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影响塑料模具表面粗糙度因素—挤塑加工

来源:互联网
塑料模具是一种生产塑料制品的工具.它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。挤出模具公司指出,注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的。

影响塑料模具表面粗糙度因素——挤塑加工来为大家娓娓道来

模具表面粗糙度的变化来自塑料颗粒对氧化层和模具材料的冲蚀。在塑料成型的过程中,影响塑料模具表面粗糙度变化的因素有很多,如塑料颗粒的冲蚀速度、塑料颗粒的特性、冲蚀的角度等。模具表面材料损失越严重,冲蚀率越大,模具粗糙度变化也越大。

1.冲蚀速度的影响

在塑料注入成型过程中,塑料颗粒的速度对冲蚀效果有较大的影响。冲蚀磨损量和颗粒的速度存在以下关系[5] :

D=K · V n

上式中,D 为磨损量,K 为常数,V 为磨粒冲蚀速度,n为速度指数,塑性材料取n=2.3~2.4,脆性材料取n=2.2~6.5。

如果冲蚀粒子的速度过低,异型材厂家指出,从变形的角度来说模具材料可能只发生弹性变形而不发生塑性变形,几乎没有冲蚀磨损发生,此时塑料模具的粗糙度变化不大[6]。如果冲蚀的速度过高,模具型腔在高压塑料熔体连续不断的冲击下,模具材料产生局部塑性变形,模具表面粗糙度加大。若冲蚀速度不高,模具表面发生疲劳磨损,一般只产生凹坑和麻点等现象;但如果冲蚀速度较高,模具表面会产生断裂现象,可能发生断裂失效。

2.冲蚀角度的影响

塑料颗粒冲蚀角度对模具表面粗糙度的变化也有影响。塑料模具在高温氧化冲蚀过程中,如果冲蚀磨损仅仅发生在模具表面氧化层,当冲蚀角度为90° 时模具表面材料损失最严重,模具表面粗糙度变化最明显。如果模具材料发生了冲蚀磨损,则遵循塑性材料的冲蚀规律,冲蚀角为20~30°时对模具表面粗糙度的影响最大。

3.塑料粒子的影响

塑料粒子的形状和尺寸对塑料模具表面粗糙度的影响也较大。在相同的实验条件下,多角形粒子对模具的冲蚀作用比球形粒子大很多。在冲蚀角为45° 时,多角形塑料粒子的冲蚀量是球形粒子的4 倍。在粒子尺寸影响方面,当塑料粒子的尺寸为20~200 μm 时(pvc塑料挤出),模具材料的冲蚀率一般随着粒子尺寸的增大而上升,表面粗糙度也随之变大,但粒子尺寸超过200 μm 后,由于尺寸效应,粒子尺寸的增加并未对模具表面粗糙度产生较大的影响。

4.其它因素的影响

在塑料成型过程中,模腔中添加的颗粒以及通过外部环境进入模腔的颗粒刮擦模具表面,对模具表面形成切削,改变了模具表面的粗糙度。如果模具中颗粒的硬度较小,颗粒在模具和塑料制品之间被挤压破碎,模具表面材料会发生应力集中,产生高应力的凿削磨损,在模具表面产生犁沟,形成塑性变形,对模具粗糙度有较大影响。如果颗粒较硬,颗粒不发生破碎,这时颗粒只在模具表面产生平移,金属表面被划伤,但划痕较浅,对塑料模具表面粗糙度影响较小。

另外,如果塑料模具材料和塑料制品材料之间亲和力较强,在塑料模腔高温高压的环境下,塑料材料会和模具材料之间产生很强的粘连作用,出现所谓的粘模现象。严重的粘模现象会导致塑件和模具表面材料的脱落,在模具材料表面产生较深的划痕,模具的表面粗糙度因为粘着磨损而加大。

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