如何从塑料制品的设计上预防应力开裂,详解从塑件结构方面解决改性塑料制品裂纹及破裂的缺陷方法

一、塑件上若是有尖角或缺口等,最容易产生应力集中,导致塑件表面出现裂纹及破裂。为此,在进行塑件设计时,其形体上的外角和内角应尽可能用大圆弧过渡,较佳的转角处圆弧半径为壁厚的0.6倍。如果必须设计成尖角或锐边,仍应采用0.5m的最小过渡半径做成小圆弧,以减少裂纹和开裂。

g.金属嵌件应设计成圆滑形状,最好带精致的滚花纹。

二、若是带有金属嵌件的塑件,由于金属与塑料的热膨胀系数存在有较大差异,塑料的热膨胀系数比金属大许多倍,如热塑性塑料的的热膨胀系数为钢的6~11倍、铝的3~6倍。因此金属嵌件在塑件中会妨碍塑件的整体收缩,由此产生的拉伸应力也很大,这种应力会使塑件表面出现裂纹而产生缺陷。为了减少或避免因有嵌件而出现的裂纹,可以下几方面入手:①在嵌件材质的选用上,尽量选用热膨胀系数接近于树脂的金属,如用锌、铝、铜等有色金属制作嵌件就比钢材好。②将嵌件尽量安放于高分子量树脂制作的塑件中,因这种树脂的抗裂纹性较强。③嵌件周围的塑料厚度应设计得厚些,其最小壁厚随塑料品种的不同而异。

塑料制品上孔的设计

裂纹及破裂的表征现象是:改性塑料件的表面出现有空隙的裂纹和由此形成的破损,下面详解从塑件结构方面解决改性塑料制品裂纹及破裂的缺陷方法及缺陷原因分析。

如何从塑料制品的设计上预防应力开裂?有以下几点。

塑料与金属的热膨胀系数相差5~10倍,因而带金属嵌件的塑料制品在冷却时,两者形成的收缩程度不同,因塑料的收缩比较大而紧紧抱住金属嵌件,在嵌件周围的塑料内层受压应力,而外层受拉应力作用,产生应力集中现象。

f.金属嵌件周围塑料的厚度要充足。例如,嵌件外径为D,嵌件周围塑料厚度为h,则对铝嵌件塑料厚度h≥0.8D;对于铜嵌件,塑料厚度h≥0.9D。

b.尽可能选择与塑料热膨胀系数相差小的金属材料做嵌件材料,如铝、铝合金及铜等。

为避免应力开裂,切忌在塑料制品上开设棱形、矩形、方形或多边形孔。应尽可能开设圆形孔,其中椭圆形孔的效果最好,并应使椭圆形孔的长轴平行于外力作用方向。

在具体设计塑料制品时,为了有效地分散内应力,应遵循这样的原则:制品外形应尽可能保持连续性,避免锐角、直角、缺口及突然扩大或缩小。

d.对金属嵌件进行表面脱脂化处理,可以防止油脂加速制品的应力开裂。

c.在金属嵌件上涂覆一层橡胶或聚氨酯弹性缓冲层,并保证成型时涂覆层不熔化,可降低两者收缩差。

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