Дефекты,  возникающие в процессе литья под давлением и их устранение.

1.6.1. Анализ влияющих причин.

Принимая во внимание множество параметров,  влияющих на изготовление отливок,  наладчики и операторы,  сталкиваясь с дефектами изготавливаемых изделий,  часто затрудняются с выбором правильного средства для их устранения.     Действия, производимые наугад и одиночные меры к успеху не приводят. Основными предпосылками для систематического определения и анализа причин,  а также устранения дефектов являются оптимальная конструкция пресс формы,  правильная настройка машины и установка технологических параметров литья.

При устранении дефектов большую помощь оказывает методичный системный подход к решению проблемы. Важно не лечить симптомы,  а найти действительную причину. Проблема, встречающаяся в процессе литья под давлением или дефект на отливке могут быть вызваны многочисленными причинами,  зависящими от машины,  пресс формы,  сырья или технологии. Установив причину,  необходимо также установить точное время ее возникновения.

Поэтому очень важно вести постоянный учет простоев оборудования с обязательным дифференцированием их по причинам. Учет изделий отходящих в брак с указанием не только их количества,  но и вида брака. В случае появления так называемого «отложенного брака», то есть,  если от потребителя приходят претензии на изделия,  изготовленные достаточно давно,  эти сведения позволят в кратчайшие сроки выяснить не только виновника,  но и определить причину возникновения брака и предупредить его появление в дальнейшем.

Ниже приводится таблица с систематизацией дефектов и методов их устранения.

 

Дефект                                                     Возможные причины                           Устранение                                +;-

 

Недолив                                                  Недостаток материала                      Дозировка                                      +

                                                                                                                                  Подпитка                                        +

                                                                                                                                  Температура массы                       +

                                                                                                                                  Температура формы                      +

                                                                                                                                  Удельное давление                        +

                                                               Слишком большое падение давления Скорость впрыска                          +

                                                               в отливке(впускном литнике)            Впускной литник                           +

                                                               недостаточная доза впрыска ТПА     Сечение литникового канала       +

                                                               недостаточная деаэрация в форме     Оптимизация деаэрации п/ф          +

Впадины                                               недостаточная навеска                        Подпитка                                        +

                                                                                                                                   Время выдержки под давлением      +

                                                                                                                                   Подушечный слой массы             +

                                                                                                                                   Дозировка                                      +

                                                                                                                                   Скорость впрыска                         +

Образование усадочных раковин     объемная усадка на этапе охлаждения Подпитка                                       +

                                                             не компенсируется                                 Время выдержки под давлением    +

                                                                                                                                    Подушечный слой массы            +

                                                            воздушные пузыри                                  Динамическое давление              +

                                                                                                                                   Число оборотов шнека                 +

Образование шлиров                        высокая остаточная влажность сырья    Высушить гранулят                     +

                                                                                                                                    Выдерживать время сушки         +

Образование серебристых шлиров     свободная струя расплава                            Скорость впрыска                        -

                                                            высокая термическая нагрузка              Температура массы                      -

                                                            расплава                                                   Число оборотов шнека                 -

                                                                                                                                   Поперечное сечение мундштука      +

                                                                                                                                   и литникового канала                   +

                                                                                                                                   Длительность переработки             

                                                                                                                                   материала                                      -

Воздушные пузыри и воздушные  задано недостаточное динамическое     Динамическое давление              +

шлиры                                                  давление

                                                           слишком высокая нагрузка на узел        Цилиндр или машина                  +

                                                           пластикации

Тусклая поверхность                       слишком холодный расплав                   Температура расплава                 +

                                                                                                                                   Температура литьевой формы    +       

                                                                                                                                   Скорость впрыска                        +

 

Тусклое пятно вокруг впускного возникновение помех для потока              Дополнительно обработать

литника и по краям                          расплава в литниковой системе,                    литник, устранить острые края,

                                                        на переходах и поворотах                              особенно на участке перехода с

                                                                                                                                   впускного литника в гнездо формы

Перегретые участки(обжиг,              перегрев материала за счет:

пригар)                                                 1.температуры расплава                            Температура массы                     -

                                                                      Размер впускного литника             +            

                                                                      Число оборотов шнека                   -

2.Времени переработки                               Время переработки                   -

3.Воздушных включений                            Деаэрация формы                      +

4.Чрезмерного фрикционного нагрева        Скорость впрыска                     -

Во время впрыска

Эффект грампластинки              высокое сопротивление течению в п/ф        Температура массы                   +

                                                                                                                                     Температура формы                  +

                                                                                                                                     Скорость впрыска                      +

Отслаивание поверхностного    Загрязнение инородными частицами           Почистить узел пластикации

Слоя

                                                                                                                            Избегать использования смазки

Шороховатые тусклые участки Низкая температура массы                                 Температура массы                   +

(на стеклонаполненных              Низкая температура формы                           Температура формы                 +

Термопластах)                              Низкая скорость впрыска                               Скорость впрыска                     +

 

Образование облоя                        Низкое усилие смыкания                                Усилие смыкания                       +

                                                      Переполнение литьевой формы                     Переключение на подпитку      

                                                                                                                                      (подушечный слой массы)       +

                                                                                                                                      Дозировка                                  -

                                                                                                                                      Скорость впрыска                     -

                                                                                                                                      Подпитка                                   -

                                                                                                                                      Текучесть                                  -

Линии стыка(холодный спай)   Некачественное слияние потоков                  Температура расплава              +

                                                      Расплава                                                           Температура формы                 +

                                                                                                                                      Скорость впрыска                    +

                                                                                                                                      Деаэрация                                 +

                                                                                                                                      Литник(впускной литник)      +

Подверженность разрывам      Перегрев материала                                           Температура расплава             -

                                                                                                                                      Время переработки                  -

Трещины                                   Внутренние напряжения                                   Предварительная сушка          +

                                                                                                                                      материала

                                                                                                                                      Подпитка                                  -

                                                                                                                                      Скорость впрыска                   +

                                                                                                                                      Температура формы               +

                                                                                                                                      Температура массы                 +

                                                     Чувствительность к надрезу                            Снабдить углы радиусом

                                                      Примеси                                                           Почистить цилиндр проверить

                                                                                                                                      чистоту материала

 

Завышены размеры изделия          Недостаточная усадка                                  Подпитка                                    -

                                                                                                                                   Время выдержки под давлением   -

                                                                                                                                     Температура расплава               -

                                                                                                                                      Температура формы                 -

Недостаточные размеры изделия Чрезмерная усадка                                        Подпитка                                    +

                                                                                                                                   Время выдержки под давлением  +

                                                                                                                                     Температура расплава               +

                                                                                                                                     Температура формы                   +

 

 

Примечание (+) увеличение, повышение  (-) понижение,  уменьшение

 

Если сопоставить возникающие дефекты с возможными причинами их возникновения, то легко увидеть,  что один и тот же дефект может быть вызван многими причинами, которые могут быть обусловлены пресс-формой,  процессом или и тем и другим вместе. Поэтому единичные действия не могут привести к успеху.

 

1.6.2.Идентификация, установление причин и устранение дефектов деталей,  отлитых под давлением.

Источниками большинства технологических дефектов являются процессы пластикации и впрыска. Для дефектов,  связанных   с пресс формой,  прежде всего имеет значение оформление литника. Поэтому анализ дефекта отливки необходимо начинать с конструкции пресс формы и основных технологических параметров процесса.

Часто при запуске новой пресс формы или формы прибывшей после ремонта или доработки от наладчиков требуют устранить дефекты изделий перенастройкой параметров машины. В этом случае параметры переработки становятся не нормальными,  а специфическими. Эксплуатация такой формы в результате становится более дорогостоящей, чем своевременно проведенная доработка конструкции формы. В этих случаях резко сужается «окно переработки»;зачастую машина эксплуатируется на пределе своих возможностей, что приводит к износу ее узлов и агрегатов. Поэтому еще на стадии опытных образцов необходимо так оптимизировать форму и процесс,  чтобы даже при небольших изменениях параметров,  можно было получать изделия надлежащего качества.

Такую работу по оптимизации процесса полезно начинать с принципа заполнения формы расплавом пластиката. Это ключевой процесс,  отвечающий за появление на готовом изделии большинства дефектов.

В основе заполнения формы лежит принцип «фронтального потока». Материал отправляясь от литника поступает в полость формы,  где соприкасаясь с ближайшей стенкой формы,  начинает застывать. При этом сердцевина отливки остается пластичной и расплавленный полимер продолжает течь через нее до тех пор пока форма не заполнится полностью. При этом часть отливки вблизи литника твердеет в первую очередь,  а процесс подпитки позволяет расплаву,  сдвигая застывающие пограничные слои,  поступать внутрь формы до полного затвердевания всего объема отливки. Иначе говоря,  впрыснутая в первый момент масса находится в отливке у стенки близ литника,  частично у стенки в отдалении от литника,  а вдавленная последняя часть массы находится в сердцевине отливки вблизи от литника.

Поэтому поверхностные дефекты в зоне литника, свили вблизи литниковой системы и холодные пробки возникают уже в начальной стадии впрыска,  а не при выдержке под давлением как часто считают наладчики.

Принцип фронтального потока действует для всех видов термопластов. Однако для всех них действует большой диапазон температур,  давлений и других установочных параметров процесса литья под давлением. Необходимо учитывать свойства материалов, а именно такие как: температуру плавления, вязкость расплава, термостойкость, стойкость к разложению и многие другие.