注塑制品在脱模之后看上去已经成型，但它内部的分子链排列与热力学平衡状态实际上都还处于亚稳态。熔体在模具中受到剪切与压力作用而取向，取向的分子链在冷却时来不及完全松弛就被冻结，这部分被冻结的形变就是残余内应力。

内应力本身不会立刻表现为可见缺陷，但它会在两个方向上表现出来。一个是尺寸方向：残余应力在制品内部并不均匀，不同部位的应力释放会引起不同程度的体积变化，这种不均匀的体积变化最终表现为翘曲。另一个是性能方向：内应力会显著降低制品对化学介质与应力的抵抗能力，表现为应力开裂。

退火处理的作用机理是：把制品加热到玻璃化转变温度以上，使被冻结的分子链获得重新松弛的热力学条件，取向结构逐步解取向，残余应力随之释放。在冷却过程中，分子链以更接近平衡态的方式重新排列，制品的尺寸稳定性因此改善。对于半结晶塑料，退火还会带来结晶度的变化，这一点对性能的影响甚至超过应力的释放本身。

一、注塑内应力的三类来源

在讨论退火参数之前，需要先明确要处理的到底是哪一类内应力。注塑制品的残余应力来自三个不同的机制，它们对退火的响应程度并不相同。

第一类是取向应力。熔体流经浇口、流道与型腔时受到剪切，分子链沿流动方向取向。这一类应力的大小与剪切强度正相关，因此在高剪切速率、高注射压力与低温模温的工艺条件下最为严重。它主要分布在浇口附近的过渡区与流动末端。

第二类是收缩应力。制品从熔融态冷却到固态时体积收缩，但表层先于内部固化，内外的收缩速率不同步，表层受到拉伸而内部受到压缩，形成平衡的收缩应力分布。这一类应力与壁厚分布高度相关：厚薄交界处存在收缩速率梯度，该处的应力集中现象最为明显。

第三类是热历史不均造成的残余应力。同一个制品的不同位置，经历的冷却速率与冷却历程并不相同：靠近浇口的位置温度高、停留时间长，远离浇口的位置冷却快。不同热历史导致的结晶度差异与体积差异，同样会形成内应力。这一类应力无法通过单一的工艺调整消除，而是对流道平衡与模具热平衡提出了要求。

这张表最后一行提示了一个重要的判断原则：退火是处理取向应力的有效手段，但对热历史不均造成的翘曲作用有限。如果制品的翘曲主要源于模具的热分布不均，那么无论怎么优化退火参数，都只能得到有限改善。

二、退火温度与时间的确定

退火工艺的核心是两个参数：温度与时间。这两者不是独立的，而是通过应力松弛的时间尺度相互耦合。

温度的选择有一个明确的物理依据：玻璃化转变温度。只有当温度接近或超过玻璃化转变温度时，分子链段才获得足够的运动自由度，取向结构才能真正松弛。低于玻璃化转变温度退火，应力释放极为有限，耗时却很长。玻璃化转变温度与台阶高度的测定，按 GB/T 19466 系列规定的塑料差示扫描量热法执行，其中玻璃化转变温度的测定见该系列第2部分，该系列在 2025 年完成换版，执行时以其现行有效版本为准。

确定温度区间时，常用的做法是取玻璃化转变温度以上某个区间作为退火温度范围，区间下限保证分子链具备松弛能力，区间上限则受限于制品的耐热上限与尺寸稳定性要求。对半结晶塑料来说，上限还受到熔融温度的约束——温度接近熔点时制品会开始变形，这在薄壁件上尤其敏感。

时间的选择遵循一个类似的规律：温度越低，所需时间越长。应力松弛的时间常数对温度高度敏感，接近玻璃化转变温度时，松弛时间的数量级会发生突变。这意味着在玻璃化转变温度上方几度的位置，可能只需要原先几分之一的时间，就能达到相近的应力释放效果。

三、翘曲的评估方法与改善效果的判定

退火效果的评价需要一套可重复的测量方法。翘曲量的测量方式的选择，会直接影响结论的可比性。

常用的翘曲测量方式有三种。第一种是平面度与对角线差法：把制品平放在平台上，测量对角线长度之差，这一方法操作简单，适合快速筛查与批次间的趋势比较。第二种是三点支撑法：规定三个支撑点，测量指定位置到支撑平面之间的距离，这一方法的重复性更好，适合作为正式判定依据。第三种是轮廓扫描法：用扫描设备获取完整的三维轮廓，能够得到完整的变形分布信息，适合失效分析，但设备成本与数据处理量都较高。

表中的最后一行需要说明一个现实问题。残余应力的直接测定方法在工业实践中并不普及，很多情况下只能通过间接指标来推断——例如通过翘曲改善幅度、尺寸变化量与力学性能的对应关系来综合判断。这种方法的可信度取决于对工艺窗口边界的把握程度：只有在确认退火条件落在合理区间内时，间接推断的结论才是可靠的。

在工艺执行层面，还需要建立两项记录制度。第一是退火过程的记录，包括装炉方式、升温曲线、保温温度与时间、冷却方式与冷却曲线。装炉方式对退火均匀性的影响常被低估：同一炉中不同位置的制品受热情况不同，如果不做装炉位置记录，就无法解释批次间的差异。第二是退火前后的对比测量记录，同一件制品在退火前后的尺寸与翘曲数据配对保存，这样才能建立"退火条件—尺寸变化"的映射关系，为后续的工艺优化提供数据基础。

最后需要提醒，退火不是解决尺寸问题的万能手段。对于翘曲明显超出退火可调范围的制品，例如模具结构不对称、浇口布置失衡或顶出机构受力不均造成的变形，正确的处理方式是修正模具与工艺，而不是依靠退火去掩盖。退火的正确定位是：它是处理注塑工艺留下的取向应力与残余应力的手段，属于工艺补偿环节，而不是设计缺陷的补救措施。试样的状态调节与试验环境，按 GB/T 2918 规定执行；拉伸性能按 GB/T 1040、弯曲性能按 GB/T 9341、冲击性能按 GB/T 1043 规定的相应方法测定，上述标准执行时均应以现行有效版本为准。