金屬塑料復(fù)合軸套的注塑成型及材料結(jié)合力的研究.pdf

1、金屬塑料復(fù)合材料由于其優(yōu)異的性能，成為了當(dāng)今學(xué)者研究的熱點(diǎn)，而較高的結(jié)合力是實(shí)現(xiàn)金屬塑料復(fù)合的首要條件。本文將塑料工作層和金屬基體之間的中間結(jié)合層作為突破口，采用硅烷偶聯(lián)劑處理金屬基體，使金屬塑料之間產(chǎn)生共價(jià)鍵來增強(qiáng)材料結(jié)合力，運(yùn)用遺傳算法優(yōu)化工藝參數(shù);以高聚物流變學(xué)理論為基礎(chǔ)，借助MoldFlow軟件分析模具澆口和熔體填充過程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用注塑模具，并采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法安排注塑工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)金屬塑料復(fù)合材料軸套的注塑成型;論文通過不同條

2、件下的金屬塑料復(fù)合材料性能測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬塑料復(fù)合材料結(jié)合力的探討。具體研究如下:
　　(1)對(duì)金屬與塑料復(fù)合時(shí)的微觀行為以及金屬與PPS化學(xué)反應(yīng)的特性進(jìn)行深入的研究，在機(jī)械結(jié)合和靜電吸引的基礎(chǔ)上，通過硅烷偶聯(lián)劑與中間結(jié)合層中的苯乙烯馬來酸酐共聚物形成“分子橋”，增加結(jié)合力。以結(jié)合力最大為目標(biāo)，利用遺傳算法對(duì)金屬基體噴砂時(shí)間、塑料中間層配比以及中間層塑化溫度三個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(2)以PPS注塑工藝參數(shù)為基礎(chǔ)，利用

3、Moldflow軟件對(duì)注塑的過程進(jìn)行有限元仿真分析。結(jié)合高聚物流變學(xué)理論，分析混合塑料對(duì)軸套注塑工藝的影響，提出了PPS、PI、PTFE、無機(jī)填料組成的混合塑料的工藝參數(shù)范圍，減少了試模次數(shù)，縮短了時(shí)間，降低了試驗(yàn)成本。
　　(3)通過Moldflow對(duì)不同澆口形式下的軸套注塑模具的熔接痕問題和熔體前沿溫度進(jìn)行分析，決定采用盤形澆口，消除制件熔接痕，保證軸套的質(zhì)量。并且引入高聚物熔體的流變學(xué)理論，對(duì)澆口處的塑料熔體的剪切速率進(jìn)行分

4、析結(jié)合熔體流動(dòng)的前沿溫度，確定澆口高度為1.5mm。采用標(biāo)準(zhǔn)模架簡(jiǎn)化模具制造過程，縮短實(shí)驗(yàn)周期。
　　(4)采用單一變量原則對(duì)基體預(yù)熱溫度、模具溫度、注塑壓力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)用樣品，對(duì)樣品的在不同環(huán)境溫度下的結(jié)合力進(jìn)行檢測(cè)，分析不同注塑工藝參數(shù)對(duì)結(jié)合力的影響，并且引入熱震試驗(yàn)，測(cè)試軸套樣品在承受溫度驟變后的結(jié)合力。
　　通過理論研究和實(shí)驗(yàn)分析，論文抓住優(yōu)化金屬塑料復(fù)合材料的中間結(jié)合層關(guān)鍵點(diǎn)，得到較高的材料復(fù)合結(jié)合力

5、，并經(jīng)過劃格法測(cè)試驗(yàn)證（方格脫落率僅為3.3％)。在此基礎(chǔ)上，成功地進(jìn)行了金屬塑料復(fù)合軸套的注塑成型，獲得具有較強(qiáng)結(jié)合力的復(fù)合材料軸套。論文經(jīng)過結(jié)合力檢測(cè)表明:當(dāng)軸套溫度為150℃時(shí)，其剪切結(jié)合力最大達(dá)到27.6Mpa，所對(duì)應(yīng)的注塑工藝參數(shù)為:料筒末端溫度:305℃，基體預(yù)熱溫度:100℃，注塑壓力:100Mpa，保壓壓力:45Mpa，保壓時(shí)間:20min。論文還通過熱震試驗(yàn)證明:軸套溫度的劇烈波動(dòng)會(huì)對(duì)其結(jié)合力產(chǎn)生較大的影響結(jié)論。本論文