I. Principio básico del recocido El calentamiento relaja las cadenas moleculares de POM desde un estado de "orientación congelada", eliminando los puntos de concentración de tensiones internas y previniendo la degradación térmica debido a las altas temperaturas. La temperatura de distorsión por calor del POM es de aproximadamente 120 ℃ y su punto de fusión es de aproximadamente 165 ℃. La temperatura de recocido debe controlarse entre 80 y 160 ℃ (por debajo del punto de fusión, por encima del umbral de relajación de tensión a temperatura ambiente). II. Proceso de recocido paso a paso 1. Pretratamiento: cribado y limpieza de placas y varillas La malla y las varillas sin grietas o burbujas evidentes se seleccionan por su calidad. Se descartan los productos defectuosos con defectos superficiales graves. Limpie el aceite y el polvo de la superficie con etanol anhidro o un detergente neutro. Después del secado, coloque las placas y varillas en la rejilla de recocido, espaciándolas ≥2 cm para evitar un calentamiento desigual debido al apilamiento. 2. Etapa de calentamiento (crítico: calentamiento lento para evitar tensiones secundarias) Coloque la rejilla de recocido en un horno de secado con aire forzado, cierre la puerta e inicie el programa. Controle la velocidad de calentamiento a 1-2 ℃/min hasta alcanzar la temperatura objetivo (80-160 ℃). Tableros de calibre fino (grosor < 10 mm): utilice una temperatura más baja para reducir el riesgo de degradación térmica. Tableros de calibre grueso (grosor ≥ 10 mm): utilice una temperatura más alta para garantizar la penetración del calor en la capa central. Durante el calentamiento, mantenga el horno de secado en un estado de flujo de aire forzado, controlando las fluctuaciones de temperatura dentro de ±2 ℃. 3. Etapa isotérmica (ciclo central de relajación del estrés) Después de alcanzar la temperatura objetivo, mantenga esta temperatura durante 2 a 4 horas por cada 10 mm de espesor. Por ejemplo, para un tablero de POM de 20 mm de espesor, el tiempo isotérmico debe ser de 4 a 8 horas. Durante la etapa isotérmica, se requiere un flujo de aire forzado continuo para garantizar una temperatura uniforme dentro del horno y evitar el sobrecalentamiento localizado. 4. Etapa de enfriamiento (enfriamiento lento para evitar nuevas tensiones) Apague el dispositivo de calentamiento, mantenga el flujo de aire forzado y permita que el horno de secado se enfríe naturalmente. Controle la velocidad de enfriamiento a 0,5-1 ℃/min hasta que la temperatura del horno baje a temperatura ambiente. Está estrictamente prohibido el enfriamiento rápido; de lo contrario, las diferencias excesivas de temperatura entre el interior y el exterior generarán nuevas tensiones internas. 5. Postprocesamiento: Inspección y almacenamiento Después del recocido, inspeccione la superficie de la lámina o varilla para detectar deformaciones o grietas. Utilice un indicador de cuadrante para medir la planitud y confirmar la eficacia del alivio del estrés. Los productos calificados deben almacenarse a temperatura ambiente en un ambiente seco, evitando la luz solar directa y las condiciones de humedad.
III. Soluciones de manejo de casos especiales Hojas/varillas extragruesas (grosor ≥ 50 mm) Utilice un proceso de recocido segmentado: primero, mantenga una temperatura constante de 70 ℃ durante 2 horas, luego aumente la temperatura a 90 ℃ y mantenga una temperatura constante posteriormente. El tiempo total debe ampliarse proporcionalmente al espesor. Se pueden preincrustar termopares en el núcleo de la lámina/varilla para monitorear la temperatura del núcleo en tiempo real y garantizar que se cumplan las condiciones de relajación de tensiones. Mecanizado de precisión de láminas/varillas. Se puede agregar un tratamiento de envejecimiento después del recocido: déjelo reposar a temperatura ambiente durante 24 a 48 horas para estabilizar aún más la estructura de la cadena molecular y mejorar la precisión del mecanizado. IV. Precauciones del proceso Control de temperatura: cuando la temperatura de recocido excede los 100 ℃, el POM es propenso a la degradación térmica, lo que produce un color amarillento de la superficie y una disminución de las propiedades mecánicas. Requisitos de aire forzado: Se debe utilizar un horno de secado con aire forzado. Los hornos de secado por convección natural tienen poca uniformidad de temperatura y no pueden garantizar el efecto de recocido. Gestión de lotes: Las láminas/varillas de diferentes lotes de producción y de diferentes espesores deben recocerse por separado para evitar confusión en los parámetros del proceso.
La detección de tensión interna en láminas y varillas de POM después del recocido se puede dividir en dos categorías principales: pruebas cualitativas rápidas y pruebas cuantitativas precisas, aplicables a diferentes escenarios de producción (como la detección rápida en el taller y la verificación del rendimiento en el laboratorio). Los métodos específicos son los siguientes: I. Pruebas cualitativas rápidas (aplicable a sitios de talleres, de bajo costo y alta eficiencia) 1. Método de inmersión en ácido acético glacial (método estándar comúnmente utilizado en la industria) Principio: Los espacios en la cadena molecular en áreas de tensión interna concentrada son relativamente grandes, lo que permite que el ácido acético glacial penetre fácilmente e induzca agrietamiento por tensión; Las muestras sin tensión interna tienen una estructura uniforme y no desarrollarán grietas. Pasos operativos: Tome una muestra de la lámina y la varilla recocidas (sin rebabas ni daños por procesamiento en los bordes). Sumerja completamente la muestra en ácido acético glacial de grado analítico y déjela reposar a temperatura ambiente durante 24 horas (hasta 48 horas para muestras espesas). Retire la muestra y observe la superficie y los bordes en busca de grietas, rayas o fracturas. Criterios de valoración: Aprobado: No hay grietas ni rayas que indiquen que la tensión interna se ha eliminado por completo. Inaceptable: Las grietas o vetas plateadas indican tensión interna residual, que requiere un reajuste del proceso de recocido. 2. Principio del método de comparación de inmersión en agua hirviendo: Las altas temperaturas estimulan rápidamente el estrés interno; Las muestras estresadas se deformarán o agrietarán debido a una contracción interna y externa desigual. Procedimiento operativo: Las dimensiones de muestreo son las mismas que las anteriores. Marque la muestra recocida y la muestra de control no recocida por separado. Sumergir ambas muestras simultáneamente en agua hirviendo y mantener durante 30 minutos. Después de retirarlas, enfríe a temperatura ambiente y observe si las muestras se deforman, deforman o agrietan. Criterios de valoración: Aceptable: Las muestras recocidas no muestran deformaciones ni grietas, y la diferencia de deformación en comparación con la muestra no recocida es significativa. Inaceptable: Las muestras recocidas todavía muestran deformaciones o grietas; es necesario ampliar el tiempo de mantenimiento del recocido o ajustar la velocidad de enfriamiento.
Además del recocido, la idea central para reducir la tensión interna en láminas y varillas de POM es optimizar el proceso de moldeo y los auxiliares de procesamiento posteriores desde el origen. Esto implica controlar la orientación de la cadena molecular y reducir las diferencias de temperatura de enfriamiento para reducir fundamentalmente la generación de estrés. Éstos son algunos métodos factibles específicos: I. Optimización del proceso de moldeo por extrusión/inyección (control de fuente) La esencia del estrés interno es la "orientación forzada" de las cadenas moleculares y la contracción por enfriamiento desigual durante el proceso de moldeo. Por lo tanto, ajustar los parámetros de moldeo es clave para reducir el estrés. 1. Control de la temperatura de fusión y la temperatura del molde Temperatura de fusión: La temperatura de extrusión de POM recomendada es 190-210 ℃ (rango de homogeneización). Evite temperaturas excesivamente bajas que provoquen una alta viscosidad de la masa fundida y una orientación severa de la cadena molecular; Las temperaturas excesivamente altas pueden causar fácilmente degradación térmica. Temperatura establecida del molde/enfriamiento: aumentar la temperatura a 80-100 ℃ ralentiza la velocidad de enfriamiento de la masa fundida, lo que permite tiempo suficiente para que las cadenas moleculares se relajen y reduce el estrés de orientación. Escenarios adecuados: al producir láminas y varillas de POM de paredes gruesas, aumentar la temperatura del molde puede reducir significativamente la diferencia de contracción entre la capa central y la capa superficial. 2. Reducir la velocidad de extrusión y la velocidad de tracción Una velocidad de extrusión excesiva conduce a una tensión de corte excesiva en la masa fundida dentro del troquel, lo que provoca una sobreorientación de las cadenas moleculares a lo largo de la dirección de extrusión; un desajuste entre la velocidad de tracción y la velocidad de extrusión genera tensión de tracción. Solución de ajuste: Reduzca la velocidad del tornillo de extrusión (p. ej., de 30 r/min a 15-20 r/min) para garantizar la sincronización entre la velocidad de tracción y la velocidad de extrusión del fundido, evitando "tirones fuertes" durante el moldeado. Adopte un proceso de enfriamiento y conformación segmentado Los métodos de enfriamiento tradicionales implican un enfriamiento rápido en un solo paso, lo que fácilmente conduce a una contracción interna y externa desigual; se adopta un método de enfriamiento de gradiente segmentado: primer segmento (salida del troquel): enfriamiento con agua caliente de 80-100 ℃, con preservación y relajación del calor; Segundo segmento: refrigeración por agua caliente a 50-60 ℃, con reducción gradual de la temperatura; Tercer segmento: enfriamiento a temperatura ambiente, conformación final. Ventajas: Evita la concentración de tensiones provocadas por un enfriamiento rápido, especialmente indicado para varillas de POM con un diámetro ≥50mm.
II. Procesamiento posterior Tratamientos auxiliares (para estrés pequeño después del moldeado) Tratamiento de envejecimiento (relajación natural del estrés) Principio: Deje que las láminas de POM descansen naturalmente durante 7 a 15 días en un ambiente seco a temperatura ambiente. El micromovimiento de las cadenas moleculares relaja lentamente las tensiones internas residuales. Puntos clave de operación: Coloque las hojas planas sobre una bandeja plana para evitar apilamientos y deformaciones debido a la presión. Controle la temperatura ambiente a 20-25 ℃ y la humedad ≤60 % para evitar que la absorción de humedad afecte la estabilidad dimensional. Escenarios adecuados: para situaciones en las que todavía hay una pequeña cantidad de tensión residual después del recocido, o para pretratamiento antes del mecanizado de precisión (puede reemplazar el recocido secundario). Control de las técnicas de procesamiento (reducción de tensiones secundarias) Durante los procesos de mecanizado, como el corte y la perforación después del moldeado, las técnicas inadecuadas pueden generar nuevas tensiones de procesamiento que, combinadas con las tensiones internas existentes, pueden provocar grietas. Optimice los parámetros de mecanizado: utilice un método de corte de alta velocidad y bajo avance para reducir la tensión de compresión de la herramienta sobre el material; Precalentar la herramienta antes del mecanizado (para evitar un enfriamiento rápido localizado del material debido a una herramienta de baja temperatura); Después del mecanizado de desbaste, deje un margen de 0,5 a 1 mm, déjelo reposar durante 12 horas y luego realice el mecanizado de acabado para liberar la tensión del mecanizado. Agradecemos sus consultas: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593.
