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        硫化橡膠制品缺陷和改進措施

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        硫化橡膠制品缺陷和改進措施

        硫化橡膠制品常見缺陷成因及改進措施(一)

        硫化橡膠制品常見的缺陷一般表現為橡膠-金屬粘接不良、氣泡、局部橡膠硫化不足、缺膠、縮孔、噴霜、分層、撕裂等。

        1  橡膠-金屬粘接不良

        橡膠與金屬的粘結是減震器一個重要環節,橡膠與金屬的粘結原理,普遍認為在低模量的橡膠與高模量的金屬之間,膠粘劑成為模量梯度,以減少粘結件受力時的應力集中。常用雙涂型膠漿的底涂或單涂型膠粘劑與金屬表面之間主要通過吸附作用實現粘結。底涂型和面涂型膠粘劑之間,以及膠粘劑與橡膠之間通過相互擴散作用和共交聯作用而實現粘結。 

        3-1 脫膠的原因分析及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        膠漿選型不對

        ①參考具體使用手冊,選擇合適的膠粘劑

        2

        金屬表面處理失敗,以致底涂的物理吸附不能很好的實現

        ①粗化金屬表面,保證金屬粘結表面一定的粗糙度。常用的處理方法,顯微鏡觀察表面粗糙度從大到小依次是噴砂、拋丸>磷化>鍍鋅

        ②金屬表面不能有銹蝕,不能粘到油污、灰塵、雜質等

        3

        膠漿涂刷工藝穩定性差,膠漿太稀、漏涂、少涂、殘留溶劑等

        ①注意操作,防止膠漿漏涂、少涂

        ②涂好膠漿的金屬件應注意充分干燥,讓溶劑充分揮發,防止殘留溶劑隨硫化時揮發,導致粘結失敗

        ③要保證一定的涂膠厚度,特別是面涂膠漿。這樣一方面可以有充足物質使相互擴散和共交聯作用充分進行;另一方面可以實現一定的模量梯度層

        4

        配方不合理,膠料硫化速度與膠漿硫化速度不一致

        ①改進配方以保證有充足的焦燒時間

        ②模具、配方改進,保證膠料以最快的速度到達粘結部位

        ③盡量采用普通、半有效硫化體系,提高硫黃用量,以實現多硫交聯鍵

        ④改進硫化條件(溫度、時間和壓力)

        ⑤減少易噴霜物和增塑劑的使用,防止其遷移到橡膠表面,從而影響粘結

        ⑥膠料停放時間太長,改用新鮮的膠料

        5

        壓力不足

        ①增大硫化壓力

        ②注意溢料口、抽真空槽的位置、尺寸,防止局部與大氣過多溝通以至壓力不足

        ③保證模具配合緊密,防止局部壓力

        6

        膠漿有效成分揮發或固化

        ①硫化前需預烘的金屬件,應注意預烘的時間和溫度控制,過度預烘會導致反應性物質揮發和膠漿的熟化。

        ②操作時注意防止金屬件在模具內停留時間過長

        7

         

        有已硫化的膠皮、膠屑等異物混入混煉膠,隨橡膠一起硫化,由小面積脫膠,引起制品大面積剝離

        ①加強物料管理

        2氣泡

        1大氣泡

        大氣泡表現為減震器橡膠體表面存在體積較大的氣泡。氣泡產生的原因及解決方法如下表所示。

        3-2 大氣泡產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        制品硫化不充分,導致橡膠制品表面有大氣泡,割開其內部呈蜂窩海綿狀

        ①延長硫化時間,提高硫化溫度

        ②保證硫化時有足夠的壓力

        ③調整配方,提高硫化速度

        2

        脫膠會引起粘結部位殘留大量氣體,加壓時氣體收縮。一旦撤去壓力,氣體擴散,橡膠層較薄且面積較大的橡膠和金屬之間會出現氣泡

        ①以1中所述方法解決

        3

        有氣體裹入膠料,氣體不易排除,隨膠料一起硫化,從而在制品表面出現氣泡

        ①增加模具合模后回松次數

        ②對模具進行抽真空

        ③提高混煉膠硬度

        ④采用門尼粘度較高的橡膠

        ⑤入料前挑破膠料上的氣泡

        ⑥改進開煉機混煉工藝盡量避免氣體混入膠料

        ⑦改進注射條件,使膠料能較慢的進入模具型腔

        ⑧改進模具的排氣槽、溢料槽等

        4

        膠料配方中有易揮發物

        ①注意調節適當的硫化條件,溫度不宜太高

        ②使用的各種原料應注意使用前的防潮工作,必要時可以進行干燥

        ③減少使用硫化時產生氣體等小分子物質的原料

        ④減少使用低沸點的增塑劑、填充油、軟化劑

        2薄皮氣泡

        薄皮氣泡表現為減震器橡膠體表皮淺層存在一定數量的小氣泡。薄皮氣泡產生的原因及解決方法如下表所示。

        3-3 薄皮氣泡產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        硫化條件,硫化劑配合不恰當

        ①注意調節適當的硫化條件,溫度不宜太高

        ②調節適當的促進劑比例,不宜過高

        2

        膠料配方中有易揮發物

        同前

        3

        混煉中部分裝橡膠原輔材料的塑料袋,未徹底融化,并均勻分散在混煉膠中

        ①提高混煉溫度

        ②盡量去掉塑料包裝袋

        3膠瘤

        膠瘤(俗稱爛肉)表現為減震器橡膠體表面存在海綿狀或明顯的粘性突起物。膠瘤產生的原因及解決方法如下表所示。

        3-4 膠瘤產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        模具型腔局部滯留氣體,從而影響傳熱和膠料受熱硫化

         

         

         

        ①對模具進行抽真空,保證膠料進入型腔處于真空狀態。確保抽真空完好,以抽出模具內的氣體

        ②增加模具合模后放氣次數

        ③在模具上設置排氣槽或溢膠槽

        2

        模具型腔不對稱,有死角,傳熱不均導致硫化不均勻

        ①調整膠料配方,使用硫化曲線平坦期長的膠料

        ②調節硫化條件,延長硫化時間或提高硫化溫度

        3

        膠料壓出或壓延夾入氣體

        ①改進壓出、延壓條件和工藝

        4  缺膠

        缺膠表現為減震器橡膠沒有充滿整個型腔。缺膠產生的原因及解決如下表所示。

        3-5 缺膠產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        用膠量太少

           增加用膠量

           調節注膠孔,保證注膠充足

        2

        溢料口太大,以致膠料不能充滿型腔,從溢料口溢出

          改小溢料口的尺寸或減少溢料口數量

        3

        脫模劑用量太多,以致膠料在型腔內匯合處不能合攏

            減少脫模劑的用量

            注意膠料使用前不能沾油污

        4

        膠料硫化速度太快,以致未擠滿型腔便已硫化,不能流動

           調整膠料配方,延長焦燒時間

           加大入料口的尺寸或增加入料口數量

        5

        模具入料口設計不合理,膠料流不滿型腔

        ① 改進模具

        6

        膠料太硬或流動性不好,未流滿型腔就已硫化,不能流動

        ① 改善膠料流動性

        5  縮孔夾層

        縮孔、夾層表現為減震器橡膠表面入料口、溢料口、分型面或橡膠與金屬粘接處等部位出現體積較大的空洞、溝槽狀物。

        縮孔和夾層現象的原因和解決方法如下表。

        3-6 縮孔、夾層產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        膠料焦燒時間不足,易形成硫化膠粒和膠屑

           延長膠料焦燒時間

           調整硫化時間(降低溫度延長硫化時間)

          避免使用停放時間太長的膠料

        2

        工藝不合理,膠料過多無法溢出,硫化時先于制品表面硫化使之夾于分型面等部位之間

           盡量采用注膠系統

           膠料應準確稱量,給料

        3

        模具污染,膠料不清潔

           清潔模具和膠料

        4

        模具分型面配合不緊密,設計不合理,溢料口太大

        ① 改進模具,分型面盡量避免出現在制品的粘接部位等敏感位置

        5

        膠料傳熱速度較慢,硫化時膠料內外層升溫不一致,外層膠料已硫化,內層膠料卻受熱膨脹,強制溢料引起縮孔夾層

        ① 改進膠料配方

        6  噴霜

        噴霜表現為減震器橡膠放置一段時間后,橡膠表面形成一層類似霜霧的白色物質。噴霜的原因及解決方法如下表。

        3-7 噴霜產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        硫化劑、促進劑、活性劑等原料用量過多,在橡膠中的溶解已飽和,便慢慢遷移到橡膠表面

        ① 通過試驗合理控制各種原料的用量

         

        2

        產品硫化不充分,欠硫

        ① 充分硫化

        7  分層

        分層表現為減震器橡膠體不能形成一個整體,呈現出一層一層的現象。分層的原因和解決方法如下表。

        3-8 分層產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        膠料表面污染,特別是油污

        ① 清潔膠料表面或換用干凈的膠料

        2

        噴霜

        ① 同前4.6

        3

        相容性差的不同橡膠混合不均勻

        ① 在配方設計時選用相容性好的膠種

        8  撕裂、拉毛

        撕裂、拉毛表現在減震器橡膠體被扯斷或橡膠體表面不光滑平整。撕裂、拉毛的原因和解決的方法如下表。

        7-9 撕裂、拉毛產生的原因及解決方法

         

        原因分析

        解決方法

        1

        脫模方式不合理,硬脫模,導致制品被扯斷或拉毛

          改進脫模方式,改進模具結構

          噴脫模劑

        2

        制品過度硫化,導致橡膠強度等物理性能下降而被撕裂、扯斷

         調整硫化條件到正硫化

        3

        硫化溫度太高

           調整膠料配方,降低硫化溫度

         

        常見的金屬和橡膠黏合缺陷和原因(二)

        序號

        常見缺陷

        原因分析

        1.

        分型處開裂

             膠料可塑度不足

             膠料過軟

             膠料成熟不夠

             硫化速度過快

           硫化操作不當。

        2.

        硫痕

             膠料量不足

             膠料放入方法不當

             膠料的可塑度過低

        3

        產品有融接痕

             膠料已經發生焦燒

             預成型件不合理

             模具設計不當

             隔離劑使用不當

             膠料表面噴霜

         膠料表面污染

        4

        表面不光滑,有麻點

             膠料預熱不好

             膠料內有水份

             配合劑分散不均

             模型內壓力不足

             硫化操作不當

             模具腐蝕

        5

        氣泡

             模具設計不當,不易排氣

             膠料預熱不好

             膠料過軟

             膠料硫化不足

             膠料內有水份

             配合劑分散不均

             模型內裝入膠料不足

             模型內壓力不足

        6

        裂口

             模局設計不當

             過硫化

             模型表面隔離劑不足

             配合劑分散不均

             配方設計不當(硫化劑用量過大)

        7

        脫膠

        見后表

        脫膠的形式及定義

        序號

        破壞形式

        定義

        1

        R破壞

        指橡膠自身在受力過程中破壞,這種狀況說明橡膠與骨架粘接良好

        2

        CR破壞

        指橡膠與粘合劑面膠之間產生脫離的現象

        3

        CP破壞

        指粘合劑底膠與面膠之間產生脫離的現象

        4

        M破壞

        指粘合劑底膠與骨架之間產生脫離的現象

         脫膠原因分析及對策

         

        破壞形式

        原因分析

        對策

        CR破壞

        橡膠硫化速度過快

        調整膠料的硫化速度;

        低硬度膠,含油量過高

        調整膠料配方;

        更換長效型粘接劑;

        粘接劑反應過快

        降低硫化溫度或更換長效型粘接劑;

        硫化壓力不足

        減少模穴數和承壓面;

        模具結構應避免膠料外流;

        檢修設備避免設備掉壓;

        粘接劑涂層太薄

        控制好粘接劑的涂層厚度

        粘接劑表面不干凈

        注意保管好涂后的骨架

        骨架受熱粘接劑自身反應失效

        縮短骨架加入時間;

        減慢膠料硫化速度;

        更換長效型粘接劑;

        成型時粘接劑表面有氣體(有放射狀的破壞痕跡)

        改變注料點的位置,使之遠離骨架粘接面;

        采用抽真空或減慢注料速度,避免入料時膠料裹藏氣體;

        調整膠料,避免膠料受熱分解過多氣體聚集在粘接界面;

        采用快速水冷抑制氣體擴展;

        欠硫

        調整硫化工藝;

        控制煉膠工藝,減少膠料的波動;

        脫模時有強制力

        改進模具結構或骨架尺寸,使骨架和模具配合良好;

        M破壞

        骨架處理不完全

        調整骨架處理工藝

        粘合劑涂布前骨架污染

        控制骨架處理到涂粘接劑的時間間隔和停放環境;

        涂粘接劑時應戴手套,避免手污染骨架;

        底層粘接劑膜厚不足

        控制底層粘接劑膜厚;

        底層粘接劑干燥不足

        粘接劑涂布后應充分干燥;

        粘接劑涂層吸附有水份

        注意保管好涂后的骨架,避開水分和濕氣;

        膠料中含有水份或易分解出氣體

        控制煉膠和預成型工藝,避免膠料藏有水份;

        調整膠料配方;

        硫化時間過長

        調整硫化工藝;

        硫化溫度過高

        根據粘接劑和產品結構調整硫化溫度

        產品結構形狀不合理(緩沖塊類產品)

        橡膠與骨架過渡處應考慮R連接和強制飛邊;

        采用低溫硫化;

        硫化后受熱過高

        (如后道涂裝)

        降低涂裝時的干燥溫度和時間;

        后道壓縮量過大

        合理設計后加工壓縮量;

        改變骨架前處理工藝;

        采用分段壓縮工藝,降低一次壓縮量;

         









         
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