氟醚橡胶制品加工合格率的影响因素

师俊芳，李 锋，王 岩，赵冬梅

（1.中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043；辽宁省机械设备成套局，辽宁沈阳 110005）

氟醚橡胶制品加工合格率的影响因素

师俊芳1，李 锋2，王 岩1，赵冬梅1

（1.中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043；辽宁省机械设备成套局，辽宁沈阳 110005）

氟醚橡胶因其卓越的耐低温性能近年来被广泛应用于航空领域，但其工艺性较差。根据3年的实际生产情况总结经验，探讨分析了影响氟醚橡胶制品加工合格率的因素，从而有利于提高其一次加工合格率。

氟醚橡胶；硫化；合格率

在航空领域，越来越多的橡胶密封制品得到广泛的应用。近年来，随着科学技术的发展，橡胶制品所用的材料呈现出多样性、复杂性。氟醚橡胶因其卓越的耐低温性能而被应用于新型飞机的发动机上。但是，由于氟醚橡胶价格昂贵、工艺性较差、工艺方法不成熟，其较低的合格率不但增加了生产成本，有时还会延误生产进度，影响发动机的整体装配进度。所以，提高氟醚橡胶制品的合格率是一项很有必要的举措［1－3］。笔者通过近3年中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司生产氟醚橡胶制品的情况，讨论影响加工合格率的几个因素。

1 模具的影响

模具是橡胶制品硫化定型的器具，具有一定可塑度的胶料，被预制成一定形状或称量出一定的质量后，填入或直接注入型腔，经过加热硫化后，可获得所需形状和尺寸的制品。因此，模具的结构、制造水平直接影响着橡胶制品的外观和尺寸。

中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司生产橡胶制品使用的设备是平板硫化机，采用压制式模具。压制式模具是先将一定形状的胶料加入敞开的型腔内，再用硫化机闭模加压，从而在平板硫化机上成型的一种模具。模具结构通常被设计为开放式上、下模结构，型腔数根据生产需求分别设计为1，4，9共3种。笔者应用3种不同型腔数的模具在连续生产几个批次后，发现型腔数为4的模具设计最合理，主要表现在合格率和生产效率都相对较高。1个型腔的模具在生产时无疑会增加加工时间，加大生产成本。9个型腔的模具由于一次成型零件较多，导致在连续生产时装、启模时间不够充足，加上氟醚橡胶不易清理，所以极易导致制品出现表面黏胶的现象。因此，在设计模具时，优先考虑设计4个型腔的模具。

2 胶料返炼细节的影响

混炼胶经冷却、停放后硬度及门尼黏度均较高，必须经过充分返炼，使胶料预热，并达到均匀的可塑度，同时提高配合剂的分散均匀性，消除气泡、疙瘩，保证胶料规格及质量，使其能顺利通过之后的操作工序。返炼工艺方法可采用一次返炼法和二次返炼法。一次返炼法适合于半成品薄厚精度要求不高的制品，对于精度要求高的制品应采用二次返炼法，即返炼分2步进行：第1步采取较低辊温、较小辊距进行粗炼；第2步采用较高辊温、较大辊距细炼，目的是进一步提高胶料温度及热可塑性，消除气泡，使表面光滑。

2.1 薄通次数

混炼胶在开放式炼胶机上返炼薄通时，氟橡胶的薄通次数一般为10～15次，如果制品外观质量欠佳，通常增加薄通次数到15次，可是氟醚橡胶却不符合这一规律。

首先规定在辊温低于40℃的条件下，氟醚橡胶胶料薄通次数为10～12次，外观质量欠佳的占40%；然后调整为15次，外观质量欠佳的占45%；最后试着减少薄通次数到5～6次，结果发现合格率提高到了80%左右。

薄通次数过多会直接导致氟醚橡胶胶料中的分散剂挥发，甚至引起橡胶燃烧，降低胶料的工艺性；而薄通次数过少，混炼胶里的分散剂又不能均匀分散，而且可塑度低，不易成型。因此，薄通次数的多少也是影响产品质量的因素。

2.2 毛坯停放时间

胶料经过返炼后，因胶片温度较高，收缩率不稳定，因此需停放一段时间，待胶片充分冷却后方可转入下一道工序。

在中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，硫化班工人实行2班制，下料班组在前一天下午将毛坯准备好，供硫化班第2天使用。经过统计，在这种模式下生产的制品，白班工人加工的制品合格率较夜班工人高约10%，说明毛坯停放时间过长会因为胶料中分散剂的挥发而降低制品合格率。经过反复试验，笔者最终发现返炼好的胶料停放2 h，并在4 h内用完可将制品合格率提高20%。所以，在生产时可采用边下料、边硫化的加工方式来提高加工合格率。

3 毛坯质量的影响

胶料经过返炼后，需要根据模具结构、型腔大小，制成类似大小的毛坯，供硫化工序用。

氟醚橡胶制品在最初生产的2个批次里，约有10%的零件在一段硫化后出现“缺肉”的现象。分析其原因发现：氟醚橡胶胶料密度比普通氟橡胶小，因此，按氟橡胶密度计算的毛坯质量不能完全充满模具型腔，从而导致制品出现“缺肉”的现象。所以，适当提高毛坯质量可以消除零件“缺肉”的现象。经过反复摸索，最终确定毛坯质量与零件质量的比值达到115%为宜。毛坯质量过多会在硫化时形成大量的飞边，造成胶料浪费，有时还会导致制品尺寸偏大。

4 一段硫化参数的影响

一段硫化参数包括时间、温度和压力3个要素。在规定的时间、温度和压力下，制品达到最佳的综合使用性能。在这一阶段，橡胶制品的形状、尺寸和物理机械性能基本得到定型。时间和温度参数通常是由胶料厂家提供的，也可通过硫化仪绘制得出，压力是根据硫化时所用模具与平板硫化机的接触面积以及硫化机的主缸直径计算得出的。

根据厂家提供的工艺说明书，氟醚橡胶有2种硫化参数可供选择，即（160±3）℃，10 min和（177±3）℃，15 min。在对同一种规格的制品规定压力值后，分别采用2组参数经过多次试验后发现，第1组参数下生产的制品不但外观光滑，缺陷较少，而且硫化时间短，生产效率也较高。第2组参数下生产的制品有表面黏胶的现象（可能是局部燃烧导致），最明显的不足是硫化时间长，增加了生产周期。由于硫化压力因选择模具和硫化机规格的不同而计算出不同的值，所以在这里不便给出定值。

5 操作者水平的影响

操作者的加工水平在任何产品制造领域都起着举足轻重的作用，橡胶制品的加工也不例外。在工艺方法、生产环境、加工设备都相同的情况下，有些无法量化的细节过程对制品的质量也是有影响的。

氟醚橡胶比其他普通的氟橡胶更容易黏在模具型腔的配合面。这就要求工人在操作时必须首先对模具的型腔及配合面进行清理，然后涂上薄薄的一层脱模剂，否则会增加制品出现黏胶的概率；在毛坯装入模具型腔压数秒后，松压2～3次，使模具中的气体和胶料中的挥发性气体排出，再压紧硫化。在实际生产中，工人对模具的清理程度和涂脱模剂的量的多少以及松压的时机都会直接影响制品的外观质量。例如：脱模剂涂多了，会导致制品在硫化后出现“起皮”的缺陷；脱模剂涂少了，制品又会出现黏胶的现象。在中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，生产班组的班长和其他骨干人员加工的制品的合格率比其他工人高1倍，说明有经验的工人比一般工人在加工时对细节的处理更加得当。

综上所述，影响氟醚橡胶制品合格率的因素主要有模具结构、胶料返炼细节、毛坯质量、一段硫化参数、操作者水平5个方面。中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司通过对以上5个方面的控制，现在已使氟醚橡胶制品的一次加工合格率提高到了90%以上。据了解，这个合格率在同行业中属于领先水平。因此，严格控制以上5个方面的影响因素，可有效提高氟醚橡胶制品的加工合格率，降低生产成本。

［1］虞福荣.橡胶模具使用手册［M］.第2版.北京：化学工业出版社，2001.

［2］纪奎江.实用橡胶制品生产技术［M］.第2版.北京：化学工业出版社，2001.

［3］翁国文.橡胶工业制品加工技术［M］.北京：化学工业出版社，2005.

Factors influencing processing qualification rate of fluoroether rubber products

SHI Jun－fang1，LI Feng2，WANG Yan1，ZHAO Dong－mei1
（1.AVIC Shenyang Liming Aero－engine（Group）Corporation Limited，Shenyang Liaoning 110043，China；2.Liaoning Complete Machinery Equipment Corporation，Shenyang Liaoning 110005，China）

In recent years，fluoroether rubber has been widely used in the field of aviation because of its excellent low temperature resistance performance，but the process is poor.Based on the actual production experience of the past 3 years，the factors influencing fluoroether rubber processing qualification rate is analyzed for the improvement of processing qualification rate.

fluoroether rubber；vulcanization；qualified rate

TB324

A

1008－1534（2012）04－211－03

2012－02－21；

2012－03－16

张士莹

师俊芳（1978－），女，山西繁峙人，工程师，硕士，主要从事橡胶件制造方面的研究。