Pelėsio užterštumo ir korozijos mechanizmų, gaminant presuojamus gumos gaminius, analizė

Gaminant ir perdirbant suspaudimo būdu formuoti gumos gaminiai, guminės formos yra svarbiausios kontrolės ir užtikrinimo priemonės gaminio geometrija, surinkimo matmenys , ir atitiktį matmenų tolerancijos . The formų projektavimo ir gamybos kokybė tiesiogiai lemia matmenų tikslumas, paviršiaus išvaizda , ir galutinis kvalifikacijos įkainis gumos gaminių, ir yra pagrindinis pagrindas siekiant didelio našumo guminės formos.

Gumos gaminius paprastai gamina žalios gumos maišymas su įvairiais mišinio ingredientais , po to apdorojama pagal aukšta temperatūra ir aukštas slėgis sąlygas. Junginys įšvirkščiamas į pelėsių ertmė , kur teka ir užpildo suprojektuotas ertmių ir griovelių konstrukcijas. Per kryžminimo reakcijos , junginys galiausiai virsta vulkanizuotos gumos gaminiai su praktine taikymo verte.

Šis procesas plačiai naudojamas guminių formų gamyba ir didelio tikslumo silikoninės gumos formos formavimas.

1. Pelėsių medžiagos ir paslaugų aplinka kaip taršos ir korozijos šaltiniai

Šiuo metu dauguma guminės formos yra gaminami iš P20 vidutinio anglies plieno arba 45# plienas , kurie priklauso tipiškiems karšto apdirbimo formų plienas . Pagal ilgalaikį aukštos temperatūros vulkanizavimo sąlygos , pelėsių ertmės yra linkusios į šiuos pažeidimus ir užteršimą:

Terminis oksidacijos užteršimas

Kai pelėsiai yra veikiami aukštoje temperatūroje, tarp pelėsio paviršiaus ir ore esančio deguonies vyksta oksidacijos reakcijos, kurios susidaro oksidacijos užteršimo dėmės ant ertmės paviršiaus.

Nepolinės gumos : linkę į minkštinimo degradacija ir sukibimą su pelėsio ertmės paviršiumi

Poliarinės gumos : linkę formuotis lokalizuotos sukietėjusios dėmės , neigiamai veikia griovimo pasirodymas ir paviršiaus išvaizda

Sudėtinių medžiagų ir mažos molekulinės masės medžiagų nusodinimas

Tam tikri sudedamosios dalys arba mažos molekulinės masės komponentai gumos junginiuose vulkanizavimo metu susidaro nauji reakcijos produktai, kurie palaipsniui nuosėdos ant pelėsio ertmės paviršiaus.

Korozinės dujos ir halogenų poveikis

Kai kurios gumos rūšys, pvz chloropreno kaučiukas (CR), chlorosulfonuota polietileno guma (CSM) , ir fluoro guma (FKM) , paleisti ėsdinančių medžiagų tokie kaip HCl, H₂S , ir metalų chloridai vulkanizacijos metu. Šios medžiagos sukelia reikšmingą pelėsių ertmių korozija , turinčios ypač stiprų poveikį silikoninės gumos formų apdorojimas ir tikslios formos tarnavimo laikas.

Šie užteršimo ir korozijos reiškiniai ne tik paDienoraštisina išvaizda ir vidinis veikimas iš vulkanizuotos gumos gaminiai , bet ir sumažinti gamybos stabilumas , gali sukelti nutrūkęs nuolatinis veikimas , kuris tiesiogiai veikia masinės gamybos našumą po to greitas guminių formų pristatymas.

2. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos pelėsių užteršimui ir korozijai (svorio analizė)

Remiantis praktine patirtimi ir svorio faktoriaus analizė , pelėsio užteršimą ir koroziją pirmiausia lemia gumos maišymo sistema , įskaitant:

Vulkanizavimo sistemos priedai (sieros, greitintuvai, cinko oksidas)

Greitintuvai, turintys mažą tirpumą ir didelę migracijos tendenciją

Migruojantys antioksidantai

Aktyvatoriai, tokie kaip stearino rūgštis

Išorinio atleidimo ir formavimo sistemos

Priemonės polisiloksano pagrindu

Parafino pagrindu pagamintos priemonės (didžiausias užterštumas)

Fluorintos atpalaiduojančios medžiagos

Be to, pelėsio užterštumą žymiai padidina šie veiksniai:

Pelėsių dengimo medžiagų pasirinkimas

Formos paviršiaus apdaila ir apdorojimas smėliasrove

Vulkanizavimo temperatūra, laikas ir nenutrūkstamas gamybos ciklas

Temperatūros ir drėgmės sąlygos mišinio laikymo metu

Į didelio tikslumo silikoninės gumos liejimo formos , bendras šių veiksnių poveikis yra ypač svarbus.

3. Trijų etapų pelėsio ertmės užteršimo evoliucijos mechanizmas

1 etapas: teršalų migracija

Aukštos temperatūros sąlygomis, vulkanizavimo priedai ir šalutiniai reakcijos produktai migruoti iš gumos mišinio vidaus link pelėsių ertmės paviršius.

2 etapas: sukibimas ir nusodinimas

Šios medžiagos prilimpa ir nusėda ant metalinis formos paviršius , palaipsniui formuojasi sunkiai pašalinami oksiduoti sluoksniai per terminės oksidacijos reakcijos.

3 etapas: senėjimas ir perkėlimas

Ilgai nuolat naudojant, atsiranda teršalų senėjimas ir degradacija:

Dalis tampa tvirtai prilipo prie pelėsio ertmės

Kita dalis perkeliama į vulkanizuotų gumos gaminių paviršius , sukelia priemaišų, paviršiaus įtrūkimai , ir išvaizdos defektai

Tai labai nepalanku gamintojams, kurie siekia didelio našumo guminės formos.

4. Pelėsių struktūros ir paviršiaus apdorojimo įtaka užterštumui

Į guminių formų gamyba ir silikoninės gumos formų apdorojimas:

Itin poliruotos, chromuotos arba lydiniu dengtos formos → mažas užterštumo polinkis

Smėliasrovės, matinės arba tekstūruotos formos → didelis užterštumo sulaikymas

Ypatingą dėmesį reikėtų atkreipti į tai, kad smėliavimo sukeltas paviršiaus šiurkštumas gali sukurti an “inkaravimo efektas” vulkanizacijos metu, vedantis į mechaninis blokavimas tarp guminių ir pelėsių paviršių. Dėl to atsiranda stiprus klijavimas, griovimo sunkumas , ir antrinis užterštumas.

Norėdami išspręsti šią problemą, atlikite toliau nurodytus veiksmus paviršiaus pagerinimo sprendimai yra rekomenduojami:

Chromuotas dengimas

Volframo-chromo dangos

Vanadžio-kobalto lydinio dangos

Šios technologijos buvo plačiai patvirtintos didelio tikslumo silikoninės gumos formos.

5. Išsamios užterštumo pelėsiais mažinimo strategijos

1️⃣ Sudėtinės sudėties optimizavimas

Pasirinkite sudedamųjų dalių sumaišymas su geru gumos suderinamumu, maža migracija , ir mažas žydėjimo polinkis

Sumažinti mažos molekulinės medžiagos linkę į žydėjimą ir nusėdimą

2️⃣ Formos konstrukcijų projektavimo optimizavimas

Užtikrinti lygūs gumos srauto kanalai

Sumažinti negyvi kampai ir sulaikymo zonos , leidžianti pašalinti teršalus gumos tekėjimo metu, net jei užteršta

3️⃣ Formos paviršiaus inžinerijos optimizavimas

Suteikite pirmenybę galvanizuotų arba lydiniu padengtų paviršių

Venkite nereikalingo grubus apdorojimas smėliasrove

4️⃣ Valymo ir priežiūros mechanizmai

Įprasti pelėsių valymo metodai apima:

Mechaninis valymas (šlapias, sausas, rankinis poliravimas)

Cheminis valymas (rūgštinis valymas / šarminis valymas)

Ultragarsinis valymas

Šiuo metu cheminis valymas vis dėlto yra plačiausiai naudojamas metodas aplinkos apsaugos reikalavimus ir operatoriaus sauga reikia atidžiai apsvarstyti. Komercinis pelėsių valymo skysčiai ir pelėsių valymo gumos mišiniai taip pat gali būti naudojami kaip pagalbiniai tirpalai.

Išvada

Pelėsio ertmės užteršimas suspaudimo būdu formuoti gumos gaminiai yra universalus, pasikartojantis , ir sistemingas gamtoje. Tik per sistemingas optimizavimas iš:

Sudėtinės formulės dizainas

Formos medžiagos pasirinkimas

Paviršiaus apdorojimo technologijos

Proceso valdymo parametrai

ar gamintojai tikrai gali pasiekti:

Didelio našumo guminės formos

Stabili masinė didelio tikslumo silikoninės gumos formų gamyba

Tvarus ir patikimas gamybos efektyvumas po greito guminių formų pristatymo

Gaminant ir perdirbant Gumos gaminiai iš presavimo, guminės formos yra svarbiausios kontrolės ir užtikrinimo priemonės gaminio geometrija, surinkimo matmenys , ir atitiktį matmenų tolerancijos.