Вулканизацията е критичен процес при производството на каучукови продукти, по време на който гумените макромолекули образуват триразмерна мрежова структура на три- чрез кръстосана - свързване на реакции, като по този начин се получава основни свойства като еластичност, здравина и топлинна устойчивост. Въпреки това, при действителното производство, проблеми като неравномерна вулканизация, деформация на продукта и повърхностни дефекти често възникват поради фактори като колебанията на параметрите на процеса, недостатъците на дизайна на плесени и разликите в работата на материала. Тази статия анализира типичните проблеми при формоването на гумената вулканизация и осигурява съответните решения.
I. Неравномерна вулканизация
Явление
Различните части на един и същ продукт проявяват значителни разлики в твърдостта, еластичността или механичните свойства. Например, ръбът на уплътнителния пръстен е над - вулканизиран (твърд и крехък), докато вътрешната част е под - вулканизирана (мека и лепкава).
Основни причини
Неравномерна температура на плесен: Лошата топлопроводимост на канали за формиране или блокирано охлаждане води до температурни разлики в различни области (надвишаващи ± 5 градуса).
Неравномерната дебелина на продукта: дебели - Заградените части имат бавен пренос на топлина, което води до под - вулканизация, докато тънки - Заградените части са предразположени към над - вулканизация.
Необоснован каучуков поток: Сложните продуктови структури причиняват неравномерно разпределение на каучук в кухината на формата, като застоялите зони изпитват продължителна вулканизация.
Несъответстващо налягане: Неравномерната сила на затягане на вулканизиращата машина води до неравномерно разпределение на налягането във формата.
Решения
Оптимизиране на контрола на температурата на плесен:
Използвайте мулти - система за контрол на температурата на зоната за формата, като температурното отклонение на всяка зона се контролира в рамките на ± 2 градуса.
Почиствайте редовно охлаждащите водни канали на формата редовно, за да осигурите гладко воден поток (налягане на водата по -голямо или равно на 0,2MPa).
За големи форми инсталирайте термични проводими вложки (напр. Медни сплави) в ниски температурни зони-.
Подобрете дизайна на продукта:
Избягвайте разликите в прекомерната дебелина (съотношението максимална и минимална дебелина не трябва да надвишава 3: 1).
Добавете преходни дъги или градиентни структури на кръстовището на дебели и тънки части.
Регулиране на параметрите на вулканизация:
Приемайте поетапно повишаване на температурата вулканизация (напр. Първо 150 градуса за 2 минути, след това 160 градуса за 5 минути), за да балансирате степента на вулканизация на дебелите и тънки части.
Увеличете подходящо налягането на вулканизиращата машина (за каучук с висок вискозитет може да се увеличи налягането с 10-15%).
Оптимизиране на структурата на плесен:
Задайте преливащи канали в области, предразположени към над - вулканизация, за да се намали задържането на каучук.
Проектирайте разумни бегачи и порти, за да се осигури равномерно пълнене на каучук.
II. Деформация на продукта
Явление
След разрушаване, продуктът се отклонява от размера на дизайна, като изкривяване на уплътнения, огъване на гумени маркучи или свиване на O - пръстени.
Основни причини
Неравномерен вътрешен стрес: Неравномерният кръст - Свързващата плътност по време на вулканизация води до остатъчен вътрешен стрес, който се освобождава след разрушаване.
Неразумно време за разрушаване: Демолсиране твърде рано (под - вулканизация) или твърде късно (над - вулканизация) причинява нестабилност на формата.
Лошо дизайн на освобождаването на плесени: Липсата на ъгли на черновата, грубите повърхности на плесен или неразумните линии на раздяла увеличават устойчивостта на разрушаване и причиняват деформация.
Несъответствие на свиване: Разликите в скоростта на свиване между каучук и вградените метални части (напр. В каучук - метални композити) водят до изкривяване.
Решения
Намалете вътрешния стрес:
Използвайте бавен процес на охлаждане след вулканизация (скорост на охлаждане по -малка или равна на 5 градуса /мин), за да освободите напрежение постепенно.
Добавете 1-2 Phr на помощни средства за преработка (напр. Стейна киселина), за да подобрите плавността на гуменото съединение и да намалите напрежението на формоването.
Време за управление на контрола:
Определете оптималното време за разрушаване въз основа на кривата на вулканизация (T 90 + 10-20% като стандарт).
За големи продукти използвайте забавено разрушаване (поддържайте налягането в продължение на 1-2 минути след завършване на вулканизацията).
Оптимизиране на дизайна на плесен:
Задайте разумен ъгъл на течение (по -голям или равен на 3 градуса за каучук, по -голям или равен на 5 градуса за каучук с пълнители).
Поливайте кухината на формата до повърхностна грапавост RA по -малко или равна на 0,8 μm и нанесете равномерно освобождаващ агент (напр. Силиконово масло).
Регулирайте формулата и процеса:
За каучук - метални композити изберете гума със скорост на свиване, близка до тази на метала (напр. EPDM с ниско свиване за алуминиеви вложки).
Предварително - Обработка на метални вложки (напр. Пясъчно блокиране или фосфор) за подобряване на силата на свързване и намаляване на относителното движение.
Iii. Повърхностни дефекти
Явление
Повърхностни проблеми като мехурчета, ями, маркировки на Scorch или линии на потока се появяват върху продукта, засягащи външния вид и запечатването.
Основни причини
Възкресяване на въздух: Въздухът в гуменото съединение или кухината на плесените не се изхвърля навреме, образувайки мехурчета след вулканизация.
Примеси или замърсяване: Чуждестранната материя (напр. Прах, метални частици) в гуменото съединение или плесен причинява повърхностни ями.
Прегряване: Локалната висока температура (надвишаваща температурата на термичната стабилност на каучука) води до маркировки на Scorch.
Лоша каучукова плавност: Ниска - температура или висока - вискозитет каучук води до неравномерен поток, образувайки поточни линии или студени затваряния.
Решения
Елиминирайте въздуха:
Използвайте процес на вакуум вулканизация (степен на вакуум, по -голям или равен на -0.09MPa) за продукти с високи изисквания на повърхността.
Добавете вентилационни канали (дълбочина 0,1-0,2 мм, ширина 3-5 мм) в края на пътя на гумения поток на кухината на формата.
Предварително - дегатира гуменото съединение (стои на 60 градуса за 2 часа) преди формоването.
Укрепване на контрола на замърсяването:
Почистете кухината на плесен с алкохол или специализирано почистващо средство преди всеки цикъл на вулканизация.
Инсталирайте метален детектор в системата за хранене на каучук, за да премахнете твърдите примеси.
Използвайте затворена система за смесване, за да избегнете замърсяване на праха.
Предотвратяване на прегряване:
Проверявайте редовно системата за отопление на формата, за да избегнете локално прегряване (напр. Късо съединение в електрически отоплителни епруветки).
Намалете температурата на вулканизация по подходящ начин (с 5-10 градуса) за каучук с лоша термична стабилност (напр. Натурален каучук).
Подобряване на каучуковата плавност:
Добавете 3-5 phr от обработващото масло (напр. Нафтеново масло) или промотори на потока (напр. Полиетиленово восък) към формулата.
Загрейте гуменото съединение на 50-60 градуса преди формоването, за да намалите вискозитета.
IV. Под - вулканизация или над - вулканизация
Явление
Под - Вулканизация: продуктът е мек, има ниска якост, лепкава повърхност и голям комплект компресия (над 30%).
Над - Вулканизация: Продуктът е твърд и крехък, намалява удължаването при счупване и може да има повърхностни пукнатини.
Основни причини
Неподходящи параметри на вулканизация: Неправилна настройка на температурата, времето или налягането (напр. Температурата твърде ниска/времето твърде кратко води до под - вулканизация; температурата твърде висока/време твърде дълго води до над - вулканизация).
Unstable vulcanizing machine performance: Fluctuations in the machine's actual temperature (deviation >±10°C) or pressure (deviation >± 5%) влияят на ефекта на вулканизация.
Промени в работата на гуменото съединение: Разликите във вискозитета на Mooney или активността на вулканизацията на гуменото съединение между партидите водят до несъответстващи параметри на вулканизация.
Решения
Оптимизирайте параметрите на вулканизация:
Определете оптималното време за вулканизация (T 90 + 10%) чрез тест за реометър (напр. Използвайки подвижен реометър MDR).
Поставете температурата на вулканизация въз основа на каучук тип: естествен каучук 140-150 градуса, нитрилен каучук 150-160 градуса, Fluororubber 170-180 градуса.
Стабилизирайте производителността на оборудването:
Калибрирайте месечно температурата и сензорите за налягане на вулканизиращата машина (точност ± 1 градус за температура, ± 1% за налягане).
Поддържайте хидравличната система на машината, за да осигурите стабилна сила на затягане.
Качество на каучуковото съединение:
Тествайте кривата на вулканизация на всяка партида гумено съединение и съответно регулирайте времето за вулканизация (напр. Увеличаване на времето с 10% за каучук с по -бавна скорост на вулканизация).
Строго контролирайте времето за съхранение на гуменото съединение (естественото каучуково съединение трябва да се използва в рамките на 72 часа при стайна температура).
V. Практически мерки за оптимизация на производството
Приемете интелигентен контрол на вулканизацията:
Инсталирайте онлайн система за наблюдение на вулканизация, за да проследите реалната - времева температура и налягане във формата и автоматично регулирайте параметрите.
Използвайте мухъл с вграден - в термодвойки, за да наблюдавате действителната температура на гумата по време на вулканизация.
Укрепване на поддръжката на формата:
Създайте график за поддръжка на плесени (полирайте кухината на всеки 500 цикъла на вулканизация, заменете носенето на части на всеки 5000 цикъла).
Нанесете износване - устойчиво покритие (напр. Титаниев нитрид) върху повърхността на формата, за да удължиш експлоатационния си живот.
Стандартизирани процедури за работа:
Формулирайте подробна SOP (стандартна оперативна процедура) за вулканизация, включително време за предварително загряване на плесен (по -голямо или равно на 30 минути), сила на затягане и време за разрушаване.
Влакови оператори за идентифициране на ранни признаци на дефекти на вулканизация (напр. Лепкави повърхности, показващи под - Вулканизация, чупливи ръбове, показващи над - вулканизация).
Качеството на формоването на гумената вулканизация зависи от координацията на дизайна на плесен, параметрите на процеса, работата на материала и състоянието на оборудването. Чрез насочване на първопричините за общи проблеми и прилагането на горните решения, предприятията могат значително да подобрят процента на квалификация на продуктите, да намалят производствените разходи и да повишат конкурентоспособността на пазара.
