采用的新型磁滞热场高速硫化技术是通过在橡胶硫化模具内腔布置电磁线圈，线圈产生电磁场加热叠层橡胶支座内部钢板，在支座内部形成稳定的均布热源，从而突破传统硫化因热效率低和受热不均匀等导致产品良品率低的行业难题。布置线圈需要在钢模具内部开槽缠绕线圈，线圈缠绕完毕后需用一种封装内衬材料进行封堵复原钢模具内表面。复原用内衬材料需要是一种不会导致磁衰减的耐高温、高强的功能材料，能够在150℃硫化温度下承受10～15Mpa的压应力，内衬材料成型后表面光洁度较高且高温下自身状态稳定（不析出结晶物或挥发物）不影响橡胶硫化，材料本身热膨胀率和钢模接近不会产生热缩间隙或裂纹，且能够重复使用，避免造成生产成本的大幅增大。
一、磁滞热场高速硫化工艺模具概述
采用多频磁场复合加热叠层金属橡胶支座的技术方法，用电磁场直接加热产品内部橡胶层中的钢板，钢板产生热量，可在支座内部形成多个热源。同时用多频磁场复合，快速实现每层钢板边缘到中心的均温，及各层钢板之间的均温，从而大大缩减热传导时间。彻底颠覆了传统叠层橡胶产品仅通过硫化机上下热板加热传递的加热方式，避免了橡胶长时间处在高温状态而降低强度的现象，改变目前大型工程橡胶行业硫化工艺中普遍存在的受热不均匀、质量无法控制、加热效率低、耗能高等难题，解决了制约大型金属橡胶叠层支座发展和应用的瓶颈。
二、内衬材料性能选型对比
高温树脂类灌封胶：双组份胶，常温固化6-8h即可进行试验，可承受20MPa左右的压力，可在200℃左右工况下工作。本次测试选用的高温灌封胶为固化增强型，编号1#。
酚醛树脂：其最重要的特征就是耐高温性，即使在200℃的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料、摩擦材料等。编号2#。
改性超高分子量聚乙烯：采用聚乙烯树脂添加无机材料进行改性，超高分子量聚乙烯树脂平均径粒不大于160μm，分子量不低于900万，为模压成型。本次测试选用的材料为深州工程橡塑提供，平均抗压强度在45MPa以上，耐热性能达到160℃。编号3#。
PEEK：又名聚醚醚酮，是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料。本次测试选用牌号为D150G，为注塑级混合粒料，加工性好，耐热性高可在250℃使用，且力学性能稳定。编号4#。
三、内衬材料性能模拟测试
为了测试上述材料的适用性，根据橡胶支座生产工艺参数，设计了简易型工装进行模拟。其中测试条件均为：温度146℃，模具压力12MPa，温度和压力持续时间1h。测试前，先将材料通过灌注或机械加工的方式，使其与模具预设的填充槽贴合紧密，并观测记录测试前材料状态指标。测试完成后，先对样品状态进行观测记录，然后自然冷却至室温，并在恒温室静置12h。分别对测试样品在模拟硫化状态后的外形尺寸进行测量，并汇总得到样品前后对比表如下：
根据对比结果，1#测试前后变化较小，但其在试验刚结束时高温状态下硬度明显变软。2#、3#和4#在测试后均出现不同程度的长度收缩，整体收缩率在1%以下，测试前后硬度变化不明显。但考虑4#在制作500mm以上大尺寸构件时成本较高，因此在后续橡胶支座成品工艺试制时仅采用2#和3#开展。
四、用于橡胶支座生产工艺试制
选用800型磁滞热场高速硫化模具，根据模具设计需求，将2#和3#加工为50mm×12mm长条板，并镶嵌至模具电磁线圈位置的预留槽内。按照电磁硫化加热工艺，分别试制LNR-800型橡胶支座各1块，验证两种材料在实际生产过程中的应用效果。加工完成后，按照国家标准GB/T20688.3建筑隔震橡胶支座中对成品支座外观质量的指标要求进行逐项检测。电磁硫化工艺温度曲线接近平稳段时（加热2.6h后）模具内衬材料附近预设的温度传感器测点温度分布在131℃～144℃之间，没有出现集热等对材料不利情况。
根据对LNR-800型橡胶支座成品外观进行质量检测，采用2#和3#内衬材料的对应位置均有不同程度凸起，其中3#凸起等不均匀程度更大，但也符合标准要求。在后续的小批量中试生产过程中，采用3#内衬材料的模具连续使用5次后出现成品外观质量不合格，需要更换内衬材料；采用2#内衬材料的模具连续使用13次后出现成品外观质量不合格，需要更换内衬材料。
五、总结
通过对磁滞热场高速硫化工艺模具内衬材料开展选型研究，进一步完善了电磁硫化工艺技术的稳定性，应用于桥梁和建筑结构用叠层橡胶支座智能加工领域，通过突破传统硫化因热效率低和受热不均匀等导致产品良品率低的行业难题，可以大大提高橡胶硫化生产效率；电磁加热方式受热均匀改善橡胶硫化质量，提高产品质量；应用电磁加热可以更容易实现工厂生产过程控制的智能化升级改造，对生产型产业淘汰落后产能实现数字化转型升级提供了有力保障。
电磁加热技术将传统的燃气加热改为电加热后提升能源使用效率，达到节能降碳的目的，同时相比传统热板加热时长明显缩短，有效降低单次生产过程中的工业废气等有害气体排放，使企业实现绿色低碳发展。
参考文献：
[1]刘彦旭;刘保国.电磁加热技术在机械加工中的应用[J].现代制造技术与装备2016,第4期.
[2]窦群.塑料加工中电磁感应加热技术研究[J].塑料工业,2019,第10期.
作者简介：王庆培，男，汉，1986.11，河北衡水，高级工程师，本科，研究方向：结构减隔震和振动控制研究。
