PEEK‑PTFE(PEEK 基体填充 10‑20% PTFE)整套加工工艺
PEEK‑PTFE 相比纯 PEEK:熔体流动性略变差、PTFE 属于低熔点填料(327℃),剪切过高 PTFE 易受热分解;加工分为:原料干燥、注塑成型、挤出成型、模压成型、CNC 机加工、退火去应力四大环节。
一、原料烘干(所有成型前必做,重中之重)
工艺参数:140‑150℃真空干燥 4‑6h;除湿机露点≤‑40℃;含水率控制<0.02%。
风险:水分超标会出现银丝、内部气孔、PEEK 水解断裂,PTFE 分散变差,耐磨性能下降;拆封后放置超过 24 小时必须重新烘干。
回收料:150℃烘干 6‑8h;回收添加比例≤15%,过多会加剧 PTFE 团聚,耐磨下降。
二、注塑成型(批量零件首选:轴套、垫片、活塞环)
1. 料筒分段温度(PEEK‑PTFE 专用)
进料段:350‑360℃
中段塑化:370‑380℃
计量段:380‑385℃
喷嘴:385‑395℃(不要>400℃,高温会造成 PTFE 分解发灰)全国科技企...
注意:PTFE 润滑性会降低熔体摩擦力,螺杆剪切不能过大。
2. 注塑运行参数
螺杆转速:40‑70 r/min(低于纯 PEEK,转速太高 PTFE 受热降解)
背压:0.3‑0.8 MPa(背压偏大 PTFE 团聚,耐磨变差)
注射压力:90‑130 MPa;薄壁件 120‑140MPa;保压压力 60‑80MPa
注射速度:中速注射,避免高速剪切;高速会让 PTFE 局部过热、表面发黏起毛。
停留时间:料筒内停留时间<8min,长时间高温 PTFE 分解产生黑色杂质。
3. 模具条件(关键)
模具温度:170‑190℃(高温油温机);低于 160℃结晶度不足,材料变软、蠕变增大;190℃结晶充分,刚性、耐磨最佳。
模具设计要点:
流道直径≥3mm,浇口厚度≥1.5mm;PEEK‑PTFE 流动性比纯 PEEK 差,浇口偏小易缺料;
排气槽深度 0.01‑0.02mm,流动末端加强排气,防止 PTFE 分解气残留;
料筒螺杆材质:双合金耐磨螺杆,PTFE 微粉磨损普通氮化螺杆;禁止铜合金接触熔融 PEEK‑PTFE。
成型收缩率:约 0.8‑1.1%(介于纯 PEEK1.2%、碳纤 PEEK0.5% 之间)。
三、挤出成型(棒材、板材,后续 CNC 机加工毛坯)
设备:单螺杆挤出机,长径比 20‑24:1;
料筒温度:370‑390℃;机头 385‑395℃;
挤出速度不宜过快,防止 PTFE 分层;冷却定型模温度 160‑180℃缓慢冷却,减少挤出内应力;
挤出棒材出厂后内部存在残余应力,精密零件粗加工前必须退火处理Victrex。
四、模压成型(大尺寸厚壁件、非标板材)
适合批量小、壁厚>25mm 工件;先将 PEEK 粉末与 PTFE 微粉低温混合(混合温度<40℃防止 PTFE 结块);380‑390℃高温高压保温成型,缓慢降温,内部应力比挤出料更小,但生产效率低全国科技企...。
五、CNC 数控加工(机加工环节,PEEK‑PTFE 加工难点)
PTFE 质地偏软,如果切削条件不对,工件表面容易糊刀、起毛。
1. 刀具选择
优先选用:无涂层硬质合金铣刀;精密零件选用 PCD 金刚石刀具;刀具前倾角加大(10‑15°)锋利刃口,减少摩擦发热;禁用涂层刀具,涂层材料会刮起 PTFE 绒毛。
2. 切削参数参考
铣削:线速度 Vc=60‑90 m/min;每转进给 0.06‑0.12mm;顺铣优于逆铣;
钻孔:钻头顶角 120°,间歇退屑,避免摩擦过热让 PTFE 熔化糊孔;
冷却方式:优先压缩空气风冷;严禁水溶性切削液,水分渗入后期尺寸漂移;油性切削油仅在重载切削使用。
3. 高精度加工工序(公差 ±0.02‑0.05mm 零件)
1)毛坯退火;2)粗加工预留余量 0.3‑0.5mm;3)二次退火释放加工应力;4)精加工至成品尺寸。
六、退火去应力(必不可少,分注塑后退火、棒材毛坯退火)
1. PEEK‑PTFE 退火标准参数
升温速率:≤5℃/h,缓慢升温避免热冲击;
恒温温度:190‑200℃(低于 PEEK‑PTFE 热变形温度);
保温时间:壁厚≤6mm 保温 2‑3h;壁厚 6‑15mm 保温 3‑4h;>15mm 保温 5‑6h;
降温:缓慢降温 3‑5℃/h 降到 100℃后自然冷却;快速冷却会产生内应力。
2. 退火作用
消除注塑 / 挤出残余应力,防止后期零件使用时变形;
提高结晶度,降低蠕变,提升耐磨性能;
冷热交替工况零件必须退火;普通非受力零件可以省略退火。
七、PEEK‑PTFE 加工常见缺陷与原因
零件表面起毛:刀具不够锋利、切削温度太高、PTFE 局部熔化;
内部黑点:料筒停留太久、温度过高,PTFE 受热分解;
耐磨性不稳定:PTFE 团聚,背压过高、混料不均匀;
后期尺寸变形:未退火、模具温度偏低、结晶不足。
八、对比区分(给你选型参考)
PEEK‑PTFE:注塑流动性略差,剪切不能过大;
PEEK‑CF‑PTFE 三元配方:熔体粘度更高,料筒温度要上调至 390‑400℃,螺杆磨损更大。
