(如PA等),成型时必须干燥。3)有些塑料(如PC、PET等)吸水性虽不强，但在高温下，微量的水分会使其严重降解，这类塑料成型前必须严格干燥。2.聚乙烯树脂(PE)注射成型制品工艺(1)注射成型制品工艺特点聚乙烯树脂热稳定性好，熔融塑化温度范围比较宽，在生产中对塑化工艺温度的控制比较容易，即使受温度升降的影响，产生波动，也不会影响熔体的注射成型质
30、量。(2)聚乙烯树脂的选择注射成型制品用原料应选择熔体流动速率(MFR)在110g/10min范围内的聚乙烯树脂。(3)注射成型制品工艺1)原料塑化注射温度。2)塑料熔体注射压力。3)成型模具温度。(4)聚乙烯注塑制品成型周期聚乙烯制品的注射成型生产周期与制品的形体大小有关，形体的大小决定了制品注射和冷却时间。(5)制品成型后的收缩率聚乙烯制品注射成型后，成品收缩率一般为1%2.5%,制品壁厚尺寸越大，收缩率也越大。3.聚丙烯树脂注射成型制品工艺(1)注射成型制品工艺特点聚丙烯树脂(PP)为结晶型聚合物，熔点温度为，熔体分解温度为300以上，熔体黏度随着注射压力和塑化温度的升高而下降，熔体流动
31、性比聚乙烯熔体流动性好。(2)成型设备PP可用各种注射机成型。(3)制品与模具 其设计应注意以下几个方面：1)制品壁厚为1.04.0mm,壁厚应尽量均匀。2)根据制品收缩情况，模具的脱模斜度为0.51.5，形状较复杂的制品取大值。(4)原材料准备用于注射成型的PP树脂为白色蜡状颗粒，比PE轻而透明；熔体流动指数MFR取110；吸水率很低(0.04%)，注射成型时一般不需进行干燥。(5)成型工艺1)注射温度。料筒温度控制在210280，喷嘴温度可比料筒最高温度低1030。2)模具温度。PP成型时的模具温度为4090。3)注射压力。PP熔体的带度对剪切速率的依赖性大于对温度的依赖性，因此在注射时，
32、通过提高注射压力来增大熔体流动性(注射压力通常为70120MPa)。4)成型周期。在PP的成型周期中，保压时间的选择比较重要。5)后处理。PP的玻璃化温度较低，脱模后，制品会发生后收缩，后收缩量随制品厚度的增加而增大。3.聚丙烯树脂注射成型制品工艺4.聚氯乙烯(PVC)注射成型制品工艺(1)注射成型工艺特性PVC为无定型的高分子，无明显熔点,60以上开始变软，150以上成为黏流态。(2)制品用原料与配方聚氯乙烯树脂中允许含水量为0.4%，所以原料正常储存时不需要干燥处理。注射成型管件用料配方(参考配方)见表2-9。(3)原料准备用聚氯乙烯树脂注射成型制品，在投入注塑生产前，对主原料及辅助原料应
33、做如下工序处理：原料筛选辅助料研磨按注塑制品成型用料配方计量各种原料计量后加入混合机(也叫捏合机)中混合混炼塑炼造粒。(4)注射成型制品工艺(5)聚氯乙烯树脂注射成型注意事项表2-9注射成型管件用料配方(参考配方)4.聚氯乙烯(PVC)注射成型制品工艺(4)注射成型制品工艺1)原料塑化注射温度。2)塑料熔体注射压力。3)成型模具温度。(5)聚氯乙烯树脂注射成型注意事项1)聚氯乙烯树脂注射成型塑料制品必须用螺杆式注塑机。2)聚氯乙烯树脂注塑用螺杆结构为渐变型，长径比为L/D=1220，压缩比为22.5，螺杆头部为锥形；螺纹部分长度分配为：进料段占40%，塑化段占40%，均化段占20%。3)尽量缩
34、短各工作程序时间，以注塑件能顺利脱模、制品不变形为准，正常注射成型周期控制在40130s之间(注射、保压控制在1560s,冷却定型控制在1560s)。4)生产中发现制品出现变色条纹要及时降低塑化温度和熔料注射速度，过一段时间不能排除要清理机筒。(5)聚氯乙烯树脂注射成型注意事项5)需要更换原料生产新制品时，如果塑化机筒内是聚苯乙烯或ABS树脂，应先把塑化机筒温度调至聚氯乙烯树脂的塑化用温度，然后机筒内加入聚氯乙烯树脂，对空注射，直至机筒内原残料清理干净后正常生产;如果塑化机筒内残料塑化温度高于聚氯乙烯树脂塑化温度范围，可先用聚乙烯或聚苯乙烯树脂清洗机筒，熔料对空注射，直至机筒内残料清洗干净后再
35、加入聚氯乙烯料清洗，然后再对空注射，直至熔料呈光洁明亮为塑化合格，即可注塑成型生产。6)正常储存料不用干燥处理，原料含湿度超过0.4%时应对原料进行干燥处理。7)生产中的回制料可随时经粉碎加入新料中混合均匀后再应用。(5)聚氯乙烯树脂注射成型注意事项8)聚氯乙烯树脂注射成型制品停产时，必须及时清洗机筒内残料，最后再用聚乙烯料或聚苯乙烯料清洗一次。5.聚碳酸酯注射成型制品工艺(PC)(1)注射成型制品工艺特点聚碳酸酯属无定形塑料，其玻璃化温度(150)和黏流态温度(220240)均较高，熔体黏度受剪切速率影响小。(2)成型设备柱塞式和螺杆式注射机都可用于PC成型，但由于PC的加工温度较高，熔体黏
36、度较大，因此，大多选用螺杆式注射机。(3)制品与模具其设计应注意的几个方面。(4)原材料准备PC一般为无色透明的颗粒，加工前必须经过充分的干燥。(5)注射成型制品工艺(6)注意事项在PC成型制品过程中，应注意以下事项。(3)制品与模具其设计应注意的几个方面。1)制品壁厚为1.55.0mm,一般不低于1mm,壁厚应均匀;由于PC对缺口较敏感，故制品上应尽量避免锐角、缺口的存在，转角处要用圆弧过渡。2)模具脱模斜度约为1.0;尽可能少用金属嵌件;主流道、分流道和浇口的断面最好是圆形，长度短，转折少;模具要注意加热和防止局部过热。(5)注射成型制品工艺1)原料塑化注射温度。2)塑料熔体注射压力。3)
37、模具温度。4)保压压力。5)注射速率。(6)注意事项1)PC是透明性塑料，成型时一般不推荐使用脱模剂，以免影响制品透明度。2)PC制品中应尽量避免使用金属嵌件。3)热处理的目的是减小或消除制品的内应力。6.ABS树脂注射成型制品工艺(1)注射成型制品工艺特点ABS树脂的品种比较多，一般情况下熔体黏度不高，流动性好，黏度对熔体的温度变化敏感性不强，热稳定性好，熔体温度超过250时开始分解;树脂吸水率低，原料不干燥处理即可投产使用，但如果含水量超过0.1%,应对原料干燥处理后方可投产使用;制品成型后外形稳定性好，不同品牌的制品收缩率在%之间;成型制品表面坚韧，耐化学性能好，可焊接、粘接、机械加工以
38、及表面电镀，也可用ABS制成发泡制品等。(2)注射成型制品用ABS树脂的选择ABS树脂的综合性能好，销售价格又比较低，而且还容易加工成型，所以目前是一种使用量最多、应用最广的热塑性工程塑料。6.ABS树脂注射成型制品工艺(3)成型设备ABS加工性能良好，对注射机无特殊要求。(4)制品与模具其设计应注意的几个方面(5)注射成型制品工艺(4)制品与模具其设计应注意的几个方面 制品壁厚通常取1.55.0mm,L/D为190左右;尽量避免缺口与锐角以防应力集中。脱模斜度为1.0;浇口厚度应大于制品壁厚的1/3;浇口位置不能在电镀表面处。(5)注射成型制品工艺1)原料塑化注射温度。ABS树脂在注塑机的机
39、筒内塑化注射温度一般要控制在180250范围内。2)塑料熔体注射压力。ABS塑化后熔融料的注射压力一般应控制在70150MPa之间。3)模具温度。提高模具温度有利熔体充模，使制品的表面粗糙度减小，内应力减小，同时也有利电镀性的改善，但制品的收缩率增加，成型周期延长。4)注射速率。注射速率对ABS熔体的流动性有一定影响。5)后处理。与其他塑料一样,ABS制品中也存在内应力，只是在一般情况下很少发生应力开裂。7.聚酰胺(尼龙,PA)(1)注射成型制品工艺特点聚酰胺树脂熔点温度比较高，熔融温度范围窄，熔体超过熔点温度黏度迅速下降，流动性很好;熔体热稳定性差，在空气中易氧化变色成型制品后收缩率较大，所
40、以，聚酰胺树脂使用前要进行干燥处理，成型制品脱模后要进行退火处理。(2)注射成型聚酰胺制品用原料原料中的水分对树脂的性能和制品质量都有较大影响，所以原料使用前必须进行干燥处理。(3)成型工艺其成型工艺参数包括以下几点。(3)成型工艺1)注射温度。几种常用聚酰胺注射成型工艺参数见表2-10。2)模具温度。3)注射压力。4)注射速率。5)成型周期。6)后处理。1)注射温度。表2-10几种常用聚酰胺注射成型工艺参数8.聚甲醛树脂注射成型制品工艺(POM)(1)注射成型制品工艺特点聚甲醛注射成型制品可用螺杆式注塑机，也可用柱塞式注塑机，但应用较多的还是螺杆式注塑机。(2)注射成型制品用聚甲醛料的选择一
41、般选用熔体流动速率在1.514g/10min之间的聚甲醛树脂，按制品的工作条件要求，选择不同流动速率树脂。(3)聚甲醛注射成型制品工艺(4)制品成型脱模后的处理为了消除注塑制品成型后的内应力，减少制品应用过程中的变形，保持制品结构尺寸的稳定，成型后的制品都要进行热处理。(3)聚甲醛注射成型制品工艺1)原料塑化注射温度。2)塑料熔体注射压力。3)成型模具温度。9.聚苯乙烯(PS)树脂注射成型制品工艺(1)注射成型制品工艺特点聚苯乙烯树脂的熔融温度范围较宽，在黏流状态下热稳定性好，流动性好，一般正常生产工艺温度条件下有些温度波动也不会影响熔料的成型。(2)成型设备注射机既可用柱塞式，也可用螺杆式，
42、注射喷嘴多采用直通式或延长式喷嘴。(3)制品与模具其设计应注意的几个方面(4)原材料的准备PS树脂的吸水率很低，为0.01%0.03%,成型前可不干燥。(5)成型工艺其成型工艺参数控制包括以下几点。(3)制品与模具其设计应注意的几个方面1)制品的壁厚一般取1.04.0mm,壁厚尽可能均匀，不同壁厚的交接处应有圆滑过渡，产品中尽量避免锐角、缺口，以防应力集中;制品中不宜带有金属嵌件，否则易发生应力开裂。2)模具。型芯部分的脱模斜度为0.51.0，型腔为0.51.5，形状复杂制品可放大到2;排气孔槽深度控制在0.03mm以下;模具温度应尽可能一致。(5)成型工艺1)注射温度。2)模具温度。3)注射
43、压力。4)注射速率。5)成型周期。6)后处理。10.常用塑料制品注射成型工艺参数表2-11常用塑料注射成型工艺参数(供参考)表2-11中列出的几种塑料制品注射成型用工艺参数，只是供操作者工作时确定某一种塑料注射成型时的参考工艺参数。10.常用塑料制品注射成型工艺参数表2-11常用塑料注射成型工艺参数(供参考)10.常用塑料制品注射成型工艺参数表2-11常用塑料注射成型工艺参数(供参考)10.常用塑料制品注射成型工艺参数表2-11常用塑料注射成型工艺参数(供参考)10.常用塑料制品注射成型工艺参数表2-11常用塑料注射成型工艺参数(供参考)第四节注射成型制品的质量分析与质量工作规程一、制品的质量
44、分析二、技术质量工作规程三、注射成型工艺卡的制定一、制品的质量分析实际生产中制品质量缺陷主要包括以下几个方面。其改正措施如下所列。(1)注塑制品的外形结构尺寸不完整(2)制品的外形尺寸不稳定，出现收缩现象(3)制品脱模困难(4)制品有飞边(5)制品脱模易损坏(6)制品表面有熔接痕(7)制品表面有波纹(8)制品表面有气泡和银纹(9)制品表面无光泽(10)注塑制品成型后变形(11)制品有黑点或黑纹(1)注塑制品的外形结构尺寸不完整1)熔料的塑化温度偏低，应提高塑化机筒的加热温度。2)保压压力不足或保压时间短，应适当提高保压压力，观察效果。3)注射熔料量不够，这可能是螺杆前端逆止阀作用失效。4)喷嘴
45、与模具衬套口接触不严密，造成注射时熔料溢料多。5)喷嘴温度低，此处有熔料堵塞。6)注射速度低，应适当提高注射熔料速度。7)螺杆塑化工作背压偏低，原料塑化质量不均匀。8)成型模具温度偏低或模具各部位温度差大，应检查模具温度控制系统是否出现故障。(1)注塑制品的外形结构尺寸不完整9)模具熔料流道问题，如熔料流道截面尺寸偏小、熔料流道温度低或流道表面粗糙，使料流阻力增加。10)制品的结构尺寸设计安排不合理，不同部位的壁厚尺寸差过大。(2)制品的外形尺寸不稳定，出现收缩现象1)熔料的注射压力偏低，应适当提高注射压力。2)保压压力偏低或是保压时间不足。3)塑化熔料温度偏高，应适当降低塑化机筒的加热温度。
46、4)螺杆背压小，造成熔料塑化质量欠佳，应适当提高螺杆的背压。5)模具温度不合理，主要是模具温度偏高，增加了熔料的降温固化时间。6)喷嘴孔径偏小，应适当加大。7)熔料注射速度偏慢，应加快注射速度。8)注射熔料量不足。9)模具浇口位置布置的不合理。10)制品的结构形状设计不合理，造成局部应力不均衡。(3)制品脱模困难1)熔料注射压力过高，应降低注射压力。2)熔料温度偏高，应降低机筒加热温度或降低螺杆工作转速。3)原料中含水分超标，应对原料进行干燥处理。4)模具温度偏低或者是模具各部位温度差大。5)模具成型面表面粗糙度值小或者脱模斜度小，应对模具进行修磨，减小表面粗糙度值或增大脱模斜度。6)保压、降
47、温固化时间不足，应适当延长熔料的降温固化时间。7)脱模剂涂层用量不足或涂层不均匀。(4)制品有飞边1)两半模面合模不严密或结合面粗糙，应进行研磨修整。2)熔料注射压力过高，应适当降低注射压力。3)锁模力不足，应提高合模锁模力。4)熔料温度偏高，应适当降低原料塑化温度。5)注射成型制品用熔料量过多，应适当调整降低熔料量或注射时间。6)成型模具温度偏高，应适当降低模具温度。(5)制品脱模易损坏1)原料塑化不均匀，应适当提高螺杆工作背压。2)模具温度偏低，应适当提高模具温度。3)顶出杆的位置布置不合理或各顶出杆的顶出推力不均，应找出制品损坏部位、调整顶出杆的分布使顶出力均匀些。4)制品的脱模斜度不够
48、，应加大制品脱模斜度。5)模具结构设计不合理，制品脱模时有的部位出现真空现象，应对模具结构进行修改。6)模具中的侧滑块与开模动作或顶出动作不协调，应对模具进行修改。7)成型模具的工作面粗糙，应进行研磨修光。8)脱模剂涂层不均匀或用量过少。(6)制品表面有熔接痕1)原料塑化不均匀，应提高螺杆工作背压。2)成型模具温度偏低，应适当提高模具温度。3)熔料注射压力不足及注射速度慢，应提高注射压力和注射速度。4)喷嘴孔径偏小，应扩大孔直径增加单位时间内的注射熔料量。5)熔料流道截面小，影响注射熔料流量，应扩大熔料流道截面或改进浇口位置(离结合处近些)。6)原料中水分含量超标，使用前应对原料进行干燥处理。
49、(7)制品表面有波纹1)原料塑化不均匀，应适当提高机筒加热温度或提高螺杆工作背压。2)注射压力选择的不合理，过高或过低的注射压力都能影响制品的表现质量。3)保压、降温固化时间不足，应适当延长。4)原料中含水量过高，应对原料进行干燥处理后再使用。5)熔料的注射速度选择的不合理，过高或过慢的注射速度都会影响制品的表观质量。6)模具的成型面光洁度不够，使制品表面粗糙，应研磨修光模具成型面。(8)制品表面有气泡和银纹1)制品用原料含水分超标，应对原料进行干燥处理。2)原料中的添加剂不耐高温，应调整更换。3)原料塑化温度偏高或者是在机筒内停留时间过长，应降低机筒前段温度或改用较小规格注塑机。4)螺杆工作
50、背压小，应适当提高螺杆背压。5)保压压力偏低或降温固化时间短，应提高保压压力或延长降温定型时间。6)成型模具温度偏低，应提高模具温度。7)注射压力或注射速度有些偏高，应适当降低些注射压力和注射速度。(9)制品表面无光泽1)原料塑化熔融质量不均匀，应适当提高机筒加热温度或提高螺杆工作背压。2)原料中含水分偏高，应对原料干燥处理，使原料中含水分在允许指标内。3)模具内成型制品工作面粗糙或有水珠，应研磨抛光工作面,提高型腔表面光亮度。4)原料附加料配加不当，应调整更换。5)原料中混有杂质多，不清洁。6)成型模具温度偏低，应适当提高模具温度。7)脱模剂涂层过厚，用量过多。(10)注塑制品成型后变形1)
