注射成型的工艺参数

§4.3 注射成型的工艺参数
(5)其他时间 其他时间： 是指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件等时 间。 塑化时间： 是指螺杆开始转动至预塑结束所需的时间。 ——塑化是在保压结束后就开始的，已经包含 在模内冷却时间内，因此不能重复计算在成型周 期内。
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——螺杆转速快，剪切热加大，塑化时间缩 短； ——螺杆转速慢，剪切热减少，塑化时间增长。 模具的成型周期的影响： 直接影响到生产率和注射机使用率，因此，生 产中在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中 各个阶段的有关时间。 整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重 要，他们对塑件的质量均有决定性影响。
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——小型塑件注射时间一般为3～5 s； ——大型塑件注射时间可达几十秒； ——注射时间中的充模时间与充模速度成反 比； 注射时间缩短、充模速度提高，取向下降、剪 切速率增加，绝大多数塑料的表观粘度均下降。 ——对剪切速率敏感的塑料尤其这样。
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生产中塑化压力的选择原则: 保证塑件质量的前提下，塑化压力应越低越 好，其具体数值随所用塑料的品种而定。 一般为6～20MPa。
1)注射聚甲醛: 较高的塑化压力会使塑件的表面质量提高; 但可能使塑料变色、塑化速率降低和流动性下 降。
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2)注射聚酰胺: 塑化压力必须降低，否则塑化速率将很快降 低。 ——因为螺杆中逆流和漏流增加的缘故。 ——如需增加料温，则应采用提高料筒温度的 方法。 3）聚乙烯： 热稳定性较高，提高塑化压力不会有降解的危 险，这有利于混料和混色，不过塑化速率会随之 降低。
——会使得模腔中塑料内外冷却不一致，塑件 易产生应力和凹痕。 ——熔料的温度高，流动性好，易产生溢料、 溢边等缺陷。
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2.料筒温度太低 ——熔体流动性差，易产生熔接痕、充填不足、 波纹等缺陷。 ——塑料冷却时易产生应力，塑件容易产生变 形或开裂等现象。 3.料筒的温度分布原则 采用前高后低的原则。 ——即料筒的加料口(后段)处温度最低，喷嘴 处的温度最高。 料筒后段温度应比中段、前段温度低5～10℃。
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为避免熔料在料筒中过热降解—— 必须控制熔料在料筒内的滞留时间。 (2)喷嘴温度 喷嘴温度一般略低于料筒的最高温度。 喷嘴温度太高： 熔料在喷嘴处产生流涎现象，塑料易产生热分 解现象。 喷嘴温度太低： 易产生冷块或僵块，使熔体产生早凝，其结果 是凝料堵塞喷嘴，或是将冷料注入模具型腔，导 致成品缺陷。
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3.时间(成型周期) 成型周期： 完成一次注射成型过程所需的时间。 成型周期的组成： 合模时间 注射时间 保压时间 模内冷却时间 其他时间
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(1)合模时间 合模时间： 是指注射之前模具闭合的时间。 ——合模时间太长，则模具温度过低，熔料在 料筒中停留时间过长； ——合模时间太短，模具温度相对较高。 (2)注射时间 注射时间： 是指注射开始到充满模具型腔的时间(柱塞或 螺杆前进时间)。
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(3)模具温度 模具温度的影响： 对熔体的充模流动能力 塑件的冷却速度 成型后的塑件性能
模具温度选择原则： 根据塑料的分子结构特点、塑件的结构及性能 要求和其他成型工艺条件(熔体温度、注射速度、 注射压力和模塑周期等)。
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提高模具温度的优点： 改善熔体在模具型腔内的流动性 增加塑件的密度和结晶度 减小充模压力和塑件中的应力 提高模具温度的缺点： 冷却时间会延长，冷却速度慢， 产生粘模现象 收缩率大和脱模后塑件的翘曲变形会增加 降低生产率
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注射压力太高： 塑料的流动性提高，易产生溢料、溢边，塑料 在高压下强迫冷凝，易产生应力，塑件易粘模， 脱模困难，塑件容易变形，但不易产生气泡。 注射压力太低： 塑料的流动性下降，成型不足，产生熔接痕 迹，不利于气体从熔料中溢出，易产生气泡，冷 却中补缩差，会产生凹痕和波纹等缺陷。
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但对结晶性塑料来说，使用这种方法成型周期 不一定增长，因为压实压力大时可以提高塑料的 熔点。 ——如聚甲醛，如果压力加大到50 MPa，则其 熔点可提高90℃，脱模可以提前。
2）保压大小也会对成型过程产生影响，保压压 力太高，易产生溢料、溢边，增加塑件的应力； 保压压力太低，会造成成型不足。
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影响注射成型工艺的重要参数: 温度、压力和时间是。 1.温度 成型过程中需控制的温度种类： 料筒温度 喷嘴温度 模具温度 ——料筒温度、喷嘴温度主要影响塑料的塑化 和流动。 ——模具温度则影响塑料的流动和冷却定型。
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(1)料筒温度 料筒温度的选择原则: 与塑料的品种、特性有关。 ——不同的塑料具有特定的粘流态温度或熔 点。 ——为保证塑料熔体的正常流动，不使物料发 生过热分解。 料筒最适合的温度范围： 在粘流温度或熔点温度θf(或θm)和热分解温 度θd之间。
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——平均相对分子质量偏高、温度分布范围较 窄的塑料： ——选择较高的料筒温度（玻璃纤维增强塑体）。 ——用柱塞式塑化装臵的塑料和注射压力较低、 塑件壁厚较小时： ——应选择较高的料筒温度。 反之，则选择较低的料筒温度。
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注意问题： 1.料筒温度太高 ——塑料易产生低分子化合物和分解成气体， 使塑料表面变色，产生气泡、银丝及斑纹，导致 性能下降。
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注射中，影响塑化压力大小的因素： 螺杆的设计 塑件质量的要求 塑料的种类 增加塑化压力的优点： ——三个因素和螺杆的转速都不变。 增加塑化压力会提高熔体的温度，并使熔体的 温度均匀、色料混合均匀并排除熔体中的气体。 增加塑化压力的缺点： 降低塑化速率，延长成型周期，甚至可能导致 塑料的降解。
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吸湿性偏高的塑料： 料筒后段温度偏高一些； 螺杆式注射机： 料筒前段温度略低于中段——以防止由于螺杆 与熔料、熔料与熔料、熔料与料筒之间的剪切摩 擦热而导致塑料产生热降解现象。 ——螺杆式和柱塞式注射机由于其塑化过程不 同，料筒温度的选择也不同。 在注射同一种塑料时，螺杆式注射机料筒温度 可比柱塞式注射机料筒温度低10～20℃。
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降低模具温度的优点： 能缩短冷却时间，提高生产率。 降低模具温度的缺点： 过低时，熔体在模具型腔内的流动性能会变 差，使塑件产生较大的应力和明显的熔接痕等缺 陷。 模具温度较低： 对降低塑件的表面粗糙度值、提高塑件的表面 质量有利。
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降低模具温度的措施： 采用定温的冷却介质或制冷装臵来控制； 提高模具温度的措施： 用加热装臵对模具加热来保持模具的温度。 ——对塑料熔体，注射过程都是冷却过程。 为了使塑料成型和顺利脱模，模具的温度应低 于塑料的玻璃化温度θg或工业上常用的热变形 温度。
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在生产过程中，模具温度的确定原则： 需要根据塑料品种和塑件的复杂程度确定。 满足注射过程要求的温度下，采用尽可能低 的模具温度，以加快冷却速度，缩短冷却时间；
模具温度保持在比热变形温度稍低的状态下， 使塑件在比较高的温度下脱模，然后自然冷却， 可以缩短塑件在模内的冷却时间。 ABS塑料成型中小型塑件的温度参数选择： 预热干燥温度： 80～85℃；
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影响注射压力的大小的因素： 注射机的类型 塑料的品种 模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度 模具温度 塑件的壁厚 流程的大小 ——目前难以作出具有定量关系的结论。 ——在相同条件下，柱塞式注射机的注射压力 应比螺杆式注射机的注射压力大。
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影响塑料流动阻力的因素： 1.注射压力的大小。 2.塑料与模具浇注系统及型腔之间的摩擦系数和 塑料自身的熔融粘度。 ——摩擦系数和熔融粘度越大，注射压力应越 高。 ——同一种塑料流动时其与模具的摩擦系数和 熔融粘度是随料筒温度和模具温度而变动的。 3.是否加有润滑剂有关。
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(3)保压压力 保压压力： 型腔充满后，继续对模内熔料施加的压力。 保压压力的作用： 是使熔料在压力下固化，并在收缩时进行补 缩，从而获得健全的塑件。 保压压力等于或小于注射时注射压力的原因： 1）注射和压实时的压力相等，则往往可以使塑 件的收缩率减小，并且它们的尺寸稳定性较好。 缺点是会造成脱模时的残余压力过大和成型周 期过长。
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§4.3 注射成型的工艺参数
——高粘度塑料： 流动性差和充模能力弱，为了获得致密的组 织结构，必须采用较高的模具温度； ——对于粘度较小、流动性好的塑料： 可采用较低的模具温度，这样可缩短冷却时 间，提高生产效率。 ——对于壁厚大的制件： 充模和冷却时间较长，温度过低，易使塑件内 部产生真空泡和较大的应力，不宜采用较低的模 具温度。
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(2)注射压力 注射压力： 是指柱塞或螺杆轴向移动时其头部对塑料熔体 所施加的压力。 ——注射机压力表指示出注射压力的大小，一 般在40～130 MPa之间，压力的大小可通过注射 机的控制系统来调整。 注射压力的作用： 是克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力， 给予熔体一定的充型速率以便充满模具型腔。
(3)保压时间 保压时间： 是指型腔充满后继续施加压力的时间(柱塞或 螺杆停留在前进位臵的时间)，一般为20—25s， 特厚塑件可高达5～10min。 保压时间过短： 塑件不紧密，易产生凹痕，塑件尺寸不稳定； 保压时间过长： 加大塑件的应力，产生变形、开裂，脱模困难。 保压时间的长短不仅与塑件的结构尺寸有关，而 且与料温、模温以及主流道和浇口的大小有关。 (4)模内冷却时间 模内冷却时间是指塑件保
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(3)保压时间 保压时间： 是指型腔充满后继续施加压力的时间(柱塞或 螺杆停留在前进位臵的时间)，一般为20—25s， 特厚塑件可高达5～10min。 保压时间过短： 塑件不紧密，易产生凹痕，塑件尺寸不稳定； 保压时间过长： 加大塑件的应力，产生变形、开裂，脱模困难。 保压时间的长短不仅与塑件的结构尺寸有关，而 且与料温、模温以及主流道和浇口的大小有关。
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(4)模内冷却时间 模内冷却时间： 是指塑件保压结束至开模以前所需的时间(柱 塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中)。 影响冷却时间的因素： 塑件的厚度 塑料的热性能 结晶性能 模具温度
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冷却时间的长短： 应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间 一般在30～120 s之间。 冷却时间过长： 不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑 件还将造成脱模困难、易变形、结晶度高等； 冷却时间过短： 塑件易产生变形等缺陷。
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料筒温度： 后段150～170℃； 中段165～180℃； 前段180～200℃； 喷嘴温度： 170～180℃； 模具温度： 50～80℃； 后处理温度： 70℃。
2.压力 注射成型过程中压力的种类： 塑化压力； 注射压力； 保压压力 ——它们直接影响塑料的塑化和塑件质量。 (1)塑化压力 塑化压力（螺杆背压）： 它是指采用螺杆式注射机注射时，螺杆头部熔 料在螺杆转动时所受到的压力。 ——压力大小可通过液压系统中的溢流阀调整。