Литьевая форма

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК в 4 ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2939423/23-0512.06.8030.03.86. БюлВ.ВАбрамов,Тхай, Н.И. Ры 1) 2) 6)(53 (56 кл ции У 1165676,54)(57) 1 отовления одержащая овательно ерепускнь олости, о ФОРМА для изз термопластов, каналы и после-, ые между собой,оФормляющие ю щ а я с я ЛИТЬЕ ВАЯизделййвпускныесоединенви каналамит л и ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ тем, что, с целью повышения прочно.сти изделия за счет создания сдвиговых напряжений при продавливании материала через полости до момента отверждения иэделия, приведенный размер поперечного сечения впускного канала равен 1-4 расстояниям между Формующими поверхностями первой полости, а отношение поперечного сечения перепускного канала к наименьшему поперечному сечению предыдущей полости равно 0,01-1,0.2. Форма по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что впускной и перепускные каналы снабжены нагревателями.Изобретение относится к устройствам для переработки пластмасс и может быть использовано при иэготовлении литьем под давлением высокопрочных изделий иэ термопластов, применяемых в автомобилестроении и других отраслях техники.Известна литьевая форма для изготовления изделий иэ термопластов, включающая необогреваемые литниковые каналы и последовательно соединенные между собой перепускными каналами оформляющие полости, образованные формующими поверхностями .1.В известной форме размеры сечения впускного и сечение перепускных каналов значительно меньше толщины и сечения формуемых изделий в направлении, перпендикулярном течению термопласта.В указанной форме невозможно получать высокопрочные изделия, поскольку не обеспечиваются условия для длнтельного продавливания материала через оформляющие полости изза быстрого застывания расплава во впускных и перепускных каналах.Кроме того, заполнение нескольких последовательно расположенных полостей обеспечивается только при следующей технологии литья: высокие температуры расплава и формы, которые, например, для полиэтилена высокой плотности составляют соответственно 200-220 и бОС. Повышенные температурные условия литья не позволяют осуществить ориентацию и фиксацию вытянутых полимерных цепей из-за теплового движения последних, в результате чего в изделиях формируется неориентированная структура, обладающая низкими прочностными характеристиками.Повьппение прочностных характеристик термопласта в питьевом изделии могут быть достигнуты при использовании способа, по которому расплав полимера продавливают при температуре не выше температурыоплавления или текучести на 20-25 С и давлении 900-3000 кгс/см 2 через оформляющие полости, охлаждаемые до температуры в интервале от -20 С до температуры начала плавления или текучести термопласта, по достижении твердого агрегатного состояния полимера по объему иэделия, 982218 изкая температура расплава ивысокий уровень давления в оформляющих полостях при продавливании полимера обеспечивает выпрямлениеориентацию) "клубкообразных" полимерных цепей в направлении действиясдвиговых напряжений и фиксацию цепей в ориентированном положении засчет охлаждения полостей, Благодаряприменению низкой температуры расплава уменьшается действие тепловогодвижения полимерных цепей, тем самым облегчается их ориентация и фиксация в направлении течения полимера. Такая структура термопластаобладает повьппенными прочностнымихарактеристиками,Указанные режимы литья не могутбыть реализованы в известной форме из-эа быстрого отверждения расплава во впускном и перепускномканалах и прекращения теченияматериала до отверждения изделияв оформляющих полостях.Цель изобретения - повьппениепрочности изделий за счет созданиясдвиговых напряжений при продавливании материала через полости до момента отверждения изделия.Указанная цель достигается тем,что в известной форме для изготовления иэделий иэ термопластов, содержащей впускные литниковые каналыи последовательно соединенные междусобой перепускными каналами оформляющие полости согласно изобретению, приведенный размер поперечногосечения впускного канала равен 1-4расстояниям между формующими поверхностями первой полости, а отношение поперечного сечения перепускного канала к наименьшему поперечному сечению предыдущей полостиравно 0,01-1,0, а также тем, чтовпускной и перепускной каналы снабжены нагревателями. 5 О 5 20 25 30 35 ВО В 5 Понятие приведенный размер Киспользуемый в теории нестационарной теплопроводности, вытекает из решения задачи применительно к одномерному или двумерному температурным полям, наиболее часто встречающимся при охлаждении литьевых изделий различных конфигураций, например соответственно типа бруса или пластины бесконечной длины, Решение задачи охлаждения какого-ли 982278температуры пуансона 1 н матрицы 2 в различных его частях установлены датчики температуры(не показаны). Для циркуляции охлаждающей среды в форме предусмотрены каналы 14 системы охлаждения, Подача расплава в форму осуществляется материальным цилиндром 15 литьевой машины шнекового или поршневого типа.Отливки модельных изделий (фиг.З и 4) состоят из впускного литника 16 с размерами поперечного сечения Ки К, упрочненных изделий 17 и 18 толщиной д:б (Фиг,З) и 6:8, (фиг.4) и сечением Г (минимальное сечение изделия по Фиг.4) в направлении, перпендикулярном течению материала, соединенных между собой перепускным литником 19 с поперечным сечением Г, последнего изделия 20, связанного с упрочненным изделием 18 перепускным литником 19. После Формования отливки изделия 17, 18 и 20 отделяются по контуру одно от другого механическим путем в местах перепускных литников 19, а также от впускного литника 16.Литьевая форма (фиг.1) работает следующим образом.Материальным цилиндром 15 литьевой машины расплав полимера при температуре не выше температуры плаво ления или текучести на 20-25 С и давлении литья 900-30000 кгс/см нагнетают через центральный, шатровый 5 и впускной каналы 4,5 и 6 в первую оформляющую полость 7 до ее заполнения, контролируемого, например, датчиком температуры. Полости -7 и 10 охлаждают в интервале ото-20 С до температуры начала плавления или .текучести путем подачи в каналы 14 системы охлаждения формы хладоагента или теплоносителя соответственно холодильной термостатирующей установкой или маслянным термостатом. По заполнении полости 7 расплав продавливают через нее и перепускной канал 8 во вторую полость 10 до тех пор, пока материал не застынет в сечении, где толщина изделия наименьшая (сечение Г фиг.4).Таким образом, операция продавливания совмещена со стадиями выдержки под давлением и охлаждения отливки в Форме. Установка допол Результаты прочностных испытаниймодельных изделий (Фиг,З) из ПЭВПна одноосное растяжение (фиг.5) 50свидетельствует о том, что граничными условиями, обеспечивающими повышение прочности не менее чем в 3раза, являются К = (1-4) 8, и 55 И == (0,01-1). Выполнение Кменьше о и Я больше 1 и меньше 0,1приводит к резкому падению прочности вспедствие уменьшения длитель 5 О 15 .20 25 30 35 40 45 нительных нагревателей 12 вокруг впускного и перепускного каналов Ь и 8 обеспечивает более длительное Функционирование каналов 6 и позволяет выполнить приведенный размер Ксечения канала 6 меньшим, чем. Р, . Время продавливания контролируется упрочняемым изделием в полости 7 (для многогнездных форм- изделиями в последующих полостях, например по Фиг.З и 4 вторым изделием 18), поскольку приведенный размер К сечения впускного канала 6 заведомо больше или равен максимальному расстоянию с между формующимн поверхностями, а местные обогревы перепускного и впускного каналов 8 и 6 обеспечивают тепловые условия для течения материала до тех пор, пока не произойдет отверждение полимера по сечению Г упрочняемого иэделия в полости 7. Замкнутый контур впускного и перепускного 8 каналов 6 и 8 позволяет продавливать термопласт по всему кольцевому сечению изделия и равномерно ориентировать материал вдоль его образующей. По удалении отливки иэ Формы иэделия отделяют механическим путем от впускного литника и одно от другого в области перепускных литников.Литьевая Форма (фиг.2) работает следующим образом.При нагнетании расплав полимера после центрального канала 4 разделяется на два потока по разводящим каналам 5 и через впускные каналы 6 поступает в оформляющие полости 7. После операции продавливания материала через полости 7 до момента отверждения упрочненных изделий в указанных полостях 7 Форма размыкается и отливка удаляется из Формы. Изделия отделяют от литников и одно от другого механическим путем.ности действия сдвиговых напряжений, вызванного более ранним отвержценнем термопласта во впускном канале 6, чем в сечении Е изделия 17.Дальнейшее увеличение величины К иг Я, т.е. больше соответственно 48 и1 1, не повышает прочйостные характе-ристики и связано с ростом расхода материала на впускной и перепускной каналы 6 и 8.Установка дополнительных нагревателей 12 (фиг.1 и 2) у впускного и вокруг перепускного каналов 6 н 8 обеспечивает изготовление упрочненных изделий из термопластов с узкими интервалами плавления или текучести.При формовании нескольких последовательно расположенных упрочненных изделий в одной форме (фиг.З) отношение И уменьшают в сторону последующих полостей в пределах интервала (0,01-1). Для получения одного упрочненного изделия достаточно выполнить приведенный размер Клравным (1-2)8, (фиг.1), а отношение М - в пределах от 0,01 до 0,2,поскольку дальнейшее увеличение соотношений К и Я не приводит к 1 О существенному повышению прочности,но при этом расход полимерного материала возрастает из-за резкого увеличения размеров впускного 6 и перепускного 8 каналов 6 и 8.15 Согласно изобретению моно изготовлять высокопрочные литьевые изделия из термопластов, а широкое ихприменение в народном хозяйстве дастсущественный экономический эффект 20 за счет замены дорогостоящих полимерных материалов на дешевые и многотоннажные, например полиэтилен.982278 фиг.о Гкчс а 1ММЯ 5 61 дакт нов аказ 1629/5 оеета СС рытийнаб., д. 4/ оставительехред Л.Олейник Корректор Е. Сирохм Тирах 640 Подпис ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушская ал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектн 4=в