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橡膠制品在硫化后處理

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橡膠制品在硫化后處理

發布日期:2017-08-04 作者: 點擊:

橡膠制品在硫化后處理

膠制品在硫化完成后往往還需要進行某些后處理,才能成為合格的成品。這包括:

①橡膠模具制品的去邊修整,使制品表面光潔、外形尺寸達到要求; 

② 經過一些特殊工藝加工,如對制品表面進行處理,使特種用途的制品的使用性能有所提髙; 

③對含有織物骨架的制品如膠帶、輪胎等制品要進行熱拉伸冷卻和硫化后在充氣壓力下冷卻,以保證制品尺寸、形狀穩定和良好的使用性能。 

一、模具制品硫化后的修整 

橡膠模具制品在硫化時,膠料畢然會延著模具的分型面等部位流出,形成溢流膠邊,也稱為毛邊或飛邊,膠邊的多少及厚薄決定于模具的結構、精度、平板硫化機平板的平行度和裝膠余膠量。現在的無邊模具生產的制品,膠邊特別薄, 有時起模時就被帶掉或輕輕一擦就可以去掉。但這種模具成本較高,易損壞,大多數橡膠模制品在硫化之后都需要修整處理。 

1.手工修整 

手工修邊是一種古老的修邊方法,它包括手工用沖頭沖切膠邊;用剪刀、刮刀等刀具去除膠邊。手工操作修整的橡膠產品的質量和速度也會因人而異,要求修整后制品的幾何尺寸必須符合產品圖紙要求,不得有刮傷、劃傷和變形。修整前必須清楚修整部位和技術要求,掌握正確的修整方法和正確使用工具。 

2.機械修整 

(1) 機械沖切修邊借助壓力機械和沖模、沖刀,去除制品的膠邊。此方法適用制品和其膠邊能放在沖模或沖刀底板上的模型制品,如瓶塞、皮碗等。對于含膠率較高、硬度小的制品一般采用撞擊法沖擊切邊,這樣,可減少由于制品彈性較大造成刀切后邊部不齊、側面凹陷;而對含膠率較低、硬度較高的制品,可以直接采取刀口模的方法沖切。另外,沖切還分為冷切和熱切,冷切是指在室溫姿件下沖切,要求設備的沖切壓力較高,沖切的質量較好;熱切指在較高的溫度,沖切時應防止高溫接觸制品的時間過長,影響產品質量。 

(2) 機械切削修邊適用于外形尺寸較大制品的修邊,使用的是切削刀具。一舷切削機械都是專用機器,不同制品使用不同的切刀。例如,輪胎硫化后表面氣眼和排氣線部位有長度不一的膠條,必須在輪胎旋轉條件下使用帶有溝槽的具將膠條削除。 

(3) 機械磨削修邊對于帶有內孔和外圓的模具橡膠制品,通常使用磨削的方茲。磨削的刃具為粒子一定粗細的砂輪,磨削修邊的精度較低,磨削表面較粗糙有可能夾有殘余的砂粒,影響使用效果。

(4) 低溫拋丸修邊對于修邊質量要求較高的精細制品,如0形圈、小皮碗等,可采用此法修邊。將制品用液氮或干冰迅速冷卻到脆性溫度以下,然后高速噴人金屬彈丸或塑料彈丸將飛邊打碎脫落,完成修邊。 

(5) 低溫刷磨修邊它是借助兩個繞水平軸旋轉的尼龍刷將冷凍的橡膠制品的膠邊刷除去。 

(6) 低溫轉鼓修邊它是最早采用的冷凍修邊方式,利用轉鼓轉動產生的撞擊力以及制品之間的摩擦力,使已被冷凍到脆化溫度以下的制品飛邊斷裂并脫落,鼓的形狀一般為八角形,以增大制品在鼓中的撞擊力,鼓的轉速要適中,加人磨蝕劑可提高效率。如電解電容器的橡膠塞的修邊工藝就是采用低溫轉鼓修整。 

(7) 低溫振動修邊又稱振動冷凍修邊,制品在環行密封箱中做螺旋狀振動,制品之間及制品與磨蝕劑之間存在較強的撞擊作用,致使冷凍脆化的膠邊碎落。低溫振動修邊比低溫轉鼓修邊好,制品損壞率低,生產效率較髙。 

(8) 低溫擺動、抖動修邊對小型或微型的制品或含有金屬骨架的微型橡膠制品適用,與磨蝕劑一起修去產品孔眼、邊角、槽溝中的膠邊。

業內專家提出,特種橡膠今后的發展應針對自身性能的缺陷,通過技術創新,促進產品性能的改善,縮短與國際先進技術的差距,適應汽車行業的發展。

新工況呼喚特種膠

汽車特種橡膠主要應用于變速箱、發動機、燃油、傳動、空調系統,可以滿足高性能、低能耗、低排放、低噪音與超長使用壽命的要求,用量不斷增加,汽車用橡膠的膠種也將向具有優良性能的特種膠方向發展。

據介紹,隨著汽車向高性能、低油耗、低排放與低噪音、超長使用壽命的方向發展,汽車的結構和工況條件發生了變化,原有裝置性能提高,增加了排氣凈化、燃油噴射、渦輪增壓等新的裝置,應用其中的膠管材料必須能夠承受較高的溫度,普通的天然膠、丁苯橡膠和順丁橡膠等都無法滿足高溫條件下的使用要求,必須采用耐高溫的特種橡膠材料。

同時,汽車燃料也多樣化,高芳烴含量燃油、含醇混合燃油、生物基燃料、過氧化酸性汽油等在使用,燃料油中添加一定量的醇類物質,可以提高燃油辛烷值,但使橡膠溶脹嚴重,耐油性大幅下降,齒輪油中的添加劑極易造成膠料老化,導致密封制品變硬、彈性下降直至失效。

上海交通大學教授任文壇認為,在含氧燃科,生物柴油以及混合燃油系統中,傳統的耐燃油橡膠密封材料已不再適用,新型特種橡膠則可完美替代傳統橡膠。

性能缺陷有待改善

汽車特種橡膠的品種主要有氟橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、氫化丁腈橡膠等,雖然這些橡膠可以替代部分傳統橡膠,但在性能方面還存在一些缺陷,有待繼續攻克。例如,氟橡膠耐高溫和腐蝕性強,但其生膠黏度低,難以與其他物料混合配制;硅橡膠機械強度優異,但其耐油性和撕裂性能仍需改善。

任文壇表示,只有改善特種橡膠本身性能缺陷才能推進應用。硅橡膠需要提高拉伸強度、撕裂強度、耐油性能;氟橡膠需要改進耐低溫性能、低硬度、低粘度;丙烯酸酯橡膠需要提高耐低溫性能、壓縮永久變形性能。同時,在特種橡膠與其他材料的復合時,常采用納米材料作為特種橡膠補強填充劑,但納米材料在部分特種橡膠中不能以納米狀態分散,一團一團的聚集,無法正常應用。

此外,特種膠料在加工和使用過程中的環保問題,比如炭黑中的多環或稠環芳烴,無機填料、硫化活性劑中的重金屬,硫化過程的揮發物,橡膠中重金屬含量和芳香化合物含量的限制條件的提出,也是配方研究人員當前關注的重點。

自主創新開發新品

目前,國外出現了一些特種橡膠新品種,比如共聚型氟硅橡膠、氨類高含氟三元聚合型氟橡膠等。這些新型特種橡膠的應用前景非常廣闊,但受制于國外專利技術,國內還不能生產。

青島科技大學教授鄧濤認為,我國目前汽車專用特種橡膠的品種規格少,不能滿足汽車用橡膠的需求。因此,亟待進行技術創新,開發高性能的新產品。“我國新型特種橡膠的開發,需要更準確的設計手段和更精確的生產制造工藝,通過應用仿真技術,更準確的得到半成品膠料的性能和產品使用性能的關系,從而進行更優化的設計,大幅度提高產品的性能和研發效率。”鄧濤說道。

據記者了解,青島科技大學當前也在開發NBR/EPDM共混改性材料,可耐高低溫、耐油、耐臭氧性能。業內專家指出,我國車用特種橡膠研發之路還有很長,只有不斷通過技術創新和產品創新,才能減小與國外的差距。未來,橡膠并用、橡塑并用改性可以作為特種膠發展的方向,如NBR/PVC、FKM/NBR、FKM/ACM等,以此來彌補傳統橡膠的缺點,擴大應用范圍。(本報記者張興剛)

汽車橡膠制品的分類及其在汽車中的作用

中國汽車工業的高速發展,推動著我國其他相關配套行業,尤其是橡膠工業的發展。幾年間,汽車用橡膠制品已發展成一個獨特的專業化的制品行業。汽車橡膠制品是汽車配件中不可缺少的重要組成元件。每輛汽車上安裝大約有100-200種橡膠制品,使用約200-500個橡膠配件。除輪胎外,因不同規格汽車而異,耗用橡膠材料約為15-60公斤,而汽車橡膠制品(不計輪胎)約占汽車總成本的6%左右。汽車工業用非輪胎類橡膠制品品種約有1000多種,規格超過8000個。據統計,汽車行業占用了全球每年消耗生膠量的70%以上,其中輪胎占用60%,汽車橡膠制品配件占用40%。

高速、安全、舒適、節能和環保是當代汽車追求的目標。隨著汽車現代化的發展,對汽車橡膠制品的要求也日趨嚴格和苛刻,不但要求具有各種特殊性能的橡膠材料滿足汽車新的技術要求,而且還要求橡膠材料有更高的物理機械性能,如耐老化,耐高、低溫,耐新型燃油以及優異的動態疲勞性能,耐久的使用壽命等。事實上,現代化汽車的每一項高性能都得依賴橡膠制品的技術進步提供保障,汽車橡膠制品的性能和質量,對提高汽車整車質量水平起著極為關鍵的作用。值得指出,橡膠制品扮演的角色永遠是配件,但這個配件卻時刻左右著主機的技術進步和技術水平。因此,可以說汽車橡膠制品的技術和質量基本上能反映汽車整車技術水平。

1.汽車橡膠制品的分類及其在汽車中的作用

橡膠輪胎被稱為汽車的兩條腿,輪胎在汽車中的重要作用是不言而喻的。輪胎是橡膠工業中耗膠量最大的一種橡膠制品,所以在橡膠工業中往往將輪胎從橡膠制品中獨立分離為一種特殊品種。而在汽車配件中,橡膠輪胎是一種特殊配件。

汽車橡膠制品可分為輪胎,密封制品,減震制品,安全制品,膠帶制品,膠管制品以及其他制品如雨刷器、擋泥板、膠粘劑、密封膠和內飾制品等七大類。

1.1輪胎

汽車輪胎起著承載汽車自重、車上的人和貨物的全部重量的作用,還起著使汽車前進、后退、轉彎和剎車等功能作用。汽車的安全性、舒適性和駕駛操控性能在很大程度上依賴于輪胎的高性能和高質量。

橡膠輪胎已有160年歷史。早在1845年,英國人R. W. Thomso將一條膠管套在木輪子上,從而減輕了輪子的滾動阻力,減少了振動,但這種早期的橡膠輪胎在當時已很受歡迎。當然這應當歸功于橡膠材料的優異性能。直到1888年,英國人J. B. Dunlop發明了充氣輪胎。在以后的一百多年時間里,隨著汽車工業的發展,橡膠輪胎經歷了數代產品的發展更新和進步,輪胎骨架材料從棉簾線、人造絲到尼龍簾線的斜交輪胎,發展到當今的鋼絲子午線輪胎。

人類發明充氣輪胎,有效地促進了汽車的發展。因為充氣輪胎緩沖吸震性能優秀,明顯地減少振動,使汽車操作安全性更好,乘坐更舒服,同時可以大幅度地提高汽車的行駛速度。隨著橡膠材料,配方技術,制造設備和制造工藝的不斷進步,使汽車輪胎的使用安全性和壽命耐久性大大提高。如在1900年,每條輪胎的行駛里程僅為800km;到了1978年,每條輪胎行駛里程已達到6萬km;發展至21世紀,每條輪胎行駛里程已不低于14萬km,甚至20萬km。而汽車行駛速度隨著高速公路的快速建設和投入使用大幅度提高,從幾十km/h提高到100km/h,140km/h甚至達到200km/h。

1.2密封制品

密封制品分O形圈、骨架油封和密封條三大類。O形圈和骨架油封是安裝于發動機、齒輪箱、轎車主軸上和液壓氣壓傳動系統中,防止潤滑油、液壓油以及其他液體泄漏或氣體泄漏,保證各部件體系正常運行,并且可防止外部砂粒塵埃雜質等進入體系,影響機器正常工作。O形密封圈和骨架油封主要用于旋轉軸或往復運動軸系的密封。骨架油封按結構可分為內骨架油封、外骨架油封、半外露骨架油封、封唇油封、帶副唇油封和組合式油封等;按在汽車中安裝部位可分為曲軸前油封、曲軸后油封、變速箱油封、凸輪箱油封、輪殼油封、半軸油封、氣壓導桿油封和減震器油封等。密封膠條主要用于汽車門窗、行李箱、發動機罩等部位,擔當密封、擋風、阻雨、減震和隔音等作用。按結構可分為純膠密封條(又可分為海棉膠和密實膠)和復合密封條(分橡膠/金屬骨架復合條,兩種以上橡膠復合條和橡膠塑料復合條)。

1.3減震制品

橡膠減震制品主要安裝于發動機、車身、空調和車廂懸掛系統。主要用于降低汽車行駛時的震動和噪音,提高汽車操控的穩定性、安全性和舒適性。隨著現代汽車綜合性能的不斷提高,對橡膠減震制品的性能和質量提出越來越高的要求。主要是要求減震制品要有優異的減震阻尼性能,抗動態疲勞性能和超長的壽命耐久性。汽車橡膠減震制品主要有空氣彈簧,發動機前后懸置墊,撓性聯軸節以及各種形狀的橡膠襯套,襯墊等。高級汽車上還在每個輪胎支撐中安裝了性能優異的特殊減震器。

1.4安全制品

汽車用橡膠安全制品在汽車中起到制動可靠性,行駛安全性及人身安全等作用。安全制品主要有制動皮膜(隔膜),皮碗,剎車片,安全氣囊和保險杠等。

制動皮膜和皮碗直接關系到汽車行駛安全,在汽車行駛中遇到意外時,使汽車迅速減速以至停車,保證車輛和人員的安全。安全氣囊是在車輛發生事故受撞擊時為車輛人員提供安全保障的橡膠制品。保險杠是在汽車發生碰撞時起減少沖擊力的作用。

1.5膠管制品

膠管制品用于底盤、發動機和車身三大部位,用于輸油、輸氣、驅動、控制、剎車、冷卻和供暖七個系統的膠管,起供油、供氣、供水和傳遞動力的作用。膠管品種有燃油管、輸水膠管、制動軟管、真空膠管、空調膠管、散熱器膠管、動力轉向膠管及異型分枝膠管。

1.6膠帶制品

膠帶制品在汽車中主要用于傳遞扭距動力和速度的作用,將動力從動力源發動機傳遞到需要動力的地方。安裝于冷卻風扇,冷卻水泵,剎車壓縮機,助力泵,空調系統和轉向裝置等系統。膠帶制品分V帶(又分普通V帶和多楔帶)和同步帶(齒形帶)。V帶按結構又分為切割帶和包布帶兩種。V帶的特點是速度高,傳動功率大。同步齒形帶用于汽車發動機配氣點火用,其使用條件為速度高,傳動功率大,溫度高。

1.7其他制品

這類橡膠制品包括汽車用膠板(車內地膠板和擋泥板)、汽車內飾及粘膠劑、密封膠、雨刷器膠條等。地板膠用于鋪設車內地面,防震防滑。雨刷器膠條用于雨雪天氣刮除擋風玻璃上雨雪之用,保證駕駛人員視線,正常操作和使車輛正常行駛。粘膠劑則用于汽車內飾材料的粘接和汽車底部的保護等。

橡膠制品在硫化后處理

膠制品在硫化完成后往往還需要進行某些后處理,才能成為合格的成品。這包括:

①橡膠模具制品的去邊修整,使制品表面光潔、外形尺寸達到要求; 

② 經過一些特殊工藝加工,如對制品表面進行處理,使特種用途的制品的使用性能有所提髙; 

③對含有織物骨架的制品如膠帶、輪胎等制品要進行熱拉伸冷卻和硫化后在充氣壓力下冷卻,以保證制品尺寸、形狀穩定和良好的使用性能。 

一、模具制品硫化后的修整 

橡膠模具制品在硫化時,膠料畢然會延著模具的分型面等部位流出,形成溢流膠邊,也稱為毛邊或飛邊,膠邊的多少及厚薄決定于模具的結構、精度、平板硫化機平板的平行度和裝膠余膠量。現在的無邊模具生產的制品,膠邊特別薄, 有時起模時就被帶掉或輕輕一擦就可以去掉。但這種模具成本較高,易損壞,大多數橡膠模制品在硫化之后都需要修整處理。 

1.手工修整 

手工修邊是一種古老的修邊方法,它包括手工用沖頭沖切膠邊;用剪刀、刮刀等刀具去除膠邊。手工操作修整的橡膠產品的質量和速度也會因人而異,要求修整后制品的幾何尺寸必須符合產品圖紙要求,不得有刮傷、劃傷和變形。修整前必須清楚修整部位和技術要求,掌握正確的修整方法和正確使用工具。 

2.機械修整 

(1)機械沖切修邊借助壓力機械和沖模、沖刀,去除制品的膠邊。此方法適用制品和其膠邊能放在沖模或沖刀底板上的模型制品,如瓶塞、皮碗等。對于含膠率較高、硬度小的制品一般采用撞擊法沖擊切邊,這樣,可減少由于制品彈性較大造成刀切后邊部不齊、側面凹陷;而對含膠率較低、硬度較高的制品,可以直接采取刀口模的方法沖切。另外,沖切還分為冷切和熱切,冷切是指在室溫姿件下沖切,要求設備的沖切壓力較高,沖切的質量較好;熱切指在較高的溫度,沖切時應防止高溫接觸制品的時間過長,影響產品質量。 

(2)機械切削修邊適用于外形尺寸較大制品的修邊,使用的是切削刀具。一舷切削機械都是專用機器,不同制品使用不同的切刀。例如,輪胎硫化后表面氣眼和排氣線部位有長度不一的膠條,必須在輪胎旋轉條件下使用帶有溝槽的具將膠條削除。 

(3)機械磨削修邊對于帶有內孔和外圓的模具橡膠制品,通常使用磨削的方茲。磨削的刃具為粒子一定粗細的砂輪,磨削修邊的精度較低,磨削表面較粗糙有可能夾有殘余的砂粒,影響使用效果。

 (4) 低溫拋丸修邊對于修邊質量要求較高的精細制品,如0形圈、小皮碗等,可采用此法修邊。將制品用液氮或干冰迅速冷卻到脆性溫度以下,然后高速噴人金屬彈丸或塑料彈丸將飛邊打碎脫落,完成修邊。 

(5)低溫刷磨修邊它是借助兩個繞水平軸旋轉的尼龍刷將冷凍的橡膠制品的膠邊刷除去。 

(6)低溫轉鼓修邊它是最早采用的冷凍修邊方式,利用轉鼓轉動產生的撞擊力以及制品之間的摩擦力,使已被冷凍到脆化溫度以下的制品飛邊斷裂并脫落,鼓的形狀一般為八角形,以增大制品在鼓中的撞擊力,鼓的轉速要適中,加人磨蝕劑可提高效率。如電解電容器的橡膠塞的修邊工藝就是采用低溫轉鼓修整。 

(7)低溫振動修邊又稱振動冷凍修邊,制品在環行密封箱中做螺旋狀振動,制品之間及制品與磨蝕劑之間存在較強的撞擊作用,致使冷凍脆化的膠邊碎落。低溫振動修邊比低溫轉鼓修邊好,制品損壞率低,生產效率較髙。 

(8)低溫擺動、抖動修邊對小型或微型的制品或含有金屬骨架的微型橡膠制品適用,與磨蝕劑一起修去產品孔眼、邊角、槽溝中的膠邊。

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