導(dǎo)語(yǔ)：工程材料PEEK加工工藝研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:簡(jiǎn)單介紹了工程材料peek的性能特點(diǎn)，分析了PEEK加工時(shí)炸裂的各種原因，探討了材料熱處理工藝和機(jī)械加工的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞:PEEK材料炸裂;PEEK材料熱處理;PEEK材料機(jī)械加工

1PEEK材料特性

聚醚醚酮(PEEK)樹脂是一種新型的特殊工程材料，自問(wèn)世以來(lái)，與其它特種工程材料相比具有更多顯著優(yōu)勢(shì)，PEEK其熔點(diǎn)為334℃，可在250℃下長(zhǎng)期使用，尺寸基本沒(méi)有變化，具有優(yōu)越的尺寸穩(wěn)定特性，其拉抻強(qiáng)度、質(zhì)量及外觀也不發(fā)生顯著變化，在很高的交變應(yīng)力的作用下具有很好的抗疲勞性，并且有長(zhǎng)期的耐負(fù)荷性，耐磨性好。除此以外，PEEK樹脂潤(rùn)滑性好、耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐磨性、耐強(qiáng)硝酸、濃硫酸、抗輻射，超強(qiáng)的機(jī)械性能可用于航空航天、機(jī)械、石油、化工、核電、軌道交通等領(lǐng)域，由于具有極其出色的物理、力學(xué)性能，在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料，在減輕質(zhì)量，提高性能方面貢獻(xiàn)突出，成為當(dāng)今最熱門的高性能工程材料之一。

2PEEK材料加工問(wèn)題點(diǎn)

PEEK材料的成型加工有注塑、擠塑、吹塑、壓制，機(jī)械加工等多種方式。其中機(jī)械加工在熱膨脹、散熱性能、彈性、耐磨性等方面和金屬材料及通用工程塑料有不小的差異，如果不引起足夠的重視，操作不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象，甚至損壞加工設(shè)備等情況。

3PEEK材料炸裂原因分析

導(dǎo)致材料加工時(shí)炸裂的原因:①由于毛坯本身的應(yīng)力沒(méi)有完全消除，加工時(shí)出現(xiàn)炸裂。②加工時(shí)采用過(guò)大的吃刀量出現(xiàn)炸裂。③用較大的鉆頭直接鉆孔，由于切削力很大極易擠壓炸裂。④加工深孔時(shí)沒(méi)有反復(fù)退鉆頭排屑，屑子沒(méi)有充分排出來(lái)，擠壓造成開裂。⑤冷卻不充分，鉆孔冷卻不充分時(shí)由于產(chǎn)生的切削熱和切削力太高，也會(huì)炸裂。⑥進(jìn)給速度太快，會(huì)增加PEEK棒材內(nèi)部的應(yīng)力產(chǎn)生炸裂。⑦由于PEEK材料耐磨，鉆孔時(shí)鉆頭的切削刃很快就磨損了，此時(shí)如果沒(méi)有及時(shí)修磨鉆頭，硬鉆進(jìn)去也會(huì)產(chǎn)生炸裂。分析導(dǎo)致炸裂的原因可分為材料和加工兩方面:首先如果零件的粗加工量較大，產(chǎn)生的熱量不可避免的會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的釋放，從而導(dǎo)致零件發(fā)生變形。特別是尺寸要求高的零件，在粗加工后要進(jìn)行一次退火處理，最后再精加工到尺寸要求。進(jìn)行熱處理退火主要作用是提高零件的結(jié)晶度，從而提高其強(qiáng)度和耐化學(xué)性，減少在擠出和機(jī)加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，提高在更寬的溫度范圍內(nèi)的尺寸穩(wěn)定性。熱處理工藝參數(shù)可參考如下:3h內(nèi)加熱到120℃，再在4h內(nèi)由120℃加熱到220℃，保溫1．5h，再以20℃/h的速度冷卻到常溫。其次，加工時(shí)選擇的加工方式、加工刀具和加工參數(shù)對(duì)產(chǎn)品是否炸裂、零件變形、尺寸是否合格都有很大的關(guān)系。

4PEEK材料加工

4．1車削加工。根據(jù)加工不同牌號(hào)的PEEK材料來(lái)選擇加工刀具，一般可選用YW1或YW2通用硬質(zhì)合金刀，能夠選用金剛石刀更好。高速鋼(白鋼刀)硬度和剛性太低，很容易磨損。加工時(shí)要用冷卻液，以減少磨損和導(dǎo)熱;否則在機(jī)加工過(guò)程中，刀具與產(chǎn)品的端面摩擦造成的高溫導(dǎo)致材料的熔融。對(duì)于加工薄壁類零件，由于其剛性差、強(qiáng)度弱，如果直接用三爪卡盤的卡爪夾緊極易產(chǎn)生變形，增大零件的形狀誤差，進(jìn)而零件圓周度無(wú)法保證。所以在加工薄壁類產(chǎn)品時(shí)應(yīng)采用開口套或彈簧夾頭等裝夾方法。也可改變加緊力的作用方向，變徑向夾緊為軸向夾緊，即采用一些壓板類工具裝夾。合理選擇切削用量，切削用量中影響最大的是吃刀量，因此切削薄壁套時(shí)應(yīng)減小吃刀量和降低切削速度。車加工PEEK材料時(shí)適當(dāng)?shù)脑龃笄敖?見下圖1)可使車刀鋒利，排屑順利，減少切削與前刀面之間的摩檫，減少切削力和切削熱。適當(dāng)增大刃傾角可使車刀的實(shí)際前角增大，刃口圓弧減小，提高工具的鋒利程度。從而減小切削力和切削熱。根據(jù)薄壁套軸向承受能力比徑向承受能力大的特點(diǎn)，適當(dāng)增大主偏角，可以減少背向力，從而減少工件變形。適當(dāng)增大副偏角可減少副切削刃與工件之間的摩檫，使切削熱量減小。適當(dāng)減小刀尖圓弧半徑可減少背向力，從而減少工件變形，但也不能過(guò)小，過(guò)小會(huì)影響工件表面粗糙度，還會(huì)減少刀尖散熱面積。4．2銑削加工。在銑加工時(shí)進(jìn)給量要小些，冷卻液要充分，否則當(dāng)產(chǎn)生的切削熱過(guò)大時(shí)會(huì)使產(chǎn)品表面變色發(fā)黃;盡量選用前角大、排屑好、鋒利的立銑刀加工;裝夾時(shí)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品加工后會(huì)產(chǎn)生變形，應(yīng)適當(dāng)控制好夾緊力度和工件裝夾方法。4．3鉆孔加工。不能直接用大鉆頭鉆孔，可以先用直徑小于10mm的鉆頭打孔，再用小一點(diǎn)的鏜孔刀鏜孔，最后再用大鏜孔刀鏜孔;鉆孔時(shí)要反復(fù)多次退鉆頭排屑;要保證切削液冷卻充分及時(shí)，可以迅速減少熱量，適當(dāng)降低鉆孔進(jìn)給速度，當(dāng)鉆頭磨損時(shí)要及時(shí)修磨鉆頭。4．4螺紋加工材料攻絲時(shí)要特別注意，PEEK材質(zhì)比較耐磨，攻絲磨損會(huì)很快，所以要經(jīng)常檢查螺紋尺寸。絲錐磨損后由于擠壓力增大容易使產(chǎn)品變形，甚至開裂。攻絲時(shí)絲錐上一定要涂抹冷卻液或攻絲油，進(jìn)給量要小，攻深孔時(shí)盡量采用分段多次攻入。

5結(jié)語(yǔ)

PEEK材料在機(jī)械加工時(shí)，應(yīng)充分考慮PEEK材料特點(diǎn)，在使用刀具和加工參數(shù)上做出必要的調(diào)整，尤其是尺寸稍大的PEEK材料，粗加工后應(yīng)進(jìn)行熱處理，消除內(nèi)部應(yīng)力，才能避免材料炸裂、零件變形，最終加工出合格的高質(zhì)量產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn):

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［2］顏紅俠，寧榮昌，黃英，等．PEEK復(fù)合材料的性能研究［J］．塑料工業(yè)，2002，30(4):44－45．

作者:李永杰 楊華 單位:西安優(yōu)耐特容器制造有限公司