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硫化橡膠制品缺陷和改進(jìn)措施
硫化橡膠制品常見缺陷成因及改進(jìn)措施(一)
硫化橡膠制品常見的缺陷一般表現(xiàn)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(jié)是減震器一個(gè)重要環(huán)節(jié),橡膠與金屬的粘結(jié)原理,普遍認(rèn)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(jié)件受力時(shí)的應(yīng)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(guò)吸附作用實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。底涂型和面涂型膠粘劑之間,以及膠粘劑與橡膠之間通過(guò)相互擴(kuò)散作用和共交聯(lián)作用而實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。
表3-1 脫膠的原因分析及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
膠漿選型不對(duì) |
①參考具體使用手冊(cè),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(shí)現(xiàn) |
①粗化金屬表面,保證金屬粘結(jié)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(zhì)等 |
3 |
膠漿涂刷工藝穩(wěn)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(yīng)注意充分干燥,讓溶劑充分揮發(fā),防止殘留溶劑隨硫化時(shí)揮發(fā),導(dǎo)致粘結(jié)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(zhì)使相互擴(kuò)散和共交聯(lián)作用充分進(jìn)行;另一方面可以實(shí)現(xiàn)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(jìn)配方以保證有充足的焦燒時(shí)間 ②模具、配方改進(jìn),保證膠料以最快的速度到達(dá)粘結(jié)部位 ③盡量采用普通、半有效硫化體系,提高硫黃用量,以實(shí)現(xiàn)多硫交聯(lián)鍵 ④改進(jìn)硫化條件(溫度、時(shí)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(jié) ⑥膠料停放時(shí)間太長(zhǎng),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(guò)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(fā)或固化 |
①硫化前需預(yù)烘的金屬件,應(yīng)注意預(yù)烘的時(shí)間和溫度控制,過(guò)度預(yù)烘會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)性物質(zhì)揮發(fā)和膠漿的熟化。 ②操作時(shí)注意防止金屬件在模具內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng) |
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(qiáng)物料管理 |
2氣泡
1大氣泡
大氣泡表現(xiàn)為減震器橡膠體表面存在體積較大的氣泡。氣泡產(chǎn)生的原因及解決方法如下表所示。
表3-2 大氣泡產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
制品硫化不充分,導(dǎo)致橡膠制品表面有大氣泡,割開其內(nèi)部呈蜂窩海綿狀 |
①延長(zhǎng)硫化時(shí)間,提高硫化溫度 ②保證硫化時(shí)有足夠的壓力 ③調(diào)整配方,提高硫化速度 |
2 |
脫膠會(huì)引起粘結(jié)部位殘留大量氣體,加壓時(shí)氣體收縮。一旦撤去壓力,氣體擴(kuò)散,橡膠層較薄且面積較大的橡膠和金屬之間會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)氣泡 |
①增加模具合模后回松次數(shù) ②對(duì)模具進(jìn)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(jìn)開煉機(jī)混煉工藝盡量避免氣體混入膠料 ⑦改進(jìn)注射條件,使膠料能較慢的進(jìn)入模具型腔 ⑧改進(jìn)模具的排氣槽、溢料槽等 |
4 |
膠料配方中有易揮發(fā)物 |
①注意調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧蚧瘲l件,溫度不宜太高 ②使用的各種原料應(yīng)注意使用前的防潮工作,必要時(shí)可以進(jìn)行干燥 ③減少使用硫化時(shí)產(chǎn)生氣體等小分子物質(zhì)的原料 ④減少使用低沸點(diǎn)的增塑劑、填充油、軟化劑 |
2薄皮氣泡
薄皮氣泡表現(xiàn)為減震器橡膠體表皮淺層存在一定數(shù)量的小氣泡。薄皮氣泡產(chǎn)生的原因及解決方法如下表所示。
表3-3 薄皮氣泡產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
硫化條件,硫化劑配合不恰當(dāng) |
①注意調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧蚧瘲l件,溫度不宜太高 ②調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑比例,不宜過(guò)高 |
2 |
膠料配方中有易揮發(fā)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(xiàn)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(chǎn)生的原因及解決方法如下表所示。
表3-4 膠瘤產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
模具型腔局部滯留氣體,從而影響傳熱和膠料受熱硫化
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①對(duì)模具進(jìn)行抽真空,保證膠料進(jìn)入型腔處于真空狀態(tài)。確保抽真空完好,以抽出模具內(nèi)的氣體 ②增加模具合模后放氣次數(shù) ③在模具上設(shè)置排氣槽或溢膠槽 |
2 |
模具型腔不對(duì)稱,有死角,傳熱不均導(dǎo)致硫化不均勻 |
①調(diào)整膠料配方,使用硫化曲線平坦期長(zhǎng)的膠料 ②調(diào)節(jié)硫化條件,延長(zhǎng)硫化時(shí)間或提高硫化溫度 |
3 |
膠料壓出或壓延夾入氣體 |
①改進(jìn)壓出、延壓條件和工藝 |
4 缺膠
缺膠表現(xiàn)為減震器橡膠沒有充滿整個(gè)型腔。缺膠產(chǎn)生的原因及解決如下表所示。
表3-5 缺膠產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
用膠量太少 |
① 增加用膠量 ② 調(diào)節(jié)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 |
① 改小溢料口的尺寸或減少溢料口數(shù)量 |
3 |
脫模劑用量太多,以致膠料在型腔內(nèi)匯合處不能合攏 |
① 減少脫模劑的用量 ② 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(dòng) |
① 調(diào)整膠料配方,延長(zhǎng)焦燒時(shí)間 ② 加大入料口的尺寸或增加入料口數(shù)量 |
5 |
模具入料口設(shè)計(jì)不合理,膠料流不滿型腔 |
① 改進(jìn)模具 |
6 |
膠料太硬或流動(dòng)性不好,未流滿型腔就已硫化,不能流動(dòng) |
① 改善膠料流動(dòng)性 |
5 縮孔夾層
縮孔、夾層表現(xiàn)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(xiàn)體積較大的空洞、溝槽狀物。
縮孔和夾層現(xiàn)象的原因和解決方法如下表。
表3-6 縮孔、夾層產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
膠料焦燒時(shí)間不足,易形成硫化膠粒和膠屑 |
① 延長(zhǎng)膠料焦燒時(shí)間 ② 調(diào)整硫化時(shí)間(降低溫度延長(zhǎng)硫化時(shí)間) ③ 避免使用停放時(shí)間太長(zhǎng)的膠料 |
2 |
工藝不合理,膠料過(guò)多無(wú)法溢出,硫化時(shí)先于制品表面硫化使之夾于分型面等部位之間 |
① 盡量采用注膠系統(tǒng) ② 膠料應(yīng)準(zhǔn)確稱量,給料 |
3 |
模具污染,膠料不清潔 |
① 清潔模具和膠料 |
4 |
模具分型面配合不緊密,設(shè)計(jì)不合理,溢料口太大 |
① 改進(jìn)模具,分型面盡量避免出現(xiàn)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(shí)膠料內(nèi)外層升溫不一致,外層膠料已硫化,內(nèi)層膠料卻受熱膨脹,強(qiáng)制溢料引起縮孔夾層 |
① 改進(jìn)膠料配方 |
6 噴霜
噴霜表現(xiàn)為減震器橡膠放置一段時(shí)間后,橡膠表面形成一層類似霜霧的白色物質(zhì)。噴霜的原因及解決方法如下表。
表3-7 噴霜產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑等原料用量過(guò)多,在橡膠中的溶解已飽和,便慢慢遷移到橡膠表面 |
① 通過(guò)試驗(yàn)合理控制各種原料的用量
|
2 |
產(chǎn)品硫化不充分,欠硫 |
① 充分硫化 |
7 分層
分層表現(xiàn)為減震器橡膠體不能形成一個(gè)整體,呈現(xiàn)出一層一層的現(xiàn)象。分層的原因和解決方法如下表。
表3-8 分層產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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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(shè)計(jì)時(shí)選用相容性好的膠種 |
8 撕裂、拉毛
撕裂、拉毛表現(xiàn)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。
表7-9 撕裂、拉毛產(chǎn)生的原因及解決方法
原因分析 |
解決方法 |
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1 |
脫模方式不合理,硬脫模,導(dǎo)致制品被扯斷或拉毛 |
① 改進(jìn)脫模方式,改進(jìn)模具結(jié)構(gòu) ② 噴脫模劑 |
2 |
制品過(guò)度硫化,導(dǎo)致橡膠強(qiáng)度等物理性能下降而被撕裂、扯斷 |
① 調(diào)整硫化條件到正硫化 |
3 |
硫化溫度太高 |
① 調(diào)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(hào) |
常見缺陷 |
原因分析 |
1. |
分型處開裂 |
① 膠料可塑度不足 ② 膠料過(guò)軟 ③ 膠料成熟不夠 ④ 硫化速度過(guò)快 ⑤ 硫化操作不當(dāng)。 |
2. |
硫痕 |
① 膠料量不足 ② 膠料放入方法不當(dāng) ③ 膠料的可塑度過(guò)低 |
3 |
產(chǎn)品有融接痕 |
① 膠料已經(jīng)發(fā)生焦燒 ② 預(yù)成型件不合理 ③ 模具設(shè)計(jì)不當(dāng) ④ 隔離劑使用不當(dāng) ⑤ 膠料表面噴霜 ⑥ 膠料表面污染 |
4 |
表面不光滑,有麻點(diǎn) |
① 膠料預(yù)熱不好 ② 膠料內(nèi)有水份 ③ 配合劑分散不均 ④ 模型內(nèi)壓力不足 ⑤ 硫化操作不當(dāng) ⑥ 模具腐蝕 |
5 |
氣泡 |
① 模具設(shè)計(jì)不當(dāng),不易排氣 ② 膠料預(yù)熱不好 ③ 膠料過(guò)軟 ④ 膠料硫化不足 ⑤ 膠料內(nèi)有水份 ⑥ 配合劑分散不均 ⑦ 模型內(nèi)裝入膠料不足 ⑧ 模型內(nèi)壓力不足 |
6 |
裂口 |
① 模局設(shè)計(jì)不當(dāng) ② 過(guò)硫化 ③ 模型表面隔離劑不足 ④ 配合劑分散不均 ⑤ 配方設(shè)計(jì)不當(dāng)(硫化劑用量過(guò)大) |
7 |
脫膠 |
見后表 |
脫膠的形式及定義
序號(hào) |
破壞形式 |
定義 |
1 |
R破壞 |
指橡膠自身在受力過(guò)程中破壞,這種狀況說(shuō)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(chǎn)生脫離的現(xiàn)象 |
3 |
CP破壞 |
指粘合劑底膠與面膠之間產(chǎn)生脫離的現(xiàn)象 |
4 |
M破壞 |
指粘合劑底膠與骨架之間產(chǎn)生脫離的現(xiàn)象 |
脫膠原因分析及對(duì)策
破壞形式 |
原因分析 |
對(duì)策 |
CR破壞 |
橡膠硫化速度過(guò)快 |
調(diào)整膠料的硫化速度; |
低硬度膠,含油量過(guò)高 |
調(diào)整膠料配方; 更換長(zhǎng)效型粘接劑; |
|
粘接劑反應(yīng)過(guò)快 |
降低硫化溫度或更換長(zhǎng)效型粘接劑; |
|
硫化壓力不足 |
減少模穴數(shù)和承壓面; 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)避免膠料外流; 檢修設(shè)備避免設(shè)備掉壓; |
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粘接劑涂層太薄 |
控制好粘接劑的涂層厚度 |
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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(yīng)失效 |
縮短骨架加入時(shí)間; 減慢膠料硫化速度; 更換長(zhǎng)效型粘接劑; |
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成型時(shí)粘接劑表面有氣體(有放射狀的破壞痕跡) |
改變注料點(diǎn)的位置,使之遠(yuǎn)離骨架粘接面; 采用抽真空或減慢注料速度,避免入料時(shí)膠料裹藏氣體; 調(diào)整膠料,避免膠料受熱分解過(guò)多氣體聚集在粘接界面; 采用快速水冷抑制氣體擴(kuò)展; |
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欠硫 |
調(diào)整硫化工藝; 控制煉膠工藝,減少膠料的波動(dòng); |
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脫模時(shí)有強(qiáng)制力 |
改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)或骨架尺寸,使骨架和模具配合良好; |
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M破壞 |
骨架處理不完全 |
調(diào)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(shí)間間隔和停放環(huán)境; 涂粘接劑時(shí)應(yīng)戴手套,避免手污染骨架; |
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底層粘接劑膜厚不足 |
控制底層粘接劑膜厚; |
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底層粘接劑干燥不足 |
粘接劑涂布后應(yīng)充分干燥; |
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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(yù)成型工藝,避免膠料藏有水份; 調(diào)整膠料配方; |
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硫化時(shí)間過(guò)長(zhǎng) |
調(diào)整硫化工藝; |
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硫化溫度過(guò)高 |
根據(jù)粘接劑和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整硫化溫度 |
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產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀不合理(緩沖塊類產(chǎn)品) |
橡膠與骨架過(guò)渡處應(yīng)考慮R連接和強(qiáng)制飛邊; 采用低溫硫化; |
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硫化后受熱過(guò)高 (如后道涂裝) |
降低涂裝時(shí)的干燥溫度和時(shí)間; |
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后道壓縮量過(guò)大 |
合理設(shè)計(jì)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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