新型橡胶模具清洗方法.pdf

T e c h n o l o g yP r o d u c t s 技术产 品版 新型橡胶模具清洗方法 刘呈坤 ( 青岛大学纺织服装学院，山东 青岛2 6 6 0 7 1 ) 【 摘要】橡胶制品生产企业一般采用化学和机械方法清洗模具，本文介绍了-5前国内出现的其它几种新的清洗方法。 【 关键词】模具 橡胶制品 新型 清洗技术 O 引言 模具是橡胶硫化 过程 中所使 用的重要工具 它 的优劣直接影 响橡胶制 品外在质量甚 至使用 寿 命及安全性 。由于模具 在使用过 程中受到橡胶 、配合剂 以及硫化 过程 中所使用 的脱模剂 的综合沉 积污染 ( 主要 污染 物是硫 化物 、 无 机 氧化 物 以及 硅 油和 炭 黑 垢 等) ，反复使用污垢会 变硬变厚 。 形成一些花纹污染死 区 牢固地 粘附在橡胶模具上 。因此为 了保 证橡胶制 品的外观质量 。必须对 结垢的模具定期清洗。 目前 ，我 国许 多橡胶制 品生 产企业所采用 的清洗方法 主要是 化学清洗法 ，即利用有机清洗剂 ， 通过喷、淋 、浸泡或高频振动等 措施去除表面附着物 。包括有机 溶剂法 、熔融法 、酸洗法 、碱洗 法等。这些方法使用方便 ，费用 低。但 由于一些橡胶制 品对模具 要求标准高 。长期使用 上述方法 会造成模具腐蚀 。从而 直接影响 产品的外 观和质量 而 且 当污垢 成分复杂 时 ，必须选用 多种清洗 剂反复清洗才 可能满足表面清洁 作者简 介 ：刘 呈坤 ( 1 9 8 1 一) ， 男， 山 东省邹城 市人 ，硕 士研 究生，研 究方向 为纺织品和橡胶复合材料 。 度 的要求。另一种被广泛采用 的 是机 械清洗 法 。即采 用刮 、擦 、 刷 、喷砂 等机械手段去除表面 污 物 。包括手工研磨 、砂粒研磨等。 机械清洗法避免 了化学腐蚀 ，但 在研磨过程 中同样会对模具造成 一 些机械损伤 。加上清洗过程 中 需要反复装卸 。存在劳动强度大 、 费时等缺点。 。 随着科技不 断发展 。低损 伤 环保型的超声波清洗 、干冰清洗 以及激光清洗技术将给橡胶模具 清洗业带来福音。 1 新型模具清洗技术 1 1 超声波清洗技术 超声 波 清洗 属 于物 理 清洗 ， 其本身为绿色清洗 ，若 在清洗 液 中添加适宜 的清洗剂则属组合 清 洗 ，更具 明显 的清洗效果 。超 声 波清洗与现代科技发展及 先进 制 造工艺密切相关 。是 目前功率超声 中应用最为广泛的领域之一。超声 清洗在各种化学 、物理以及机械的 清洗中是较为有效的种手段。 超声波清 洗原理 ：超声 波是 一 种 频 率 超 出 人 类 听 觉 范 围 1 7 k H z以上 的声波 。超 声波很 像 电磁波 ，能折 射 、聚焦 和反 射 ， 然而和 电磁波又不 同 电磁波可 以在真空 中 自由传播 而超声波 的传播要依靠 弹性介质 。其传播 时 ，使 弹性 介质 中 的粒子 振荡 ， 并通过介质按 超声波 的传播方 向 传递能量 ，这种 波可分为纵 向波 和横 向波 。在 固体 内 ，两者都 可 以传送 ，而在气 体和液体 内 ，只 有纵 向波可以传送。 超 声 波 主 要 具 有 机 械 效 应 ( 如传声媒质的质点振动位移 、速 度 、加速度 、声压等 力学性能 ) 、 热效应( 声 波在传播过程 中其部 分能量被媒质 吸收变成热 能)和 空穴效应 。其 中空穴效应是声化 学的应用理论基础 也最为重要 。 空穴效应 由成核 、微泡生 长 、空 穴塌陷三步组成。在反应体 系中。 液体 内存 在张力弱 区 ，即液体 内 溶有气体 或在尘埃 的液 固界面上 存 在气体作为气 核 。在 超声 波作用下 ，气核膨胀长 大 ，并为 周 围的液 体蒸汽或气体充 满 ，由 于 内外压 力悬殊使空穴塌 陷 、破 裂 把集 中的声场能量 在极短 的 时间 和极 小 的空 间内 释放 出来 。 使介质局部形成几百到几千 K的 高温和超过数百个 大气压的高压 环境，并产生出很大的冲击力 ，起 到激烈搅拌的作用。同时生成大量 微泡。它们又作为新的气核 ，使该 2 O 0 6 1 1 5 维普资讯 循环继续下去。这就是空穴效应。 在液体 中 由于空化现象 所产 生 的气 泡数量 众多 且无 所不 在 ， 因此对 于工件 的清洗 可 以非常彻 底 。即使是形状复杂的工件 内部 ， 只要 能够接触 到溶液 。就可 以得 到彻底 的清洗 。又因为每个气泡 的体积非 常微 小 ，因此虽然它们 的破裂能量很 高 。但对于工件和 液体来说 ，不 会产生机械破坏和 明显 的温 升 。 超声波清洗优势： ( 1 ) 超声波清洗速度快 、质 量高 、易于实现 自动化 ，它特别 适用于表面形 状复杂的工件 。如 对精密工 件上的空穴 、狭缝 、凹 槽 、微孔 、暗洞等处 ，通常 的洗 刷方法难 以见 效 ，使用超声清洗 却可以达到 良好 的效果。 ( 2 ) 超 声 波 清 洗 对 质 地 较 硬 、声反射强的材料清洗效果较 好( 如金 属 、玻 璃 、 陶瓷 、塑 料 ) 。 ( 3 ) 清洁度高且全部工件清 洁度一致 。 ( 4 ) 清洗速度快 ，提高生产 效率 ，不 须人 手接触清洗液 ，安 全可靠 。 ( 5 )对工件表 面无 损伤 ，节 省溶剂、热能、工作场地和人工等。 但是 。超声波清洗 法尽管清 洗效果不错 ，但对亚微米级污粒 的清洗无 能为力 。清洗槽 的尺寸 也限制了加工 零件的范 围和复杂 程度 。而且 清洗后对工件 的干燥 亦是一大难题。 1 2干冰清洗技术 干冰清洗技 术 ( 固体 二氧化 碳喷沙清洗 )是一种全 新的模具 表面积垢 的清洗技术 被 广泛应 1 6 2 0 0 6 1 用于石油化工、橡胶塑模等行业 。 与传统方法相比，对人员 、设备 、 环境都有 较好 的安全性 和极 佳的 环 保性 ，C O ： 的 回收及利 用作 为 一 项环保 技术也 已被 国际社会 逐 渐认识 。 干冰 清 洗原 理 ：与 喷 钢砂 喷玻璃砂 喷塑料砂和 喷苏打相 似 干冰 固态状颗粒在压缩 空气 的驱动 下高 速 冲击被 清洗 表 面 使表 面污垢 层受到极冷 迅速脆 化 龟裂 与机 体制件 的粘 附力大大 降低 。粉碎 的干冰微粒进入裂隙， 迅速升华 ，体积瞬间膨胀 8 0 0倍 ， 这 样 就 在 冲 击 点 造 成 “ 微 型 爆 炸” 。将污垢层迅速剥离开 。达到 最佳效果 。象其它喷射介质一样 ， 干冰颗粒的动量取决于其 质量和 速度 。由于干 冰密度 相对 较低 ， 要 达到所需要 的冲击能量 主要取 决于干冰颗粒 的速度。 与其它喷射介 质不 同 。干冰 颗 粒温度极 低 ( 一 7 8 ) 。这样 的 低 温使 干冰清洗具有独特 的热力 学性 能 。影响粘附污垢 的机械性 能。由于干冰颗粒与清 洗表面间 的温度 差 ，就 发生 热冲 击现象 。 材料 温度降低 、脆性增 大 ，干冰 颗粒能够将污垢层 冲击破碎。 干冰清洗优势： ( 1 )应用广泛 ： 只要硬币能 刮掉的油污 、积碳 、水垢 、粘结 胶 、模 具脱 模 层 、橡 胶 烧结 物 、 油漆等 各种污垢均可迅 速清洗干 净。凹凸不平表面及边 角均可非 接触清洗干净 。 ( 2 )经济高效 ： 低温在线清 洗 ，无须停工 。电气设 备无须断 电 无 须拆 卸 减 少磕 碰损 伤 降低 生产成本 。不损伤 被清洗物 表面 ，没有磨损 ，不破 坏模具精 度 ，提高其使用寿命 ，节约投资 ； 清洗无残 留 ，无 污染 ，免除废物 处 理 费用 ；大 量节 约清 洗 时间 。 提高生产效率 ：便 于模具 日常预 防性维护 ，保养 ，保证正常生产 ， 提高工作效率。 ( 3 )环保 清洗 ：干 冰及 其升 华后产生 的 C O ： 气体对人 体 ，对 环 境均无 毒无 害 无二 次污 染 。 保护环境。 ( 4 )干式 清洗 ：与蒸 汽和高 压水清洗不同 ，干冰清洗对 电路 ， 控制元件 ，开关都 没有损 伤 。清 洗后 ，设备生锈 的可能性 与水清 洗相 比也大大降低。 1 3 激光清洗技术 激光清洗技术是近 1 0年来快 速 发展 的一项 新兴 的清 洗技 术 。 和 传统 的清洗技术相 比。具 有无 污染 、精度高 、无损 伤 、高效快 捷 等明显 的优势 。在一些 领域将 逐渐取代传统的清洗技术 。 所谓激光 清洗技术是指 利用 高 能激光束照射 工件表面 。使表 面 的污物 、锈斑 或涂层发生瞬 间 蒸 发或剥离 ，高 速有效地清除清 洁 对象 表 面附着 物或 表面涂 层 从而达到洁净的工艺过程。 激光的特点是具有高方 向性 。 单 色性 ，高相 干性和高亮度 。通 过 透镜 的聚焦和 Q开关 可 以把 能 量集 中到一 个很小 的空 间范 围 和时间范围内。在激光清洗处理 中，主要利用 了激光的以下特性 ： 1 、激光可以实现能量在时间和空 间上的高度集 中 。聚焦 的激光束 在 焦点附近可产 生几千度甚至几 万 度 的高温 使 污垢 瞬 间蒸发 、 气化或分解。2 、激光束的发散角 ( 下 转 3 9页 ) 维普资讯 在工作中遇到的最大问题。这几年 在这方面也在不断尝试着选用较新 的涂料，如选用氯醚涂料 、F VC涂 料等等 ，可以延长外防腐 的寿命 1 一1 5年不等。使用实例详见表 3 。 总上所 述 选择正确 地防腐 材料 ，选用有 资格 、有经验 的施 工单位， 不但可 以确保 良好 的施工 质量 ，起 到应有 的防腐效 果 从 而大大延长设备 的使 用寿命 ，为 企业 降低生产 成本 和检 修 费用 创造更大 的利润 。这也 正是防腐 专业管理人员的价值所在。 表 3 ( 上接 4 2页) 率可 以忽略 主要认 为是硫和原 油扩散进入 涂层 ，5天后 ，涂层 的增重较缓 慢 这认 为主要是 由 硫 的反应 引起 的涂 层质 量增 加 。 由图 l O可见 ，硫含量变化引起涂 层 的增重相差较 小 这 说明聚氨 酯 中表面能较 高的活性 部分优先 与石墨进行结合 ，因此 。硫含量 的变化 对涂层 的增 重影 响较 小 。 3 O天后 ，涂层基本不再增重 按 均匀腐蚀 V= Aw s t 计算 腐蚀速 率为尽 ，说 明聚氨酯 的活性部分 已与硫离子完全结合 反 应基本 停止 。因此聚氨酯加石 墨制成 的 抗静电涂料耐高硫原油腐蚀。 3 结论 通过以上的研究可得出以下结论 1 )在高硫原油介质 中，使用 聚氨酯填充石 墨制备导 电耐蚀涂 料 是可行的 石 墨加 入量 在 3 5 较佳 ，其电阻率为 1 0 4 1 m。 2 )聚氨酯抗静电涂料在高硫 原 油中 初期 主要 是硫和原油 向 涂层 扩散 后伴 随着硫与聚氨酯 的反 应 ，使涂料增 重 。硫含量变 化 ，对涂料 的增 重影响较少 。而 纯 聚氨酯涂料在 高硫原油 中 硫 含量增大 ，涂层的增重较大。 3