橡胶成形及应用

1、1896192019872006橡胶成型方法与应用橡胶成型方法与应用1896192019872006一一. .橡胶的压制橡胶的压制1896192019872006简述简述 橡胶的压制成型是将经过塑炼和混炼的预先压延橡胶的压制成型是将经过塑炼和混炼的预先压延好的橡胶胚料，按一定的规格和形状下料后，加入到好的橡胶胚料，按一定的规格和形状下料后，加入到压制模中，合模后在液压机上按规定的工艺条件进行压制模中，合模后在液压机上按规定的工艺条件进行压制，使胶料在受热受压下呈现塑性流动充满模腔，压制，使胶料在受热受压下呈现塑性流动充满模腔，经过一定时间完成硫化，在进行脱模、清理得到所需经过一定时间完成硫化，

2、在进行脱模、清理得到所需制品的方法。制品的方法。1896192019872006主要原料主要原料 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料。以及作为骨架材料的纤维和金属材料。1896192019872006基本生产工艺过程基本生产工艺过程 橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化压延、压出、成型、硫化6个基本工序。个基本工序。1896192019872006塑炼塑炼1.目的：降低生胶的弹性，便于后续加工。目的：降低生胶的弹性，便于后续加工。2.方法：方法：通过机

3、械应力、热、氧或加入某些添加剂等通过机械应力、热、氧或加入某些添加剂等方式，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加方式，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态。可以采用密炼机、开炼机或螺杆塑炼工的塑性状态。可以采用密炼机、开炼机或螺杆塑炼机进行。机进行。1896192019872006混炼混炼1.目的：增加橡胶使用性能，改善工艺性能和降低成本。目的：增加橡胶使用性能，改善工艺性能和降低成本。2.方法：方法：生胶中加入各种配合剂，如硫化剂、填充剂、生胶中加入各种配合剂，如硫化剂、填充剂、防老剂、硫化促进剂、软化剂、发泡剂、补强剂、着色防老剂、硫化促进剂、软化剂、发泡剂、补强剂、着

4、色剂等。剂等。1896192019872006制制坯坯1.1.目的：用以制成一定形状的半成品。目的：用以制成一定形状的半成品。2.2.方法方法: :压延或挤压。压延或挤压。1896192019872006裁切裁切1.目的：模压前工序。目的：模压前工序。2.方法：方法：模压前应将胚料裁切成一定的量，模压前应将胚料裁切成一定的量，留出留出一定的余量。以便塑胶充满型腔，排出型腔内气一定的余量。以便塑胶充满型腔，排出型腔内气体并保持一定压力。可采用圆盘刀或压力机。体并保持一定压力。可采用圆盘刀或压力机。1896192019872006模压硫化模压硫化1.目的：橡胶成型主要工序。使成为高弹性的橡目的：橡

5、胶成型主要工序。使成为高弹性的橡胶制品。胶制品。2.方法：包括加料、闭模、硫化、脱模、磨具清方法：包括加料、闭模、硫化、脱模、磨具清理等步骤。理等步骤。1896192019872006硫化硫化 硫化是橡胶在一定压力和温度下，坯料硫化是橡胶在一定压力和温度下，坯料结构中的线性分子链之间形成交联，随着交结构中的线性分子链之间形成交联，随着交联度的增加，橡胶变韧变硬的过程。联度的增加，橡胶变韧变硬的过程。 主要参数硫化温度:取决于材料。硫化时间:和温度密切相关。正硫化时间。硫化压力：胶料配方、可塑性、产品结构等。1896192019872006总工序图总工序图1896192019872006压制成型

6、磨具种类压制成型磨具种类开放式开放式封闭式封闭式半封闭式半封闭式铰链式铰链式外箍压紧式外箍压紧式1896192019872006硫化压机硫化压机 目前国内较多目前国内较多橡胶制品厂采用的橡胶制品厂采用的压机有专用柱式或压机有专用柱式或框式平板硫化压机。框式平板硫化压机。柱式或框式平板硫柱式或框式平板硫化压机加热方式又化压机加热方式又分为蒸汽与电加热分为蒸汽与电加热两种。两种。1 1液压泵；液压泵；2 2蒸汽压力表；蒸汽压力表；3 3液压泵压力表；液压泵压力表；4 4、5 5、6 6平板；平板；7 7控制阀控制阀（右图）（右图）1 1油泵压力表；油泵压力表；2 2电加热平板；电加热平板；3 3控

7、制箱；控制箱；4 4控制阀控制阀 如图所示为如图所示为250kN 柱式双层柱式双层平板硫化压机的平板硫化压机的外形图外形图。1896192019872006橡胶压制的应用橡胶压制的应用 橡胶的压制成型是橡胶制品生产中应用最早、橡胶的压制成型是橡胶制品生产中应用最早、最多的方法，应用在各种橡胶成品生产过程。近最多的方法，应用在各种橡胶成品生产过程。近年来出现了橡胶的注射成型法，但是由于注射成年来出现了橡胶的注射成型法，但是由于注射成型法模具的价格昂贵，在一些小批量生产中，模型法模具的价格昂贵，在一些小批量生产中，模压法仍广泛应用。压法仍广泛应用。1896192019872006二二.橡胶的注射成

8、形橡胶的注射成形方法及应用方法及应用橡胶注射成形要点橡胶注射成形要点（一）工艺过程（一）工艺过程（二）设备与相应方法（二）设备与相应方法（三）现代化工艺技术（传统注射方法的改良）（三）现代化工艺技术（传统注射方法的改良）（四）应用（四）应用（一）工艺过程（一）工艺过程工序：工序：主要包括胶料的预热塑化、注射、保压、主要包括胶料的预热塑化、注射、保压、硫化、脱模、修边等工序。硫化、脱模、修边等工序。工艺特点：工艺特点：1.由于胶料在充型前一直处于运动状态受由于胶料在充型前一直处于运动状态受热，热，各部分的温度较压制成型时均匀各部分的温度较压制成型时均匀。2.橡胶制品在高温模具中短时间即能完成橡胶

9、制品在高温模具中短时间即能完成硫化，因此制品表面和内部的温差小，硫化质硫化，因此制品表面和内部的温差小，硫化质量量较均匀较均匀。综上，与压制成型相比，注射成型的橡胶综上，与压制成型相比，注射成型的橡胶制品具有质量较好、精度较高、生产效率较高制品具有质量较好、精度较高、生产效率较高的工艺特点的工艺特点（二）设备与方法（二）设备与方法1.柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机（二）设备与方法（二）设备与方法1.柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机注射成型方法注射成型方法:将胶料从喂料口喂入料筒后将胶料从喂料口喂入料筒后,由料筒由料筒外部的加热器对胶料进行加热、塑化外部的加热器对胶料进行加热、塑化,使胶料达到

10、易于注射而又不会焦烧的使胶料达到易于注射而又不会焦烧的温度为止温度为止,最后由柱塞将已塑化胶料高最后由柱塞将已塑化胶料高压注入模具中。压注入模具中。（二）设备与方法（二）设备与方法2.螺杆式注射成型机螺杆式注射成型机（二）设备与方法（二）设备与方法2.螺杆式注射成型机螺杆式注射成型机注射成型方法注射成型方法:胶料从喂料口进入挤出机后胶料从喂料口进入挤出机后,在螺在螺杆的旋转作用下受到强烈的剪切杆的旋转作用下受到强烈的剪切,胶温胶温很快升高很快升高,当胶料沿螺杆移动到螺杆前当胶料沿螺杆移动到螺杆前端时端时,已得到充分而均匀的塑化已得到充分而均匀的塑化,螺杆螺杆一边旋转一边向后移动一边旋转一边向后

11、移动,当螺杆前端积当螺杆前端积聚的胶料达到所需要的注射量时聚的胶料达到所需要的注射量时,轴向轴向动力机构以强大的推力推动螺杆向前动力机构以强大的推力推动螺杆向前移动移动,从而将胶料注入模腔。从而将胶料注入模腔。（二）设备与方法（二）设备与方法3.螺杆螺杆-柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机结合了柱塞式注射成型机和螺杆式注射成型机的优点结合了柱塞式注射成型机和螺杆式注射成型机的优点,是是目前应用较多的橡胶注射设备。目前应用较多的橡胶注射设备。这种机器的注这种机器的注射部分主要由射部分主要由 和和 组成。组成。（二）设备与方法（二）设备与方法3.螺杆螺杆-柱塞式注射成型机柱塞式注射成型机注射成型方法

12、注射成型方法:首先将冷胶料喂入螺杆塑化系统首先将冷胶料喂入螺杆塑化系统,胶料经胶料经螺杆塑化后螺杆塑化后,挤入到柱塞注射系统中挤入到柱塞注射系统中,最后由最后由柱塞将胶料注射到模腔中。为了使胶料按照柱塞将胶料注射到模腔中。为了使胶料按照一定的顺序流动一定的顺序流动,在螺杆挤出机的端部安装一在螺杆挤出机的端部安装一个止逆阀个止逆阀,胶料塑化后通过止逆阀进入注射系胶料塑化后通过止逆阀进入注射系统中并将柱塞顶起统中并将柱塞顶起,这时胶料不会从喷嘴出去。这时胶料不会从喷嘴出去。因为喷嘴通道狭窄、阻力大因为喷嘴通道狭窄、阻力大,当柱塞将胶料以当柱塞将胶料以高压从喷嘴注入模腔时高压从喷嘴注入模腔时,因为止

13、逆阀的作用因为止逆阀的作用,胶料不会倒流进入挤出机中。胶料不会倒流进入挤出机中。（二）设备与方法（二）设备与方法4.一步注射成型机一步注射成型机注射成型方法注射成型方法:将胶料通过特殊的螺杆将胶料通过特殊的螺杆-机筒机筒-增压系统的增压系统的作用作用,使胶料得到充分的塑化使胶料得到充分的塑化,在一步法注射在一步法注射系统的作用下系统的作用下,使物料在高速、高压、高温状使物料在高速、高压、高温状态下注入模腔态下注入模腔,从而获得致密的橡胶制品。从而获得致密的橡胶制品。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术提高制品尺寸精度提高制品尺寸精度节省原材料节省原材料降低能耗降低能耗减少制品缺陷减少制品缺

14、陷等等人们在以上几方面人们在以上几方面进行进行了大量研究了大量研究,从而使橡胶注从而使橡胶注射成型工艺也得到了很大的射成型工艺也得到了很大的发展。发展。实际问题：实际问题：由于在橡胶注入模腔时由于在橡胶注入模腔时,模具为封闭状态模具为封闭状态,排排出模腔中的气体出模腔中的气体常用的方法就是通过常用的方法就是通过分型面分型面微微小间隙或排气槽进行排气小间隙或排气槽进行排气,这样成型的制品会形这样成型的制品会形成成飞边飞边,从而影响到制品的尺寸精度从而影响到制品的尺寸精度。而消除飞边而消除飞边,进一步提高制品精度的唯一方法进一步提高制品精度的唯一方法就是要提高模具的精度就是要提高模具的精度,但这样

15、合模后模腔内的但这样合模后模腔内的气体就不易排出气体就不易排出,从而产生缺胶、焦烧、气泡等从而产生缺胶、焦烧、气泡等缺陷。缺陷。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术1.抽真空注射成型工艺抽真空注射成型工艺（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术1.抽真空注射成型工艺抽真空注射成型工艺（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术1.抽真空注射成型工艺抽真空注射成型工艺解决方案解决方案抽真空注射成型工艺抽真空注射成型工艺在合模后在合模后,启动真空系统将模腔内气体启动真空系统将模腔内气体抽出抽出,大约大约35 s后后,真空度达到设定值真空度达到设定值,真真空泵自动关闭空泵自动关闭,然后再进行注射。然

16、后再进行注射。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术2.冷流道注射成型工艺冷流道注射成型工艺实际问题：实际问题：通常的橡胶注射成型方法是将注入模通常的橡胶注射成型方法是将注入模具中的所有胶料具中的所有胶料,包括主流道、分流道及包括主流道、分流道及模腔内的胶料模腔内的胶料,同时硫化脱模后再将制品同时硫化脱模后再将制品上连带的流道废料除去上连带的流道废料除去,这样一来势必造这样一来势必造成一定的浪费成一定的浪费,尤其是小型制品尤其是小型制品,废料比例废料比例占得较大。占得较大。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术2.冷流道注射成型工艺冷流道注射成型工艺解决方案解决方案冷流道注射成型工艺冷流道

17、注射成型工艺将停留在主流道、分流道中的胶料控将停留在主流道、分流道中的胶料控制在硫化温度以下制在硫化温度以下,脱模时只脱出制品脱模时只脱出制品,流流道中的胶料仍保留在流道中道中的胶料仍保留在流道中,下次注射时下次注射时流道中的这些胶料注入模腔内成为制品。流道中的这些胶料注入模腔内成为制品。这种注射成型方法减少了原材料的浪费这种注射成型方法减少了原材料的浪费,节省了能源节省了能源,而且制品脱模时因为不带流道而且制品脱模时因为不带流道废料废料,还可以减少开模距离还可以减少开模距离,缩短成型周期。缩短成型周期。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术3.气体辅助注射成型工艺气体辅助注射成型工艺实际问

18、题：实际问题：注射成型热塑性橡胶时注射成型热塑性橡胶时,由于胶料冷却由于胶料冷却时体积收缩会导致肋和凸台等部位出现时体积收缩会导致肋和凸台等部位出现凹坑、缩痕。如用补压方法凹坑、缩痕。如用补压方法,离浇口较远离浇口较远处压力很难达到处压力很难达到,浇口附近过量充模还会浇口附近过量充模还会使制品产生残余应力。使制品产生残余应力。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术3.气体辅助注射成型工艺气体辅助注射成型工艺解决方案解决方案气体辅助注射成型工艺气体辅助注射成型工艺将气体压力均匀地施加于胶料上将气体压力均匀地施加于胶料上,从而从而补偿了胶料冷却时所产生的体积收缩补偿了胶料冷却时所产生的体积收缩,

19、避避免了凹坑、缩痕等缺陷。免了凹坑、缩痕等缺陷。中空形状中空形状减少制品重量和节省原材料、提高制品的刚度和强减少制品重量和节省原材料、提高制品的刚度和强度。度。注射胶料时不完全充满模腔注射胶料时不完全充满模腔充模压力很小。因为气体为非粘充模压力很小。因为气体为非粘性的性的,可有效地传递压力，可降低能耗和设备的制作成本。可有效地传递压力，可降低能耗和设备的制作成本。（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术3.气体辅助注射成型工艺气体辅助注射成型工艺气压气压p（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术4.水辅助注射成型工艺水辅助注射成型工艺成型方法、基本功能与气体辅助相似成型方法、基本功能与气体辅助相似制品具有较少的收缩和翘曲变形，表面质量好制品具有较少的收缩和翘曲变形，表面质量好，可以生产内表可以生产内表面非常光滑的制件面非常光滑的制件成型的循环周期短成型的循环周期短，直接在制品内部进行冷却直接在制品内部进行冷却（水的热传导率水的热传导率是气体的是气体的40倍，热焓是气体的倍，热焓是气体的4倍倍）能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品，可，可生产壁厚相差较大生产壁厚相差较大的制品，更加节省原料的制品，更加节省原料（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术4.水辅助注射成型工艺水辅助注射成型工艺水压水压p（三）现代化工艺技术（三）现代化工艺技术5.反应