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高模溫有利于提高材料的電鍍性能是真的嘛?

作者:網絡 發布時間:2021-01-26 15:33:22點擊:
    注塑成型產生的內應力殘留問題,是影響材料電鍍性能的殺手。在前期文章中作者對內應力如何影響材料電鍍性能進行了深入的分析,然而既然了解了其作用的原理,我們就要知道如何進行改善。從本期開始,作者將就注塑加工的殘余應力改善方向再進行一些分析。
 
    本期主題—溫度方向改善
    溫度對材料注塑殘余應力的改善,主要分為注塑料溫和模具溫度兩方面:
    注塑料溫:在保證材料不會裂解的情況下,更高的注塑溫度可以得到更好的電鍍性能。
    在較低的注塑溫度下,材料的流動性差,在填充過程中的阻力也就會變大,分子鏈之間互相擠壓、拉伸,導致制件冷卻后分子鏈取向嚴重,因此注塑出的產品將會有較大的內應力;再有就是材料中橡膠相的變形問題,這些將最終導致產品表面的粗化刻蝕不均勻,進而導致電鍍產品外觀不良,以及電鍍結合力差的狀況產生。
 
    而在較高的注塑溫度下,材料流動性提高,充填順暢,分子鏈之間的拉伸取向輕微,制件冷卻時分子鏈基本處于自然卷曲狀態,因而制件的注塑殘留內應力也就較小,材料的電鍍性能得到較大的提高。
    相關實驗表明,對于電鍍ABS材料來說,相較于注塑溫度為200-220℃的產品,溫度提高到240℃-250℃時,鍍層結合力提高約30%(詳見圖3)。同時成型制件的表面外觀不良率也大大降低。
 
    然而,注塑溫度也不能過高,如果超過了材料的裂解溫度,材料裂解所產生的瓦斯氣問題,將會導致注塑產品表面的外觀不良,進而會影響其電鍍性能。
    模具溫度:與材料溫度方向一致,高模溫有利于提高材料的電鍍性能。
 
    在低模溫狀態下,材料充填困難,制件在冷卻時材料的分子鏈取向嚴重,產品成型內應力較大,電鍍性能差;反之在高模溫狀態下,材料充填順暢,制件在冷卻時分子鏈基本處于自然卷曲狀態,產品內應力小,電鍍性能得到很大提升。下圖是某制件分別在不同的模具溫度下進行的模流分析的示意圖,圖中可以看出,模具溫度為60℃時,制件不同部位的殘余應力最高值達到了40MPa以上,而在模具溫度為100攝氏度時,制件的最高應力值相對降低很多,約25MPa。
 
    控制模溫的途徑有普通水溫機、油溫機及蒸汽模、E-mold等。水溫機一般可以實現80℃以下的模溫控制,最高不超過90℃;油溫機可以實現常溫-300℃的模溫控制,但常用是80-150℃的區間;相對于油溫機來說,蒸汽模和E-mold技術除了可以實現高模溫控制之外,還能實現快速的冷卻控制。因此在條件允許的情況下,使用油溫機/蒸汽模/E-mold技術,可以大大的降低材料的參與內應力問題,從而提高材料的電鍍性能。
 
    同時,實際的模具溫度設定需要結合模具水路,及成型周期的要求來設定,在不影響其它性能的前提下,模具溫度盡量提高;控制模具溫度的同時,也要維持模具溫度的均勻分布,不均勻的模具溫度分布,會導致不均一的收縮內應力進而影響電鍍性能。不均勻的模具分布和不良的產品結構設計對電鍍的影響是一致的。
 
    結語:高注塑料溫和模具溫度,有利于降低材料的殘余內應力,也同時會提高材料的電鍍性能。與此對應的是,產品在模具中的冷卻時間也將增加,影響注塑的生產效率。因此,對于注塑廠來說,應力殘留與生產效率的平衡問題,也是其生產煩惱之一??傊?,對于電鍍材料來說,小編還是推薦大家盡量采用較高的注塑料溫和模具溫度。

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