一种90度剥离试样的制样及检测方法与流程

本发明涉及橡胶金属件粘接技术领域，特别涉及橡胶金属件粘接性能测试。

背景技术：

橡胶金属制品的粘接性能通常采用90度剥离法、拉伸法、剪切法等进行制样测定。如图1、图2所示，90度剥离法标准试样是由厚度为6.0±0.1mm、宽度为25.0±0.1mm、长度约为125mm的橡胶条1与硬质金属板材4粘合所组成。粘合面3（粘合区）长度为25mm、宽度为25.0±0.1mm，金属板材宽度为25.0±0.1mm、长度为60±1mm，粘合区两侧为隔离区2。试样剥离强度的计算通过α=f/b（α-剥离粘合强度，单位为kn/m；f-最大剥离力，单位为n，b-试样宽度，单位为mm）。

通常采用模压或注压模具按照标准制作样件，模压模具通常存在压力不足的问题，样件或产品粘合不牢情况时有发生，工艺控制不稳定；当采用注压模具制样时，高硬度胶料流动性差，流道较长，胶料焦烧时间与胶黏剂反应时间不匹配，导致试样存在不规律性粘接不牢，制样不稳定，不能客观评价橡胶金属件的粘接性能。现有模具泄压，制样不稳定，且无法真实反映产品生产采用无飞边模、注压结构等情况。

现有技术中，申请号为cn201910052965.8的发明专利申请公开了一种制作减振复合钢板t型剥离强度试样的装置及方法，包括台架，电控台钳、剔除阻尼粘接材料装置和弯折t型装置均固定在台架顶面上，电控台钳位于剔除阻尼粘接材料装置和弯折t型装置之间，plc控制器固定在台架上，plc控制器存储有制作减振复合钢板t型剥离强度试样控制程序；plc控制器执行该控制程序，电控台钳竖直夹持待制试样，剔除阻尼粘接材料装置上的带锯条逐渐向下剔除试样中的部分阻尼粘接材料，弯折t型装置上的插板摆动板插入待制试样已剔除阻尼粘接材料的空腔内，并将待制试样两侧的钢板折弯。

技术实现要素：

本发明提供了一种90度剥离试样的制样及检测方法，其能真实反映橡胶金属件的粘接性能，在保证制样效果的前提下，客观评价样品的粘接性能。

本发明的技术方案是：一种90度剥离试样的制样及检测方法，包括如下步骤：

1）样件加工；

2）脱脂；

3）喷砂；

4）除尘；

5）涂胶：喷涂所需测试胶黏剂，并进行干燥；

6）硫化；

7）测试。

步骤1）中，样件为金属样件，金属样件材质为碳钢、不锈钢或铝合金；金属样件长度为126～129±0.1mm，宽度为26～29±0.1mm。

步骤2）中，将金属样件在脱脂液中脱脂5-10min，脱脂液游离碱点：14-20，温度：60-80℃，脱脂后在80～110℃干燥5～10min。

步骤3）中，使用喷砂机在0.4～1.0mpa空气压力下加载36目白刚玉对金属样件表面喷砂处理20～30min；金属样件表面粗糙度rz≥15μm。

步骤4）中，将金属样件在清洗设备中搭配碳氢溶剂清洗10～15min，或者，采用压缩空气进行除尘。

步骤6）中，采用模具和200吨平板硫化机进行硫化，硫化压力为180-200mpa，将涂好胶的金属样件和橡胶胶料在预定温度、时间、压力下硫化制样，完成试样的制备。

模具包括底模和上模；底模设有6个模腔，每个模腔长129.4mm，宽29.4mm，金属样件装入底模，上模设有6个模腔，每个模腔长125mm，宽25mm；上模上设有注胶孔，注胶孔直径φ=2.5mm，长度为15～20mm；采用“无飞边模”结构和注压模式进行硫化；硫化时将胶料装入注胶塞，在机台压力下，上模施压于金属样件，进而实现无飞边模。

步骤7）中，测试前将试样在温度23±1℃、相对湿度50±5%下，调节3h以上；将橡胶的自由端装入夹具，金属样件两端装入试验工装，对试样进行测试。

采用本发明方法制得样品，避免了出现制样过程中由于泄压、压力不稳定造成的粘接不牢的情形；采用本发明，能真实反映橡胶金属件的粘接性能，在保证制样效果的前提下，客观评价样品的粘接性能。制样采取无飞边模结构及注压，可真实的反映产品的实际生产情况，大大提高了试验数据的可靠性及真实性。

附图说明

图1是现有技术中的90度剥离试样的主视示意图；

图2是现有技术中的90度剥离试样的俯视示意图；

图3是90度剥离试样的制样及检测的工艺流程图；

图4-1是底模的俯视结构示意图；

图4-2是沿图4-1中a-a线的剖视结构示意图；

图5-1是上模的主视结构示意图；

图5-2是上模的左视结构示意图；

图5-3是上模的俯视结构示意图；

图5-4是图5-1中i处的局部放大示意图；

图6是试验工装的主视结构示意图；

图中：橡胶条1、隔离区2、粘合面3、硬质金属板材4。

具体实施方式

请参考图3至图6，一种90度剥离试样的制样及检测方法，其工艺流程如下：

1、样件加工：按照图纸加工样件，样件材质为碳钢、不锈钢、铝合金等材质，样件长度为126～129±0.1mm，宽度为26～29±0.1mm，样件长度与宽度不可过小，过小硫化时模具压不到，不能保证内部压力或粘接面宽度，过大无法装模，浪费金属材料；样件厚度根据材质而定，当为塑料板或其他板材时适当增厚，以避免试验过程中板材变形。

2、脱脂：将样件在脱脂液中脱脂5-10min，脱脂液游离碱点：14-20，温度：60-80℃，脱脂后在80～110℃干燥5～10min，样件表面无残留水迹；

3、喷砂：使用喷砂机在0.4～1.0mpa空气压力下加载36目白刚玉对基材表面喷砂处理20～30min；金属表面粗糙度均匀，呈金属银白本色，喷砂面无锈蚀、氧化皮及其他污垢，粗糙度满足rz≥15μm；

4、除尘：将样件在专用清洗设备中搭配碳氢溶剂清洗10～15min；

5、涂胶：喷涂所需测试胶黏剂，按照胶黏剂技术要求进行干燥；

6、硫化：采用模具，模具包括底模、注胶塞组件、顶模架、脱模架和位于底模上面的上模，如图4-1、图4-2、图5-1、图5-2、图5-3、图5-4所示。底模6个模腔，每个模腔长129.4mm，宽29.4mm，金属样件装入底模，上模6个模腔，每个模腔长125mm，宽25mm，硫化时将胶料装入注胶塞，在机台压力下，上模施压于金属样件，进而实现无飞边模。模具为注压形式，上模内腔长度为125mm，宽度为25mm，一方面保证样件的涂胶宽度，以利于剥离强度的准确计算，另一方面保证上模四个边都能压到铁件，实现“无飞边模”结构，保证内部压力，注胶孔直径φ=2.5mm，长度为15～20mm；注胶孔过小过长，胶料流动时间太长，不利于高硬度胶料的硫化，注胶筒过大过短，不利胶料形成较好流动性；采用200吨平板硫化机进行硫化，硫化压力为180-200mpa，硫化时间和硫化温度根据胶料的tc90确定，将涂好胶的铁件和胶料在一定温度、时间、压力下硫化制样；完成试样的制备，试样由金属（即金属样件）和橡胶组成；

7、测试：试样制备完成到试验应调节16h以上，试验前将试样在温度23±1℃，相对湿度50±5%下，调节3h以上。将橡胶的自由端装入夹具，金属两端装入试验工装（如图6所示），改进后试验工装，根据改进后金属样件长度和宽度调整卡槽的长度。

上述技术方案中，除尘采用碳氢溶剂清洗除尘，也可采用压缩空气进行除尘。

与现有技术相比：

现有技术中，模具泄压，制样不稳定，且无法真实反映产品生产采用无飞边模、注压结构等情况。有些现有技术，如：《一种制作减振复合钢板t型剥离强度试样的装置及方法》，针对两钢板间添加阻尼粘接材料复合而成的减振复合钢板采用人工制样会对测试数据产生影响的问题，消除了制作过程中人工操作因素造成的样品缺陷，且保留下的阻尼粘接材料与钢板保持了原状态，两侧的钢板折弯对称，t型面平整度佳，可真实体现减振复合钢板t型剥离强度值，大大提高了试验数据的可靠度。

本发明提供了一种90度剥离试样的制样及检测方法，针对现有模具泄压，制样不稳定，且无法真实反映产品生产采用无飞边模、注压结构等情况，通过对基材进行改进，采用无飞边结构和注压模式，一方面改进了压力不稳定的情况，保证制样的稳定性，另一方面可反映产品的真实情况。与相关现有技术相比，本发明与相关现有技术都是为了消除制样的不稳定性，提高试验数据的可靠度，而本发明考虑了产品实际生产采用的模具结构，更真实反映产品的粘接情况。

本发明中，模压是指胶料在闭合的模腔内借助加热加压而硫化成型的产品。注压是指胶料借助机台压力由注胶筒注入模具后在加热加压下硫化的产品。无飞边模封胶方法是指在模具与金属骨架外部配合部位加工边缘台阶，使其在硫化压力作用下嵌入金属骨架，并压出相应台阶，实现金属与模具的紧密贴合，从而达到更佳的密封效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。