Напряжения в литьевом изделии

В последние годы в области исследования литья под давлением появилось много работ, посвященных математическому моделированию процесса, а также его структурно-морфологическим аспектам. Особенно много работ прикладного характера, в которых использованы результаты, полученные при моделировании заполнения и охлаждения формы, для предсказания уровня остаточных напряжений и распределения ориентации и кристалличности в литьевых изделиях. Уровень внутренних напряжений — чрезвычайно важная характеристика изделий. Из предшествующего обсуждения ясно, что они возникают по двум причинам. [c.540]

Способ твердофазной поликонденсации пока не нашел широкого применения. Известны попытки доведения молекулярной массы полиэфирных отходов до столь высокого уровня, что литьевые изделия из этих отходов ве растрескиваются при эксплуатации. Последнее объясняется невысокой степенью их кристалличности и вследствие этого — небольшими внутренними напряжениями. [c.97]

Наряду с усадочными в литьевых изделиях возникают также ориентационные (замороженные) напряжения, вызываемые различными степенями ориентации макромолекул и надмолекулярных образований в направлении течения в форме и в перпендикулярном к нему направлении расширения потока расплава. Эти напряжения можно значительно уменьшить, повышая температуру стенок формы или температуру впрыскиваемого расплава, а также увеличивая скорость заполнения формы расплавом, т. е. сни-жая разность температур формы и расплава. Практически температуру формы поддерживают на 100—150°С ниже температу ры литья. [c.283]

НИИ течения), что приводит к большим внутренним напряжениям в изделии и за счет этого к его деформациям или даже трещинам. При применяемом в данном случае способе литьевого прессования форма смыкается до зазора от 6 до 8 мм, а затем впрыскивается масса. После процесса впрыска машина смыкает форму и выдавливает массу в формующую полость. Таким образом, обеспечивается изготовление изделий с минимальными напряжениями и деформацией. Чтобы обеспечить литьевое прессование, форма должна иметь погружную кромку, которая обычно размещается в зоне раскрытия формы. Для такой вращательно-симметричной детали была выбрана форма, в которой плита выдавливания с проходит по центру через плиту формы Ь и своей торцевой частью образует нижний контур тарелки. [c.185]

В последние годы полиэтилен высокой плотности особенно широко применяется в виде литьевых изделий. Однако по сравнению с другими литьевыми материалами полиэтилен отличается довольно большой усадкой при охлаждении изделий, что обусловлено повышением при этом степени его кристалличности и плотности, причем усадка изделий из полиэтилена не прекращается при достижении ими температуры окружающей среды и продолжается в процессе хранения. Особенно важное влияние на качество литьевых изделий оказывает разность между усадкой в направлении течения материала и в перпендикулярном к нему направлении, что может явиться одной из причин возникновения внутренних напряжений. Приведены данные, характеризующие влияние на разность усадки в обоих направлениях температуры литья, толщины пластин, типа и размера литников, равномерности охлаждения и т. п. Указано, что склонность к об- [c.291]

Из приведенных данных видно, что литьевые изделия набухают в воде и растворителях примерно в три раза меньше, чем прессизделия (в одинаковых условиях). Далее оказывается, что материал, сильнее набухающий в растворителях, прочнее сцепляется с металлическим покрытием. Вообще справедливо следующее правило изделия из пластмасс, особенно из АБС-сопо-лимеров, изготовленные методами прессования, экструзии, ва-куум-формования или вальцевания и не имеющие внутренних напряжений, легко поддаются гальванической металлизации. При этом прочность сцепления основы с покрытиями почти вдвое больше, чем у изделий из того же материала, полученных литьем под давлением. [c.142]

На прочностные свойства изделий влияет также температура разогретого полимера. На рис. 22 показан характер влияния температуры полимера на удельную ударную вязкость образцов литьевого полиметилметакрилата чем эта температура выше, тем меньше напряжение в изделии и его удельная ударная вязкость. [c.114]

Наиболее эффективным методом снятия избыточных напряжений в литьевых изделиях является их отжиг в условиях максимальной возможной температуры при условии, что она не вызывает деформации изделий. Пластификация одного полимера другим также снижает напряжение в литьевых изделиях. [c.115]

При литье под давлением термопластов вследствие сдвиговых напряжений и расширения материала при заполнении формы происходит ориентация макромолекул, которая сильно влияет на прочность и деформационные свойства литьевых изделий. Зная размеры и расположение образовавшихся областей упорядоченного состояния, можно оценивать свойства изделий. В первой части работы описаны методы измерения степени ориентации и ее распределения в литьевых образцах с преимущественно одноосным движением потока. На основании испытаний ра.зличных образцов сделаны выводы о распределении ориентации зная расположение и степень ориентации молекулярных структур, можно объяснить формы разрушения материала. [c.76]

Рис. 15. Схема расчета прочности при одноосной нагрузке по сечению литьевого изделия при постоянной температуре Т. 0-напряжение -время - граница повреждения < ,д -время эксплу-

Внутренние напряжения в литьевых изделиях из суспензионных полимеров образуются в результате [8] 1) усадки, [c.149]

Температура формы. Температуру в форме поддерживают на определенном уровне в зависимости от термической устойчивости полимера. Для более термостойких материалов требуется и более высокая температура формы. При относительно высокой температуре формы литьевое изделие остывает в ней медленнее, зато оно имеет лучший внешний вид, максимальный блеск и меньшие внутренние напряжения. При более высокой температуре формы повышается скорость заливки гнезда (по сравнению с литьем в холодную форму), а также устраняются спаи литьевого изделия и повышаются его оптические свойства. Благодаря лучшему течению полимера при литье в горячую форму температуру в пластикационном цилиндре можно поддерживать на более низком уровне. Поскольку скорость охлаждения изделия определяется разностью температур впрыснутой массы и формы, более низкая температура пластикационного цилиндра благоприятствует более быстрому затвердеванию изделий. Общая продолжительность охлаждения в горячей форме несколько больше, чем в холодной. [c.250]

Влияние текучести на перерабатываемость полимеров и свойства изделий. Текучесть полимеров является одним из основных факторов, определяющих поведение полимеров в процессе переработки и качество получаемых изделий. Полимерные материалы, обладающие малой текучестью, неудовлетворительно заполняют полости пресс-форм и литьевых форм, в связи с чем при переработке таких полимеров требуются высокие температуры и давления формования. Повышение температуры формования приводит к существенному удлинению производственного цикла, увеличению усадки изделий и возрастанию энергозатрат. Повышение давления формования способствует росту ориентационных напряжений в изделиях, в результате чего возрастает анизотропия механических свойств, уменьшается стойкость к растрескиванию, понижается температура коробления и др. При литье под давлением пластмасс, имеющих малую текучесть, с целью понижения потерь давления в форме увеличивают площадь поперечного сечения каналов литниковой системы, что приводит к возрастанию потерь материала в виде отходов. [c.73]

Литьевые изделия могут иметь весьма разнообразную конфигурацию и размеры, поэтому на процесс охлаждения оказывает влияние разнотолщинность стенок, которая слул ит основной причиной появления остаточных внутренних напряжений. При заполнении формы расплавом там, где находится тонкая стенка, возникают большие скорости сдвига, а соответственно и высокие напряжения сдвига. На участках, где толщина стенок большая, расплав течет медленнее, поэтому и степень ориентации в этих формующих зазорах незначительна. При последующем охлажде- НИИ расплава происходит частичная дезориентация макромолекул, однако за счет более быстрого охлаждения тонких стенок релаксация на этих участках практически не протекает и различие в ориентации усиливается. Таким образом, если изделие имеет различную толщину стенок, то после охлаждения степень ориентации будет различной и это вызовет появление остаточных напряжений. При извлечении таких изделий из формы может произойти их коробление или с течением времени образуются микротрещины. Коробление возможно и у изделий, не имеющих разнотолщинности стенок, в случае их неравномерного охлаждения. Поэтому конструкция охлаждающих каналов формы должна обеспечивать равномерное температурное поле. На коробление могут повлиять не только остаточные напряжения, ио и последующая усадка неравномерно охлажденных участков. Так, прн литье в форму, [c.210]

С повышением температуры возрастает реакционная активность, способствующая более глубокому окислению поверхности полиолефинов. К тому же и процесс активирования протекает быстрее. Однако в данном случае с повышением температуры возрастает опасность деформации изделия под влиянием релаксации внутренних напряжений. Такие напряжения в определенной степени присущи большинству изделий из полиолефинов (и вообще изделиям из термопластов), как результат неравномерных условий их формования. Внутренние напряжения особенно отмечаются в литьевых изделиях и возрастают с ростом кристаллизационной способности соответствующего вида полиолефинов. По этой причине при обработке изделий из полиэтилена низкой плотности рекомендуется нагревать активирующую смесь до 85 °С, из полиэтилена высокой плотности — до 90 °С, а из полипропилена, являющегося значительно более термостойким,— до 100°С. [c.22]

Пресс-форму литьевой машины охлаждают водой до 25—40°, но для уменьшения внутренних напряжений отлитых изделий можно повысить температуру формы, чтобы изделия остывали медленнее, пренебрегая при этом снижением производительности машины. [c.198]

Литьевую форму при работе машины обычно охлаждают водой или поддерживают заданную температуру формы с помощью теплоносителя термостатической установки. Температура формы влияет на скорость охлаждения материала и величину внутренних напряжений в изделии, а также (но в меньшей степени) на условия заполнения формы. [c.53]

Прочность отливаемых изделий зависит от их плотности и величины внутренних напряжений. Плотность литьевых изделий зависит от давления формования. Исследования процесса формования реактопластов показывают, что увеличение плотности [c.79]

Внутренние напряжения в литьевых изделиях [c.172]

Внутренние напряжения могут быть полезными. Так, благодаря внутренним напряжениям литьевые детали обнаруживают повышенную механическую прочность в определенных направлениях, С другой стороны, внутренние напряжения могут приводить к короблению литьевых изделий в процессе эксплуатации при температурах ниже температуры стеклования. Таким образом физикомеханические свойства литьевых деталей в значительной степени зависят от внутренних напряжений, которые, в свою очередь, зависят от технологических параметров процесса литья под давлением. [c.172]

Важными параметрами, влияющими на механические свойства литьевых изделий, являются также давление литья и выдержка под 1,авлением. Уплотнение полимера, зависящее от давления в форме и выдержки под давлением, приводит, как было показано, к возникновению внутренних напряжений в литьевых изделиях, что также отражается на их механических свойствах. [c.178]

Наличие ориентационных напряжений приводит к анизотропии механических свойств как у аморфных, так и у кристаллических термопластов. В связи с этим ниже рассматриваются вопросы анизотропии механических свойств литьевых изделий и влияние на нее параметров процесса литья. [c.182]

Одной из важнейших особенностей процесса литья под давлением является возникновение в изделиях ориентации и внутренних напряжений, которые, как было показано в гл. IV, очень сильно влияют на механические свойства литьевых изделий. Величины ориентации и внутренних напряжений зависят не только от свойств термопласта и условий литья под давлением, но также и от геометрии литьевой детали, в частности ее толщины и конфигурации. В большинстве литьевых изделий ориентация и внутренние напряжения являются нежелательным явлением, поскольку они приводят к анизотропии механических свойств, недостаточной стабильности размеров и растрескиванию изделия со временем или под воздействием агрессивных сред. [c.195]

На изменение размеров литьевых изделий и их свойств после изготовления могут влиять процессы релаксации внутренних напряжений и вторичной кристаллизации, которые протекают в различной степени в зависимости от внешнего воздействия (температуры, влаги и т. д.). Для уменьшения внутренних напряжений и стабилизации размеров литьевые изделия иногда подвергают после литья дополнительной тепловой обработке. [c.196]

Располагая кривыми долговременной прочности при различных температурах, можно провести расчет прочности литьевых изделий, если, например, на сечение действует одноосная растягивающая нагрузка. Для предполагаемой максимальной продолжительности непрерывной эксплуатации детали и предполагаемой максимальной деформации определяют по этим кривым напряжение, вызывающее эту деформацию . Действующее номинальное напряжение, которое рассчитывают по критическим сечениям детали, т. е. таким сечениям, где ожидаемые нагрузки могут привести к разрушению [c.200]

Однако если при литье под давлением не удается реализовать названные условия или если требуется максимальная стабильность размеров и высокая теплостойкость, то целесообразно осуществлять отжиг (тепловую обработку) литьевых изделий с целью снятия внутренних напряжений, возникающих в полимере в процессе литья под давлением. При этом изделие нагревают до определенной температуры, называемой температурой отжига, выдерживают некоторое время и затем медленно охлаждают до комнатной температуры. Эффект тепловой обработки заключается в увеличении плотности термопласта и повышении его теплостойкости. Кроме того, отжиг часто способствует повышению прочности на удар и предотвращает растрескивание изделий. Получаемый эффект зависит от типа термопласта, условий отжига и условий литья под давлением. [c.218]

В дополнение к упомянутым выше напряжениям в литьевых изделиях накапливаются упругие напряжения, вызванные ориентацией при течении расплава. Используя уравнение состояния расплава, с помош,ью выражения (14.1-9) при заданных значениях Т х, у, t) можно оценить величину ориентации в каждой точке отливки в конце процесса заполнения формы при Т решения этой задачи в первую очередь необходимо расчетным путем установить наличие фонтанного течения, поскольку именно такой характер течения приводит к образованию поверхностных слоев литьевого изделия. Далее следует подобрать уравнение состояния, соответствующее данному характеру течения и большим деформациям, и определить степень их влияния на кинетику кристаллизации и морфологию кристаллизующихся полимеров. В работе Кубата и Ригдала [44] предпринята косвенная попытка решения подобной задачи. Можно надеяться, что в ближайшее десятилетие будет достигнут существенный прогресс в этой области исследований. Конструкция пресс-формы и технологические параметры литья под давлением также являются факторами, влияющими на структурообразование в литьевых изделиях. [c.541]

При движении расплава в полости формы возникает напряжение сдвига, достигающее своего максимума на границе раздела фаз. Это напряжение называется ориентационным, оно связано с псевдопластпческим состоянием расплава. На величину его оказывают влияние не только перепад давления, но и перепад температуры. Ориентационные напряжения заметнее всего проявляются на тонкостенных отливках [14]. В толстостенных же изделиях напряжение образуется в результате объемной усадки при фазовом переходе. Следовательно, для идеального заполнения формы необходимо, чтобы скорость литья под давлением в конечной стадии заполнения формы не падала ниже критической величины, при которой расплав затвердевает в устье впуска. Преждевременное затвердевание вызывает провалы, утяжки или раковины. В литьевом изделии, естественно, всегда остаются внутренние напряжения. [c.224]

Этот процесс применяют для снятия внутренних напряжений в литьевых изделиях и отчасти для уменьшения молекулярной ориентации, вызванной однонаправленным течением расплава во время заполнения формы. Изделия погружают в высококипящее масло или парафин и выдерживают при определенной температуре, зависящей от типа полиамида в течение отрезка времени, обусловленного толщиной детали. Для ПА 66 термообработку проводят при 160—190 °С, а длительность выдержки при этой температуре составляет 15 мин на каждые 3 мм толщины. При этом необходим плавный нагрев и медленное охлаждение. [c.183]

Поэтому можно ожидать, что материал с лучшей смачиваемостью водой или растворителем создает количественно лучшие условия для гальванической металлизации. Это подтверждают результаты сравнения величин адгезии, полученных на прессованных и литьевых изделиях (без внутренних напряжений) из АБС-сополимера марки терлуран 876-0 гальвано [c.141]

Из изложенного выше вытекает вопрос — возможно ли при обычном сухом окрашивании полимерного гранулята порошкообразным органическим пигментом на литьевом оборудовании дополнительное (в сравнении с формой поставки) измельчение пигментных агломератов Если и принять, что прилагаемое напряжение сдвига превышает критическое значение для труднодиспергируемых агломератов, то только фактора времени недостаточно. Тем не менее из практики известно, что при окрашивании образцов таким способом результаты получаются удовлетворительные. Если же рассматривать тонкий срез с такого формового изделия под микроскопом, можно различить многочисленные пигментные агломераты. Оказывается, что червяк литьевой машины или экструдера обеспечивает определенное, достаточное для некоторых целей измельчение пигмента, не удовлетворяющее, однако, повышенных требований, например в прецизионных литьевых изделиях, выдувных емкостях или тонких пленках. Надежную гарантию отсутствия агломератов в изделиях можно получить только с применением соответствующих пигментных препаратов [1]. [c.175]

Температура расплава на выходе из мундштука и скорость впрыска являются важнейшими теянолотическим параметрам , определяющимя качество литьевых изделий из этролов. При низких температурах литья. изделия формуются с большим нутрен-ними нанряжениям1и, имеют понижен ную эластичность и малую прочность в месте стыка. С повышением температур переработки выше нормы происходит очень сильная деструкция эф ира целлюлозы и интенсивное газовыделение, в результате чего изделия становятся очень хрупкими, особенно. при отрицательных температурах, и теряют свою окраску. Остаточные внутренние напряжения в изделиях и прочность холодных спаев определяются также скоростью впрыска расплава в форму. [c.32]

Предложенный расчет прочности литьевых изделий может быть подтвержден лищь изучением механики материалов. Однако, по мнению многих исследователей, для пластиков целесообразнее в основу расчета принимать удлинения, а не напряжения. В последних исследованиях Вебер и Лёртш также пришли к таким выводам. Автору известен лишь один пример, однако весьма показательный, подтверждающий, что прочность литьевых изделий из термопластов можно с достаточной точностью рассчитывать инженерными методами. Речь идет об исследовании литьевых крыльчаток для вентиляторов из полиамидов и полипропилена [29]. Предварительные расчеты совпадают с достаточной точностью с результатами исследования долговременной прочности в условиях эксплуатации. [c.156]

Метилметакрилатные полимеры отличаются уникальной чистотой и прозрачностью, значительно превосходя в этом отношении другие стеклоподобные пластики. Тем не мепее в изделиях из полиметилметакрилата иногда можно обнаружить оптические дефекты. В блочном нолиметилметакрилате они появляются как в процессе его изготовления, так и в результате применения неправильных режимов переработки или эксплуатации изделий, в суспензионном же полимере — лишь при их переработке. Наиболее серьезные оптические дефекты в блочных полимерах вызываются внутренними напряжениями, а также присутствием следов примесей химического происхождения. Под действием внутреп -иих напряжений на органическом стекле образуются поверхностные микротреш,ины в виде серебра . При формовании полимера со следами примесей на поверхности изделий возникают дефекты, известные под названием крупинки . У суспензионных полимеров внутренними напряжениями обладают только литьевые изделия. [c.146]

При впрыскивании материала в литьевую форму происходит ориентация макромолекул в направлении течения полимера. Если в этот период расплав остынет, то появится замороженная ориентация макромолекул. Охлаждение литьевой композиции происходит при заливке в форму, выдержке под давление.м и снятии последнего. В наибольшей степени пластик охлаждается при выдержке под давлением, когда и возникает основная часть замороженной ориентации макромолекул. Правильное ведение процесса литья и выбор надлежащего режима охлаждения позволяют снизить внутренние ориентационные напряжения Для полного их устранения температуру в форме необходимо было бы поддерживать выше температуры затвердевания полимеров, а затем охлаждать изделие ниже температуры затвердевания, не вынимая из формы. Это возможно лишь при прессовании термопластов и неосуществимо при литье под давлением. Благодаря меньшим внутренним напряжениям макромолекул, прессизде-лия по теплостойкости превосходят литьевые изделия. [c.150]

Размер червяка устанавливается в соответствии с текучестью полимера и требуемой пластикационной способностью. Материалы с низкой текучестью перерабатывают при давлении 1200 кгс1см [8]. Идеальный прогрев массы, достигаемый благодаря турбулентному течению, обеспечивает низкую вязкость расплава. Поэтому одночервячные машины позволяют осуществлять литье под давлением при более низких давлениях, чем поршневые литьевые машины, что способствует уменьшению внутренних напряжений в изделиях. На одночервячной машине - 90% давления литья переносится с червяка непосредственно на массу, подаваемую в форму, тогда как на поршневой эта цифра не превышает 50%, главным образом из-за противодавления литьевой композиции. [c.256]

Прессованные изделия обладают меньшими внутренними напряжениями, чем литые. Эго объясняется, главным образом, минимальным течением материала при прессовании, ввиду чего практически исключена замороженная ориентация макромолекул, наблюдающаяся в литьевых изделиях. При прессовании макромолекулы имеют достаточно времени, чтобы, пока полимер находится еще в пластическом состоянии, принять положение покоя с наименьшим запасом свободной энергии. Прессиз-делия характеризуются поэтому лучшими теплостойкостью и прочностью, чем изделия, получаемые литьем под давлением. Прессование полиметакрилатов предпочитают литью под давлением при изготовлении изделий большой толщины, так как в толстостенных изделиях при литье под давлением легко образуются пустоты или провалы. Чтобы избежать их, охлаждение отлитых изделий в форме приходится производить при достаточно высоком давлении. Тем самым заметно удлиняется цикл литья под давлением и нарушается его ритмичность. Поэтому толстостенные изделия рациональнее изготовлять методом прессования, при котором выдержка изделия под полным давлением в процессе охлаждения может продолжаться любое время. Этот метод особенно выгоден при производстве сравнительно небольшог о [c.263]

Саморегулирующаяся литьевая машина работает следующим образом. В начале работы машины устанавливаются необходимая температура и максимальное давление в гидросистеме впрыска. Включается счетно-часовой механизм, который отсчитывает и запоминает время от начала движения шнека до момента заполнения формы. Материал впрыскивается в форму всегда при максимальном давлении, которое регистрируется гидродатчиком. Затем происходит переключение первичного давления на вторичное. Команда на переключение подается от счетно-часового механизма. Вторичное давление изменяется до требуемого значения автоматическим регулятором давления. Вторичное давление определяет величину внутренних напряжений в изделии и, следовательно, изменение веса отливки. [c.255]

Второй вид — двухосная ориентация, возникающая при расширении потока расплава перпендикулярно направлению его движения 2 . Расплав распространяется в форме таким образом, что фронт потока в любой момент заполнения формы представляет собой дугу, центр которой расположен у литника. На примере сектора, изображенного на рис. IV. 17, можно показать, что при продвижении расплава концентрический элемент на расстоянии г от литника, проходя путь Дг, расширяется перпендикулярно направлению течения на П/2 Дг. Однако это расширение происходит неравномерно по поперечному сечению стенки. После соприкосновения со стенкой формы расплав начинает охлаждатьс я около нее и затвердевает, в то время как новые потоки расплава передвигаются по этому слою и одновременно расширяются перпендикулярно направлению течения, т. е. происходит радиальное распространение расплава при двухмерном заполнении формы. Это означает, что расширение по сечеьию различно и приводит к возникновению напряжения сдвига перпендикулярно направлению течения. Напряжение сдвига и расширение вызывают ориентацию макромолекул перпендикулярно направлению течения. Оба процесса ориентации вдоль и перпендикулярно направлению течения приводят к двухосной ориентации в литьевом изделии. [c.160]