I. Princípio Básico do Recozimento O aquecimento relaxa as cadeias moleculares do POM de um estado de "orientação congelada", eliminando pontos de concentração de tensão interna e evitando a degradação térmica devido a altas temperaturas. A temperatura de distorção térmica do POM é de aproximadamente 120°C e seu ponto de fusão é de aproximadamente 165°C. A temperatura de recozimento precisa ser controlada entre 80-160°C (abaixo do ponto de fusão, acima do limite de relaxamento de tensão na temperatura ambiente). II. Processo de recozimento passo a passo 1. Pré-tratamento: Peneiramento e limpeza de placas e hastes Telas e hastes sem rachaduras ou bolhas óbvias são selecionadas pela qualidade. Produtos defeituosos com defeitos superficiais graves são descartados. Limpe o óleo e a poeira da superfície com etanol anidro ou detergente neutro. Após a secagem, coloque as placas e varetas na grelha de recozimento, espaçando-as ≥2cm para evitar aquecimento desigual devido ao empilhamento. 2. Estágio de aquecimento (crítico: aquecimento lento para evitar estresse secundário) Coloque a grelha de recozimento em um forno de secagem com ar forçado, feche a porta e inicie o programa. Controle a taxa de aquecimento em 1-2°C/min até que a temperatura alvo (80-160°C) seja atingida. Placas de espessura fina (espessura < 10 mm): Utilize uma temperatura mais baixa para reduzir o risco de degradação térmica. Placas de espessura grossa (espessura ≥ 10 mm): Use uma temperatura mais alta para garantir a penetração do calor na camada central. Durante o aquecimento, mantenha o forno de secagem em estado de fluxo de ar forçado, controlando as flutuações de temperatura dentro de ±2°C. 3. Estágio Isotérmico (Ciclo Central de Relaxamento de Tensão) Depois de atingir a temperatura alvo, mantenha esta temperatura por 2-4 horas por 10 mm de espessura. Por exemplo, para uma placa POM de 20 mm de espessura, o tempo isotérmico precisa ser de 4 a 8 horas. Durante a fase isotérmica, é necessário um fluxo de ar forçado contínuo para garantir uma temperatura uniforme dentro do forno e evitar o sobreaquecimento localizado. 4. Estágio de resfriamento (resfriamento lento para evitar novo estresse) Desligue o dispositivo de aquecimento, mantenha o fluxo de ar forçado e deixe o forno de secagem esfriar naturalmente. Controle a taxa de resfriamento em 0,5-1℃/min até que a temperatura do forno caia para a temperatura ambiente. O resfriamento rápido é estritamente proibido; caso contrário, diferenças excessivas de temperatura entre o interior e o exterior gerarão novas tensões internas. 5. Pós-processamento: Inspeção e Armazenamento Após o recozimento, inspecione a superfície da chapa ou haste quanto a deformações ou rachaduras. Use um relógio comparador para medir o nivelamento e confirmar a eficácia do alívio do estresse. Os produtos qualificados devem ser armazenados em temperatura ambiente em ambiente seco, evitando luz solar direta e condições úmidas.
III. Soluções especiais para manuseio de casos Folhas/hastes extra grossas (espessura ≥ 50mm) Use um processo de recozimento segmentado: Primeiro, mantenha uma temperatura constante de 70°C por 2 horas, depois aumente a temperatura para 90°C e mantenha uma temperatura constante depois disso. O tempo total deve ser estendido proporcionalmente à espessura. Os termopares podem ser pré-incorporados no núcleo da folha/haste para monitorar a temperatura central em tempo real e garantir que as condições de relaxamento de tensão sejam atendidas. Usinagem de precisão de folhas/hastes Um tratamento de envelhecimento pode ser adicionado após o recozimento: deixe repousar em temperatura ambiente por 24-48 horas para estabilizar ainda mais a estrutura da cadeia molecular e melhorar a precisão da usinagem. 4. Precauções do processo Controle de temperatura: Quando a temperatura de recozimento excede 100 ℃, o POM está sujeito à degradação térmica, resultando em amarelecimento da superfície e diminuição das propriedades mecânicas. Requisitos de ar forçado: Deve ser usado um forno de secagem com ar forçado. Os fornos de secagem por convecção natural apresentam baixa uniformidade de temperatura e não podem garantir o efeito de recozimento. Gerenciamento de lotes: Folhas/varas de diferentes lotes de produção e de diferentes espessuras devem ser recozidas separadamente para evitar confusão de parâmetros do processo.
A detecção de tensão interna em chapas e hastes POM após o recozimento pode ser dividida em duas categorias principais: testes qualitativos rápidos e testes quantitativos precisos, aplicáveis a diferentes cenários de produção (como triagem rápida na oficina e verificação de desempenho no laboratório). Os métodos específicos são os seguintes: I. Teste qualitativo rápido (aplicável a locais de oficina, baixo custo e alta eficiência) 1. Método de imersão em ácido acético glacial (método padrão comumente usado na indústria) Princípio: As lacunas da cadeia molecular em áreas de estresse interno concentrado são relativamente grandes, permitindo que o ácido acético glacial penetre facilmente e induza rachaduras por tensão; amostras sem tensão interna possuem estrutura uniforme e não desenvolverão trincas. Etapas operacionais: Retire uma amostra da chapa e da haste recozidas (sem rebarbas ou danos de processamento nas bordas). Mergulhe completamente a amostra em ácido acético glacial de grau analítico e deixe-a repousar à temperatura ambiente durante 24 horas (até 48 horas para amostras espessas). Remova a amostra e observe a superfície e as bordas em busca de rachaduras, riscos ou fraturas. Critérios de julgamento: Aprovado: Nenhuma rachadura ou listra indica que o estresse interno foi completamente eliminado. Inaceitável: Trincas ou listras prateadas indicam tensão interna residual, necessitando de reajuste do processo de recozimento. 2. Princípio do método de comparação de imersão em água fervente: A alta temperatura estimula rapidamente o estresse interno; amostras estressadas irão se deformar ou rachar devido ao encolhimento interno e externo irregular. Procedimento Operacional: As dimensões de amostragem são as mesmas acima. Marque a amostra recozida e a amostra de controle não recozida separadamente. Mergulhe ambas as amostras simultaneamente em água fervente e mantenha por 30 minutos. Após a remoção, deixe esfriar até a temperatura ambiente e observe se as amostras se deformam, deformam ou racham. Critérios de julgamento: Aceitável: As amostras recozidas não apresentam deformação ou rachaduras, e a diferença de deformação em comparação com a amostra não recozida é significativa. Inaceitável: As amostras recozidas ainda apresentam empenamentos ou rachaduras; o tempo de espera do recozimento precisa ser estendido ou a taxa de resfriamento ajustada.
Além do recozimento, a ideia central para reduzir a tensão interna em folhas e varetas POM é otimizar o processo de moldagem e os subsequentes auxiliares de processamento desde a fonte. Isto envolve controlar a orientação da cadeia molecular e reduzir as diferenças de temperatura de resfriamento para reduzir fundamentalmente a geração de estresse. Aqui estão alguns métodos específicos viáveis: I. Otimização do processo de moldagem por extrusão/injeção (controle de fonte) A essência do estresse interno é a "orientação forçada" das cadeias moleculares e a contração desigual por resfriamento durante o processo de moldagem. Portanto, ajustar os parâmetros de moldagem é fundamental para reduzir o estresse. 1. Controle da temperatura de fusão e da temperatura do molde. Temperatura de fusão: A temperatura de extrusão POM recomendada é 190-210 ℃ (faixa de homogeneização). Evite temperaturas excessivamente baixas que resultem em alta viscosidade de fusão e orientação severa da cadeia molecular; temperaturas excessivamente altas podem facilmente causar degradação térmica. Temperatura do molde/conjunto de resfriamento: Aumentar a temperatura para 80-100°C diminui a taxa de resfriamento do fundido, permitindo tempo suficiente para que as cadeias moleculares relaxem e reduzindo o estresse de orientação. Cenários adequados: Ao produzir folhas e hastes POM de paredes espessas, o aumento da temperatura do molde pode reduzir significativamente a diferença de encolhimento entre a camada central e a camada superficial. 2. Reduza a taxa de extrusão e a velocidade de tração A taxa de extrusão excessiva leva a uma tensão de cisalhamento excessiva no fundido dentro da matriz, causando orientação excessiva das cadeias moleculares ao longo da direção de extrusão; uma incompatibilidade entre a velocidade de tração e a taxa de extrusão gera tensão de tração. Solução de ajuste: Reduza a velocidade da rosca de extrusão (por exemplo, de 30 r/min para 15-20 r/min) para garantir a sincronização entre a velocidade de tração e a velocidade de extrusão do fundido, evitando "puxar com força" durante a modelagem. Adote um processo segmentado de resfriamento e modelagem Os métodos tradicionais de resfriamento envolvem resfriamento rápido em uma única etapa, o que leva facilmente a um encolhimento interno e externo irregular; é adotado um método de resfriamento gradiente segmentado: Primeiro segmento (saída da matriz): resfriamento com água quente de 80-100 ℃, com preservação e relaxamento do calor; Segundo segmento: resfriamento com água quente de 50-60 ℃, com redução gradual da temperatura; Terceiro segmento: Resfriamento à temperatura ambiente, modelagem final. Vantagens: Evita a concentração de tensões causadas pelo resfriamento rápido, especialmente adequado para hastes POM com diâmetro ≥50mm.
II. Tratamentos auxiliares de processamento subsequente (para pequenas tensões após a moldagem) Tratamento de envelhecimento (relaxamento natural da tensão) Princípio: Deixe as folhas de POM descansarem naturalmente por 7 a 15 dias em um ambiente seco e com temperatura ambiente. O micromovimento das cadeias moleculares relaxa lentamente o estresse interno residual. Pontos-chave de operação: Coloque as folhas planas em uma bandeja plana para evitar empilhamento e deformação devido à pressão. Controle a temperatura ambiente em 20-25°C e umidade ≤60% para evitar que a absorção de umidade afete a estabilidade dimensional. Cenários adequados: Para situações onde ainda há uma pequena quantidade de tensão residual após o recozimento, ou para pré-tratamento antes da usinagem de precisão (pode substituir o recozimento secundário). Controlando as técnicas de processamento (reduzindo a tensão secundária) Durante processos de usinagem, como corte e furação após a moldagem, técnicas inadequadas podem gerar novas tensões de processamento que, combinadas com as tensões internas existentes, podem levar à trinca. Otimize os parâmetros de usinagem: Use um método de corte de alta velocidade e baixo avanço para reduzir a tensão de compressão da ferramenta no material; Pré-aqueça a ferramenta antes da usinagem (para evitar o rápido resfriamento localizado do material devido a uma ferramenta em baixa temperatura); Após a usinagem de desbaste, deixe uma margem de 0,5-1 mm, deixe repousar por 12 horas e, em seguida, execute a usinagem de acabamento para liberar a tensão de usinagem. Agradecemos suas dúvidas: kawan@anheda.cn/WhatsApp +8613631396593.
