为什么热变形温度(HDT)是150℃,产品在120℃的烤箱里就变形了?

在材料选型中,热变形温度(HDT, Heat Deflection Temperature)常被误认为是塑料耐热的“绝对警戒线”。

我们碰到许多工程师,都认为:只要环境温度不超过 HDT 标注的数值,产品就是安全的。

然而,当产品在温度低于HDT的烤箱中发生弯曲、塌陷甚至扭曲时,大家才意识到:HDT并不是材料开始变形的温度



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HDT 的本质:一个被定义的温度“临界点”

要明白为什么 HDT 会“骗人”,首先要看它是怎么测出来的。

在测试 HDT 时,先将一根标准试条放在支撑架上,中间施加一定的载荷(通常是 0.45MPa或 1.8Mpa),然后开始匀速升温。当试条受热软化,中点下沉量达到 0.25mm 时,此时的温度被记录为该材料的 HDT。

关键点:

  •  它衡量的是材料受热后刚性下降到某一程度的温度,而不是材料完全“挺不住”的温度。

  • 它是一个静态的、短期的评估,不能代表长期耐热性。



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为什么你的产品“提前报废”?

A. 载荷大小的差异

物性表上通常有两个 HDT 数值,分别对应低载荷(0.45MPa)和高载荷(1.8MPa)。

如果你的产品结构复杂,或者内部有较大的组装应力,那么它实际承受的应力可能远高于测试载荷。在这种情况下,变形会提前发生。

B. 内应力:来自注塑过程的“定时炸弹”

这是最常见的原因。产品在注塑成型时,由于冷却不均或压力过大,内部分子链处于绷紧状态。

当你把产品放进烤箱时,虽然没达到 HDT,但热量提供了足够的能量让分子链“松绑”。这种内应力释放,会导致产品在没有外力的情况下,发生自发性的扭曲和收缩。

C. 结晶度与退火效应

对于半结晶塑料(如 PP、PA、PBT),如果注塑时模温较低,材料结晶不完全。当受热达到一定程度时,材料会发生“二次结晶”。这种微观结构的剧烈变化,往往表现为宏观上的尺寸变形。



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HDT 与 RTI:谁才是长跑选手?

如果你需要产品在高温下长期工作(如几百小时甚至几年),你更应该参考的是 RTI(相对温度指数,Relative Thermal Index)

  • HDT 是“百米冲刺”,看的是短时间内对热的抵抗力。

  • RTI 是“马拉松”,它代表材料在长期高温环境下,物理性能不发生毁灭性下降的最高温度。通常,RTI 会比 HDT 低 20°C 到 50°C



总结:如何更科学地评估耐热性?

  1. 不要只看最大值: 考虑产品实际受力情况,参考高载荷下的 HDT 数值更保险。

  2. 重视后处理: 对于精密或高温件,通过“退火”工艺提前释放内应力,可以有效防止后续变形。

  3. 区分应用场景: 短时过波峰焊看 HDT,长期工作看 RTI。



💡 选材进阶:如何获取多维耐热数据?

在处理高精度的耐热设计时,单一的 HDT 数值往往会掩盖材料在升温过程中的动态表现。

塑库网作为一个专业的物性表数据库,深知工程师对“数据确定性”的追求。我们收录了全球主流材料厂商的详尽数据,并针对耐热性能提供了多维度的展示:

  • 全载荷数据标注: 塑库网清晰地标注了材料在不同载荷下的热变形温度,帮助您根据产品的实际负载精准选型。

  • 动态曲线图表: 部分超级物性表还关联了动态力学分析曲线,可以清晰看到材料模量随温度变化的完整趋势,而不只是 0.25mm 变形时的那个点,从而判断材料在特定温度下是否已经进入了软化区。

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