電纜組件室溫硫化工藝技術(shù)研究

王宗偉

摘 要

室溫硫化硅橡膠具有良好的耐高溫、耐低溫、柔軟性、耐磨性和密封特性，且用其制作的電纜組件表面光滑、光潔，外觀美觀，有很廣的市場前景。本文通過理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，分析了影響電纜組件硫化的關(guān)鍵因素，主要針對電纜組件硫化中的膠液選型、線束制作、灌注方式、二次硫化、補(bǔ)膠措施等進(jìn)行了工藝方法研究和相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證，為電纜組件硫化工藝技術(shù)攻關(guān)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 ?電纜組件、室溫硫化、同心度、線束

1 引言

在電纜組件生產(chǎn)加工時(shí)，面對的是各種結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線的導(dǎo)線組合，使得電纜的外形尺寸各不相同，傳統(tǒng)的做法是在電纜外穿套各種護(hù)套，有錦綸絲護(hù)套、橡膠護(hù)套、縫制的護(hù)套等等，但隨著對電纜組件外觀要求和其他性能（如密封性、柔軟性、耐磨性、耐溫性等等）的不斷提高，這種傳統(tǒng)的做法越來越難以滿足市場需求。而直接選用市場上的成品線纜，難以找到合適的型號規(guī)格，多數(shù)需要定制，不僅成本高、周期長，而且分叉處和連接器根部很難處理。本文對目前電纜組件生產(chǎn)中低溫硫化工藝方法進(jìn)行摸索，使得生產(chǎn)出的電纜組件能滿足整體性好，表面光滑、光潔，柔軟性、耐磨性良好，具有好的抗撕裂性和密封性，以及好的耐溫性和絕緣性，同時(shí)能適應(yīng)各種不同的電纜結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線組合，方便批量生產(chǎn)。

2 硫化工藝

硫化工藝是指在一定的溫度、時(shí)間等作用下，使硅橡膠大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)， 使未經(jīng)硫化的膠料轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧z，從而賦予硅橡膠各種寶貴的物理性能。室溫硫化硅橡膠是以分子量較小的聚硅氧烷為基礎(chǔ)膠，在交聯(lián)劑和催化劑的作用下，在室溫或稍許加熱下硫化為彈性體，具有良好的耐高溫、耐低溫、耐老化和良好的抗震、耐沖擊以及密封特性。電纜組件硫化是指通過一定的工藝方法在電纜組件的線束外層裹覆一層橡膠，對線束中的導(dǎo)線起到保護(hù)作用，并賦予電纜組件硅橡膠的優(yōu)異性能，同時(shí)滿足使用性能和外觀質(zhì)量要求。

2.1 硫化工藝流程

電纜組件硫化工藝流程主要包括了灌封前的準(zhǔn)備工作，灌封中的膠料配置和注膠以及灌封后的成型及外觀檢驗(yàn)等（如圖1所示）。同時(shí)由于每次硫化長度限制，對于長線束需進(jìn)行分段硫化，其流程基本相同。

2.2 硫化難點(diǎn)

2.2.1同心度：在電纜組件硫化中，由于線束是柔性材料，自然狀態(tài)下呈彎曲狀，但硫化時(shí)我們要保證其與模具有較好的同心度，使得線束處于模具中心，這樣硫化后的線束外層的硅橡膠厚度均勻，一致性好，不會(huì)發(fā)生漏線現(xiàn)象。

2.2.2氣泡：硫化是硅橡膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，不僅需要真空排氣，而且在注膠時(shí)要嚴(yán)格控制，避免產(chǎn)生氣泡，注膠時(shí)應(yīng)勻速不間斷的注膠，同時(shí)保證注射針頭不漏出注膠面。而且模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置排氣孔，以使注膠時(shí)將腔體內(nèi)的空氣排出，也利于排出固化過程中產(chǎn)生的氣泡。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 膠料驗(yàn)證

電纜組件硫化最為關(guān)鍵的就是硫化橡膠，要保證電纜組件硫化后整體性好，具有橡膠的優(yōu)良性能，選擇合適的硫化硅橡膠尤為重要，現(xiàn)在市面上的硫化硅橡膠種類繁多，性能各異，通過大量的資料查閱和市場調(diào)研，從中篩選出四種膠液進(jìn)行對比試驗(yàn)，最終確定采用HY-E620加成型硫化硅橡膠能滿足要求。

3.2 線束制作

要使硫化后的線束有較好的柔軟性，就要使的線束本身具有一定的柔軟性，由于電纜組件所用導(dǎo)線型號種類多、導(dǎo)線硬度不一，在線束制作時(shí)就需考慮制作線束的柔軟性;硫化時(shí)應(yīng)控制線束與模具的同心度，使得線束成為一個(gè)整體，避免繃直時(shí)，個(gè)別導(dǎo)線單根受力;線束線徑應(yīng)盡可能小、粗細(xì)均勻，無凸起凹坑等。

為滿足上述要求通過多種工藝方法進(jìn)行對比驗(yàn)證，方法一：間隔綁扎成束;方法二：導(dǎo)線自然絞合后纏生料帶;方法三：導(dǎo)線理順，平行排列。試驗(yàn)證明三種方法各有優(yōu)缺，實(shí)際應(yīng)根據(jù)線束中導(dǎo)線的類型選擇，一般情況下，對普通導(dǎo)線采用自然絞合后纏生料帶的方式較好。

3.3 灌注方式

注膠時(shí)需將腔內(nèi)的空氣排出，避免腔體里的空氣形成氣泡或缺膠等缺陷。采用傾斜式或垂直式從下往上的注膠方式，有利于排出腔體內(nèi)的空氣，更便于判斷膠液是否注滿。

傾斜式灌膠是采用專用夾具，使得線束與模具同心并固定，后將夾具傾斜（約15°以上）放置，再從低處的注膠的方式。模具上應(yīng)間隔設(shè)置排氣孔，同時(shí)可作為觀察孔，注膠時(shí)當(dāng)排氣孔中有膠液漏出時(shí)，需迅速將該排氣孔封堵，直至最后一個(gè)排氣孔有膠液漏出則注膠完成，注膠不能中斷，應(yīng)一次性完成膠液注射。

垂直式是將線束和模具垂直固定，可在線束下端加一重物，利用重力使得線束繃直，并取得較好的同心度。注膠時(shí)可分多次灌注，但間隔時(shí)間不能超過膠體固化的時(shí)間。

這兩種灌膠方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，垂直式只能灌注圓形的線束，特別適合長度較長圓形線束硫化，整體性較好，但對于扁平線束或異型（如連接器尾端和線束分叉處）則不能滿足，而傾斜式由于采用模具，因此可以適用于各種形狀，缺點(diǎn)是硫化長度受限，對于較長導(dǎo)線則需分段硫化，整體一致性不好。因此在實(shí)際硫化時(shí)要根據(jù)電纜組件的特點(diǎn)綜合考慮，選擇合適的硫化方式。

3.4 二次硫化

長線束硫化時(shí)特別是采用傾斜式灌膠方式時(shí)，受模具限制往往不能一次性灌注完成，需要在第一次灌膠固化后，進(jìn)行二次硫化，因此兩次硫化銜接面的黏合度的好壞直接影響整體灌注效果。為保證兩次端接面有很好的黏合度，兩次硫化時(shí)間間隔越短越好，同時(shí)可在端面涂抹粘合劑，使得兩次硫化的端面能很好的黏合，整體性較好。

3.5 補(bǔ)校措施

線束硫化后，總會(huì)有這樣那樣的缺陷，對產(chǎn)生的氣孔、局部缺膠或拆模時(shí)碰傷等缺陷，需要進(jìn)行補(bǔ)校處理，大的缺陷可采用聚氨酯薄膜包纏在缺陷處，再注膠，補(bǔ)校前可在缺陷處涂抹粘合劑;小的缺陷可直接用膠液涂抹。

4 產(chǎn)品硫化

在確定了膠液牌號、線束制作工藝和注膠方式后，對某型號電纜組件進(jìn)行室溫硫化。該電纜組件是4頭電纜，線束導(dǎo)線由單線、雙絞屏蔽線和CEC線組成，規(guī)格種類多，特別是有CEC線使得線束較硬，連接器有J16F、J30J和J18A型，規(guī)格多、連接器尾部形狀不一，給硫化帶來了很大的難度，具有代表性。

對單線和雙絞屏蔽導(dǎo)線的線束采用自然絞合纏繞生料帶的方式制作，對有CEC線的線束則采用平行排列纏繞生料帶的方式制作。線束灌注方式均采用垂直注膠方式，硫化膠采用AB組分HY-E620加成型硫化硅橡膠，配比A：B=1：1，固化時(shí)間4h。連接器尾端和分叉處則采用模具傾斜式注膠方式，其他與線束灌注一致，硫化后的電纜組件見圖2所示。

5 結(jié)論

本文主要通過大量試驗(yàn)驗(yàn)證和理論分析，對電纜組件室溫硫化工藝方法進(jìn)行闡述，對硫化中的關(guān)鍵點(diǎn)和控制方式進(jìn)行重點(diǎn)論述，最后采用傾斜式注膠和垂直式注膠兩種方式結(jié)合，并利用二次硫化、補(bǔ)校等措施完成了某型號4頭電纜組件的硫化制作，為電纜組件硫化工藝技術(shù)攻關(guān)奠定了基礎(chǔ)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。