注射成型工艺930

注射成型工艺注射成型工艺第一节注射成型工艺过程成型前的准备工作一、成型前的一些准备工作；包括原材料分析、着色、原材料干燥、嵌件预热、脱模剂的选用、机筒清洗等等。（一）原料熔体指数的测定熔体指数常用MI表示，通常作为热塑性塑料质量控制和成型工艺条件的参数。它是在规定温度和恒定载荷下，塑料熔体在一定时间(参照时间)通过标准毛细管的质量数，用g/10min来表示。熔体指数是用以区别各种热塑性材料在熔融状态时的流动性。对于同一树脂，可以用熔体指数来比较其相对分子质量的大小，作为生产的质量控制指标，一般说熔体指数与相对分子量成反比关系，即该树脂的熔体指数愈大，相对分子量愈小，它的流动性也愈好，成型加工较容易，而力学性能相对偏低。注射用塑料材料的熔体指数多数选择为1—10。（二）塑料的着色色母着色；是将热塑性塑料颗粒按一定比例混合均匀即可用于生产，色母料的加入量通常为0.1%—5%。第二种方法是将热塑性塑料颗粒与分散剂（也可称稀释剂、助染剂），颜色粉均匀混合成着色颗粒。分散剂多用白油，第25kg塑料用白油20—30mml,着色剂0.1%—5%。可用作分散剂的还有松节油，酒精以及一些酯类等。热固性塑料的着色较为容易，一般将颜料混入即可。第1页共62页注射成型工艺（三）原材料的干燥塑料材料分子结构中含有酰胺基、酯基、醚基、腈基等基团的具有吸湿性倾向，由于吸湿使其含有不同的水分，当水分超过一定量时，注射制品就会产生银纹、收缩孔、气泡等缺陷，同时会引起材料降解。易吸湿的塑料品种有；PA、PC、PMMA、PET、PSF（PSU）、PPO、ABS等，一般地说这些材料成型前都应干燥。表4—1塑料干燥条件干燥要求/%（含水量）0．1干燥条件材料名称干燥温度/℃干燥时间/h干燥厚度/mmABS80—8595—105120—13070—801302—412—16〉630—40〈50〈3030—40—PAPC〈0．10．015PMMAPET2—45——PBT120〈5〈3020—PSF（PSU）120—140PPO120—1404—62—40．05—25—40干燥的方法很多；循环热风干燥、红外线加热干燥、真空加热干燥、沸腾床干燥、气流干燥等。应注意的是干燥后的物料应防止再吸次湿。部分塑料成型前允许的含水量塑料名称PA6允许含水量/%塑料名称允许含水量/%0.100.10PC0.01-0.020.10PA66PPOPA90.05PSU0.05PA110.10ABS（电镀级）0.05PA610PA1010PMMAPET0.05ABS（通用级）0.100.05纤维素塑料0.20-0.500.100.05PSHIPSPE0.05-0.100.010.10PBT0.05UPVC软PVC0.08-0.100.08-0.10PP0.05PTFE0.05第2页共62页注射成型工艺(四)嵌件的预热由于塑料材料与金属材料的热性能差异很大，两者比较塑料的导热系数小，线膨胀系数大，成型收缩率大，而金属收缩率小，因此有金属嵌件的塑料制品，在嵌件周围易产生裂纹，致使制品强度较低。要解决上述问题，设计制件时，就加大嵌件周围塑料的厚度，加工时对金属嵌件进行预热，以减少塑料熔体与金属嵌件的温差，使嵌件四周的塑料冷却变慢，两者收缩相对均匀，以防止嵌件周围产生较大的内应力。嵌件预热需要由塑料的性质、嵌件的大小和种类决定。对具有刚性分子链的塑料，如PC、PS、PSF、PPO等，当有嵌件时必须预热。而含柔性分子链的塑料且嵌件又较小时，可不预热。嵌件一般预热温度为110—130℃，如铝、铜预热可提高到150℃。（四）脱模剂的选用传统的脱模剂有；硬酯酸锌、白油、硅油。硬酯酸锌除聚酰胺外，一般塑料均可使用，白油作为聚酰胺的脱模剂效果较好，硅油效果好，使用不方便。（五）机筒的清洗清洗剂有LQ—1、LQ—2、LQ—3、LQ—4、LQ—5等型号。用量、适用范围见表4一3机筒清洗剂品种、适用范围及用量适用温度及范围用量/g（注射机型号，清洗剂）Z-S-60以下50适用范围/℃品种LQ-1型LQ-2型LQ-3型LQ-4型LQ-5型180-200200-220220-240240-260260-280Z-S-6050-100XS-ZY-125100-150XS-ZY-250150-200XS-ZY-500以上适当增加使用时将正常生产条件下的机筒温度提高10—20℃，挤净机筒内残余物料，第3页共62页注射成型工艺然后加入清洗剂，随后加入所需要更换的正常用料，或者清洗剂已挤到螺杆前端后，再加入正常用料，用预塑方式连续挤出一段时间即可。二、注射成型过程（一）塑化与流动塑化与流动是注射模塑前的准备过程，对它的主要要求有：达到规定的成型温度；温度、组分应均匀一致并能在规定的时间内提供足够数量的熔融塑料；分解物控制在最低限度。塑化螺杆在预塑时，一边后退一边旋转，把塑料熔体从均化段的螺糟中向前挤出，使之集聚在螺杆头部的空间里，形成熔体计量室并建立起熔体压力，此压力称预塑背压。螺杆旋转时正是在背压的作用下克服系统阻力才后退的，后退到螺杆所控制的计量行程为止，这个过程叫做塑化过程。计量行程S=机器的注射量Q（也可看成制品的质量）/0.875螺杆直径D2S单位是cm,Q单位是cm3(克)D单位是cm塑料材料从机筒加料口到喷嘴由于热历程不同，物料也有三种聚集态，入口处的玻璃态，喷嘴及计量室处为粘流态，中间为高弹态。与之相对应的螺杆也分为固体输送段、均化段和压缩段。物料在螺糟中的吸热取决于传热过程，在此过和机筒的外部加程螺杆的转速起着重要作用，物料的热能来源主要是机械能转换热。采用不同背压和螺杆转数可改善塑化质量。（二）注射这一过程是螺杆推挤，将具有流动性、温度均匀、组分均匀的塑料熔体注射入模的过程。塑料熔体注射入模需要克服一系列的阻力，它包括熔体与机筒、喷嘴、浇注系统、模具型腔的磨擦阻力以及熔体内摩擦阻力，同时还要对熔体进行第4页共62页注射成型工艺保压，因此，注射压力是很高的，这一历程虽然时间很短，但是熔体的变化并不小，这些变化对产品质量有很大影响。（三）模塑模塑阶段是指塑料熔体进入模腔开始，经过型腔注满、熔体在控制条件下冷却定型，直到制品从模腔脱出为止。可分为充模、压实、倒流和冷却四个阶段，在连续的四个阶段中塑料熔体的温度将不断下降，而时间、压力变化则如图4—5所示。1、充模阶段这一阶段包括引料入模期、充模期、挤压增密期，这一时间很短，称作注射时间。通常3—5S。充模阶段开始时型腔没有压力，随着物料不断充满，压力逐渐建立起来，待模腔充满后，料流压力充模时间长，也就是慢速充模，先进入模内的熔料，受到较多的冷却，粘度升高，后面的熔料需要较高的压力才能入模，模内冷却的物料受到较高的力，分子定向程度较高，如果定向分子被冻结，制品就会出现各向异性、内应力，严重时产品裂纹。充模时间过长制品的热稳定性也较低。也就是快速充模，熔料经过喷嘴及浇注系统，产也较高，塑料熔体的温度高，分子定向程度小，制品熔接强度也较高。迅速上升达到最大值。剪切应充模时间短，生较高的摩擦热，料温但是充模速度太快，则在嵌件后部的熔接不好，致使制品强度变劣，裹入空气也会使制品产生气泡。2、保压阶段保压阶段也称压实、增密阶段。这一阶段熔体从充满型腔起到螺杆在最前位第5页共62页注射成型工艺置止。这段时间塑料熔体会受到冷却而产生收缩，但是熔料仍处在螺杆的稳压下，机筒内的熔料必然会向模腔内流入，以补充因收缩而留出的空隙。如果螺杆在原位不动，模内压力略有下降，如果螺杆随熔料入模时向前移动，则模内的压力也有所下降。保压时间通常为2—120S。保压压力提高，保压时间长有利于提高制品密度、减小收缩、克服制品表面缺陷。此外，保压时间愈长，浇口凝封压力愈大，分子定向程度也愈高。3、倒流阶段螺杆后退开始到浇口处熔料凝封为止。这时模腔的压力比流道压力高，因此就会发生塑料熔料的倒流。倒流的多少和有无是由保压压力和保压时间来决定的。4、冷却阶段这阶一段从浇口凝封起到制品从模腔冷却制品的作用是，以便制品脱模时有足够的刚度，不至产生模内压力和外界压力（主要是大气压力）的差值称残余压力。其值的大小与保压时间长短有关，保压时间长，凝封压力高，残余压力为正值时，脱模比较困难，强行顶出制品容易被刮伤，甚至破裂。残余压力为负值时，制品中顶出止。通常冷却时间为20—120S变形。制品脱模时残余压力也愈大。表面容易产生凹陷或内部有真空泡。残余压力为零，脱模顺利并能获得满意的制品。三、制件的后处理（一）热处理（退火）由于塑料在机筒内塑化不均匀或在模内冷却速度不同，因此常会产生不均匀的结晶、定向和收缩，致使制品存在着内应力，这在生产厚壁或带有金属嵌件的制品时更明显。制品存在着内应力，在贮存和使用过程中，常常会使力学性能下第6页共62页注射成型工艺降，光学性能变坏，制件表面产生银纹、开裂。解决这些问题的方法就是对制件进行热处理。热处理的方法是制件置于热空气中，如循环热风干燥室、干燥箱中或者置于热的介质、如水、矿物油、甘油、乙醇、白油等，静置一定时间，通常为几个到数十个小时。热处理时间决定于塑料品种、模塑条件、制品形状及热处理温度。一般热处理的温度控制在制品使用温度以上10—20℃或者热变形温度以下10—20℃为宜。温度过高制品易产生翘曲，温度太低又达不到热处理的目的。热处理的时间视制品厚度来决定，热处理后的产品应缓慢冷却到室温。热处理条件参考值见表4一4。表4—4热处理条件参考值条件热处理温度时间/H热处理方法材料/℃70ABSPC4烘箱红外灯、烘箱红外线、烘箱红外线加热、烘箱110—1354—88—12PC含纤维100—110POMPA—66PMMA140—145100—11070444油、盐水红外线加热、烘箱红外线加热、甘油、烘箱烘箱PSFPBT110—1301204—81—2热处理的实质是：使强迫冻结的分子链得到松驰，凝固的大分子链段转向无规位置，从而消除这一部份内应力。提高结晶度，稳定结晶构型，从而提高结晶塑料制品的硬度、弹性模量、降低断裂伸长率。（二）调湿处理聚酰胺类塑料在高温下与空气接触时常会氧化变色，此外在空气中使用和第7页共62页注射成型工艺贮存时又易吸收水分而膨胀，它需要经过较长的时间后才能得到稳定的尺寸。如果将刚脱模的制品放在热水中进行处理，不仅可隔绝空气防止制品氧化，同时可加快制品吸湿达到吸湿平衡，使制品尺寸稳定，这种方法叫做调湿处理。调湿温度、时间随品种、制件形状而异，可在醋酸钾溶液（沸点120℃左右）中进行调湿亦可在矿物油中进行。第8页共62页注射成型工艺注射成型工艺条件一、温度注射成型需要控制的温度有机筒温度、喷嘴温度、模具温度、油温等。前两者主要影响塑化与流动，而模温对塑料的流动与冷却定型起决定性的作用。注塑机的油温是控制工艺参数实现的重要条件。（一）机筒温度机筒温度的选择与各种塑料特性有关，每种塑料材料都有自己的粘流温度（T）和熔点（T）。在设置机筒温度参数时，首选设置的是机筒温度，它必须是fm高于（T）和（T），低于分解温度（T）,因此机筒最合适的温度范围是在T或fmdfT~T之间。机筒的首段温度通常可比T或T高25℃左右设定，在中段及末段mdfm温度按每段降低于首段15~30℃的范围来设置。对于T~T范围较窄的塑料，机md筒温度比T或T稍高一点，对于T~T范围较宽的塑料，机筒温度可比T或Tmfmdfm高许多。例如PVC,PS。有时机筒温度虽然低于塑料的分解温度，但是在高温下，物料在机筒内暂留过长（热历程过长），同样会发生降解，所以对热敏性材料如PVC.POM,PCTFE等，除应严格控制加热温度外，对加热时间也应有所限制。的时间熔体指数大的塑料因流动性好，机筒温度可偏低一些，相反则高一些。几是材料中加入刚性添加剂，如增强剂，填充剂等，由于其软化温度提高，流动性变小，机筒温度应选择高一些，而加入韧性添加剂，如增塑剂，软化剂等，在塑料大分子中起到了润滑作用，这时机筒温度可偏低一些。薄壁件、复杂件、带金属嵌件的制件，机筒温度应高一些；简单制件、厚壁制件，机筒温度可适当低一些。第9页共62页注射成型工艺机筒温度设定是否合适，应该是注射成型前，机筒对空注射来观察射流的光泽和流速的情况确认。图4一6所示；机筒温度提高以后，制品的表面粗糙度、冲击强度、成型时流动长度增加，而注射压力降、制品收缩率、翘曲度、取向度、内应力减小，从这一点看，机筒温度提高对提高产品质量、产量是有好处的，所以在允许的情况下可适当提高机筒温度。（二）喷嘴温度喷嘴和浇口的作用一样，是为了加速熔体的流速，把势能转变为动能，并有调整熔体温度和使其均化的作用。喷嘴的长度和直径对温度没有明显的影响。注射压力对熔体流经喷嘴的温升有明显的影响，喷嘴细孔附近温度升高则与塑料熔体平均流速成正比。表4一5喷嘴直径、注射压力与喷嘴温度的关系喷嘴直径/mm注射压力/MPa温度升高数/℃0.50.50.70.71.01.01.641.642.03.050100502646264725452343191810050100501005050塑料熔体的注射压力又取决于熔体的温度和通过喷嘴的速率，如果喷嘴直径一定，熔体温度愈高，熔体压力愈大。从这点分析，喷嘴温度的设置应低于机筒首段温度，通常是低于5一15℃。第10页共62页注射成型工艺表4-6部分塑料适用的料筒和喷嘴温度（螺杆式注射机）塑料名称，机筒温度/℃中段喷嘴温度分解温度/℃（空气/℃）后段前段PEHDPEPP160-170200-220150-210150-180250-280150-180150-180220-230210180-190220-240170-230180-230270-300170-200180-205240-250220200-220240-280190-250210-240290-330190-220195-215260-270230220-240240-280240-250280280300PS、ABS、SANPCTFEPMMAPOM220-240260-280340-370200-220190-215260-270230266222310310310PCPA6PA66PUR220240250240175-200130-140130-140160-190260-280250-27070-10070180-210150-175150-160180-210300-310270-29070-10070205-240160-190165-175190-220320-340290-32070-10070205-240165-200165-180190-220320-340300-34070-10070CABCACPPPOPSU线性聚酯醇酸树酯(三）模具温度模具温度对制品外观和内在质量都有很大影响。模具温度的高低取决于塑料的特性、制品的形状、尺寸、性能的要求及其他工艺条件。模具的冷却方式有自然散热、机水冷却、冷冻水冷却、矿物油加热、电热丝、电热棒加热等。不管用什么方式使模具保持定温，对塑料熔体来说都是冷却过程，达到玻璃化温度或者工业常用的热变形温度以下，使塑料冷却定型，同时也有利于制件脱模。对熔体粘度较高的塑料，如PC,PPO,PSF,PI,氟塑料等，模具温度应高一些，可以调整制品的冷却速率，缓慢冷却，应力、取向的分子得到充分松弛，取向应力第11页共62页注射成型工艺小，防止制品产生凹痕、裂纹等疵病。模温对制品的力学性能影响比较小。见表4一6所示结晶型塑料注射入模后，模具温度对结晶度、结晶条件起作决定性的作用。结晶度的变化可根据结晶塑料的密度变化来判断，如PE,PA,PET,TFF等已确定结晶度与密度之间存在着线型关系。也就说结晶度增加，密度值也增大。表4一6模具温度对PA力学性能的影响弹性模量拉伸强度极限断裂延长率品种模温/℃硬度/MPa/MPa24502550140015002200285019002700/MPa70804050-/%100602012020*9610052PA-6PA-11PA-66PA-610200150-1202060100102701202082-50-120657090当制件厚度偏大时，内外冷却速度尽可能一致，防止因内外温差造成内应力及其他缺陷，模温也应当高一些。例如PA-1010制件壁厚与模温的关系：壁厚/mm<3模温/℃20-4040-6060-901003-66-9>10熔体粘度较低的无定型材料，模具一般都选择低温度。一些结晶型塑料玻璃化温度较低的，为防止后期结晶过程，从而使制品后收缩及性能变化，如PE,PP塑料一般也选择低模温。熔体粘度较高、结晶型的工程塑料，则采用高模温，模具都需要加热。（如图表4-7）适当提高模具温度可增加流动长度，提高制品光结度、第12页共62页注射成型工艺密度、结晶度，减小内应力和充模压力。但由于冷却时间长，生产效率低，制品的收缩增大，如图4一8所示。表4-7塑料模具温度参考值塑料名称模具温度/℃塑料名称模具温度/℃ABS≯60-70≯90-110≯90-120≯130-150≯110-130≯110-130PA-6PA-66PA-1010PBT≯110≯120PCPOM≯110PSFPPO≯70-80≯40-65100-120PMMAPCTFEPSU（四）油温油温升高粘度变小，增加了油的泄漏量，导致液压系统压力和流量的波动，这样注射压力和注射速率也会不稳定，影响产品质量。油温应控制在55℃以下为宜。二、压力（一）塑化压力（背压）螺杆头部的熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化背压力，亦称背压。其大小可通过液压系统中的溢流阀来调节。达到对背压的控制。Q=Q-Q-QDPL注射机机筒塑化量的计算公式：Q---注射机机筒塑化量QP---压力流式中QQ---漏流L---正流D至于正流，是指面作用到熔体上的力而产生的流动，沿着螺槽向着机第13页共62页注射成型工艺头，用Qd表示；压力流是指由机头、分流板、滤网等对熔体的反压引起的流动，相反，用Qp表示；反压引起的流动，是一种在螺棱和机筒之间的间隙中，沿着螺杆轴线向料斗方向的流动，用Ql表示。挤出量或塑化量等于Qd-Qp-Ql。其流动方向与正流漏流是指由机头、分流板、滤网等对熔体的背压提高必然使压力流、漏流增加，有助于螺槽中物料的密实，排除物料中的气体，螺杆后退速度减慢，延长了物料在螺杆中的热历程，塑化质量也得到改善。背压太高，会使剪切热过高使塑料材料发生降解而严重影响制品质量。螺杆的长径比（18-25）；压缩比（3-5）；压缩段有效长度（40-60%）这三个参数愈大，塑化效果就愈好。热敏性材料如PVC,POM,PCTFE背压提高，熔体温度升高，制品表面质量较好，但有可能引起制品变色、性能变劣、造成降解。粘度高的材料如PC,PSF,PPO背压、螺杆转速太高，易引起动力过载。粘度低的塑料如PA，背压太高一方面易流涎，另一方面塑化能力大大下降。PE,PP,PS等塑料，背压可稍高一些。拌有色粉的塑料，背压也可高一些、螺杆转速稍低一些。通常背压一般不超过2MPa为宜。最高不得大于5MPa。（二）注射压力和保压压力注射压力是螺杆顶部对塑料所施加的压力，用MPa表示。注射压力由下式表示：P=(D/D)2P00式中P油缸油压（MPa）D油缸内径（cm）D----螺杆直径（cm）0-----0------注射压力的主要作用是：克服塑料熔体从机筒向型腔的流动阻力，给熔体一定的充模速率。这些作用不仅与制品的质量、产量有密切的关系，而且还受塑料第14页共62页注射成型工艺品种、注射机类型、模具结构和其他工艺条件的影响。注射压力必须克服熔体流经喷嘴、流道、浇口及型腔的压力损失，熔体才能充满型腔。压力损失包括两部份：动压力损失；静压力损失。动压力损失发生在注射流动期间，动压力损失与熔体温度及流率成正比，也与各段长度、断面尺寸及材料的流变性质有关。静压力损失是指注射和保压流动之后的压力损失，它与熔体的温度，模腔温度和喷嘴压力的关，这些因素都直接影响熔体粘度，粘度又影响压力损失。表4一8是PE塑料，熔体温度232℃，模具温度16℃的不同流道截面的动、静压力损失。4一8PE塑料不同流道的动、静压力损失单位：KPa截面0.81mm26.45mm2名称动压力损失静压力损失动压力损失静压力损失压力损失流道损失238浇口损失413模腔损失49119230308675287176491199428总损失700511237从上表看出流道截面大时，动、静压力损失较小。浇口较大，注射压力较低时，塑料熔体呈铺展流，这时浇口附近模腔温度偏低，流速平稳、缓慢；当注射压力较高而浇口偏小时，熔体空气裹入制品中形成气泡、银纹，严重时会灼伤制品。充模时压力大小与制品性能关为液状流动，这样将系如图4一10所示。充模阶段适当提高注射压力，流动长度提高，制品熔接强度增加，密度增加，收缩率下降，但制品易单向取向，内应力增加，这时制品应适当进行热处理。保压压力的作用是，在模腔充满后对模内熔料压实、补缩，防止型腔中的熔第15页共62页注射成型工艺料倒流。保压压力高，制品的收缩率减小，制品表面光洁、密度增加、熔接强度提高、尺寸稳定，缺点是脱模残余应力较大，成型周期延长。表4一12注射压力选择范围参考制件形状要求注射压力/MPa70-100适用塑料品种1、熔体粘度较低，形状精度一般，流动性好，形状简单的厚制品PE,PS等PP,ABS,PD等PSF,PPO,PMMA等工程塑料2、中等粘度，精度有要求，形状较复杂100-140140-180180-2503、粘度高、薄壁长流程、精度高且形状复杂4、优质、精密、微型（三）合模力（锁模力）在注射充模阶段和保压补缩阶段，模腔压力要产生使模具分开的胀模力，为了克服这种胀模作用，合模系统必须对模具施加闭紧力，此力称为合模力。合模力的调整将直接影响制品表面质量和尺寸精度，合模力不足将导致模具开缝、发生溢料；合模力太大会使模具变形，制品不合要求，能量消耗也高。注射制品所需要的合模力简称工艺合模力，它必须小于注射机额定合模力，一般为0.8一0.9额定合模力。工艺合模力可根据模腔压力和制品投影面积来确定。F≧PA/1000h式中F---工艺合模力(KN)P----模腔平均压力(MPa)A----制品投影面积（cm2）h第16页共62页注射成型工艺部分常见塑料的流长比（L/t）值塑料名称壁厚t/mmL/t塑料名称壁厚t/mmL/tPELDPEHDPEPP0.3-30.3-30.3-30.6-30.8-31.4-4280-200280ABSPOM1.5-41.5-31.5-5.51.5-51.5-51.5-5280-160250-150150-100150-100150-100170-130230PMMAHPVCPC280-160320-200300-220PAPSUPVC模腔平均压力可根据制品来选择。成型容易、壁厚均匀的日用品模腔压力为25MPa，工业制品为35MPa，精度高、形状复杂的工业制品为40MPa，而模腔流长比小于50的为20---30MPa，大于50的为35---40MPa较适宜。流长比=熔料自浇口流入长度∕制品厚度（四）顶出力当制品从模具上落下时，需要一定的外力来克服制品和模具之间的附着力。制品的顶出力、顶出速度和顶出行程要根据制品的结构、形状与尺寸，制品材料的性质及工艺条件来调整。顶出速度太快，顶出力太大，会使制品产生翘曲变形，甚至断裂破坏。三、成型周期（时间、速度）完成一次注射模塑程过所需要的时间称作成型周期。它包括注射时间（充模、保压）、闭模冷却时间、其他时间（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件和闭模时间）。通常情况下充模时间3一5S。注射时间就涉及到注射速率。注射速率（注射时间、注射速度）表示熔料充模快慢特性参数，注射速率是指在注射时、单位时间内所：它是用来能达到的体积流率；第17页共62页注射成型工艺注射速度是指注射时螺杆移动的速度；注射时间是指注射时螺杆射出一次注射容量所需要的时间。三者之间的关系可用下式表示：q=Q/t(cm3/s)u=s/t(cm/s)zzzz式中：q一注射速率(cm3/s)Q---注射容量（cm3）zt---注射时间（S）u---注射速度（cm/s）zz对熔体粘度高、玻璃化温度高、冷却速度快的大型、薄壁、精密件以及加工范围窄的、玻璃纤维增强的、低发泡制品应采用快速注射，常用值为15一20cm/s,其他情况采用8一12cm/s。表2---2注射量与注射速率的关系注射量/cm3注射速率/cm3.s-11252505001000200060001000012512003001.5571330316003.75200051.251.75注射时间/s保压时间一般约为2一120s，特别厚的制品可达3一5min。在浇口熔料冻结之前，保压时间的多少，对制品尺寸的准确性有影响，以PS为例见表4一10。表4一10PS制件保压时间与制品尺寸的关系编号12345性能指标保压时间/s5791315073.20.4035.22817153制品重量/g制品宽度/mm收缩率%14272.90.887.0391447314673.10.5621.11573.70.6411.2110.20力/MPa63.5残余压为力零时间/s开模时残余压力14MPa制品质量情况表面有较大缩孔缩孔较小外观质量好外观质量好脱模困难保压时间与料温、模温、主流道及浇口尺寸也有密切关系，通常以制品收缩波动范围最小时值为保压时间最佳值。第18页共62页注射成型工艺冷却时间主要取决于制品厚度、塑料的热性能，结晶性质及模具温。冷却时间的终点应保证脱模时不变形为原则。通常冷却时间为20一120s。玻璃化温度高、结晶型塑料冷却时间较短（冷却速率高）。冷却时间太长不仅会降低生产率，而且对复杂制件会造成脱模困难，严重损坏制品。第三节热塑性材料的注射成一、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）ABS是树脂的刚性与橡胶的弹性相结合的一种广泛使用的工程塑料，它不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，而且耐化学药品性好、尺寸稳定性好、表面光泽度高，且原料丰富。广泛用于机械、电器零件、办公用品、日用品等各个领域。其品种除常用的，还有阻燃级、高抗冲级、防静电级、电镀级等等。（一）工艺特性①ABS属于无定型聚合物，无明显熔点。ABS熔融温度为217-237℃，分解温度>270℃。注射用的熔体指数范围为0.5-15。②ABS熔体粘度高，流动性较差，但是流动性比PVC,PC要好，熔体粘度比PE,PS,PA要大。熔体冷却固化速度也较快。③ABS热稳不定太好，注射成型结束后应用机筒清洗剂清理料筒。由于丁二烯含有双键，所以ABS耐气候性差，尤其是紫外线可引起ABS变色。④ABS对温度剪切速率都比较敏感，温度提高、注射压力提高以后，熔体表面粘度下降，流动性增加。第19页共62页注射成型工艺⑤ABS为极性大分子，有吸湿倾向。成型加工前，务必进行干燥。树脂水分控制在0.3%以下，一般用热风干燥法除去水分。树脂颗粒层厚度为10-30mm时，80-90℃，干燥2-3小时。树脂湿度大，制品又复杂可于70-80℃，干燥18-24小时，才能取得良好效果。⑥ABS成型收缩率较低，一般介于0.4%-0.7%之间。（二）成型设备采用螺杆式注射机：螺杆结构特征为单头、全螺纹、等距、压缩突变型，螺杆端部不带止回环。螺杆长径比为18-20：1。喷嘴选用通用型延伸式，喷嘴孔直径4-5mm或6-8mm.注射玻璃纤维增强ABS时，注射机机、筒螺杆与物料接触部件都要加耐磨层，以提高机、筒螺杆的寿命。制品质量一般为最大注射量的50%-75%。（三）产品造型与模具①产品厚度ABS的流动长度与壁厚有关。但是与PE,HIPS比较，它的流动长度对壁厚依赖性是最小的，也就是说ABS壁厚对流动性的影响小。ABS制品的壁厚通常是在1.5-4.5mm之间选取，其流动极限为190：1。当熔体温度高、注射压力高、模温高、充模速度快时，极限流动长度都会增大；制品厚度小，宽度增加时，极限流动长度则会下降。②脱模斜度ABS制品的脱模斜度可在10左右选取，模芯部分沿脱模方向为35’-10，模腔部分沿脱模方向为40’-1020’，对形状较复杂的制件脱模斜度还可适当增加。第20页共62页注射成型工艺③主流道主流道其锥顶角为20-40的截锥体。主流道的最小直径应比喷嘴孔大0.5-1mm。主流道最小直径取决于塑料制品的重量，一般可按下列数据选用：主流道最小直径选用表塑料制品质量/g<1010-20主流道最小直径/mm2.5-3.53.5-4.520-4040-1504.0-5.04.5-6.0150-300300-500500-10001000-50004.5-7.55.0-8.05.5-8.56.0-10.0④浇口浇口长度应尽量短，浇口越短，则充模压力损失小，ABS浇口长度应为0.5-1mm.浇口直径大约在0.75-2.5mm范围内选择。（四）成型工艺①原材料的准备首先对材料的熔体指数进行测定，其加工性能通过熔体指数确定。进行干燥处理，ABS加工允许含水量为0.2%。根据需要可采用颜料浮染或者着色母料着色。色母料的加入量为1%左右。②成型温度机筒温度/℃喷嘴温度/℃第21页共62页注射成型工艺后中前柱塞式170-190一200-230200200螺杆式150-170165-180180-220机筒温度提高，流动性能增加，每1℃变化值为0.27-0.36cm。③模具温度模温对提高ABS制品表面的质量、减小内应力有着重要的作用.但是提高模温，制品收缩率增大，成型周期延长。对于表面质量要求较高的制品，模温可控制在60-70℃范围内，一般制品还可低一些，而复杂制品模温也可高一些。④注射压力对于简单、厚壁制品注射压力可在70-100MPa范围内选择，而复杂、薄壁、长流程、小浇口制品，注射压力可提高到100-140MPa。保压压力可控制在60-70MPa。⑤注射速度与螺杆转速注射速度以ABS熔体流动性有一定影响，但不太大。注射速度快，充模速度快，摩擦热提高，容易出现排气不良，表面粗糙度不好，力性学能也较低。充模速度慢，制品会产生熔接不良，制品表面出现波纹。一般情况下适宜高压低速充模。螺杆转速通常小于70r/min。可在30-40r/min之间选择。⑥成型周期ABS成型周期见下数据总周期/s注射时间/s高压时间/s冷却时间/s40-1205-300-520-60第22页共62页注射成型工艺⑦制品的后处理一般制品要求不太高时可以不作热处理。对于要求较高的制品在循环热风或红外线下处理2-4小时，温度70℃。然后缓慢冷却到室温。热处理终点的判断：视制品的内应力大小，可在冰醋酸中浸渍视其开裂情况而定。5-15s出现裂纹说明制品内应力大，2-5min不出现裂纹，制品内应力小，热处理达到终点。二、聚苯乙烯（PS）（一）工艺特性①聚苯乙烯属于无定型聚合物，无明显熔点，熔融温度范围较宽，且热稳定性好。热70-100℃，粘流温度150-204℃，300℃以上出现变形温度分解。②聚苯乙烯比热容较小，只有0.2KJ/(Kg.K),加热流动和冷却固化快。熔体粘度适中，且流动性好，易成型。③聚苯乙烯对温度、剪切速率都比较敏感，无论是机筒温度或者是注射压力提高，熔体粘度都会下降，流动性能提高，④聚苯乙烯分子中含有苯环，使分子内旋受到障碍，分子链运动不易、不柔顺。因此制品容易产生内应力，导致制品开裂，在油、溶剂等介质中使用较差。⑤聚苯乙烯成型⑥聚苯乙烯为刚性分子链，最好不加金属嵌件，防止出现应力开列现象。（二）成型设备收缩率小，一般介于0.4%-0.7%之间。第23页共62页注射成型工艺螺杆机，直通式喷嘴或延长式喷嘴。（三）产品造型与模具①注射制品厚度采用最多的是1-3mm,大型制品可达3-6mm。最小厚度不小于0.75mm。制品厚度在2.3-3mm范围内，其流动极限长度与制品厚度之比为200：1。②聚苯乙烯太脆，造型应尽量避免尖角、缺口，防止应力集中。制品中的尖角应尽可能用最大半径作圆弧，最佳半径是半径与壁厚之比为0.6时的半径，可大大减少内应力。③通常脱模斜度不小于10（锥度不小于1.7%），小型制品锥度为0.2%-1%。④浇口形式无特殊要求，大多数形式的浇口都可以使用。⑤排气孔、槽的深度应控制在0.03mm以下。⑥模具温度应尽量均匀一致，两片模具温差应小于3-6℃。（）四成型工艺①原材料的准备聚苯乙烯透明度可达88%-92%，可以浮染各种鲜艳的染色，颜料多采用有机颜料，也可用色母粒着色，用量为1%-2%。熔体指数范围2-20左右，其中：熔体指数2-10主要用于通用制品，如容具、玩具、仪表盘等聚苯乙烯注射成型的11-20主要勇于高流动性制品，薄壁制品，如食品容器聚苯乙烯吸湿性很小，一般为0.01%-0.03%，成型前无需干燥可投入生产。第24页共62页注射成型工艺需要干燥处理的，可在70-80℃的②成型温度注射温度对注射制品的力学性能影响最大，因取向随着注射温度的提循环热风中干燥1-2小时。高而减小。收缩率与注射温度的关系，也是随着注射温度的提高而减小。聚苯乙烯注射温度提高，冲击强度大大降低，可从表4-16数据中看出。从有利提高制品的角度考虑，机筒温度应在185-215℃范围内选择，喷嘴温度比机筒最高温度低10-20℃。③模具温度模具温度对制品力学性能影响较小。通常设定为30-70℃。对于一般制品模具大多用机水冷却。④注射压力注射压力对聚苯乙烯的力学性能影响较小。在恒定注射温度和模具温度下，注射压力对聚苯乙烯的静弯曲强度极限无影响。保压时间和浇口凝封时间决定压力传递时间。浇口截面积小时保压时间对拉伸强度极限几乎无影响，而浇口尺寸大对保压时间对拉伸极限强度有影响。选择注射压力需视具体情况而定。注射压力可在60-150MPa较宽的范围内选取，简单制品、厚壁制品注射压力可低一些约在60-80MPa，而薄壁、复杂、长流程、小浇口制品注射压力约高一些，约为100-120MPa。第25页共62页注射成型工艺表4-16注射温度与冲击强度的关系冲击强度相对子量不同分子量聚苯乙烯的冲击强度/kj/m249300667008800096000103800注射温度/℃165175180185190195200205215181421.618.618.216.7-------13.211.4----21.1-23.7-24.422.821.0-9.96.4-12.912.310.2-20.320.1-21.3-20.516.317.915.4--⑤注射速度注射速度提高，会使剪切应力增大，因而大分子流动时的取向增大，同时剪切速率的提高导致熔体流放热量增大。最佳充模时间为：熔体由于流动加速所产生的温升与模内的冷却所能抵消，从而使熔体在充模过程始、末状态相同的时间。应该是中速充模较好。⑥成型周期成型周期见下数据注射时间冷却时间注射、保压时间10-45s高压时间0-3s15-60s注射时间延长，冲击强度有改善。⑦制件后处理可在空气中或水中进行，处理条件为70℃，2-4小时。当制品厚度较大时热处理温度、时间应相对增加。三、有机玻璃（PMMA）第26页共62页注射成型工艺（一）工艺特性①PMMA属无定型聚合物，玻璃化温度100℃，熔融温度高于160℃，而分解温度高达270℃。供成型的温度范围较宽。②PMMA熔体粘度较高，流动性差，提高成型温度，熔体流动长度提高，提高注射压力，熔体流动长度亦有改善，但不如提高温度后变化明显。说明PMMA熔体表观粘度对温度的依赖性大。③PMMA具有一定的亲水性，颗粒表面吸水率达0.2%-0.4%。成型前应干燥。④PMMA成型收缩率小。均聚与共聚的收缩率介于0.3%-0.5%之间。(二）成型设备柱塞机螺杆机均可采用。喷嘴多用直通式，通常直径为5-7mm，制品增大喷嘴直径可增大至10mm。（三）产品造型与模具①壁厚壁厚不宜太薄，通常为1-3mm，大型制品为3-6mm，最小厚度不小于0.7mm。②流道、浇口制品重，流道直径大，流道长度短。最大的流道直径可加大至10-12.5mm。浇口尺寸与制品厚度存在着一定的关系：h=α.δ式中h---浇口深度δ---制品厚度α---与物料有关的常数PE,PS0.60.70.8PP,PCCA,PMMA,PA第27页共62页注射成型工艺PVC0.9③脱模斜度PMMA因收缩为0.3%-0.5%，要求模芯部分的脱模斜度为35’-10，模腔部分为35’-1035’之间选择，对于稍复杂的制品脱模斜度还可大一些。④模具的冷却和粗糙度通常是机水冷却，也可采用加热的方式，以减少内应力和充分扑缩。模具表面粗糙度应小于（Ra≯）0.2ūm。表面应镀铬、抛光。⑤金属嵌件PMMA最好不设金属嵌件。如果是非加不可的，金属嵌件周围最小厚度数据为：金属嵌件直径/mm36101220253050周围物料最小厚度/mm1.52.53.54.05.05.57.09.0（四）成型工艺①原材料的准备注射前应进行熔体指数测定。PMMA及共聚物干燥条件品种悬浮珠（粒均聚）613模塑珠粒372、373模塑珠粒干燥条件干燥温度/℃70-80-100-105100-105保持温度/℃干燥时间/h保温时间/h料层厚度/mm8048042-4-1130-40--要作到随用随干燥，暂时不用的干燥物料用密闭容器贮存。②成型温度第28页共62页注射成型工艺一般为160-260℃。熔体每1℃的变化值为0.6-0.85cm，这对于复杂件尤为重要。机筒温度高，充模容易，制品表面质量及透明度高。但温度太高，制品易变色，可采用对空注射法，样条从喷嘴射出时光亮、无气泡、透明，这时的温度是适宜的。机筒温度的选择品种悬浮PMMA160-240613塑料180372、373塑料180指标机筒温度范围/℃③模具温度模具温度提高，充模速度快，可减少熔接不良现象，改善制品的透明性，尤其是降低制品的内应力。但模温提高，制品收缩率增加。模具温度控制在40-80℃。但多数情况下是采取通水冷却的方法来控制模具温度。④注射压力注射压力对PMMA的影响不注如射温度、模具温度明显。但是提高压力有利于充模，尤其是复杂制件和厚壁制件。同时收缩率下降。PMMA注射压力的选择应与注射温度相匹配，当注射温度较低时，注射压力提高，分子取向程度增加，会使流动方向与垂直方向拉伸强度差别加大。当注射温度提高，这种差别缩小。下面列出PMMA垂直于取向方向一取向方向的强度比值：注射温度/℃垂直于取向方向与取向方向强度比值2502100.580.49PMMA注射压力选择范围为80-130PMa，而注射较复杂的件，工如艺品灯具，第29页共62页注射成型工艺压力也可高达120-200PMa。⑤注射速率注射速率提高，制件流动性提高，但不成正比关系。但高速注射会给制品带来不利影响，如内应力增加，透明度下降。所以注射速度应与温度相适应，在提高模具温度的情况下，注射速率才能增加。⑥成型周期成型周期数据如下：总周期/s注射时间/s高压时间/s冷却时间/s50-15020-600-525-90⑦制件的后处理PMMA制品需要后处理。一般在70-80℃红外线或热风干燥箱中处理4小时。三、尼龙（PA）(一)工艺特性①PA熔点范围见下表品种尼龙3尼龙6尼龙7尼龙8尼龙9尼龙11尼龙12尼龙66尼龙10尼龙性能1010Tm/℃340215225175195180170250-260208-220195Tg/℃-Td/℃-50---------5040-50--350---②PA极易吸水，使制品在高温下水解，尺寸稳定性及耐药物性下降。相对湿度>30%时，吸水率明显增加，如下数据。相对温度/%吸水率/%线膨胀系数/%0.3640602.03.50.65第30页共62页注射成型工艺805.5101.152.30水中PA的吸水率高，成型收缩率也较大。③PA是典型的结晶型聚合物，结晶度的大小取决于PA的种类，相对分子量的大小及成型中冷却速率的选择。结晶度一般为20%-30%之间。结晶度对制品的性能有较大的影响。④PA的粘度小，流动性好。无论是提高温度、提高压力，PA的流动性都有很大的提高。两者比较，温度对流动性的影响更明显。⑤熔融状态下热稳定性较差，特别是氧存在下，能加速降解历程。机筒温度不宜超过300℃，并应隔绝氧，还要注意加热时间不宜太长。（三）成型设备①螺杆机螺杆与料筒之间配合间隙要小，精度要高，象。螺杆几何尺寸为：长径比≥20，压缩比3-3.5。加料段长12D，压缩段长均化段长5D左右。螺杆头部要加装止逆环。装上止逆环后，注射时机筒温度应提高10-20℃用自锁式喷嘴，防止流涎现象。以防止熔料注射时产生逆流现4-5D，②必须采（四）产品制造与模具①产品壁厚注射制品的壁厚应尽量设计得小一些，通常为1-3mm，最小厚度为0.7mm。其极限流动长度与厚度之比为150：1。制品越厚，其收缩率也越大。第31页共62页注射成型工艺尼龙1010壁厚与收缩率的关系制品壁厚/mm收缩率/%0.1-1制品壁厚/mm收缩率/%1.8-21-22-33-45-66-8>81.1-1.31.4-1.62-2.52.5-4②脱模斜度与嵌件脱模斜度介于40’-1030’之间，视尼龙品种及制品形状选取。尼龙嵌件周围厚度最小值如下金属嵌件直径/mm361012253850尼龙最小厚度/mm361012253850③流道与浇口一般主流道斜度为40。浇口为0.8ⅹ壁厚。④模腔及排气孔采用单模腔多模腔均可。但应注意以下两点：1、各模2、各模制面积。腔连同流道、浇口，等塑料的总重量不应超过最大注射量的80%。腔连同流道、浇口，总的投影面积不应超过注射成型机允许的塑模腔最好的排气方式是在型腔分型面上或者模腔镶块处开设排气孔，其直径约为0.5-1mm，长10-20mm，一般位于浇口对面。⑤塑件的收缩与模具尺寸控制尼龙1010的收缩率在热塑塑性料中是较大的一种，壁厚在1-10mm范围内的制品收缩率在1%-4%之间，薄壁制品趋于下限，厚壁制品趋于上限。根据下列顺序制造模具。1、外径按最小收缩率，内径按最大收缩率计算开模腔。第32页共62页注射成型工艺2、试模时确定最适合的流道、浇口尺寸及满意的成型工艺条件。3、试模后产品进行尺寸检验。如果需要后处理的，后处理后再测量尺寸（脱模24小时后）4、根据测得的收缩率来校正模具尺寸。5、经校正后的模具，按试模工艺条件进行试生产，利用稍微变更工艺条件的办法来校正制品尺寸的最小公差。⑥模具的加热与冷却温控方式是根据使用要求、制品尺寸等来决定。模具温度低，制品结晶度小。（五）成型工艺①原材料准备干燥处理：把树脂水分含量控制在0.1%以下，干燥工艺条件干燥条件真空干燥常压热风干燥条件烘箱温度/℃真空压力/kp干燥时间/h料层厚度/mm90-11034.668-122580-90-8-1025经过干燥后的树脂切忌长时间放置在空露的时间不宜超过1-3小时。②成型温度气中，以免重新吸湿，在空气中暴机筒温度对制品力学性能影响较大，温度越高，尼龙残余晶核少，结晶度相对要低，所以力学性能下降。注射成型温度的选择，以尼龙熔点作为主要依据，螺杆注射机机筒温度为第33页共62页注射成型工艺210-225℃。机筒温度不宜超过300℃，受热时间不宜超过30min。机筒温度对制品收缩率的影响为：温度高则收缩率小；反之则大。③注射压力注射压力对尼龙制品力学性能影响比较小。注射压力的选择，主要根据注射机的类别、机筒温度分布、制品形状及尺寸，模具流道及浇口结构等因素所决定。通常为95-130MPa。注射压力选择是否合适，可通过外观加以判断，压力高时制品易产生溢边，反之则产生凹痕及波纹、严重时缺料不完整。注射压力还决定保压时间及浇口尺寸，因保压时间决定浇口凝固时间决定压力传递时间，如果浇口已凝封，压力传递也就停止。注射压力对制品收缩有较大的影响。压力高，制品收缩小；反之则收缩大。④模具温度模温的提高，制品硬度、拉伸强度、密度、弹性模量提高，相对延长率下降。聚合物密度与结晶之间存在着线性关系。模温低时密度小，模温高时密度增大。模温通常采用40-80℃，决定模温的主要因素是壁厚。制品壁厚与模具温度的大致关系制品厚度/mm<3模具温度/℃20-40制品厚度/mm6-10模具温度/℃60-903-640-60>10100⑤注射速度温度高时，注射速率应慢一些；反之则快些。对尼龙材料来说中速注射料为适宜。熔体第34页共62页注射成型工艺⑥成型周期决定成型周期的主要因素是制品的厚度。制品越薄，成型周期越短；反之则较长。注射成型周期参考数据如下：总周期注射时间/s高压时间/s冷却时间/s45-22020-900-520-120成型周期对制品收缩率也有一定影响，特别是注射时间和高压时间，对降低收缩率改进凹痕、变形、空隙等都有很大作用。⑦制品后处理一般使用温度高于80℃或精度要求严格的制品，成型后应在油或者石蜡中退火。退火温度高于使用温度10-20℃，退火时间约需10-60min.退火后制品应缓行调湿处理。可在沸水或醋酸钾水溶液（醋酸钾与水的比例1.25：1，沸点121℃）中进壁厚1.5mm的制品为2小时，3mm的制品为8小时，6mm的制品为16小时。慢冷却至室温。长期在潮湿或水及水溶液中使用的制品应进行。调湿时间由制品厚度决定，一般四、聚碳酸酯（PC）（一）工艺特性①PC分子结构既有柔性又有刚性的无定型聚合物。②玻璃化温度为149℃，熔融温度为220-230℃。熔体粘度高，分解温度330℃。提高温度，熔体粘度下降，对温度比较敏感。熔融粘度随相对分子量的提高而明显增加。③有明显的吸湿倾向，熔体粘度又高，只要有微量水分都会使制品产生银纹等缺陷，冲击强度大大下降。第35页共62页注射成型工艺④PC粘度范围，从低粘度、中粘度到高粘度、超高粘度都可以注射成型。⑤PC经重复注射，熔体指数的变化极大，但并不出现显著的热降解，可是性能变差了。聚碳酸酯经加热和多次注射后熔体指数的变化条件熔体指数/g(10min)热作用后260℃，250min0.71反复注射10次39.4⑥成型收缩率较小，介于0.35%-0.5%之间。（二）成型设备①螺杆式注射机适用。具体要求：螺杆为单头全螺纹，等距不等深，带止逆环的渐变压缩型螺杆；螺杆长径比15-20，压缩比2-3。②喷嘴普通敞口式喷嘴（三）产品制造与模具①壁厚1-3mm，一般不超过6mm,流动极限的关系流长比/mm2.3-390∶150∶180∶11.22.2第36页共62页注射成型工艺5.2110∶1熔体粘度高、注射压力大、模具温度高及充模速度快时，极限流动长度都会增大。制品厚度减小，宽度增加时，极限流动长度则下降。②脱模斜度一般为50’-10③嵌件尽是不用金属嵌件，确实需要使用时，嵌件周围塑料的厚度应大于嵌件的直径。④缺口、锐角锐角倒角时的圆弧半径不小于0.5mm。制品壁厚应尽是均匀一致。⑤流道PC的熔体粘度高，熔体冷却速度快，模具的流道应短而粗。应使流道截面昼成为圆形或正六边形。对于薄壁制品，为加快均匀充模，分流道可适当加宽。为防止冷料进入模腔，应在主流道尾部设置冷料阱，分流道分枝处也应设置贮藏冷式料阱。⑥浇口浇口深度为制品壁厚的0.7倍，若采用针形浇口直径在0.8-3mm之间，浇口应尽可能短，通常约为1-2mm。（四）成型工艺①原材料的预处理PC最突出的特点是下高温对微量水分的敏感性。在熔融状态下，即是微量的吸湿水分，也会导致PC降解，放出二氧化碳等气体，树脂变色，相对第37页共62页注射成型工艺分子量急剧下降，性能变坏。因此在注射前必须进行干燥，干燥可在真空、热风烘箱中进行。温度不低于110℃，也不超过135℃。时间应连续8-24小时。树脂干燥温度的高低对性能的影响，比时间长短的影响要大得多。经过干燥的树脂可置于90℃左右的保温箱内。料斗的保温设在90-110℃范围内。干燥后的树脂是否达到要求，可用对空注射直接观察。1、干燥差的，熔体迅速从喷嘴淌出，气泡很多，不断喷出白烟和气体，并伴有劈劈啪啪的响声。2、干燥过程稍差的，从喷嘴注出的细条表面不光亮，内部夹有少量小气泡，制品浇口附近表面粗糙，冲击强度低。3、干燥好的完全没有上述现象，从喷嘴注出的细条光洁无泡，制品光亮，冲击强度高。②成型温度一般可在250-320℃范围内迈开加工，只有超过330℃才呈现严惩的分解。下表是为国内外PC成型参考温度注射成型PC机筒温度机筒温度/℃生产厂家牌号、特征低粘度后中前国产树脂210-23023-250230-250德国拜耳公司w3000，低粘度230-250240-260245-265270-290240-260245-265270-290GV3001,中等粘度230-250日本帝人化学C-1400，超高粘度240-260③模具温度模具温度对PC的力学性能影响较大，模具温度在80-90℃以后，拉伸强度，弯曲强度、压缩强度增加较为缓慢，而冲击强度、伸长率下降较为明显。制件模第38页共62页注射成型工艺塑收缩率随模温度的下降而逐渐增大。通常模具温度为60-120℃，薄壁制品可取80-100℃，厚壁制品可取100-120℃，④注射压力及保压时间注射压力提高，拉伸强度极限相对伸长率有一定增长。PC熔体基本接近牛顿流体，注射压力应在60-130MPa之间选择。当浇口尺寸很小时，保压时间对制品力学性能几乎无影响，浇口较大时，保压时间对这一指标有影响。保压时间长，制品收缩小，制品外观质量好，但内应力较大，这可通过后处理予以分散或消除。⑤注射速度与螺杆转速注射速度不宜太慢，否则制品很不容易充满，使制品出现波纹、缺料等缺陷。但也不宜太快，防止裹入空气，使制品毛糙，带有银纹和气泡。采用先慢后快的注射。常见的螺杆转速范围是25-40r/min。⑥成型周期一般参考值如下：总周期/s注射时间/s高压时间（亦称按踵时间）/s周期成型冷却时间/s50-79020-900-520-90⑦制品后处理热处理温度选择在玻璃化温度以下10-20℃，一般为125-135℃。处理时间由制品的厚度和形状决定，制品越厚，时间越长。热处理温度低时可适当放长时间。热处理时间与制品厚度呈下列关系：第39页共62页注射成型工艺制品厚度/s热处理时间/h>58>2024热处理温度高一些，时间长一些，制品残存内应力相应减小。关于检验制品内应力比较普遍的方法有两种：偏振光检验法和溶剂检验法。偏振光检验法，是把制品置于偏振光镜片之间，从镜上观察制品表面上彩色光带面积，光带面积大，说明制品内应力大。溶剂检验法，是将制品浸渍在某些溶剂，如苯、四氯化碳、环已烷、乙醇、甲醇等之中，按制品发生龟裂现象所消逝的时间长短来确定内应力大小，如果时间越长，意味着制品的内应力越小，具体是制品浸啧在溶剂中1-2mini不出现裂纹者，内应力小，在20℃下常用溶剂对PC的极限应力，见下数：据溶剂名称导致开裂的应力极限/MPa苯27四氯化碳乙醚+丙醇环已烷乙醇71018甲醇19五、聚甲醛（POM）（一）工艺①属结晶型聚合物，有明显的熔点。玻璃化温度较②热稳定差，加工温度范围较窄。热分解温度为240℃。停留时间不宜超特性低为-85℃。第40页共62页注射成型工艺过30min.③POM的流变特性是熔体表观粘度对剪切速率敏感，即提高剪切应力，剪切速率，粘度下降，流动性能提高。温度提高虽然流动性能也会增加，但是容易热分解。④结晶度高，成型收缩率大，介于1.5%-3.5%之间。又因玻璃化温度低，脱模后制品还有结晶的可能所以POM的后收缩不易解决。⑤POM凝固速度快，如温度在160℃左右，即稍低于熔点就会凝固，应采取快速脱模和加热至80-120℃等方法予以解决。⑥吸水率低，介于0.2%-0.25%之间，在潮湿环境也具有很好的稳定性。加工前不需要作干燥处理。⑦POM注射的熔体指数介于1.5-24之间。(二)成型加工设备螺杆注射机喷嘴多采用延长型通用喷嘴，喷嘴孔不宜太小。（二）产品造型与模具①壁厚制品壁厚多采用1-5mm。②脱模斜度脱模斜度通常在40’-1030’之间选择。③造型设计注意事项在制品设计上应尽量使厚度均匀，避免设计缺口，有锐角的应圆角，加强筋设计尽量窄，其宽度应小于制品厚度，高一般不超过制品厚度的三倍。④模具特点POM容易热分解生成甲醛气体，甲醛有氧化成甲酸的倾向。模具材料应选择有足够硬度和耐腐蚀性的材料，如高碳钢调质后应镀铬。模腔应尽量避免死角。第41页共62页注射成型工艺排气孔和排气槽，开设在阴模一侧，其深度不大于0.02mm，宽在10-30mm左右。（三）成型工艺①原材料的预处理1、干燥：通常情况下不必干燥就可直接加工。如是生产大面积薄制品，干燥物料有改善表面光泽的效果。干燥条件为：烘箱温度90-100℃，干燥时间4小时，料层厚度30mm。2、测定熔体指数。3、嵌件预热：预热温度大约在100-150℃。②成型温度对POM力学性能及外观都有明显的影响。成型温度在190-200℃较好，POM成型温度不超过210℃。③模具温度模具温度对POM力学性能影响较大。随着模温提高，POM的拉伸极限及弹性模量增加，断裂时的相对延伸率则下降。适当提高模具温度，不但可以避免因凝固太快而引起的制品表面缺陷而且还有利于熔体的流动，以及均化制品内的冷却速度。模具温度控制在75-120℃。模温高收缩率大。生产精确度高的制品保持恒温是非常重要的。④注射压力及保压时间注射压力对POM的力学性能影响较小，但适当提高注射压力可改善POM的流动性和制品外观质量。POM的注射压力多为40-130MPa之间选择。第42页共62页注射成型工艺保压时间与产品厚度的关系产品壁厚/mm保压时间/s30-35产品厚度/mm保压时间/s60-701.53645-551275-90⑤注射速度及螺杆转速注射速度的选择取决于制品的壁厚。薄壁制件选用快速注射，避免熔体过早凝固；厚壁制品，采用慢速注射，以免产生喷射，造成制品内部气泡、银纹，影响制品外观及内在质量。如果制品表面出现皱纹，应当提高模具温度和注射速度。在模温一定时，快速注射速度一般为40-80cm3/s，慢速注射速度一般为20-40cm3/s。POM为剪敏性材料，熔体表观粘度随剪切速率的提高而下降，而剪切速率与螺杆转速有密切关系。适当提高螺杆转速可以增加POM的流动性。预塑时螺杆转速为25-30r/m。⑥成型周期成型周期的长短主要取决于制品的厚度、形状及成型工艺条件。制品越厚成型周期长。精密制品成型周期长，通用制品成型周期短。POM成型周期主要参数如下：总周期/s注射、保压时间/s高压时间/s冷时却间/s30-6010-300-510-20⑦制品的热处理热处理又叫“退火”其目的是消除残存内应力和减小后收缩。热处理以空气或油作介质。热处理温度120-130℃，也可提高到140-150℃。时间由制品厚度第43页共62页注射成型工艺来决定，3mm以下薄壁制品可以不进行热处理，6mm以上厚壁制品热处理时间4-8小时。热处理效果检察，可用极性溶剂去判断：制品经热处理后，放入浓度为30%的盐酸溶液中浸渍30/min,制品是否有裂纹来判断，没有裂纹就说明制品残存内应力小。六、聚乙烯（PE）（一）工艺特性①PE熔体属于假塑性流体，为非牛顿流体，其表面粘度对剪切速率比较敏感，提高螺杆转速、注射速率可改善PE熔体的流动性能。但剪切速率超过临介值后，熔体会破坏。②PE分子为非极性分子链，的它吸水率很低，吸湿性较小，吸水性<0.01%。③根据聚合方法的不同，PE可分为低密度、中密度、高密度PE，它们密度不同，结晶度也不一样，熔点也各异，其关系见表：PE密度、结晶度、熔点的关系名称LDPE密度/g.cm-30.910-0.9250.926-0.9400.941-0.9450.920-0.9300.920-0.940结晶度/%55-6570-8075-90-熔点/℃108-126126-135135MDPEHDPELLDPE118-146-UHMQ-PE65-80超高分子PE具有优异的耐磨性、自润滑性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性和耐低温性、优良的拉伸强度，极高的冲击强度，噪音阻尼性好。但是加工性较差，可用专用螺杆注射机成型。④PE分子间作用力小，故加工流动性好，注射成型比较容易。⑤热稳定性较好，一般在300℃左右无明显的分解现象。第44页共62页注射成型工艺⑥在成型过程，熔体充模后冷却定型时因结晶，而使制品收缩率较大，且方向性明显，一般收缩率为1.5%-3.5%。（二）成型设备对设备无特殊要求，一般的都可以加工。（三）产品制造与模具①产品造型注射制品的厚度采用最多的是1.0-3.0mm，PE最小厚度为0.5mm。制品的长度对其厚度的选择有很大影响，其极限流动长与厚度之间的比值LDPE为280∶1，HDPE为250∶1。制品壁厚应尽量均匀一致。制品厚度大时，其收缩率也增大，它们的关系如下：制品壁厚/mm成型收缩率/%1.5-21-31-4>72-2.52.5-3.5②模具PE模具在两个相互垂直的方程上的收缩率的差异是很大的，如HDPE在流动方向的收缩率为2.8%-3.2%，垂直方向则为1.8%-2%，由于收缩率的不一致，容易引起制品翘曲。模具浇口位置的选择应当合理，特别是扁平制品，应注意物料的流动特性，采用缝形浇口或多点浇口为好。PE质软易脱模，对侧壁带有浅凹槽的制品，可以采取强行脱模，排气孔深度应控制在0.03mm以下。脱模斜度，模腔部分沿脱模方向为25’-45’，模芯部分为20’-45’。第45页共62页注射成型工艺（四）成型工艺①原材料的准备需要染色的可采用颜料浮染或色母着色。注射用PE熔体指数为2-50。②成型温度机筒温度的确定，主要以PE密度高低和熔体指数大小为依据，其次是产品性能及形状有关。LDPE机筒温度控制在140℃-180℃之间，HDPE为180℃-240℃。机筒温度不同对PE制品性能有不同的影响。温度太高，材料易氧化变色，制品会产生溢料现象。③模具温度模具温度的高低对制品性能有较大影响。模具温度高，熔体冷却速度漫，制品的结晶度提高，硬度、刚性均有提高，但是收缩率明显增大，模具温度低，熔体冷却速度快，制品透明性、韧性较高，内应力增加，易出现翘曲变形。模具温度的选择范围视PE密度不同而有所不同。LDPE为45-60℃，而HDPE为50-80℃。④注射力压注射力压的选择是根据熔体的简单、壁厚较大的、熔体温度高的注射压力可低一般制品为60-80MPa，薄壁长流程、形状复杂、窄浇口的注射压力大于100MPa，有的可达120-140MPa。流动性和制品的形状、壁厚等因素不确定的。制品形状一些；反之注射压力应提高。在喷嘴直径为0.8-3mm时，注射力压每提高10MPa，PE熔体温度升高4.8℃。⑤注射速度第46页共62页注射成型工艺PE注射速度适合中速及慢速注射，不宜选用高速注射。因高速注射存在着熔体破裂的倾向。定温下充模压力受充模速度影响数据如下：熔体速率/cm3.s-17496157206302充模压力/MPa8.29.110.612.214.4从上数据可知，充模速率增大三倍时，充模压力相应增加不到一倍，这是由于剪切速率增大时PE熔体粘度下降所造成的。⑥成型周期成型周期各个时间受材料性质、制品形状及模具结构的影响，参考值如下：注射保压时间/s高压时间/s冷却时间/sLDPEHDPE15-6015-600-30-515-8015-50PE无需热处理，如果需要，可在80℃的各种介质中处理1-2小时，然后缓慢冷却到室温。七其他工程塑料（一）聚砜（PSF或PSU）聚砜为透明琥珀色或不透明象牙色固体塑料。耐热性好，热变形温度为174℃，其制品在150℃下可长期使用，兼有高度的化学稳定性和自熄性，的力学性能及电绝缘性能，吸水性小，尺寸稳定好。可制成高频晶体管封架、小模数齿轮、纱管、发火器盖、化工管道、炮弹闭气环等。难燃，离火后自熄。特别是优良①工艺特性聚砜属于无定型高聚物，无明显熔点。玻璃化温度174℃，粘流温度第47页共62页注射成型工艺280-320℃，分解温度420℃。熔体粘度高，对温度比较敏感，也就是提高温度，粘度减小，流动性增加。熔体冷却速度快。分子链刚硬，成型中容易产生内应力且难以消除。聚砜吸水性小，在0.2%以下，但成型时微量水分也会导致熔体水解，故树脂在成型前必须干燥。②成型设备螺杆注射机。喷嘴选择延长型，喷嘴孔应偏大。③产品制造与模具聚砜流动长度与厚度之比为80∶1，所以产品厚度一般不小于1.5mm，多数为2-5mm.制品应尽量避免缺口、锐角，避免出现厚薄不均的设计，流道、浇口，应粗、，短以便熔体顺利注入模腔。④成型工艺条件树脂可在120℃干燥5小时，160℃干燥2-3小时，料层厚度不超过25-50mm。注射成型温度可在320-360℃之间选择，模具温度93-100℃，加工复杂、薄壁制品，模温可达150-160℃。注射压力100-120MPa。（二）聚苯醚（PPO）PPO是一种具有热固性塑料特点的热塑性工程塑料。它有优秀的物理-力学性能，热变形温度高（190℃），使用温度范围广，具有优良的耐水解性和酸、碱、盐水性能，吸水性低，突出的抗蠕变性，尺寸稳定性好，电绝缘性优良且自熄、第48页共62页注射成型工艺无毒。①工艺特点1、其主要的热性能指标如下：雈化温度/℃190-200-粘流温度/℃290热变形温度/℃分解温度/℃聚苯醚190130350-改性聚苯醚2302、聚苯