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看温度如何改善材料残余应力,提高电镀性能

作者:admin    添加时间:2015-01-05 02:19:00    浏览量:3424

注塑成型产生的内应力残留问题,是影响材料电镀性能的杀手。在前期文章中作者对内应力如何影响材料电镀性能进行了深入的分析,然而既然了解了其作用的原理,我们就要知道如何进行改善。从本期开始,作者将就注塑加工的残余应力改善方向再进行一些分析。

 

本期主题—温度方向改善

 

温度对材料注塑残余应力的改善,主要分为注塑料温和模具温度两方面:

 

注塑料温:在保证材料不会裂解的情况下,更高的注塑温度可以得到更好的电镀性能。

 

在较低的注塑温度下,材料的流动性差,在填充过程中的阻力也就会变大,分子链之间互相挤压、拉伸,导致制件冷却后分子链取向严重,因此注塑出的产品将会有较大的内应力;再有就是材料中橡胶相的变形问题,这些将最终导致产品表面的粗化刻蚀不均匀,进而导致电镀产品外观不良,以及电镀结合力差的状况产生。

 

而在较高的注塑温度下,材料流动性提高,充填顺畅,分子链之间的拉伸取向轻微,制件冷却时分子链基本处于自然卷曲状态,因而制件的注塑残留内应力也就较小,材料的电镀性能得到较大的提高。

 

相关实验表明,对于电镀ABS材料来说,相较于注塑温度为200-220℃的产品,温度提高到240℃-250℃时,镀层结合力提高约30%(详见图3)。同时成型制件的表面外观不良率也大大降低。

 

 

然而,注塑温度也不能过高,如果超过了材料的裂解温度,材料裂解所产生的瓦斯气问题,将会导致注塑产品表面的外观不良,进而会影响其电镀性能。

 

模具温度:与材料温度方向一致,高模温有利于提高材料的电镀性能。

 

在低模温状态下,材料充填困难,制件在冷却时材料的分子链取向严重,产品成型内应力较大,电镀性能差;反之在高模温状态下,材料充填顺畅,制件在冷却时分子链基本处于自然卷曲状态,产品内应力小,电镀性能得到很大提升。下图是某制件分别在不同的模具温度下进行的模流分析的示意图,图中可以看出,模具温度为60℃时,制件不同部位的残余应力最高值达到了40MPa以上,而在模具温度为100摄氏度时,制件的最高应力值相对降低很多,约25MPa。

 

 

控制模温的途径有普通水温机、油温机及蒸汽模、E-mold等。水温机一般可以实现80℃以下的模温控制,最高不超过90℃;油温机可以实现常温-300℃的模温控制,但常用是80-150℃的区间;相对于油温机来说,蒸汽模和E-mold技术除了可以实现高模温控制之外,还能实现快速的冷却控制。因此在条件允许的情况下,使用油温机/蒸汽模/E-mold技术,可以大大的降低材料的参与内应力问题,从而提高材料的电镀性能。

 

同时,实际的模具温度设定需要结合模具水路,及成型周期的要求来设定,在不影响其它性能的前提下,模具温度尽量提高;控制模具温度的同时,也要维持模具温度的均匀分布,不均匀的模具温度分布,会导致不均一的收缩内应力进而影响电镀性能。不均匀的模具分布和不良的产品结构设计对电镀的影响是一致的。

 

结语:高注塑料温和模具温度,有利于降低材料的残余内应力,也同时会提高材料的电镀性能。与此对应的是,产品在模具中的冷却时间也将增加,影响注塑的生产效率。因此,对于注塑厂来说,应力残留与生产效率的平衡问题,也是其生产烦恼之一。总之,对于电镀材料来说,小编还是推荐大家尽量采用较高的注塑料温和模具温度。