橡膠成型工藝與設(shè)備

橡膠成型工藝與設(shè)備第1頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六橡膠制品主要材料構(gòu)成1.生膠（各種橡膠）2.配合劑（硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防焦劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、增塑劑等）3.骨架材料（纖維等）由以上材料在成型過(guò)程中使橡膠從線性結(jié)構(gòu)變成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并與骨架材料結(jié)為一體。橡膠生產(chǎn)工藝中，交聯(lián)是核心問(wèn)題。第2頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.生膠簡(jiǎn)介通用橡膠（1）天然橡膠（NR）（2）丁苯橡膠（SBR）（3）順丁橡膠（BR）（4）異戊橡膠（IR）（5）乙丙橡膠（EPDM）（6）氯丁橡膠（CR）（7）丁腈橡膠（NBR）（8）丁基橡膠（IIR）氯化丁基橡膠（CIIR）溴化丁基橡膠（BIIR）特種橡膠（1）硅橡膠（SR）（2）氟橡膠（FKM）（3）聚氨酯橡膠（PU）（4）氯醚橡膠（ECO）（5）聚硫橡膠（U)（6）氯磺化聚乙烯橡膠（CSM）（7）丙烯酸酯橡膠（ACM）（8）氯化聚乙烯橡膠（CPE）第3頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.配合劑簡(jiǎn)介（1）硫化劑，針對(duì)天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等通用橡膠，硫磺是使橡膠交聯(lián)（硫化）的最通用硫化劑。（2）促進(jìn)劑，在橡膠中加入少量促進(jìn)劑，能大大加速橡膠的交聯(lián)，降低硫化溫度，減少硫化劑用量。如M、DM、TT、CZ、LDB等。（3）活性劑，增加促進(jìn)劑的活性，進(jìn)一步減少促進(jìn)劑用量、縮短硫化時(shí)間。主要有ZnO、硬脂酸等。（4）防焦劑，防止膠料在操作期間早期硫化，提高操作安全性。如CTP等。（5）防老劑，抑制橡膠在使用過(guò)程中的氧化作用，延長(zhǎng)制品使用壽命。如RD、4010NA、BLE等。（6）補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑。提高橡膠強(qiáng)度、降低成本、加工性能更容易。沒(méi)有炭黑，就沒(méi)有橡膠工業(yè)。另外白炭黑（SiO2）、CaCO3、陶土等。（7）增塑劑，改善橡膠加工性能，提高柔性，降低硬度。如芳烴油、烷烴油、瀝青、石油樹(shù)脂、煤焦油、古馬隆、松香、鄰苯二甲酸酯類(lèi)等等。通過(guò)實(shí)習(xí)在混煉車(chē)間進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。第4頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六橡膠制品的生產(chǎn)工藝包括塑煉、混煉、壓延、擠出、成型、硫化等基本工藝。第5頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.塑煉工藝生膠因粘度過(guò)高（分子量過(guò)大），往往難于加工，將生膠進(jìn)行一定的加工，以獲得必要的加工性能成為塑煉，因此時(shí)未加任何配合劑，又成為素?zé)挕?0多年以前，天然橡膠的應(yīng)用占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，塑煉作業(yè)在工廠中占有重要地位。必要的加工性能（可塑性）的衡量指標(biāo)是門(mén)尼粘度值。塑煉必須適度，過(guò)渡塑煉會(huì)降低硫化膠的強(qiáng)度、彈性、耐磨和耐老化性能。一般來(lái)說(shuō)，注射成型要求可塑度高，模壓成型要求可塑度低，擠出成型介于兩者之間。塑煉膠混煉后，可塑度將發(fā)生一定變化。絕大多數(shù)合成橡膠，在制造過(guò)程中已控制了可塑度，可以省去塑煉工序。塑煉工藝采用開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)和螺桿塑煉機(jī)進(jìn)行，為加速塑煉時(shí)間，可加入塑解劑，促使橡膠氧化斷鏈。第6頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.塑煉工藝影響塑煉的因素開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)、螺桿塑煉機(jī)的參數(shù)、塑煉時(shí)間、溫度等。第7頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.混煉工藝在開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)上將各種配合劑加入生膠制成混煉膠的過(guò)程稱(chēng)為混煉，它是橡膠加工最重要的基本工藝之一。在整個(gè)橡膠加工過(guò)程中，混煉膠質(zhì)量對(duì)膠料的進(jìn)一步加工和制品性能具有決定性的影響，混煉是最容易產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)的工序?；鞜挷缓?，膠料會(huì)出現(xiàn)配合劑分散不均、膠料可塑度過(guò)高或過(guò)低、焦燒、噴霜等現(xiàn)象，使壓延、壓出涂膠和硫化不能正常進(jìn)行，導(dǎo)致制品性能下降?；鞜捁に嚤仨氝_(dá)到以下幾點(diǎn)要求：第8頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.混煉工藝混煉工藝必須達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：使各種配合劑完全而均勻地分散在生膠中，保證生膠性能一致，不致于因配合劑（特別是硫化劑）局部集中而出現(xiàn)膠料性能不一、噴霜或焦燒等現(xiàn)象。使補(bǔ)強(qiáng)性配合劑達(dá)到一定分散度，并與生膠產(chǎn)生結(jié)合橡膠，以達(dá)到良好的補(bǔ)強(qiáng)效果。使膠料具有一定可塑度，保證各項(xiàng)加工操作順利進(jìn)行。混煉速度快、生產(chǎn)效率高、消耗電能少。第9頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.混煉工藝混煉過(guò)程：開(kāi)煉機(jī)混煉可分為三個(gè)階段，包輥、吃粉和翻煉。影響開(kāi)煉機(jī)混煉的因素有裝料容量、輥距、輥溫、輥筒速比、輥筒轉(zhuǎn)速、加料順序等。密煉機(jī)混煉都是機(jī)械化，提高了生產(chǎn)效率。影響因素有裝膠容量、加料順序、上頂栓壓力、轉(zhuǎn)子速度、混煉溫度和混煉時(shí)間等。第10頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.壓延和壓出（擠出）壓延是通過(guò)壓延機(jī)制作膠片或擦膠布半成品的工藝過(guò)程。主要包括貼膠、擦膠、壓片或壓型等壓延操作。擠出廣泛用來(lái)制造胎面、內(nèi)胎、膠管、電線電纜和各種復(fù)雜斷面形狀（空心或?qū)嵭牡模┲破返?。擠出機(jī)從熱喂料到冷喂料。其關(guān)鍵部位是螺桿。第11頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4.簾布浸膠浸膠是簾布在壓延前的一種加工處理方式，如人造絲、尼龍、滌綸等簾布在壓延前必須進(jìn)行浸膠，有的簾線材料浸膠后還要經(jīng)過(guò)熱伸張?zhí)幚?。常用浸膠設(shè)備可分為獨(dú)立的和壓延機(jī)聯(lián)動(dòng)的兩類(lèi)，設(shè)備主體為浸膠槽。浸膠的目的是將簾布通過(guò)浸膠槽內(nèi)的浸漬液進(jìn)行浸膠，使纖維及簾線之間附上薄膠層，從而增加織物與橡膠的粘著性能及耐疲勞性能。浸膠簾布的質(zhì)量與浸漬液組分、浸漬工藝條件、熱伸張工藝有關(guān)。最主要的是控制浸漬簾布的附膠量，過(guò)多或不足都直接影響橡膠與簾線之間的粘合性能。浸膠干燥后要進(jìn)行熱伸張?zhí)幚?。簾布浸膠和熱伸張?zhí)幚砉に囈部梢栽诩徔椑w維廠完成。第12頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六5.注壓工藝第13頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六6.硫化工藝第14頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六輪胎的分類(lèi)和組成輪胎種類(lèi)繁多，達(dá)數(shù)百種以上，可按結(jié)構(gòu)、用途骨架材料等分類(lèi)。1.按結(jié)構(gòu)不同分類(lèi)可分為普通結(jié)構(gòu)輪胎（斜交輪胎）和子午線輪胎兩類(lèi)。2.按胎體骨架材料不同分類(lèi)可分為棉簾線、人造絲簾線、尼龍簾線、聚酯簾線、鋼絲簾線、澆注輪胎。3.按有無(wú)內(nèi)胎分類(lèi)4.按規(guī)格大小范圍不同分類(lèi)5.按用途不同分類(lèi)可分為汽車(chē)輪胎、工程機(jī)械輪胎、農(nóng)林業(yè)機(jī)械輪胎、航空輪胎、摩托車(chē)輪胎、工業(yè)車(chē)輛輪胎、畜力車(chē)輪胎、力車(chē)輪胎等。汽車(chē)輪胎又可分五類(lèi)：轎車(chē)輪胎、輕型載重汽車(chē)輪胎、載重和公共汽車(chē)輪胎、越野汽車(chē)輪胎、礦山和伐木用載重汽車(chē)輪胎。第15頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)內(nèi)胎輪胎的組成第16頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六斜交輪胎和子午輪胎輪胎從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可分為：斜交輪胎和子午線輪胎。斜交輪胎的簾線按斜線交叉排列，故而得名。特點(diǎn)是胎面和胎側(cè)的強(qiáng)度大，但胎側(cè)剛度較大，舒適性差，由于高速時(shí)簾布層間移動(dòng)與磨擦大，并不適合高速行駛。隨著子午線輪胎的不斷改進(jìn)，斜交輪胎將基本上被淘汰。子午線輪胎的簾布層相當(dāng)于輪胎的基本骨架，其排列方向與輪胎子午斷面一致。由于行駛時(shí)輪胎要承受較大的切向作用力，為保證簾線的穩(wěn)固，在其外部又有若干層由高強(qiáng)度、不易拉伸的材料制成的帶束層(又稱(chēng)箍緊層)，其簾線方向與子午斷面呈較大的交角。子午線輪胎與普通斜線輪胎相比，彈性大，耐磨性好，滾動(dòng)阻力小，附著性能好，緩沖性能好，承載能力大，不易刺穿；缺點(diǎn)是胎側(cè)易裂口，由于側(cè)向變形大，導(dǎo)致汽車(chē)側(cè)向穩(wěn)定性稍差，制造技術(shù)要求高，成本高。第17頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六輪胎標(biāo)識(shí)的含義例如:某輪胎標(biāo)識(shí)為“P225/65R1689H”，其中：“P”是指轎車(chē)輪胎(用以區(qū)別卡車(chē)或其他車(chē)型適用的輪胎)?！?25”指的是輪胎斷面的寬度，是兩個(gè)胎側(cè)之間的寬度（以毫米為單位）。此寬度隨輪胎所匹配輪輞寬度的不同而不同：寬輪輞配寬輪胎，窄輪輞配窄輪胎。一般在胎側(cè)上所標(biāo)示的胎寬，是指當(dāng)輪胎安裝到所建議寬度的輪輞時(shí)的寬度?！?5”是輪胎的扁平比，是胎寬與胎高的比例，這里指胎高占胎寬的65%，數(shù)值越小，越顯扁平?！癛”是指輪胎的結(jié)構(gòu)，表示此輪胎為子午線結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)它的簾布層是呈輻射狀排布在胎體內(nèi)的?！癇”表示輪胎為斜交結(jié)構(gòu)，目前斜交結(jié)構(gòu)的轎車(chē)輪胎已不復(fù)存在。“16”表示輪輞直徑（以英寸為單位），此輪胎必須匹配16英寸的輪輞，否則無(wú)法安裝?！?9”表示載重指數(shù)：此輪胎最高載重為580kg。不同的載重指數(shù)代表不同的最高載重。“H”表示速度級(jí)別：此輪胎最高時(shí)速為210km/h。不同的英文字母表示不同的速度級(jí)別。第18頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期六輪胎制造工藝外胎半成品胎面的制造采用擠出機(jī)壓出的方法制造。外胎胎面規(guī)格大而厚，寬度大，性能要求高，同時(shí)要求膠料致密性好、無(wú)氣泡，規(guī)格和形狀準(zhǔn)確。常用的熱喂料擠出機(jī)規(guī)格（螺桿直徑）為Φ150mm、Φ200mm、Φ250mm等，螺桿直徑越大，壓出胎面寬度也越大。冷喂料擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比更大，膠料可以不經(jīng)熱煉直接壓出。胎面壓出工藝條件熱煉膠料熱煉質(zhì)量與開(kāi)煉機(jī)的輥穩(wěn)、輥距、容量有關(guān)，供膠時(shí)要求穩(wěn)定操作條件。壓出溫度擠出機(jī)各部位溫度對(duì)膠料壓出的流動(dòng)性有直接影響，同時(shí)影響胎面的壓出質(zhì)量。注意口型、機(jī)頭、機(jī)筒三部分的