在有负载温升的应用环境下，保持塑料的功能，是评估塑料注塑功能件在应用中的可靠性非常重要的一项，塑胶齿轮传动在不少的情况下，需要考虑到和关注这一点。在这时候，我们大多会去参考材料物性表上的热变形温度，觉得热变形温度高，这款耐磨材料在有温升的负载传动中就一定好。

但是，热变形温度只是评价塑料在热环境中的性能表现的其中一项指标，但远远不够勾勒塑料在应用中真实耐热性能的全貌，尤其是在塑胶齿轮传动中。

我们先来看一下热变形温度是什么：它是怎么测试出来的？热变形温度代表什么？

热变形温度是表征塑料材料在有温升且受压力下，抵抗形变的一种能力，但热变形温度是用来表征塑料的短期耐热性，这种短期性不是几天，也不是几小时，而是几分钟，是的，就是在几分钟内抵抗负载下的注塑功能件的某一温度下的抗形变能力。这在实际的齿轮传动中，这种“短期性”的抗负载温升，如果作为唯一的依据来预测，失效的概率会不低，因为有负载温升的齿轮传动的台架试验，做几天或几周都很常见。

那为什么说热变形温度是用来表征塑料的短期耐热性呢？我们需要来看下热变形温度的测试方法：

热变形温度的测试是将标准的试验样条在一定压力及一定加温速度下，弯曲到一定程度时的温度，具体而言，就是将标准塑料样条（127×13×3mm）的中心，置放在455kPa或1820kPa负载下，并以2℃/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度。

ISO标准、ASTM标准和GB国标，都基于以上的测试方法，从这里大家可以清晰的看到，热变形温度是用来表征塑料的短期耐热性的。（这种短期是以分钟来计算的）

塑胶齿轮传动，在评估有负载温升场景下的传动可靠性时，我们比较习惯参考热变形温度，但实际与预想常不相同，因为你没看到另一点。

这里指的另一点就是：塑料的耐热蠕变性

在理解塑料的耐热蠕变性之前，我们不妨先来了解塑料的耐蠕变性。

工程塑料的蠕变性是什么？当塑料在外力或负载的长时间作用下，会产生塑性形变，当外力或负载撤掉后，塑性形变将成为一种回不去的变形。

那么，您可能会问，塑料在很多场景下不是会复原，自己回到原来的形状吗？这里有必要跟大家解释一下：塑性变形与弹性变形的区别。

弹性变形是指材料在外力作用下所发生的变形，在外力取掉后，变形就消失，而恢复到原来的形状与尺寸的那种变形。比如我们常见的有弹簧用力去拉，弹簧就会伸长，形状也产生变化，这时就产生变形，如果放松，弹簧就恢复原来的形状与大小，这种变形就是弹性变形。

塑性变形：材料在受外力作用下所引起的变形，在外力取掉后，不能恢复到原来的形状及尺寸，仍有一部分残余变形，这种变形称为塑性变形。弹性变形为可以恢复的变形，塑性变形为不可恢复的变形。

塑料的耐热蠕变性就是塑料在长期的温升和负载情况下，抗形变和保持功能的能力。

在高负载和大幅温升同时发生、并且长时间持续发生的齿轮传动应用场景中，我们在过去进行材料性能试验中，遇到过不少专业的齿轮传动设计工程师、模具专家和注塑老师，他们有些在行星齿轮传动、平行轴齿轮传动的设计与制造上已非常专业，经验也极其丰富，但是有时还是会在蜗轮蜗杆减速齿轮箱上遇到困惑和伤脑筋：塑料蜗轮或者斜齿轮耐磨耐疲劳寿命到了一定程度，就很难再提高，而应用时又有这方面的需要；蜗轮蜗杆传动的锁止和刹车还是不理想；配置减速齿轮箱的装置在连续使用一小段时间后，必须做几分钟的停顿散热后，才能再使用，不然会大大减少蜗轮蜗杆减速齿轮箱的使用寿命......

因此，蠕变试验通常是在某个较高温度下对试样施加恒定载荷（或恒定真应力），观察记录蠕变应变随时间的变化情况。工程应用中我们通常使用恒定载荷，也就是恒定工程应力来加载；但如果想要研究内在机理问题，通常要使用恒定真应力来作为加载方式。

某软质塑料的标称蠕变应变曲线图

塑料蠕变试验相关标准：

ISO 899-1 蠕变行为的测定 - 第 1 部分：拉伸蠕变

ISO 899-2 蠕变行为的测定 - 第 2 部分：三点加载的弯曲蠕变

ASTM D2990塑料拉伸、压缩和弯曲蠕变和蠕变破裂的标准测试方法

ISO 16770塑料 - 聚乙烯环境应力开裂 (ESC) 的测定 - 全缺口蠕变试验 (FNCT)

ISO 3384-1硫化或热塑性橡胶 – 压缩应力松弛的测定

蠕变试验确定了哪些特征值？

拉伸蠕变应变、标称拉伸蠕变应变、拉伸蠕变模量、标称拉伸蠕变模量、破断时间、等时应力-应变曲线、蠕变恢复等。

需要提前明确哪些条件？

进行蠕变性能测试，需明确三个条件：温度、载荷、时间。温度应与状态调节相同的环境下进行试验，试验时间内温度偏差在±2℃；载荷应与材料的预期应用相当，规定初始应变可通过模量进行换算得出初始载荷；时间无规定，准确至±2s内，通常在1000h内。