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      南京企航橡塑有限公司
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      膠輥的生產(chǎn)工藝及技術(shù)進(jìn)展
       

        中國輥業(yè)網(wǎng)除提供大量軋輥、花輥、膠輥、托輥供求信息外,還匯聚了一些制輥技術(shù)等相關(guān)信息,下面是膠輥的生產(chǎn)工藝及技術(shù)進(jìn)展一文,希望對您能有所收獲。

        多年來(lái),膠輥生產(chǎn)由于產(chǎn)品的不固定性、尺寸規格的多樣性,使工藝設備的機械化、自動(dòng)化成為難點(diǎn),迄今為止,多數仍是以人工為主的間斷式單元型作業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)。近來(lái)一些較大的專(zhuān)業(yè)性生產(chǎn)廠(chǎng)家已開(kāi)始實(shí)現從膠料到成型和硫化工藝的連續化生產(chǎn),使生產(chǎn)效率成倍提高,極大地改善了工作環(huán)境和勞動(dòng)強度。
        近年來(lái)注射、擠出和纏繞等技術(shù)不斷發(fā)展,膠輥成型硫化設備使膠輥生產(chǎn)逐漸走上了機械化和自動(dòng)化。膠輥性能對整機的影響十分巨大,對工藝操作和生產(chǎn)質(zhì)量極為嚴格,其很多類(lèi)產(chǎn)品已列為精細制品的范疇,其中橡膠、塑料材質(zhì)的選用和產(chǎn)品尺寸精度的控制是關(guān)鍵。膠輥的橡膠表面不允許有任何雜質(zhì)、砂眼和氣泡,更不能有疤痕、缺陷、溝紋、裂口及局部海綿和軟硬不同的現象。為此,要求膠輥在整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程中,必須保持絕對清潔和精工細作,實(shí)現操作統一化、技術(shù)標準化。橡膠塑料與金屬芯的結合、粘貼和注射成型、硫化研磨等工序都因此成為高技術(shù)含量的工藝。
        一、膠料制備
        對膠輥來(lái)說(shuō),膠料的混煉是最為關(guān)鍵的環(huán)節。膠輥用膠料種類(lèi)從天然橡膠、合成橡膠到特種材料多達10余種以上,含膠率為25%~85%,硬度為土(0~90)度,跨越極大范圍。因此,如何使這些膠料混煉均勻已成為一大難題。常規的方法是采用開(kāi)煉機以多種母煉膠的形式進(jìn)行混煉加工。近些年來(lái),企業(yè)更多地改用嚙合式密煉機,以分段混煉的方式制取膠料。
        膠料達到均勻混煉之后還要用濾膠機進(jìn)行濾膠,消除膠料內的雜質(zhì)。然后再用壓延機、壓出機、貼合機制成沒(méi)有氣泡和雜質(zhì)的膠片或膠條,供膠輥成型用。在成型之前,對這些膠片、膠條還要進(jìn)行嚴格的外觀(guān)檢查,限定停放期,保持新鮮表面并防止粘連和擠壓變形。因為膠輥大部分為非模壓制品,一旦表面橡膠存在雜質(zhì)和氣泡,在硫化后對表面進(jìn)行研磨時(shí)即有可能出現砂眼,由此將導致整個(gè)膠輥出現超標返修,甚至報廢。
        二、成型
        膠輥成型主要是在金屬芯上粘貼包覆橡膠,有包貼法、擠出法、模壓法、注壓法和注射法等。目前國內主要以機械或手工粘貼成型為主,國外多數已實(shí)現了機械自動(dòng)化。大中型膠輥基本上采用仿形擠出,用壓出膠片連續粘貼成型或擠出膠條連續纏繞成型的方式生產(chǎn)。同時(shí),在成型過(guò)程中以微機自動(dòng)控制其規格尺寸和外觀(guān)形狀,有的也可用壓出機直角和異形擠出的方法進(jìn)行成型。
        上述成型方法不僅能減輕勞動(dòng)強度,同時(shí)還能消除可能產(chǎn)生的氣泡。為防止膠輥硫化中變形并防止氣泡和海綿的產(chǎn)生,尤其對包貼法成型的膠輥,外部還要采用柔性加壓的方法。通常是在膠輥外表面包扎纏繞數層棉布或錦綸布,再用鋼絲或纖維繩索加以固定加壓。盡管這一工藝早已實(shí)現了機械化,但由于硫化之后還要除去包扎物,形成一個(gè)“盲腸”工藝,使制造過(guò)程復雜化,而且因包扎布、纏繞繩的使用次數極為有限、消耗量大而造成浪費。
        對小型和微型膠輥可以采用手工貼片、擠出套入、注壓、注射和澆注等多種生產(chǎn)工藝形式。為提高生產(chǎn)效率,現已大多采用模制法,而且精度也遠遠高于非模制法。固體橡膠的注壓、注射以及液體橡膠的澆注,已成為最主要的生產(chǎn)方式。
        三、硫化
        目前,大中型膠輥的硫化方式依然是硫化罐硫化,雖然柔性加壓模式有所改變,但仍未脫離往返運輸吊卸的繁重勞動(dòng)負擔。硫化熱源有蒸汽、熱空氣和熱水3種加熱方式,主流仍是蒸汽。因金屬芯接觸水蒸汽而有特殊要求的膠輥,采用間接蒸汽硫化,時(shí)間要延長(cháng)1~2倍,一般常用于中空鐵芯的膠輥。對不能用硫化罐硫化的特殊膠輥,有時(shí)采取熱水硫化,但水污染的處理有待解決。
        為防止橡膠與金屬芯因導熱差異產(chǎn)生不同收縮而造成膠輥與膠芯之間發(fā)生脫層,一般硫化多采用緩慢升溫升壓的方式,硫化時(shí)間遠比橡膠本身所需硫化時(shí)間要長(cháng)得多。大型膠輥為達到內外均一硫化以及使金屬芯與橡膠的導熱性相近,在罐內停留的時(shí)間往往長(cháng)達24~48h,約為橡膠正常硫化時(shí)間的30~50倍。
        小型和微型膠輥現已大部分改為平板硫化機模壓硫化,徹底改變了膠輥傳統的硫化方式。近年還實(shí)行注壓機裝模、抽真空硫化,并且可以自動(dòng)開(kāi)閉模,機械化和自動(dòng)化程度大幅提高,而且硫化時(shí)間短,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好。尤其是采用橡膠注射成型硫化機時(shí),把成型和硫化兩個(gè)工序合二為一,時(shí)間可以縮短到2~4 min,已成為膠輥生產(chǎn)發(fā)展的重要方向。
        目前,以聚氨酯彈性體(PUR)為代表的液體橡膠在膠輥生產(chǎn)中發(fā)展很快,并為之開(kāi)辟了材料和工藝革命的新途徑。它采用澆注形式,把復雜的成型操作與笨重的硫化設備甩掉,使膠輥生產(chǎn)工藝大為簡(jiǎn)化。不過(guò),最大問(wèn)題是由于必須使用模具,對于大型膠輥特別是單個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō),導致生產(chǎn)成本大幅提高,給推廣使用帶來(lái)了很大困難。
        為解決這一難題,近年開(kāi)始出現無(wú)模制造的PUR膠輥新工藝。它以聚氧化丙烯醚多元醇(TDIOL)、聚四氫呋喃醚多元醇(PIMG)和二苯甲烷二異氰酸酯(MDl)為原料,混合攪拌之后快速反應,定量地澆注到緩慢旋轉的膠輥金屬芯上,一步一步實(shí)現邊澆注邊固化,最后形成膠輥。這種工藝不僅流程短,機械化、自動(dòng)化程度高,而且省去了笨重的模具,可隨意根據要求生產(chǎn)各種規格尺寸的膠輥,使成本大幅度下降,現已成為PUR膠輥的主要發(fā)展方向。
        另外,在世界各地用液體硅橡膠制造辦公自動(dòng)化設備方面使用的微型精細膠輥也發(fā)展很快。它們分為加熱固化(LTV)和室溫固化(RTV)兩大類(lèi),所用設備也同上面的PUR不同,形成另一類(lèi)澆注形式。在這里,最關(guān)鍵的問(wèn)題是如何控制并降低膠料粘度,使之保持一定的壓力和擠出速度。
        四、表面處理
        表面處理是膠輥生產(chǎn)最后也是最關(guān)鍵的一道工序,表面研磨狀態(tài)直接左右著(zhù)膠輥的使用性能。目前研磨的方法多種多樣,但主要是機械車(chē)削和磨光,為此研磨方法、研磨工具及所用磨料非常重要,各企業(yè)多視其為技術(shù)決竅,保持對外不宣的態(tài)度。其中最大的問(wèn)題是如何解決研磨時(shí)橡膠的生熱現象和保持研磨后表面的最佳撓度。
        膠輥除了對表面要進(jìn)行研磨處理外,還要徹底清洗,除去表面附著(zhù)的膠粉,要求較高的還要對表面進(jìn)一步作拋光加工,也有的在表面涂覆樹(shù)脂涂料、漆料、磁粉、靜電粉體等。同時(shí),也可電鍍一層所需鍍層,或者進(jìn)行化學(xué)氧化處理等,以達到光感、抗蝕、磁化和導電等功能的目的。
        隨著(zhù)膠輥的不斷發(fā)展,膠輥表面的涂敷技術(shù)也得到快速提高,現已開(kāi)始改變膠輥性能完全靠包覆橡膠的傳統方法。具體地說(shuō),就是用涂層的方法改變和賦予膠輥新的性能。如利用壓延機、刮涂機一類(lèi)設備,增設油屏蔽層以達到提高耐油性的目的等,盡管膠輥的形狀、材料同原來(lái)一樣,但其功能卻發(fā)生了很大變化,有的變成功能膠輥,這種表面處理技術(shù)今后將很有發(fā)展前途。
        綜上所述,現今生產(chǎn)使用的膠輥已形成了具有獨特工藝的產(chǎn)品系列。雖然目前國內仍以傳統產(chǎn)品為主,但技術(shù)含量在不斷提高,不少產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入高新技術(shù)領(lǐng)域,附加值逐漸增大,正成為工業(yè)橡膠制品中又一個(gè)經(jīng)濟亮點(diǎn)。

       

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