金屬粉末的注射成型

金屬粉末的注射成型課件第一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六1金屬粉末的注射成型PowederInjectionMoulding第二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六2主要內(nèi)容金屬粉末注射成型的特點(diǎn)金屬粉末注射成型的材料金屬粉末注射成型的過(guò)程金屬粉末注射成型的原理金屬粉末注射成型的應(yīng)用第三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六3隨著技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新速度的加快，材料加工技術(shù)朝高性能、低成本、短流程、近終成型的方向發(fā)展，涌現(xiàn)出不少集設(shè)計(jì)、制備、加工于一體的新型制備技術(shù)，如金屬粉末注射成型技術(shù)。慢走絲機(jī)床精密鑄造技術(shù)第四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六4粉末注射成形（Powderinjectionmolding,PIM）是傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成形工藝相結(jié)合而形成的一門新型近終成形技術(shù)。金屬粉末注射成型是將金屬粉末在模具中快速注射成型，并通過(guò)脫脂燒結(jié)，快速制造出高密度、高精度、三維形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的新技術(shù)。傳統(tǒng)粉末冶金塑料注塑成型第五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六5粉末注射成形是粉末冶金學(xué)、金屬材料學(xué)、塑料成型學(xué)和高分子材料學(xué)等多學(xué)科交叉復(fù)合的技術(shù)。金屬粉末注射成型第六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六6（1）注射成形中，熔融粒料均勻地填充模腔成形，模腔內(nèi)各點(diǎn)壓力基本一致，消除傳統(tǒng)粉末冶金壓制成形中不可避免的沿壓制方向密度梯度問(wèn)題，一定程度上克服傳統(tǒng)粉末冶金存在的密度、組織、性能不均勻現(xiàn)象。粉末注射成形特點(diǎn)金屬粉末注射成型制品單向壓制Ni粉壓坯密度分布第七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六7（2）粉末注射成型能制造傳統(tǒng)工藝不能制造的具有復(fù)雜形狀的零部件。傳統(tǒng)粉末成形是外力把粉末壓成生坯后燒結(jié)，粉末通過(guò)顆粒重排、塑性流動(dòng)而致密化。由于粉末流動(dòng)性較差，一些具有外部切槽、橫孔、盲孔、外螺紋、凹臺(tái)、表面滾花等形狀的零部件，難以一次成形。傳統(tǒng)粉末壓制成型制品粉末注射成型制品第八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六8PIM用一定比例的高分子粘結(jié)劑與金屬粉末、陶瓷粉末等制成具有良好流動(dòng)性的均勻粒料，能像塑料注射一樣成形復(fù)雜形狀的零部件，再經(jīng)脫脂燒結(jié)得到最終產(chǎn)品，如外螺紋、錐形外表面、交叉孔與盲孔，凹臺(tái)與鍵銷、加強(qiáng)筋板、表面滾花等，這類零件都無(wú)法用常規(guī)粉末冶金方法得到。金屬粉末注射成型復(fù)雜件第九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六9（3）PIM可根據(jù)零件性能要求進(jìn)行大范圍的成分設(shè)計(jì)，可制取復(fù)合材料零件，充分發(fā)揮不同材料的優(yōu)異性能，適應(yīng)性廣，生產(chǎn)成本低。材料的復(fù)合設(shè)計(jì)第十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六10（4）PIM適合大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。PIM可采用一模多腔模具，成形效率高，模具使用壽命長(zhǎng)，更換調(diào)整模具快，產(chǎn)品轉(zhuǎn)向周期短。與精密鑄造相比，粉末注射成形在提高零件精度，避免成分偏析等問(wèn)題的同時(shí)，大大提高生產(chǎn)率。生產(chǎn)復(fù)雜形狀零件的數(shù)量高于一定值時(shí)，PIM會(huì)比機(jī)加工方法更為經(jīng)濟(jì)。第十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六11金屬粉末注射成型的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)帶來(lái)效益第十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六12（5）PIM制造的零件幾乎不需要再進(jìn)行機(jī)加工，材料消耗少，利用率可達(dá)98%以上。自動(dòng)化注塑生產(chǎn)車間一角第十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六13注塑成型材料理想的注射成形用金屬粉末：粉末顆粒尺寸在0.5-20μm之間，D50在4-6μm之間；粉末顆粒的粒度分布范圍處于非常窄或非常寬的范圍內(nèi)，其分布斜率的理想值為2或8；粉末顆粒無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象；粉末顆粒近似為球形、等軸；粉末顆粒致密，內(nèi)部無(wú)孔洞；粉末顆粒環(huán)境污染小，表面干凈。金屬粉末第十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六14氧化還原是一種重要的化學(xué)反應(yīng)法，實(shí)際生產(chǎn)中很多粉末是通過(guò)氧化還原法來(lái)制備的，使用較細(xì)、凈化的氧化物粉末，在還原性氣體如CO、H2等參與下進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)。注射成形用W粉可用氧化還原制取，將研磨的WO3粉末在干燥H2中還原制得，粉末粒徑為2-3μm。H還原得到的W粉第十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六15霧化法是利用高速射流將液態(tài)金屬粉碎成粉。熔融材料注入噴嘴中，形成液滴噴射出來(lái)，擊碎熔融金屬流的流體可是空氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣，也可采用水或油。這種方法可將合金化材料制成小顆粒粉末，并且可獲得理想的顆粒形狀和高的填充密度。注射用霧化不銹鋼粉末第十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六16霧化法顆粒形狀為球形，粒度分布較寬，具有較高的振實(shí)密度。通過(guò)控制工藝條件，可以得到不帶附屬物和消除內(nèi)部孔隙的球形粉。霧化球形鐵粉：(a)×700(b)×1300第十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六17鐵粉、鎳粉和鈷粉還可采用氣相沉積法制取。在加熱加壓下，粉末與CO生成金屬羰基物氣體，羰基物冷卻成液態(tài)，經(jīng)分級(jí)蒸餾、凈化、重復(fù)加熱使液相揮發(fā)，分解沉積形成金屬粉末。羰基粉末粒徑較小，純度可達(dá)99.95%。顆粒形狀為近球形或鏈狀。羰基鐵粉形貌羰基鎳粉形貌第十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六18對(duì)脆性材料來(lái)說(shuō)，粉碎研磨是制粉的常用方法。旋轉(zhuǎn)裝有一定量硬球和粗粉的容器，粉未經(jīng)研磨球不斷撞擊、研磨制得粒度較小的顆粒；粉末粒度越小，所需研磨時(shí)間越長(zhǎng)；機(jī)械粉碎后粉末呈不規(guī)則形狀，粉末之間尖銳接觸導(dǎo)致粉末堆積性和流動(dòng)性下降，導(dǎo)致粉末注射困難，球磨制粉還有污染問(wèn)題。球磨后具有尖角的不規(guī)則形狀SiC粉末形貌第十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六19塑料塑料是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)，加入若干其他材料(添加劑)制成的固體材料。高分子化合物是由相對(duì)分子量較小的低分子化合物經(jīng)聚合反應(yīng)后得到的相對(duì)分子量較大的化合物。不是所有低分子化合物都能成為單體，如食鹽、水、甲烷等都不能成為單體，這些化合物的分子處于飽和狀態(tài)，不能進(jìn)行聚合反應(yīng)。目前可作為單體的低分子化合物主要是含雙鍵的不飽和碳?xì)浠衔?。第二十?yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六20高分子化合物的大分子以某種方式(通過(guò)范德華力的作用)聚集在一起時(shí)，成為各種各樣的樹(shù)脂。線型無(wú)定形聚合物：大分子不規(guī)則排列在一起，彼此交叉纏繞呈無(wú)序排列；存在某些近程有序區(qū)域，在微小范圍內(nèi)大分子呈規(guī)則排列，但這種有序范圍小、數(shù)量少，對(duì)樹(shù)脂性能影響不大。線型無(wú)定形聚合物的聚集態(tài)第二十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六21線型無(wú)定形聚合物處于不同溫度時(shí)的力學(xué)狀態(tài)可用形變溫度曲線表示。線型無(wú)定形聚合物的形變-溫度曲線第二十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六22Tx-Tg溫度范圍：高分子聚合物的玻璃態(tài)。溫度較低，大分子具有的能量較少，大分子鏈之間的運(yùn)動(dòng)不能進(jìn)行，分子內(nèi)的鏈段運(yùn)動(dòng)也很難進(jìn)行，聚合物表現(xiàn)出像玻璃一樣的剛硬。聚合物具有較好的力學(xué)性能，施加外力產(chǎn)生微小變形，去除外力能恢復(fù)原狀（普彈形變）。溫度低于Tx時(shí)，不僅鏈段運(yùn)動(dòng)不能進(jìn)行，分子局部的熱振動(dòng)也不能進(jìn)行，聚合物呈脆性狀態(tài)。溫度高于Tg時(shí)，外力作用下聚合物產(chǎn)生較大變形。第二十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六23Tg-Tf溫度范圍：高分子聚合物的高彈態(tài)。溫度較高，大分子鏈能在較大范圍內(nèi)自由地進(jìn)行鏈段運(yùn)動(dòng)，外力作用下，原來(lái)卷曲狀的大分子鏈緩慢伸直，去除外力后大分子鏈又緩慢恢復(fù)成卷曲狀，可產(chǎn)生百分之?dāng)?shù)百的變形量（高彈形變）。產(chǎn)生高彈形變時(shí)，大分子鏈之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，因此此時(shí)的高彈形變是可逆的。第二十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六24Tf-Td溫度范圍：高分子聚合物的粘流態(tài)。溫度更高，大分子鏈能更自由地進(jìn)行鏈段運(yùn)動(dòng)，大分子鏈之間也能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，外力作用下，高分子產(chǎn)生流動(dòng)變形（粘流變形）。粘流變形是聚合物中大分子的相對(duì)滑動(dòng)，這種變形是不可逆的，也正是由于這種不可逆變形，才能通過(guò)注塑制造各種制品。模塑制造各種塑料制品第二十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六25粘流變形伴隨著高彈形變。高彈形變是鏈段運(yùn)動(dòng)，所以注塑時(shí)必須將原料加熱到足夠高的溫度，使高彈形變部分得到完全松弛，否則塑料制品會(huì)由于高彈形變恢復(fù)而產(chǎn)生嚴(yán)重的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制品斷裂或變形。粘度是聚合物粘流態(tài)的一項(xiàng)重要參數(shù)。粘度大的塑料，模塑時(shí)難以充型，需要較高的溫度和壓力才能完成充型，增大生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性。第二十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六26分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)分子量大的聚合物粘度大，粘流溫度高。分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鏈段運(yùn)動(dòng)較因難，分子間相對(duì)滑動(dòng)困難；相對(duì)分子量大，聚合物分子鏈較長(zhǎng)，大分子間彼此纏繞點(diǎn)較多，引力也較大，大分子之間滑動(dòng)困難。降低粘度方法：降低大分子聚合度(保證力學(xué)性能的前提下，采用低分子量或線型結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂)，可降低粘流溫度和粘度；注塑時(shí)加入增塑劑，也可達(dá)到類似目的；提高注塑溫度可降低粘度，但粘度太小易產(chǎn)生溢流；溫度接近或超過(guò)Tf，聚合物易發(fā)生分解。第二十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六27樹(shù)脂分類

熱塑性樹(shù)脂受熱軟化，溫度升高至一定數(shù)值時(shí)呈現(xiàn)粘流態(tài)，當(dāng)溫度降低時(shí)塑料變得堅(jiān)硬，再次加熱又再變軟，冷卻后又變硬，可以如此多次反復(fù)。熱塑性樹(shù)脂除能多次反復(fù)加熱冷卻外，還能溶于某些溶劑，這種現(xiàn)象稱為可熔可溶。常用熱塑性樹(shù)脂：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS塑料、聚甲醛、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等。第二十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六28熱固性塑料第一次受熱時(shí)軟化，冷卻固化并呈現(xiàn)剛硬狀態(tài)；重新加熱不再軟化，溫度超過(guò)一定值時(shí)發(fā)生分解。固化后的樹(shù)脂不溶于溶劑，稱為不熔不溶。常用的熱固性樹(shù)脂有酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯等。熱固性環(huán)氧樹(shù)脂第二十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六29聚乙烯（PE）低密度聚乙烯(LDPE)：分子量較小，大分子鏈含有若干短支鏈，結(jié)晶度最小，強(qiáng)度較差，而柔順性、抗沖擊性和透明性較好。高密度聚乙烯(HDPE)：大分子鏈支鏈較少，相對(duì)分子量和結(jié)晶度較大，柔順性較差，質(zhì)地堅(jiān)硬。第三十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六30聚乙烯呈乳白色半透明狀態(tài)，遇火會(huì)燃燒。聚乙烯分子中只有碳、氫元素，沒(méi)有極性基團(tuán)，常溫下耐酸、堿，也不易溶有機(jī)溶劑，吸水性小，耐蝕性和絕緣性好，是優(yōu)良的高頻電絕緣材料。LDPE用于制造薄膜，HDPE用于制造日用品、化工設(shè)備中耐蝕管道、槽襯和機(jī)械零件等。LDPE樹(shù)脂LDPE樹(shù)脂薄膜第三十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六31聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯樹(shù)脂為無(wú)色透明體，含有較高的氯，具有耐燃自熄特性。聚氯乙烯大分子鏈含有極性氯原子，分子間作用力比聚乙烯大，強(qiáng)度和硬度都比聚乙烯略大。聚氯乙烯在65-85℃時(shí)開(kāi)始軟化，150-170℃呈熔融狀態(tài)，190℃以上分解并放出有毒的氯化氫。第三十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六32聚氯乙烯具有良好的介電性能，可用于制造室溫使用的低頻電器元件，如民用電器插座、插頭和開(kāi)關(guān)等。但隨溫度上升和頻率增高，介電性能變差。聚氯乙烯具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐許多化學(xué)藥品腐蝕，常溫能耐一定濃度的鹽酸、硫酸、硝酸和氫氧化鈉，廣泛用于制造化工容器和運(yùn)輸管道。PVC樹(shù)脂及器件第三十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六33聚丙烯（PP）聚丙烯的分子鏈上每隔一個(gè)碳原子就連接一個(gè)甲基基團(tuán)。聚丙烯的密度為0.90-0.91g/cm3，是常用塑料中密度最小的品種之一。聚丙烯具有良好的耐熱性，在無(wú)外力作用環(huán)境中150℃也不變形，故聚丙烯可在水中煮沸，制作需經(jīng)煮沸消毒的醫(yī)療器械，如注射針筒等。第三十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六34聚丙烯的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和彈性模量等都優(yōu)于HDPE，可作機(jī)械零件材料，如齒輪、法蘭、風(fēng)扇葉輪和等。聚丙烯具有良好的絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和成型工藝性，可制作電器元件、化工管道等。聚丙烯遇火容易燃燒，使用時(shí)應(yīng)注意。PP樹(shù)脂及器件第三十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六35聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯密度為1.04-1.16g/cm3；聚苯乙烯主鏈上帶結(jié)構(gòu)龐大的苯環(huán)，柔順性差，質(zhì)硬脆，抗沖擊性差，敲打時(shí)發(fā)出類似金屬的聲音。聚苯乙烯具有良好的可塑流動(dòng)性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。聚苯乙烯遇火會(huì)自燃。第三十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六36聚苯乙烯無(wú)色透明，透光性僅次于有機(jī)玻璃，容易著色，常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品，如各種燈罩、光學(xué)儀器零件等。聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮濕環(huán)境中形狀和尺寸變化很小，適于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品。聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性，尤其在高頻下介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。PS樹(shù)脂及器件第三十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六37ABS塑料是一種三元共聚物，由丙烯腈

(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)三種單體組成，丙烯腈具有良好的耐蝕性和耐熱性；丁二烯具有高韌性和低溫彈性；苯乙烯具有良好的成型工藝性、著色性和剛性。ABS兼有三種組分的優(yōu)點(diǎn)，而且三種組分的比例可按需要任意調(diào)整，使ABS塑料具有所需的性能。第三十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六38ABS塑料具有優(yōu)良的綜合性能：力學(xué)性能、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、成型工藝性和著色性等都很優(yōu)良，吸水率也很小。ABS塑料表面可電鍍、噴漆、真空鍍膜和繪畫。ABS塑料可制造多種機(jī)械零件，在家用電器中也有廣泛應(yīng)用，如家用電器的殼體等。ABS樹(shù)脂及器件ABS汽車保險(xiǎn)杠第三十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六39聚酰胺（PA）大分子鏈中含有酰胺基團(tuán)的高分子聚合物制成的塑料總稱，包含若干品種。聚酰胺俗稱尼龍(尼龍66纖維織物也稱錦綸)。聚酰胺是最先用作工程塑料的品種之一。錦綸第四十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六40各種尼龍的性能參數(shù)性能/牌號(hào)PA6PA66PA11PA12PA46密度（g/m3）1.141.141.041.021.18抗拉強(qiáng)度MPa74805050102伸長(zhǎng)率%2006030030080缺口沖擊強(qiáng)度J/m5640405090彎曲強(qiáng)度MPa1251306974146吸水率1.81.30.30.250.6體積電阻率10121014101310141014熔點(diǎn)220-230250-260187左右178左右290左右分解溫度310-380310-380——————玻璃點(diǎn)50504637——第四十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六41聚酰胺屬線型高分子聚合物，酰胺基團(tuán)上的氫可以和另外一個(gè)大分子酰胺基團(tuán)上的羰基結(jié)合，形成氫鏈，使聚酰胺大分子之間存在很大的作用力，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和熔點(diǎn)。聚酰胺吸水性較大，吸水后發(fā)生體積膨脹，影響制品的尺寸精度：尼龍6在24小時(shí)后吸水率為2％；尼龍1010為0.39％，尼龍12為0.25％。PA樹(shù)脂及纖維第四十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六42聚酰胺具有小的摩擦系數(shù)和良好的自潤(rùn)滑性，可作摩擦材料使用，適用于不允許潤(rùn)滑油污染的紡織與食品機(jī)械零件，如齒輪、軸承、軸套等。聚酰胺耐油、耐溶劑和耐稀酸，但不耐濃酸。聚酰胺的耐熱溫度不高，吸濕性大，應(yīng)避免在高溫和高濕環(huán)境中使用。尼龍產(chǎn)品及器件第四十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六43聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃，PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯分子鏈上帶有極性基團(tuán)，屬長(zhǎng)支鏈線型聚合物。與無(wú)機(jī)玻璃相比，有機(jī)玻璃的主要優(yōu)點(diǎn)是密度小(1.18g/cm3)，質(zhì)輕而又富有韌性，抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都比無(wú)機(jī)玻璃好，受沖擊不易破碎。第四十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六44聚甲基丙烯酸甲酯具有很高的透明性，透光率達(dá)92％-95％，無(wú)機(jī)玻璃的透光率只有88％。有機(jī)玻璃的主要缺點(diǎn)是硬度較低，容易被外界硬物擦傷，遇火容易燃燒。有機(jī)玻璃主要作透明材料使用，在飛機(jī)、汽車、燈具、醫(yī)療儀器和裝飾等行業(yè)中大量應(yīng)用。PMMA制品第四十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六45注塑成型過(guò)程金屬粉末注射成形是選擇符合要求的金屬粉末和樹(shù)脂粘結(jié)劑，在一定溫度下將粉末和樹(shù)脂混合成均勻的注射粒料，造粒后在注射機(jī)上成形，獲得的成形坯經(jīng)脫脂處理后燒結(jié)致密化，獲得最終產(chǎn)品。金屬注射成形基本過(guò)程可分為四個(gè)階段：粒料制備注射成形脫脂燒結(jié)第四十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六46喂料準(zhǔn)備粒料制備包括：粘結(jié)劑的準(zhǔn)備原料粉末的預(yù)混合粉末/粘結(jié)劑粒料的混煉粒料制粒這一階段與傳統(tǒng)注射成形最大區(qū)別在于用金屬或陶瓷粉末作原料。由于粉末本身流動(dòng)性不好，需加入大量粘結(jié)劑在一定溫度下混煉成均勻的、具有流動(dòng)性的喂料，然后制成大小均一的粒料。注塑用粒料第四十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六47混煉是將金屬粉末與粘結(jié)劑混合得到均勻粒料的過(guò)程。由于粒料性質(zhì)決定最終注射成形產(chǎn)品的性能，所以混煉步驟非常重要。雙輥法擠出造粒法模壓破碎法第四十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六48粒料表示粉末與粘結(jié)劑之間的一種平衡關(guān)系，兩者之間適當(dāng)?shù)谋壤菦Q定注射成形成敗的關(guān)鍵。粘結(jié)劑過(guò)多，粒料粘度小，金屬顆粒間不能充分接觸，脫脂后變形嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品塌陷；粘結(jié)劑太少，粒料粘度高，注射十分困難，脫脂后容易生成孔隙，燒結(jié)后易導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)裂；加入標(biāo)準(zhǔn)：粉末顆粒間發(fā)生點(diǎn)接觸，粉末顆粒在沒(méi)外壓情況下粘在一起，中間的空隙被粘接劑填充；使用低分子量的粘結(jié)劑可減少粘度，易于成形。裝載量是評(píng)價(jià)喂料的一個(gè)重要指標(biāo)，工業(yè)上一般使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)衡量。第四十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六49均勻混合過(guò)程：將表面處理過(guò)的金屬或陶瓷粉末加入粘結(jié)劑中，兩者實(shí)現(xiàn)均勻混合，得到復(fù)合粉末體系；將復(fù)合粉末加熱，使粘結(jié)劑熔化；液態(tài)粘結(jié)劑通過(guò)毛細(xì)作用進(jìn)入粉末顆粒團(tuán)聚體中，潤(rùn)滑粉末顆粒，在螺桿剪切力作用下使顆粒團(tuán)聚得到持續(xù)分解，保持混合均勻。工業(yè)雙螺桿擠出機(jī)第五十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六50合格的粒料應(yīng)該是粉末在粘結(jié)劑中均勻分布，不能團(tuán)聚或有孔隙，粉末分布不均勻會(huì)導(dǎo)致粒料粘性不一致，不利于成形和燒結(jié)。合格的PA/NdFeB喂料及其SEM圖譜第五十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六51如果粉末顆粒小或形狀不規(guī)則，混合時(shí)間需相應(yīng)增加，以實(shí)現(xiàn)均勻混合?；鞜挄r(shí)間增加，混合料均勻性增加，但樹(shù)脂易氧化分解，部分金屬或合金粉末氧化，導(dǎo)致混煉失敗。在保證粒料均勻性的前提下，混煉時(shí)間盡量縮短?；鞜挄r(shí)間長(zhǎng)的PA/NdFeB喂料最佳混煉時(shí)間的PA/NdFeB喂料第五十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六52混煉后的粒料經(jīng)過(guò)破碎機(jī)或者切粒機(jī)加工后（一般制成3mm左右的顆粒）成為注塑用喂料。破碎機(jī)切粒機(jī)第五十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六53注射成型是在一定壓力和溫度下，通過(guò)柱塞或螺桿推動(dòng)，將具有流動(dòng)性和溫度均勻性的粒料熔體注入模腔充滿，熔體在控制條件下凝固冷卻成形，直至注射坯從模腔中脫出，形成三維復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)。該階段完全不同于傳統(tǒng)冶金中的壓制成形，類似于塑料工業(yè)中的成形工藝。注射成型第五十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六54注射時(shí)，噴嘴緊靠流道，螺桿向前推進(jìn)，喂料受壓后擠出料筒，填充模腔；當(dāng)有足夠喂料填充到模腔中時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。理想充模是喂料沿模壁逐漸填充模腔，厚坯件要求螺桿推進(jìn)速度快，薄件則反之。充模速率太大導(dǎo)致噴射，出現(xiàn)氣泡、焊紋或不完全填充(空氣無(wú)法逃逸)等現(xiàn)象產(chǎn)生。（大的注射壓力和充模速率、喂料粘度低都是導(dǎo)致噴射產(chǎn)生的原因）充模速度太慢會(huì)導(dǎo)致喂料冷卻過(guò)早，產(chǎn)生不完全填允，出現(xiàn)短射。（粒料注射溫度控制不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生此類現(xiàn)象）第五十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六55當(dāng)螺桿到達(dá)頂端噴嘴處后，對(duì)喂料進(jìn)行施壓的過(guò)程為保壓過(guò)程。注射成形最后是將成形坯從模具中取出。開(kāi)模溫度應(yīng)低于坯件脫模時(shí)維持其形狀所需臨界溫度。開(kāi)模壓力須小于成形坯脫模而不粘模所需的最大壓力。開(kāi)模壓力和溫度應(yīng)有一定范圍，不能使制品出現(xiàn)變形、粘模、劃傷模具或在制品表面形成縮孔或凹陷。第五十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六56脫脂屬于金屬粉末注射成形獨(dú)有的步驟，需從坯體中脫除約30%-50%（體積分?jǐn)?shù)）的粘結(jié)劑，完全不同于傳統(tǒng)粉末冶金中極少量表面活性劑的脫除。粘結(jié)劑的熱脫除分為兩個(gè)基本過(guò)程：粘結(jié)劑的熱分解，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程；分解氣體傳輸?shù)脚鲏K表面進(jìn)入外部氣氛，這是一個(gè)物理傳熱、傳質(zhì)的過(guò)程。脫脂第五十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六57熱脫脂過(guò)程分為三個(gè)階段：初始階段：初始孔隙的形成，粉末顆粒在粘結(jié)劑毛細(xì)管力作用下產(chǎn)生的顆粒重排；中間階段：坯塊內(nèi)貫通孔隙通道的產(chǎn)生和形成，以及貫通孔隙通道形成后剩余粘結(jié)劑的脫除；最終階段：粘結(jié)劑完全脫除后粉末顆粒之間發(fā)生點(diǎn)接觸實(shí)現(xiàn)預(yù)燒結(jié)。第五十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六58初始階段連通孔隙形成低熔點(diǎn)組元脫除高熔點(diǎn)組元脫除第五十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六59未脫脂樣品表面脫脂后樣品的微觀形貌第六十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六60傳統(tǒng)粉末冶金壓坯在燒結(jié)前一般已有90%以上的相對(duì)密度，完全致密化只需消除約10%的孔隙；粉末注射成形坯在脫脂后，燒結(jié)前只有60%的相對(duì)密度，其燒結(jié)本質(zhì)是松裝粉末燒結(jié)，難度大增。燒結(jié)中會(huì)發(fā)生較大收縮，雖然這種收縮是燒結(jié)的主要目的，但同時(shí)也導(dǎo)致變形。金屬粉末注射成形產(chǎn)品燒結(jié)成功標(biāo)準(zhǔn)：在保證產(chǎn)品精度和性能具有可控性和重復(fù)性前提下，使其密度達(dá)到要求。燒結(jié)第六十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六61控制加熱速度可促進(jìn)坯件致密化。緩慢加熱使在低溫?zé)Y(jié)階段表面擴(kuò)散占主導(dǎo)地位，消耗燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力卻很難使坯件致密化?？焖偌訜岬揭欢囟确秶?，在此溫度范圍內(nèi)體擴(kuò)散變得活躍，而且快速加熱可控制晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)孔隙也在演化縮小。

燒結(jié)中產(chǎn)生液相以有助于坯件的致密化。液相提高物質(zhì)的傳輸速率，引起更快的燒結(jié)；液相對(duì)顆粒施加毛細(xì)管力，等同一種大的外壓；預(yù)期的液相可通過(guò)一種組元熔化而形成。第六十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六62金屬注射成形產(chǎn)品的燒結(jié)過(guò)程：最初階段：燒結(jié)頸形成并長(zhǎng)大；中間階段：燒結(jié)頸長(zhǎng)大，形成晶界相連的孔隙網(wǎng)絡(luò)；最終階段：孔隙幾何外形變成圓柱狀，只剩很少的小孔隙位于晶界上。燒結(jié)過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)的變化第六十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六63注射成型原理樹(shù)脂熔融粘度極高，靠其自然流入模具中賦形是不可能的，加入金屬粉末后復(fù)合體系粘度急劇上升。為使熔融粒料流入模腔各角落，獲得具有復(fù)雜形狀，表面沒(méi)有縮痕、內(nèi)部沒(méi)有空洞的制品，成型時(shí)必須對(duì)熔融粒料施加高壓。注塑是在料筒中加熱粒料使之熔融，對(duì)熔融粒料施加高壓并使之注射到模具中，在模具中冷卻固化成為制品的過(guò)程。第六十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六64過(guò)程描述閉模高壓低速鎖緊注座前移注射開(kāi)模冷卻保壓固定塑化塑化退回退回塑化制品頂出試合模發(fā)信注塑基本過(guò)程第六十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六65鎖緊前移注射保壓冷卻后移開(kāi)模頂出閉模第六十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六66閉模前移注射保壓冷卻后移開(kāi)模頂出鎖緊第六十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六67閉模鎖緊注射保壓冷卻后移開(kāi)模頂出前移第六十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六68閉模鎖緊前移保壓冷卻后移開(kāi)模頂出注射第六十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六69閉模鎖緊前移注射冷卻后移開(kāi)模頂出保壓第七十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六70閉模鎖緊前移注射保壓后移開(kāi)模頂出冷卻第七十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六71閉模鎖緊前移注射保壓冷卻開(kāi)模頂出后移第七十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六72閉模鎖緊前移注射保壓冷卻后移頂出開(kāi)模第七十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六73閉模鎖緊前移注射保壓冷卻后移開(kāi)模頂出第七十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六74注射成型包括熔料經(jīng)噴嘴射入模腔，再經(jīng)過(guò)充模、保壓，直至最終冷卻成型等過(guò)程。充模、熔料在模腔內(nèi)壓實(shí)、倒流、在澆口處凝固、冷卻及制品脫模等階段的控制最為重要。注射過(guò)程系統(tǒng)壓力和模腔澆口壓力示意圖1-液壓系統(tǒng)壓力2-模腔澆口壓力第七十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六75A-B為充填和壓實(shí)階段，熔料近似等溫填充。A開(kāi)始進(jìn)入模腔，到達(dá)B時(shí)表明模腔已填滿，模腔壓力在極短時(shí)間內(nèi)迅速增大。本階段需要控制注射速度，縮短成型周期，避免熔料因流速過(guò)低而冷卻凝固，減少表面質(zhì)量缺陷及內(nèi)應(yīng)力。模腔填滿，注射速度趨于零，壓力成為影響制品質(zhì)量的重要因素，開(kāi)始進(jìn)入壓力控制階段。第七十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六76B-C為保壓階段。B點(diǎn)開(kāi)始按等壓曲線變化，模溫持續(xù)下降，熔料被壓實(shí)。該過(guò)程仍有少量熔料進(jìn)入模腔，以補(bǔ)償模腔內(nèi)制品由于冷卻而產(chǎn)生的尺寸收縮。到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，澆口因熔料冷卻凝固而封死。C-E為冷卻階段：模腔內(nèi)的熔料繼續(xù)冷卻，模腔壓力一直下降到某壓力值(D-殘余壓力)，再按冷卻曲線D-E冷卻至啟模所需溫度。E-F為開(kāi)模階段，模腔壓力從殘余壓力降為零。第七十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六77螺桿旋轉(zhuǎn)與塑化過(guò)程料筒外部設(shè)有圓形加熱器，在螺桿推動(dòng)下，粒料一邊前進(jìn)一邊熔融，最后經(jīng)噴嘴射入模具中，在該過(guò)程中粒料中的樹(shù)脂發(fā)生一系列變化。注塑機(jī)料筒和螺桿的形狀L1-送料段；L2-壓縮段；L3-混煉段；h1/h2-壓縮比；D-螺桿直徑第七十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六78樹(shù)脂從送料段(L1)進(jìn)入壓縮段(L2)時(shí)，因螺槽體積變小而被壓縮并發(fā)生脫氣；進(jìn)入計(jì)量段(L3，也稱混煉段)時(shí)，樹(shù)脂溫度己達(dá)其熔融溫度成為熔融體；由于計(jì)量段螺槽深h2更小，樹(shù)脂將在螺桿旋轉(zhuǎn)中受到較強(qiáng)的剪切力混煉，熔融更加完全，粒料混合更加均勻。為保證制品質(zhì)量．樹(shù)脂應(yīng)充分脫氣后再熔融，如果樹(shù)脂進(jìn)入壓縮段就熔融，脫氣效果將受到很大的影響?？刂迫勰z時(shí)間比較重要，可影響產(chǎn)品的密度和光潔度。第七十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六79螺桿的三個(gè)參數(shù)直接影響樹(shù)脂脫氣和熔融的程度，其值越大，樹(shù)脂的熔融越完全：螺桿的長(zhǎng)徑比L/D：22-25；螺桿的壓縮比h1/h2：13-15；螺桿的壓縮部分相對(duì)長(zhǎng)度L2/L：40%-60%；注塑機(jī)螺桿第八十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六80螺桿旋轉(zhuǎn)塑化螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)熔融樹(shù)脂被輸送至螺桿前端，與此同時(shí)樹(shù)脂產(chǎn)生反壓力使螺桿后退至設(shè)定位置，完成計(jì)量過(guò)程，然后螺桿在機(jī)械力作用下前進(jìn)，將前端熔融樹(shù)脂注入到模具中。第八十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六81樹(shù)脂的流動(dòng)在注入模具前，熔融樹(shù)脂受到急劇壓縮；注入模具時(shí)，熔融樹(shù)脂會(huì)因突然減壓而膨脹，這種急劇膨脹引起熔融樹(shù)脂本身溫度下降，粘度上升。聚甲醛的溫度下降可達(dá)30℃；聚碳酸酯的溫度下降可達(dá)50℃；熔融樹(shù)脂進(jìn)入模具并接觸到冷壁后也將產(chǎn)生急劇的溫度下降：熔體在模腔壁面附近流動(dòng)極慢，在模腔中心部分流動(dòng)輕快，這將造成制品變形和翹曲。注射壓力和模具溫度的調(diào)節(jié)十分重要第八十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六82熔融樹(shù)脂在注射時(shí)，經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具后被賦予形狀，并經(jīng)冷卻而成為制品，在冷卻中主要發(fā)生體積收縮現(xiàn)象。PE冷卻時(shí)，溫度達(dá)到結(jié)晶開(kāi)始溫度后，其質(zhì)量體積將急劇地變小，賦形不同溫度下PE比容變化(到達(dá)結(jié)晶溫度C1、C2、C3時(shí)發(fā)生劇烈收縮)a-相對(duì)密度為0.965的PE；b-相對(duì)密度為0.950的PE；c-相對(duì)密度為0.918的PE；d-PE收縮時(shí)的理論曲線；第八十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六83聚合物在成型中的物理變化加熱階段-將固態(tài)聚合物加熱和熔化并為注入模具而使其有適當(dāng)?shù)恼扯取Ｈ埸c(diǎn)以上，聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序無(wú)定形卷團(tuán)，熔體粘度取決于相對(duì)分子量和分子粘性。低相對(duì)分子量和高分子柔性的聚合物可在其熔化溫度稍高處成形，高相對(duì)分子量和低分子柔性的聚合物需在比熔化溫度高許多的溫度下成形，以產(chǎn)生較好的熔體流動(dòng)。第八十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六84冷卻階段-除去所有的熔化熱．并保持晶體剛度的增長(zhǎng)，直到可不變形地脫出模具。

熔體冷卻時(shí)傾向于堆砌規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)，須找到晶核(熔融聚合物中微小有序區(qū)域)，熔體越冷，熱振動(dòng)越小，形成的有序微小晶核越多。結(jié)晶的第二階段是聚合物分子的移動(dòng)，從熔體中無(wú)序的卷團(tuán)移到正在生長(zhǎng)的晶體表面上，將每—個(gè)原子都配在晶格精確的位置上。第八十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六85成形收縮階段-從無(wú)序的無(wú)定形卷團(tuán)和變?yōu)榫Ц裰芯o密堆砌的分子鏈，產(chǎn)生體積顯著變化，引起較大的成形收縮。由于有機(jī)聚合物的熱膨脹系數(shù)比金屬模具高，因此收縮率是一個(gè)必須加以考慮的問(wèn)題。在形狀的精密設(shè)計(jì)中需要認(rèn)真考慮結(jié)晶工程翅料的成形收縮率。第八十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六86聚合物的障解和交聯(lián)聚合物在熱、力、氧、水和輻射等外界因素的作用下，發(fā)生可能是聚合物大分子斷鏈；結(jié)構(gòu)或側(cè)基改變；或是它們間的綜合作用。熱降解：成型中高溫受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的降解反應(yīng)，其速度隨溫度升高而提高，首先大分子主鏈上的某些化學(xué)鏈斷裂并生長(zhǎng)初始游離基，然后通過(guò)產(chǎn)生活性中心、鏈轉(zhuǎn)移、鏈減短和鏈終止等反應(yīng)，形成不同的降解物。第八十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六87力降解：成型中因粉碎、高速攪拌、擠壓、注射等而受到切變和拉伸應(yīng)力，使分子鏈發(fā)生斷裂，并因此引起相對(duì)分子量降低的現(xiàn)象稱為力降解，它常常伴有熱量釋放，若不及時(shí)泄排則可能引起熱降解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相對(duì)分子量大，施加應(yīng)力增大都會(huì)使力降解加??；成型溫度提高，添加增塑劑可減弱力降解。第八十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六88氧化降解-大部分聚合物都能和氧氣發(fā)生緩慢作用，某些較弱化學(xué)鍵常產(chǎn)生極不穩(wěn)定的過(guò)氧化結(jié)構(gòu)，易分解出游離基，導(dǎo)致解聚反應(yīng)，且隨著熱作用迅速加劇，生產(chǎn)中稱之為熱氧化降解。熱氧化降解速度因聚合物的結(jié)構(gòu)不同而不同，還與氧含量、加熱溫度和時(shí)間有關(guān)，各因素增強(qiáng)都促使其加快。成型時(shí)須嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間，避免過(guò)熱發(fā)生氧化降解。第八十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六89注塑成型工藝參量

注射壓力一般分為2階段，第1階段是把熔融物料高速注入模具所需壓力，即通常所稱的注射壓力；第2階段是材料充滿模具后所加的壓力，稱為保壓壓力。注射壓力是注射時(shí)在計(jì)量段形成的熔體壓強(qiáng)，根據(jù)具體要求設(shè)定，一般為80-120MPa；對(duì)熔體粘度高的材料或?qū)Τ叽缇纫蟾叩闹破?，可采?50-200MPa的注射壓力。注射壓力第九十頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六90注射時(shí)，注射壓力必須克服從噴嘴—流道—澆口—型腔的壓力損失(總壓力損失)，才能充滿型腔。注射壓力過(guò)低，模腔壓力不足，熔體不能充滿模腔；較高注射壓力可使制品密度增大、收縮宰減??；過(guò)高的注射壓力會(huì)使制品產(chǎn)生毛邊或較大的殘余應(yīng)力，有時(shí)還會(huì)使制品因脫模困難而影響工效，還會(huì)造成壓力波動(dòng)，甚至系統(tǒng)過(guò)載。第九十一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六91在注射壓力作用下，熔體充滿模腔之后，制品在模內(nèi)邊冷卻邊收縮，為補(bǔ)縮需要繼續(xù)維持熔體流動(dòng)的注射壓力稱保壓壓力。

保壓壓力往往比注射壓力低，但保壓壓力須保持到模腔中的物料完全固化，即各流道中的物料也發(fā)生固化時(shí)為止。保壓壓力可防止制品毛邊發(fā)生和過(guò)度充填，而且在保壓階段使熔融物料從噴嘴中流出進(jìn)行不斷補(bǔ)充，補(bǔ)償制品在冷卻中因收縮引起的體積減小，減小制品的收縮率。第九十二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六92螺桿背壓在進(jìn)入下一次注射前，螺桿通過(guò)旋轉(zhuǎn)把熔融物料輸送到料筒前部加以儲(chǔ)備，與此同時(shí)，螺桿一邊旋轉(zhuǎn)一邊受到被輸送到料筒前部物料所產(chǎn)生的反壓力作用，產(chǎn)生后退。為調(diào)整和控制螺桿的后退，在螺桿上施加一定的和熔融物料相反的壓力，形成螺桿背壓。第九十三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六93螺桿背壓可提高物料的熔融和混煉效果，同時(shí)也可保證熔融物料在螺桿前部完全充滿，提高注射計(jì)量的準(zhǔn)確性。螺桿背壓可增加熔體內(nèi)壓力，加強(qiáng)切變效果，形成切變熱，使大分子熱能增加，提高熔體溫度。螺桿背壓提高有助于螺槽中物料的密實(shí)，驅(qū)走物料中的氣體；同時(shí)使螺桿退回速度減慢，延長(zhǎng)物料在螺桿中的熱歷程，塑化質(zhì)量也得到改善。第九十四頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六94過(guò)大的螺桿背壓會(huì)增加計(jì)量段螺槽熔體的反流和漏流，降低熔體輸送能力，減少塑化量，而且增加功率消耗；過(guò)高的螺桿背壓還使剪切熱過(guò)高或切變應(yīng)力過(guò)大，使高分子樹(shù)脂發(fā)生降解，嚴(yán)重影響制品質(zhì)量。螺桿背壓過(guò)低，會(huì)引起注射量的計(jì)量不準(zhǔn)。一般螺桿背壓可設(shè)定在0.5-20MPa左右。第九十五頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六95鎖模力在注射充模和保壓補(bǔ)縮階段，模腔產(chǎn)生使模具分開(kāi)的脹模力。為克服這種脹模作用，合模系統(tǒng)必須施予模具閉緊力，稱為鎖模力。鎖模力不足會(huì)導(dǎo)致模具離縫，發(fā)生溢料，鎖模力太大會(huì)使模具變形，制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和不必要的能量消耗。

注射機(jī)中的鎖模裝置第九十六頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六96鎖模力根據(jù)模腔壓力Pep和制品投影面積FS來(lái)確定，模腔壓力可根據(jù)注塑制品選擇。對(duì)成型容易、壁厚均勻的日用品取為25MPa；對(duì)一般的民用制品取29.4MPa；工業(yè)制品取34.3MPa；對(duì)精度高、形狀較復(fù)雜的工業(yè)制品取39.2MPa；對(duì)模腔流長(zhǎng)比小于50的，取20-30MPa為宜，大于50的取35-40MPa。第九十七頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六97螺桿轉(zhuǎn)速螺桿轉(zhuǎn)速是影響塑化能力、塑化質(zhì)量和成型周期等因素的重要參數(shù)。螺桿轉(zhuǎn)速提高，塑化能力增加，流量加大，熔融溫度均勻性有所改善。螺桿轉(zhuǎn)速根據(jù)聚合物所允許的最大線速度來(lái)確定；對(duì)熱敏性聚合物V=1.8cm/s；對(duì)一般性聚合物V=80cm/s，螺桿最高轉(zhuǎn)速應(yīng)為n=V/(πDs)第九十八頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六98預(yù)塑行程每次注射終止后，螺桿處在料筒的最前位置，當(dāng)預(yù)塑程序到達(dá)時(shí)，螺桿開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，物料輸送到螺桿頭部，螺桿在物料的反壓力作用下后退．直到碰到限位開(kāi)關(guān)為止，這個(gè)過(guò)程稱為預(yù)塑過(guò)程，螺桿后退的距離稱為預(yù)塑行程。物料在螺桿頭部所占容積是螺桿后退形成的預(yù)塑容積，也是注射容積，其計(jì)量行程就是注射行程。制品所需注射量是用預(yù)塑行程來(lái)調(diào)整的。第九十九頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六99注射量大小與計(jì)量行程精度有關(guān)：計(jì)量行程太小，注射量不足；材料會(huì)因在料筒中滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱分解，計(jì)量行程太大，料筒前部每次注射后余料太多，使熔體溫度不均或過(guò)熱分解。一般注射量最好設(shè)定在注塑機(jī)最大注射量的30％-80％之間。第一百頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六100模具溫度模具溫度是和成型作業(yè)效率有關(guān)的成型條件之一。模溫越低，模腔內(nèi)物料冷卻速度越快，可大大縮短制品取出時(shí)間，提高成型效率，但模溫過(guò)低易引起制品外觀不良，產(chǎn)生流痕、熔接痕或縮痕等。模溫較高使制品表面轉(zhuǎn)印性較好，特別是成型表面有花紋等制品時(shí)，應(yīng)注意適當(dāng)提高模溫。注射模具控制模具溫度的模溫機(jī)第一百零一頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六101料筒溫度根據(jù)聚合物在料筒內(nèi)的塑化機(jī)理，分三段加熱：第一段固體輸送段靠近料口處，溫度要低—些，用冷卻水防止物料架橋，保證較高的固體輸送效率；第二段壓縮段是物料處于壓縮態(tài)并逐漸地熔融，溫度比第一段要高出20-25℃，第三段計(jì)量段是物料完全熔融，在預(yù)塑終止后形成計(jì)量室儲(chǔ)存塑化好的物料，溫度比第二段高出20-25℃以保證物料處于熔融態(tài)。第一百零二頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六102第三段熔體的實(shí)際溫度有時(shí)還要高于料筒的溫度，這是由于預(yù)塑時(shí)，熔體吸收一部分切變熱使內(nèi)能增加，溫度升高。料筒溫度是控制熔體溫度和制品質(zhì)量的主要工藝手段，對(duì)塑化量、充模壓力、料流長(zhǎng)、收縮率、密度、熱變形溫度、彎曲和拉伸強(qiáng)度，制品定向等有重要影響。第一百零三頁(yè)，共一百一十四頁(yè)，編輯于2023年，星期六103噴嘴溫度噴嘴溫度對(duì)保證注塑工藝同樣重要，因?yàn)閲娮煊屑铀偃垠w和提高溫度的作用。噴嘴本身熱慣性很小，