塑件开裂原因及内应力分析

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1、塑件开裂原因分析1引言开裂，包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机，按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。注塑制品一个普遍存在的缺点是有内应力，内应力的存在不仅是制件在储存和使用中出现翘曲变形和开裂的重要原因。主要有以下几个方面的原因造成：1.加工方面：（1）加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长，都会造成内应力过大而开裂。大力神云石胶（2）调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。（3）适当调高模具温度，使制件易于脱模，适当调低料温防止分解。（4）预防由于熔接痕，

2、塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。（5）适当使用脱模剂，注意经常消除模面附着的气雾等物质。（6）制件残余应力，可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。2.模具方面:（1）顶出要平衡，如顶杆数量、截面积要足够，脱模斜度要足够，型腔面要有足够光滑，这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。（2）制件结构不能太薄，过渡部份应尽量采用圆弧过渡，避免尖角、倒角造成应力集中。（3）尽量少用金属嵌件，以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。（4）对深底制件应设置适当的脱模进气孔道，防止形成真空负压。（

3、5）主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模，这样易于脱模。（6）主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。3.材料方面：（1）再生料含量太高，造成制件强度过低。（2）湿度过大，造成一些塑料与水汽发生化学反应，降低强度而出现顶出开裂。（3）材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳，受到污染都会造成开裂。4.机台方面：注塑机塑化容量要适当，过小塑化不充分未能完全混合而变脆，过大时会降解。塑件内应力分析2内应力的种类高分子材料在成型过程中形成的不平衡构象，在成型之后不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象，

4、是注塑制品存在内应力的主要原因。另外，外力使制件产生强迫高弹形变也会在其中形成内应力。根据起因不同，通常认为热塑性塑料注塑制件中主要存在着四种不同形式的内应力。对注塑制件力学性能影响最大的是取向应力和体积温度应力。2.1取向应力高分子取向使制件内存在着未松弛的高弹形变，主要集中在表层和浇口的附近，使这些地方存在着较大的取向应力，用退火的方法可以消除制件的取向应力。试验表明，提高加工温度和模具温度、降低注射压力和注射速度、缩短注射时间和保压时间都能在不同程度上使制件的取向应力减小。2.2体积温度应力体积温度应力是制件冷

5、却时不均匀收缩引起的。因内外收缩不均而产生的体积温度应力主要靠减少制件内外层冷却降温速率的差别来降低。这可以通过提高模具温度、降低加工温度来达到。加工结晶塑料制件时，常常因各部分结晶结构和结晶度不等而出现结晶应力。模具温度是影响结晶过程的最主要的工艺因素，降低模具温度可以降低结晶应力。带金属嵌件的塑件成型时，嵌件周围的料层由于两种材料线膨胀系数不等而出现收缩应力，可通过预热嵌件降低应力。这两种内应力主要是由于收缩不均而产生的，也属于体积温度应力。2.3与制件体积不平衡有关的应力高分子在模腔内凝固时，甚至在极其缓慢的条

6、件下要使制件在脱模后立即达到其平衡体积，在实际上是不可能的。实验测定表明，注塑制件中这种形式的内应力一般很小。2.4与制件顶出变形有关的内应力这种内应力主要与开模条件和模具顶出机构的设计有关。正确选择开模条件使开模前的模腔压力接近于零，根据制件的结构和形状设计合理的顶出机构，使制件顶出时不致变形，是可以将这种形式的内应力减少到不会影响制件力学性能的限度以内的。3影响注塑制品内应力的因素分析注塑制品的造型设计不合理、模具设计不合理、成型工艺条件不正确、注射机选用不当等都会使制品内存在比较大的内应力。影响制品内应力的因素

7、很多，也很复杂。主要影响因素见下图所示。3.1造型设计3.1.1圆角塑料制品除了使用上要求采用尖角外，各表面相交处应尽可能采用圆弧过渡。由于制品形状和截面的变化，使注塑过程中熔料在尖角处的流态发生急剧变化而产生大的应力，而且残留在尖角处。在有载荷或受冲击振动时会发生破裂，甚至在脱模过程中即由于模塑内应力而开裂，特别是制品的内圆角。一般，即使采用R为0.5mm的圆角就能使塑件强度大为增加。一般情况下，理想的内圆角半径应有壁厚的1/4以上。外圆角半径可取壁厚的1.5倍。采用圆弧过渡既可以减少应力集中，还可大大改善塑料的充

8、模特性，避免在转角处产生冲击形成波纹或充不满模腔。塑件设计成圆角，使模具型腔对应部位也呈圆角，这样增加了模具的坚固性，塑件的外圆角对应着型腔的内圆角，它使模具在淬火或使用时不至于因应力集中而开裂，提高了模具的使用寿命。但是在塑件的某些部位如分型面、型芯与型腔配合处等不便做成圆角而只能采用尖角。除相交表面的尖角外，尖锐的螺纹牙也是严重的应力集中源