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橡胶模压制品常见质量问题分析

时间:2019-07-1953745 次浏览

信息摘要:模压制品指在平板硫化机上用模具成型和硫化的中小型橡胶制品,如各种形式的油封制品,减震制品、保护套等。

本文所说的模压制品,指在平板硫化机上用模具成型和硫化的中小型橡胶制品,如各种形式的油封制品,减震制品、保护套等。

橡胶模压中出现的反映在不同制品上的同一类问题,如缺胶、鼓包等,由于橡胶材料的种类、批次、产地不同,机床、操作者不同,甚至气候的不同等等,因而产生问题的原因也不同,企图找到一条固定的具有普遍意义的改进方法是不可能的,只能具体情况具体分析。

1、缺胶

表现为表面(全部或局部)疏松、麻面或有空洞。产生原因和防止方法:

(1)加料量不足,为保证橡胶制品不缺胶,应准确确定毛料重量、加足料量并反映在工艺文件内。

(2)压力不足,胶料不能充满模腔。应适当增加压力。

(3)胶料流动性太差。在制品性能允许的情况下,可调整胶料配方,增加可塑性,工艺上应适当增加压力或者在模具或毛坯表面涂洒一层硬脂酸锌、硅油一类的润滑剂(带金属嵌件者不用)。

(4)模具温度过高,胶料部分焦烧,流动性降低。应适当降低装料时的模具温度,但不应降温过多,否则,模温在规定时间内升不到硫化温度,而使

整模胶料报废。应当说明,硅橡胶因其没有严格的正硫化点,胶料可在较低温度下装模(可与室温相当)而不影响硫化胶性能。

(5)胶料的焦烧时间太短。应改进配方,提高胶料的耐焦烧性。

(6)装模、合模速度太慢,引起焦烧。应提高操作技术。

(7)坯料安放位置不当,使得胶料不易克满模腔。

(8)模具结构不合理,也可使胶料不易充模,例如,对于狭长制品,应使制品长度方向与加压方向垂直。

(9)加压太快,胶料在未充满模腔之前就被挤出模外,使毛边增厚而制品缺料。应减慢加压速度,使胶料在压力下缓缓流入模腔。

2、对合线开裂

表现为启模后在模具对合处制品裂开。有时有毛边内缩现象(俗称抽边)。产生原因及防止方法:

(1)压力不足或压力波动、使硫化过程中胶料内部压力大于硫化压力,而使模具稍稍涨开,引起制品开裂。应增加压力或者检查压力波动原因。

(2)硫化压力过大,胶料被严重压缩,启模时,压力急剧下降、硫化胶体积增大,制品其他部分因受模具限制无法膨胀,而模具对合线处则可自由膨胀,因膨胀不均造成的内应力就会导致对合线开裂。应使硫化压力降到合适的水平,防止过大过小。

如果降压后毛边增厚,可酌情减少加料量或加大流胶槽。有条件时,可使模具在压力下冷却,然后启模,这样因冷却收缩可以部分或全部抵消上述体积增大现象,减少或杜合线开裂。

(3)硫化温度高,时间短。这常常是造成厚制品抽边的主要原因。制品外部硫化后,由于胶料传热慢,内部还处于未硫化状态,如果这时降压启模,内部硫化反应中的挥发物就会迅速外溢,同时由于温度下降,胶料严重收缩〔比之硫化完全的胶料收缩率要大),这两方面的因素使得对合线处开裂并抽边。应当调整硫化条件,采用低温长时间硫化法或分阶段升温硫化法。

(4)对合线处局部疏松,胶料之间结合强度小。这是造成对合线处局部开裂的常见原因。导致局部疏松的原因很多,如模具合缝不严,胶料从缝隙中流出过多;装料方法不当,使对合线处某个部位有不明显缺胶;模具结构不合理(对合线方向与加压方向平行是典型的不合理结构,应予以避免);胶料太硬等。对于上述问题应当分析具体情况,采取相应措施加以改进。

(5)缓压太迟。如果在胶料表面已经硫化后再缓压,常使对合线开裂。

3、鼓包、气孔或呈海绵状

产生原因及防止方法

(1)硫化不充分,温度过低或时间过短,使得硫化时产生的挥发物没有排除干净。应查明原因,采取相应措施。

(2)硫化压力不足、模腔内滞留的气体和硫化挥发物不能及时排出。应适当增加压力。

(3)加压太快、合模迅速,气体来不及排出。应缓缓加压,使模具慢慢闭合。

(4)缓压(亦称放气)不当或没有缓压。对于大部分制品来说,都需要缓压。缓压应掌握时机,过早过迟都不利于排气,反而带来其它弊病。

(5)模具结构不合理。如:对于结构复杂制品,应采用多镶块式模具,这样有利于气体从模具合缝处逸出;对易出现气孔的地方可加开跑气槽;上模板型腔不宜太深等。

(6)装料方法不当,模腔内空气不易排出。这点对于结构复杂、有死角的模具来说,有很大的危险性。应在装料时尽量使胶料均布于模腔各部位。

(7)胶料内夹有空气和水分。这通常是热炼或保管不当造成的,应当提高热炼质量,热炼好的胶料应密闭保管。在装模前如对胶料进行干燥处理,可有效地防止水分带入模腔。

(8)硫化温度偏高,胶料表面过早化,妨碍了胶料中空气、水蒸气和挥发组分的自由析出。对于厚制品来说,这点尤其重要。采取措施同2,(3)。

(9)装料量不足、这除引起制品表面有缺胶现象外,也可使制品内部不密实,有气孔。

(10)胶料硫化速度太快,内部的挥发物来不及析出就已硬化。应调节配方,增加胶料的诱导期。

4、分层和开裂

产生原因及防止方法:

(1)返回胶(胶料热炼后没有用完,剩余胶料又与新胶料合在一起热炼,这种剩余胶料称返回胶)与新胶料一起热时混合不均匀,致使硫化程度不一致,造成分层。应适当增加薄通次数,使热炼均匀。

(2)胶料或模具被油脂及其他杂质沾污,在被污染的地方造成分层。如果油污发生在制品表层,该处就有开裂的可能,因此胶料应妥为保管,模具在使用前要擦试干净。如果模腔的死角、镶块缝隙不易擦拭干净,第一模制品可废弃不用。

(3)脱模剂涂擦过多,使其部分浸入胶料中,造成制品分层、开裂。除易粘模部位外,脱模剂不涂或少涂。

(4)混炼不均或喷霜。喷霜是橡胶配合剂(如硫化剂、防老剂、增塑剂等)从橡胶中析出的一种物理现象。未硫化胶和硫化胶均可发生。胶料在进人模具前如果不能消除喷霜现象,制品各部分就不能很好地融为一体,而在喷霜部位分层或开裂。混炼不均的胶料本身就有分层现象,在热炼和成型过程中如果不能消除此种弊病,则制品也就会分层和开裂,防止方法是:胶料在使用前要经过充分热炼,可以部分或全部消除混炼不均和喷霜现象,热炼好的胶料最好立即使用,不能停放太久,否则,喷霜现象还可能发生。

(5)混炼胶表面隔离剂涂洒太多,而在热炼前又没有擦拭干净,埋下了分层开裂的隐患。因此胶料在热炼前应尽量将隔离剂清除。同时胶料要充分热炼,以便余下的隔离剂与胶料均匀地混合在一起。

(6)胶料塑性太差。例如某些氟橡胶,塑性很差,当胶料以片状、块状、条状毛坯装模时,各胶片、胶块、胶条之间在正常的硫化温度下融合就很困难,常有分层、开裂现象发生。若采用低温化,问题会更严重。预防措施量:①热炼要充分。②采用与制品形状相似的毛坯装模。③预热胶料。④尽量采用高温硫化。

5、脱模裂伤

这一缺陷系指在脱模过程中将制品撕裂。撕裂部位因撕裂原因不同而异,撕裂原因及防止方法如下:

(1)过硫。因过硫制品弹性不够,出模时易造成机械拉伤,一般情况下,适当降低硫化温度,缩短硫化时间,即可解决此类问题。

(2)脱模时模温过高,橡胶分子仍处于剧烈的运动中,遇冷空气则局部先行冷却,与后冷却的部分形成内应力,极易造成脱模裂伤。一些机械强度不高的橡胶,如硅橡胶此种缺陷较多,出现这种情况时,应适当降低出模温度。硅橡胶理想的办法是冷出模,但这要降低生产效率。

(3)未用脱模剂或用量不足,应采取相应措施,特别在易撕裂处可多涂一些脱模剂。

(4)出模方法不当,应加以改进。

(5)模具结构不合理。如波纹状防尘套之类的制品,从整体模芯脱出相当困难,若把模芯设计为由多件镶块拼装而成,使镶块分别从制品中抽出,则会避免裂伤。

(6)模具型腔加工不良或因长期使用污染严重,均可增加出模困难,甚至有使制品粘连在模其上的危险。

(7)选材不当,对于难于脱模的制品,应选用抗撕裂性能好,伸长率较大的橡胶材料,如天然橡胶、聚异戊二烯橡胶等。

6、喷霜

这里仅指硫化胶(即制品)的喷箱。硫化胶的喷霜虽然在个别情况下是有益的,但对制品的大部分性能都有不利的影响,故应予以防止。产生原因及预防方法如下:

(1)硫化不充分,未参与硫化反应的硫化剂较多而导致喷硫(即硫化剂从胶中析出)。应采取相应措施,消除硫化不充分现象。

(2)某种配合剂用量太多,超过了硫化胶的溶解量,应调整配方。

(3)配合剂混合不均匀,应提高混炼质量,同时,在使用混炼胶时,热炼要充分。

(4)出模时模具冷却太快、应逐渐降温。

(5)制品保管温度太低,配合剂在橡胶中的溶解度下降。

7、扭曲变形

产生原因及防止方法如下:

(1)硫化不充分,材料塑性大,出模时因机械力作用使其发生扭曲变形。硫化不充分的制品,后硫化现象也较严重,在后硫化过程中也可发生变形。应查明硫化不充分的原因,相应采取措施。

(2)硫化不均匀。一是制品太厚,内外硫化不均,出模后内部继续硫化,制品发生变形,采取措施同2、(3)。二是上下平板温度不一致,造成制品各部分硫化程度有差异,引起变形,这种情况下,应立即检修硫化机。

(3)出模温度太高,股料尚有较大的可塑性,容易在机械力作用下变形。防止方法同5、(2)。

(4)带有簿形金属嵌件的制品,嵌件尺寸不合格,虽然利用其弹性可以安放在模腔内,但出模后便立即恢复到原来的形状,导致整个制品变形。金属骨架外圆裸露的油封制品常发生此类质量问题。严格控制与模腔有配合关系的嵌件尺寸,可杜绝制品变形。

(5)夹有织物的制品,由于织物与橡股材料的收缩率不一致,出模冷却后因收缩不均而变形,还有一些合成纤维织物,如锦纶、涤纶等,热收缩现象严重,也导致制品变形。对于前一种情况,最好的方法是出模后立即定型,限制其收缩。对于后一种情况、模压前应将织物进行热定型处理。

(6)制品壁厚相差悬殊,冷却时收缩速度不一致,容易使壁薄部分挠曲变形,带有金属嵌件的制品,若纯胶部分较薄也常常发生变形问题。上述两种情况,均可用降低出模温度的办法补救,也可用出模后立即定型的办法来处理。

(7)制品保管不当是引起制品变形不容忽视的原因。这方面的例子很多,如:

①中空制品、薄壁制品、壁厚相差悬殊的制品长期杂乱地堆放在一起,甚至制品上还压有重物,这很容易使制品变形。正确的保管办法应排列整齐,不要堆积过高,中空制品(包括O型圈)最好套在芯棒上保管。

②O型圈用绳子串在一起挂在空中保管,在自身重力作用下发生变形。

③制品采用纸、布等软物质包装,捆扎过紧、引起变形。一般应用木箱、硬纸盒等包装橡胶制品为好。

8、O型圈接头脱裂或有接痕

以条状坯料装模的O型圈有时会发生接头脱裂现象。其表现形式为将制品拉伸或压缩时,坯料结合处外层胶膜破裂,而内部融合不完全甚至全部脱节。产生的主要原因和防止方法是:

(1)坯料塑性太差,对这类胶料最好采用无接头的O型坯料装模,坯料用冲刀或划刀制取,也可采用连续下料机制取。

(2)硫化温度低或硫化时间短,应适当提高硫化温度或延长硫化时间。

(3)采用压出胶条作为制品坯料时,若压出机温度过高、胶料有轻度焦烧,引起制品接头不良。

O型圈接痕的表现形式为制品在坯料接合处有一条细小的凹痕,产生原因及改进方法与接头脱裂相同。


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