型工藝條件不正確等，并針對(duì)不同情況給出了相應(yīng)的解決辦法。
模壓工藝材材材材料料料料預(yù)預(yù)預(yù)預(yù)熱熱熱熱熱固性塑料模壓制件與熱塑性注塑制品一樣，在成型過程中不可避免地存在內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的存在不僅會(huì)使制件在儲(chǔ)存和使用過程中出現(xiàn)翹曲變形，甚至開裂，而且還會(huì)影響電性能、物理性能和力學(xué)性能。我們通過對(duì)制件的成型作了認(rèn)真分析，找出了影響模壓制件內(nèi)應(yīng)力的主要因素，采取相應(yīng)的措施就可以使制件的內(nèi)應(yīng)力盡可能減到最小，從而充分發(fā)揮材料的各項(xiàng)性能。
1影響塑料模壓制件內(nèi)應(yīng)力的主要因素塑料模壓制件的造型設(shè)計(jì)不合理、模具設(shè)計(jì)不合理、成型工藝條件不正確、液壓機(jī)模板不平行等都會(huì)使制件內(nèi)存在較大的內(nèi)應(yīng)力。影響模壓制件內(nèi)應(yīng)力的因素很多，也很復(fù)雜，主要影響因素如所示。
制件結(jié)構(gòu)材料模具設(shè)計(jì)尖角制件造型設(shè)計(jì)：料模壓制件內(nèi)應(yīng)力：機(jī)械加工嵌件模壓設(shè)備影響模壓制件內(nèi)應(yīng)力的主要因素1.1造型設(shè)計(jì)1.1.1制件結(jié)構(gòu)及幾何形狀制件結(jié)構(gòu)及幾何形狀設(shè)計(jì)不當(dāng)，面積較大而較薄或較長的制件以及幾何形狀或厚度過分不規(guī)則的制件，固化時(shí)收縮值不一，易產(chǎn)生收縮應(yīng)力，從而使制件產(chǎn)生翹曲變形、裂紋，嚴(yán)重者甚至開裂。所以設(shè)計(jì)塑料模壓制件時(shí)應(yīng)盡量使制件壁厚均勻，一般對(duì)易產(chǎn)生翹曲變形的制件，采取脫模后立即用冷卻夾具夾緊并冷卻，以防止翹曲變形111.制件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下幾方面的要求：①具有足夠的強(qiáng)度和剛度；）脫模時(shí)能經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊和震動(dòng)；）裝配時(shí)能承受緊固力。最小壁厚值隨塑料品種牌號(hào)和制品大小不同而異，但壁厚也不是越大越好。壁厚過大，不但造成原料的浪費(fèi)，而且對(duì)熱固性塑料的成型來說加了模壓時(shí)間，且易造成固化不完全，制品內(nèi)外固化不均勻，而導(dǎo)致制品內(nèi)應(yīng)力，使制件易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲等缺陷。熱固性塑料的小型制件壁厚取1.6~25，大型制件壁厚取3.2~8mm；布基酚醛塑料等流動(dòng)性差的應(yīng)取較大值，但一般不宜大于10mm；脆性塑料如礦粉填充的酚醛塑料件壁厚應(yīng)不小于3.塑料制件除了使用上要求采用尖角外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓弧過渡，因?yàn)橹萍饨翘幰桩a(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂；甚至在脫模過程中會(huì)由于模塑內(nèi)應(yīng)力而開裂，特別是制件的內(nèi)圓角。一般，采用R0.5mm的圓角就能使塑件的強(qiáng)度大為加，為塑料受力時(shí)應(yīng)力集中系數(shù)與圓角半徑的關(guān)系。從中可以看出，理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)在壁厚的四分之一以上，同時(shí)圓角還可大大地改善塑料的充模特性121. R/A與應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系將塑件轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)成圓角，使模具型腔對(duì)應(yīng)部位也是圓角，這樣就加了模具的堅(jiān)固性。塑件的外圓角對(duì)應(yīng)著型腔的內(nèi)圓角，這樣模具在淬火或使用時(shí)不會(huì)因應(yīng)力集中而開裂。同時(shí)，圓角也加了制件的美觀性。但是，在塑件某些部位，如分型面、型芯和型腔配合處等不便作成圓角，故只能采用尖角。
在設(shè)計(jì)帶有金屬嵌件的制件時(shí)，若嵌件與塑料體積的比例不當(dāng)，或配入嵌件過多、嵌件太大都會(huì)使制件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋。這是由于塑料的收縮率大于金屬的收縮率，當(dāng)金屬周圍包覆塑料過少，塑料層過薄，制件冷卻時(shí)，金屬嵌件的尺寸變化與塑料的收縮值相差很大，致使嵌件周圍產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，而造成塑件的開裂。因此，在設(shè)計(jì)帶嵌件的制件時(shí)，應(yīng)考慮二者的比例，嵌件周圍塑料要有足夠的厚度。嵌件嵌入制件的位置尺寸見表1.若不好改變塑料及嵌件的體積或厚度時(shí)，一般盡量選用尺寸變化與塑料膨脹系數(shù)相近的金屬或采用收縮率小或強(qiáng)度高的塑料，也可采用加強(qiáng)辦法（如金屬嵌件外纏以浸膠布）但加強(qiáng)易產(chǎn)生裂紋。此外，嵌件結(jié)構(gòu)應(yīng)不帶尖角，以減少應(yīng)力集中；制件成型后應(yīng)進(jìn)行退火處理，以降低內(nèi)應(yīng)力。
表1嵌件嵌入制件的位置尺寸注：表中數(shù)值適用于熱固性塑料，也適用于應(yīng)力開裂不敏感的熱塑性塑料。
1.2模壓塑料的性能收縮率大或低分子揮發(fā)物含量過多的塑料，會(huì)由于收縮率大而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂紋。尤其對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均及帶有嵌件的制件更易出現(xiàn)裂紋。
熱固性塑料在固化時(shí)，由于交聯(lián)而生成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此不存在大分子取向和結(jié)晶的影響。但采用纖維狀填料的熱固性塑料卻存在著纖維取向作用，在成型過程中，若纖維和樹脂分配不均（樹脂流動(dòng)性大）會(huì)引起收縮不均而產(chǎn)生收縮應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的存在易在纖維之間的尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，若內(nèi)應(yīng)力超過樹脂粘合強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。
另外，對(duì)于長玻璃纖維強(qiáng)塑料，由于長玻璃纖維有一定的彈性，若加料不當(dāng)（如壓制長條形制件時(shí)，將玻璃纖維強(qiáng)迫扭轉(zhuǎn)幾圈后加入）容易使制件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致制件翹曲變形。
1.3模具模具設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)使模壓制件內(nèi)應(yīng)力過大而產(chǎn)生翹曲變形，甚至開裂。
1模具脫模斜度過小，在脫模時(shí)制件受力過大，使制件產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變而形成內(nèi)應(yīng)力。
2模具光潔度不夠，或使用過程中不慎，使模具表面發(fā)毛，致使脫模困難。
1.3.3壓機(jī)上下壓板不平，頂出機(jī)構(gòu)及冷卻夾具設(shè)計(jì)不合理，頂出桿不平行，使制件受力不均，都會(huì)造成制件內(nèi)應(yīng)力。
4采用壓注法時(shí)，塑料成型需經(jīng)過澆注系統(tǒng)。澆道和澆口設(shè)計(jì)不當(dāng)，易產(chǎn)生纖維定向和固化不均勻問題，從而造成制件內(nèi)應(yīng)力。
另外，模具上下模模溫相差太大或加熱不均勻時(shí)，1.4模壓工藝條件熱固性塑料的成型周期見。影響制件內(nèi)應(yīng)力的工藝因素主要有模壓溫度、模壓壓力和模壓時(shí)間。1.4.1材料預(yù)熱經(jīng)過預(yù)熱的模壓塑料流動(dòng)性提高，易于充模，塑料中水分及低分子揮發(fā)物減少，模壓出的制件均勻致密，固化均勻，內(nèi)應(yīng)力小，因此物理性能、機(jī)械性能、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性都有所提高。
1.4.2模壓溫度模壓溫度與模壓周期的關(guān)系見溫度升高能加速熱固性塑料在模腔中的固化速度，固化時(shí)間縮短，因此，高溫有利于縮短模壓周期，提高生產(chǎn)效率。但溫度過高會(huì)引起固化速度太快而使塑料流動(dòng)性迅速降低，引起充模不滿、變色、有機(jī)填料分解等。同時(shí)，高溫下外層固化比內(nèi)層快得多，使內(nèi)層揮發(fā)物難以排除，不僅降低了機(jī)械性能，而且由于收縮不均使制件存在很大的內(nèi)應(yīng)力，從而使制品產(chǎn)生腫脹、翹曲變形，甚至開也會(huì)使固化收縮不均而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
1.4.3模壓壓力模壓壓力的作用是：①使塑料在模具中加速流動(dòng)；②加塑料的密實(shí)性；③克服樹脂在縮聚反應(yīng)中放出的低分子物及其他揮發(fā)份所產(chǎn)生的壓力，以免出現(xiàn)腫脹、脫層等缺陷；）使模具緊密閉合，從而使制品具有固定的尺寸、形狀和最小毛邊；⑤防止制品在冷卻時(shí)發(fā)生變形。
模壓壓力的大小不僅取決于塑料的種類，而且與模具溫度、制品形狀以及物料是否預(yù)熱等因素有關(guān)。對(duì)同一種物料來說，流動(dòng)性愈小、固化速度愈快及物料的壓縮率愈大時(shí)，所需模壓壓力愈大；模溫高、制品形狀復(fù)雜、深度大、壁薄和面積大時(shí)，所需成型壓力也愈大。
一般地說，適當(dāng)大模壓壓力，除大塑料的流動(dòng)性以外，還會(huì)使制品更緊密，成型收縮率降低，性能提高但模壓壓力過大會(huì)影響模具的使用壽命，大設(shè)備功率消耗，并且會(huì)使制品殘余內(nèi)應(yīng)力大，影響制品的性能。
1.4.4模壓時(shí)間模壓時(shí)間的長短對(duì)塑料制品的性能影響很大。模壓時(shí)間太短，樹脂固化不完全（欠熟）制品物理機(jī)械性能差，外觀無光澤，制品脫模后易出現(xiàn)翹曲、變形等現(xiàn)象；適當(dāng)加模壓時(shí)間，一般可使制品收縮率和變形減少，其它性能也有所提高旦過分延長模壓時(shí)間會(huì)使塑料過熟"，不僅延長成型周期、降低生產(chǎn)效率、多消耗熱能和機(jī)械功，而且樹脂交聯(lián)過度會(huì)使制品收縮率加，導(dǎo)致樹脂與填料間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，制品表面發(fā)暗和起泡，從而使制品性能減低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使制品破裂。因此，模壓時(shí)間過長或過短都不可取。
為了進(jìn)一步提高制品的質(zhì)量，熱固性塑料制品脫模后常在較高溫度下進(jìn)行后處理。后處理能使塑料固化更趨完全，同時(shí)可減少或消除制品的內(nèi)應(yīng)力，減少制品中的水分及揮發(fā)物等，有利于提高制品的電性能及強(qiáng)度。
幾種常用熱固性塑料的模壓工藝參數(shù)見表2. 1.5模壓設(shè)備壓機(jī)上下壓板不平行或壓板加熱不均勻都會(huì)造成制件內(nèi)應(yīng)力。
1.6機(jī)械加工機(jī)械加工時(shí)裝夾太緊、進(jìn)刀量太大或走刀太快也會(huì)造成模壓制件內(nèi)應(yīng)力。
表2常用熱固性塑料的模壓工藝參數(shù)序號(hào)模壓料名稱牌號(hào)預(yù)熱條件模壓工藝參數(shù)溫度時(shí)間模壓溫度模壓壓力模壓時(shí)間壁厚酚醛模塑料氨基塑料三聚氰胺脲醛塑料玻璃纖維增強(qiáng)酚醛模塑料聚酯料團(tuán)卜2 2模壓制品殘余內(nèi)應(yīng)力的消除方法制件模壓成型后對(duì)其進(jìn)行熱處理，是降低或消除制件內(nèi)應(yīng)力，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)加速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的有效措施。同時(shí)，熱處理還可以保證制件固化更完全，減小尺寸不穩(wěn)定性，改善物理機(jī)械性能；還減少制件中的水分及低分子揮發(fā)物，以提高制件的電氣性能。
此外，對(duì)于需進(jìn)行機(jī)械加工的模壓制件，消除了內(nèi)應(yīng)力可以避免機(jī)械加工時(shí)制件被破壞，同時(shí)穩(wěn)定尺寸。
對(duì)于尺寸要求精確、形狀復(fù)雜、壁厚不均、帶有金屬嵌件（尤其是帶有多個(gè)金屬嵌件）的制件以及電氣零件，熱處理顯示尤為重要。
熱處理設(shè)備選用鼓風(fēng)烘箱即可，熱處理時(shí)主要控制的工藝參數(shù)有溫度和時(shí)間。升溫方式有兩種：一次升溫和分段升溫。一次升溫操作簡單，生產(chǎn)效率高，但效果不及分段升溫好，這是因?yàn)樗芰鲜菬岬牟涣紝?dǎo)體，受熱時(shí)制件外部溫度達(dá)到烘箱溫度，而內(nèi)部溫度相差較大，若要內(nèi)外溫差小，必須保持一段時(shí)間。因此，分段升溫法制件整體升溫均勻，消除內(nèi)應(yīng)力效果好。對(duì)于形狀復(fù)雜、壁厚較大的制件最好采用分段升溫法，有時(shí)為了防止變形，還需要采用夾具夾緊制件再處理；對(duì)于形狀簡單的制件可采用高溫、短時(shí)間的熱處理，以提高生產(chǎn)效率；對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，帶有金屬嵌件的制件采用較低溫度較長時(shí)間分段升溫的熱處理。冷卻方式是隨爐冷卻，取放制件時(shí)烘箱溫度不能超過室溫（20C）。
常用的酚醛模塑料制件一般在105 ~130C處理2~24h，玻璃纖維強(qiáng)酚醛模塑料FX―501模壓制件一般在130~160C處理2~24h.
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