Дефекты литьевых деталей и способы их устранения

Характерными дефектами литьевых деталей из полимерных материалов (ПМ) являются грат, утяжины, недоливы, коробление и отпечатки от выталкивателей. В статье рассматриваются наиболее вероятные причины возникновения подобных дефектов и способы их предупреждения.

Грат

Если у литьевых деталей наблюдается грат (перелив, наплыв) в плоскости разъема литьевой формы, то в большинстве случаев его причиной является недостаточное усилие запирания формы во время стадий впрыска и выдержки под давлением. Кроме того, слишком высокое давление формования может вызвать местный прогиб формы в области ее смыкания и также привести к образованию грата. Завышенная скорость впрыска и пониженная вязкость расплава вследствие высоких температур расплава и (или) формы также могут оказаться причинами возникновения этого характерного для литьевых деталей дефекта из-за того, что в конце пути течения расплава слишком высока его текучесть.

Если у деталей постоянно появляется грат во вполне определенном месте, то это свидетельствует о дефектности литьевой формы, которая недостаточно уплотнена в данном месте. Если же наблюдается грат по всему периметру детали в плоскости разъема формы, то это, скорее всего, следствие недостаточного усилия запирания формы, повышение которого, однако, сверх определенного предела сопряжено с опасностью повреждения литьевой формы. Поэтому целесообразно более точно установить конкретную причину возникновения грата и лишь после этого принять соответствующие меры по его предупреждению (см. таблицу 5).

Таблица 5.

Утяжины

Утяжины (углубления, впадины) на поверхности литьевых деталей возникают главным образом в зонах скопления массы ПМ - там, где толщина стенки максимальна или находится переход от одной толщины к другой.

Причиной появления подобных дефектов является неравномерная термическая усадка ПМ при охлаждении и затвердевании неравно толщинной отливки, когда свободной усадке ее утолщенных мест препятствуют периферийные зоны меньшей толщины. В результате этого происходит втягивание наружной оболочки внутрь детали. Такое явление может наблюдаться и после извлечения из формы еще нагретой отливки. Предотвратить возникновение утяжин возможно с помощью как конструктивных, так и технологических мероприятий (см. таблицу 6).

Таблица 6.

Недоливы

Если оформляющие полости в литьевой форме располагаются далеко от места впрыска расплава ПМ или имеются слишком тонкостенные участки деталей, то при невысоких значениях температур расплава и (или) формы, а также давления впрыска расплав не успевает до своего отвердевания полностью заполнить оформляющую полость, и в детали образуются недоливы. При высоком давлении впрыска причиной недоливов может быть недостаточное давление формования (давление выдержки), которое должно составлять около 50 % от средних значений и 70 - 80 % от высоких значений давления впрыска.

Если не заполнены ПМ тонкостенные места деталей, расположенные близ литников, то, вероятнее всего, это следствие частичного отвердевания расплава ПМ в течение того периода времени, когда заполняются расплавом более толстостенные зоны, где его течение осуществляется более легко.

Таблица 7.

Коробление

Непосредственно после извлечения деталей из литьевой формы или спустя некоторое время может наблюдаться их коробление - недопустимое изменение формы по сравнению с заданной, при котором, например, плоские детали становятся волнообразными, а прямые кромки втягиваются внутрь, выгибаются наружу или скручиваются.

Непосредственной причиной этого дефекта являются остаточные напряжения в литьевой детали, происхождение которых в свою очередь может быть обусловлено ориентационными явлениями и (или) неравномерной усадкой детали в результате ее неравнотолщинности и неравномерного охлаждения. При этом детали из частично кристаллических ПМ (полиэтилен, полипропилен, полиоксиметилен) с большей усадкой, чем у аморфных ПМ (полистирол, АБС-пластики, полиметилметакрилат, поликарбонат), склонны к более существенным деформациям.

Таблица 8.