工程塑料型材机械加工（PEEK)后处理及其加工方法汇总

1  机加工（Machining）

• 适用场景

– 原型、小批量、几何复杂或公差要求高的场合，若开模不经济，可直接对棒材/板材进行机加工。

• 刀具与切削参数（表格式速览）

工序 刀具材质 切削速度 m/min (ft/min) 进给 mm/rev (in/rev) 冷却液建议
车外圆 硬质合金或金刚石 300 (984) 0.4 (0.016) 水基或油基
铣削 硬质合金或金刚石 180–230 (590–754) — 同上
钻孔 118° 钻尖角/12° 后角 120 (394) 0.05–0.20 同上
铰孔 螺旋槽铰刀 100–200 r/min — 同上

• 关键注意

– 机加工会释放残余应力，因此：

① 粗加工前退火一次；② 精加工前再进行一次退火。

– PEEK 导热低，须用冷却液（通常用水）防止局部过热。

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2  退火（Annealing）
目的：提高结晶度、消除内应力、稳定尺寸或去除热历史。

• 标准结晶度退火流程  
 1. 干燥：150 °C × ≥3 h  
 2. 升温：10 °C/h → 200 °C  
 3. 保温：≥4 h（按 25 mm 壁厚计）  
 4. 降温：10 °C/h → <140 °C  
 5. 炉冷至室温

• 高温强化退火
– 接近 300 °C 退火可最大化强度/模量及耐化学性，但伴随脆化和表面氧化风险，仅在对韧性和外观要求不高时使用。

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3  粘接（Adhesive Bonding）
• 表面处理：用细砂纸打磨或等离子/火焰处理，提高表面能。

• 推荐胶粘剂：环氧、氰基丙烯酸酯、双马来酰亚胺体系，需 150–200 °C 后固化以获得最佳强度。

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4  焊接（Welding）
• 热板焊接：PEEK 熔点 343 °C，热板温度 380–400 °C，压力 0.2–0.5 MPa。

• 超声焊接：需高功率（>3 kW）及能量导向筋设计。

• 激光焊接：透过率匹配，需炭黑或Clearweld 吸收层。

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5  金属化与着色
• 真空溅射/电镀：先等离子清洗→底铜→镍→金/铬。

• 着色：加入耐高温颜料（≤0.5 wt %）或在 200 °C 扩散染料浴中浸渍 30–60 min。

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6  压缩成型件特殊点
• 脱模后外表面常因脱模剂变色，需机加工 0.1–0.3 mm 去除变色层。

• 厚截面易开裂，须执行退火（见第 2 点）。

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7  粉末涂层精整（若采用）
• 静电喷涂或流化床后，最终 400 °C×10 min“流平”，然后：

– 空气冷 → 高结晶、雾面

– 水淬 → 非晶、透明

– 水淬+200 °C×30 min 再结晶 → 光泽面。

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