Giriş:

Çevresel stres çatlağı, aşağıdakilerin önemli bir katilidir plasti̇k parçalar.

Çevresel stres çatlamasının oluşmasını önlemek için, çevresel stres çatlamasının arkasındaki mekanizmayı derinlemesine anlamamız ve ardından bunu üç boyuttan kontrol etmemiz gerekir: plastik malzeme seçimi, olası temas kimyasalları ve plastik parçaların maruz kaldığı stres.

Tek tek incelemek için çevresel stres çatlaması oluşana kadar beklemeyin. Bu sadece zaman alıcı ve yoğun emek gerektiren bir işlem olmakla kalmaz, aynı zamanda projenin ilerlemesini ve ürün teslim tarihlerini de geciktirebilir.

Çevresel stres çatlaması nedir?

Çevresel stres çatlaması (ESC), iç stres varlığında kimyasal maddelerin etkisiyle plastik reçinenin bozunması olgusunu ifade eder ve sonuçta plasti̇k parça Plastik bileşenlerin hasar görmesi nedeniyle arıza.

Çevresel stres çatlaması, kimyasal maddelerin ve mekanik streslerin stres üzerindeki sinerjik etkisinden kaynaklanan solvent kaynaklı bir hasardır.

Çevresel stres çatlaması kimyasal bir reaksiyon değildir ve kimyasallar doğrudan kimyasal saldırıya veya moleküler bozulmaya neden olmaz. Gerçekte, moleküler yapıya nüfuz eden ve polimer zincirlerinin iç moleküler kuvvetlerini bozan, böylece moleküler kırılmayı hızlandıran kimyasallardır.

Plastik parçalardaki yaygın arıza analizleri arasında, çevresel stres çatlaması 31% ile çoğunluğu oluşturmaktadır ve plastik parçaların katili olarak bilinir. Kimyasal saldırılar dahil edilirse, temel olarak 40%'yi oluşturur.

Çevresel Stres Çatlamasının Aşamaları ve Özellikleri

Çevresel stres çatlamasının aşamaları

Çevresel stres çatlamasının mekanik süreci, sıvı emilimi, plastikleşme, ince çatlak oluşumu, çatlak ilerlemesi ve nihai başarısızlığı içeren sürünme hasarına benzer.

Çevresel stres çatlaması süreci, plastiğin moleküler yapısı içindeki kimyasalların difüzyonuna bağlı olduğundan, sıvı alım hızı hem çatlak ilerleme hem de çatlak genişleme oranlarında belirleyici faktördür. Kimyasallar ne kadar hızlı emilirse, plastik çatlamaya ve bunun sonucunda kırılmaya o kadar duyarlı olur.

Sürünme, belirli koşullar altında meydana gelen çevresel stres çatlaması olarak görülebilir. Sürünme, havayı hem kimyasal ajan hem de reaktif olarak kullanır. Aralarındaki temel fark, polimer kırılma sürecini hızlandıran aktif kimyasal maddelerin varlığıdır. Bu hızlandırma etkisi, ilk çatlama süresini önemli ölçüde kısaltır, esasen çatlama genişleme oranını hızlandırır, böylece nihai hasar süresini kısaltır.

Çevresel stres çatlamasının tipik özellikleri

Çevresel kaynaklı çatlamanın tipik özellikleri:

Gevrek kırılma:

ESC hasarı gevrek kırılmadan kaynaklanır. Herhangi bir malzemenin plastik üretmek normal koşullar altında bükülme kırılma noktası. ESC hasarının ilk çatlama noktası olarak, genellikle yüzeyde meydana gelir. Bunlar genellikle mikroskobik kusurlar veya gerilim yoğunlaşma noktaları gibi yüksek gerilim alanlarının bulunduğu yerlerdir. Bu son çatlama noktası genellikle her zaman gaz halindeki veya adsorbe edilmiş aktif kimyasallarla doğrudan temas halindedir.

Başlatma çatlağı:

Birden fazla tek noktalı çatlamayı başlatın ve ardından birleşik bir kırığa bağlayın. Orijinal çatlama ve birleşme grubu ESC ediniminin tasviridir.

Pürüzsüz form:

Orijinal çatlak alan genellikle nispeten düzgün bir form sergiler ve yavaşça çatlar ve genişler. Aktif kimyasallar ilk çatlama ve çatlama genişlemesini hızlandırabilir. Bu olgu özellikle pürüzlü yüzeylerde belirgindir.

Kalan ince çatlaklar:

İster ilk çatlama bölgesinde isterse yakın bölgelerde olsun, artık ince çatlakların varlığı ESC'nin meydana geldiğini gösterecektir. Birçok durumda, çatlak uzunluğu kritik bir boyuta ulaştığında, plastik deformasyon aşırı yüklemesi sırasında nihai arıza meydana gelecektir.

Gerilen fibriller:

Son kırık bölgesinde, kırığın plastik bir kırık olduğunu gösteren gerilme fibrilleri ve diğer özellikler görülebilir. Bu, ESC'de kimyasal etki mekanizmalarının uygun olmadığının ve bu nedenle moleküllerin eşlik eden kimyasal bozunmasının genellikle bulunmadığının önemli bir göstergesidir.

Çapraz bantlar:

Son deneyler, genel ESC'nin aşamalı bir çatlama yayılma mekanizması yoluyla ilerlediğini göstermektedir. Laboratuvar koşullarında yeniden şekillendirme karakteristik yüzey testleri, çatlama yayılımına yol açan halkalara eşdeğer bir dizi çapraz bant ortaya çıkarmıştır. Gözlemlenen bu bantlar, tekrarlanan tanelenme halkaları olarak düşünülebilir, ardından sünme ve ESC başarısızlık mekanizmalarındaki adımları içeren kırılgan çatlama yoluyla bölünme yayılımı gelir.

Çevresel stres çatlamasını etkileyen faktörler

Çevresel stres çatlaması temel olarak aşağıdaki üç faktörle ilişkilidir:

Plastik malzeme türü;

Kimyasal maddeler ile temas halinde plasti̇k parçalar;

Plastik parçalara etki eden gerilim;

plastik tip

Genel olarak amorf plastikler, yarı kristal veya sert plastiklere kıyasla çevresel stres çatlamasına karşı daha hassastır. Bunun nedeni, yarı kristal plastiklerin düzenli, yoğun yapılarına kıyasla amorf plastiklerin büyük serbest hacmidir. Bu nedenle PC, ABS, PPO, PMMA vb. amorf plastikler çevresel stres çatlamasına PBT, POM, PA66, PPS vb. plastiklerden daha yatkındır. Elbette aynı plastik farklı bileşimlere sahip olsa bile ESC direnci farklı olacaktır.

Molekül ağırlığı:

Plastiğin moleküler ağırlığı azaldıkça, ESC'ye direnme kabiliyeti azalır. Aynı şekilde, belirli bir madde için, bağ moleküllerinin bozulması olgusu moleküler ağırlıkla birlikte azalır. Moleküler dal sayısı arttıkça, reçinenin moleküler ağırlığı artar ve bu da ona olağanüstü kritik gerilme ESC direnci kazandırır.

Düşük kristallik:

Yarı kristal plastiklerde, kristallik ESC direncini önemli ölçüde artıracaktır. Genel olarak, kristallik ne kadar yüksek olursa, karşılık gelen yoğunluk artar, böylece ESC direnci artar.

kimyasallar

Hidrojen bağı: Orta düzey hidrojen bağı, ESC oluşumunu kolayca ağırlaştırabilen bir kimyasal türüdür. Örneğin, organik esterler, ketonlar, aldehitler, aromatik hidrokarbonlar ve klorlu hidrokarbonlar organik alkollerden daha güçlü ESC etkilerine sahip kimyasallardır.

Moleküler boyut: Daha düşük moleküler ağırlığa sahip kimyasal reaktifler ESC oluşumunu ağırlaştırma eğilimindedir. Örneğin, silikon yağı silikon gresinden daha güçlüdür ve aseton metil izobütil ketondan daha güçlüdür. Bu sonuç doğrudan moleküler boyuttan çıkarılır ve daha küçük moleküller daha büyük yeteneğe sahiptir. Polimer moleküler yapısına nüfuz eder.

Kimyasalların iki ana kaynağı vardır;

Üretim süreci boyunca:

Enjeksiyon kalıplama sürecindeki ayırıcı maddeler, enjeksiyon kalıplarındaki çeşitli gresler vb. plastik parçalar, elektrokaplama, sprey boyama, serigrafi vb. gibi ikincil işlemlerin yanı sıra paketleme ve nakliye sırasında kimyasal maddelerle karşılaşacaktır. kimyasallara.

Kullanım sırasında:

Aksesuarın parçaları üretim sürecinde kimyasal maddelerle tutturulmuştur veya kullanım ortamında tutkal, deterjan, yağlama yağı vb. gibi kimyasal maddeler bulunmaktadır.

stres

Kullanım sırasında katlanılan çekme gerilimi:

ESC yalnızca malzeme çekme gerilimi durumunda olduğunda meydana gelecektir. Çekme gerilimi, moleküllerin kırılmasının ve nihayetinde ESC'ye neden olmasının nedenidir. Basınç gerilimi, belirli çevresel koşullar altında plastik parçaların mekanik arızasına neden olmak için yeterlidir, ancak ESC'ye neden olmak için yeterli değildir.

Enjeksiyon kalıplama sürecinde artık iç gerilim:

İç kalıplama artık gerilimi dış gerilimle birleşerek ESC'ye neden olur. Büyük kalıplama artık gerilimi ESC'ye neden olmak için yeterlidir.

Ultrasonik kaynak, titreşim kaynağı, sıcak eritme ve vida sıkma gibi montaj sırasında oluşan stres.

Plastik parçaların yüzeyindeki gerilim izleri için karşı önlemler ve öneriler

Malzeme stratejileri

Doğru plastik hammadde seçimi, gerilim izlerini önlemek için ilk çözümdür. Ürünün tokluğunu ve elastik modülünü iyileştirmek ve stres konsantrasyonunu azaltmak için yüksek kaliteli, yüksek tokluğa ve yüksek akışkanlığa sahip plastik hammaddeler kullanılmalıdır.

Tasarım stratejileri

Ürün tasarım sürecinde, yapı rasyonel bir şekilde tasarlanmalı ve ürün dengesi, gerilim yoğunlaşmasını ve gerilim izlerini önlemek için malzeme özelliklerine, üretim süreçlerine ve diğer faktörlere göre kontrol edilmelidir. Aynı zamanda, duvar kalınlığı, açı, yarıçap ve diğer faktörlerin kontrol edilmesine de dikkat edilmelidir. plasti̇k parçalarÖzellikle ürünün kenarlarında ve birleşim yerlerinde, ürünün homojen kuvvet dağılımını artırmak için tek tip bir et kalınlığı tasarımı sürdürülmelidir.

Üretim süreci stratejileri

Uygun bir kalıplama sürecinin benimsenmesi, gerilim izlerinden kaçınmanın anahtarıdır. Kalıbın kalitesi sağlanmalı, kalıplama işlemi sırasında sıcaklık tekdüze olacak şekilde kontrol edilmeli ve aşırı çekiş, gerilme vb. durumlardan kaçınmak için kalıplama hızı, basınç ve alan yönü gibi parametreler iyi kontrol edilmelidir. Aynı zamanda, her geçiş noktasında yumuşak bir geçiş sağlamak için üretim süreci sırasında kalıplama sürecindeki değişikliklere karşılık gelen ayarlamalara dikkat edilmelidir.

Nakliye, yükleme ve boşaltma stratejileri

Plastik parçaların taşınması, yüklenmesi, boşaltılması ve montajı sırasında yanlış kavrama ve aşırı basınçtan kaçınmak için özen gösterilmelidir. İnsan faktörlerinden kaynaklanan stres konsantrasyonunu ve stres izlerini önlemek için kuvvet boyutu ve yönü gibi faktörler kavranmalıdır.

Yüzey gerilim izlerini önleme yöntemleri

Yukarıdaki karşı önlemlere ek olarak, plastik parçaların yüzeyinde gerilim izlerinin oluşmasını önlemek için aşağıdaki yöntemler de kullanılabilir:

Plastik yorgunluğun neden olduğu gerilim yoğunlaşmasını ve gerilim izlerini önlemek amacıyla sıcak yolluk ve ürün kalınlığı kontrolünü artırmak için kalıp optimizasyon tasarımını kullanın;

Her bir ürünün kalite ve görünüm açısından gereksinimleri karşılamasını sağlamak için ürün kalite yönetimini güçlendirmek;

Üretim sürecindeki sorunları tespit etmek için uygun test ekipmanı satın alın ve hasarlı parçaları zamanında onarın veya değiştirin;

Plastik parçaların her an kullanımına dikkat edin, sorunları zamanında çözün ve ürün uzun süre kullanıldığında stres izi kalmamasını sağlayın.

Sonuç

Plastik parçaların yüzeyinde gerilim izlerinin bulunması, ürünün estetiğini ve sağlamlığını ciddi şekilde etkileyecektir. Bu nedenle, üretim süreci sırasında nedenlere ve karşı önlemlere özel dikkat gösterilmelidir. Bu makalenin giriş bölümünde, okuyucuların plastik parçaların yüzeyindeki gerilme izlerinin nedenlerini ve karşı önlemlerini anladıklarına inanıyorum. Önleyici tedbirlerin alınması, plastik parçaların kullanımı sırasında gerilme izleri sorununu önleyebilir.