Меню

Абс температура литья под давлением

Абс температура литья под давлением

Справочник по литьевым термопластичным материалам

И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская
Опубликовано: 2001. Обновлено: 21.03.2018

Название и обозначения

Зарубежные: Acrylonitrile butadien styrene, ABS.
Отечественные: АБС-пластик, АБС-сополимер, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, АБС

Класс, группа материалов

Общая характеристика и свойства

Аморфный материал , двухфазный привитой сополимер бутадиенового каучука (или бутадиенстирольного каучука) и акрилонитрил-стирольного сополимера (SAN) . Так называемый «теплостойкий АБС» может содержать 4-й компонент: альфаметилстирол, N-фенилмалеинимид, малеиновый ангидрид и др. Термин «термостойкий АБС» трактуется по разному в разных странах, в качестве критериев теплостойкости обычно применяются температура изгиба под нагрузкой 1.8 МПа или температура размягчения по Вика для нагрузки 50 Н.
Большие влияние на свойства материала при переработке и эксплуатации оказывают размер частиц каучуковой фазы, адгезия на границе раздела фаз, молекулярная масса полимера матрицы и привитого полимера и др. факторы.
Обычный АБС выдерживает кратковременный нагрев до 90 — 100 о С, т.н. теплостойкий АБС — до 110 — 130 о С. Максимальная температура длительной эксплуатации: 75 — 80 о С, для теплостойких марок: до 90 — 100 о С.
Обладает высокой стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с полистиролом общего назначения, ударопрочным полистиролом и другими сополимерами стирола. Износостоек. Механические свойства изменяются в широких пределах в зависимости от состава сополимера. Прочность и твердость повышаются при увеличения содержания акрилонитрила. Повышение содержания бутадиена увеличивает ударопрочность, в том числе при низких температурах. Увеличение содержания стирола приводит к повышению жесткости и твердости.
Имеет хорошую химическую стойкость. Стоек к щелочам, смазочным маслам, растворам неорганических солей и кислот. Увеличение содержания акрилонитрила повышает химическую стойкость.
Характеризуется пониженными электроизоляционными свойствами по сравнению с полистиролом общего назначения и ударопрочным полистиролом.
Пригоден для нанесения гальванического покрытия, вакуумной металлизации (имеются специальные марки), а также для пайки контактов. Хорошо сваривается.
Одним из недостатков АБС-пластиков является низкая атмосферостойкость. УФ-излучение вызывает потерю блеска, пожелтение материала и приводит к снижению его эксплуатационных характеристик. По этой причине для изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе рекомендуется применять атмосферостойкие аналоги АБС-пластика (смеси АБС с ПВХ, АСА-сополимер и др.). При необходимости атмосферостойкость изделий из АБС может быть повышена путем окрашивания или нанесения защитного покрытия.
Материал имеет высокую размерную стабильность и рекомендуется для точного литья.
АБС дает блестящую поверхность (имеются специальные марки с повышенным и пониженным блеском). Блеск глянцевых поверхностей зависит от условий переработки и повышается при снижении содержания бутадиена и при использовании специальных добавок. Подробнее о блеске.
Так называемый «прозрачный АБС», является сополимером метилметакрилата, акрилонитрила, бутадиена и стирола (MABS).

Показатели ненаполненных и наполненных марок

(приводятся минимальные и максимальные значения показателей для литьевых марок, выпускаемых современной промышленностью)

Показатели

АБС 1 АБС теплостойкий 2
Физические
Плотность (23 о С), г/см 3 1.02 — 1.06 1.03 — 1.08
Механические
Предел текучести при растяжении (23 о С), МПа 34 — 52 37 — 54
Прочность при растяжении (23 о С), МПа 26 — 47 31 — 55
Модуль упругости при растяжении ( 23 о С), МПа 1700 — 2930 1800 — 2800
Относительное удлинение при растяжении (23 о С), % 6 — 100 7 — 70
Разрушающее напряжение при изгибе ( 23 о С), МПа 52 — 95 63 — 86
Модуль упругости при изгибе ( 23 о С), МПа 1700 — 3000 1800 — 2700
Модуль ползучести ( 23 о С, 1000 ч) 800 — 1900 1900
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, 23 о С), кДж/м 2 60 — не разрушается 60 — не разрушается
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, -30 о С), кДж/м 2 60 — 170 50 — 80
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, 23 о С), кДж/м 2 5 — 47 6 — 24
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, -30 о С), кДж/м 2 3 — 26 2 — 13
Ударная вязкость по Изоду (с надрезом, 23 о С), кДж/м 2 10 — 40 12 — 22
Твердость при вдавливании шарика (23 о С, 358 Н, 30 с), МПа 70 — 125 94 — 120
Твердость по Роквеллу (23 о С) R80 — R116 R101 — R116
Коэффициент Пуассона (23 о С) 0.37 — 0.41
Теплофизические
Температура размягчения по Вика ( 10Н), о С 90 — 119 101 — >130
Температура размягчения по Вика ( 50Н), о С 80 — 108 91 — 129
Температура изгиба под нагрузкой (0.45 МПа), о С 95 — 99 98 — >119
Температура изгиба под нагрузкой (1.8 МПа), о С 74 — 108 83 — 119
Коэфф. линейного термического расширения (23 — 55 о С), 1/ о С (0.5 — 1.1) х 10 -4 (0.6 — 0.9) х 10 -4
Коэффициент теплопроводности ( 23 о С), Вт/(м .о С) 0.2 0.13 — 0.30
Электрические
Удельное объемное электрическое сопротивление (23 о С), Ом . см 10 13 — 10 16 10 14 — 10 15
Удельное поверхностное электрическое сопротивление (23 о С), Ом 10 13 — 10 16 10 15 — 10 16
Диэлектрическая проницаемость (23 о С, 100 Гц) 2.7 — 3.5 2.6 — 3.0
Диэлектрическая проницаемость (23 о С, 1 МГц) 2.6 — 3.2 2.7 — 3.1
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 о С, 100 Гц) 0.005 — 0.015 0.006 — 0.011
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 о С, 1 МГц) 0.007 — 0.015 0.005 — 0.014
Дугостойкость (23 о С, 3 мм), с 69 — 102
Контрольный индекс трекингостойкости, В 400 — 600 600
Другие
Водопоглощение (23 о С, 24 ч, при погружении), % 0.2 — 0.3 0.3
Водопоглощение (23 о С, равновесное, при погружении), % 0.3 — 1.8 1.0
Блеск, для марок с повышенным блеском ( 23 о С, 60 о ) , единиц 93 — 99

Показатели

АБС с пониженной горючестью АБС + 30% стекловолокна
Физические
Плотность (23 о С), г/см 3 1.07 — 1.26 1.27 — 1.41
Механические
Предел текучести при растяжении (23 о С), МПа 35 — 40
Прочность при растяжении (23 о С), МПа 31 — 50 95 — 105
Модуль упругости при растяжении ( 23 о С), МПа 1700 — 2850 6200 — 9700
Относительное удлинение при растяжении (23 о С), % 10 — 70 1.5 — 2
Разрушающее напряжение при изгибе ( 23 о С), МПа 55 — 80 130 — 160
Модуль упругости при изгибе ( 23 о С), МПа 2100 — 2600 6200 — 9400
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, 23 о С), кДж/м 2 44 — не разрушается
Ударная вязкость по Шарпи (без надреза, -30 о С), кДж/м 2 35 — не разрушается
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, 23 о С), кДж/м 2 6 — 20 6 — 10
Ударная вязкость по Шарпи (с надрезом, -30 о С), кДж/м 2 2.5 — 9 7 — 8
Твердость при вдавливании шарика (23 о С, 358 Н, 30 с), МПа 78 — 102
Твердость по Роквеллу (23 о С) R95 — R114 R104 — R117
Теплофизические
Температура размягчения по Вика ( 10Н), о С 84 — 105 103 — 113
Температура размягчения по Вика ( 50Н), о С 78 — 107 94 — 116
Температура изгиба под нагрузкой (0.45 МПа), о С 77 — 87 102 — 116
Температура изгиба под нагрузкой (1.8 МПа), о С 68 — 97 90 — 112
Коэфф. линейного термического расширения (23 — 55 о С), 1/ о С (0.7 — 1.0) х 10 -4 (0.2 — 0.8) х 10 -4
Коэффициент теплопроводности ( 23 о С), Вт/(м .о С) 0.22
Электрические
Удельное объемное электрическое сопротивление (23 о С), Ом . см 10 15
Удельное поверхностное электрическое сопротивление (23 о С), Ом 10 14 — 10 15
Диэлектрическая проницаемость (23 о С, 100 Гц) 2.9 — 3.2
Диэлектрическая проницаемость (23 о С, 1 МГц) 2.9 — 3.1
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 о С, 100 Гц) 0.005 -0.007
Тангенс угла диэлектрических потерь (23 о С, 1 МГц) 0.008 — 0.012
Электрическая прочность (23 о С), кВ/мм 9 — 40 20 — 30
Дугостойкость (23 о С, 3 мм), с 10 — 70 65 — 75
Контрольный индекс трекингостойкости, В 400 — 500
Другие
Водопоглощение (23 о С, 24 ч, при погружении), % 0.3 0.15 — 0.3
Водопоглощение (23 о С, равновесное, при погружении), % 0.3 — 1.0 0.7

Примечания:
1 — АБС общего назначения, ударопрочные марки, марки с высокой текучестью
2 — Ненаполненные марки, характеризуемые фирмами-изготовителями как теплостойкие
Механические и прочие характеристики литьевых деталей могут быть значительно хуже показателей, определенных стандартными методами (на стандартных образцах). Они в частности, могут ухудшаться при образовании концентраторов напряжений, спаев, неустойчивом заполнении, проблемах уплотнения, деструкции полимерного материала и пр.
Для марок, содержащих стеклянное или углеродное волокно, механические свойства очень сильно зависит от разрушения волокна при переработке (особенно интенсивное разрушение происходит при переработке композиций с длинным волокном), ориентации частиц волокна (влияют места впуска, конструкция литьевой детали и пр.).

Примеры применения

Детали интерьера и экстерьера автомобиля. Панели приборов и другие детали салона. Решетки радиатора автомобиля. Колпаки автомобильных колес.
Корпусные детали, работающие в помещении: корпуса телевизоров, радиоприемников, магнитофонов, видеомагнитофонов, пылесосов, кофеварок, пультов управления, телефонов, компьютеров, мониторов, принтеров, калькуляторов, другой бытовой и оргтехники.
Металлизированные детали бытовой техники и оргтехники.
Конструкционные детали электротехнического назначения. Выключатели, переключатели.
Корпуса электроинструмента.
Канцелярские изделия. Настольные принадлежности.
Игрушки. Детские конструкторы.
Чемоданы. Контейнеры.
Посуда для самолетов.
Дверные ручки.
Металлизированная сантехническая аппаратура (вентили, душевые рассекатели, мойки, поддоны, сливные бачки). Металлизированные украшения. Мебельная фурнитура.
Фитинги.
Детали медицинского оборудования. Медицинские принадлежности (гамма-стерилизация).

Температура материального цилиндра: 190 — 240 о С; 240 — 280 о С .
Температура формы: 40 — 80 о С.
Линейная скорость вращения шнека при загрузке: 150 — 300 мм/с (для стеклонаполненных марок не более 150 мм/с).
Противодавление: 0.3 — 0.7 МПа, для теплостойких марок 0.5 — 1.0 МПа.
Максимальное время пребывания расплава в цилиндре: 4 — 15 мин. При более длительных перерывах рекомендуется очистить машину. Для чистки машины рекомендуется применять HDPE , ABS , SAN .
Скорость впрыска: принципы оптимизации скорости впрыска рассмотрены в статье.
Макс. давление при впрыске зависит от вязкости материала, конструкции изделия (толщина, длина затекания) и литниковой системы.
Макс. скорости сдвига при впрыске: 40 000 — 50 000 1/с.
Давление выдержки: 40 — 80 МПа.
Допускается добавление макс. 25% вес. вторичного материала.
Допустимая влажность: о С (для теплостойких марок 80 — 90; 90 — 100; 100 — 110 о С в зависимости от марки).
Время сушки: 2 — 3 ч, для теплостойких марок: 3 — 4 ч (в ремя сушки зависит от типа сушилки) . Сушка более 16 ч не допускается. При сушке сухим воздухом т очка росы воздуха: -18 о С.
При переработке АБС-пластика рекомендуется использовать шнек с L/D = 20:1 — 25:1, степенью сжатия 2 — 2.5. Для трудногорючих и стеклонаполненных марок АБС рекомендуется применять бронированные шнек и цилиндр.
Материал имеет повышенную вязкость, поэтому рекомендуется применять открытое сопло литьевой машины с максимально возможным диаметром отверстия.
Для трудногорючих марок обычно не применяют горячеканальные литьевые формы с плитой-распределителем из-за низкой термостабильности материала. Для таких материалов также не рекомендуется использовать медно-бериллиевые сплавы для литниковых каналов горячеканальных сопел и формующих элементов, т.к. на них образуется налет из-за химической реакции.

Примечания: Температура материального цилиндра может значительно отличаться от фактической температуры расплава из-за диссипативного тепловыделения при течении вязкой жидкости, адиабатического сжатия и других факторов. Фактическую температуру расплава нельзя определить путем ее измерении при открытой литьевой форме.
Оптимальный режим литья конкретного изделия для определенной марки термопластичного материала может быть определен с помощью и нже нерных расчетов.

Типичные проблемы литья под давлением

Неустойчивое заполнение: струйное заполнение (имеет низкое разбухание расплава), следы течения, матовые пятна вблизи впуска и др.
Подгары и неоднородность цвета («белесые», серые и прочие разводы) из-за термоокислительной деструкции и механодеструкции в материальном цилиндре литьевой машины и литниковой системе.
Недолив.
Облой.
Низкое качество спаев.
Проблемы уплотнения: утяжины, дефекты текстуры.
Неравномерный блеск, низкий блеск (требуется высокий), высокий блеск (требуется низкий).
Низкая стойкость к царапанью (см. в статье о проблемах блеска).
Коробление (из-за низкого модуля упругости).
Несоответствие размеров.
Появление микротрещин («побеление») при выталкивании.
Растрескивание деталей с металлической арматурой.
Залипание отливки в форме.
Длительный цикл литья.

Проводятся платные консультации по анализу причин брака проблем литья и их устранению (в том числе с использованием инженерных расчетов).

Технологическая усадка при литье под давлением

Типичная технологическая усадка для ненаполненных марок: 0.3-0.6%, 0.3-0.7%, 0.4-0.7%, 0.5-0.8%

Примечание: Технологическая усадка литьевых термопластичных материалов может выходить за пределы диапазона значений, определенного на стандартных образцах. Она зависит от конструкции изделия и литьевой формы, а также технологического режима литья. Подробнее о колебании усадки.

Источник

Читайте также:  Датчики давления с цифровым дисплеем
Adblock
detector