注塑工艺参数对材料力学性能的影响

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PC料,色母为POLYONE配比100:4
9 g. v1 Z- w. e供应商送来产品阶段性开裂,请教各位,哪些方面会影响到产品的力学性能?

hanjixian

主要从几个方面考虑：
' k! b' U, A6 ~+ l" ]& h' X1模具方面：模具浇口的形式和位置对裂纹的生成有较大影响；顶出装置的顶杆截面积太小，或顶杆的数量不够；若顶杆的位置不合理或安装倾斜，平衡不良；若塑件的脱模斜度不够，脱模的阻力增大。
9 x( W5 c3 C% l) f, X) x2原料方面：材料没干燥；再生料多；脱模剂过量。
9 O* m! Z7 V5 E( T: E& d3成型操作方面：注射压力大；保压时间过长。
4塑件结构方面：有尖角或缺口；有金属嵌件。

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谢谢,以下我找到的资料,但是实际应用需要丰富经验.
5 z7 ^% y7 R+ U附件图片为产品金属件嵌入时开裂.帮忙分析一下:

: ?! T( w1 ]7 q, G. \PC注塑工艺特性与工艺参数的设定
# A6 q/ v2 c" wPC是一种无色透明的工程塑料，具有极高的冲击强度，宽广的使用温度范围，良好的耐蠕变性、电绝缘性和尺寸稳定性；缺点是对缺口敏感，耐环境应力开裂性差，成型带金属嵌件的制品较困难。
PC塑料的工艺特点如下。
（1）聚集态特性属于无定型塑料，Tg为149～150℃；Tf为215～225℃；成型温度为250～310℃；分子量为2～4万。
（2）热稳定性较好，并随分子量的增大而提高。
/ w4 @4 l) |+ [; i& ?) W2 b（3）流变特性是接近牛顿性液体，表观粘度受温度的影响较大，受剪切速率的影响较小，随分子量的增大而增大。无明显的熔点，熔体粘度较高。PC分子链中有苯环，所以，分子链的刚性大。
, O9 q9 g2 f7 M+ j1 }（4）PC的抗蠕变性好，尺寸稳定性好；但内应力不易消除。
（5）PC高温下遇水易降解，成型时要求水分含量在0.02%以下。高温下水分对PC特别有害。
（6）制品易开裂。
- `( j. Z0 i! _" m& S1 v在成型前，PC树脂必须进行充分干燥。干燥方法可采用沸腾床干燥（温度120～130℃，时间1～2h）、真空干燥（温度110℃，真空度96KPa以上，时间10～25h）、热风循环干燥（温度120～130℃，时间6h以上）。为防止干燥后的树脂重新吸湿，应将其置于90℃的保温箱内，随用随取，不宜久存。成型时，料斗必须是密闭的，料斗中应设有加热装置，温度不低于100℃，对无保温装置的料斗，一次加料量最好少于半小时的用量，并要加盖盖严。
判断干燥效果的快速检验法，是在注塑机上采用“对空注射”。如果从喷嘴缓慢流出的物料是均匀透明、光亮无银丝和气泡的细条时，则为合格。此法对一般塑料均适用。
PC的熔体粘度比PA、PS、PE等大得多，流动性较差。熔体的流动特性接近于牛顿流体，熔体粘度受剪切速率影响较小，而对温度的变化十分敏感，因此，成型时只要调节加工温度，就能有效地控制PC的表观粘度。
成型温度的选择与树脂的分子量及其分布、制品的形状与尺寸、注塑机的类型等有关，一般控制在250～310℃范围内。注塑用料，宜选用分子量稍低的树脂，MFR为5～7g/10min；对形状复杂或薄壁制品，成型温度应偏高，为285～305℃；而厚壁制品，成型温度可略低，为250～280℃。不同的注塑机，成型温度也不一样，螺杆式为260～285℃，柱塞式为270～310℃。料筒温度的设定是用前高后低的方式，靠近料斗一端的后料筒温度要控制在PC的软化温度以上，即大于230℃，以减少物料阻力和注射压力损失。尽管提高成型温度有利熔体充模，但不能超过330℃，否则，PC会发生降解，使制品颜色变深，表面出现银丝、暗条、黑点、气泡等缺陷，同时，物理力学性能也会显著下降。
喷嘴温度为260～310℃，两种类型的注塑机上喷嘴的温度控制有所不同。
7 a4 d! H7 O9 ^; P模具温度对制品的力学性能影响很大。随着模温的提高，料温与模温间的温差变小，剪切应力降低，熔体可在模腔内缓慢冷却，分子链得以松弛，取向程度减小，从而减少了制品的内应力，但制品的冲击强度、伸长率显著下降，同时会出现制品脱模困难，脱模时易变形，并延长了成型周期，降低生产效率；而模温较低，又会使制品的内应力增加。因此，必须控制好模温。通常，PC的模温为80～120℃。普通制品控制在80～100℃，而对于形状复杂、薄壁及要求较高的制品，则控制在100～120℃，但不允许超过其热变形温度。
成型PC厚壁制品时，模具温度的控制显得特别重要。例如，在成型简支梁冲击试验样条（厚度为10mm）时，如果模具不进行控制温度，则成型的样条内部缩孔很多，也很大。此时，模具如果没有设置加热装置，则可采用简易的方法将模具主流道加热。该简易的方法就是在一根铁丝上系上棉花球，蘸上工业酒精，加热主流道，这样，虽不能消除缩孔，但缩的数量大为减少，程度大为减轻。当然，这是一种没有办法的办法，是一种土办法，不推荐使用。因为这样，容易使模具主流道变形和氧化。
: a" `# V6 u$ n/ B! v尽管注塑时注射压力对熔体粘度和流动性影响较小，但由于PC熔体粘度高、流动性较差，因此，注射压力不能太低，一般控制在80～120MPa。采用柱塞式注塑机时，注射压力应为100～150MPa；而对于薄壁长流程、形状复杂、浇口尺寸较小的制品，为使熔体顺利、及时充模，注射压力要适当提高至120～150MPa。PC注塑工艺控制的总的原则是：高料温，低压力。
4 u' a" p5 G  E4 W% @" b保压压力大小和保压时间长短直接影响制品的质量。保压压力过小，则补缩作用小，制品内部会因收缩而形成气泡，制品表面也会出现凹痕 ；保压压力过大，在浇口周围易产生较大的内应力。保压时间长，制品尺寸精度高、收缩率低、表面质量良好，但增加了制品中的内应力，延长了成型周期。保压压力为80～100MPa。前面所说的土方法——用火加热主流道，实质上就是延长浇口中熔料的凝固时间，以增加补缩作用。塑化PC时，背压可大一些。
注射速率对制品的性能影响不大。但从成型角度考虑，注射速率不宜太慢，否则进入模腔内的熔体易冷凝而导致充模不足，即使充满了，制品表面也易出现波纹、料流痕等缺陷；注射速率也不宜太快，以防裹入空气和出现熔体破裂现象。生产中，一般采用中速或慢速，最好采用多级注塑。注射时，速度设定为慢→快→慢，这样可大大提高制品质量。
1 Q  L- H8 t, J1 q, D& Q( K7 i螺杆转速不可太高，一般为30～60r/min。嵌件须预热到200℃，至少也要有120℃，一般为110～130℃。再生料的再生次数不超过3次，用量为20%左右。
- [, X# v0 ?/ [8 i# [" W" fPC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。对脱模确有困难的制品，可使用硬脂酸或硅油类物质作脱模剂，但用量要严格控制。
6 u5 t) L* t4 H1 X! m5 n8 d  B9 a; CPC制品中应尽量避免使用金属嵌件。若确需使用金属嵌件时，则必须先把金属嵌件预热到200℃左右后，再置入模腔中进行注塑，这样可避免因膨胀系数的悬殊差别，在冷却时发生收缩不一致而产生较大的内应力，使制品开裂。
& H/ }3 `  R! \: ]4 m/ J. b减小内应力的方法，除了在制品造型设计时避免缺口、锐角、厚薄悬殊以及采用正确的成型工艺参数等外，最好是对制品进行热处理。热处理温度控制在125～135℃（树脂Tg以下10～20℃），处理时间为2h左右，制品越厚处理时间越长。一般壁厚小于5mm的制品,时间为8h；大于20mm的制品,时间为24h。
制品的内应力大小可通过偏振光检验法和溶剂浸渍法。偏振光检验法适用各种透明制品，它是利用PC的透明性，把制品置于偏振光镜片之间，从镜上观察制品表面彩色光带面积，以彩色光带面积的大小来确定制品内应力大小，如果观察到的彩色光带面积大，说明制品内应力大。溶剂浸渍法是工厂中普遍采用的一种检测手段，该法是将PC制品浸入某些溶剂（如苯、四氯化碳、环已烷、乙醇、甲醇等）之中，以制品发生开裂破坏所需的时间，来判断应力的大小，时间越长则应力越小。如果浸渍5～15s就开裂，说明内应力很大；如果浸渍1～2min不出现裂纹，说明内应力很小，这种制品在使用过程中一般不会开裂。
! f' W( e0 S% M3 w) p) U- ^注塑PC时对注塑机的要求是：
( x) @9 V. S, F. X7 {（1）要求制品的最大注射量不大于螺杆式注塑机公称注射量的70-80%。
（2）螺杆要求是单头、全螺纹。
7 C( D3 g9 s( k( P7 i& P( Z（3）温控仪表能在400℃以下自由选择并稳定工作。
- i& ^. k4 Z1 A9 z; ^. o: X$ G! m5 [（4）应选用敞开式延伸式喷嘴，孔径为3～6mm，孔长为12～25mm，并配有单独控制加热装置。
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是不是考虑进行热处理，降低内应力

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热处理?能否详解?