Объемная скорость впрыска (время заполнения)

Объемная скорость впрыска Q или параметр обратно пропорциональный Q - время заполнения t₃ существенно зависят от характеристик литьевого оборудования, конфигурации и размеров изделия.

Объемная скорость впрыска Q влияет на внешний вид изделия. При низких скоростях впрыска Q (большое время t₃) поток расплава в форме сильно охлаждается. Поэтому изделия могут иметь волнистую поверхность и на поверхности могут быть видны линии спаев. В крайнем случае при очень низких Q могут быть недоливы.

С повышением объемной скорости впрыска Q или уменьшением времени заполнения t₃ переходим в рабочий диапазон, в котором исчезают рассмотренные виды брака.

При дальнейшем увеличении объемной скорости впрыска Q выше рабочего диапазона на поверхности изделия в определенных местах могут возникать подгары из-за местного резкого сжатия материала. При высоких скоростях впрыска возникают также переливы (облой) и гидроудары.

Для улучшения формуемости материала в тонкостенные изделия (небольшие h) целесообразно увеличивать Q. При литье крупногабаритных изделий с большими путями течения (L/h) увеличение Q способствует заполнению формы. Это связано с тем, что с увеличением Q уменьшается время заполнения формы и охлаждение материала в форме. Поэтому неизотермичность процесса заполнения оказывает меньшее влияние и расплав легче заполняет форму.

Рабочий диапазон объемной скорости впрыска Q для конкретного изделия определяют экспериментально, отливая изделия при нескольких различных Q определяют максимальную Q, начиная с которой образуются пригары, переливы и другие виды брака. Определяют минимальную Q ниже которой начинают образовываться волнистая поверхность, спаи и другие виды брака.

Давление формования

Давление формования Р_ф существенно зависит от конфигурации и размеров изделия. Давление формования Р_ф задают в период нарастания давления, если применяют режим формования со сбросом давления. Подробнее о назначении и применении режимов со сбросом давления см. раздел "Режимы со сбросом давления".

Давление формования Р_ф определяет подпитку материалом формы в течение времени выдержки под давлением t_ВПД и по этой причине качество и вес готовых изделий.

При низком давлении формования Р_ф подпитка материалом формы недостаточна и качество изделий низкое. Образуются утяжины и пустоты, происходит коробление изделий.

С повышением давления формования Р_ф подпитка материалом формы в течение t_ВПД увеличивается и исчезают рассмотренные виды брака. Давление формования Р_ф переходит в рабочий диапазон, где получается хорошее качество поверхности изделий.

С повышением давления формования Р_ф и увеличением подпитки вес изделий возрастает. Чрезмерно высокое давление формования Р_ф является причиной переуплотнения материала и излишнего веса изделий. Это приводит к перерасходу материала. При большом давлении формования возникают также большие внутренние напряжения.

Рекомендации по рабочим диапазонам давления формования Р_ф в зависимости от полимера приведены в таблице 3.3.

С увеличением толщины h усадка материала в форме возрастает. Поэтому требуется увеличение подпитки и давления формования Р_ф. С увеличением отношения длины пути течения к толщине L/h перепад давления в форме возрастает. Это может привести к тому, что в конце формы давление будет низким и в этом месте могут образовываться утяжины. Для устранения этого недостатка давление формования Р_ф целесообразно повышать с увеличением отношения L/h.

Время выдержки под давлением

Время выдержки под давлением t_ВПД главным образом зависит от диаметра литника d_л (высоты литника h_л) или диаметра впуска d_в. Диаметр d_л (высота h_л) или d_в определяет продолжительность охлаждения материала в литники или во впуске. Поэтому определяют возможное время перетока материала из нагревательного цилиндра в форму под давлением (время подпитки), т.е. наибольшее время - t_ВПД.

При небольшом времени t_ВПД подпитка материалом формы недостаточна и в изделии образуются утяжины и пустоты, может происходить также коробление изделий. По мере увеличения времени t_ВПД вес изделия увеличивается.

Однако после некоторого значения t_ВПД вес изделия перестает расти. Увеличивать время t_ВПД, выше этого значения не следует. Если повышать давление литья Р_л, то вес изделия увеличивается, но время t_ВПД остается практически одинаковым.

Рекомендации по примерному времени выдержки под давлением t_ВПД в зависимости от размеров литника приведены на рис.3.4.

Примеры определения t_ВПД.

Первый. Литник имеет круглое сечение проходного канала с диаметром d_л =2,2

мм. По кривой 1 определяем t_ВПД= 4,5 - 6 сек.

Второй. Литник имеет трапециевидное сечение проходного канала с высотой

h_л = 2,5 мм. По кривой 2 определяем t_ВПД=14 - 18 сек.

Рабочий диапазон времени выдержки под давлением t_ВПД для конкретного изделия определяют экспериментально по весу отлитого изделия. Делают 4-5 отливок, последовательно увеличивая t_ВПД. Отмечают то значение t_ВПД после которого последующее увеличение t_ВПД не приводит к заметному изменению веса изделия. Это значение t_ВПД ограничивает верхний рабочий диапазон.

Частота вращения шнека. Давление пластикации.

Частота вращения шнека N и давление пластикации Р_пл главным образом зависят от технологической задачи пластикации, а именно: пластикация ненаполненных полимеров, окрашивание полимеров концентратами красителей непосредственно при литье, пластикация смесей полимеров.

Частота вращения шнека изменяется от 10 об/мин до 100-150 об/мин. Давление пластикации изменяется от 10 до 150 кг/см2.

С увеличением частоты вращения шнека N и давления пластикации Р_пл смесительный эффект при пластикации возрастает.

Принципы выбора частоты вращения шнека N и давления пластикации Р_пл. Для решения перечисленных выше технологических задач рассмотрены в разделе

"Технология пластикации. Рекомендации по организации процесса пластикации".

Объём впрыска (ход шнека)

Объем впрыска Q_ВПР илианалогичный параметр - ход шнека Н зависят от размеров изделия и плотности полимерного материала.

Вес отливки G (в г) определяют по формуле:

G = V * p - (3.1)

где V - объем отливки, см3;

р- плотность полимера (в г/см3) при комнатной температуре (20 ⁰С),

значения р приведены в табл. 3.5.

Вес отливки G и ход шнека H связаны прямо пропорциональной зависимостью:

GК=НSp₁ (3.2)

где S - поперечное сечение шнека, см2;

p₁ - плотность полимера (в г/см3) при температуре литья Г/у, значения p₁ приведены в табл.3.5;

К - коэффициент, учитывающий утечки материала в обратном направлении при впрыске, а также уплотнение материала в форме и подушку материала перед шнеком в конечном положении, K=1,2-1,25. Конкретный ход шнека (коэффициент K) уточняют при отработке технологического режима на конкретной литьевой машине. Коэффициент К зависит от технологического состояния оборудования, особенно запирающего клапана на конце шнека. Если ход шнека задают меньше требуемого значения, возникают недоливы, пустоты, утяжины, коробление изделий.

Ход шнека должен быть таким, чтобы к концу периода выдержки под давлением перед шнеком оставалось не менее 3 - 5% объема подготовленного к впрыску материала. Шнек не должен доходить до своего крайнего положения. Только в этом случае обеспечивается передача давления в форму в течение времени выдержки под давлением

t_ВПД и переток материала для подпитки.