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▲ 2023/10/24更新
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1. 金屬嵌件不良
在射出成型生產過程中,對於一些需要具有高強度結合的塑料零件,在射出件中加入金屬嵌件(如螺釘、螺母、軸等),以製造出具有金屬嵌件的高性能塑料零件或配件。然而,在生產帶有金屬嵌件的塑料零件時,可能會遇到一些常見問題,如金屬嵌件定位不准確(圖1)、金屬嵌件周邊塑料出現開裂(圖2)以及金屬嵌件受損等。


2. 埋入射出龜裂對策處理
(1) 設計塑膠產品時,應加大嵌件周圍塑料的厚度。
(2) 加工時對金屬嵌件進行預熱,以減少塑料熔體與金屬嵌件的溫差,使嵌件四周的塑料冷卻變慢,兩者收縮相對均勻,以防止嵌件周圍產生較大的內應力。
(3) 嵌件預熱需要由塑料的性質、嵌件的大小和種類決定,對具有剛性分子鏈的塑料時,如PC、PS、PSF、PPO等,當有嵌件時必須預熱。
(4) 嵌件盡量選擇與塑膠膨脹係數較接近的鋅、鋁以代替鋼、鐵;否則冷卻時,會因為塑膠收縮大金屬收縮小而使得塑膠開裂。
(5) 塑膠如加入GF(玻璃纖維),則熱膨脹係數和收縮率較接近金屬,可降低拉伸應力引起的開裂。
(6) 其他相關說明如(圖3)所示。

3. 嵌件的預熱
由於塑料和金屬材料在熱性能方面存在顯著差異,這些差異在生產過程中可能導致一些問題。相對於金屬,塑料具有較低的熱導率、較大的線膨脹係數以及較高的成形收縮率,而金屬的收縮率相對較小。正是這些差異使得帶有金屬嵌件的塑料製品在嵌件周圍容易出現裂紋,從而導致產品強度降低。
要解決上述問題,加工時可對金屬嵌件進行預熱(圖4),使金屬嵌件在塑料成型過程中達到一定的溫度。這樣可以有效地降低塑料熔體與金屬嵌件之間的溫差,從而在成型過程中保證嵌件四周的塑料冷卻速度變慢。當塑料冷卻變慢時,金屬嵌件與塑料之間的收縮會更加均勻。這將有助於減少嵌件周圍可能產生的較大內應力。

金屬嵌件的預熱情況應根據塑料材料的特性以及金屬嵌件的尺寸來確定。對於具有較大剛性的塑料材料(例如PC、PSU、PPO、PPS等),這些材料在成型過程中容易出現應力開裂現象。因此,在這些情況下,金屬嵌件一般都應進行熱處理。
預熱過程中的溫度控制應確保不損害金屬嵌件表面的鍍層(例如鍍鋅或鍍鉻)。一般情況下,金屬嵌件的預熱溫度應控制在110℃至130℃之間。對於表面無鍍層的鋁合金或其他金屬嵌件,預熱溫度可以適當提高至約150℃。(ps.溫度不一定要這麼高,最終還是要以實際的金屬嵌件狀況來調整溫度(圖5))
對於一些小型金屬嵌件,由於它們在塑料成型過程中容易被塑料熔體在模具內加熱,一般可以不預熱。

●【銅螺母埋入射出螺絲柱破裂與埋入射出銅螺母的預熱】
4. 塑件埋入金屬取出
塑膠產品有埋入金屬時,若要進行塑料的回收,則需要先將金屬部份取後才能回收利用,以下影片內容是有關於埋入金屬取出的討論,以及我自己出差大陸時看到供應商的作法。
●【塑件埋入金屬取出的方法及討論】
☆ 其他參考資料及文章
● 【射出成型不良原因分析(按圖超連結)】

● 【成型不良原因及對策處理(按圖超連結)】
