pom料的特性及工艺,常见加工工艺

发布时间:2025-10-21 22:09来源:原创 帮助了5人
摘要:通过对聚甲醛的深入研究,我们不难发现其在各个领域的广泛应用和独特的化学性质都得到了逐一的概要的论述 以其高的结晶度、良好的耐热、耐磨、耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐光等独特的物理、化学和机械的优良性能

通过对聚甲醛的深入研究,我们不难发现其在各个领域的广泛应用和独特的化学性质都得到了逐一的概要的论述

以其高的结晶度、良好的耐热、耐磨、耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐光等独特的物理、化学和机械的优良性能,聚甲醛被广泛地应用于汽车、家电、五金、塑料制品、机电设备等各个领域的零部件的制造中,尤其是其耐热、耐磨的优良性能使其得以广泛的应用于高温、高压的工作环境中,如飞机、火车的零部件等都大大地提高了其工作的效率和安全性。同时其也可用作模具材料等。根据其所对应的链端基的不同,POM的基本性质可分为均聚物(其具有较高的热稳定性、摩擦性、硬度、强度等,但加工难度大)和共聚物(其具有较好的热稳定性、耐磨性、光滑性、美观性等,且加工性能也佳)两大类.。


2. 常见加工工艺

2.1 注塑成型(最主流)

- 工艺窗口:熔体温度 190 ~ 230 °C,模具温度 60 ~ 120 °C,保压压力 50 ~ 120 MPa,保压时间 5 ~ 15 s[]。

- 工艺对性能的影响

- 注射速度、模具温度、熔体温度对皮层厚度、结晶度及最终的屈服应力、弹性模量、断裂强度有显著影响;速度提升会减薄皮层、增大结晶度,从而提升强度但降低伸长率。

通过对模具的合理的温度的升高可不仅能使齿轮的结晶度大大提高,而且对其弯曲的疲劳寿命也能使其得到较为显著的延长,尤其在最佳的工艺组合下(模具的温度都能达到120℃,保压的压力都能达到120MPa),可将其寿命分别提了约59%[].。

- 工艺优化手段

- 正交试验、Taguchi、响应面法(RSM)等 DOE 方法配合 Moldflow 仿真,可系统评估保压压力、熔体温度、模具温度等对收缩、翘曲、缩痕的影响,并得到最优参数组合(如模具温度 46 °C、熔体温度 230 °C、保压压力 57  MPa、保压时间 6.6 s,使翘曲仅 0.249 mm)[]。

- 灰色关联分析、粒子群优化(PSO)等多目标优化技术亦被用于同时最小化体积收缩、翘曲和表面缺陷。

2.2 挤出成型

- 适用形态:棒材、管材、型材、薄膜。

凭借对各主要的工艺参数的调优,得到了较好的合金的铸造效果,如熔体的温度调在190~210℃,螺杆的转速调在80~150rpm,模头的温度调在30~50℃,冷却水浴的温度调在20~30℃等,均可获得较好的铸造效果。

- 特点:由于 POM 的高结晶度,挤出时需控制冷却速率以避免内部应力;共聚物 POM 更易于挤出,粘度更低、熔体流动性好。

2.3 压缩成型

依托于对工艺的精细调控,仅需将原料的熔体在190~210℃的高温下维持10~30MPa的压力下保压30~60s即可得出高密度的微晶碳酸钙粉末。

- 优势:适合大尺寸、厚壁部件(如汽车油泵支架法兰),保压时间对质量影响尤为关键[]。

2.4 吹塑成型

- 用途:制造中空容器、管路。

依托于对其的快速的高温(约达210℃)的吹胀并对其的壁厚的均匀的控制,才能有效的防止其在冷却的过程中因结晶的不均而导致的壁厚的差异等问题的产生。

2.5 机械加工

- 加工特性:低摩擦系数、切削阻力小,适合高速切削;常用硬质合金或高速钢刀具。

但在切削的过程中也不能忽视了另一个极端的因素——高温的切削,尤其是对那些对高温的切削具有较高的热降解性的材料的切削时更应注意此点,在切削中应适当的将切削的力、速、温等相互协调的调整,尽可能的降低切削的热,必要时可将切削的工作面加上冷却液。

2.6 3D 打印(FDM)

- 材料:POM 细丝(1.75 mm 或 2.85 mm),熔体温度 210 ~ 240 °C,床温 60 ~ 80 °C。

- 优势:自润滑性使得打印层间粘结良好,适合功能原型件。


3. 常用助剂与改性

借助对玻璃纤维、碳纤维的广泛应用及其独特的物理化学性质的充分挖掘和利用,有效地将其刚性和高的热变形温度的优点发挥了出来,得到了广泛的应用。其中,碳纤维的高的热变形温度使其在高温的工艺条件下得以广泛的应用。

- PTFE、石墨:降低摩擦系数,增强耐磨性。

- 阻燃剂:在满足防火要求的前提下,保持机械性能。

借助合理的调配共聚单体(如乙烯基、乙酸乙酯等),不仅可明显改善材料的热稳定性,还能将其熔体的黏度降低,极大地便于其对应的注塑与挤出工艺的实施。


4. 典型应用领域

- 传动件:齿轮、滑轮、轴承(因高刚性、低摩擦)。

- 汽车部件:燃油泵支架、阀门、油箱、仪表板卡扣。

- 电子电气:连接器、开关、绝缘垫片。


5. 小结

而其高的刚性、优异的耐磨与良好的化学稳定性等一系列优良的性能也使其广泛地在机械、汽车、电子等各个领域得以应用开来。借助对注塑的主导性加工工艺的合理的配套挤出、压缩、吹塑等的方式,结合了DOE的试验设计、Moldflow的模具流动仿真、响应面的优化等一系列的先进的设计手段,均可实现高质量、低缺陷的产品的制造。其随后的共聚物的应用又进一步突破了POM的热稳定性与加工的流动性,使得POM在更复杂的形状的同时也能更高的生产效率的需求下仍能保持其竞争的优势。


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