Технология приготовления резиновых смесей

Основными операциями в технологии приготовления резиновых смесей являются подготовка ингредиентов, их смешивание и получение полуфабрикатов определенной формы

Производство резиновых смесей с порошкообразным наполнителем. Каучук нарезают на куски и пластифи­цируют с помощью многократного пропуска через спе­циальные вальцы, подогреваемые до 40—50° С. В ре­зультате получают однородную пластическую массу, обладающую способностью хорошо смешиваться с ос­тальными ингредиентами.

Пластифицированный каучук смешивают на вальцах или в смесителях с порошкообразным наполнителем и другими ингредиентами. Первым в каучук вводят про- тивостаритель, последним серу или ускоритель вулкани­зации. Полученную в результате смешивания массу под­вергают каландрированию.

Каландрирование резиновых смесей проводят на спе­циальных машинах (каландрах) для получения сырой резины в виде листов или лент определенной толщины. По конструкции каландры похожи на рабочую трехвал- ковую клеть листопрокатных станов. Верхний и средний валки каландра подогреваются до 60—95° С, а нижний охлаждается до 15° С. Резиновая масса направляется в зазор между верхней парой валков; нагреваясь на них, она обволакивает средний валок и втягивается в зазор между средним и нижним валком. Выходящую с каланд­ра листовую резину накладывают на прокладочную ткань, предупреждающую от слипания, и наматывают на деревянные барабаны. В таком виде сырая каланд- рованная резина может сохраняться при температуре 5—20° С до трех месяцев. Каландрованная резина в дальнейшем подвергается формованию.

Производство резиновых материалов с тканевым на­полнителем. Для получения прорезиненных тканей в зависимости от назначения применяют легкие или утя­желенные хлопчатобумажные или льняные ткани и шелк.

Прорезинивание проводят методами пропитывания и промазывания тканей резиновыми смесями без напол­нителя или с порошкообразным наполнителем. Пропитку осуществляют на клеепропиточных машинах резино­вым клеем или раствором резиновой смеси в органиче­ском растворителе (бензине, дихлорэтане и др.). Про­питанная ткань проходит сушку в камерах, а затем под­вергается вулканизации.

Ткань промазывают на промазочных каландрах. При этом пластифицированная резиновая масса провальцо- вывается на каландре и втирается в непрерывно движу­щуюся ткань. Толщина резиновой пленки на ткани ре­гулируется зазором между валками каландра. Получен­ную ткань отправляют на вулканизацию.

Производство эбонитовых смесей. Эбонит получают смешением каучука со значительным количеством серы (до 40—-50% от массы каучука) с последующим нагре­вом. Смешение проводят на вальцах или в смесителях. В качестве наполнителя применяют эбонитовую пыль — размельченные отходы производства. Полученную эбо­нитовую смесь перерабатывают в листовой или профиль­ный материал, формуют и подвергают вулканизации.

Эбонит обладает высокой химической стойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, легко обраба­тывается, но имеет низкую температуростойкость. Его применяют для производства корпусов и пластин акку­муляторов, деталей слаботочной аппаратуры, в химиче­ском машиностроении и т. д.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ РЕЗИНЫ

Формообразование резиновых технических изделий проводят различными методами: шприцеванием, горя­чим и холодным прессованием, литьем под давлением и т. д. Каждый метод имеет свои технологические воз­можности и его применяют для получения определенно­го типа изделий.

Производство изделий из листовой резины. Сырая листовая резина, получаемая с каландров после смеше­ния ингредиентов, и прорезиненная ткань, обработанная на клеепропиточных машинах, становятся конструкци­онным материалом только после процесса вулканизации.

Вулканизация — это процесс обработки отформован­ной сырой резиновой смеси серой, металлическим нат­рием или диамииобензолом. Различают горячую и хо­лодную вулканизацию. При горячей вулканизации рези­
новую смесь выдерживают при температуре 130—160° С под давлением 1—4 атм. Вулканизаторы, находящиеся в резиновой смеси, взаимодействуют с макромолекула­ми каучука и образуют межмолекулярные связи. При этом теряется пластичность каучука, изделия приобре­тают повышенную механическую прочность, упругость и износостойкость. Для вулканизации применяют спе­циальные вулканизационные котлы, автоклавы, прессы. При холодной вулканизации каучук обрабатывают рас­твором полухлористой серы. В результате изделия ста­новятся прочными и эластичными.

Готовая листовая резина и прорезиненная ткань по­ступают на раскрой или штамповку. Для раскроя при­меняют дисковые, клинковые и циркульные ножи, а в массовом производстве — резательные машины ро­торного типа.

Сложные фасонные заготовки вырубают штанцевы- ми ножами или вырезают по закройным шаблонам. Штанцевый нож представляет собой рамку соответству­ющей конфигурации, изготовленную из стальной поло­сы. Высота штанца составляет 40—80 мм, толщина 4—■ 5 мм, нижний край с наружной стороны остро отточен. Вырубку проводят на специальных прес­сах, подкладывая под резину де­ревянные или гуттаперчевые про­кладки. Вырубку можно прово­дить и в металлических штампах,

Производство резиновых про­филей. Резиновые шнуры, поло­сы, трубки и другие профили по­лучают шприцеванием —выдав­ливанием сырой резиновой мас­сы на червячном прессе через специальную матрицу. Червяч­ный винт и рабочий цилиндр пресса обогревают паром, а из­делие, выходящее из матрицы, во избежание деформации ох­лаждают В воде. Профили имеют ^Рис" иы³'под ^едавленнем ^РеЗЯ* сечение, несколько большее, чем t- нижняя "крышкаГ 2- отверстие в матрице, из-за упру- _н^к~;

ГИХ СВОЙСТВ И дают усадку ПО камеры; 5-напорная каме- пгшнр ра: <>-~ шток; 7-траверса

длине, пресса; в —сердечник формы

Отформованные профили подвергают вулканизации.

Прессование. При прессовании сырую резиновую смесь или прорезиненную ткань совместно (если необ­ходимо) с армирующими материалами укладывают в нагретую прессформу, устанавливают на гидравличе­ский пресс и подают давление 20—100 кгс/см². Процесс горячего прессования сопровождается вулканизацией. При холодном прессовании отформованное изделие по­догревают и направляют в вулканизационные котлы.

Методом прессования изготавливают клиновидные ремни, уплотнительные кольца, муфты и т. д.

Литье под давлением. Схема литья под давлением резиновых изделий представлена на рис. 443. Разогре­тая сырая резиновая смесь из напорной камеры 5 вы­давливается штоком 6 через литниковые каналы в фор­му 2.

Количество отливок зависит от количества гнезд и емкости формы.

Так как резиновая смесь подается под давлением при температуре 80—100° С, то одновременно происходит вулканизация.

При литье под давлением сокращается число подго­товительных операций (отсутствует каландрирование, резка и т. д.). Этим способом производят изделия слож­ной формы и крупногабаритные изделия.

Глава 4 ПРОИЗВОДСТВО ДЕТАЛЕЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Производство деталей из металлических порошков относится к отрасли техники, называемой металлокера­микой или порошковой металлургией. Методы порошко­вой металлургии позволяют получать материалы и де­тали, обладающие высокой жаропрочностью, износо­стойкостью, твердостью, заданными стабильными магнитными свойствами. При этом порошковая метал­лургия позволяет получать большую экономию металла и значительно снижать себестоимость изделий. Напри­мер, при изготовлении ряда деталей методами литья с последующей механической обработкой отходы металла составляют до 60—80%, а при получении деталей мето­дами порошковой металлургии отходы металла могут составить 2—5%.

Порошковая металлургия позволяет получать метал- локерамические материалы с особыми физико-химиче­скими, механическими и технологическими свойствами, которые невозможно получить методами литья, обработ­ки давлением.

Технология получения металлокерамических мате­риалов и деталей состоит из ряда последовательных опе­раций: получение металлических порошков, формование, спекание, отделочные операции.

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Исходные материалы и метод получения порошков оказывают влияние на химический состав, размеры и форму получаемых металлических порошков. Порошки из одного материала, но полученные разными методами, будут иметь резкое различие в технологических, физи­ко-химических и механических свойствах. Поэтому при выборе метода получения металлического порошка сле­дует учитывать не только стоимость производства, но и соответствие порошка условиям его дальнейшей пере­работки и свойствам получаемого изделия.

Существуют механические и физико-химические мето­ды получения металлических порошков (табл. 25).

При получении порошков механическими методами исходный материал измельчают без изменения химиче­ского состава. Получение металлических порошков ме­ханическими методами сопряжено с их загрязнением.

При физико-химических методах получения металли­ческих порошков изменяется химический состав сырья или его агрегатное состояние. Получение металлических порошков восстановлением из окислов является наибо­лее распространенным, высокопроизводительным и эко­номичным методом.

К основным технологическим свойствам металличе­ских порошков относятся насыпная масса, текучесть и прессуемость.

Насыпная масса является объемной характеристикой и определяется массой единицы объема свободно на­сыпанного порошка в граммах на сантиметр кубический. Постоянство насыпной массы обеспечивает постоянную усадку при спекании. Насыпная масса одного и того же

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Метод

Характеристика метода

Материалы

Примечание

Форма и размеры частиц, мкм

Размол в шаро­вых мельницах

Размол в вихре­вых мельницах

Виброизмельчеиие Грануляция

Восстановление нз окислов

Электролиз

Карбонильный