Литьё пластмасс под давлением


Дефекты литьевых изделий


Дефекты литьевых изделий и проблемы литья

 
Низкая прочность спая
 

 

Возможные причины и способы устранения

     Существует 2 типа спаев (рисунок): "спай в стык" и "спай в касание", различающихся по механизму образования. При "спае в стык" потоки расплава останавливаются, тогда как при спае "в касание" потоки продолжают движение, выделяя тепло вязкого трения. При "спае в стык" происходит быстрое остывание расплава в области спая. По этой причине "спай в стык" иногда называют "холодным спаем", а "спай в касание" - горячим спаем. 
     Для спаев, образованных в начале процесса заполнения, прочность "спаев в стык" меньше прочности "спаев в касание", поэтому "спай в касание" является предпочтительным.

   

Рис. Механизмы образования спая: "спай в касание" и "спай в стык" 
   

     Прочность спая определяется несколькими факторами:

     - Взаимодиффузией потоков расплава
     - Глубиной воздушной канавки
     - Остаточными напряжениями в области спая
     - Эффектом "внутреннего течения" 

     Обычно области спая имеют меньшую прочность, чем другие области изделия. Снижение прочности связывают с рядом факторов и в первую очередь с нарушением в области спая структуры и изменением молекулярной ориентации материала.
     Воздушная канавка является концентратором напряжений и для аморфных материалов обычно с нее обычно начинается разрушение изделия. Для кристаллизующихся материалов изделие часто разрушается вблизи спая.
     При образовании спая после отверстия (рисунок) взаимодиффузия потоков расплава увеличивается по мере удаления от отверстия, поэтому и прочность спая повышается в том же направлении

   

Рис. Прочность спая увеличивается по мере удаления от отверстия /2/ 

   
     Повышение температуры фронта расплава способствует увеличению подвижности макромолекул, увеличивает взаимодиффузию и в общем повышает прочность спая /3/. Небольшое снижение прочности при высоких температурах объясняется ориентационными эффектами.
     Прочность спая в отливках из материалов, содержащих стекловолокно, может составлять 20 - 80% от прочности материала без спая /4-5/. Уменьшение прочности спаев для таких материалов настолько значительно, что прочность спаев может быть равна или даже меньше /6/ прочности базового полимера. Причина этого явления - неравномерная ориентация стекловолокна в области спая.
     При эффекте "внутреннего течения", называемого также "парусным потоком" происходит смещение внутренней части спая под действием потоков расплава в полости в направлении течения. Это может способствовать значительному увеличению прочности спая /6/  
Литература:

1. Кузнецов В.В., Ушакова Н.Б., Половинкина Т.П., Паничев В.Г. "Спаи" при литье под давлением изделий из термопластов. М., НИИТЭхим, 1991.
2. Guidelines for the design of moulding in engineering plastics. Hoechst AG, 1996.
3. Kim S.G, Suh N.P. "Perfomance Prediction of Weldline Structure in Amorphous Polymers". Polym. Eng. Sci., 1986, v. 26, N 17, p. 1200-1207.
4. Hasenauer J., Kueper D., Laumeyer J.E., Welsh I. Top ten design tips. Du Pont de Nemours.
5. Tutorial on polymer composite molding. Michigan State University, 1999.
6. Данные проф. Ю.В. Казанкова

 

 

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2003



Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин