汽车配件注塑加工中,制件在脱模后容易发生表面翘曲变形的现象,对此在“汽车注塑件生产中为什么会出现翘曲变形?”内容中我们也做过专门的分析,翘曲变形是因为注塑件内存在残余应力,其不仅会影响制件的表面形状,还将影响其力学性能,对于塑料汽车配件来说,这样的缺陷会严重影响应用稳定性。因此,注塑件残余应力是如何产生的?汽车塑料件加工如何避免残余应力?我们主要从注射成型的工艺特点角度来分析。
注塑加工中残余应力是如何产生的?
在塑料汽车配件生产或其它注塑件加工中,塑料熔体充模保压时熔体流动产生的流动应力和分子取向以及在冷却过程中制品内外温度分布不均匀,使热胀冷缩受到限制,同时经受热和力的作用,从热产生了残余应力,因此,残余应力就是注塑件加工中内部未松弛的各种应力之和。一般来说注塑件内残余应力有两个来源,流动残余应力和热残余应力。
①流动残余应力。注塑加工中,充模、保压阶段熔体在模腔内做非等温流动,这时会产生剪切应力和法向应力,而熔体注塑完成后,冷却过程中温度会迅速下降但是非等温流动产生的力还未能完全放松,当温度降到玻璃化温度以下,来不及松弛的力就被留在了注塑件中,成为流动残余应力;
②热残余应力。热残余应力是指注塑加工的汽车配件在快速冷却过程中内部温度分布不均匀,冷却层由模腔表面向内部逐渐推进,制件各部分在从高温降到玻璃化转变温度以下时经历的收缩变形不一样,从而产生的应力就是热应力。而汽车配件交给你个使用的材料具有热粘弹性,熔体在模腔内以及冷却脱模之后部分热应力会发生松弛,而未松弛的就是热残余应力。
注塑加工中,保压冷却工段,熔体各部分经历的保压不同,冷却速率也不同,这导致制件各部分的密度不同,从而引起的体积变化也会导致制件内部产生残余应力。需了解,注塑件的两种残余应力是相互作用的,热残余应力比流动残余应力大一个数量级,因此汽车配件加工生产中我们可以通过热残余应力分布推算制件可能出现的翘曲变形程度。