金属橡胶成型工艺研究

金　峰　赵江伟 / 广东信力科技股份有限公司

金属橡胶成型工艺研究

金峰赵江伟 / 广东信力科技股份有限公司

利用细不锈钢丝作为原材料，经过特定的工艺制成金属橡胶的构件，其具有优良的非线性机械性能，在减振、密封等领域具有很大的应用优势。要想研究金属橡胶的自动成型工艺及成型过程所需的设备，研究的重点则是铺设机床的研制工作及自动铺设工艺的正确实施。将材料的成型工艺水平及制作效率提高。

金属橡胶；成型工艺；自动

一、金属橡胶成型工艺研究概述：

金属橡胶技术起源于前苏联 ，经过多年的发展，世界领先水平的是苏联后羿俄罗斯。伴随化学工业的迅猛发展，橡胶制品类别增多，但生产工艺的过程，却基本一样。都以一般的固体橡胶为原料制品，具体生产工艺的过程包括：原材料的准备→原材料塑炼→原材料混炼→原材料成型→硫化→休整→检验。金属橡胶是阻尼的材料 ，应用在高温、低温过程中 ，强腐蚀的环境下。金属橡胶技术在90年代在我国兴起，由于金属橡胶的材料有着良好的机械性能及环境适应性，逐步取得了越来越广泛的应用。金属橡胶材料的得以推广，主要是金属橡胶构件的工作环境和性能要求所决定的，正确并合理地选择加工工艺和路线丝线材料是至关重要的。金属橡胶的完整的成型过程下面会一一介绍；过程主要包括等6个步骤，主要是根据原材料的选取划分，其中主要是丝线材料的选取及毛坯件的铺设，两个方面影响了构件机械性能的；而主要包括将毛坯件放在特定的模具中并压制成型，如果构件需要密封，则需要用聚四氟乙烯及铜皮对毛坯外表面做包覆的处理，这是决定最终构件尺寸及相对密度的步骤。我国国内已经有相关学者做了金属橡胶成型工艺方面的研究，但是到目前为止国内还没有关于自动化成型工艺的相关的报告。为了满足金属橡胶构件的相关制作要求，本文对金属橡胶成型工艺的具体步骤进行了论述。

二、基本工艺流程

之前介绍过伴随着城市化进程，各大市场的需求都在不断扩张，橡胶生产业也是如此，金属橡胶的具体生产过程步骤主要包括：原材料的准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验6个步骤。

三、原材料的准备：

橡胶制品的主要原材料包括生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。其中生胶是其基本的材料；金属橡胶是一种匀质的具备高弹性的多孔物质，原材料是各种牌号的不锈钢类金属丝。丝线的牌号是根据金属橡胶生产的工作条件、环境的温度、侵蚀性介质存在与否、载荷特性等条件决定的。配合剂则是为了将橡胶制品的某些性能进行改善而加入的辅助性材料；纤维材料包括；棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维和金属材料，包括钢丝、铜丝。都是作为橡胶制品的材料骨架，用以使机械强度增强、从而限制制品变型。在原材料的准备过程中，配料要按照配方进行准确称量。为了让生胶与配合剂均匀混合，需要对一些材料进行加工包括：生胶需要在60--70℃的烘房内烘软后，然后切胶、破胶成为小块；块状的配合剂例如石蜡、硬脂酸、松香等需要粉碎；粉状的配合剂如果含有机械杂质或者粗粒时要将其筛选除去；液态的配合剂需要加热、蒸发水分、熔化、过滤杂质；配合剂需要进行干燥，避免结块、混炼时均匀，硫化时不易产生气泡，从而影响产品的质量；

四、塑炼

生胶极佳弹性，可塑性不强，因此不方便加工。为了将其可塑性提高，要对生胶进行塑性煅炼；这样，在混炼时，配合剂就更容易均匀的分散在生胶里；同时，在压延型的过程中，也十分有助于渗透性的提高（渗入纤维织品内）及成型性流动性。将生胶长链分子进行降解，则形成可塑性的过程称作塑炼过程。生胶塑炼的方试有两种即：机械塑炼和热塑炼。机械塑炼指的是在温度不太高的条件下，通过塑炼机产生的机械挤压力及摩擦力的作用，使长链的橡胶分子降解变短，从高弹性状态变为可塑性状态。热塑炼是对生胶中通入灼热的压缩类空气，所以在热和氧的双重作用下，长链分子降解变短，从而获得了可塑性。

五、混炼

为了适应不同的使用条件、从而获得各种不同的使用性能，也为了使橡胶制品的性能提高并降低成本投入，必须在生胶里加入不同的配合剂。混炼过程就是为了将塑炼后的生胶与配合剂相混合、之后放在炼胶机中，在机械的作用下通过机械的拌合作用，令配合剂既完全又均匀地分散在生胶里的一种过程。混炼是在橡胶制品的生产过程的一道重要的工序，如果混合的不均匀，就不能将橡胶和配合剂的作用充分发挥出来，就会影响产品使用的性能。而经过混炼后所得到的胶料，被人们称作混炼胶，它是制造出各种橡胶制品所用的半成品材料，俗称胶料，通常均称作商品而出售，购买者则可利用胶料进行直接加工成型、硫化制成各自所需要的橡胶制品。而根据配方的差异，混炼胶又有一系列的性能各异的不同牌号及品种，提供不同的选择。

六、成型

在金属橡胶制品成型的生产过程中，利用压延机或压出机等设备预先制成的形状各样、尺寸各异的工艺的过程，称之为成型。成型的具体方法有：

（一）压延成型

压延成型过程适用于制造简单的板状片状制品。它主要是将混炼胶用于通过压延机而压制成的，拥有一定的形状、一定的尺寸的胶片的方法叫压延成型。有些橡胶制品如：胶布、胶管、轮胎、等所用的纺织纤维类材料，必须在表面涂上一层薄胶，涂胶的工序一般也是在压延机上完成。纤维材料在进行压延前则需要进行烘干或浸胶，其目的则是为了提高纤维材料和胶料的结合性能。

（二）压出成型

压出成型的过程用于较为复杂的橡胶制品中，比如轮胎胎面、胶管、金属丝表面覆胶等，需要用压出成型的方法进行制造。它是将具有一定塑性的混炼胶，放入挤压机的料斗内，在螺杆的作用下，通过各种各样的样板进行连续造型的一类方法。在压出之前，所要胶料必须提前进行预热过程，达到胶料的柔软、易于挤出，从而获得表面光滑的、尺寸准确的橡胶类制品。

（三）模压成型

模压成型也可以用模压的方法来制造某些形状复杂的橡胶类制品，借助成型的阴、阳模具等，将胶料放置在模具中进行加热后成型。

七、硫化

硫化过程是把塑性的橡胶转化为具有弹性的橡胶的过程，它是将一定量的硫化剂，放入到主要原料是生胶所制成的半成品里，在规定的温度下进行加热后保温，从而使生胶的线性分子之间，通过生成“硫桥”而交联成立体的网状构造，进而使塑性胶料变成高弹性硫化胶。由于交联键的主要成分由有硫磺所组成的，所以称之为“硫化”过程。随着合成橡胶的迅速发展并流向市场，现在的硫化剂的种类繁多，除硫磺外，还包含有：有机多硫化物、、金属氧化物和过氧化物等。未经硫化过程的橡胶，在使用方面上，是没有什么利用价值的，但欠硫的（硫化程度不够，硫化时间不够，未能达到最佳状态）或过硫的（硫化时间超过、性能显著下降）都能使橡胶的性能下降。所以在生产过程中一定要严格的控制硫化的时间，以确保经过硫化后的橡胶制品能具有最好的使用性能以及最长久的使用寿命。

［1］赵兴.金属橡胶问题和预防方法［J］.企业家天地，2011（06）.

［2］陈成锋.浅谈金属橡胶成型技术［J］.科技信息，2011（17）.

［3］朱严明.金属橡胶制造过程中的管理技术分析［J］.中国新技术新产品；2011（16）.