橡胶软磁片的生产是一个将磁粉、聚合物基体及各种助剂混合,并赋予其特定形状和磁性的过程。其核心工艺流程如下图所示,主要可分为准备、成型、后处理三大阶段:
第一阶段:准备与混炼
1. 配料 (Batching)
这是所有工作的起点。根据产品设计的磁性能、物理性能要求,精确称量各种原料:
磁性粉末: 最关键的原料,通常是铁氧体粉(钡铁氧体、锶铁氧体)或稀土磁粉(钕铁硼NdFeB、钐钴SmCo)。磁粉的类型、粒径和配比直接决定最终产品的磁力强度。
高分子聚合物(基体): 起到粘结和支撑磁粉的作用,赋予产品柔韧性。常用的有合成橡胶(如丁腈橡胶NBR)或热塑性塑料(如聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE)。
助剂 (Additives):
增塑剂: 增加材料的柔软度和可加工性。
防老剂: 防止聚合物基体在加工和使用过程中老化、降解。
稳定剂: 提高材料的热稳定性。
交联剂: 如果使用橡胶,需要添加硫化剂(如硫磺)以便后续硫化。
2. 混炼 (Mixing)
将称量好的所有原料投入密炼机或开炼机中,在加热和机械剪切力的作用下进行充分混合。
目标: 使磁粉颗粒均匀地包裹、分散在聚合物基体中,形成成分均一的混合料。
结果: 产出条状或片状的混合料团。
第二阶段:成型与固化
这是核心成型环节,根据产品最终形态(是卷材、片材还是特定形状)主要有三种方法:
方法一:压延成型 (Calendering) - 最常用
此法主要用于生产连续的片材或卷材,是广告、文具用磁片的主流生产工艺。
预热: 将混炼好的料团送入压延机喂料口,通过加热辊筒使其变软。
压延: 软化的混合料通过多个精密调节间隙的辊筒(通常为3-4辊),被挤压延展成表面光滑、厚度均匀的连续薄片。厚度通过辊距控制。
冷却定幅: 压延出的薄片经过冷却辊冷却,初步定型,并收卷成大片卷。
方法二:挤出成型 (Extrusion)
此法主要用于生产等截面的长条形产品,如磁性密封条、门窗条。
将混炼好的料团投入挤出机的料斗。
料团在挤出机内被加热、塑化,并在螺杆的推动下向前输送。
通过一个特定形状的口模(Die),被连续挤出成条状、管状或其他固定截面形状。
挤出的产品通过水槽冷却定型,然后收卷。
方法三:模压成型 (Compression Molding)
此法主要用于生产特定形状的零件(如圆片、异形件)或较厚的片材。
将混炼好的料团精确称量后放入金属模具的型腔内。
模具在热压机上闭合,施加高温和高压。
材料在型腔内流动并充满整个腔体,同时发生交联固化(硫化)。
开模后取出产品,通常已经定型并获得最终形状。
第三阶段:后处理与加工
4. 硫化 (Vulcanization/Curing) - 针对橡胶基材料
如果使用的是橡胶基体,那么从压延或挤出机出来的半成品还需要进行硫化。
过程: 将卷材或片材送入硫化罐或高温烘箱中,在一定的温度和压力下保持一段时间。
目的: 使橡胶分子发生交联反应(硫化),从而获得最终的弹性、韧性和耐久性,并固定形状。塑料基材料(如PVC)则不需要此步骤,冷却后即定型。
5. 充磁 (Magnetization)
这是赋予产品磁性的关键一步。在此之前,材料本身只有磁性潜力(磁畴取向混乱),但没有外部磁性。
过程: 将成型后的片材通过充磁机。
原理: 充磁机产生一个瞬间的、极强的脉冲磁场,足以使材料内部的所有磁畴方向被强制排列一致,从而对外显示出强磁性。
磁极方向: 通过设计充磁机的线圈,可以控制磁极方向。
厚度方向充磁: 最常见,磁片的正面是N极,背面是S极(单面磁)。
多极充磁: 磁片表面呈现多条N/S极交替的条纹,能更牢固地吸附在铁质表面上。
6. 后续加工 (Secondary Processing)
根据客户需求,对充磁后的卷材或大片进行进一步加工:
分切 (Slitting): 将宽幅的大卷分切成所需宽度的窄卷。
模切 (Die-Cutting): 用模具冲压出特定的形状,如圆片、方块、异形件。
背胶 (Gumming): 在磁片的一面贴上自粘性压敏胶(如3M胶),并附上离型纸,方便用户直接粘贴使用。
印刷 (Printing): 在磁片表面进行丝网印刷或喷绘图案。
7. 检验与包装 (Inspection & Packaging)
对最终产品进行检验,主要测量表面磁场强度、厚度、尺寸、外观等,合格后即可包装出货。
总结与特点
整个生产流程的核心在于均匀混合、精密成型和充分磁化,每一步的工艺参数都会直接影响最终产品的性能。
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