工程塑料型材機械加工(PEEK)后處理及其加工方法匯總

1  機加工(Machining)

? 適用場景

– 原型、小批量、幾何復雜或公差要求高的場合,若開模不經濟,可直接對棒材/板材進行機加工。

? 刀具與切削參數(shù)(表格式速覽)

工序 刀具材質 切削速度 m/min (ft/min) 進給 mm/rev (in/rev) 冷卻液建議
車外圓 硬質合金或金剛石 300 (984) 0.4 (0.016) 水基或油基
銑削 硬質合金或金剛石 180–230 (590–754) — 同上
鉆孔 118° 鉆尖角/12° 后角 120 (394) 0.05–0.20 同上
鉸孔 螺旋槽鉸刀 100–200 r/min — 同上

? 關鍵注意

– 機加工會釋放殘余應力,因此:

① 粗加工前退火一次;② 精加工前再進行一次退火。

PEEK 導熱低,須用冷卻液(通常用水)防止局部過熱。

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2  退火(Annealing)
目的:提高結晶度、消除內應力、穩(wěn)定尺寸或去除熱歷史。

? 標準結晶度退火流程  
 1. 干燥:150 °C × ≥3 h  
 2. 升溫:10 °C/h → 200 °C  
 3. 保溫:≥4 h(按 25 mm 壁厚計)  
 4. 降溫:10 °C/h → <140 °C  
 5. 爐冷至室溫

? 高溫強化退火
– 接近 300 °C 退火可最大化強度/模量及耐化學性,但伴隨脆化和表面氧化風險,僅在對韌性和外觀要求不高時使用。

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3  粘接(Adhesive Bonding)
? 表面處理:用細砂紙打磨或等離子/火焰處理,提高表面能。

? 推薦膠粘劑:環(huán)氧、氰基丙烯酸酯、雙馬來酰亞胺體系,需 150–200 °C 后固化以獲得最佳強度。

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4  焊接(Welding)
? 熱板焊接:PEEK 熔點 343 °C,熱板溫度 380–400 °C,壓力 0.2–0.5 MPa。

? 超聲焊接:需高功率(>3 kW)及能量導向筋設計。

? 激光焊接:透過率匹配,需炭黑或Clearweld 吸收層。

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5  金屬化與著色
? 真空濺射/電鍍:先等離子清洗→底銅→鎳→金/鉻。

? 著色:加入耐高溫顏料(≤0.5 wt %)或在 200 °C 擴散染料浴中浸漬 30–60 min。

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6  壓縮成型件特殊點
? 脫模后外表面常因脫模劑變色,需機加工 0.1–0.3 mm 去除變色層。

? 厚截面易開裂,須執(zhí)行退火(見第 2 點)。

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7  粉末涂層精整(若采用)
? 靜電噴涂或流化床后,最終 400 °C×10 min“流平”,然后:

– 空氣冷 → 高結晶、霧面

– 水淬 → 非晶、透明

– 水淬+200 °C×30 min 再結晶 → 光澤面。

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