Снятие, обнаружение внутренних напряжений в изделиях из полиамида ПА 6-211-ДС

[dmitriif 1]

Здравствуйте.
В процессе литья деталей из полиамида ПА 6-211-ДС тонкостенных деталей с пустой полостью внутри, появляется такой эффект как коробление (пример во вложении).  Параметры литья выдерживаем, такие как давление литья, температура литьевой формы, скорость впрыска… Очень помогает уменьшить коробление длительное охлаждение на оформляющем знаке. Но даже после охлаждения и снятия, в небольшой степени проявляется коробление. Да и времени нет так на сутки оставлять для охлаждения. Ввиду это возникает вопрос термообработки для снятия внутренних напряжений.
1.    Как снимаются внутренние напряжения с отлитой детали? Можете посоветовать литературу по термической обработке деталей из полиамидов (а конкретно интересует ПА 6-211-ДС). Информация из просторов интернета разнится. Где-то пишут, что при нормализации полимер нагревают до температуры на 20-30 C выше температуры стеклования и в последующем медленно охлаждают. В др. источниках пишут, что температура должна быть ниже температуры стеклования. Т.к происходят большие деформации изделия. А при отжиге нагревают материал до температур 75-90% от температуры плавления с последующим медленным охлаждением. Что-то мне думается при таких температурах размеры совсем уйдут. Просветите, пожалуйста, как снимать внутренние напряжения в изделиях из полиамида ПА 6-211-ДС полученные из пресс-форм.
2.    Как обнаруживаются внутренние напряжения в изделиях из полиамида ПА 6-211-ДС? Будет вернее сказать, как остаточные напряжения обнаруживаются? Которые в процессе эксплуатации приводят к короблениям и уходу размеров. В литературе рекомендуют проверять отливки на предмет наличия внутренних напряжений с помощью паяльной кислоты. Вот только совершенно не понятна технология этого процесса. Это как паяльной кислотой? Опускать как-то в неё или как?
Спасибо.

[soklakov 1 475]

24 минуты назад, dmitriif сказал:

2.    Как обнаруживаются внутренние напряжения в изделиях из полиамида ПА 6-211-ДС?

покоробило - значит есть)

24 минуты назад, dmitriif сказал:

1.    Как снимаются внутренние напряжения с отлитой детали?

если деталь уже отлита, то термообработкой вы снимите напряжения, но уже не вернете исходную форму.

[Bully 1 098]

37 минут назад, dmitriif сказал:

Как снимаются внутренние напряжения с отлитой детали? Можете посоветовать литературу по термической обработке деталей из полиамидов

за счет коробления они и "снимаются" (вернее приходят в равновесное состояние). ТО пластиков ничего не дает в плане выпрямления кривых поверхностей. Это вам не железо. Коробление случается в процессе усадки изделия (почитайте литературу про это, про центры кристаллизации), это не те напряжения в металле, которые приводят к деформации и которые за счет отжига можно убрать.

 

Решается же проблема за счет конструкции изделий. Тут и ребра, и исходное преднамеренное искривление в сторону, обратную короблению, и "игра" с толщинами элементов, и расчет оптимальной точки впрыска. Почитайте опять-таки литературу. Прежде всего это справочник Пантелеева.

12 минуты назад, soklakov сказал:

если деталь уже отлита, то термообработкой вы снимите напряжения, но уже не вернете исходную форму.

В некоторых случаях помогает выдерживание в горячей воде в заневоленном состоянии. Не до конца конечно, но минимизировать до приемлемого состояния можно (скажем, деформация была 2мм на сторону, стала по 0,5мм). Но это дополнительная трудоемкость, далеко не всегда выгодно. И при этом надо учитывать, что если изделие потом в процессе работы не имеет ограничений в направлении коробления, исходные значения вернутся. Тут уже надо смотреть, влияет это на работоспособность или нет.

Изменено 25 декабря 2019 пользователем Bully

[soklakov 1 475]

9 минут назад, Bully сказал:

Коробление случается в процессе усадки изделия (почитайте литературу про это, про центры кристаллизации), это не те напряжения в металле, которые приводят к деформации и которые за счет отжига можно убрать.

и в чем же отличие от металлов приципиальное?

центры кристаллизации - есть. аналогично за счет отжига без заневоливания не выпрямить деталь.

так чем же это "не те" напряжения?

[Bully 1 098]

Вряд ли отвечу грамотными терминами, но разница в том, что покоробленный металл находится в упругом состоянии деформации (по большому счету). При снятии напряжений растянутые/сжатые волокна сжимаются и растягиваются обратно, тем самым возвращаясь к первоначальной форме. Но без заневоливания уже произошедшие пластические деформации не дадут первоначальную форму.

Говоря же про пластик, мы больше говорим о пластической деформации. Для изменения геометрии надобно опять ввести конструкцию в состояние этой пластической деформации, для чего и нагреваем изделие. Но центры кристаллизации мы убрать не можем, для этого уже надо заново нагреть до температуры литья, а это уже потеря формы будет.

 

Как-то так. Более ученые мужи объяснили бы на терминах, но чем могу, как говорится.

Изменено 25 декабря 2019 пользователем Bully

[soklakov 1 475]

2 часа назад, Bully сказал:

покоробленный металл находится в упругом состоянии деформации (по большому счету).

больше да, но это уж как пойдет. термонапряжения - очень мощная штука, несложно и в пластику завести. добавьте сюда не только покорбленный металл, но и штампованный. в нем есть глубокая пластика и остаточные напряжения от нее. они похожи на напряжения от коробления(неравномерного застывания скорее) в том смысле, что отжиг их снимает. но, безусловно, разные по причине возникновения.

2 часа назад, Bully сказал:

При снятии напряжений растянутые/сжатые волокна сжимаются и растягиваются обратно, тем самым возвращаясь к первоначальной форме.

неа. ни у металлов, ни у пластиков. без заневоливания никто ни к какой первоначальной форме возвращаться не будет (никто - преувеличиваю, никелид титана умеет и прочие ЭПФки, но мы же сейчас под металлами больше сталь имеем в виду?). заневоливание - вот что возвращает к первоначальной форме. а последующая ТО снимает напряжения, не влияя на имеющуюся форму.

2 часа назад, Bully сказал:

Но центры кристаллизации мы убрать не можем, для этого уже надо заново нагреть до температуры литья

вот чего не знаю про пластики, и конкретно про полиамид тем более, так это - есть ли смена кристаллической решетки у полиамида до температуры плавления? ее так-то и не у всех металлов обнаружить можно. со сталью это нам очень повезло. но даже если ярко-выраженной рекристаллизации нет, повышенная температура все равно ускоряет движение дислокаций, вакансий и прочих дефектов (старение), что приводит к медленному постепенному снятию напряжений в любом кристаллическом материале. вопрос только - насколько медленному. вон ТС не готов дольше ждать, чтобы выровнять охлаждение, откуда ж время на старение найдется.

 

@dmitriif , кстати, предположу по красным линиям на рисунке, что охлаждение снаружи. есть возможность охлаждать еще и изнутри? а если уже охлаждаете внутри, то делать это несколько интенсивнее, чтобы выровнять с наружном телоотводом.

[dmitriif 1]

22 минуты назад, soklakov сказал:

@dmitriif , кстати, предположу по красным линиям на рисунке, что охлаждение снаружи. есть возможность охлаждать еще и изнутри? а если уже охлаждаете внутри, то делать это несколько интенсивнее, чтобы выровнять с наружном телоотводом.

Нет, охлаждаем не внутри. То есть отлили, форму раскрыли и охлаждаем на оправке. А охлаждать внутри это имеется в виду прямо в пресс-форме охлаждать, то бишь не раскрывать её? И сколько там ждать?

Более-менее исключить коробление удается охлаждением на оправке при комнатной температуре около суток. Тогда таких короблений, видимых на глаз, уже не видно. Есть идея чтоб уменьшить коробление. Сразу после того как отлили достать деталь с оправкой и сразу в печь (опять же, а какая температура нужна?) и охлаждать медленно вместе с печью. Интересует больше вопрос, как снизить внутренние напряжения на только что отлитой детали, которая еще на оправке (заневолена). Чтоб после снятия с неё, было минимальное коробление. Т.к детали применяются и в мороз и в жаркое время года. Вот чтоб их потом не покоробило, хотя бы не сильно. Так же важно чтоб размеры не сильно уходили. А то отлили, остудили, промеряли, отложили. И полежали они при комнатной температуре и через неделю размер ушел на 0,1 мм. Причем легко уйдет. Вот поэтому и встает этот вопрос, как убрать остаточные напряжения, которые может и не видно. А размер уходит со временем. И он отличается, размер, через день после того как отлили и через неделю.
Прочел в литературе, что мол вообще последующая термообрботка не так уж и сильно влияет сколько сам техпроцесс литья. Можете что-нибудь об этом сказать? Может и не имеет смысла этим заморачиваться? Лучше подумать о выдержке под давлением и т.д.

 

5 часов назад, Bully сказал:

В некоторых случаях помогает выдерживание в горячей воде в заневоленном состоянии

Вот заинтересовал способ. А какая температура воды? Понятно что не более 100...
 

[Bully 1 098]

60-70. Лучше 60 вроде считается

2 часа назад, soklakov сказал:

без заневоливания никто ни к какой первоначальной форме возвращаться не будет

А если:

2 часа назад, soklakov сказал:

5 часов назад, Bully сказал:

покоробленный металл находится в упругом состоянии деформации (по большому счету).

больше да, но это уж как пойдет.

то почему не будет-то? Ясно что не до первоначального состояния, но в пределах упругости...

Это я уже отвечаю немного сомневаясь. Пошатнул мою уверенность, так сказать 

ЗЫ А металлы с "памятью формы" уже и с пластической деформации могут возвратиться. В опытах для показа же их специально "комкают" (т.е. деформируют пластически уже).

Изменено 25 декабря 2019 пользователем Bully

[soklakov 1 475]

4 часа назад, Bully сказал:

ЗЫ А металлы с "памятью формы" уже и с пластической деформации могут возвратиться. В опытах для показа же их специально "комкают" (т.е. деформируют пластически уже).

ну, там не пластика. это двойникование - особый фазовый переход.

4 часа назад, Bully сказал:

то почему не будет-то? Ясно что не до первоначального состояния, но в пределах упругости...

вот тут хорошая мысль:

10 часов назад, Bully сказал:

за счет коробления они и "снимаются" (вернее приходят в равновесное состояние).

равновесное состояние - это покоробленное. то есть в результате неравномерного застывания(не остывания, а застывания, кристаллизации) возникают напряжения. и поскольку система стремится к равновесию - деталь коробится.в покробленной детали накпряжений, в общем-то, нет. они уже "отработали". потом мы деталь заневолили, в ней снова возникли напряжения, уже от деформации. отжиг их снимет, оставив заневоленную форму.

но если мы будем отжигать свободную покоробленную деталь, то она так и останется покоробленной, нет повода изменить форму.

5 часов назад, dmitriif сказал:

А охлаждать внутри это имеется в виду прямо в пресс-форме охлаждать, то бишь не раскрывать её?

показанная деталь - коробка. у коробки есть внешние поверхности, есть внутренние. и с тех и с других можно снимать тепло. если ничего специального не делается, то снаружи тепла снимается больше, тем внутри. из-за этого получается неравномерное застывание.

если бы было возможно обеспечить равномерное остывание во всем объеме детали - то коробления и не было бы.

5 часов назад, dmitriif сказал:

Интересует больше вопрос, как снизить внутренние напряжения на только что отлитой детали, которая еще на оправке (заневолена).

можно рисунок того, как она выглядит на оправке(вместе с оправкой)?

[Bully 1 098]

13 часа назад, soklakov сказал:

это двойникование - особый фазовый переход.

вот так далеко я уже не заглядывал )

[dmitriif 1]

20 часов назад, soklakov сказал:

можно рисунок того, как она выглядит на оправке(вместе с оправкой)?

Вот как примерно выглядит на оправке. И как уходит форма (показал синими линиями). Вот если сутки так оставить на оправке (сразу после литья достав из пресс-формы вместе с оправкой), то не сильно коробится. Хотя все таки есть коробление.
Спасибо всем за ответы! Хоть какая-то ясность, понимание процесса застывания появилось.

[dmitriif 1]

В 25.12.2019 в 12:37, soklakov сказал:

@dmitriif , кстати, предположу по красным линиям на рисунке, что охлаждение снаружи. есть возможность охлаждать еще и изнутри? а если уже охлаждаете внутри, то делать это несколько интенсивнее, чтобы выровнять с наружном телоотводом.

По поводу охлаждения изнутри. Имеете наверно в виду охлаждать саму оправку?! Вопрос интересный. Как конструктивно организовать прес-форму чтоб охлаждалась сама оправка, вот так сходу что-то я не могу сообразить. Т.к оправку всегда нужно извлекать. Надо подумать над этим.
Я как-то ограничу вопрос. Интересует не то, как вернуть форму коробленной детали. Если уж покоробило, то обратно возвращать форму это уж пусть будет другой вопрос. А сейчас хотелось бы обсудить, как максимально снизить коробление после того как отлили и чтоб в последующей эксплуатации не было сильных короблений (ухода размеров).
 

 

В 25.12.2019 в 12:37, soklakov сказал:

кстати, предположу по красным линиям на рисунке, что охлаждение снаружи.

Как Вы это предположили? Есть закономерность, где охлаждение медленнее (меньший теплоотвод), в ту сторону идет утягивание (от уже охлажденной части к менее охлажденной)? Снаружи теплоотвод большой и идет застывание сначала снаружи, а потом идет застывание материала внутри (часть, которая касается оправки). Как-то так? 

[Bully 1 098]

1 час назад, dmitriif сказал:

максимально снизить коробление после того как отлили и чтоб в последующей эксплуатации не было сильных короблений (ухода размеров).

 

В 25.12.2019 в 07:54, Bully сказал:

ешается же проблема за счет конструкции изделий. Тут и ребра, и исходное преднамеренное искривление в сторону, обратную короблению, и "игра" с толщинами элементов, и расчет оптимальной точки впрыска. Почитайте опять-таки литературу. Прежде всего это справочник Пантелеева.

 

[soklakov 1 475]

7 часов назад, dmitriif сказал:

Есть закономерность, где охлаждение медленнее (меньший теплоотвод), в ту сторону идет утягивание (от уже охлажденной части к менее охлажденной)?

там где прохладнее, там материал сжат.

на рисунке сверху теплосъем немного больше, чем снизу.

7 часов назад, dmitriif сказал:

Как Вы это предположили?

но это не точно)

[Вадякат 0]

Добрый день. Подскажите методику определения корабления.