淺談電纜硫化合格率低原因分析及其解決措施

蘇州華旃航天電器有限公司 江蘇 蘇州 215129

1 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，橡膠生產(chǎn)技術(shù)也越來越多顯現(xiàn)出高新技術(shù)的發(fā)展，橡膠高效快速硫化劑和促進(jìn)劑的發(fā)現(xiàn)，電纜硫化也成為現(xiàn)實(shí)。硫化是電纜生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，對產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、電性能參數(shù)起著決定性的作用。本文針對電纜硫化過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行了認(rèn)真的研究分析，采取了一些解決措施，提高電纜硫化合格率。

2 名詞解釋

硫化：是用多種非硫磺交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，可稱為“交聯(lián)”或“架橋”；即線性高分子通過交聯(lián)作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程，從物性上就是塑料橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠或硬質(zhì)橡膠的過程。

3 硫化工藝三要素

壓力、溫度、時(shí)間是硫化工藝中的三大要素。壓力低不能保證硫化橡膠的密度及強(qiáng)度，壓力高又會(huì)使硫化橡膠嚴(yán)重變形；溫度低，生膠不能變成熟膠，接頭到不到強(qiáng)度要求，溫度高可能會(huì)導(dǎo)致橡膠老化、強(qiáng)度降低；硫化時(shí)間是硫化工藝的重要環(huán)節(jié)，硫化不足或過長均到不到橡膠的強(qiáng)度。

4 原因分析及解決措施

由于影響硫化電纜合格率低的因素較多，解決方法根據(jù)原因不同也將完全不同，根據(jù)生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的五個(gè)主要問題點(diǎn)進(jìn)行簡要分析并提出解決措施。

4.1 產(chǎn)品外殼壓傷 在產(chǎn)品硫化時(shí)，需要將外殼定位在模具中的固定位置，由于模具設(shè)計(jì)尺寸與外殼尺寸之間或多或少會(huì)存在差異，經(jīng)常出現(xiàn)外殼定位位置處被壓傷，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，外殼壓傷位置在定位時(shí)是與模具直接接觸定位，因受外殼法蘭盤尺寸公差的影響，當(dāng)外殼法蘭盤尺寸做到上限時(shí)，與模具的配合間隙越較小，合模及開模過程中都將使外殼法蘭盤產(chǎn)生壓傷或擦傷。外殼法蘭盤壓傷部位對應(yīng)的模具定位處為尖角，外殼定位及合模都極易使外殼產(chǎn)生損傷，因此，將模具定位處的尖角改為過渡連接，避免外殼定位及合模過程中使外殼產(chǎn)生損傷。為了減小外殼法蘭盤與模具直接定位所產(chǎn)生的定位壓傷或擦傷，將外殼采用定位鑲套定位，使外殼與模具不產(chǎn)生直接接觸，這樣完全可以避免外殼的壓傷或擦傷問題。由于模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，模具上下模板不能實(shí)現(xiàn)平行開模，導(dǎo)致開模后外殼法蘭盤出現(xiàn)擦傷現(xiàn)象。經(jīng)過工藝研究后改變模具開模方式，不產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象，避免開模定位位置擦傷外殼。

4.2 安裝孔處外殼金屬外露 根據(jù)產(chǎn)品的安裝特點(diǎn)，在安裝位置需要預(yù)留一定的空間便于安裝螺釘，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)在安裝螺釘處加裝定位銷，由于安裝螺釘與外殼之間的間隙很小，硫化時(shí)填膠厚度相對較薄，硫化過程中硫化膠料不能完全填充，外殼安裝螺釘處的橡膠不能將金屬層全部包裹住，導(dǎo)致外殼的最外層金屬外露。經(jīng)過仔細(xì)研究產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，將硫化橡膠的厚度尺寸設(shè)計(jì)控制在允許的范圍內(nèi)偏上限，增大了安裝螺釘與金屬殼外壁之間的間隙，硫化時(shí)在間隙處增加了橡膠的厚度，避免安裝螺釘處外殼的最外層金屬外露。

4.3 導(dǎo)線外露 電纜硫化成型后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線露出橡膠層外表面的現(xiàn)象，由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特殊，粗細(xì)兩束電纜之間有一定的相對出線角度，這兩根導(dǎo)線的相對出線角度是由模具來保證，在成型過程中導(dǎo)線受到膠料擠壓作用而偏離模具型腔中心位置，致使硫化部位的橡膠量減少，膠料無法完全填充緊貼于型腔外壁的線束，導(dǎo)致硫化完成后導(dǎo)線外露。為了解決導(dǎo)線外露這一問題，工藝上由原來的先硫化兩端后硫化中間改為先硫化中間后硫化兩端。工藝方法改變后，不會(huì)造成外溢現(xiàn)象，從而使得橡膠填滿整個(gè)型腔，避免導(dǎo)線外露的現(xiàn)象。

4.4 橡膠與金屬外殼粘接不牢 電纜硫化后橡膠層與金屬的結(jié)合處會(huì)出現(xiàn)粘接不牢、脫膠現(xiàn)象。金屬與橡膠之間的粘接，都需要通過中間介質(zhì)來完成，常稱為粘合劑或偶聯(lián)劑，前期選擇的粘接劑使得不銹鋼外殼粘接性相對較差。表現(xiàn)為金屬表面光滑，降低了粘合面積，表面有油污、汗?jié)n、有異物影響粘合效果。根據(jù)不同橡膠不同金屬的粘接，經(jīng)過工藝摸索和工藝試驗(yàn)，將以前使用的粘接劑配方改變，這種粘合劑更有利于硫化電纜中不銹鋼外殼與橡膠的粘接。將粘接處光滑的金屬外殼表面進(jìn)行打磨處理，增加橡膠與金屬外殼的結(jié)合能力；同時(shí)外殼上需要與橡膠粘合的部位先用航空汽油清洗，涂刷粘合劑均勻，粘合劑干晾干后及時(shí)硫化。填料時(shí)在外殼上粘合部位所填的膠料，填實(shí)壓緊，外殼上填料的地方填實(shí)，不得留有空隙，一旦膠料填滿后，發(fā)現(xiàn)有多余料的地方不能將膠料撕下重填，可以用剪刀或其他工具來處理多余的料。

4.5 導(dǎo)線斷裂 硫化電纜在生產(chǎn)后測試發(fā)現(xiàn)有不導(dǎo)通的現(xiàn)象，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線在在連接器尾端、分支處位置、中間線束位置發(fā)生斷裂。經(jīng)過對故障電纜解剖，發(fā)現(xiàn)連接器尾端的導(dǎo)線有的導(dǎo)線被模具壓傷、壓斷、拉斷。經(jīng)分析，導(dǎo)線壓傷、壓斷是由于連接器尾端的導(dǎo)線排列不規(guī)則，硫化時(shí)膨脹的橡膠推擠導(dǎo)線，擠到模具型腔邊緣，從而被模具壓傷或壓斷；導(dǎo)線拉斷是由于連線分布不均勻，線束處理方式不當(dāng)，邊緣的導(dǎo)線繃緊受力，在橡膠的膨脹流動(dòng)過程中拉扯導(dǎo)線導(dǎo)致斷裂。連接器尾端進(jìn)行堆膠保護(hù)，隔絕了橡膠與導(dǎo)線直接接觸，避免了橡膠推擠導(dǎo)線、對單根導(dǎo)線的拉拽導(dǎo)致斷裂的現(xiàn)象。在連接器尾端分支部分同樣采取堆膠方式保護(hù)，固分支導(dǎo)線的出線方向，使得分支線束的出線方向與硫化模具的分支方向保持一致，硫化時(shí)模具邊緣不會(huì)損傷導(dǎo)線，分支部分未出線導(dǎo)線損傷情況。經(jīng)過工藝摸索和試驗(yàn)，在導(dǎo)線外增加纏繞生料帶進(jìn)行保護(hù)，將因綁扎成型時(shí)凸起部分的導(dǎo)線包裹在生料帶內(nèi)，在硫化時(shí)導(dǎo)線受到生料帶的束縛，硫化時(shí)橡膠流動(dòng)不會(huì)對凸起部分的導(dǎo)線產(chǎn)生推擠，避免導(dǎo)線被模具壓斷。

4.6 硫化效率低 由于硫化是分步進(jìn)行，模具設(shè)計(jì)時(shí)為單腔結(jié)構(gòu)，每次只能進(jìn)行一根電纜的硫化，每根電纜硫化需要十個(gè)以上工序才能完成，生產(chǎn)效率極低。模具設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)硫化機(jī)的大小改變模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由原來的單腔改為4腔，一次性硫化4根電纜，利于生產(chǎn)效率的提高。

5 結(jié)論

硫化是一門新技術(shù)，工藝實(shí)現(xiàn)困難，在電纜的硫化過程中往往會(huì)出現(xiàn)諸多問題，只有不斷的進(jìn)行工藝研究與摸索，逐步找到問題發(fā)生的根源及其解決措施，才能提高產(chǎn)品的合格率。