什么是硫化壓力?
橡膠件硫化的三大工藝參數(shù)是:溫度、時(shí)間和壓力。其中硫化溫度是對(duì)制品性能影響的參數(shù),硫化溫度對(duì)橡膠制品的影響的研究也比比皆是。但對(duì)硫化壓力比較少進(jìn)行試驗(yàn)。
硫化壓力是指,橡膠混煉膠在硫化過(guò)程中,其單位面積上所承受的壓力。一般情況下,除了一些夾布件和海綿橡膠外,其他橡膠制品在硫化時(shí)均需施加一定的壓力。
橡膠硫化壓力,是保證橡膠零件幾何尺寸、結(jié)構(gòu)密度、物理機(jī)械的重要因素,同時(shí)也能保證零件表面光滑無(wú)缺陷,達(dá)到橡膠制品的密封要求。作用主要有以下幾點(diǎn):
1)防止混煉膠在硫化成型過(guò)程中產(chǎn)生氣泡,提高制品的致密性;
2)提供膠料的充模流動(dòng)的動(dòng)力,使膠料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠充滿整個(gè)模腔;
3)提高橡膠與夾件(簾布等)附著力及橡膠制品的耐曲繞性能;
4)提高橡膠制品的物理力學(xué)性能。
硫化壓力的選取需要考慮如下幾個(gè)方面的因素:
1)膠料的配方;
2)膠料可塑性的大?。?br>3)成型模具的結(jié)構(gòu)形式(模壓,注壓,射出等);
4)硫化設(shè)備的類型(平板硫化機(jī),注壓硫化機(jī),射出硫化機(jī),真空硫化機(jī)等);
5)制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
硫化壓力選取的一般原則:
1)膠料硬度低的(50-shore a以下或更低),壓力宜選擇小,硬度高的選擇大;
2)薄制品選擇小,厚制品選擇大;
3)制品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單選擇小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜選擇大;
4)力學(xué)性能要求高選擇大,要求低選擇??;
5)硫化溫度較高時(shí),壓力可以小一些,溫度較低時(shí),壓力宜高點(diǎn)。
對(duì)硫化壓力,國(guó)內(nèi)外一些橡膠廠家有如下一些經(jīng)驗(yàn)值供參考:
1)模壓及移模注壓的硫化方式,其模腔內(nèi)的硫化壓力為:10~20mpa;
2)注壓硫化方式其模腔內(nèi)的硫化壓力為:0~150mpa;
3)硫化壓力增大,產(chǎn)品的靜態(tài)剛度也隨之增大,而收縮率隨之逐漸減??;(在國(guó)內(nèi)的減振橡膠行業(yè)內(nèi),對(duì)于調(diào)整產(chǎn)品的剛度,普遍采用的依然是增加或者降低產(chǎn)品所使用的膠料硬度,而在國(guó)外,已經(jīng)普遍采用了提高或者降低產(chǎn)品硫化時(shí)的膠料硫化壓力來(lái)調(diào)整產(chǎn)品的靜態(tài)剛度。)
4)隨著硫化壓力的不斷提高,產(chǎn)品膠料的收縮率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)反常的現(xiàn)象,即當(dāng)產(chǎn)品膠料的硫化壓力達(dá)到83mpa時(shí),產(chǎn)品膠料的收縮率為0,若產(chǎn)品膠料的硫化壓力繼續(xù)不斷上升,產(chǎn)品膠料的收縮率會(huì)出現(xiàn)負(fù)值,也就是說(shuō),在這種超高的產(chǎn)品膠料硫化壓力下,產(chǎn)品硫化出來(lái)經(jīng)停放后,其橡膠部分的尺寸比模具設(shè)計(jì)的尺寸還要大;
5)在模壓和注壓方式下,模腔內(nèi)膠料的硫化壓力隨著時(shí)間的延長(zhǎng),總是先增高后減少,并最終處于平坦?fàn)顟B(tài);
6)隨著膠料硫化壓力的提高,其膠料的300%定伸和拉伸強(qiáng)度均隨之提高,其膠料的扯斷伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度和壓縮變形卻隨之下降;
7)在減震橡膠制品硫化過(guò)程中,注壓硫化方式中模腔內(nèi)膠料的壓強(qiáng)比模壓硫化方式的壓強(qiáng)高一倍以上。產(chǎn)品達(dá)到相同的靜剛度所需的膠料硬度有較大差別。隨產(chǎn)品硫化時(shí)的硫化壓力提高,產(chǎn)品在壓縮變形性能方面有明顯的提高。
硫化壓力和鎖模力、合模力的關(guān)系是什么?
鎖模力要大于硫化壓力,這樣才能保證橡膠硫化時(shí)的壓力,這基本上是個(gè)理論值(不管設(shè)備資料上如何寫(xiě))。而合模壓力則是一個(gè)應(yīng)用值,通常是鎖模力乘以一個(gè)系數(shù)(通常在1.2~1.5之間)。也就是說(shuō)和模壓力(表壓)21mpa時(shí),鎖模壓力也許只有16mpa。
硫化壓力與注射(注壓)壓力的關(guān)系是什么?
在硫化前期,采用注射(注壓)成型(填模更準(zhǔn)確,更恰當(dāng))。當(dāng)注射(注壓)未完成到剛剛完成時(shí)(前提條件,注射量要大于型腔體積加輔助注射體積)硫化壓力=注射(注壓)壓力。采取不同的工藝,注射(注壓)壓力可能會(huì)出現(xiàn)峰值,繼而下降至以平衡值。隨后隨著硫化進(jìn)程的推進(jìn),橡膠受熱會(huì)膨脹,這時(shí)硫化壓力就=注射(注壓)壓力+橡膠膨脹力。有人會(huì)問(wèn):硫化后期,如果鎖模力足夠大,橡膠膨脹力會(huì)不會(huì)將注壓活塞頂回去?答案是通常不會(huì),原因是硫化時(shí)橡膠膨脹后,與流道之間的摩擦力使得將其封閉在模具中。
如何計(jì)算并設(shè)定設(shè)備的壓力參數(shù)?
從簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō):對(duì)于平板硫化機(jī)來(lái)說(shuō),硫化壓力=設(shè)備表壓×合模油缸活塞面積/產(chǎn)品橡膠部分投影面積。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的硫化壓力,正推或反算,選擇設(shè)備噸位和壓力參數(shù)。對(duì)于注射(注壓)機(jī),還要校核注射(注壓)壓力。
方法如下:
1.確認(rèn)注射(注壓)油缸活塞面積、注射(注壓)柱塞缸截面積。
2. 注射(注壓)壓力=注射(注壓)活塞面積×注射(注壓)表壓
3. 注射(注壓)活塞處壓強(qiáng)=注射(注壓)壓力/注射(注壓)活塞面積
4.根據(jù)帕斯卡定律近似計(jì)算型腔壓力=注射(注壓)活塞處壓強(qiáng)/產(chǎn)品橡膠部分投影面積。
5.型腔壓力與硫化壓力對(duì)比。型腔壓力必須小于硫化壓力。
可依據(jù)上述步驟正與反算,選擇設(shè)備噸位和壓力參數(shù)。