第七章澆鑄ppt課件

1、第七章第七章 澆鑄澆鑄10.1概述n澆鑄：鑄塑，借用金屬鑄造方法，將已預(yù)備好的澆鑄原料()注入一定的模具中使其固化(完成聚合或縮聚反響)，得到與模具型腔類似的制品。指靜態(tài)澆鑄。n原料：通常是單體、經(jīng)初步聚合或縮聚的漿狀物、聚合物與單體的溶液等n其他鑄塑方法：嵌鑄、離心澆鑄、流延鑄塑、搪塑、滾塑等n工藝特點：n模具和設(shè)備的強度要求較低，投資因之較小。n對產(chǎn)品的尺寸限制較小，故宜于消費大型制品。n產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力低。n缺陷：成型周期長，制品的尺寸準(zhǔn)確性較差 10.2 靜態(tài)澆鑄 n 它是澆鑄成型中較為簡便和運用得較為廣泛的一種方法。n適用塑料種類：聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛、不飽和聚酯等。

2、 10.2.1 原資料 n 可以用于靜態(tài)澆鑄的塑料種類較多，但普通須滿足以下要求：n 流動性好n 熔點低 n 固化時沒有低沸點物或氣體等副產(chǎn)物生成，制品不易產(chǎn)生氣泡 n 結(jié)晶均勻，收縮較小，無內(nèi)應(yīng)力 1聚己內(nèi)酰胺 n原料：己內(nèi)酰胺白色片狀晶體，熔點692，沸點2669，n聚合：成型與聚合同時。聚合時放熱為280卡克。n助劑：鑄塑時，己內(nèi)酰胺單體內(nèi)應(yīng)參與堿金屬鈉等催化劑和助催化劑以使它進(jìn)展聚合反響而成為聚己內(nèi)酰胺n工業(yè)運用： MC 尼龍 2 環(huán)氧樹脂n雙酚A型環(huán)氧樹脂為主n改性，這類環(huán)氧樹脂，沖擊韌性較差、耐熱性低，可以用高聚物(如聚硫橡膠，聚酰胺等)進(jìn)展改性n某些國產(chǎn)雙酚A型環(huán)氧樹脂的牌號和目

3、的列于表72 。環(huán)氧樹脂牌號和目的：n固化劑：環(huán)氧樹脂的固化劑常用的有兩類： n(1)胺類固化劑。 n(2)酸酐類固化劑 。n增塑劑：固化后的環(huán)氧樹脂，由于其交聯(lián)鍵并不非常稠密，故可參與少量增塑劑以使制品沖擊韌性有所提高，同時也可降低配料時樹脂的粘度，有利于填料的浸潤等n稀釋劑：為了降低樹脂粘度以便澆鑄，常在原料中參與稀釋劑。 稀釋劑分兩種活性稀釋劑：含有環(huán)氧基或其它活性基團(tuán)的物質(zhì)，在固化時也參與化學(xué)反響而成為制品中網(wǎng)狀高聚物的組成部分； 惰性稀釋劑，就是環(huán)氧樹脂的普通溶劑，如甲苯丙酮等。采用惰性稀酬時，在固化過程中要逸出，會添加產(chǎn)品的收縮率，降低粘合力甚至?xí)档蜔嶙冃螠囟取_擊強度、抗張強度

4、等，同時還會產(chǎn)生氣泡，因此在配制時應(yīng)進(jìn)展仔細(xì)的思索。稀釋劑用雖普通為環(huán)氧樹脂的520 胺類固化劑：續(xù)表：酸酐固化劑：環(huán)氧樹脂活性稀釋劑：3聚甲基丙烯酸甲酯n由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。n運用原料：鑄塑中普通均用單體與聚合體組成的漿狀物為原料進(jìn)展?jié)茶T，而不運用純單體這樣作的結(jié)果不僅使消費過程控制較容易，防止迸發(fā)性聚合的發(fā)生，同時也可減少原料在模具中的漏損并使消費周期縮短。 10.2.2 模具 n制模資料：鑄鐵、銅、鋁合金、型砂、硅橡膠、塑料玻璃以致水泥、石膏等，選用時需視塑料種類，制品要求及所需數(shù)量而定。n構(gòu)造類別：敞開式澆鑄、程度澆鑄(正澆鑄)，側(cè)立式澆鑄、傾斜式澆鑄等。n選擇要素主要是：利于

5、料流的充溢、氣泡的排出、使氣泡移至非任務(wù)部位去。n 敞開式澆鑄，如下圖，安裝較簡單，普通只需陰膜，易于排氣，因此所得制品內(nèi)部的缺陷較少，通常用于制造外形較簡單的制品n程度澆鑄(正澆鑄) ，如圖72所示。它是將所消費制品的基體(制品中作為支承塑料部分用的)事先安裝固定于陰模之上：然后用密封板密封，再向基體上的澆口鑄入環(huán)氧塑料并藉基體上的排氣口排氣。n 側(cè)立式澆鑄，如下圖。n真空澆鑄法， 如下圖。n平板模澆鑄。 運用兩塊玻璃板平放周圍封鎖即可10.2.3 澆鑄工藝 n工藝過程有模具的預(yù)備、原料的配制和澆鑄n1模具的預(yù)備 包括模具的清潔、涂脫模劑視詳細(xì)種類而有所取舍、固化等幾個步驟、嵌件預(yù)備與安放以

6、及預(yù)熱等過程。n2澆鑄原料的配制 ，隨所運用的原料的不同，其配制過程亦異，現(xiàn)分別舉例如下：n(1)己內(nèi)酰胺 己內(nèi)酰胺在澆鑄時的聚合過程是屬于陰離子型的催化聚合反響。 n己內(nèi)酰胺單體平衡量與溫度的關(guān)系。低溫聚合反響，有利結(jié)晶，單體含量低。n關(guān)于己內(nèi)酰胺在減壓后的沸點可參見圖 ，抽真空脫水條件下，要控制溫度，防止己內(nèi)酰胺揮發(fā)。單體澆鑄的特點：預(yù)熱至l 40150的己內(nèi)酰胺活性料，在參與絕熱的容器中進(jìn)展聚合到達(dá)最高的轉(zhuǎn)化率時，仍可以使反響體系的溫度控制在200一210。聚合物可以很好地充溢內(nèi)腔，成為聚合容器的外形，而且制品的內(nèi)應(yīng)力是很小的 活性己內(nèi)酰胺原料的制備過程，視其產(chǎn)量大小而在流程及設(shè)備上有不

7、同選擇。 (2) 環(huán)氧樹脂 n配方的選定 ： 按照制品性能的要求和鑄塑成型工藝條件，選擇恰當(dāng)?shù)乃芰吓浞绞侵匾?。n 環(huán)氧樹脂資料的配制： n使各組分完全均勻混合；n設(shè)法消除帶入的空氣和揮發(fā)物：n控制好硬化劑的參與溫度。n參與硬化劑時所允許的溫度應(yīng)視其活性而定。n 物料中含有的揮發(fā)物質(zhì)及吸附、溶解或混合加料過程等卷入的空氣是鑄塑制品產(chǎn)生氣泡和針孔的重要緣由。 (3)甲基丙烯酸甲酯 單體聚合體漿狀物的配制，常用的有兩種方法。 在不銹鋼或搪瓷混合器中，往單體中參與少量增塑劑 、引發(fā)劑和光滑劑，在升溫(80110)和攪拌的情況下進(jìn)展部分聚合，當(dāng)反響液的粘度到達(dá)需求值 ，用急冷使其溫度降至30左右。所得

8、漿狀物經(jīng)真空脫泡后即可用于澆鑄。 聚合體單體使其成為均勻的溶液，經(jīng)過脫泡(必要時還須經(jīng)過濾)后。即可作為澆鑄用。 3澆鑄及固化n隨原料種類不同其過程也略有差別。n (1)己內(nèi)酰胺 將已制備好的活性原料灌注入已涂好脫模劑(如硅油)并預(yù)熱的模具中，在160左右保溫約半小時，即可逐漸冷卻取出制品。n (2)環(huán)氧樹脂 將己參與固化劑并混合均勻的原料進(jìn)入已涂好脫模劑的模具中。其固化工藝條件，視所用固化劑的不同而異。 (3)甲基丙烯酸甲酯 澆鑄時將配制好的漿狀物用漏斗灌入模具中并應(yīng)盡量防止帶入氣泡，灌滿后即將模具封鎖。有機玻璃板材消費中容易出現(xiàn)的缺陷。產(chǎn)生緣由及抑制方法簡單討論如下： 厚度不均普通允許公差

9、應(yīng)為36，為控制品厚度均勻，應(yīng)控制模具內(nèi)腔在受熱、受壓下發(fā)生的變形不應(yīng)過大。 制品出現(xiàn)氣泡、皺紋、凹陷等。主要由于部分聚合過快，放熱很大，單體中的溶解氣體及水分揮發(fā)而出現(xiàn)氣泡及因不均勻收縮而出現(xiàn)皺紋與凹陷。 外表產(chǎn)生裂級主要是制品內(nèi)應(yīng)力過大所呵斥 耐熱性能，有機玻璃的耐熱性較差，是其主要缺陷。鑄塑時適當(dāng)延伸低溫聚合時間和提高最終聚合的溫度以提高聚合體的平均分子量將有助于提高其耐熱性 10.3 嵌 鑄n 嵌鑄又稱封入成型，它是將各種非塑料物件包封在塑料中的一種成型方法。n 嵌鑄的工藝過程首先是要將嵌件進(jìn)展適當(dāng)處置，然后按照要求的位置使其固定于模其內(nèi)，最后是塑料澆鑄和固化。 10.3.1 嵌鑄工藝

10、所用的塑料 n嵌鑄工藝目前運用的塑料種類有聚甲醛，不飽和聚醋，有機玻璃及環(huán)氧塑料等。 10.3.2 嵌鑄用的模具 n嵌鑄用的模具要求都較低，由于普通制品外形都較簡單(大多呈立方體或其它簡單幾何外形的立體，在嵌鑄小件樣品時，也有將某些部分作成凸鏡形的使有放大作用)，制品脫模后普通還需求進(jìn)展機械加工(如去掉頂部因澆鑄后收縮成的不平整部分等)及拋光等。 n模具資料可用玻璃、塑料(如玻璃加強塑料)、鋁、石膏、木材等，也可用鐵質(zhì)模具但外表應(yīng)鍍鉻 10.3.3 嵌鑄工藝過程 n嵌鑄工藝可以簡單地分為以下三個過程。 n1嵌件的預(yù)處置 隨處置目的不同，大體可以分以下幾種：n (1)枯燥 n (2)嵌件外表潤濕

11、 n (3)外表涂層 n (4)外表糙化 2嵌件的固定 嵌件能固定在制品中部或其他規(guī)定購位置。3澆鑄工藝 常采用靜態(tài)鑄塑中所引見的在高壓釜內(nèi)于惰性氣體下進(jìn)展聚合的方法。 10.4 10.4 離心澆鑄離心澆鑄 n 離心澆鑄是將液狀塑料澆入旋轉(zhuǎn)的模具中，在離心力的作用下使其充溢回轉(zhuǎn)體形的模具，再使其固化定型而得到制品的一種方法。因此它所消費的制品多為圓柱形或近似圓徑形的，如軸套、齒輪滑輪、轉(zhuǎn)子、墊圈等。 n根據(jù)制品的外形和尺寸可以來用程度式(臥式)或立式的離心鑄塑設(shè)備。 n離心鑄塑比之靜態(tài)鑄塑的優(yōu)點是： n1宜于消費薄壁或厚壁的大型制品型的薄壁制品，而用靜態(tài)鑄塑法那么難以消費 。n2制品無內(nèi)應(yīng)力或

12、內(nèi)應(yīng)力很低，外外表光滑，內(nèi)部不致產(chǎn)生縮n3制品較靜態(tài)鑄塑的精度高，因此機械加工量減少。n4制品的機械強度(如抗彎強度、硬度等)較靜態(tài)鑄塑者大。n其缺陷是較靜態(tài)鑄塑者復(fù)雜。 n離心鑄塑所用的模具通用普通碳鋼制成，因受力不大，故模具的壁厚可較小，這樣也有利于減少旋轉(zhuǎn)時動能的耗費。n 消費中通常是將模具固定于離心鑄塑設(shè)備的殼體內(nèi)，靠電動機經(jīng)減速安裝帶動其旋轉(zhuǎn)。 10.4.1 立式離心鑄塑 n離心澆鑄壓緊脫模n立式離心鑄塑的表示圖。n緊壓機表示圖 10.4.2 程度式離心鑄塑 n 圖79為一種程度式離心鑄塑設(shè)備的表示圖。 10.5 流延鑄塑 n其消費過程是將熱塑性或熱固性塑料配成一定粘度的溶液，然后以

13、一定的速度流布在延續(xù)回轉(zhuǎn)的基材(普通為不銹鋼帶)上，經(jīng)過加熱以脫掉溶劑并進(jìn)而使塑料固化。n現(xiàn)以產(chǎn)量最大的三醋酸纖維素薄膜的消費工藝來進(jìn)展闡明，其流程如圖711所示 n流程圖：10.5.1 溶液的配制 n溶液各組分是在混合器中配制的，配好后經(jīng)過過濾(用壓濾機)井在恒溫下(如30)靜置8小時以脫去氣泡，即可用作鑄塑。 10.5.2 鑄塑n當(dāng)前所用設(shè)備主要是帶不銹鋼式流延機，也有采用大型鍍銀金屬回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓的。見圖10.5.3 枯燥n從流延機不銹鋼帶上剝下的簿膜通常還含有1520的溶劑，需再進(jìn)展枯燥。 n方法：烘干和熨燙10.6 搪 塑 n搪塑：涂凝模塑或涂凝成型它是用糊塑料制造空心軟制品(如玩具)的一

14、種重要方法。n糊塑料塑性溶膠熱模膠凝倒出非凝料加熱模具冷卻脫制品n搪塑的優(yōu)點是設(shè)備費用低，消費速度高，工藝控制也較簡單，但制品的厚度、分量等指規(guī)范確性較差。 10.6.1 糊塑料在熱處置中的物理作用 n糊塑料懸浮體 制品 樹脂在加熱下繼續(xù)溶解成為溶液的過程。這一過程常稱作熱處置，普通又將其分作“膠凝和“熔化前后兩個過程。n熱處置，糊塑料的熱處置過程都是在烘房中進(jìn)展的。n處置時間，取決于制品的厚度和糊塑料性質(zhì)，它的終點應(yīng)以糊塑料各點都已到達(dá)最終熔化溫度為標(biāo)志。 10.6.2 搪塑工藝n 搪塑法的普通消費操作是將配制好并經(jīng)脫泡后的糊塑料先注入已加熱(約230左右)的模具(陰模)中。n要求：粘度適中(常在10PaS以下)，灌入模具后使整個型腔外表都能充分潤濕并使制品外表上微細(xì)的凹凸或花紋均能顯現(xiàn)明晰 。n模具，大多是整塊陰模并在一端開口，通常都由電鍍法制成。 10.6.3 蘸浸成型 n 蘸浸成型蘸浸模塑 ，成型時將陽模浸入裝有糊塑料的容器中，然后將模具漸漸提出，即可使其外表蘸上一層糊塑料，經(jīng)過熱處置與冷卻后即可從陽模上剝下中空型的制品。參見圖1012。 10.7 滾 塑