在POM(聚甲醛,俗称“赛钢”)加工过程中,断裂问题多与材料特性(高结晶性、内应力敏感)、加工参数不当、模具设计缺陷或后处理缺失相关。以下从材料选择、加工参数优化、模具设计、后处理四个核心维度,提供针对性解决方案,覆盖注塑、切削等主流加工场景:目前POM价格处于低位,136+8172+4809(V同号)我司有各种品牌、型号、规格的POM材料出售,原厂原包,物美价廉,欢迎选购!
一、优先排查:材料本身的适配性
POM断裂的根源可能是“材料选错”,需先确认材料是否匹配加工需求,避免因基础性能不足导致断裂:
1. 区分均聚POM与共聚POM
两者力学性能差异显著,选错类型易直接引发断裂:
类型 | 特性 | 适用场景 | 断裂风险点 |
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均聚POM | 强度、刚性高,但韧性差、耐候性弱 | 对强度要求高的静态结构件 | 低温、冲击、内应力下易断 |
共聚POM | 韧性好、耐冲击、热稳定性优 | 动态部件(如齿轮、轴承) | 长期高温载荷下强度不足 |
- 建议:若加工后需承受冲击或低温环境,优先选用共聚POM(如杜邦Delrin® 500P、宝理M90-44);若为静态高强度件,均聚POM需搭配后续内应力消除工艺。
2. 检查材料纯度与干燥度
- POM吸湿性低(平衡吸水率约0.2%),但原料若受潮或混入杂质(如灰尘、其他塑料颗粒),会导致加工中产生气泡或局部应力集中,引发断裂。
- 处理:加工前无需长时间干燥,但需确认原料包装完好,若开封后放置超过1周,建议在80-90℃下干燥1-2小时;同时清理料筒、料斗,避免杂料混入。
二、核心解决:加工参数优化(分注塑/切削场景)
(1)注塑加工:断裂多因“内应力过大”或“熔体流动性差”
注塑是POM加工最常见场景,断裂常发生在脱模后或后续装配/使用中,需重点优化以下参数:
加工环节 | 关键参数 | 不当表现 | 优化方案 |
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熔体温度 | 均聚POM:180-210℃;共聚POM:170-200℃ | 温度过低:熔体流动性差,填充不饱满,局部应力集中;温度过高:材料降解,强度下降 | 采用“梯度升温”(料筒前段<中段<后段),避免温差过大;通过试模观察熔体色泽,无发黄即可。 |
注射压力/速度 | 压力:80-120MPa;速度:30-60mm/s | 压力过大:内应力累积,冷却后易开裂;速度过快:熔体剪切过热,局部脆化 | 1. 采用“分段注射”:填充初期低速(避免喷射),中期中速,保压阶段低压;<br>2. 保压压力不超过注射压力的60%,保压时间控制在10-30s(防止过度压缩)。 |
模具温度 | 均聚POM:80-120℃;共聚POM:60-100℃ | 模温过低:结晶速度快,内部应力无法释放,易断;模温过高:冷却时间长,表面粘模 | 1. 确保模具温度均匀(采用加热棒+温控器,避免局部温差>5℃);<br>2. 复杂件(如薄壁、直角件)模温需提高5-10℃,帮助应力释放。 |
冷却时间 | 通常为10-30s(根据壁厚调整) | 冷却不足:脱模后变形开裂;冷却过长:内部应力固化 | 以“零件脱模后无烫手、无变形”为标准,壁厚每增加1mm,冷却时间增加3-5s。 |
(2)切削加工(如车削、铣削):断裂多因“切削力过大”或“刀具不当”
POM切削时易产生“崩边”“断面开裂”,需优化切削参数与刀具:
1. 刀具选择
- 优先用高速钢(HSS)或硬质合金刀具(如WC-Co合金) ,避免用钝刀(钝刀会挤压材料,导致内部应力断裂);
- 刀具前角取15°-20°(减少切削阻力),后角取8°-12°(避免刀具与工件摩擦)。
2. 切削参数优化
- 切削速度:车削时80-150m/min(共聚POM可稍高,均聚POM稍低),铣削时50-100m/min;速度过低易产生“挤压断裂”,过高易导致材料过热软化;
- 进给量:0.1-0.3mm/r(进给量过大易崩边,过小效率低);
- 切削深度:单次不超过2mm(深切削会增加径向力,导致工件变形断裂),建议分多次浅切削。
3. 辅助措施
- 切削时用压缩空气冷却(避免用水冷,POM吸水后易影响后续性能);
- 加工薄壁件或细长件时,增加工装夹具(如顶针、支撑块),防止切削力导致工件弯曲断裂。
三、关键补充:模具设计优化(从源头减少应力集中)
模具结构缺陷是POM断裂的“隐形杀手”,需重点检查以下3点:
1. 消除尖角与壁厚不均
- POM在尖角处易产生应力集中(应力值可达均匀部位的3-5倍),必须将所有棱角设计为圆角(R≥0.5mm,壁厚越大,圆角半径越大) ;
- 避免壁厚突变(如从2mm骤变为5mm),需用斜面或渐变过渡(过渡段长度≥壁厚差的2倍),防止填充时熔体流动不均导致内应力。
2. 优化浇口与流道
- 浇口位置:避开受力部位(如断裂高发的薄弱处),优先用“侧浇口”或“点浇口”(减少熔体冲击);
- 流道尺寸:主流道直径≥4mm,分流道直径≥3mm,确保熔体流动顺畅,避免因压力损失过大导致填充不足。
3. 增加排气槽
- POM注塑时会产生少量挥发性气体,若排气不畅,气体被困在型腔内部,会导致局部缺料或应力集中,引发断裂;
- 排气槽设计:深度0.02-0.05mm,宽度5-10mm,位置设在熔体最后填充到的区域(如型腔末端、圆角处)。
四、最后一步:后处理消除内应力(断裂高发件必做)
即使加工参数优化,POM件内部仍可能残留内应力,需通过后处理释放:
1. 退火处理(最有效)
- 方法:将工件放入烘箱,升温至80-100℃(均聚POM取上限,共聚POM取下限) ,保温1-2小时(壁厚每增加2mm,保温时间增加1小时),然后随烘箱缓慢冷却至室温(冷却速度≤5℃/h,避免温差过大重新产生应力)。
- 适用场景:所有受力件、薄壁件、复杂结构件(如齿轮、卡扣)。
2. 去毛刺处理
- 切削或注塑后的毛刺易成为“断裂起点”,需用超声波清洗(适合小零件)或砂纸打磨(800-1200目细砂纸,沿流线方向打磨,避免横向划痕) ,去除毛刺的同时避免损伤表面。
总结:排查流程(按优先级)
1. 确认材料类型(共聚/均聚)是否匹配需求;
2. 检查模具圆角、壁厚、排气槽是否合规;
3. 优化注塑/切削核心参数(如模温、切削速度);
4. 对关键件进行退火处理。
通过以上步骤,可大幅降低POM加工断裂率,若仍出现断裂,建议取样观察断面(如断面平整为应力断裂,断面粗糙为材料降解),针对性调整参数。