克服聚醚聚氨酯内衬缺陷的技术研究

在某型发动机零部件的制作中，需要在一个橡胶圆柱部件的外表面粘接一个高120 mm、厚3 mm的环型内衬。要求橡胶与内衬粘接致密、无脱粘；内衬内部和表面都不答应有气泡、凹陷、缺料等缺陷存在。我们选择了一步法操作工艺，即直接将液体橡胶常压下浇注入模腔。这样可以确保内衬与橡胶圆柱之间的粘接致密性和牢固性，而且制工艺简单，成本低。 在制作过程中发现，由于内衬设计较薄，内衬胶浆料轻易产生气泡，而且浇注工艺靠手工操作完成，很难完全按要求进行控制，最终导致成品出现较多的气泡、凹陷、缺胶等弊病，降低了产品合格率。因此，通过对胶浆配制和浇注工艺的研究，决定在制作工艺上采取有关技术措施，消除内衬存在的缺陷。
2．形成缺陷的原因分析
2.1．物料的影响内衬相粘的橡胶圆柱的活性较大，在其表面极易聚积水分，这些因素对内衬的质量有至关重要的影响。因此，在内衬制作时必须对物料进行严格的水分控制。
2.2．脱模剂的影响 内衬浇注的模具材料是钢，为了防止胶浆与模具发生粘连，在模腔内涂刷硅脂作为脱模剂。由于手工操作，表面涂刷的硅脂很可能不均匀，加之预烘温度较低，硅脂未能熔融流平，从而使固化的内衬表面出现沟槽。
2.3．温度的影响 橡胶圆柱和模腔表面，是胶浆流动的边界。在浇注时，边界温度通常与胶浆内部温度不同，而模具内温度的热传递具有稳定的非等温性。当橡胶圆柱和模腔温度较低时，胶浆轻易在流动边界凝固，使流动路径变得狭窄、注胶量短缺，引起内衬凹痕或缺胶；当橡胶圆柱和模腔温度较高时，体系内含水分受蒸发聚积，很轻易形成气泡。因此，必须选择一个合适的温度，保证内衬固化后既不出现凹痕和缺胶，又没有气泡形成。
2.4．浇注工艺的影响 在常压浇注时，必须选择合适的浇注口和浇注流量。合适的浇注口可以确保胶浆能均匀地流注到模腔的各个部位；控制合适的浇注流量，可有效地避免浇注时将空气带进模腔而形成气泡。胶浆注流量大，模腔内气体无法迅速排除，也无法均匀流淌，易产生凹痕和缺胶。胶浆注流量小，则浇注时间长，模具、橡胶圆柱与胶浆之间出现较大的温度差，影响胶浆流动，极易形成气泡。
3．采取的技术措施和制作状况
3.1．水分控制粘接浇注之前，橡胶圆柱在70℃环境中的干燥时间不得低于10 h，以除去橡胶圆柱表面的水分。
3.2．模具表面处理 在模具内表面喷涂聚四氟乙烯涂层，不仅能保证模具不与内衬发生粘接，而且因聚四氟乙烯涂层均匀光滑而保证固化后的内衬表面光滑。
3.3．模具和橡胶圆柱的预热 经干燥后的橡胶圆柱装配进模具后，一同在50℃的烘箱中预热，预热时间不应少于2 h。浇注前的预热可以使胶浆很好地流注。
3.4．真空度的控制可采取抽真空脱气。若抽真空脱气不完全。必然使胶浆中存在气泡并带入下道工序，影响内衬质量。在相对较高的真空度下，胶浆中的气泡抽得干净，时间也用得较少。
3.5．浇注工艺控制 浇注口选择在模具口任意一点，胶浆沿着模具内壁缓慢往下流，可以减少空气的卷入，不易产生气泡和缺料；最佳浇注流量为15 g.min-1。 3.6．存放时间的控制 为了防止浇注好的内衬胶浆存有气泡，以免影响与橡胶圆柱的粘接质量，需在室温下放置一段时间，使胶浆中的气泡得以逸至表面破裂