热塑性塑料制品常见缺陷分析与解决

编号毕业设计（论文）题目：热塑性塑料制品常见缺陷分析与解决系别：自动化工程系专业：机械制造与自动化班级：零六级一班学号：20060124学生姓名：周跃勇指导教师：刘建岚审阅：四川交通职业技术学院2009年6月1日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）开题报告摘要：本论文，通过对塑料的分析，得出热塑性塑料的特性，各种特性对成型中产品缺陷的影响；对模具的分析，得出塑料模具对产品缺陷的影响；对成型工艺的分析，得出成型五要素对产品缺陷的影响。

最终得出产品缺陷的解决方法。

目录第一章、概述1．1塑料制品质量要求1．2造成制品缺陷的原因分类第二章、塑料2．1塑料概念2．2塑料分类2．3热塑性塑料的性能第三章、成型工艺3．1成型概念3．2成型工艺对制品的影响第四章、塑料模具4．1塑料模具概念4．2塑料模具分类4．3塑料模具的基本结构第五章、制品常见缺陷分析与解决5．1流痕5．2填充不足5．3飞边5．4收缩凹陷5．5熔接痕5．6银纹5．7震纹5．8翘曲变形5．9开裂5．10透明制品缺陷5．11变色5．12制品中产生气泡5．13顶白变形5．14粘凹模或凸模5．15断推杆5．16推杆与镶件配合处有飞边第六章、结束语第一章概述1．１塑料制品质量要求塑料制品质量包括制品完整性、颜色和光泽、组织是否疏松、内部是否有气泡、裂纹及银纹等缺陷，还要满足各种机械性能和化学性能。

完整性是模具注射成型得到的制品，要和产品的设计图纸中要求的结构形状完全相符，且不能有任何缺陷。

颜色是成型塑料制品的颜色必须与客户的色板一致，不能有任何颜色上的缺陷。

光泽是成型塑料制品表面的粗糙度要符合客户要求。

1．2造成制品缺陷的原因分类造成制品缺陷的原因有很多，其中有塑料方面、模具方面、成型工艺方面等。

1）塑料方面塑料问题包括塑料质量、配料及烘料等。

2）模具方面模具问题包括模具设计、模具磨损及制造。

3）成型工艺方面成型工艺五要素包括温度、速度、位置、压力、时间。

第二章塑料2．1塑料概念塑料是一类以树脂为基本成分，加入一定量的填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等，在一定温度、压力、时间下制成规定形状和尺寸且具有一定功能的高分子材料。

2．2塑料分类对于品种繁多的塑料，分类有如下：2．2．1按受热时的行为分1）热塑性塑料加热时变软以至流动，冷却变硬，这个过程是可逆的，可以反复进行。

热塑性塑料中树脂分子都是线型或带支链的结构，分之链之间无化学键产生，加热时软化流动和冷却变硬的过程是物理变化。

2）热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，再次加热时，已不能再变软流动。

借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。

这种材料称为热固性塑料。

热固性塑料的树脂固化前是线型或支链的，固化后分之链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔融，在溶剂中也不能溶解。

2．2．2按大分子有序状态分1）无定型塑料树脂大分子的排列是无序的。

这种塑料，由于树脂分子链的结构特点，或因热力学原因，或成形过程工艺条件范围的限制，分子链不会产生有序的整齐堆砌形成结晶结构，而呈现无规则的随机排列。

在纯树脂状态，这种塑料是透明的。

2）结晶型塑料树脂大分子排列呈现出定向远程有序。

从熔融状态冷却变为制品过程中。

一般所谓的结晶型塑料，实际上都是半结晶的，不像低分子晶体那样能产生100%的结晶度。

树脂大分子链排列呈现出无定形相与结晶相共存的状态。

成形条件对结晶度和晶太结构有明显的影响，从而对制品性能有明显的影响。

结晶结构只存在于热塑性塑料中。

2．2．3按性能和应用范围分1）通用塑料通用塑料是生产量大、货源广、价格低、适于大量应用的塑料。

通用塑料一般皆具良好的成形工艺性，可采用多种工艺成形出各种用途制品。

一般说，通用塑料不具有突出的综合力学性能和耐热性，不宜用于承载要求较高的结构件和在较高温度下工作的耐热件。

但通用塑料的各品种，都有各自的某些优异性能，使它具有广泛用途。

2）工程塑料工程塑料是那些具有突出的力学性能和耐热性，或优异耐化学试剂、耐溶剂性，或在变化的环境条件下可保持良好绝缘介电性能的塑料。

工程塑料一般可以作为承载结构件，高温环境下的耐热件和承载件，高温条件、潮湿条件、大范围的变频条件下的介电制品和绝缘用品。

工程塑料的生产批量小，价格也教昂贵，用途相对狭窄，一般都是按某些特殊用途生产一定批量的材料。

3）特种塑料具有某种特殊功能，适于某种特殊用途的塑料，又称功能塑料。

特种塑料的主要成分是树脂，有些是专门合成的特种树脂，但也有一些是采用上述通用塑料或工程塑料用树脂经特殊处理或改性后获得特殊性能的。

2．3热塑性塑料的性能2．3．1收缩性塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩的性能称为收缩性。

由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩，而且还与各成型因素有关，所以成型后塑件的收缩应称为成型收缩。

2．3．2流动性大多数塑料熔体在成型时的流动都具有很高的黏度，其流动规律远比低分子物体熔体流动复杂，虽然流体以切变方式流动，但其切应力与剪切速度之间呈现非线性关系，这种流体称为非牛顿流体。

塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。

2．3．3结晶性热塑性塑料可分为结晶性塑料与非结晶性塑料两大类。

一般结晶性塑料为不透明或半透明，非结晶性塑料为透明。

2．3．4热敏性热敏性塑料系指某些塑料对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降解，分解的倾向，具有这种特性的塑料成为热敏性塑料。

2．3．5水敏性有的塑料即使含有少量的水分，但在高温、高压下也会发生分解，这种性能为水敏性。

2．3．6应力开列有的塑料对应力敏感，成型时易产生内应力，且质脆易裂，塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生裂开现象。

2．3．7吸湿性塑料中因有各种添加剂，使其对水分各有不同的亲疏程度，所以塑料大致可分为吸湿、粘附水分及不吸水也不粘附水分的几种。

2．3．8降解塑料在高温、应力、氧气和水分等外部条件作用下，发生化学反应，导致聚合物分子链断裂，使弹性消失，强度降低，制品表面粗糙，使用寿命减断的现象叫降解。

2．3．9玻璃化温度在热塑性树脂中聚合物在随温度增高的过程中，在其熔融前会在某一温度范围内处于既非固体又非黏性液体的黏流体，把出现黏流态的开始温度称为玻璃化温度。

在这个温度范围里集合物的热膨胀会突然变大，且所发生的变形是不可逆的。

第三章成型工艺3．1成型的概念塑料在注塑机料筒内经过加热、塑化达到流动的状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成形。

其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

3．2成型工艺对制品的影响注塑成型工艺的正确制定是为力保证熔替能良好塑化并顺利地充模、保压、冷却与定型。

在注射成型工业中最重要的工艺参数是温度（料稳、喷嘴温度、模具温度）、压力（塑化压力、注射压力、形腔压力）和相对应的各个作用时间（注射时间、保压与压实时间、冷却时间）、位置、速度等。

3．2．1温度1）料温塑料的加工温度是由注塑机料筒来控制的。

料筒温度的正确选择关系到塑料的塑化质量。

其选择原则是能保证顺利地注射成形而不引起塑料局部降解。

通常料铜抹短最高温度应于塑料的流动温度，但低于塑料的分解温度。

在生产中除了要严格控制注塑机料筒的最高温度外，还应控制熔体在料筒中的停留时间。

在确定料筒温度时，还应考虑制品和模具的结构特点。

在成形薄壁式形状复杂的制品时，因熔体的流动阻力大，提高料筒温度有助于改善熔体的流动性。

通常控制喷嘴的最高温度要略低于料筒的最高温度，以防止熔体在喷嘴口发生流涎现象。

塑料料温对成型工艺条件的影响及制品的物理力学性能的影响如下图：料温对成型和制品的影响2）模具温度在注射成形过程中模具温度通常由冷却介质（常温水）控制的，它决定了熔体的冷却速度。

模具温度越低，冷却速度越快，熔体温度降低得越快，会造成熔替黏度增大、注射压力损失过高，严重时甚至会引起充模不足。

随着模温的升高，熔体流动性变好，所需充模压力减小，制品表面质量提高，制品的成形收缩率变大。

对于结晶形塑料，由于较高温度有利于结晶，所以升高模具温度能提高制品的密度或结晶度。

在较高温度下制品中聚合物大分子松弛过程较快、分子取向和内应力都会降低。

下图模具温度对塑料某些成形性能的影响：模具模温对塑料成形性能的影响3．2．2压力注塑成形过程中的压力包括塑化压力、注射压力和型腔压力。

1）塑化压力又称背压，是指注塑机螺杆头部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。

背压是通过调节注射液压缸的回油阻力来控制的。

背压增大了熔体的内压力，加强了剪切效果。

由于塑料的剪切发热，提高了熔体的温度。

背压的增加使螺杆退回速度减慢，延长了塑料在螺杆中的受热时间，塑化质量可得到改善。

但过高的背压增加了料筒计量室内熔体的反流和漏流，降低了熔体的输送能力，减少了塑化量，增加了功率消耗。

此外，过高的背压还会因熔体剪切发热温度上升过高或者切应力过大，使熔体发生降解。

2）注射压力是注射时在螺杆头部产生的熔体压强。

而型腔压力是注射压力经过喷嘴、流道和浇口的压力损失后在模具型腔内产生的熔体压强。

在选择注射压力时，首先应考察注塑机所允许的注射压力。

只有在注塑机的额定范围内才能调整出制品所需要的注射压力。

注塑机压力过低会导致型腔压力不足，熔体不能顺利充满型腔；反之注射压力过大，不仅会造成模具溢料，还会引起制品变形，甚至使系统过载。

下图为注射压力对塑料某些成形性能的影响：注射压力对塑料成形性能的影响在注射过程中注射压力与熔体温度是相互制约的。

料温所需注射压力低，料温低则所需注射压力高。

因此，只有在适当的注射压力和温度的组合下才会获得满意的成形结果。

3．2．3注射速度和冷却时间的影响完成一次注射成形所虚的时间称为注射成形周期。

它包括加料、预塑、充模、保压、压实、冷却时间。

在整个成形周期中，注射速度和冷却时间对制品的性能有着决定性的影响。

注射速度主要影响熔体在型腔内的流动行为。

通常随着注射速度的增大，熔体流速增加剪切作用加强，熔体黏度降低，熔体温度因剪切发热而升高，所以有利于充模。

制品各部分的熔接痕强度也得以增加。

但是，由于注射速度增大可能使熔体从层流状态变为湍流状态，严重时会引起熔体在模内喷射而造成模内空气无法排出。

这部分空气在高压下被压缩迅速生温，会引起制品局部烧焦或分解。

在实际生产中，注射速度通常是经过试验来确定的。

一般先以低压速注射，然后根据制品的成形情况而调整注射速度。

下图为注射速度对塑料某些性能的影响：注射速度对塑料成形性能的影响现代注塑机已经实现了多级注射技术，即在一个注射成形过程中，当注射机螺杆推动注入模具时，可以根据不同的需要实现在不同位置的控制。