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，而較高的結(jié)合力是實現(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)生共價鍵來增強材料結(jié)合力，運用遺傳算法優(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)計實驗用注塑模具，并采用正交實驗設(shè)計法安排注塑工藝參數(shù)，實現(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)合材料性能測試，實現(xiàn)了對金屬塑料復(fù)合材料結(jié)合力的探討。具體研究如下:
　　(1)對金屬與塑料復(fù)合時的微觀行為以及金屬與PPS化學(xué)反應(yīng)的特性進行深入的研究，在機械結(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)，利用遺傳算法對金屬基體噴砂時間、塑料中間層配比以及中間層塑化溫度三個工藝參數(shù)進行優(yōu)化。
　　(2)以PPS注塑工藝參數(shù)為基礎(chǔ)，利用

3、Moldflow軟件對注塑的過程進行有限元仿真分析。結(jié)合高聚物流變學(xué)理論，分析混合塑料對軸套注塑工藝的影響，提出了PPS、PI、PTFE、無機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)，縮短了時間，降低了試驗成本。
　　(3)通過Moldflow對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，對澆口處的塑料熔體的剪切速率進行分

4、析結(jié)合熔體流動的前沿溫度，確定澆口高度為1.5mm。采用標(biāo)準(zhǔn)模架簡化模具制造過程，縮短實驗周期。
　　(4)采用單一變量原則對基體預(yù)熱溫度、模具溫度、注塑壓力進行實驗方案設(shè)計，生產(chǎn)實驗用樣品，對樣品的在不同環(huán)境溫度下的結(jié)合力進行檢測，分析不同注塑工藝參數(shù)對結(jié)合力的影響，并且引入熱震試驗，測試軸套樣品在承受溫度驟變后的結(jié)合力。
　　通過理論研究和實驗分析，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，得到較高的材料復(fù)合結(jié)合力

5、，并經(jīng)過劃格法測試驗證（方格脫落率僅為3.3％)。在此基礎(chǔ)上，成功地進行了金屬塑料復(fù)合軸套的注塑成型，獲得具有較強結(jié)合力的復(fù)合材料軸套。論文經(jīng)過結(jié)合力檢測表明:當(dāng)軸套溫度為150℃時，其剪切結(jié)合力最大達(dá)到27.6Mpa，所對應(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，保壓時間:20min。論文還通過熱震試驗證明:軸套溫度的劇烈波動會對其結(jié)合力產(chǎn)生較大的影響結(jié)論。本論文