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橡胶制品在硫化后处理

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橡胶制品在硫化后处理

发布日期:2017-08-04 作者: 点击:

橡胶制品在硫化后处理

胶制品在硫化完成后往往还需要进行某些后处理,才能成为合格的成品。这包括:

①橡胶模具制品的去边修整,使制品表面光洁、外形尺寸达到要求; 

② 经过一些特殊工艺加工,如对制品表面进行处理,使特种用途的制品的使用性能有所提髙; 

③对含有织物骨架的制品如胶带、轮胎等制品要进行热拉伸冷却和硫化后在充气压力下冷却,以保证制品尺寸、形状稳定和良好的使用性能。 

一、模具制品硫化后的修整 

橡胶模具制品在硫化时,胶料毕然会延着模具的分型面等部位流出,形成溢流胶边,也称为毛边或飞边,胶边的多少及厚薄决定于模具的结构、精度、平板硫化机平板的平行度和装胶余胶量。现在的无边模具生产的制品,胶边特别薄, 有时起模时就被带掉或轻轻一擦就可以去掉。但这种模具成本较高,易损坏,大多数橡胶模制品在硫化之后都需要修整处理。 

1.手工修整 

手工修边是一种古老的修边方法,它包括手工用冲头冲切胶边;用剪刀、刮刀等刀具去除胶边。手工操作修整的橡胶产品的质量和速度也会因人而异,要求修整后制品的几何尺寸必须符合产品图纸要求,不得有刮伤、划伤和变形。修整前必须清楚修整部位和技术要求,掌握正确的修整方法和正确使用工具。 

2.机械修整 

(1) 机械冲切修边借助压力机械和冲模、冲刀,去除制品的胶边。此方法适用制品和其胶边能放在冲模或冲刀底板上的模型制品,如瓶塞、皮碗等。对于含胶率较高、硬度小的制品一般采用撞击法冲击切边,这样,可减少由于制品弹性较大造成刀切后边部不齐、侧面凹陷;而对含胶率较低、硬度较高的制品,可以直接采取刀口模的方法冲切。另外,冲切还分为冷切和热切,冷切是指在室温姿件下冲切,要求设备的冲切压力较高,冲切的质量较好;热切指在较高的温度,冲切时应防止高温接触制品的时间过长,影响产品质量。 

(2) 机械切削修边适用于外形尺寸较大制品的修边,使用的是切削刀具。一舷切削机械都是专用机器,不同制品使用不同的切刀。例如,轮胎硫化后表面气眼和排气线部位有长度不一的胶条,必须在轮胎旋转条件下使用带有沟槽的具将胶条削除。 

(3) 机械磨削修边对于带有内孔和外圆的模具橡胶制品,通常使用磨削的方兹。磨削的刃具为粒子一定粗细的砂轮,磨削修边的精度较低,磨削表面较粗糙有可能夹有残余的砂粒,影响使用效果。

(4) 低温抛丸修边对于修边质量要求较高的精细制品,如0形圈、小皮碗等,可采用此法修边。将制品用液氮或干冰迅速冷却到脆性温度以下,然后高速喷人金属弹丸或塑料弹丸将飞边打碎脱落,完成修边。 

(5) 低温刷磨修边它是借助两个绕水平轴旋转的尼龙刷将冷冻的橡胶制品的胶边刷除去。 

(6) 低温转鼓修边它是最早采用的冷冻修边方式,利用转鼓转动产生的撞击力以及制品之间的摩擦力,使已被冷冻到脆化温度以下的制品飞边断裂并脱落,鼓的形状一般为八角形,以增大制品在鼓中的撞击力,鼓的转速要适中,加人磨蚀剂可提高效率。如电解电容器的橡胶塞的修边工艺就是采用低温转鼓修整。 

(7) 低温振动修边又称振动冷冻修边,制品在环行密封箱中做螺旋状振动,制品之间及制品与磨蚀剂之间存在较强的撞击作用,致使冷冻脆化的胶边碎落。低温振动修边比低温转鼓修边好,制品损坏率低,生产效率较髙。 

(8) 低温摆动、抖动修边对小型或微型的制品或含有金属骨架的微型橡胶制品适用,与磨蚀剂一起修去产品孔眼、边角、槽沟中的胶边。

业内专家提出,特种橡胶今后的发展应针对自身性能的缺陷,通过技术创新,促进产品性能的改善,缩短与国际先进技术的差距,适应汽车行业的发展。

新工况呼唤特种胶

汽车特种橡胶主要应用于变速箱、发动机、燃油、传动、空调系统,可以满足高性能、低能耗、低排放、低噪音与超长使用寿命的要求,用量不断增加,汽车用橡胶的胶种也将向具有优良性能的特种胶方向发展。

据介绍,随着汽车向高性能、低油耗、低排放与低噪音、超长使用寿命的方向发展,汽车的结构和工况条件发生了变化,原有装置性能提高,增加了排气净化、燃油喷射、涡轮增压等新的装置,应用其中的胶管材料必须能够承受较高的温度,普通的天然胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶等都无法满足高温条件下的使用要求,必须采用耐高温的特种橡胶材料。

同时,汽车燃料也多样化,高芳烃含量燃油、含醇混合燃油、生物基燃料、过氧化酸性汽油等在使用,燃料油中添加一定量的醇类物质,可以提高燃油辛烷值,但使橡胶溶胀严重,耐油性大幅下降,齿轮油中的添加剂极易造成胶料老化,导致密封制品变硬、弹性下降直至失效。

上海交通大学教授任文坛认为,在含氧燃科,生物柴油以及混合燃油系统中,传统的耐燃油橡胶密封材料已不再适用,新型特种橡胶则可完美替代传统橡胶。

性能缺陷有待改善

汽车特种橡胶的品种主要有氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶等,虽然这些橡胶可以替代部分传统橡胶,但在性能方面还存在一些缺陷,有待继续攻克。例如,氟橡胶耐高温和腐蚀性强,但其生胶黏度低,难以与其他物料混合配制;硅橡胶机械强度优异,但其耐油性和撕裂性能仍需改善。

任文坛表示,只有改善特种橡胶本身性能缺陷才能推进应用。硅橡胶需要提高拉伸强度、撕裂强度、耐油性能;氟橡胶需要改进耐低温性能、低硬度、低粘度;丙烯酸酯橡胶需要提高耐低温性能、压缩永久变形性能。同时,在特种橡胶与其他材料的复合时,常采用纳米材料作为特种橡胶补强填充剂,但纳米材料在部分特种橡胶中不能以纳米状态分散,一团一团的聚集,无法正常应用。

此外,特种胶料在加工和使用过程中的环保问题,比如炭黑中的多环或稠环芳烃,无机填料、硫化活性剂中的重金属,硫化过程的挥发物,橡胶中重金属含量和芳香化合物含量的限制条件的提出,也是配方研究人员当前关注的重点。

自主创新开发新品

目前,国外出现了一些特种橡胶新品种,比如共聚型氟硅橡胶、氨类高含氟三元聚合型氟橡胶等。这些新型特种橡胶的应用前景非常广阔,但受制于国外专利技术,国内还不能生产。

青岛科技大学教授邓涛认为,我国目前汽车专用特种橡胶的品种规格少,不能满足汽车用橡胶的需求。因此,亟待进行技术创新,开发高性能的新产品。“我国新型特种橡胶的开发,需要更准确的设计手段和更精确的生产制造工艺,通过应用仿真技术,更准确的得到半成品胶料的性能和产品使用性能的关系,从而进行更优化的设计,大幅度提高产品的性能和研发效率。”邓涛说道。

据记者了解,青岛科技大学当前也在开发NBR/EPDM共混改性材料,可耐高低温、耐油、耐臭氧性能。业内专家指出,我国车用特种橡胶研发之路还有很长,只有不断通过技术创新和产品创新,才能减小与国外的差距。未来,橡胶并用、橡塑并用改性可以作为特种胶发展的方向,如NBR/PVC、FKM/NBR、FKM/ACM等,以此来弥补传统橡胶的缺点,扩大应用范围。(本报记者张兴刚)

汽车橡胶制品的分类及其在汽车中的作用

中国汽车工业的高速发展,推动着我国其他相关配套行业,尤其是橡胶工业的发展。几年间,汽车用橡胶制品已发展成一个独特的专业化的制品行业。汽车橡胶制品是汽车配件中不可缺少的重要组成元件。每辆汽车上安装大约有100-200种橡胶制品,使用约200-500个橡胶配件。除轮胎外,因不同规格汽车而异,耗用橡胶材料约为15-60公斤,而汽车橡胶制品(不计轮胎)约占汽车总成本的6%左右。汽车工业用非轮胎类橡胶制品品种约有1000多种,规格超过8000个。据统计,汽车行业占用了全球每年消耗生胶量的70%以上,其中轮胎占用60%,汽车橡胶制品配件占用40%。

高速、安全、舒适、节能和环保是当代汽车追求的目标。随着汽车现代化的发展,对汽车橡胶制品的要求也日趋严格和苛刻,不但要求具有各种特殊性能的橡胶材料满足汽车新的技术要求,而且还要求橡胶材料有更高的物理机械性能,如耐老化,耐高、低温,耐新型燃油以及优异的动态疲劳性能,耐久的使用寿命等。事实上,现代化汽车的每一项高性能都得依赖橡胶制品的技术进步提供保障,汽车橡胶制品的性能和质量,对提高汽车整车质量水平起着极为关键的作用。值得指出,橡胶制品扮演的角色永远是配件,但这个配件却时刻左右着主机的技术进步和技术水平。因此,可以说汽车橡胶制品的技术和质量基本上能反映汽车整车技术水平。

1.汽车橡胶制品的分类及其在汽车中的作用

橡胶轮胎被称为汽车的两条腿,轮胎在汽车中的重要作用是不言而喻的。轮胎是橡胶工业中耗胶量最大的一种橡胶制品,所以在橡胶工业中往往将轮胎从橡胶制品中独立分离为一种特殊品种。而在汽车配件中,橡胶轮胎是一种特殊配件。

汽车橡胶制品可分为轮胎,密封制品,减震制品,安全制品,胶带制品,胶管制品以及其他制品如雨刷器、挡泥板、胶粘剂、密封胶和内饰制品等七大类。

1.1轮胎

汽车轮胎起着承载汽车自重、车上的人和货物的全部重量的作用,还起着使汽车前进、后退、转弯和刹车等功能作用。汽车的安全性、舒适性和驾驶操控性能在很大程度上依赖于轮胎的高性能和高质量。

橡胶轮胎已有160年历史。早在1845年,英国人R. W. Thomso将一条胶管套在木轮子上,从而减轻了轮子的滚动阻力,减少了振动,但这种早期的橡胶轮胎在当时已很受欢迎。当然这应当归功于橡胶材料的优异性能。直到1888年,英国人J. B. Dunlop发明了充气轮胎。在以后的一百多年时间里,随着汽车工业的发展,橡胶轮胎经历了数代产品的发展更新和进步,轮胎骨架材料从棉帘线、人造丝到尼龙帘线的斜交轮胎,发展到当今的钢丝子午线轮胎。

人类发明充气轮胎,有效地促进了汽车的发展。因为充气轮胎缓冲吸震性能优秀,明显地减少振动,使汽车操作安全性更好,乘坐更舒服,同时可以大幅度地提高汽车的行驶速度。随着橡胶材料,配方技术,制造设备和制造工艺的不断进步,使汽车轮胎的使用安全性和寿命耐久性大大提高。如在1900年,每条轮胎的行驶里程仅为800km;到了1978年,每条轮胎行驶里程已达到6万km;发展至21世纪,每条轮胎行驶里程已不低于14万km,甚至20万km。而汽车行驶速度随着高速公路的快速建设和投入使用大幅度提高,从几十km/h提高到100km/h,140km/h甚至达到200km/h。

1.2密封制品

密封制品分O形圈、骨架油封和密封条三大类。O形圈和骨架油封是安装于发动机、齿轮箱、轿车主轴上和液压气压传动系统中,防止润滑油、液压油以及其他液体泄漏或气体泄漏,保证各部件体系正常运行,并且可防止外部砂粒尘埃杂质等进入体系,影响机器正常工作。O形密封圈和骨架油封主要用于旋转轴或往复运动轴系的密封。骨架油封按结构可分为内骨架油封、外骨架油封、半外露骨架油封、封唇油封、带副唇油封和组合式油封等;按在汽车中安装部位可分为曲轴前油封、曲轴后油封、变速箱油封、凸轮箱油封、轮壳油封、半轴油封、气压导杆油封和减震器油封等。密封胶条主要用于汽车门窗、行李箱、发动机罩等部位,担当密封、挡风、阻雨、减震和隔音等作用。按结构可分为纯胶密封条(又可分为海棉胶和密实胶)和复合密封条(分橡胶/金属骨架复合条,两种以上橡胶复合条和橡胶塑料复合条)。

1.3减震制品

橡胶减震制品主要安装于发动机、车身、空调和车厢悬挂系统。主要用于降低汽车行驶时的震动和噪音,提高汽车操控的稳定性、安全性和舒适性。随着现代汽车综合性能的不断提高,对橡胶减震制品的性能和质量提出越来越高的要求。主要是要求减震制品要有优异的减震阻尼性能,抗动态疲劳性能和超长的寿命耐久性。汽车橡胶减震制品主要有空气弹簧,发动机前后悬置垫,挠性联轴节以及各种形状的橡胶衬套,衬垫等。高级汽车上还在每个轮胎支撑中安装了性能优异的特殊减震器。

1.4安全制品

汽车用橡胶安全制品在汽车中起到制动可靠性,行驶安全性及人身安全等作用。安全制品主要有制动皮膜(隔膜),皮碗,刹车片,安全气囊和保险杠等。

制动皮膜和皮碗直接关系到汽车行驶安全,在汽车行驶中遇到意外时,使汽车迅速减速以至停车,保证车辆和人员的安全。安全气囊是在车辆发生事故受撞击时为车辆人员提供安全保障的橡胶制品。保险杠是在汽车发生碰撞时起减少冲击力的作用。

1.5胶管制品

胶管制品用于底盘、发动机和车身三大部位,用于输油、输气、驱动、控制、刹车、冷却和供暖七个系统的胶管,起供油、供气、供水和传递动力的作用。胶管品种有燃油管、输水胶管、制动软管、真空胶管、空调胶管、散热器胶管、动力转向胶管及异型分枝胶管。

1.6胶带制品

胶带制品在汽车中主要用于传递扭距动力和速度的作用,将动力从动力源发动机传递到需要动力的地方。安装于冷却风扇,冷却水泵,刹车压缩机,助力泵,空调系统和转向装置等系统。胶带制品分V带(又分普通V带和多楔带)和同步带(齿形带)。V带按结构又分为切割带和包布带两种。V带的特点是速度高,传动功率大。同步齿形带用于汽车发动机配气点火用,其使用条件为速度高,传动功率大,温度高。

1.7其他制品

这类橡胶制品包括汽车用胶板(车内地胶板和挡泥板)、汽车内饰及粘胶剂、密封胶、雨刷器胶条等。地板胶用于铺设车内地面,防震防滑。雨刷器胶条用于雨雪天气刮除挡风玻璃上雨雪之用,保证驾驶人员视线,正常操作和使车辆正常行驶。粘胶剂则用于汽车内饰材料的粘接和汽车底部的保护等。

橡胶制品在硫化后处理

胶制品在硫化完成后往往还需要进行某些后处理,才能成为合格的成品。这包括:

①橡胶模具制品的去边修整,使制品表面光洁、外形尺寸达到要求; 

② 经过一些特殊工艺加工,如对制品表面进行处理,使特种用途的制品的使用性能有所提髙; 

③对含有织物骨架的制品如胶带、轮胎等制品要进行热拉伸冷却和硫化后在充气压力下冷却,以保证制品尺寸、形状稳定和良好的使用性能。 

一、模具制品硫化后的修整 

橡胶模具制品在硫化时,胶料毕然会延着模具的分型面等部位流出,形成溢流胶边,也称为毛边或飞边,胶边的多少及厚薄决定于模具的结构、精度、平板硫化机平板的平行度和装胶余胶量。现在的无边模具生产的制品,胶边特别薄, 有时起模时就被带掉或轻轻一擦就可以去掉。但这种模具成本较高,易损坏,大多数橡胶模制品在硫化之后都需要修整处理。 

1.手工修整 

手工修边是一种古老的修边方法,它包括手工用冲头冲切胶边;用剪刀、刮刀等刀具去除胶边。手工操作修整的橡胶产品的质量和速度也会因人而异,要求修整后制品的几何尺寸必须符合产品图纸要求,不得有刮伤、划伤和变形。修整前必须清楚修整部位和技术要求,掌握正确的修整方法和正确使用工具。 

2.机械修整 

(1)机械冲切修边借助压力机械和冲模、冲刀,去除制品的胶边。此方法适用制品和其胶边能放在冲模或冲刀底板上的模型制品,如瓶塞、皮碗等。对于含胶率较高、硬度小的制品一般采用撞击法冲击切边,这样,可减少由于制品弹性较大造成刀切后边部不齐、侧面凹陷;而对含胶率较低、硬度较高的制品,可以直接采取刀口模的方法冲切。另外,冲切还分为冷切和热切,冷切是指在室温姿件下冲切,要求设备的冲切压力较高,冲切的质量较好;热切指在较高的温度,冲切时应防止高温接触制品的时间过长,影响产品质量。 

(2)机械切削修边适用于外形尺寸较大制品的修边,使用的是切削刀具。一舷切削机械都是专用机器,不同制品使用不同的切刀。例如,轮胎硫化后表面气眼和排气线部位有长度不一的胶条,必须在轮胎旋转条件下使用带有沟槽的具将胶条削除。 

(3)机械磨削修边对于带有内孔和外圆的模具橡胶制品,通常使用磨削的方兹。磨削的刃具为粒子一定粗细的砂轮,磨削修边的精度较低,磨削表面较粗糙有可能夹有残余的砂粒,影响使用效果。

 (4) 低温抛丸修边对于修边质量要求较高的精细制品,如0形圈、小皮碗等,可采用此法修边。将制品用液氮或干冰迅速冷却到脆性温度以下,然后高速喷人金属弹丸或塑料弹丸将飞边打碎脱落,完成修边。 

(5)低温刷磨修边它是借助两个绕水平轴旋转的尼龙刷将冷冻的橡胶制品的胶边刷除去。 

(6)低温转鼓修边它是最早采用的冷冻修边方式,利用转鼓转动产生的撞击力以及制品之间的摩擦力,使已被冷冻到脆化温度以下的制品飞边断裂并脱落,鼓的形状一般为八角形,以增大制品在鼓中的撞击力,鼓的转速要适中,加人磨蚀剂可提高效率。如电解电容器的橡胶塞的修边工艺就是采用低温转鼓修整。 

(7)低温振动修边又称振动冷冻修边,制品在环行密封箱中做螺旋状振动,制品之间及制品与磨蚀剂之间存在较强的撞击作用,致使冷冻脆化的胶边碎落。低温振动修边比低温转鼓修边好,制品损坏率低,生产效率较髙。 

(8)低温摆动、抖动修边对小型或微型的制品或含有金属骨架的微型橡胶制品适用,与磨蚀剂一起修去产品孔眼、边角、槽沟中的胶边。

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