Downloaded 15 times
Uploaded byEugene Asanov
Дефекты при литье инженерных пластиков
Документ содержит презентацию о типичных дефектах, возникающих при литье инженерных пластиков, таких как полиамид и полиацеталь. Основное внимание уделяется сравнительному анализу микроструктуры образцов с дефектами и без, а также рекомендациям по их предотвращению и устранению. Автор подчеркивает важность оптимальных технологических параметров и возможность обращения за помощью в случае возникновения проблем.
Дефекты при литье инженерных пластиков
- 1. ИНЖЕНЕРНЫЕ ПЛАСТИКИ ТИПИЧНЫЕ ДЕФЕКТЫПРИ ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Июль 2013 Вадим Лунев руководитель группы
- 2. Введение В данной презентациирассмотрен набор материалов из группы инженерных пластиков (список представлен на следующем листе). Главной целью данной работы является наглядная демонстрация различий в структуре материалов с дефектами литья в сравнении с материалами (образцами) отлитыми без дефектов, с использованием оптимальных технологических параметров. А также определение причины образования дефекта и способа его устранения. Мы надеемся, что, используя эту наглядную информацию, вам удастся избежать аналогичных ошибок при изготовлении изделий из полукристаллических инженерных пластиков методом литья под давлением. Кроме этого, мы надеемся, что при возникновении каких-либо проблем при литье и появлении дефектов вы, используя данную информацию, сможете своевременно идентифицировать и устранить проблемы. Если возникает случай, не описанный в данной презентации, пожалуйста, свяжитесь с нами. Совместно мы решим все проблемы! Будем рады вам помочь. +7 495 989-25-35 | www.rusplast.com
- 3. ПОЛИАМИД • Недостаточное времявыдержки под давлением (ВПД) • Непроплав • Окисление при сушке • Плохое распределение пигмента • Слишком низкая температура пресс-формы • Недостаточная сушка • Облой • Деламинация • Слишком низкая температура пресс-формы ПОЛИАЦЕТАЛЬ (ПОМ) • Деламинация при 5% ПА6 • Различие цвета • Загрязнения в пресс-форме • Термическая деградация в цилиндре • Вторичный материал 100% • Недостаточное время выдержки под давлением (ВПД) • Непроплав • Дефект поверхности
- 4. ПОЛИАЦЕТАЛЬ (ПОМ) • Слишкомнизкая температура пресс-формы • Утяжины • Дефект поверхности • Непроплав • Недолив • Различие цвета ПОЛИБУТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ (ПБТ) • Типичная структура • Типичная структура ТЭП (полиэфирный) • Типичная структура • Типичная структура • Типичная структура Пример стекловолокна в микроструктуре полимера • Типичная структура
- 5. СФЕРОЛИТЫ По фазовому состояниювсе полимеры можно разделить на аморфные и кристаллические. Кристаллическое фазовое состояние характеризуется наличием макромолекул, уложенных параллельно друг другу и имеющих в своем расположении трехмерный дальний порядок. Структура полимеров, как правило, одновременно состоит из кристаллических и аморфных областей. Если в полимере больше 40 % кристаллической фазы, его относят к кристаллическим материалам. Сферолитная надмолекулярная структура большинства кристаллических полимеров состоит из лучей, образованных чередованием кристаллических и аморфных участков. Аморфная областьЛамели
- 6. НУКЛЕИРОВАНИЕ Нуклеатор увеличивает числоцентров кристаллизации и тем самым уменьшает размер кристаллических образований. Иногда при действии нуклеаторов размер кристаллических образований становится меньше длины видимой световой волны. Описанный эффект приводит к повышению термостойкости полимера и позволяет интенсифицировать процесс переработки за счет сокращения времени охлаждения изделия в форме.
- 7. ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ СВЕТ Поляризованной волнойназывается такая поперечная волна, в которой колебания всех частиц происходят в одной плоскости При просвечивании поляризованным светом очень тонкой пленки полимера (микротома) через электронный микроскоп можно четко различить микроструктуру частично кристаллического полимера
- 8.
- 9. ПОЛИАМИД ВЫДЕРЖКА ПОД ДАВЛЕНИЕМ НЕДОСТАТОЧНА ПОЛИАМИД ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА Выдержка поддавлением недостаточна • Под микроскопом видно раковины, которые соответствуют белым пятнам на фотографиях. • Раковины образуются вследствие недостаточного давления или времени выдержки под давлением
- 10. 1. Проверить конструкциювпускных и разводящих литников 2. Увеличить давление ВПД 3. Увеличить время ВПД Выдержка под давлением Стадия ВПД необходима для компенсирования разницы в объемах занимаемым расплавом и затвердевшим полимером
- 11. ПОЛИАМИД ЭТАЛОН ПОЛИАМИД НЕПРОПЛАВ МИКРОСТУКТУРА НЕПРОПЛАВ • В непроплавленныхобластях видна структура без сферолитов (аморфная) • В таких зонах материал может быть очень хрупким (сразу после литья)
- 12. 1. Повысить температурулитья 2. Проверить работоспособность датчиков температуры в ТПА НЕПРОПЛАВ
- 13. ПОЛИАМИД 66 ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА ОКИСЛЕНИЕ ПРИСУШКЕ • В микроструктуре изменений не отмечено • Пожелтение образца типично для окисления полиамидов
- 14. ОКИСЛЕНИЕ ПРИ СУШКЕ 1.Снизить температуру сушки до 80°С 2. Проверить правильность показания приборов на сушильном оборудовании
- 15. • Отмечены областис более крупными сферолитами. Это признак плохого распределения пигмента. В областях с более крупной структурой нет пигмента. • Пигмент оказывает легкий нуклеирующий эффект. ПОЛИАМИД ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА Плохое распределение пигмента
- 16. Плохое распределение пигмента 1.Увеличить противодавление при пластикации 2. Увеличить количество СКП красителя 3. Увеличить температуру литья 4. Снизить скорость впрыска
- 17. ПОЛИАМИД НИЗКАЯ ТЕМПЕРАТУРА ФОРМЫ ПОЛИАМИД ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА •Из за низкой температуры формы образуется более толстая пленка с аморфной структурой. • В переходной области сферолиты мелкие и сама область шире. Низкая температура формы может отразится на внешнем виде изделия и немного снижается ударная вязкость полимера. НИЗКАЯ ТЕМПЕРАТУРА ФОРМЫ пленка Переходная структура Основная структураПленка Переходная структура Основная структура
- 18. Низкая температура формы 1.Увеличить температуру пресс-формы до 80°С 2. Отключить охлаждение
- 19. ПОЛИАМИД ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА • Видно небольшоеуменьшение структуры (эффект нуклеирования при деградации) • Главный дефект (серебро) виден невооруженным глазом. • Сильно снижается вязкость расплава. Детали могут быть более хрупкими. НЕДОСТАТОЧНАЯ СУШКА
- 20. Недостаточная сушка 1. Увеличитьвремя сушки 2. Увеличить температуру сушки (для ПА не более 90°С) 3. Проверить исправность работы сушильного оборудования
- 21. ПОЛИАМИД ЭТАЛОН ПОЛИАМИД ОБЛОЙ МИКРОСТРУКТУРА • Облой образовалсяиз за низкой вязкости расплава. Высокая температура расплава или повышенная влажность стали причиной облоя и более мелкой кристаллической структуры. ОБЛОЙ
- 22. Облой 1. Снизить температурурасплава 2. Дополнительно сушить материал 3. Снизить скорость впрыска 4. Снизить давление литья 5. Проверить пресс-форму на износ и забоины
- 23. УДАРОПРОЧНЫЙ ПОЛИАМИД ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА ДЕЛАМИНАЦИЯ (расслоение) • Деламинациявидна и на поверхности и на микроструктуре. • Слишком большая скорость сдвига для модифицированного каучуком материала с большой вязкостью расплава.
- 24. Деламинация 1. Снизить скоростьвпрыска 2. Увеличить температуру пресс-формы 3. Увеличить температуру литья
- 25. УДАРОПРОЧНЫЙ ПОЛИАМИД ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА НИЗКАЯ ТЕМПЕРТУРА ФОРМЫ •В микроструктуре ударопрочного материала не видно отличий. • Из за холодной пресс-формы плохой внешний вид поверхности.
- 26.
- 27. ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА ДЕЛАМИНАЦИЯ С 5%ПА • Деламинация в ПОМе из за загрязнения полиамидом 6. • Аналогичный дефект может наблюдаться после прочистки цилиндра полипропиленом.
- 28. ПОЛИАЦЕТАЛЬОКРАШЕННЫЙ ЭТАЛОН ПОЛИАЦЕТАЛЬНАТУРАЛЬНОГОЦВЕТА ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА • Видно намногоболее тонкую структуру на окрашенном материале. • Черный пигмент является нуклеатором. РАЗЛИЧИЕ ЦВЕТА
- 29. Различие цвета 1. Необходимоучитывать, что при окрашивании различными пигментами может изменяться усадка полимера. Поэтому детали разного цвета отлитые в одну и ту же пресс-форму могут иметь различные размеры.
- 30. ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА ЗАГРЯЗНЕНИЕ • Различий вмикроструктуре нет. • Заметны только различия из за загрязнения в форме на поверхности образца.
- 31. ПОЛИАЦЕТАЛЬ ТЕРМОДЕСТРУКЦИЯ ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА ТЕРМОДЕСТРУКЦИЯ • Сложно «поймать»на микросрезе частичку загрязнения . • Это тип деградированного полимера, который появляется время от времени вокруг шнека, но смывается потоком нового расплава. • Видно термически деградированный материал.
- 32. Термодеструкция 1. Для переработкиполиацеталей необходимо выбирать ТПА с конструкцией шнека без «застойных зон» 2. Время нахождения материала в цилиндре под действием температуры должно быть не более 30 минут
- 33. ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН ПОЛИАЦЕТАЛЬ ВТОРИЧКА100% МИКРОСТРУКТУРА ВТОРИЧКА 100% • ПОМне очень хорошо нуклеируется вторичкой, как правило 20-30% не заметно на микро- структуре. Однако в данном случае 100% вторичке заметен легкий нуклеирующий эффект.
- 34. ПОЛИАЦЕТАЛЬ НЕДОСТАТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА НЕДОСТАТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ • Раковинытипичный дефект для ПОМ, однако часто возникает при недостаточном времени выдержки под давлением или недостаточном давлении второй ступени.
- 35. Недостаточное давление 1.Проверить конструкциювпускных и разводящих литников 2.Увеличить давление ВПД 3.Увеличить время ВПД Стадия ВПД необходима для компенсирования разницы в объемах, занимаемым расплавом и затвердевшим полимером. В случае с ПОМ эта разница может достигать 14%
- 36. ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН ПОЛИАЦЕТАЛЬ НЕПРОПЛАВ МИКРОСТРУКТУРА НЕПРОПЛАВ • Типичная безсферолитнаяструктура в областях где полиацеталь не расплавился полностью. • Такая структура сильно снижает ударную вязкость и удлинение при разрыве.
- 37. • Дефект «волнистостьна поверхности», как представлен здесь на слайде возникает как правило из за высокой скорости впрыска. • При высоких скоростях впрыска особенно у марок ПОМ с ПТР ниже 9 г/10 мин возникает большая скорость сдвига, приводящая к дефекту. Снижение скорости обычно решает проблему. МИКРОСТРУКТУРА ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН ДЕФЕКТ ПОВЕРХНОСТИ
- 38. МИКРОСТРУКТУРА ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН ХОЛОДНАЯ ФОРМА • Видноболее толстую поверхностную пленку и более тонкую структуру в переходной зоне. • Такая структура характерна для деталей отлитых в холодную форму. Чтобы улучшить ударные свойства отливки необходимо нагреть пресс-форму.
- 39. МИКРОСТРУКТУРА ПОЛИАЦЕТАЛЬ УТЯЖИНЫПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН УТЯЖИНЫ Утяжина • В случае,когда время выдержки под давлением очень мало на поверхности даже плоских деталей образуются утяжины. • В то же время в микроструктуре видны раковины.
- 40. Утяжины 1. Необходимо увеличитьвремя выдержки под давлением 2. Увеличить давление литья 3. Проверить конструкцию подводящих и питающих литников
- 41. ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН МИКРОСТРУКТУРА ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ • Аналогичныйдефект из за высокой скорости сдвига, как на слайде 23
- 42. Дефекты поверхности 1. Дефект«волнистость на поверхности», как представлен здесь на слайде возникает как правило из за высокой скорости впрыска. 2. При высоких скоростях впрыска, особенно у марок ПОМ с ПТР ниже 9 г/10 мин, возникает большая скорость сдвига, приводящая к дефекту. Снижение скорости обычно решает проблему.
- 43. МИКРОСТРУКТУРА ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН COMMENTS НЕПРОПЛАВ • Дефект аналогиченпоказанному на слайде 22
- 44. Непроплав 1. Необходимо проверить работоспособностьдатчиков температуры на ТПА 2. Увеличить температуру расплава
- 45. МИКРОСТРУКТУРА ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН НЕДОЛИВ • На недолитойдетали тем не менее хорошая микроструктура.
- 46. Недолив 1. Увеличить температурулитья 2. Увеличить дозировку 3. Увеличить температуру пресс-формы 4. Увеличить давление литья 5. Увеличить скорость впрыска
- 47. МИКРОСТРУКТУРА ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН ПОЛИАЦЕТАЛЬ ЭТАЛОН РАЗЛИЧНЫЕ ЦВЕТА • Виднотонкую структуру на образце черного цвета. Это типично для нуклеированных марок.
- 48.
- 49.
- 50.
- 51.
- 52. МИКРОСТРУКТУРА ТЭП С ТВЕРДОСТЬЮ55 D ОБРАЗЕЦ • Типичная структура полиэфирного ТЭПа (аналогичная ПБТ).
- 53. МИКРОСТРУКТУРА ТЭП ТВЕДОСТЬЮ 55D ОБРАЗЕЦ •Типичная структура полиэфирного ТЭПа (аналогичная ПБТ).
- 54. МИКРОСТРУКТУРА ТЭП С ТВЕРДОСТЬЮ72D ОБРАЗЕЦ ДЕФЕКТЫ ОТ НОЖА • Типичная структура полиэфирного ТЭПа (аналогичная ПБТ).
- 55.
- 56. МИКРОСТРУКТУРА ПБТ СТЕКЛОНАПОЛНЕННЫЙ 30% ЭТАЛОН COMMENTS • Структураполимера не видна. • Хорошо различимы стеклянные волокна и их ориентация.
- 57.