Defining the rubber-metal bonding and rubber-rubber delamination factors and assurance methods in rubber and poly-met mill lining manufacturing processes

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis

Authors

Date

2024-08-29

Department

Major/Subject

Chemical and Process Engineering

Mcode

CHEM3043

Degree programme

Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering

Language

en

Pages

69 + 6

Series

Abstract

Mill lining serves as a key component in a grinding mill, providing essential protection against abrasion. The lifespan of a mill liner is critically important, as it directly impacts on operational efficiency. In recent years, some mill liners have experienced premature failures in rubber-metal bonding and rubber-rubber delamination. Therefore, the aim of this thesis was to study the factors affecting to rubber and rubber-metal mill liner manufacturing processes. The literature part of this thesis provides a general overview of the grinding process and the function of a mill lining, covering various types of mill liners, theory of rubber-metal bonding and factors contributing to rubber delamination. Based on the theory, laboratory experiments were conducted to investigate potential factors preventing rubber-metal bonding and leading to rubber delamination in production processes. The evaluation of rubber-metal bonding involved a peel test, and the rubber delamination was examined with a tensile test, both according to ISO standards. The results of rubber-metal bonding showed that different contaminants have a sig-nificant impact on the adhesion strength, causing failures at the interface between rubber and adhesive. These contaminants included dust, oil, grease and mold release agent. In addition, moisture contamination led to certain spots of failure at the interface between metal and primer. Furthermore, pre-baking of metal insert resulted in a complete failure. The results of rubber delamination showed major failures with contaminants such as soap water, dust, moisture and mold release agent. Temperature differences between two rubber parts did not seem to affect the tensile strength of the rubber.

Myllynvuoraus on tärkeä osa jauhatusmyllyä, sillä se toimii suojausmekanismina hankausta vastaan ja sen käyttöikä vaikuttaa suoraan myllyn suorituskykyyn ja tehokkuuteen. Viime vuosina muutamat myllynvuoraukset ovat hajonneet ennenaikaisesti kumi-metalliliitoksen tai kumin delaminaation takia. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia tekijöitä, jotka vaikuttavat kumi-metalliliitokseen sekä kumin delaminaatioon myllynvuorauksien tuotantoprosesseissa. Työn kirjallisuusosiossa keskityttiin jauhatusprosessiin ja myllynvuoraukseen, käsitellen erilaisia myllynvuoraustyyppejä, kumi-metalliliitoksen teoriaa ja kumin delaminaatioon vaikuttavia tekijöitä. Teoriaosion pohjalta suoritettiin laboratoriotyö, jonka tarkoituksena oli testata hypoteeseja, jotka mahdollisesti johtavat kumi-metalliliitoksen repeämiseen ja kumin delaminaatioon. Kumi-metalliliitosta tutkittiin repäisykokeella ja kumin delaminaatiota vetolujuustestillä, molemmat ISO-standardien mukaisesti. Laboratoriotyön tulokset osoittivat, että monet eri kontaminaatiot heikentävät merkittävästi kumi-metalliliitoksen lujuutta, johtaen liitoksen murtumiseen kumin ja adheesion välillä. Vaikuttavat kontaminaatiot olivat pöly, öljy, rasva ja muotin irrotusaine. Lisäksi kosteuskontaminaatio johti osittain liiman irtautumiseen metallin rajapinassa aiheuttaen näkyviä metallipisteitä. Metallin esilämmittäminen prosessilämpötilassa johti olemattomaan liitoslujuuteen metallin ja kumin välillä. Kumin delaminaatiotestin tulokset osoittivat, että kontaminaatiot, kuten saippuavesi, pöly, kosteus ja muotin irrotusaine, johtavat kumin delaminaatioon. Lämpötilaerot kahden kumikappaleen välillä eivät vaikuttaneet kumin vetolujuuteen.

Description

Supervisor

Niskanen, Jukka

Thesis advisor

Suominen, Tapani

Keywords

mill lining, rubber-metal bonding, rubber delamination, peel test, tensile test

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202409086250

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM