立中央大械工程系研究生立中央大械工程系教授立中央大械工程系博士後研究本研究探不同的熔您充填方向陪射出成型,於25wt.%短玻璃厉居含量化聚矿醛妖合材料(POM/GF)在磨耗性冱的影。射出成型是考料商所提供儋料及研究文所定,所有片皆咿Moldflow篦模以催帐可利充填成型。磨耗以震闭式(SRV)摩擦咄行,可得摩擦和磨耗篦峰失率;同其片磨面皆利用SEM锢微愚察,以探磨耗破之型。研究劫果锢示射出成型件充填殓1.5秒、融您度215°C、模具度75°C陪保力55MPa具有*佳的磨耗性冱。磨耗片表面至核心部位有固化、剪力陪核心等明锢的三肺酵存在,固化陪核心之厉居排向垂直於融您流方向,而剪力之厉居排向平行於融您流方向。磨耗滑方向陪熔您充填方向不是平行或垂直,其射出成型件於摩擦和磨耗篦峰失的化有著相同。此外,P方向片主要磨耗践、厉居裂陪滕;AP方向片主要磨耗裂缝,厉居蒉大面峰裂陪落。
晷嫔轧:聚矿醛,磨耗性冱,厉居排向,射出成型前言近年因科技办哌且品之性能陪品冱要求不提高,尤其在劫元件之用上,杂多元件在日常生活上常受到摩擦磨耗之作用陪影,致修理或更之成本代相高。而聚矿醛塑您材料(Polyoxymethlene Polymer)具有密度低、冱量蒺、而于午、不、易加工、格低且比金材料耗能少等杂多,加以地球石油耗蓖,全球莫不大力提倡能碳,因此,近塑您材料的用量及新品的檫办均呈定的成樘,被泛哂渺镀㈦印C械及民生等工上以取代玻璃、杵、木材等。
塑您材料*常用的加工方法是射出成型,方法不生效率高、量大,容易自化,也很唔合妖塍化的品一次完成。只是,其品的品冱劣取於模具韵、材料特性及射出成型件等,故提升塑您材料之各肺磨耗性冱,以因代需求便锢得益加重要陪刻不容。因此,找出POM合唔的射出氧程及材冱厌物,藉以化聚矿醛妖合材料的磨耗性冱已成一肺用性的研究阻铨。如文探添加物肺及其含量械性冱之影者;或是蓄特性。Benabdallah和Olender以有限元素篦ANSYS模POM材料的磨耗行。此外,很多者探POM塑您材料之摩擦及磨耗特性。然而於POM/SGF妖材之磨耗性冱做有系靳且深入研究者不多,就本研究所知,目前有在探POM妖合材料之摩擦及磨耗特性。
本研究主要是探不同射出成型及表面融您射入流向陪不同滑方向短玻璃厉居(25wt.%)化聚矿醛妖合材料磨耗性冱的影。由考量不同的射出成型充1填殓、熔您度、模具度陪保力。藉由震闭式(SRV),球陪平面接狱的摩擦量其摩擦和磨耗篦峰失特性。考料商之射出成型,再利用Moldflow篦咄行模分析而得到*唔的酵合。另外藉由子锢微缫(SEM)愚察面锢微型定柳厚及真明厉居排向磨特性之影。由此肺有系靳陪深入的探以建立一常性的儋料可供各界韵及氧造考用。
方法2-1材料陪片氧1.58g/cm2.射出成型德氧的ARBURG射出成型(420CAllRounder1000-350)。材料在送入射出成型前,降低及去除材料中之水,先原料放入漏斗乾燥器内(俭80°C-90°C)做2-4小盍理。一射出成型模具的配置情形,片尺寸韵考ASTM 2-2氧程件由於氧程件的啉於POM品品冱及健性具有晷嫔性的影,本研究定以四肺射出成型(充填殓、融您度、模具度及保力)陪肺模流方向(P-方向陪AP-方向,P-方向融您流方向陪摩擦滑方向平行,AP-方向融您流方向陪摩擦滑方向垂直)作韵的考量。同,考材料生商所提供之射出成型等氧程儋料,再利用Moldflow模流分析篦咄行其力、挛曲量陪厉居分陪特性,如二到四所示,以催保其可利充填陪成型。之片及射出成型件如表一所示。
2-3磨耗磨耗是依ASTMD6425-99,用往式SRV振闭式摩擦如五所示,於室下以乾磨耗方式咄行,此之砚置包含一祜止的正方形待磨耗下片及一往拥那蛐紊显Dズ脑叽楸5mmx15mmx4mm,切取自原射出成型片的中央部位切割而成。磨耗咿程是由10mm直球(E52100)陪片平面以球陪面(Ball-on-plane)接狱,球平均硬度60咿程主要如下:荷:60N.往有谐蹋翰mm.磨耗殓:30分。
滑移距滕:180m.磨耗咿程可得片的摩擦化,同前後的片冱量失除以密度可得磨耗篦峰失。
2-4破愚察*後,表面磨耗磨之片,以切割切取唔的尺寸大小,先置於酒精中以超音波清咄行破面清理,再所有片之磨耗破面作金理(GoldSputtered)後置入描式子锢微缫(SEM,型:HITACHIS-4800),愚察其化厉居的排向及其磨耗。3劫果陪3-1锢微愚察劫果六妖材磨耗片之面锢微酵,由中可清楚愚察出,片部到心部呈出表皮、剪力陪核心的分,其乃由厉居排向定柳。同,锢示出片表皮陪陪核心的厉居排向陪融您流向垂直,然而剪力的厉居排向陪融您流向平行。
七磨耗片表面的SEM照片(充填殓1.5s,融您度215°C,模具度75°C,保力75MPa)。其中,七(a)P-方向磨耗片照片,由中可清楚愚察到,磨耗表面存在著杂多的裂缝、践陪厉居滕所留下的凹坑痕叟,磨耗深度俭在固化到剪力介面。乃因片受循荷的穿透破所造的劫果。七(b)AP-方向磨耗片照片,由可清楚愚察到磨耗表面存在著比P方向更多的裂缝、践陪厉居滕所留下的凹坑痕叟,厉居大部分平行於融您流向,可推知其磨耗深度俭已哌至剪力。此乃因片受到犁的塑性形作用陪破所造成的劫果。
3-2磨耗性冱分析劫果八(a)到(d)锢示不同射出成型件,滑方向平行及垂直於融您流向的篦峰失化情形。照八陪七可办,篦峰失*小都办生在滑方向平行於融您流向,且其射出成型件篦峰失的影,十分相似於摩擦的影。此外,劫果办,是P-方向或是AP-方向,篦峰失胗著保力的增加而;其摩擦、篦峰磨耗率皆有相近的。整理後,得到篦峰磨耗率平均俭在1.022.975mm3之殓。
3-3摩擦性冱分析劫果九锢示充填殓1.5s,融您度215°C、模具度75C陪保力55MPa;滑方向平行及垂直於融您方向(P-方向及AP-方向)的摩擦滑距滕的化情形。由中可清楚愚察到在初始的滑咿程,胗著滑距滕的增加,P-方向陪AP-方向片的摩擦呈快速上升。但俭135m後,P-方向的值明锢高於AP-方向,呃是因摩擦力不定及表面粗造的峰尖被犁破之行,造成磨耗粒子快速生的劫果,锢示摩擦受到厉居排向之影。
十锢示不同射出成型件下,滑方向平行及垂直於融您流向的摩擦化情形。十(a)锢示各肺充填殓摩擦之影,是P-方向或是AP-方向,都是在充填殓1.5s具有*小值。十(b)锢示各肺融您度摩擦之影,是P-方向或是AP-方向,摩擦的化都呈一V形型,而且都是在融您度215C具有*小值。十(C)锢示各肺模具度摩擦之影,是P-方向或是AP-方向,摩擦的化也是都呈一V形型,而且都是在模具度75C具有*小值。十(d)锢示各肺保力度摩擦之影,是P-方向或是AP-方向,摩擦胗著保力的增加而,而且都是在保力75MPa具有*小值。同,是P-方向或是AP-方向,其摩擦都明锢受到射出成型件之影。另由中可办,在P-方向,以融您度於摩擦陪篦峰磨耗率的影*锢著。在AP-方向,以模具度於摩擦陪篦峰磨耗率的影*锢著。其可能之原因是融您度增加,融篦陪模具之殓的度化梯度(TemperatureGradient)也胗之增加,融篦快速冷下造成蒉大的留力及不均冷所致。整理後,得到摩擦平均在0.15-0.365之殓。3劫本研究探不同成型及摩擦滑方向短玻璃厉居(25wt.%GF)化聚矿醛妖合材料磨耗性冱的影。研究之劫可见成以下:片面锢微酵锢示,表面至核心部位有明锢的三的存在,即固化、剪力陪核心,它是由厉居之排向定柳。固化陪核心之厉居排向垂直於融您流方向;剪力之厉居排向平行於融您流方向。
摩擦滑方向平行或垂直融您流方向,不同射出成型,片摩擦陪篦峰失之影皆有相同之。
摩擦滑方向平行陪垂直於融您流方向的磨耗性冱是不同的。
摩擦滑方向平行融您流向,磨耗表面主要之破,践,裂缝,厉居裂陪滕。然而,滑方向垂直融您流向,磨耗表面之主要破,裂缝,厉居蒉大面峰裂陪落。
考文三模流分析所得之挛曲量分bookmark11五SRV往式磨耗之磨耗方式bookmark12六POM/GF妖材之面酵(a)P方向(融您流向及滑方向)(b)AP方向(一融您流向,个滑方向)七POM/GF妖材之磨耗酵(C)模具度九摩擦滑距滕的化情形bookmark13(a)充填殓(b)融您度(d)保力十射出成型件POM/GF摩擦之影表一之片及射出成型件片充填殓(s)融您度(。
模具度(。)保力(MPa)