PEEK 注塑成型温度控制工艺规范

2026-02-27 08:48:33 注塑模具

PEEK(聚醚醚酮)作为高性能特种工程塑料,具有优异的耐高温、耐腐蚀、高力学强度与电绝缘性能,广泛应用于高端精密结构件、耐高温部件、耐磨传动件等领域。PEEK 属于半结晶型高温材料,注塑成型对温度参数极为敏感,只有精准控制干燥、料筒、喷嘴、模具等各环节温度,才能保证制品外观良好、尺寸稳定、性能达标。

一、原料干燥温度与工艺控制

PEEK 虽吸水率较低,但在高温注塑过程中,微量水分会引发熔体起泡、银丝、表面麻点等缺陷,严重时还会导致分子链降解,降低制品力学性能。因此干燥处理是 PEEK 注塑前不可省略的关键工序,必须严格控制温度与时间。

原料干燥推荐温度为 150℃~160℃,干燥时间控制在 4~6 小时。若使用回收料或二次加工料,可适当延长干燥时间至 6~8 小时,确保内部水分完全去除。干燥设备优先选用除湿干燥机,保证露点不高于 -40℃,避免原料在干燥过程中吸潮返潮。料斗内物料不宜过满,料层厚度适中,保证热风循环均匀,防止局部过热结块。干燥完成后,原料应及时转入保温料斗,避免长时间暴露在空气中再次吸湿。只有充分干燥的原料,才能在高温塑化时保持熔体稳定,为后续注塑提供良好基础。

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二、料筒温度分段设置原则

PEEK 熔点约 343℃,塑化温度较高,料筒温度通常设置在 330℃~390℃之间,整体遵循从后到前阶梯式升温的模式,确保原料从固体颗粒逐步软化、熔融、均化,避免温度突变造成塑化不均或热降解。

料筒后段(加料段)主要负责原料输送与初步预热,温度设置为 330℃~350℃。此段温度不宜过高,防止原料在进料口提前熔融架桥,导致下料不畅甚至堵料。中段(压缩段)是塑化核心区域,螺杆对物料进行剪切、压缩、混合,温度提升至 360℃~380℃,保证树脂完全熔融,消除晶点与未熔颗粒。前段(计量段)负责稳定熔体压力与流量,温度设置为 370℃~390℃,使熔体粘度均匀,提升充模稳定性。喷嘴温度与前段基本保持一致,控制在 370℃~390℃,可根据实际流涎情况微调 5℃~10℃,既保证熔体顺利通过,又避免出现拉丝、滴料问题。全过程熔体温度严禁超过 400℃,防止材料发生不可逆降解,出现变色、变脆、性能下降等问题。

三、模具温度对制品质量的影响

模具温度是影响 PEEK 结晶度、内应力、尺寸精度与外观的核心参数,直接决定制品最终使用性能。PEEK 结晶需要足够高的温度与充分的时间,模具温度不足会导致结晶不完全、内应力大、易翘曲变形、耐温性下降。

普通结构件模具温度控制在 160℃~180℃,兼顾生产效率与基础性能,适合壁厚适中、精度要求一般的产品。对于高精密、高强度、薄壁或高外观要求的制品,模具温度需提升至 190℃~210℃,最高不超过 220℃。高温模具可使熔体充模后缓慢冷却,充分结晶,大幅降低内应力,提升尺寸稳定性、耐疲劳性与耐化学腐蚀性。模具必须采用高温油温机控温,禁止使用普通水温机,确保温度波动控制在 ±2℃以内。生产前模具需充分预热,达到设定温度并稳定 15~30 分钟后再开始注塑,避免因温度不均导致制品局部缺陷。

四、不同结构制品的温度调整策略

PEEK 制品结构差异较大,温度参数需结合壁厚、形状、浇口方式灵活调整,不能完全套用固定值。

薄壁制品(壁厚<1mm)流道阻力大、冷却快,易出现充模不足、熔接痕薄弱等问题,可将料筒温度整体上调 5℃~10℃,模具温度保持在 190℃~210℃,提升熔体流动性,保证快速完整充模。厚壁制品(壁厚>6mm)冷却时间长,易产生缩痕、空洞、变形,料筒温度可下调 5℃~10℃,减少过热风险,模具温度保持 160℃~180℃,同时延长冷却时间,避免内部应力集中。形状复杂、多型腔模具,应适当提高模具温度,保证各型腔填充均匀、冷却同步,降低尺寸差异。

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五、开机、停机与生产中断温度管理

PEEK 高温停留时间过长会发生降解碳化,因此开机、停机与临时中断的温度管控尤为重要。

开机时先启动模具加热,待模具达到设定温度并稳定后,再分段升温料筒。每段温度达到后保温 10 分钟,使热分布均匀,避免直接高温启动导致局部过热。生产中断超过 10 分钟,应立即将料筒温度降至 320℃以下保温,减少熔体高温停留时间。恢复生产时逐步升温至工艺温度,先低速射出少量废料,确认熔体干净无杂质、无变色后再正常生产。

停机前先降低料筒温度,用专用清洗料充分置换料筒内残留的 PEEK,防止高温余料碳化黑点。清洗完成后再关闭加热系统,确保设备内部无残留高温物料。

六、温度异常问题与处理思路

注塑过程中温度异常会直接引发质量缺陷,掌握快速判断与调整方法可有效提升生产稳定性。

当制品出现气泡、银丝、烧焦痕时,多为料筒温度过高或停留时间过长,应适当降低各区温度 5℃~15℃,缩短物料在机筒内的停留时间。若出现充模不满、熔接痕明显、表面粗糙,多为熔体温度偏低或模具温度不足,可适度提高料筒前段与喷嘴温度,或提升模具温度 10℃~20℃。制品翘曲变形、尺寸不稳定,通常是模具温度偏低导致结晶不足或冷却不均,应提高模温并延长冷却时间,确保脱模后尺寸稳定。

总结

PEEK 注塑成型是一项对温度高度敏感的精密工艺,干燥、料筒、喷嘴、模具四大温度环节相互关联、相互影响。只有建立系统化的温度控制逻辑,根据原料状态、制品结构、设备特性合理设置参数,并严格执行开机、停机、生产中断的温度管理规范,才能稳定生产出外观优良、尺寸精准、性能可靠的 PEEK 制品。在实际生产中,应在标准参数基础上小幅调试,形成适合自身设备与产品的最优工艺方案,持续提升成型稳定性与产品一致性。

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