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泰州科德橡胶机械-密炼机:模压制品的橡胶模具污染及常见的清洗方式

发布时间:2019-09-11 11:48:00 点击:    编辑:澳门棋牌娱乐游戏平台

泰州科德橡胶机械-澳门游戏平台注册网站开炼机捏炼机厂家2019年9月11日讯  在模压澳门棋牌娱乐游戏平台生产加工中,模具是控制和保证产品几何形状、装配尺寸和满足产品公差要求的重要工具。模具的好坏直接决定着橡胶产品的尺寸精度和外观质量。

众所周知,橡胶产品是由生胶与众多不同性质的配合剂加以混炼好,在高温高压下,把胶料送入一定形状的模具模腔内,并使其流动,使配合胶料充滿设计好的形腔沟槽内,经过交联反应,使之成为有使用价值的硫化胶产品。由于模具多是以中碳钢P20或45号钢加工而成,在高温下使用,属于热作性模具,存在着几种不同被损现象,首先模具内因热氧作用,会出现一些氧化污染斑点。

如是非极性橡胶,则会软化降解,粘在模具型腔表面,若是极性橡胶,则会出现硬化斑点。还有的是混炼胶中的某些配合剂和低分子物质在热硫化反应过程中的生成物逐渐产生沉积,还有一种是某些胶种如氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶等,在硫化反应时产生的有害气体及鹵元素及其化合物如HCl,金属氯化物,H2S,等对模腔的腐蚀。污染和腐蚀模具,都对硫化的橡胶产品外观和内在质量有很大影响,并导致不能完成生产作业。造成模具被污染和腐蚀,存在着诸多因素。除上述橡胶材料及配合剂的因素外,还有硫化条件、模具镀层材料,模具表面光洁度,表面处理,胶料放置的温湿度及连续硫化作间长短有关。

 

    如果以权重观点分析,模具被污染和腐蚀的重点还是要从配合剂方面去查找分析。

 

    模具型腔表面被污染和被腐蝕过程,普遍认为有三个阶段。第一阶段,引起模具型腔表面污染的各种橡胶硫化助剂,在高温条件作用下,与橡胶进行硫化反应,这些反应生成物开始从胶料内部向模具型腔表面转移:第二阶段,这些能夠对模具产生污染的物质,通过粘附和沉积的机理对金属模具表面产生污染,这些生成物,经高温和氧作用,会产生坚硬的氧化物很难去除。第三阶段,这些污染物,随着模具的连续长期使用,受热氧化而变质,有的附着在模具上,有的会被粘在硫化橡胶产品上,导致产品杂质,断裂。从实践中发现,在聚合反应生成合成橡胶过程,将具有防护功能的单体与橡胶共聚或接枝在橡胶上,这些非橡胶低分子物质,经热反应,也容易析出污染模具。非鹵素系橡胶腐蚀污染性轻些,在丁腈橡胶中,高丙烯腈含量,对模具型腔污染大。在丁苯橡胶中,用松香系聚合的1500系列对模具污染大。而在橡胶配合助剂中,以硫化体系配合剂对模具型腔造成的污染最大,其中如硫黄,氧化锌和一些溶解度低的促进剂最易产生污染。还有一些迁移性防老剂,硫化活性剂硬脂酸,以及外隔离剂如聚硅氧烷系[溶剂型,,乳液型,气溶胶型,复合型,烘烤型,]滑石粉、石蜡系[天然,合成],氟系[溶剂型,水溶性型,粉末型,薄膜型]等,对模具型腔污染也大。尤其是石蜡系对模具型腔污染非常严重。在模具方面,光洁度高的,经过电镀的不易被污染,一些要求哑光或经喷砂达到麻面效果的模具,极易容留污染物。在硫化工艺过程中,工作环境气温高或工作环境相对湿度大,以及硫化温度过高,都会对造成模具被污有一定影响。

 

    当大家知道了模具型腔被污染的原因后,就可以采取应对措施。如在配方设计上,采用与橡胶相容性好的,低分子物质少的,不易迁移析出的配合剂,就能使模具型腔污染情况得到改善。在防止二烯烃类橡胶被污染的有效配合剂有巯基苯并-1,3-噻唑的钙盐、铝盐:8-羟基-1-萘硫醇;二甲基二硫代氨基甲酸以及与有机磷酸酯铝盐的并用物:和8-羟基喹啉及其与脂肪羧酸钙盐的并用物等。

 

    在模具型腔结构设计方面,一定要考虑流胶槽通畅,即使出现污染点,也会在其硫化过程中被剝离掉。另外还要注意对模具型腔各处进行喷砂处理时,也会造成模具型腔表面有凹凸条纹,当橡胶胶料在硫化定型流入凹下条纹时会产生"投锚"效果,导致出现与橡胶粘接的现象,造成对模具型腔的污染。针对此种现象,可采用对模具型腔的表面进行镀铬处理、钨铬镀层处理、钒钴合金镀层处理等方法去改善模具型腔汚染。

 

    综上所述,模压制品的模具型腔污染问题,是常见性的。时有发生。除上采用上述的一些对策尽量减少模具污染程度和出现频次外,只有对被污染的模具型腔进行因地制宜,量力而行的清洗了。目前的清洗方法有机械清洗,[湿式、干式、手工研磨抛光]。化学清洗,超声波清洗。最普遍常用的是化学清洗[包括酸洗法和碱洗法],但是要注意环保和操作人员的个人防护。目前市场上还有各种类型的洗模液,洗模胶出售,不妨一试。对于模具型腔因硫化反应而被污染的问题,人们还在不断去研究探索更好的方法去改善。

模具为什么需要清洗?

大多数澳门棋牌娱乐游戏平台的生产都离不开模具的使用。模具是产品外形的确定者,又是确保成品内在质量的关键因素。胶料必须在受热后才能充满模腔,然后进行交联、定型,达到各项性能指标。所以,模具为胶料的流动提供了必要的受压封闭空间。模具在长期使用过程中不可避免地在表面生成污垢,而且污垢量随时间增多,不仅影响产品外观,且随着垢层厚度的递增,影响产品外缘尺寸的精度。因此,为了确保模具能正常使用,必须定期清洗。这已被公认为维护橡胶模具的一项必不可少的内容。

二、生成模垢的原因

模垢是模具清洗的对象,其是附着于模腔表面的固体残留物。产品硫化过程中,胶料中的成分与模具的型材反应而生成结合物,牢固地粘附于模腔的工作面,其厚度随着硫化次数而递增。积层增厚,影响传热效果越甚。所以,定期洗模成了维护模具的必修课。模垢的生成原因有以下三方面:

1.从胶料中分离出来的含硫化合物,为斑点状的固态物。

2.胶料中所含的水分,在硫化过程中与模具金属表面化合生成的棕色锈蚀。

3.固体脱模剂(如滑石粉、硬脂酸盐)硫化后存留于模腔表面的残渣。要定期清除模垢,因为它们的厚度随着使用次数的增加而递增,而且积层越增厚,除垢的难度也越大;模垢中的某些成分会在产品表面留下斑疤,有损外观。所以,为使模具表面光洁,无麻点、凹穴等缺陷,需要定期清洗。清洗的周期需根据使用频率而定,一般在满负荷生产(三班倒)、连续使用的情况下,每月至少一次。

三、清洗模具的方法

橡胶模具的清洗方法大致可归纳为手工除垢、机械除垢、化学除垢、电蚀除垢及原位清洗等。随着新技术的应用,又出现了超声除垢、激光除垢等方法。

1.手工除垢

这是最原始的除垢方法,通常由操编辑手持金属刷或砂皮对污垢表面施力磨擦,一直到积垢除尽为止。这类方法使用简单,但效果往往不太理想。特别对内凹面、细纹沟漕的清洗,往往难以彻底,另外还耗时、费工。为了提高清洗效率,手工除垢可以和溶剂浸渍相结合。通常把模具置于浓度为20%的苛性钠水溶液中,浸泡3-8小时,取出用清水冲洗后再洗刷模腔,用布抹干后再涂上防腐油,存放待用。如果把碱液加温到60~80~C,则浸泡时间可大大缩短。为了加强手工洗模的效果,加快去污,还开发了专用洗模液,添加在上述碱液中,具有很好的洗净效果。如日本生产的KR303j就是常用的一种。

2.机械除垢

借助于特定的装置,用机械力除去模垢。目前应用较多的有喷砂和灼烧两种方法。

(1)喷砂法

利用喷砂机(离心式或空压式)作为工作平台,向模具待洗表面喷射磨料,借助冲击力来完成。所用的磨料一般是石英砂,也可以用细度为80目的玻璃珠。喷射时间视垢层厚度而定。冲力大小可通过气压调整,喷射时间一般不超过15rain。本法的优点是在动态条件下进行,比较均匀、彻底。缺点是粉尘难以完全隔离,对环境及操作人员的健康带来一定威胁。

(2)水磨清洗法

专门制备一种水悬浮液,其成分包括:碳化硅20% ,碳酸钠1.5%,水78.5%。将上述洗液直接喷向模腔表面,洗掉污垢,把残留于表面的磨料冲刷掉即可。本法的设备构造简单,使用也方便,而且清洗一次后可保持较长时间。不仅有助于改善劳动条件(指与喷砂法相比),也提高了产品质量。本法需有专用设备配套,其构造见图1。

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(3)软质磨料清洗

其是一种半机械/半手工方法,清洗材料既非固体状颗粒,也非水悬浮液,而是经过特殊配合的膏状体。其成分包括磨料、氧化铬、液态洗液、煤油及其他化学物品,如硅酸、硬脂酸、裂解油脂等。操作时,将软膏涂在毡片上,可以用手工擦,也可由电动机往复驱动,实现半自动擦洗。因由电动机提供动力,强度高,对模具的材质要求较高,渗碳钢或镀铬钢适用。

3.高温法

顾名思义,此类洗模在灼烧高温下进行。根据设备条件的不同,有直接灼烧、高温盐浴、沸腾床及高温烘箱等。温度范围通常在427~454~C。

(1)喷灯直接灼烧。把待洗模具置于喷灯前引燃,通过高温燃烧,将污垢烧除。

(2)沸腾床灼烧。把待洗模具置于有筛孔的吊篮中(见图2),吊篮再放入沸腾床,加热到一定温度(427—454~C)后,使强劲的气流吹向预置于床内的氧化铝磨粒,使其浮动而呈沸腾状,从而使污垢从模腔表面脱落下来。这样,经过高温灼烧后的模腔表面

洁净如新,只需稍微吹风冷却即可,无须再补充加工。本法的优点是快速完成清洗,模具在装置内的滞留时间短,仅20~30min。

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4.超声波洗模

利用超声波的高频、高强度振动,赋予足够的能量来完成洗模。超声波的生成原理是:当物体振动时,会激发周围介质,并发出固定频率和波长的声波。超声波是一种因弹性振动而产生的纵波,其传播方式与水波相同,能以固定的速度向各个方向传播。声源物体每振动一次,其所产生的声波的传播距离固定,称为波长。单位时间(秒)的振动次数(即声频)称为赫滋(Hz)。人耳能接受和辨认的声频范围为20—20000Hz。凡频率高于20000Hz的称超声波。

超声波的特点是波长短、有很强的穿透力,具有集束传播以及传播中衰减小的特点,这些特点赋予它能产生强烈、快速且具有穿透性的振动,在清洗过__程中,它能把附着于模腔表面的污垢全部抖落下来。超声波还可以以水作为介质,传递振动。如果再添加前面先容过的洗模水,把两者结合起来,效果更佳。

5.激光洗模

光在受激的条件下会聚集成束,这种光束被称为莱塞线(Laser),与电子束、离子束一样,被公认为高能束的一种。激光束流能携带很高的能量,释放后在空间传播,形成高密度辐射。此外,激光还具有单色性、方向性、高亮度等多种优点,因此其应用领域遍及工、农、国防、医疗、航天等领域。在橡胶工业,其应用面还不广,但模具清洗是比较成熟的一项。特别在轮胎模具清洗上,已有成功的使用实例。当高功率激光束照射到模具表面后,瞬间由光能转化为热能,使受照后的模垢熔化、气化,并在热、力的伴随下,从模具表面脱落下来。激光清洗的优点体现在三个方面:

(1)无损于模具的材质。如前所述,传统的洗模方法会对模具本身带来一定影响,如使金属腐蚀、表面出现不平,或影响尺寸精度(手工刷洗、喷砂都容易造成此类缺陷)。

(2)不造成污染,对人体和环境都不构成危害。

(3)高效率、低成本。与传统的喷砂法相比,效率高1O倍。德国JET激光系统企业开发的轮胎激光清洗装置每清洗1500套外胎模具,仅人工就可节约6000工时。

具体使用时,可将激光束对准待清洗表面,使污垢逐步剥落,直到全部除尽为止。激光除垢时有三种方法可供挑选:

第一种为干洗,用脉冲激光光束直接去污;

第二种为激光+液膜,即先在待洗表面沉积一层液膜为然后经激光辐射去污,液膜可加速去污;

第三种,激光+惰性气体,即在激光辐射的同时,吹以惰性气体,防止表面洗后氧化。

6.电化学法

其是根据电解一电泳原理设计的模具清洗工艺。先将模具放人碱性电解池中,通电。水被电解成氢和氧,在金属表面形成气泡,从而使已被泡松的模垢破碎、掉下。电解液配方:氢氧化钠130g/L,磷酸钠4Og/L,水玻璃5Og/L,水1L。模具两半片的间距60mm,电流强度为O.O7~0.10A/em ,温度为常温。

7.原位清洗法

原位清洗也称定位清洗法。前提是设计一种专用的胶料,这种胶料可覆贴在模腔表面。硫化后撕下此覆贴层时,原来的模垢层也被一起带了下来,从而使模腔表面得到一次彻底的清洗。设计这种专用胶的关键是配加能起清洗作用的组分(通常是含氨基或羟胺的化合物),具体品种有:聚乙醇胺、二乙醇胺、2一氨基一2一甲基一1一丙醇。在硫化过程中,能渗入金属与模垢之界面,从而削弱模垢与金属的结合,待硫化结束,除垢也同步完成。目前国外有商品化供应的专供清洗模具用的胶料,如美国的DC一62、63,德国的Struktol MC—A和日本的MCR。MCR外表呈白色,硫化时能快速流动。在160~190~C时,能很快完成硫化。此外MCR还有很好的洗模效果,当其从模腔表面揭下时,能把模垢一起带下来。按照上述原理, 自行设计了两种模具清洗胶料

配方,见表1。

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与其他清洗方法相比,原位清洗具有以下三方面的优点:

(1)清洗速度快。清洗胶的硫化/促进体系很强,硫化周期很短。如MCR在160-190~C温度下,正硫化时间仅5min。

(2)节能效果显著。原位洗模胶所需的洗模时间很短,耗能较少。对于体积大的模具,这种反差更为明显。

(3)对模具而言,不会因为洗模而影响表面光洁度,更不会影响尺寸精密度。


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