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

隨著現代科學技術的發展，橡膠生產技術也越來越多顯現出高新技術的發展，橡膠高效快速硫化劑和促進劑的發現，電纜硫化也成為現實。硫化是電纜生產中的關鍵工序，對產品的外觀質量、電性能參數起著決定性的作用。本文針對電纜硫化過程中出現的質量問題進行了認真的研究分析，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劑進行交聯，可稱為“交聯”或“架橋”；即線性高分子通過交聯作用而形成的網狀高分子的工藝過程，從物性上就是塑料橡膠轉化為彈性橡膠或硬質橡膠的過程。

3 硫化工藝三要素

壓力、溫度、時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度，壓力高又會使硫化橡膠嚴重變形；溫度低，生膠不能變成熟膠，接頭到不到強度要求，溫度高可能會導致橡膠老化、強度降低；硫化時間是硫化工藝的重要環節，硫化不足或過長均到不到橡膠的強度。

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，解決方法根據原因不同也將完全不同，根據生產過程中經常出現的五個主要問題點進行簡要分析并提出解決措施。

4.1 產品外殼壓傷 在產品硫化時，需要將外殼定位在模具中的固定位置，由于模具設計尺寸與外殼尺寸之間或多或少會存在差異，經常出現外殼定位位置處被壓傷，嚴重影響了產品的外觀質量，外殼壓傷位置在定位時是與模具直接接觸定位，因受外殼法蘭盤尺寸公差的影響，當外殼法蘭盤尺寸做到上限時，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生壓傷或擦傷。外殼法蘭盤壓傷部位對應的模具定位處為尖角，外殼定位及合模都極易使外殼產生損傷，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生損傷。為了減小外殼法蘭盤與模具直接定位所產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。由于模具設計時考慮不周，模具上下模板不能實現平行開模，導致開模后外殼法蘭盤出現擦傷現象。經過工藝研究后改變模具開模方式，不產生傾斜現象，避免開模定位位置擦傷外殼。

4.2 安裝孔處外殼金屬外露 根據產品的安裝特點，在安裝位置需要預留一定的空間便于安裝螺釘，所以模具設計時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，導致外殼的最外層金屬外露。經過仔細研究產品結構特點及技術要求，將硫化橡膠的厚度尺寸設計控制在允許的范圍內偏上限，增大了安裝螺釘與金屬殼外壁之間的間隙，硫化時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 導線外露 電纜硫化成型后經常會出現導線露出橡膠層外表面的現象，由于產品的結構特殊，粗細兩束電纜之間有一定的相對出線角度，這兩根導線的相對出線角度是由模具來保證，在成型過程中導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，導致硫化完成后導線外露。為了解決導線外露這一問題，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，不會造成外溢現象，從而使得橡膠填滿整個型腔，避免導線外露的現象。

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合處會出現粘接不牢、脫膠現象。金屬與橡膠之間的粘接，都需要通過中間介質來完成，常稱為粘合劑或偶聯劑，前期選擇的粘接劑使得不銹鋼外殼粘接性相對較差。表現為金屬表面光滑，降低了粘合面積，表面有油污、汗漬、有異物影響粘合效果。根據不同橡膠不同金屬的粘接，經過工藝摸索和工藝試驗，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行打磨處理，增加橡膠與金屬外殼的結合能力；同時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硫化。填料時在外殼上粘合部位所填的膠料，填實壓緊，外殼上填料的地方填實，不得留有空隙，一旦膠料填滿后，發現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 導線斷裂 硫化電纜在生產后測試發現有不導通的現象，經分析發現導線在在連接器尾端、分支處位置、中間線束位置發生斷裂。經過對故障電纜解剖，發現連接器尾端的導線有的導線被模具壓傷、壓斷、拉斷。經分析，導線壓傷、壓斷是由于連接器尾端的導線排列不規則，硫化時膨脹的橡膠推擠導線，擠到模具型腔邊緣，從而被模具壓傷或壓斷；導線拉斷是由于連線分布不均勻，線束處理方式不當，邊緣的導線繃緊受力，在橡膠的膨脹流動過程中拉扯導線導致斷裂。連接器尾端進行堆膠保護，隔絕了橡膠與導線直接接觸，避免了橡膠推擠導線、對單根導線的拉拽導致斷裂的現象。在連接器尾端分支部分同樣采取堆膠方式保護，固分支導線的出線方向，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，硫化時模具邊緣不會損傷導線，分支部分未出線導線損傷情況。經過工藝摸索和試驗，在導線外增加纏繞生料帶進行保護，將因綁扎成型時凸起部分的導線包裹在生料帶內，在硫化時導線受到生料帶的束縛，硫化時橡膠流動不會對凸起部分的導線產生推擠，避免導線被模具壓斷。

4.6 硫化效率低 由于硫化是分步進行，模具設計時為單腔結構，每次只能進行一根電纜的硫化，每根電纜硫化需要十個以上工序才能完成，生產效率極低。模具設計時根據硫化機的大小改變模具內部結構，由原來的單腔改為4腔，一次性硫化4根電纜，利于生產效率的提高。

5 結論

硫化是一門新技術，工藝實現困難，在電纜的硫化過程中往往會出現諸多問題，只有不斷的進行工藝研究與摸索，逐步找到問題發生的根源及其解決措施，才能提高產品的合格率。