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膠輥生產(chǎn)工藝及技術(shù)進展
關(guān)鍵詞：硅膠輥 發(fā)布時間：2014-12-29 16:32:04 點擊數(shù)：3093
近年來注射、擠出和纏繞等技術(shù)不斷發(fā)展，膠輥成型硫化設(shè)備使膠輥生產(chǎn)逐漸走上了機械化和自動化。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)量為嚴格，其很多類產(chǎn)品己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(xiàn)象。為此，要求膠輥在整個生產(chǎn)工藝過程中，必須保持絕對清潔和清工細作，實現(xiàn)操作統(tǒng)一化、技術(shù)標準化。橡膠塑料與金屬芯的結(jié)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。
多年來，膠輥生產(chǎn)由于產(chǎn)品的不固定性、尺寸規(guī)格的多樣性，使工藝設(shè)備的機械化、自動化成為難點，迄今為止，多數(shù)仍是以人工為主的間斷式單元型作業(yè)生產(chǎn)線。近來一些較大的專業(yè)性生產(chǎn)廠家己開始實現(xiàn)從膠料到成型和硫化工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，便生產(chǎn)效率成倍提高，大地改善了工作環(huán)境和勞動強度。
一、 膠料制備
對膠輥來說，膠料的混煉是*為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。膠輥用膠料種類從天然橡膠、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，跨越大范圍。因些，如何使用這些膠料混煉均勻己成為一大難題。常規(guī)的方法是采用開煉機以多種母煉膠的形式進行混煉加工。這些年來，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行濾膠，消除膠為內(nèi)的雜質(zhì)。然后再用壓延機、壓出機、貼合機制成沒有氣泡和雜質(zhì)的膠片或膠條，供膠輥成型用。在成型之前，對這些膠片、膠條還要進行嚴格的外觀檢查，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，在硫化后對表面進行研磨時即有可能出現(xiàn)砂眼，由此將導(dǎo)致整個膠輥出現(xiàn)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(nèi)主要以機械或手工粘貼成型為主，國外多數(shù)己實現(xiàn)了機械自動化。大中型膠輥基本上采用仿擠出，用壓出膠片連續(xù)粘貼成型或擠出膠條連續(xù)纏繞成型的方式生產(chǎn)。同時，在成型過程中以微機自動控制其規(guī)格尺寸和外觀形狀，有的也可用壓出機直角和異型擠出的方法進行成型。
上述成型方法不僅能減輕勞動強度，同時還能消除可能產(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(shù)層棉布或錦綸布，再用鋼絲或纖維繩索加以固定加壓。盡管這一工藝早己實現(xiàn)了機械化，但由于硫化之后還要除去包扎物，形成一個“盲腸”工藝，使制造過程復(fù)雜化，而且因包扎布、纏繞繩的使用次為有限、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(xiàn)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、注射及液體橡膠的澆注，已成為*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?shù)跣兜姆敝貏趧迂摀?dān)。硫化熱源有蒸汽硫化，時間要延長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?qū)岵町惍a(chǎn)生不同收縮而造成膠輥與膠芯之間發(fā)生膠層，一般硫化多采用緩慢升溫升壓的方式，硫化時間遠比橡膠本身所需硫化時間要長得多。大型膠輥為達內(nèi)外均一硫化以及使用金屬芯與橡膠的導(dǎo)熱性相近，在罐內(nèi)停留的時間往往長達24~48h ，約為橡膠正常硫化時間的30~50倍。
小型和微型膠輥現(xiàn)已大部分改為平板硫化機模壓硫化，徹底改變了膠輥傳統(tǒng)的硫化方式。近年還實行注壓機裝模、抽真空硫化，并且可以自動開閉模，機械化和自動化程度大幅提高，而且硫化時間短，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。尤其是采用橡膠注射膠注射成型硫化機時，把成型和硫化兩個工序合二為一，時間可以縮短到2~4min，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，并為之開辟了材料和工藝革命的新途徑。它采用澆注的形式，把復(fù)雜的成型操作與笨重的的硫化設(shè)備甩掉，使膠輥生產(chǎn)工藝大為簡化。不過，*大問題是由于必須使用模具，對于大型膠輥特別是單個產(chǎn)品來說，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大福提高，給推廣使用帶來了很大的困難。
為解決這一難題，近年開始出現(xiàn)無模制造的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）和二苯甲二異氰酸酯（MDI）為原料，混合攪拌之后快速反應(yīng)，定量地澆注到緩慢旋轉(zhuǎn)的膠輥金屬芯上，一步一步實現(xiàn)邊澆注邊固化，*后形成膠輥。這種工藝不僅流程短，機械化、自動化程度高，而且省去了笨重的模具，可隨意根據(jù)要求生產(chǎn)各種規(guī)格尺寸的膠輥，使成本大幅度下降，現(xiàn)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化設(shè)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，所用設(shè)備也同上面的PUR不同，形成另一類澆注形式。在這里，*關(guān)鍵的問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、 表面片理
表面處理是膠輥生產(chǎn)*后也是*關(guān)鍵的一道工序，表面研磨狀態(tài)直接左右著膠輥的便用性能。目前研磨的方法多種多樣，但主要是機械車削和磨光，為此研磨方法、研磨工具及使用磨料非常重要，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*大的問題是如何解決研磨時橡膠的生熱現(xiàn)象和保持研磨后表面的*佳撓度。
膠輥除了對表面要進行研磨處理外，還要徹底清洗，除去表面附著的膠粉，要求較高的還要對表面進一步作拋光加工，也有的在表面涂覆樹脂涂料、乳膠漆料、磁粉、靜電粉體等。同時，也可電鍍一層所需鍍層，或者進行化學(xué)氧化處理等，以達到光感、抗蝕、磁化和導(dǎo)電等功能的目的。
隨著膠輥的不斷發(fā)展，膠輥表面的涂敷技術(shù)也得到快速提高，現(xiàn)已開始改變膠輥性能完全靠包覆橡膠的傳統(tǒng)方法。具體地說，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、刮涂機一類設(shè)備，增設(shè)油屏蔽層以達到提高耐油性的目的等，盡管膠輥的形狀、材料同原來一樣，但其功能卻發(fā)生了很大的變化，有的變成功能膠輥，這種表面片處理技術(shù)今后將很有發(fā)展前途。
綜上所述，現(xiàn)今生產(chǎn)使用的膠輥己形成了具有獨特工藝的產(chǎn)品系列。雖然目前國內(nèi)仍以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主，但技術(shù)含量在不斷提高，不少產(chǎn)品己經(jīng)進入高新技術(shù)領(lǐng)域，附加值逐漸增大，正成為工業(yè)橡膠制品中又一個經(jīng)濟亮點 。
