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擠橡硫化工藝
擠橡就是在導電線芯或成纜線芯上包一層整體的、緊密的、厚度均勻的絕緣或護套的工藝過程。是通過擠橡機的螺桿壓縮,再由模具成型來完成的。
硫化就是在擠橡之后,在一定的溫度、壓力下,經一定的時間,使包覆的塑性狀態(tài)的橡膠料變成彈性體狀態(tài)橡皮的工藝過程。
一、擠橡工藝基本原理
1、 膠料的成型
將具有一定塑性的膠料加入擠橡機中,依靠旋轉螺桿的推動及橡膠與機筒的摩擦
力,膠料不斷受到攪動、剪切、緊壓,進一步混合、塑化、壓縮,并產生一定的壓力,促使膠料逐漸向機頭方向移動。最后膠料在機頭壓力的作用下,通過一定的模具形成所需的形狀。
2、 膠料在擠橡機機筒內的流動形式
第一, 膠料在螺桿、螺紋表面作旋轉運動,其旋轉速度V可以分解為垂直于螺桿軸分
速度V1和平行于螺桿軸的分速度V2;第二,在機筒內存在著一個流體靜態(tài)壓力,此壓力是由機頭阻力和螺桿壓縮力造成的。
第二, 膠料的流動形式有如下四種:(1)順流 其方向是平行于螺桿軸的分速度V2;
(2)逆流 膠料從螺桿頭部向加料口反向流動,它有助于膠料的均勻和致密。順流應力應大于逆流應力。(3)漏流 也稱為滯留。(4)渦流 膠料在螺槽內渦狀流動,其方向為垂直于螺桿軸分速度V1,其作用是攪拌塑化膠料。
二、擠橡工藝
擠橡產品的質量除了受橡膠配方、混橡質量、橡料的塑性影響外,還受擠橡時擠出溫度、擠出速度、模具的選配等一系列因素影響。
1、 混橡
混橡是把橡膠和各種配合計按照一定的工藝條件經密煉機、開煉機、濾膠機或壓延機加
工成具有一定的塑性膠料的工藝過程。工藝過程中要求各種配合計分散要均勻,尤其是硫化劑和促進劑的稱量和分散。配合劑的分散性能與膠種和配方的設計有著密切的關系;煜疬^程中要嚴格按照工藝規(guī)定的時間、溫度及程序進行操作,以保證供給擠橡用的膠料塑性、尺寸及溫度達到工藝規(guī)定,并保證膠料的清潔。
2、 模具的結構、選擇和調整
模具有模芯和模套兩部分。模芯和模套的結構尺寸和幾何形狀選擇的原則是:模芯和模套之間的形成的間隙應是逐漸縮小的,膠料通過間隙的速度應逐漸加快,并且膠料應不會受到任何障礙,而成流線型流動,保證膠料有足夠的壓力,達到擠出的膠層緊密,產品質量良好。模芯、模套形狀如下圖。
外錐角β一般控制在20~35˚ ,角度越小,流道越平滑,突變小,對膠料層的結構有益。
模芯孔徑d,一般取d = 線芯外徑+(0.1~0.2)㎜,不能過大,也不能過小,在實際操作時,可取線芯穿過模芯試一試,憑經驗判斷其大小。
模芯外錐直徑D,一般取端口厚度 = (D-d)/2 = 0.3~0.6㎜為宜,
模芯定徑區(qū)(承線)長度L,一般取L = (0.5~1.0)d,
模套(形狀如下圖)
模具定徑區(qū)D: 擠絕緣時D = 產品外徑-(0.1~0.2)㎜。
擠護套時D = 產品外徑-(0.5~1.0)㎜。
模套內錐角β:這個角必須大于模芯的外錐角,若沒有這個角度差,就保證不了擠出壓力。角度差一般為20-30˚。
模具定徑區(qū)(承線)長度L: 擠絕緣時L = (0.5~1.0)D;擠護套時L = (0.5~0.7)D。L不能太長,越長擠出阻力就大,會影響產量,還會出現(xiàn)倒膠現(xiàn)象;L不能太短,越短擠出產品外徑越不穩(wěn)定,出現(xiàn)沙眼、松套和膠層不緊密等現(xiàn)象。
模芯與模套的安裝
一般模芯與模套在安裝時,只要模芯孔與模套孔在一條中心線上即可,是通過四個方位的螺絲來調節(jié)的,模芯與模套之間的距離是根據(jù)產品的擠出厚度來決定的,擠絕緣時取產品厚度的1~1.5倍;擠護套時取產品厚度的1.0~2.5倍。距離不能太遠,也不能太近。太遠容易引起倒料,壓力增大易偏芯,太近會影響產品外徑和擠出速度。
模芯與模套的調節(jié)(即偏芯調節(jié))
一般的調節(jié)方法有:空對模、走線對模。
3、 擠橡溫度控制
膠料在機身、機頭內不斷受到壓縮、塑化。需要有一定的溫度。而對不同型號、不同塑
性和不同焦燒時間,在不同設備上擠出 的膠料都有適宜的溫度范圍。擠橡時必須嚴格按照溫度范圍控制機身和機頭溫度。以下是幾種膠料的溫控表:(僅供參考)
膠 種 | 進料口 | 機身℃ | 機頭 ℃ | 模 口 ℃ |
絕緣膠 天然護套膠 氯丁護套膠 CPE護套膠 | 45~50 50~55 40~45 60~65 | 50~60 55~60 45~50 65~70 | 70~85 60~65 45~60 70~75 | 75~85 80~90 70~80 80~90 |
4、 牽引速度和螺桿轉速的控制
對同一制品來說,牽引速度的大小決定擠橡機出膠量的大小,同樣螺桿轉速的快慢也決定著供膠量的大小。供膠量和出膠量應該是相等的。牽引速度加快則制品外徑減小,反之則制品外徑增大。若要保持原有的外徑就要減慢螺桿轉速,也就是說牽引速度和螺桿轉速直接影響制品的外徑。也會影響膠層的質量。牽引速度太快或螺桿轉速太慢會造成膠層表面粗糙不光滑、外徑不均勻、脫節(jié)等現(xiàn)象。當然除上述的因素外,還要考慮膠料的品種、配方、塑性、設備負荷、溫度、硫化管長度等因素的影響。
