橡胶与金属粘接

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橡胶与金属粘接
设计需要粘合到金属部件的定制橡胶零件可能非常具有挑战性。 充分理解和设计以下各项很重要:

1.确定橡胶材料
2.确定底物
3.确定债券类型
A.封装
B.粘合剂的化学键合
C.硫化后胶合
4.附着力测试

1.确定橡胶类型
Custom Rubber Corp.几乎可以与目前市场上的每种橡胶或热固性材料一起使用。 下表概述了最常用的材料的一些常见特征。 该表是一个粗略的指南-请与Custom Rubber Corp.联系以寻求专家帮助,以选择适合该应用的材料。

材料 缩写 振动
隔离
相对价格 温度范围 臭氧,抗紫外线 耐油性
自然 NR 优秀 -60F至220F 较差的 较差的
丁基胶 IIR 优秀 公平 -75F至250F 较差的
乙烯-丙烯 三元乙丙橡胶 优秀 -70F至250F 优秀 较差的
丁腈 丁腈橡胶 -30F至250F 较差的 优秀
氯丁橡胶/氯丁二烯 CR 优秀 优秀 -60F至220F 公平
矽胶 虚拟机 公平 -175F至450F 优秀 公平

2.确定基板材料/确定配合零件的材料

有时,基材材料是预先确定的,例如当系统经过完全设计且发生意外泄漏或嘎嘎声时,需要将橡胶粘合到现有组件上。 有时在设计阶段会有一定的余地来考虑用于配合零件的多种不同的基板或材料。

Custom Rubber Corp.并不是钢铁和塑料等材料方面的专家,但是我们可以帮助您理解如果用于与橡胶粘合时特定材料可能会遇到的任何挑战或限制。

例如,橡胶需要在高于华氏300度的温度下硫化。 这就要求选择用于化学粘合的任何基材都必须能够在该温度下承受较长时间,这要排除许多塑料材料,例如聚丙烯和苯乙烯。 这些低熔点塑料可以在硫化后用特殊的氰基丙烯酸酯胶粘剂粘结到橡胶上,也可以设计成与橡胶组分机械“粘结”或配对。 (有关用于将橡胶机械“粘合”到低熔点塑料的常见几何形状,请参见垫圈设计页面 )。

通常,如果要将塑料用作基材,则它必须是熔融温度较高的玻璃填充尼龙材料。

选择基板时要考虑的另一个问题是准备要成型的基板所需的条件。 许多未经处理的金属容易生锈,会在成型过程中抑制粘结并污染橡胶。 (有关在硫化过程中将橡胶粘合到金属所需的表面处理的更多信息,请参见下面的步骤3)。 在反面,某些金属处理太光滑而不能实现良好的化学粘合,可能需要在成型和粘合之前进行喷砂处理或打毛。

最后,如果基材不会被橡胶完全覆盖,则必须考虑如何在制造过程中保护裸露金属的表面光洁度,包括在将刀片插入模具中时的热量以及金属与金属之间的接触。模具。

3.确定债券类型

一旦确定了橡胶和金属的类型或基材,就必须考虑粘结或结合的类型。 做出此决定时要考虑的问题是成本,所需的粘结强度,相对于粘结位置的作用力或冲击方向以及基材。 以下是橡胶与金属结合或橡胶与基材结合的三种类型的优缺点的讨论。

3.A. 封装或机械锁

通常,最优雅,最具成本效益的解决方案是封装或设计的机械锁。 用橡胶封装金属需要金属/基板具有通孔或某种积极的特征,橡胶可以像旋钮或颈部那样围绕其成型。 该技术还用于许多橡胶螺栓头。 以下是一些图片,显示了Custom Rubber Corp.与客户共同开发的各种机械锁。
橡胶结合到具有索环特征的金属上橡胶螺栓头,密封
为了使此方法成功,基材必须能够承受成型温度,这可能会限制塑料的选择,并可能会限制上述第2节中讨论的某些金属涂层。

Custom Rubber Corp.的工程和销售团队拥有多年的经验,并与无数客户合作开发了创新的方法,以确保橡胶和金属部件保持连接而不会增加粘合剂成本。 根据零件的大小,无需化学粘合剂可以节省总成本的20%或更多。 另外,当不使用粘合剂时,金属嵌件可以容易地回收和重新成型,从而降低了与废品和坏件相关的成本。

3.B. 粘合剂化学键合

当橡胶和金属之间的键合非常关键并且涉及复杂的几何形状或面积很大或很小时,化学键合可能是唯一的选择。 这种粘结的一个优点是,它在橡胶和金属之间的整个接触表面上延伸。 如果正确完成,这种类型的粘合也将超过橡胶的撕裂强度,这意味着橡胶会在粘合失败之前撕裂。 如果将两者分开,大块的橡胶将仍然粘附在金属上。

此过程包括四个主要步骤,概述如下。

一世。 准备金属表面/基材表面 - 金属表面必须有些粗糙且无油,以促进良好的粘结。 对于金属嵌件,这通常是在防锈和与橡胶粘合的最佳表面之间的权衡。
-实现这一目标的最经济有效的方法是使用磷酸盐浸渍液,该浸渍液可以从金属中清除所有机油,并留下出色的粘结表面。 磷酸盐还具有一定的防锈作用,但不是最好的。
-其他一些镀层或涂层(例如六价铬酸盐)比磷酸盐涂层和良好的粘结表面具有更好的防锈性能,但成型工艺的温度往往会使镀层退化。
-如果不考虑生锈,则简单的喷砂或滚筒喷砂或简单的MEK擦拭就足够了。

ii。 涂底漆 -大多数化学粘合剂都需要底漆层,该底漆层旨在与金属基材粘合并进一步增强用于粘合橡胶的表面。

iii。 施加粘合剂 -像底漆一样,可以多种不同的方式施加粘合剂。 浸泡并干燥,旋涂,自动喷涂或手动喷涂。 如果大多数金属或基材都将被橡胶覆盖,那么浸渍或旋转可以是一种非常经济有效的解决方案。 但是,如果将金属的裸露部分与模具直接接触,则浸涂和/或旋涂不是一个好的选择,因为随着时间的流逝,粘合剂会与模具结合,从而导致非常快速的模具结垢,需要频繁生产中断。 另一个要注意的是,自动喷涂工艺通常需要昂贵的工具,并且对于非常大体积的工件,在经济上没有任何意义。

iv。 将嵌件装入模具中 -根据嵌件的尺寸和所需零件的数量,可以使用半自动上料板手动将嵌件装入模具中,也可以完全自动化。 Custom Rubber Corp.通常与需要每年手动或半自动加载数量的客户合作。
橡胶粘合到金属上;有机硅到铝

化学粘合剂对所有三种类型的成型都同样有效。 压缩,传递和注塑成型。 在使用哪种成型工艺之间的选择取决于零件的尺寸,橡胶横截面以及零件是否要进行彩色成型。

化学粘附的一个缺点是成本。 金属制备和粘合剂的应用需要额外的成本。 如果有任何废料,则报废金属插件或回收插件的额外成本是多步骤的过程。

3.C. 硫化后粘合或使用PSA(压敏胶)

在某些情况下,将橡胶粘合到金属或塑料上是最好的选择。

当金属是未经精密加工的铸件时,尤其如此。 在粗铸的情况下,尺寸公差不够紧,无法将插图放入模具中并在压力下夹紧-这是使用前两种粘合技术时所必需的。 Custom Rubber Corp.将这种技术用于电动轮椅的大型踏板上。 由于橡胶是一种旨在提供防滑性能的面漆,因此最终组件不会暴露在恶劣的天气下(即不会浸入水或化学药品中),并且主要作用力是压缩(这将橡胶压在铸件上),是次要操作将橡胶粘合到金属上被认为是最具成本效益的。
橡胶粘在金属铸件上
当金属插件包括焊接部件时,该技术也很有用。 通常,当精密焊接的成本不可行且焊接量的变化会导致上述类型的挑战时,金属嵌件可能无法始终如一地装入橡胶模具中。 这可能会导致模具损坏,或导致碎裂,无法使用的金属嵌件。
橡胶通过焊接胶粘到金属上
将橡胶粘合到金属上的另一个优点是大大减少了所需的返工。 在胶合过程中,可以在组装之前将任何不良的橡胶组件以及任何不良的金属或塑料插入物分类出来,从而实现零废品。

Custom Rubber Corp.还使用压敏粘合剂(PSA)或双面胶带将橡胶粘附到金属上,在特定情况下,将橡胶粘附到玻璃上。 通常,在我们的工厂中使用PSA,而将衬层留在胶带的裸露面上。 当客户收到零件时,将去除衬里层并将零件压入到位。 Custom Rubber Corp.涉及一种特定产品就是这种情况。在最初单独包装零件之后,Custom Rubber Corp.建议将它们包装成六组,这是客户在每个窗口上使用的数量。 最终节省了客户的组装过程时间。

无论使用胶水还是压敏胶,关键是要找到正确的胶粘剂,该胶粘剂会粘附在橡胶材料和基材上。 Custom Rubber Corp.与该国一些最好的粘合剂供应商和一些最好的胶带供应商都有关系。

4.附着力测试

在最恶劣的环境中,橡胶和金属之间或橡胶和塑料之间的结合应比橡胶的撕裂强度强。 虽然已经定义了用于检查粘合性的ASTM标准测试,但这些测试都依赖于将一条橡胶薄条粘合到金属或塑料薄条上,然后使用测试设备将两种材料剥离或拉开。 这些测试的优势在于,存在一个特定的数字结果,即粘合失效的力。 尽管这些测试对粘合剂和材料的开发可能有所帮助,但它们通常无法帮助确认成品上的良好粘结性。

Custom Rubber Corp.开发了许多不同的方法来测试橡胶与金属结合的零件。 有时,这些测试具有破坏性,可以使用施加压力或记录施加压力的液压机进行。 根据应用场合以及受力方向与粘结方向的不同,我们可以与您一起开发定期测试,以减少或消除零件在应用中失败的可能性。

结论

Custom Rubber Corp.有多年将橡胶粘合到金属的经验。 如上所述,我们参与了使用所有类型的橡胶,所有类型的基材(塑料和金属)以及所有类型的粘合的项目。 无论您的应用程序需要什么,Custom Rubber Corp.都能帮助消除有时与橡胶与金属粘合相关的复杂“黑魔法”的神秘性。

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