消除应力集中，塑料制品如何做好退火处理？
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一 为什么要退火处理？ |
制件退火目的，是为了消除制件在降温固化时由于降温速度不同产生的局部应力集中现象。比如在制品薄厚的交接部位，厚的部位降温慢、薄的部位降温快些，则连接处发生不均匀收缩，结果这里有应力集中现象。在有金属镶件的四周，这种现象更明显。如不进行退火处理，过段时间，在应力集中部位会产生裂纹，甚至开裂或者变形。
图 PC/ABS车灯开裂
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二 制品应力开裂检查 |
带有残余应力的制件是否会在使用环境中开裂,有几个方法可以进行预先诊断：
1.溶剂法
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材料名称 |
测试应力开裂方法 |
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PMMA |
制品用酒精：水＝9：1溶液中浸15分钟后取出，放置1小时后观察，若开裂则存在应力。应进行退火（韧化）处理：热风循环/除湿机器，在低于材料热变形温度10-15℃情况下进行约1h的处理。红外线退火可在热变形温度基础上提高10℃，时间约10-15min即可。 |
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PC |
将PC制品浸入四氯化碳溶液中，以制品发生开裂破坏所需的时间来判断应力的大小，时间越长则应力越小。如果浸5-15秒就开裂，说明应力很大;如果浸1-2分钟不出现裂纹，说明内应力很小 |
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POM |
将经过热处理后的制品，放入30％盐酸溶液中浸渍30分钟，若不出现裂纹，说明制品中残存的内应力较小 |
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ABS |
将制品浸入冰醋酸中，5-15秒内出现裂纹，则说明制品内应力大;而2分钟后无裂纹出现，则表明制品内应力小 |
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PA |
PA材料消除方法：小部件在沸水中泡煮约2h，尺寸大的部件应采用悬挂式，在蒸汽房里保持吸湿至水分平衡。 |
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HDPE |
在80℃下，用2%的洗涤剂水溶液处理 |
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PP |
在80℃下，用63%（重量百分比）的三氧化铬与水的混合物处理 |
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PS |
在室温下用煤油处理 |
2.仪器法
用偏振光方法可以检测制品的内应力，视彩色光带多寡，剖析内应力的强弱，它只适用于透明的制件。
图 内应力集中处产生彩虹纹（透明产品）
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三 如何退火处理？ |
1.退火方法
一般是把制品浸在热油或热水中，也可在热风循环中，按塑料品种的不同，调节退火温度，一般用低于制品热变形温度10－20度，过高温度中制品要变形，但不能温度过低，过低温度退火，不能达到退火效果。要注意，经退火的产品拿出热液体后要摆平让它自然冷却，不可以用冷水采取速冷的方法。
几种常用塑料的退火条件见下表：
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塑 料 |
处理介质 |
温度（度） |
制品厚度mm |
处理时间（分钟） |
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尼龙 |
油 |
100 |
12 |
15 |
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ABS |
空气或水 |
80 |
16-20 |
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PC |
空气或油 |
120 |
1 |
30-40 |
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PE |
水 |
60 |
>6 |
60 |
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PP |
空气 |
100 |
<6 |
15-30 |
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PS |
空气或水 |
60-70 |
<6 |
30-60 |
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PSU |
空气或水 |
160 |
<6 |
60-180 |
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POM |
空气浴退火 |
140～150℃×壁厚每增5mm即增加40～60min； |
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油浴退火 |
140～150℃×壁厚每增5mm即增加20～30min |
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PBT |
120℃×1～2h |
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聚砜（PSU） |
170～180℃×2～4h 。 |
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PMMA |
70～80℃×4h 。
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2.模具和注塑条件对残余应力的影响
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序号 |
条件 |
增大应力 |
减小应力 |
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1 2 3 4 5 6 7 8 |
料简温度 模温 制件冷却速度 注射速度 注射压力 注射时间 制件厚度 浇口大小 |
低 低 快 慢 高 长 薄 大 |
高 高 慢 快 低 短 厚 小 |
3.退火处理的温度
某些有开裂倾向的制件,用退火热处理方法来消除内应力,减少裂纹的形成。首先，成形品加热（通常是在玻璃化温度附近）并保持一定时间，然后再让其缓慢地自然冷却，使发生裂纹处的大分子能自由活动、回复原来状态。
4.退火处理的时机
切记：退退火热处理法必须在成形后立即进行!
很多故障的成因跟用户一味追求产量而忽略这个工序有关。
5.在注射工艺上如何降低内应力
a.提高料简温度
b.提高模温
c.降低制件冷却速度
d.提高注射速度
e.降低注射压力
f.缩短注射时间
g.减少制件厚度
h.扩大浇口尺寸
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