1、 南 阳 理 工 学 院 本科生 毕业实践 （报告） 学 院： 专 业： 学 生： 指导教师： 实践单位： 实践时间： 完成日期 年 月 南阳理工学院本科生毕业实践（报告） 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 Practice of Vulcanization Quality Control of Rubber Goods of BYD AUTO 总 计： 毕业实践 (报告 ) 20 页 插 图： 12 幅 表 格： 4 个 南阳理工学院本科生 毕业实践（报告） 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 Practice of Vulcanization Quality Control of Rub
2、ber Goods of BYD AUTO 学 院（系）： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师（职称）： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 1 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 摘要 车用橡胶制品与汽车产业息息相关，目前橡胶制品 产业发展快速，市场规模每年都有将近 15%的涨幅。本文主要对河南恒发橡塑制品有限公司生产的比亚迪汽车橡塑产品在硫化过程中进行质量控制介绍。橡胶产品中硫化是必要工序，它是橡胶产品的质量保证。在硫化过程中时间，温度，压力是保证硫化好坏的主
3、要因素，模具是橡胶外形决定因素。在生产前通过大量的测试，确定最佳的硫化温度，时间与压力，同时可以及时发现模具加工时的问题，确保产品的几何尺寸。在生产中需要跟踪对硫化温度，时间，压力的监控，以确保是在最佳硫化条件下生产。并且在生产后对产品进行检查，以确定其性能达到标准。 关键词 橡胶制品 硫化 ,硫化时间 ,硫化温度 ,硫化压力 Practice of Vulcanization Quality Control of Rubber Goods of BYD AUTO Automobile Service Engineering Major YU Dong jin Abstract： Automo
4、tive rubber products are closely related to the auto industry. The rubber products industry develops fast, the increase of the market each year is nearly 15%. This article mainly introduces the quality control of the BYD auto rubber and plastic products of HENGFA in Henan in the vulcanization proces
5、s. Vulcanization of rubber products, which is rubber product quality assurance, is necessary to process. In the process of vulcanization, temperature and pressure have more effects on the quality of vulcanization, and the mould is the deciding factor of rubber appearance. By a lot of testing before
6、production, to determine the best curing temperature, time and pressure, at the same time, the problems in the mould process could be found in time, and the geometric size of the product could be ensured. It is necessary to track temperature, time and pressure of vulcanization in the production, to
7、ensure production in the best vulcanization conditions. In addition, it is necessary to inspect product after production, then to make sure its performance up to standard. Keywords: vulcanization time, temperature, pressure 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 2 目 录 1绪论 . 1 2实践单位简介 . 1 3实践的目的和意义 . 2 4实践内容 . 1 5硫化的意义 .
8、 2 5.1 硫化的历史 . 2 5.2 硫化的概念 . 3 5.3 硫化的内容 . 2 5.4 硫化的过程 . 4 6硫化质量控制 . 5 6.1 硫化三要素 . 5 6.1.1 硫化温度 . 5 6.1.2 硫化时间 . 7 6.1.3 硫化压力 . 10 6.2 设备对于硫化质量的影响 . 11 6.2.1 平板硫化机 . 11 6.2.2 橡胶注塑成形为硫化机 . 12 6.2.3 抽真空硫 化机 . 13 6.3 模具、胶料对于硫化的影响 . 13 6.4 硫化促进剂 . 14 7硫化的方法 . 14 8对硫化质量控制的改进 . 15 9总结 . 17 参考文献 . 18 附录 .
9、错误 !未定义书签。 致谢信 . 19 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 1 1 绪论 车用橡胶零部件对于汽车来说是必不可少的一部分。对于汽车的安全性，行驶性能，油耗等橡胶制品都有着十分重要的影响，从汽车被发明出来，就有橡胶产品被使用。尤其是在现代社会对汽车的安全排放性能要求愈来愈高，橡胶产品也越来越多被使用，它的质量是很重要的。作为橡胶制品生产的最后一步，硫化对于橡胶制品质量有着重要意义。它对产品物理机械性能有着重要的作用。 2 实践单位简介 河南恒发橡塑制品有限公司是在 1997 年新乡市长垣县的一个小村庄里建立的，刚开始公司名称是长垣县橡塑精密制品有限公司，当时它的注册资本 1000万
10、元人民币，当然这个数据不是很准确。目前公司已经成为海马轿车、比亚迪汽车集团、宇通客车等中国自主品牌的供货商。目前公司下设质量部、技术部、生产部、实验室、销售部、信息技术部、财务部等 13 个部门，其中最重要的生产部一共有八个现代化的车间，公司最核心的部门是研发部，研发部分为两个研发中心，一个是在公司总部长垣县，设在郑州的是公司最大的研发中心，研发中心是公司可持续发展的保障。公司主要是为比亚迪汽车提供车用橡胶产品，例如流水管末端排水阀、前弹簧下缓冲垫、护套胶圈、前减防尘罩、下支撑垫、密封圈、O型圈、水道筋 、塑料骨架、压板衬套、折叠防尘罩等。公司在快速发展的同时也在不断的完善组织结构。高学历，高
11、素质的人才是目前公司最为渴求的，目前公司现有员工 380 多人，其中 36%以上的员工是拥有大专以上学历。 3 实践的目的和意义 我们在大学生活中大部分时间是在教室度过，在教室内我们学习知识，然而对于理工科类的学生而言，只在教室内学习是远远不够的，唯有通过大量的实际工作，不断的练习才能将自己所学掌握，更可以通过实践了解自己的不足之处 。通过本次实践可以帮助我实地了解比亚迪车用橡胶产品的制造，对于橡胶在汽车上的作用有着更 深刻的了解。对于橡胶的硫化工艺有着深入的了解，拓展了我的视野，使我不再只局限于书本，对于知识有着新的见识，可以为我将来的工作增加经验，锻炼自身的能力。 4 实践内容 在恒发橡塑
12、公司中硫化生产是具有举足轻重的地位，硫化后的橡胶称为熟橡比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 2 胶，熟橡胶的应用是十分广泛的。在比亚迪、海马等汽车中使用的橡胶零部件几乎全是硫化胶构成，或者产品定形后经过硫化。 在车用橡胶制品中硫化是十分重要的工艺，橡胶制品的制造流程主要分为原材料准备 塑炼 混炼 成型 硫化 修整 检验这几个步骤。在上述步骤中硫化对产品的 性能起着至关重要的作用，硫化可以改变橡胶的分子结构，从而决定产品的使用性能。对硫化工艺的改进与监控可以使橡胶产品获得更好的性能，使橡胶产品的技术要求符合使用标准，提高的生产效率。尤其是在车用橡胶制品要求的标准更加严苛，以及对生产效率要求更高的
13、情况下，硫化工艺的好坏就更加的重要了。如果不能正确的使用硫化方法，那对一个橡胶制品的企业来说是一个可怕的噩梦。 5 硫化的意义 硫化是对于车用橡胶产品来说是它的灵魂，它对于汽车橡胶工业的现代化发展起重要作用。对于车用橡胶零件来说，只有硫化工艺的不断进步，才可以最 大提高零件性能，从而促进汽车性能的提升。 5.1 硫化的历史 橡胶的使用历史很久，在 11 世纪的时候南美洲的土著居民就开始使用一些天然橡胶。那时橡胶使用的方法还十分的原始。在近代 18 世纪由法国科学家发现橡胶在工业上的作用，开始在一定范围内应用。在 19 世纪初橡胶开始在工业和化学方面大规模的应用。尤其是在 1839 年美国发明家
14、固特异发现硫黄对橡胶的作用，使得橡胶的应用范围进一步得到拓宽，是的工业生产对硫化橡胶需求更加饥渴。人们使用橡胶的历史很长，但开始大规模的应用却是在近代，尤其是在工业革命以后，硫化橡胶 出现开始深入到人们生活的方方面面里。 5.2 硫化的概念 “硫化”一词由上文可知是有着很深的历史意义的，因为最开始出现的硫化橡胶制品 是使用硫磺与天然橡胶发生反应而得到的，所以将这个过程称为硫化。随着 橡胶 工业的科技发展，现在工业上为了提高效率使用多种非硫磺类别的化学剂，与橡胶发生硫化反应。因此硫化的科学的定义应是线性大分子有机化合物通过催化剂的作用而改变分子结构，生成网状有机高分子化合物的工艺过程。从物理性质
15、上讲即是橡胶由塑性改变为 弹性 橡胶或硬质橡胶的过程，从化学角度来说硫化改 变了橡胶产品的分子结构。 5.3 硫化的内容 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 3 橡胶是有机高分子化合物，在被加热的情况下，会与硫化化学试剂发生 化学反应 ，进而将橡胶的分子结构由线性分子结构，转变为立体网状分子结构的过程。被硫化过后的橡胶称为硫化橡胶。通过上文所述的橡胶制品的加工流程可知道硫化是橡胶产品生产最后一步，由于这道工序可以直接改变橡胶产品的分子结构，可 说是整个生产流程中最为重要的一环。以前人们在使用橡胶的方法只停留在初级阶段，用橡胶加工的产品仅仅停留在表面文章上，没有从内在意义上改变，所以只有经过硫化
16、得到定型后的橡胶产品，才具有工业使用价值的橡胶制品。尤其是在汽车这件纯粹的工业产品使用。在经过硫化后的橡胶里网状分子结构中，硫化剂分子与橡胶分子之间交联的密度大小，决定着橡胶的硫化程度。在橡胶硫化生产实践中，人们是以橡胶材料宏观的物理机械性能和胶料的粘度强弱来表现硫化强度的。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、 拉伸强度 和在 有机溶剂 中的不 溶解性 等。 橡胶制品 绝大部分是 硫化橡胶 ，用来确保其工业使用性能。 图 2 硫化性能图 5.4 硫化的过程 橡胶产品的硫化分为四个阶段，如图 3所示： 图 3 橡胶硫化过程曲线图 一般人们对于硫化阶段的划分是通过橡胶的定伸强度来
17、确定， 根据这个标比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 4 准硫化过程可分为硫化诱导期，预硫期， 正硫化期和过硫期（对天然胶来说是硫化返原）四个阶段。 诱导期 硫化 诱导期 即烧焦阶段之内，橡胶分子之间断裂，连接还没有开始，胶料在这段时间里没有变硬，其具有很好的流动性。 胶料的 焦烧 程度以及在加工时的安全性能 是在这一时间段决定的。胶料会在这一时段的结尾失去流动性，这时分子间就会断裂，会重新开始连接。决定 这一阶段时间的因素除了胶料本身的组成成分，最关键的因素是其所用的硫化助剂。例如使用增长型硫化促进剂可以得到较到较短的硫化诱导期，从而减短生产时间，提高生产时的效率，增加产量。 预硫期 在 硫
18、化 诱导期 以后，橡胶的分子健断裂，分子之间会随着环境的变化重新组合，这段时间被称为预硫期。在这一段期间里橡胶分子连接的程度很低，正是由于这种情况所以这个阶段后期橡胶的物理机械性能，弹性性能无法达到最佳要求，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好 . 正硫化期 在胶料完成预硫化阶段，产品会进入正硫化阶段，在这个阶段里硫化胶的各项机械物理性能达最佳阶段，或者接近最佳点。各项接近性能平衡，大部分生产要求都可以达到。 过硫 期 正 硫化 阶段过后，整个过程就进入了过硫阶段，如上图曲线所表示，这个阶段会有两种情况：曲线 d所示配方为天然胶的产品出现“ 返原 ”现象即其 定伸强度 出现下降，大部分合成
19、胶（除丁基胶外）定伸强度继续增加。 硫化对于任何品种或者配方的橡胶来说，这个过程不仅只是橡胶分子结构间产生断裂，以及重新组合 ，硫化是在高温环境下发生的，因此分子链的断裂与交联一直都有，这一现象会贯穿整个硫化过程。在过硫阶段，倘若橡胶分子之间仍以连接为主，橡胶本身就会发硬， 定伸强度 继续上升，如果是以分子链断裂为主，橡胶质地发软，定伸强度会下降，即出现 返原 。 再工业生产中人们所有的目的都是为了得到更好的产品，经过硫化后的产品价值更大。硫化过后的橡胶展现良好的钱物理机械性能。橡胶的原始分子结构是线性高分子结构，由于这种分子结构导致其缺乏良好的物理机械性能，在工业生产和日常生活中人们对橡胶产
20、品的稳定、弹性等性质有着大量的需求，原始的橡胶结构是达不到这样的要求的，但是橡胶加入 硫化剂 进行硫化以后，通过加热使橡胶与硫化剂发生化学反应使橡胶分子结构变为立体网状结构，以将产品的物理机械性能达到最佳。 比亚迪车用橡胶制品硫化质量控制实践 5 6 硫化质量控制 硫化工序是橡胶产品生产的最后一道工序，因此如果在这道工序中出现问题导致产品报废，将会造成所有的工作都前功尽弃，会造成极大的浪费与损失。因此硫化工艺的质量监控是十分重要的。 6.1 硫化三要素 在橡胶生产中有着许多因素会对其产生影响，具体到硫化工艺上也有许多情况会影响到其工艺情况，其中影响最大的因素有硫化温度、时间、压力这三大因素，
21、这三项内容对于硫化质量影响甚深，因此被称为硫化三要素。同时在硫化过程中使用的设备、操作，胶料的好坏、模具等因素都会影响硫化的结果。对于硫化的质量监控要从多方面综和考虑 ，不能只考虑单方面因素。 6.1.1 硫化温度 温度是影响硫化质量的重要因素，是三要素之一，温度是橡胶和硫化剂发生反应的基本环境要素，如果温度不够硫化反应很可能无法发生，因此对橡胶产品硫化后的物理机械性能影响最大的基本参数就是硫化温度。硫化温度对橡胶制品的影响不是一句两句就可以解释清楚的。在硫化反应中温度因素可以直接影响橡胶硫化速度和 制品的质量。同我们学习过大部分的化学反应一样，硫化反应也会随着温度升高而加快，在高温环境下，橡
22、胶分子间会快速断裂，然后会生成大量的的低硫交联键；如果硫化温度降低，则使硫化反应的速度变慢，延长硫化过程，使橡胶产品生产效率低，在这种环境下橡胶份子之间会生成较多的多硫交联键。橡胶的硫化温度大体上适用于范特霍夫定律，即温度每上升 8 到 10 摄氏度，其反应速度约可增加一倍；或者说，硫化反应时间将会约减少一半。在生产过程中有时候会尽量提高设备的硫化温度，以提高生产效率 ，但硫化温度并不是越高越好。 橡胶为高分子聚合 物，橡胶分子如果在过高的温度环境中，已经稳定的分子结构会发生裂解反应，裂解反应会导致分子链间重新断裂，橡胶的立体网状结构不复存在，橡胶分子即出现“硫化返原”现象，出现这种情况会使硫化橡胶产品的物理机械性能下降，使的生产产品不合规格，导致所有工作全部无用。例如高温硫化天然橡胶时，溶于橡胶中的氧随着温度提高而活性加大，引起强烈的氧化作用，破坏了橡胶的组织，降低了硫化胶的物理机械性能。如图 4所示：该产品为流水管末端排水阀（ 1161-00811）应为温度太高而产生硫化还原现象。
