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          • 模壓硫化方法和工藝過程
          • 本站編輯:杭州富陽裕紅線材制品有限公司發布日期:2022-02-25 10:41 瀏覽次數:

          1、硫化方法簡介

          使橡膠分子交聯起來,成為網絡結構,因而改進了橡膠的使用性能,這種變化叫做“硫化”。天然膠起初是用硫磺硫化的,“硫化”這個名詞就是由此而來。按硫化方法的不同分為熱硫化、冷硫化、高頻硫化、高能射線輻射硫化等。

          (1)熱硫化

          熱硫化是橡膠用電或蒸汽加熱硫化。用于硫化各種模型制品,各種膠帶、膠板、輪胎、膠布等。

          (2)冷硫化

          冷硫化是橡膠在常溫下硫化,多用于自然硫化膠漿粘合的制品。膠漿內配有活性強的超促進劑,使用這種膠漿粘合的制品,于室溫停放一段時間即達到硫化的目的。特別是大型的膠布制品,如橡膠水管、膠囊等多采用這種方法。也可以制造快速自然硫化膠漿,使其在短時間內,得到相當高的粘合強度。

          還有一種冷硫化方法是用2%-5%的一氯化硫稀溶液浸漬不含硫磺的制品進行硫化。因只能用于薄膜制品,同時一氯化硫毒性較大,所以航空工業中很少采用。

          (3)高頻硫化

          在均勻的高頻交變電場作用下,橡膠分子隨電場的變化而運動,由于分子間的運動、互相摩擦及位移,使膠料本身產生熱量,從而達到硫化的目的。

          (4)高能射線輻射硫化

          用Co60放射γ射線作為能源,在常溫下,輻射能將橡膠分子的氫原子脫離,在橡膠鏈上生成游離基,產生交聯作用,使橡膠的直鏈分子生成網狀結構,完成硫化過程。高能射線輻射可使不含硫化劑、促進劑的橡膠進行硫化,獲得優良的物理性能。由于成本高昂,只用于特殊制品。但是它可以簡化工藝、加速生產,有發展前途。


          2、模壓硫化工藝過程簡介

          (1)熱煉

          膠料在硫化前應進行熱煉,以便破壞其在停放時產生的凝膠,提高膠料的塑性和均勻程度。

          方法是將膠料切成小塊,用抹布浸航空汽油或苯洗去膠料上的臟物、灰塵和有關標記。在室溫下晾干10-15分鐘。然后在煉膠機上熱煉3-5分鐘,薄通數次,使膠料表面柔軟、光滑。再按規定尺寸切片。

          經熱煉的膠料應在12小時內使用為宜。過時的膠料可按30%的量摻入同牌號、同批次的膠料中,重新熱煉后使用。

          經熱煉的膠料應柔軟、光滑,無大的褶皺、麻面和氣泡等缺陷。

          (2)下料

          用沖子、剪刀或預成型機等將膠料制成一定形狀和尺寸的坯料。其形狀應與模腔相似,重量要準確(一般比零件凈重重5%-10%)。

          (3)金屬件的準備和涂膠

          吹砂

          為了增加橡膠與金屬的附著力,模壓用的金屬件表面必須無銹、無油污、無氧化層,并經過吹砂。經吹砂處理后零件表面應粗糙、均勻、無金屬光澤,并浸入干凈的汽油中備用。使用期以48小時內為宜。當非加工表面不允許吹砂時應有專用的夾具保護。吹砂時,石英砂顆粒的大小和壓縮空氣的壓力,應視零件的規格及金屬件的表面情況而定。所使用的石英砂必須經過篩選、干燥、且不得含有油污。吹砂機必須附加隔油器,清除壓縮空氣內的油質(定期檢查分析)。

          鍍黃銅

          鍍黃銅的目的是增加橡膠與金屬件的結合力。鍍黃銅時須嚴格控制鍍液的成分、pH值和溫度。鍍黃銅后的金屬件存放不宜過久,否則會影響其與橡膠的結合,故要求鍍黃銅后即用。黃銅層應無氣泡、斑點和油污。鍍黃銅后的零件立即放入航空汽油中保存待用(其保存時間應符合工藝規程規定)

          涂膠液

          (4)硫化

          橡膠的模壓過程包括裝料、閉模、硫化、脫模及模具清理等操作步驟。如前所述,膠料在硫化前應進行熱煉,并將坯料切成適當的形狀和尺寸,然后裝入預熱至規定的溫度的模具中進行硫化。坯料在受熱受壓下呈現塑性狀態,充滿模腔,經保持一定的時間后即為硫化制品。在模壓橡膠制品時,為排除模腔內的空氣及膠料中的揮發物,以避免制品發生悶氣等缺陷,可進行連續2-3次預壓,此種操作稱為“放氣”。是否需要放氣,應試所使用的膠料、制品的形狀及模具的結構等情況而定。

          影響硫化質量的主要因素有硫化時間、溫度和壓力。

          硫化時間  當含有硫磺的生膠加熱硫化時,硫磺與生膠將發生化學反應而產生結構上的變化。結合硫磺的量與硫化時間有關。當溫度一定時,游離硫磺隨反應時間加長而減小,即結合硫磺的量逐漸增加。如果時間不夠,便會造成制品欠硫;時間過長,則出現過硫。這二者對制品都不利,應力求避免。

          硫磺的實際用量要根據制品的特性來決定。用量過多將成為硬質膠,用量過少則硬度和強度不夠。對軟質膠來說,用量在5%以下為宜。事實上加入的硫磺總有一部分要殘留在硫化膠中,殘留的硫磺不宜過多,否則超過一定的溶解度,就會發生結晶或者滲透到硫化膠表面而產生噴硫(在硫磺用量合適而硫化條件不當時,也會出現噴硫現象)。噴硫將直接影響制品質量。有時也會出現噴霜的現象。噴霜的出現將降低膠料與零件的結合力,為多層制品成型帶來不便。當產生噴霜后,可用溶劑洗去噴霜物。如果噴霜嚴重,還可用橡膠溶劑濕潤橡膠表面,然后再加工。但是,在某些情況下,噴霜是有利的,噴霜所形成的薄膜可使橡膠表面不受日光和空氣的侵蝕,尤其是加入過量防老劑后引起的噴霜更具有耐老化性。

          一般來說,造成制品噴霜的問題不大,而造成制品噴硫則要引起警覺,要查明原因(是膠料中硫磺過多,還是沒有嚴格控制硫化條件),迅速予以排除。

          硫化溫度  溫度的變化對硫化反應速度的影響是很大的,硫化溫度平均增加10℃,硫化的速度可提高一倍左右,即硫化時間大約可縮短一半。硫化溫度提高,硫化速度加快,設備的生產能力就會增加。但是,硫化溫度也不能過高,因為高溫硫化時,溶于膠料的氧容易造成橡膠的氧化反應,使制品耐老化性能下降。如果橡膠制品中有纖維狀物(棉紗、人造絲等)受高溫后會被破壞,使制品強度大大降低。同時,由于橡膠的導熱性很差,使制品均勻的達到高溫也是很困難的。

          硫化壓力  在硫化過程中,硫化劑與生膠分子作用是非氣相反應,壓力對反應速度影響不大。但是在膠料中常含有水分、吸附的空氣和溶解的氣體等,在硫化過程中由于膠料受熱使水分蒸發,部分配合劑的分解及硫化副反應放出的硫化氫等氣體,都會使硫化制品產生氣孔或脫膠缺陷。在加壓下進行硫化,可免除這些缺陷,同時由于加壓使制品密度提高,從而耐磨性和耐老化性也隨之提高。當然,壓力不宜過大,應為過大時,硫化膠的性能提高不大,反而要耗費較大的設備功率。應注意的是,硫化壓力如果波動過大,就會影響制品尺寸的同一性。一般橡膠制品硫化時所需要的比壓為:厚制品15MPa-25Mpa,薄制品5MPa-15MPa。

          硫化過程中,發現問題的處理:a)硫化開始后,若溫度能在零件硫化時間的15%以內升到規定的最低硫化溫度,則該模零件的硫化時間不需增加。b)硫化開始后,若溫度不能在零件硫化時間的15%以內升到規定的最低硫化溫度,則該模零件應增加硫化時間(增加實際升溫時間二分之一)。c)硫化開始后,若溫度不能在零件硫化時間的50%以內升到規定的最低溫度,則該模零件報廢。

          (5)去毛刺


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