1. Литье без давления. Особенности технологии. Используемые параметры.

Литье без давления – это процесс формования изд-й из жидких композиций непоср-но в форме без приложения внешнего давл-я. Производят изделия из термопластов и реактопластов. При литье мономеров с необх-ми добавками происходит полим-ция (отверждение) одновременно с формованием изд-я. В итоге обр-тся вторичные термопластичные мат-лы с упоряд-й стр-рой и выс. содержанием кристаллической фазы. Это обуславливает высокие физико-мех-е показатели готовых изделий. Метод исп-тся в автом-й пром-сти, мастер-модели и дубликаты исходных изделий.

+ метода: изготавливает толстостенные крупногабаритные изделия без применения дорогостоящего оборудования и оснастки, у полученных изделий не наблюдаются внутренние напряжения, у изделий высоки физико-механические характеристики. В зависимости от наполнителя и добавок получают изделия с заданным комплексом специальных свойств.

Технологический процесс литья без давления: 1) подготовка исходных материалов (сушка, очистка от ингибитора, просеивание, удаление случайных включений и т.д.); 2) подготовка формы (сборка формы, проверка на герметичность, смазка); 3) приготовление полимеризационной смеси и форполимера (введение в мономер необходимых ингридиентов, перемешивание массы, созревание смеси);

4) формование (заливка формы, полимеризация, кристаллизация, охлаждение готового изделия).

-5) механическая обработка.

Материалы оснастки: Холодное отверждение – дерево, стеклопластик, гипс. Горячее – дерево, металл.

Этим способом получают изд-ия из полиамидов (ПА-6). Изд-ия из данного полимерного материала легче стали, но по прочности не намного ей уступают, деталь из ПА может работать без смазки, долговечны при постоянных механическ. нагрузках, легко подвержены механической обработке.

Литье без давления может осуществляться двумя основными способами. При горячей полимеризации смесь заливается в предварительно нагретые формы, а процесс полимеризации проводят при температурах, близких к температуре плавления полимера. При холодной полимеризации весь процесс протекает при обычной комнатной температуре.

Темп-ра полимеризации. Оптим-й темп-рой явл-ся та, при кот-й одновременно во всем объеме изд-я б. происходить кристаллизация. При низкой начальной температуре полимеризации формуется мелкозернистая структура, увеличивается скорость полимеризации за счет увеличения скорости зародышеобразования, но скорость роста кристаллов уменьшается – для полимеров будет характерна высокая степень кристалличности со сферолитами большого размера. При средней температуре полимер получают с мелкосферолитной структурой с плотной упаковкой, высоки физ.-мех. свойства. При высокой начальной температуре процесс кристаллизации протекает при охлаждении, образуется малое количество зародышей кристаллизации, образуются крупносферолитная структура.

Скорость охлаждения. При медленном охлаждении полимер отличается однородной структурой, хорошим качеством поверхности, малы внутренние напряжения, высоки физ.-мех. св-ва. При резком охлаждении образуется неоднородная структура, увеличивается усадка, выше внутренние напряжения, низки физ.-мех. св-ва.

Температура формы. При низкой температуре на поверхности изделия обр-с слой незаполимеризовавшегося полимера, который обладает низкой прочностью. Верхняя граница температуры формы – не должна превышать температуру плавления полимера.

Время выдержки. Выбирают исходя из скорости полимеризации, размера и массы изделия. При малом времени выдержки изделие получают неоднородным по структуре, что сказывается на прочностных свойствах формуемого изделия.

3. Литье под давлением вспенивающихся термопластов. Технология и особенности

В рез-те прим-я технологии вспенивания получают изд-я, имеющие, так наз. интегральную стр-ру: плотную оболочку и вспененную сердцевину. Такие изделия нашли шир. Прим-е благодаря таким св-вам как: малый, по сравн-ю с монолитным изд-ем тех же р-ров уд. вес; низкий уровень внутр. напр-й; хорошие акустические свойства; повыш. жесткость при меньшем весе; выс. размерная точность; отсутствие утяжин и коробления.

При впрыске расплава в форму давл-е резко падает, содерж-ся в расплаве газ расш-ся, происходит вспенивание композиции и форм-е изделия.

Источниками газа в расплаве термопласта могут служить:

- хим. газообразователи (ХГО), соед-я, способные разлагаться при темп-ре перер-ки термопластов с выделением газообразных продуктов:

- физ. газообразователи (ФГО), низкокипящие жидкости, выделение газа из которых происходит за счет испарения.

Одним из наиболее распространенных способов явл. вспенивание с помощью ХГО. Для вспенивания следует использовать литьевые марки ПЭВП, ПЭНП, ПП, ПС, УПС, АБС с высоким индексом расплава. В качестве ХГО применяют азодикарбонамид (ЧХЗ-21), разлагающийся при Т = 170 – 180 С с выделением азота (65 %), окиси углерода (31.5%) и двуокиси углерода (3.6%). В качестве ХГО может использоваться также бикарбонат натрия NаНСО, при разложении которого выделяется двуокись углерода и вода.

На основании практ-го опыта условно определены три группы изделий, требующие разного уровня конц-ции газообр-ля:

- для разнотолщинных изделий, имеющих ребра жесткости, а также для устранения утяжин и коробления конц-я газообр-ля опр-ся как 0.01 – 0.05%,

- для изд-й, плотность кот. должна быть уменьшена на 5 – 10 % (например ящики тарные и т.д.) концентрация ХГО - 0.15-0.5 %,

- для изд-й с плотностью, уменьшенной на 30 – 40 % с более тонкой сплошной оболочкой и ячеистой сердцевиной (например: детали мебели, корпусов приборов и т.п.) концентрация ХГО 0.5 - 1.5 %.

Требования к термопластавтоматам при литье вспененных термопластов следующие:

- пластикатор должен быть червячного типа, шнек рекомендуется трехзонный с зоной загрузки 50 – 60 %, зоной дозирования 20 % от общей длины шнека и степенью пластикации от 2:1 до 3:1. Для полиолефинов, обладающих повышенной газопроницаемостью, рекомендуется шнек длиной 20D и более.

- возможность создавать повышенные скорости впрыска, что обеспечивается установкой газожидкостных аккумуляторов,

- наличие самозапирающего или гидравлически управляемого сопла для предотвращения вытекания или преждевременного вспенивания термопласта,

- малые усилия запирания по сравнению с традиционными термопластавтоматами и сниженные уд. давления литья, так как впрыск в форму произв-ся с недоливом, а изд-я окончательно оформляются за счет внутреннего давления расширяющихся газов,

Формующий инструмент для литья вспененных термопластов имеет облегченную конструкцию вследствие относительно небольшого внутреннего давления, не требуется также тщательной полировки формы.

Литниковая система имеет также ряд особенностей:

- предусматривают короткие литниковые каналы круглого сечения, причем сечение увеличено,

- впуск осуществляется в центр-ю часть изд-й (для небольших размеров),

Прим-ся горячеканальные системы литников (2-4 впуска) для изделий больших размеров, причем разводящие каналы имеют такое же поперечное сечение, что и центр. литник.

Вследствие меньшей по сравнению с монолитным изделием теплопроводностью изделий из частично вспененных термопластов и большой толщиной требуется интенсивное охлаждение материала с большей теплопроводностью по сравнению со сталью, например из алюминия или его сплавов.

Темпер. режим процесса такой же, как и для традиц-х термопластов. Однако темп-ра первой зоны не должна быть выше темп-ры разложения газообр-ля. Время охл-я при литье всех типов вспененных термопластов довольно высоко, так как толщина изделий 4–20 мм, а теплопроводность при вспенивании падает.

В кач. физ. газообр-лей шир. распр-е имеет азот и углекислый газ. Исп-е ФГО требует спец. аппаратурного оформления процесса, а литьевые машины и формующий инструмент имеют ряд конструктивных изменений.