典型用法的塑料选用
表1. 塑料材料作一般结构件的选用 材料名称 性能特点 HIPS ABS PC PET PBT POM Nylon PPS 硬度高,价格便宜,但脆性大 刚性好,韧性好,综合性能好 卓越的冲击强度,耐蠕变性,并有较高的耐热性,耐寒性,透明性好 尺寸稳定性好,具有韧性好,强度大,热变形温度高等特点 机械性能优良,强度大,耐高温 强度高,耐磨性好,自润滑性好,但成型收缩率大 良好的耐磨性,自润滑性好,吸水性大,尺寸稳定性差 优良的耐热性,电绝缘性,耐化学腐蚀性及和各种无机填料的良好亲和性 应用部件 按钮,支承座,电器外壳等 电器外壳及内部结构件 电子零件,仪表零件,小型电器外壳,透明部件 联接件,开关壳,灯头,插座等 灯头,水喉内胆等 电子,电讯及精密仪器零件,齿轮等 水阀部件,齿轮 开关插座
表2. 塑料材料作传动件的应用 材料名称 性能特点 Nylon FRNYLON POM FRPOM PF FRPET 超高分子量聚乙烯 PU 耐磨性好,自润滑性好,但使用温度范围窄,尺寸精度不高 强度高,使用温度高过一般尼龙 摩擦系数低,吸水性好,良好的抗疲劳性和尺寸稳定性 强度,刚度,耐冲击强度和抗蠕变性等都很好,长期使用尺寸稳定,耐磨性好 高抗冲,耐蠕变,尺寸稳定,耐热性好 良好的尺寸稳定性和耐热性 耐磨性好,磨擦系数小 高弹性,强韧性 应用部件 中等或较低负荷,中等温度(80℃)以下 高负荷,高温下 中等或较低负荷下不允许采用润滑油的场合 较高负荷,高温下 高负荷,高温下 高温水或蒸汽下,高精度 精密仪器,仪表 精密仪器,仪表
表3. 塑料材料用作透明零件的运用 材料名称 性能特点 PC PMMA AS(SAN) GPPS TPX(聚4-甲基戍烯-1) ADC(烯丙基二甘醇碳酸酯) 透明尼龙Trogamid-t 透明尼龙PAGP-9/6 使用温度宽,尺寸稳定,耐冲击好,但易产生应力开裂 透光率最好,尺寸稳定性好,耐候性优良,但吸湿性高,韧性低,耐热性一般,硬度稍差 比PS热变形温度高,力学性能也得到提高,但仍未消除老化发黄现象 吸湿性低,尺寸稳定性好,价格低廉,但透光率低于丙烯酸类塑料,耐候性,耐老化性差 是最轻的塑料,折射率低,耐化学性和耐热性优良 应用部件 高精度的光学组件 中低精度的光学组件 透明外壳及光学组件 透明外壳及光学组件 具有耐腐或耐热要求的特殊透镜或透明组件 透明塑料中硬度最高,具有良好的耐冲击性和耐化学性(美国牌号为CR39) 镜片及其它光学组件 透明性,耐热性及耐刮伤性好 透光性好,雾度极低,综合性能优良 透明组件 透明组件
表4. 塑料材料作电气绝缘零件的运用 材料名称 性能特点 Nylon FRNylon PC PPO PF F4 PI Epoxies 具有优良的电性能,热性能,机械性能,但易吸水,电性能随吸水量而变化 机械强度高,绝缘电阻大,耐电压性好 特耐热,有较高的强度和刚性,但内应力较大 在宽广的频率和温度范围内电性能稳定,耐热性能好,但内应力大 在湿空气中,在高低温下均能保持良好的介电性能 耐高温,耐腐蚀,体积电阻大,能在高频下使用,但成型加工性差 高介电强度,低介电常数和介电损耗,耐高低频辐射,耐臭氧 高介电强度 应用部件 插座,电器开关,配件等 灯头,插座,耐候性产品,高冲击产品 灯头,电子配件,各种电器制品 开关插座,灯头,机壳,电子设备零件,高频印刷线路板 电气绝缘材料 高频电缆,电容器,电机槽,高频电子仪器的绝缘体 高频电子仪器的绝缘体,电容器等 电路板,绝缘材料
表5. 塑料材料用作耐腐蚀零件的运用 材料名称 性能特点 PF F4 PPS NYLON 耐有机溶剂,但不能强酸 高温下耐腐蚀性能特别好,可在-195至+250℃范围内使用,但在高温下的刚性较差,冷流性大,成型困难 高温下耐腐蚀性能较好,在175℃以下找不到溶剂,但能被氧化性酸脆化和三氯乙烯,氯笨引发产生应力开裂 有较好的耐碱性及耐油性,但不耐酸 应用部件 输油管 法兰面.隔膜,设备衬里 设备衬里,隔膜 水箱外壳
四、基本装配技术
1. 螺纹装配
螺纹装配由分离型、组合型螺杆或整体螺杆嵌件的运用组成。 材料的挠曲模量给螺件的合理装配提供了指导。 例如, 带螺纹的螺丝的弯曲模量可以达到2800Mpa。如果需要使用公制的螺丝,或者螺纹装配需要多次来完成,这就需要采用金属的细纹嵌件。
2. 超声波焊接设计
超声波焊接是一种热塑性塑料制品的熔接技术,不需加溶剂,粘接剂或其它辅助品,其优点是增加多倍生产率,降低成本,提高产品质量。
超声波塑料焊接原理:由发生器产生20KHZ,(或15KHZ)的高压,高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工作表面及内在分子间的磨擦而使传导到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件焊接口迅速溶化,继而填充于接口间的空隙,振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟,所得到的焊接强度可与本体相媲美。 常用的工艺有超声波焊接,铆焊,埋植,成型,点焊,切割封口等。
超声波塑料焊接的兼容性和适应性:下表中黑方块的表示两种塑料的兼容性好,容易进行;圆圈表示在某些情况下兼容,焊接性能尚可;空格表示两种塑料兼容性很差,不易焊接。
丁 二 纤维素氟 烯-苯 乙 烯 ABS/ 聚热塑性塑料 丙烯亚苯基-氧化物聚酰胺-聚 (托酸 热 聚 塑 聚 甲 聚 聚 性 乙 基 苯 丙 聚 烯 戊 硫 烯 酯 烯 聚 聚 SAN-NAS-ASA A 碳 酸酯 聚 丙 酸系超声波焊接的 B 合金 甲 烯 多元兼容性示例图表 S (赛 柯醛 腈 共聚(CA, 聚 尼 为主的酰亚胺碳 CAB, 合 龙 树脂CAP) 物 (诺里尔) 苯 聚 氯 乙 砜 乙 烯 乐800) ABS ■ ■ 物 ■ ○ 郎) 酯 烯 熔接特性 ○ ○ 良好 好 ABS/PC合金 (赛柯乐800) ■ ■ ○ ■ 聚甲醛POM 丙烯腈 ■ ○ ○ ■ ■ ■ ■ ■ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 摩擦系数低,一般 ■ ○ ○ ■ 丙烯酸系多元共聚物 丁二烯-苯乙烯 纤维素(CA,CAB,CAP) 氟聚合物 尼龙PA 熔点高,较难 亚苯基-氧化物为主的树脂(诺里尔) 聚酰胺-酰亚胺(托郎) 聚碳酸酯PC 热塑性聚酯 聚乙烯PE 聚甲基戊烯 聚苯硫 ■ ○ ○ ■ ■ ○ ■ ■ ■ ■ ○ ■ ○ ■ ○ 熔点高,一般 弹性系数低,聚丙烯PP ■ 衰减振动,较难 聚苯乙烯PS 聚砜 ○ ○ ■ ○ ■ ○ ■ ○ 材质柔软,衰减振动,较难 聚氯乙烯PVC ○ SAN-NAS-ASA ○ ■ ○ ■ ○ ○