橡胶空气弹簧气囊硫化不良表现及对策.pdf

橡塑资源利用 4 橡胶空气弹簧气囊硫化不良表现及对策 橡胶空气弹簧气囊硫化不良表现及对策 郑玥 姬燕飞（天津市橡胶工业研究所有限公司，天津，300384）摘要：本文介绍空气弹簧气囊硫化过程中出现的不良表现，从人机料法环进行分析不良产生原因，针对性地实施不良对策，优化工艺条件提高产品合格率。关键词：橡胶空气弹簧气囊；脱层；欠硫 空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气，利用气体可压缩性实现支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能作用的弹性工业配件。本文提到的空气弹簧气囊结构由处于内外胶层间的骨架帘线，内层气密层橡胶和外层橡胶组成，橡胶气囊两端固定盖板后充入压缩空气形成密闭形式的橡胶空气弹簧，如图 1。因橡胶空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性，加装高度调节装置后，车身高度不随载荷增减而变化，弹簧刚度可设计得较低，乘坐舒适性好，广泛应用于高速机车（如图 2，我公司生产的应用于轨道机车空气弹簧气囊）、中高端轿车的减振系统。图1 橡胶空气弹簧 作者简介：郑玥，女，1986年生，毕业于青岛科技大学高分子材料与工程专业，就职于天津市橡胶工业研究所有限公司。橡胶空气弹簧气囊硫化不良表现及对策 5图 2 硫化后的橡胶空气弹簧气囊 橡胶空气弹簧气囊硫化制造过程中往往会出现以下几种不良现象，我们将根据不良表现，分析不良产生原因并制定针对性的对策。1 产品表面缺胶露骨架（如图 3）图 3 硫化后的橡胶空气弹簧气囊露骨架及解剖图示例 产生原因：a.预成型半成品尺寸小或附胶薄，导致胶量少造成装填胶量不足；b.胶料配方设计不合理，早期焦烧导致胶料流动性太差；c.成型硫化锁模压力或胶囊内压不足，硫化设备在硫化周期保压不良有掉压现象；d.模具瓦环或外模温度过高，胶料溢流过多造成缺胶；e.骨架与型腔之间间隙过小、胶料流橡塑资源利用 6动通道不畅，局部缺胶露出骨架。应对措施：a.每个成型半成品严格过磅称重，保证入模胶量准确；b.调整配方或工艺（如增加热空气烘箱，胶料硫化前在烘箱预热），改善胶料流动性；c.硫化周期内加强巡检频次，设备发生故障后立即抢修，保证设备完好符合硫化工艺要求，达到保压性能；d.改变操作工艺，调整模具温度；e.改进制品结构设计，胶层不能过薄，或在骨架上冲孔、钻孔或铣槽，保证胶料在通道充分良好流动1。2 硫化后制品表面有杂质、异物 图4 硫化后的橡胶空气弹簧气囊表面异物示例 产生原因：a.预成型半成品胶料污染、不洁净；b.胶料混炼胶储运、保管不当，沾染异物（如图 4）；c.模具污染、不洁净。应对措施：a.严格胶料入库检验及整个工艺过程中的物料管理，即领料、配合剂的加工、塑炼、混炼、成型加工操作等；b.调整严格生产现场管理，特别是胶料的储存、原材料库、半成品中间库、硫化操作台等必须达到工艺要求；c.装模前用风枪清理模具，工作台周围不得存放与在产品无关的物品，模具型腔要随时保持清洁。拆卸、安装模具保证模腔的整洁。3 硫化后制品起鼓脱层 橡胶空气弹簧气囊硫化不良表现及对策 7图5 硫化后的橡胶空气弹簧气囊起鼓脱层部位解剖图 产生原因：a.硫化压力不足、时间不够或温度过低导致制品欠硫2；b.成型贴合层间气体未排净；c.半成品储运、成型贴合层间沾染水分、油滴或影响层间粘合的异物，如图 5；d.粘合胶浆溶剂未充分挥发，遗留在胶层之间，硫化受热后膨胀导致层间起鼓脱层；e.覆胶层不合格，未加硫化剂或存放时间过长焦烧、喷霜严重，影响制品层间粘合；f.内温加热胶囊老化或有裂口未及时检查发现并更换，导致硫化充压过程中胶囊破裂，导致过热水溢出引起胶层间硫化缺陷；g.压延骨架材料受潮或干燥不充分，水分湿气残存过多，导致硫化脱层。应对措施：a.严格执行硫化工艺，不良品率大的产品加强巡检频次，关注设备压力系统和温控系统，出现异常可适当延长硫化时间；b.成型贴合层间注意层间鼓包情况，及时用锥子或刺轮将层间气体排净；c.半成品储运作业环境加强整顿，防止水渍、油污、异物对半成品的污染；d.随时关注作业环境的温度、湿度保持在工艺范围内，超出涂刷贴合要求范围的，及时进行恒温恒湿干燥处理，使粘合胶浆溶剂充分挥发，避免遗留在胶层之间；e.使用检验合格的半成品，不合格半成品隔离标识存放，与正产产品区分开，不能与在产产品混淆；f.定期检查硫化胶囊（规定检查频次，记录使用寿命并归档）发现问题及时更换，装模前用手灯仔细检查胶囊外观，防止硫化过程中出现爆裂；g.做好骨架材料防潮措施，入库管理先入先出，布轴打开包装后在规定时间内及时使用，改善压延工艺，降低压延速度，提高压延干燥辊筒温度，保证骨架材料充分干燥。4 花纹错方 产生原因：a.模具安装定位销断裂失效；b.模具精度不够。应对措施：a.首件不良出现后停止作业，检查模具定位系统，发现异常及时修整，整备完毕后继续生产；b.整修模具提高模具精度。5 制品表面窝气、明疤 橡塑资源利用 8图6 硫化后的橡胶空气弹簧气囊窝气缺陷 产生原因：a.硫化装模后空气窝在外模具与制品外表面之间，排气不畅；b.硫化一次定型速度过快，胶囊与气密层之间气体未排净；c.半成品储运、成型半成品胶料表面沾染水分、油滴或异物，硫化中导致胶料流动融合困难，出模后形成窝气或明疤，如图 6；d.模具排气线结构设计不合理，排气不充分导致窝气3；e.模具排气眼堵塞，或沾染油污、异物污染。应对措施：a.调节 PLC 程序，降低合模速度，充分排除外模与制品间空气；b.降低硫化一次定型速度，尽量排净胶囊与气密层之间气体；c.做好生产现场“5S”管理，避免半成品及生产模具污染；d.合理规划模具排气线结构设计，使硫化排气充分避免窝气；e.出模及时检查制品外观观察是否有小辫断裂遗留在排气眼内，并记录与模具的相对位置，及时用风枪清理排气眼中残留物避免堵塞，另外合理设计外层面胶配方，增强抗热撕裂强度，避免出模时拉断小辫堵塞排气眼。6 结语 通过上述分析，可以归纳出以下几点，这就是要在人、机、料、法、环多方位进行严格的、有效的管理和控制，才能提高橡胶制品的质量。对操作人员进行专业技能培训，生产过程所有使用的设备、模具和工具都要处于最佳完好状态，对物料收发、储存、转运实行严格的工艺管理，生产作业程序过程环节严格执行制定好的工艺纪律及操作方法，作业车间现场环境严格贯彻执行生产现场的“5S”管理。这样，才能消除质量事故，制造出合格的无缺陷制品。参考文献 1 吴生绪 橡胶成形工艺技术问答M.北京:机械工业出版社,200701.2 杨清芝 实用橡胶工艺学M.北京:中国石化出版社,200401.3 张秀英 橡胶模具设计方法与实例M.北京:中国石化出版社,200310.