4 Выдержка под давлением

После заполнения формы расплавом происходит его охлажде­ние, в результате чего увеличивается плотность и уменьшается объем, занимаемый полимером. Вследствие уменьшения объема через литники в форму продолжает поступать дополнительная порция расплава и давление в ней поддерживается постоянным. Таким образом, после окончания операции впрыска наступает некоторое равновесие давлений в цилиндре машины и в форму­ющей полости и течение переходит в медленное дополнительное нагнетание расплава (подпитку); последняя компенсирует умень­шение объема полимера в форме при его охлаждении.

В

Рис. 7.9. Цикл-диаграмма литья при различ­ных

режимах: 0abcd — оптимальный режим;

0ab"c"d" — вы­сокое давление в форме;

0abc'fd' — малая вы­держка под давлением

ыдержка под давлением (отрезок bс на рис 7.4) обычно про­должается до тех пор, пока расплав в центральной части впускного литника не охладиться ниже температуры текучести. Чем больше выдержка под давлением, тем сильнее понижается температура расплава в формующей полости, поэтому при последующем охлаждении размеры изделия изменяются меньше. То же наблюдается при повышении давления в форме. Таким образом, выдержка под давлением компенсирует усадочные процессы, происходящие в форме, и зависит от размеров литника, температуры рас­плава и формы, а также от тепло-физических свойств полимера. Вы­держка под давлением целесооб­разна, пока полимер в форму­ющей полости находится в рас­плаве, поэтому глубину впускного литника обычно выбирают с учетом заданной усадки, но меньше толщины стенки изделия.

Давление при выдержке рассчитывают с учетом всех техно­логических параметров процесса, а также размеров литников. При правильно выбранном давлении после выдержки при охла­ждении в формующей полости остается некоторое остаточное давление р_ост. Если чрезмерно увеличить давление в форме (диаг­рамма Оab"c"d" на рис. 7.9), то в конце цикла литья остаточное давление р_ост, будет очень большим. Под действием р_ост полимер плотно прижимается к стенкам формующей полости, силы трения возрастают, поэтому затрудняется извлечение изделий из формы и при выталкивании может произойти их разрушение.

Обратная картина наблюдается при малой выдержке под давлением или создании низкого давления в форме. Если сопло машины отводится раньше, чем произойдет охлаждение расплава в литнике, полимер вытекает из формы и давление падает (диаграмма Oabc'fd' на рис. 7.9). Из-за недостаточной компенсации усадочных процессов на изделиях в этом случае появляются утяжины и раковины (пустоты) или увеличивается усадка.

5. Охлаждение изделия

Фактически охлаждение расплава начинается сразу после впрыска расплава, однако как отдельная технологическая опера­ция охлаждение задается с помощью реле времени по окончании выдержки под давлением. Таким образом, выдержка при охлажде­нии необходима для окончательного затвердевания расплава полимера и достижения определенной конструкционной жестко­сти изделий, исключающей их деформацию при извлечении из формы.

Температура полимера перед размыканием формы должна быть такой, чтобы при извлечении изделия не произошло его коробления или разрушения. В процессе охлаждения температура расплава уменьшается, а так как объем остается неизменным, то давление в форме снижается (отрезок cd на рис. 7.9).

Литьевые изделия могут иметь весьма разнообразную конфи­гурацию и размеры, поэтому на процесс охлаждения оказывает влияние разнотолщинность стенок, которая служит основной при­чиной появления внутренних остаточных напряжений. Если изделие имеет различ­ную толщину стенок, то после охлаждения степень ориентации будет различной и это вызовет появление остаточных напряжений. При извлечении таких изделий из формы может произойти их коробление или с течением времени образуются микротрещины. Коробление возможно и у изделий, не имеющих разнотолщинности стенок, в случае их неравномерного охлаждения. Поэтому конструкция охлаждающих каналов формы должна обеспечивать равномерное температурное поле.

Рис. 7.10. Коробление изделий вследствие

неравномерного охлаждения (T’ф > Tф)

(а) и при неправильном расположении

литника (б").

Зависит коробление и от расположения литника в форме (рис. 7.10, б). При литье коробчатых изделий литник, как пра­вило, подводится к днищу. При подведении литника к боковым стенкам может произойти их коробление вследствие неодинаковой степени ориентации макромолекул. Таким образом, для получения качественных изделий необходимо создавать одинаковые условия течения расплава и равномерную скорость охлаждения.