橡膠模具表面防粘涂層制備工藝及應(yīng)用研究

張秀英

摘 要：在橡膠模具硫化過程中，會經(jīng)常在模板上發(fā)生粘連問題，究其原因?qū)е庐a(chǎn)品表面出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的主要因素，如發(fā)生粘連問題，就要經(jīng)常清洗模具從而導(dǎo)致降低使用模具效率。因此，橡膠模具表面防粘連土層的涂刷工藝尤為關(guān)鍵，做好防粘連措施，減少橡膠制品接觸面的表面積，不僅有助于橡膠制品對模具粘附作用的有效下降，達(dá)到了防止模具表面粘貼的目的，有效促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率，提升工藝質(zhì)量。文主要根據(jù)國營錦江機(jī)器廠的實踐經(jīng)驗，針對橡膠模具做出的一些防粘涂層制備工藝進(jìn)行了相應(yīng)的分析。

關(guān)鍵詞：橡膠模具;防粘涂層;制備工藝

通過橡膠模型制備成型之后，橡膠從模具中脫離就是我們所說的脫模。在脫模過程中，橡膠制件與模具之間會由于各種因素，例如物理原理、化學(xué)反應(yīng)等使得橡膠殘留粘連在模具之上，導(dǎo)致橡膠模具在打開之后，制品無法有效的脫出。換言之，如果脫模中粘附力較大，橡膠制品就會加大產(chǎn)品缺陷率，降低模具的使用壽命，同時頻繁的清洗磨具也會降低模具使用效率的降低。制件在成型中，由于高溫高壓因素以及摩擦等原因，使得制件受到配合劑、橡膠等多方面的污染，降低制件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。另外，脫模過程中，如果斷裂發(fā)生位置在橡膠模具與制品粘附界面上，這樣不僅確保了制品生產(chǎn)的質(zhì)量，有效防止了產(chǎn)品缺陷與廢品的闡述，降低了脫模過程對模具造成的損壞，而且促進(jìn)了制件生產(chǎn)效率和質(zhì)量的全面提升。如果斷裂位置位于界面附近且強(qiáng)度較低的一端，那么就會因為強(qiáng)度較高的一端表面粘附了強(qiáng)度較低的材料，影響橡膠模具使用壽命和產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量。

1 橡膠模具表面防粘涂層制備工藝及應(yīng)用

1.1 橡膠模具防粘涂層靜電噴涂工藝

靜電粉末噴涂就是借助高壓靜電電暈放電過程中產(chǎn)生的靜電場完成制件表面的噴涂作業(yè)。噴槍頭內(nèi)部一般設(shè)置電極針，通過電極針和負(fù)極相連，接通電源之后，電極針就會釋放電暈發(fā)電，和接地工作之間就會形成靜電場，然后通過壓縮空氣傳輸粉末涂料，使得粉末涂料可以達(dá)到噴槍的槍頭，經(jīng)過槍頭的粉末通過電極針處理之后就會產(chǎn)生電荷，在這種作用之下就會帶入到靜電場，經(jīng)過靜電場的吸引力、推動力以及粉末自重力和電荷等多種力量的合作之下，厚薄均勻的噴涂在制件的表面。另外，由于影響靜電粉末噴涂工藝應(yīng)用效果的外部因素較多，如果噴涂過程中工藝參數(shù)發(fā)生了變化，不僅會導(dǎo)致制件涂層出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重的還會對涂層外觀和使用性能產(chǎn)生影響。因此，國營錦江機(jī)器廠工作人員在開展靜電噴涂作業(yè)時，必須嚴(yán)格的按照要求調(diào)整優(yōu)化靜電噴涂的工藝參數(shù)，才能保證涂層表面的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。也就是說，工作人員在實施靜電粉末噴涂前，必須選擇相應(yīng)的工藝參數(shù)開展實驗，然后以現(xiàn)有噴涂工藝條件為基礎(chǔ)，分析影響涂層性能參數(shù)的因素，并在最佳噴涂工藝參數(shù)確定后，開展靜電粉末噴涂作業(yè)。

1.2 橡膠模具表面涂層燒結(jié)工藝及應(yīng)用

涂層加熱固化是其制備的關(guān)鍵工藝，因此涂層的制備其對于制件涂層質(zhì)量、使用壽命以及性能等各方面有著極為重要的影響。比如，涂層形成過程中固化溫度、固化時間等發(fā)生變化都會對制件涂層外觀形貌、涂層的物理化學(xué)性能、使用壽命以及產(chǎn)品的耐介質(zhì)等性質(zhì)會產(chǎn)生不同程度的影響。如果使用靜電噴涂工藝將樹脂粉末涂料噴涂與制件表面后，想要確保涂層的功能性特點的話，必須嚴(yán)格的按照要求對制件涂層進(jìn)行一定時間和溫度的烘烤，才能確保制件順利成模。首先，待粉末涂料溫度升高涂料熔點溫度后，粉末涂料顆粒就會出現(xiàn)融化的現(xiàn)象，經(jīng)過融化后的粉末連接在一起，就形成了高低不平的連續(xù)膜。其次，由于樹脂膜受到溫度和時間的影響，會由之前高低不平的表面漸漸流淌成光滑平整的表面。最后，熔融流平的涂料出現(xiàn)的交聯(lián)反應(yīng)，由于處在一定溫度與時間下的材料分子支鏈之間與分子之間產(chǎn)生反應(yīng)后形成了網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)固化膜。制件在燒結(jié)固化時，一旦溫度偏高或者時間過長的話，都會導(dǎo)致制件表面涂層出現(xiàn)變質(zhì)或者分解的問題，損壞制件的使用性能。如果溫度過低或者時間過短的話，則會因為粉末涂料無法充分融化和流平，導(dǎo)致制件表面涂層出現(xiàn)性能下降的問題。所以，操作人員必須采取積極有效的措施控制涂層的燒結(jié)固化工藝，才能確保制件表面噴涂材料的性能達(dá)到設(shè)計要求。

2 橡膠模具表面處理技術(shù)

脫模劑是一種被應(yīng)用于制件與模具制件的助劑，其主要發(fā)揮著防止模具與制品出現(xiàn)粘附現(xiàn)象的作用。國營錦江機(jī)器廠工作人員在生產(chǎn)橡膠制品時，主要就是將脫模劑噴涂在模具表面或者在膠料中直接應(yīng)用，防止橡膠粘連在模具之上，由此實現(xiàn)橡膠制品高質(zhì)量的脫模，保證脫模效率提升。在橡膠模具上使用脫模劑，有效降低制品的缺陷率，提高了橡膠制品表面的光潔度與制品尺寸的精確度，所以脫模劑被廣泛的應(yīng)用于橡膠與塑料制品生產(chǎn)行業(yè)中。針對目前狀況而言，經(jīng)常使用的脫模劑依據(jù)使用方法，我們劃分為外涂型脫模劑和內(nèi)加型脫模劑等幾種。首先，涂型脫模劑。顧名思義，該類型脫模劑在使用時直接噴涂在模具表面即可，這樣可以有效的將模具和材料加以隔離。其次，內(nèi)加型脫模劑。內(nèi)加型脫模劑在實際使用時，可以直接作為添加劑摻加于制品材料中，在制品硫化過程中通過轉(zhuǎn)移至模具與制品的接觸面，從而達(dá)到隔離材料與模具的目的。另外，對于模具表面處理一般就是通過一些手段，例如改變模具表面結(jié)構(gòu)，改變模具的成分以及改變模具的形狀等，提升模具表面的表面抗粘附性、耐用性。操作人員在實際操作之中，可以合理的利用相關(guān)表面改性、表面涂覆、表面復(fù)合等處理技術(shù)，對模具的物理形態(tài)改變以及組織結(jié)構(gòu)改變等，有效的提升制品表面性能。對于模具表面處理方法多種多樣，因此在實際的工作中，工作人員應(yīng)當(dāng)對各種方法加以總結(jié)分類，可以將其分為化學(xué)表面處理法、物理表面處理法、表面涂層處理法等幾種。

2.1 物理表面處理法

物理表面處理法，就是通過物理方法的形式，對模具表面進(jìn)行處理，保證模具表面性能達(dá)到相關(guān)要求，使其可以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前我們經(jīng)常見到的物理處理方法有淬火法、噴丸強(qiáng)化等幾種。雖然物理表面處理法在實際使用的過程中具有操作設(shè)備簡單且使用成本低等特點。但是由于使用物理表面處理法的生產(chǎn)效率偏低且質(zhì)量控制難度較大，在面對形狀復(fù)雜模具時無法有效處理等特點，所以該處理方法主要適用于生產(chǎn)數(shù)量少且質(zhì)量要求偏低的模具生產(chǎn)。

2.2 化學(xué)表面處理法

化學(xué)表面處理法一般就是在模具中放入化學(xué)溶液，然后加熱溶液使其滲透到模具之中，模具表面就會有一些化學(xué)性質(zhì)的改變，以此保證模具表面能夠滿足模具脫模的標(biāo)準(zhǔn)要求。目前模具加工制造過程中常見的化學(xué)表面處理法主要有滲碳、滲鋁、滲硼、碳氮共滲、滲氮等幾種。工作人員使用碳氮共滲處理方式處理鋼表面，經(jīng)過處理后的鋼表面不僅摩擦系數(shù)得到了有效降低，而且工件的耐磨性也進(jìn)一步提高。

2.3 表面涂層處理

該處理方法就是借助模具表面涂抹各種涂層的形式，將基體表面的性能進(jìn)行改變，保證基體符合相應(yīng)的使用要求，滿足相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)的一種技術(shù)。目前常見的表面涂層處理方法主要有表面鍍層、噴涂、氣相沉積等幾種。在這其中電鍍與化學(xué)鍍作為模具表面處理中應(yīng)用的傳統(tǒng)技術(shù)之一，該技術(shù)因為在實際使用過程中對環(huán)境造成的破壞和影響較大，因此受到了極大的限制。激光熔覆技術(shù)就是通過在模具鋼表面制備復(fù)合涂層的方式，提高模具表面的硬度，改善模具表面的摩擦系數(shù)。

3 結(jié)束語

總之，國營錦江機(jī)器廠在經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐總結(jié)了大量的經(jīng)驗，在應(yīng)用模具表面涂層處理技術(shù)時，主要是通過降低制品與模具表面粗糙度、改善兩者之間潤濕性的方式，提高制品脫模的效果和產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，確保制品表面的光滑度達(dá)到設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬成群，袁光明，李帥.輪胎模具DLC涂層應(yīng)用的可行性分析[J].材料保護(hù)，2020，53（04）：72-77+159.