Отчет литье под давлением. Исследование влияния параметров процесса на качество готового изделия

Название	Исследование влияния параметров процесса на качество готового изделия
Анкор	Отчет литье под давлением
Дата	25.04.2022
Размер	315.06 Kb.
Формат файла
Имя файла	Otchyot_lityo.docx
Тип	Исследование #494679

Цель работы: изучение технологии процесса литья под давлением полимерных материалов, исследование влияния параметров процесса на качество готового изделия.

Оборудование: литьевая машина, формы для отливки образцов, аналитические весы, термошкаф, разрывная машина «Shimadzu».

В ходе лабораторной работы было необходимо оценить плотность, усадку, степень ориентации и прочностные показатели образцов, полученных при различной температуре формы.

Ход работы:

Отлили бруски при температуре формы 40 °C(6 шт.) и при температуре 50°C (6 шт.).
Усадку – уменьшение размеров изделия по сравнению с размерами полости формующего инструмента – определяли в соответствии с нормативными требованиями ГОСТ 18616-86. Испытания проводили на трех образцах, полученных последовательным формованием в одном и том же гнезде пресс-формы.

В таблице 1 представлены размеры матрицы пресс-формы, необходимой для изготовления образцов.

Таблица 1

Размеры матрицы пресс-формы (мм)

Ширина	Высота	Длина
10	4,2	80

В таблице 2 представлены результаты замеров образцов, полученных при прессовании при разных температурах.

Таблица 2

T₁=40 °C

Образец	Ширина, мм	Высота, мм	Длина, мм
1	10,1	4,383	78,1
2	10,1	4,27	78,2
3	10	4,22	77,9

T₁=50 °C

Образец	Ширина, мм	Высота, мм	Длина, мм
1	10,1	4,28	78,2
2	10,2	4,31	77,8
3	10,1	4,33	77,5

В таблице 3 приведены результаты замеров образцов по истечении 24 часов.

Таблица 3

Размеры образцов, измеренных через 24 часа после литья

T₁=40 °C

Образец	Ширина, мм	Длина, мм
1	10,4	78,4
2	10,3	78,1
3	10,1	78,1

T₁=50 °C

Образец	Ширина, мм	Длина, мм
1	10,3	78
2	10,0	78,5
3	10,2	78,5

Усадку (MS) в процентах рассчитываем по формуле:

Где

-это размер пресс формы, мм;

-это размер образца, мм;
T₁=40 °C

MS= =2%
MS=2,375%
MS=2,375%

MS_ср=2,25% -среднее значение усадки при температуре формы 40 °C

T₁=50 °C

MS= 2%
MS=1,875%
MS=1,875%

MS_ср=1,92% - среднее значение усадки при температуре формы 50 °C

Для определения степени ориентации макромолекул на рабочий участок каждого из образцов, отформованных при одинаковых условиях, скальпелем или лезвием нанесли две риски перпендикулярно более длинной оси образца на расстоянии около 40 мм друг от друга. Штангенциркулем с точностью до 0,1 мм измерили расстояние между ними. Размеченные образцы разложили на стальной пластине, покрытой пленкой из фторопласта. Пластину с образцами поместили в термостат, предварительно нагретый до температуры 110±3 °С, и выдержали в течение 30 минут. Затем образцы извлекли из термостата, охладили до комнатной температуры и вновь измерили на них расстояние между рисками. Степень ориентации оценивается величиной усадки ℰ_ор, вызванной дезориентацией, рассчитывается по формуле:

Значения полученных степеней ориентации представлены в таблице 4.
Таблица 4

T₁=40 °C

Расстояние между рисками, мм		Степень ориентации ℰ_ор, %
L1(до нагревания)	L2( после нагревания)	Каждого образца	Среднее знач.
40,3	39,5	1,98	2,88
40,6	39,3	3,2
40,3	38,9	3,47

T₁=50 °C

Расстояние между рисками, мм		Степень ориентации ℰ_ор, %
L1(до нагревания)	L2( после нагревания)	Каждого образца	Среднее знач.
40,5	39,3	2,96	2,39
40,2	39,4	1,99
40,3	39,4	2,23

Плотность полимера в отформованных деталях определяли методом обмера и взвешивания по ГОСТ 15139-69. Сущность метода заключается в определении плотности вещества по отношению массы образца к его объему, определяемым непосредственно взвешиванием и обмером.

Плотность полимера вычисляем по формуле:

; где

M-масса образца, г;

V-объём образца при температуре измерения,

В таблице 5 представлены результаты вычисления плотности трех образцов для каждой температуры.
Таблица 5

T₁=40 °C			T₁=50 °C
, г/	M₁, г	V,	, г/	M₂, г	V,
1,16	4,01	3,46	1,16	3,93	3,38
1,17	3,95	3,37	1,16	3,99	3,42
1,28	3,92	3,05	1,18	4,0	3,39

Среднее значение плотности при 40 °C: 1,203 г/см³

Среднее значение плотности при 50 °C 1,166 г/см³

Прочностные показатели- разрушающее напряжение при растяжении σ_р, относительное удлинение при разрыве ε, и модуль упругости Е при растяжении определили на отлитых образцах.

Рисунок 1- зависимость удлинения от напряжения 3 образцов, отлитых при температуре формы 40 °C

Рисунок 2- зависимость удлинения от напряжения 3 образцов, отлитых при температуре формы 50 °C

Ниже в таблице 6 показаны результаты вычислений разрушающего напряжения при растяжении, относительного удлинения при разрыве и модуля упругости.

Таблица 6

Показатели	Температура формы
Показатели	40 °C	50 °C
σ_р,МПа	1,8	1,9
ε, %	690	10
Е

Выводы:

1. Технологические параметры литья под давлением: температура материального цилиндра, температура формы, продолжительность цикла, скорость впрыска и давление.

2. Факторы, влияющие на производительность процесса литья под давлением: продолжительность цикла, температура формы, температура расплава, скорость впрыска, размер отливаемого изделия.

3. Факторы, влияющие на усадку изделия в процессе литья под давлением: степень ориентации, температура расплава, температура формы, толщина изделия.

4. Факторы, влияющие на плотность изделия, полученного методом литья под давлением: давление литья, качество материала, наличие воздуха в расплаве, время удержания под давлением после заливки в форму.

5. Ориентация в процессе литья под давлением, причины ее возникновения, влияние на механические и деформационные свойства изделия: возникает при развёртывании макромолекул полимера в направлении движения в процессе литья под давлением, повышает механические свойства изделия, прямо пропорционально влияет на прочность изделия, если нагрузка прилагается в направлении ориентированных молекул, может со временем приводить к усадке, так как молекулы стремятся вернуться в более энергетически выгодное свёрнутое положение.