二手硫化机橡胶注射成型工艺的发展

(一)抽真空注射成型工艺与模压成型法相比,注射成型法成型的橡胶制品尺寸精度高、飞边少,但是随着现代高科技的快速发展,对橡胶制品的精度提出了更高的要求。由于在橡胶注入模腔时,模具为封闭状态,排出模腔中的气体常用的方法就是通过分型面微小间隙或排气槽进行排气。这样成型的制品会形成飞边,从而影响到制品的尺寸精度。而消除飞边、进一步提高制品精度的唯一方法就是要提高模具的精度,但这样合模后模腔内的气体就不易排出,从而产生缺胶、焦烧、气泡等缺陷。为解决这一问题,抽真空注射成型法就产生了。这种成型方法是在合模后,启动真空系统将模腔内气体抽出,一般在3~5后,真空度达到设定值,真空泵自动关闭,然后再进行注射。真空系统主要由真空泵、真空电磁阀、压力表等组成,真空系统通过真空通道与模腔相连。为防止漏气,在分型面和各个模板接合面上安装有密封条。抽真空注射成型方法除用于成型高精度制品外,还可用于形状复杂制品的成型。因为对于形状复杂的制品用排气槽、分型面来排气,有时很难将模腔内气体排净,从而导致一系列成型缺陷。另外,抽真空方法成型的产品硫化后不需要专门修整飞边,因此节约了劳动力,生产效率也得到进一步提高。

(二)冷流道注射成型工艺通常的橡胶注射成型方法是将注入模具中的所有胶料,包括主流道、分流道及模腔内的胶料同时硫化,脱模后再将制品上连带的流道废料除去。这样一来势必造成一定的浪费,尤其是小型制品,废料比例占得较大。冷流道注射成型是将停留在主流道、分流道中的胶料控制在硫化温度以下,脱模时只脱出制品,流道中的胶料仍保留在流道中,下次注射时,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,节省了能源,而且制品脱模时因为不带流道废料,还可以减少开模距离,缩短成型周期。这种成型方法模具分两部分进行温度控制。即冷流道板的温度控制在硫化温度以下,上、下模板的温度为硫化温度。为了使冷流道板与上,下模板的温度互不影响,在它们之间安装有隔热板,同时在冷流道板上加工一些空气隔离槽。冷流道板及其中胶料的温度应控制在一合适范围内,胶温不能太低,如果太低,下次注入模腔时会增加硫化时间,如果太高,可能会使胶料硫化而成为废料。

(三)气体辅助注射成型工艺注射成型热塑性橡胶时,由于胶料冷却时体积收缩会导致肋、凸台等部位出现凹坑、缩痕。如用补压方法离浇口较远处压力很难达到,浇口附近过量充模还会使制品产生残余应力。因此,出现了气体辅助注射成型方法。这种方法可将气体的压力均匀地施加于胶料上,从而补偿了胶料冷却时所产生的体积收缩,避免了凹坑、缩痕等缺陷。气体辅助注射成型的原理:①首先向模腔内注射进料量不足的热塑性橡胶。②将高压惰性气体(一般为氮气)注人胶料芯层,并推动胶料充满模腔。③制品在均匀的气体压力作用下逐渐冷却成型。在这一过程中,气体压力使胶料冷却引起的体积收缩得到了补充,从而避免了制品出现缺陷。④制品冷却成型后,先将气体排出,然后打开模具,取出制品。这种方法成型的制品为中空形状,因此在总体积形状不变的情况下,可降低制品重和节省原材料。当用料量不变时,中空结构可提高制品的刚度和强度。另外,一般的注射成型方法,胶料注射时为了100%充满模腔,充模压力非常大。而气体辅助注射成型方法,胶料注射时不完全充满模腔,因此胶料充模压力很小。气体为非黏性的,可有效地传递压力,因此气体注射压力也很小。注射压力小,所需锁模力也相应减小,从而可降低能耗和设备的制作成本三、橡胶注射成型工艺过程及原理(一)橡胶注射成型工艺过程橡胶注射成型通常有喂料与塑化、注射保压、硫化和脱模等几道工序。(1)喂料与塑化。首先将预先混炼好的胶料制成带状,送入机筒喂料。在螺杆旋转的作用下,胶料沿螺槽被推向机筒前端。胶料在前进过程中,受到激烈的搅拌和变形而生热。与此同时,对机筒进行加热,胶料温度迅速升高,可塑度增大,获得一定的流动性。胶料在机筒中受到强大的挤压作用而排出残留空气,由此变得十分致密。(2)注射保压。胶料被螺杄(或柱塞)推到机筒前端,此时,机筒前端的喷嘴与已预热的模腔的浇注口接触,注胶油缸推动螺杄注胶,以强大的压力使胶料通过喷嘴,并注人已闭合的模腔。当模腔被胶料充满后,注射完毕。注射完毕后,需保压一定时间,以保证胶料密实,压力均匀,通过分子链松弛,消除内应力。(3)硫化。在这一过程中,胶料在所需的压力和温度下进入硫化阶段。此时,机筒内的螺杄又开始施转进料,对胶料进行塑化,并将新的胶料推到机筒前端,直到杋筒前部堆满胶料时,螺杆停转,以备下一次注射。(4)脱模。模腔内的胶料完成硫化后,通过程序控制,模腔自动开启,顶出制品,然后再进行下一周期注胶,如此循环可连续不停地生产。(二)注射成型原理在注射过程中,橡胶主要经历塑化注射和热压硫化两个阶段。对注射与硫化过程的分析表明,当胶料注射通过较小的喷嘴时,其注动剪切速率增大,胶料激烈摩擦生热,温度可达120℃以上,再继续加热到180~220℃,就可以在很短的时间内完成硫化。因此,注射硫化的最大特点是内层胶料和外层胶料的温度差别较小,比较均一,从而为高温快速硫化提供了必要的前提。(1)塑化注射。决定注射顺利与否的因素是胶料的黏度或流动性。在注射前,胶料在较低的温度下应具有较好的流动性,从而可借助于压力,使胶料顺利地充满模腔。注射时为防止焦烧,机筒温度不宜过高,一般控制在70~80℃。(2)热压硫化。胶料经喷嘴、流胶道、浇口等被注人经加热的模腔后进λ热压硫化阶段。橡胶热压硫化过程一般经历四个过程:①预热阶段(加入胶料后直到开始硫化前的整个升温阶段);②交联度增加阶段;③最佳硫化阶段;④过硫阶段(网构降解阶段)为获得最佳硫化性能,制品的内外层胶料都应处于在最佳硫化阶段出模在模压硫化过程中,制品的内外层胶温始终不一致,往往外层胶已到交联度阶段,而内层胶则处在欠硫阶段。等内层胶进入交联度增加阶段时,外层胶都早已进入过硫阶段,这样对制品质量是不利的。注射过程中的情况截然不同,它的最大优点是制品外层胶温度比较一致。胶料在机筒中塑化时,胶温从胶料初始温度(Tσ)迅速上升到胶料塑化温度(T)。当胶料通过喷嘴被注入模腔的瞬间,由于激烈摩擦而生热,胶温急剧上升到喷嘴出口处胶料温度(T2),此时T2的温度已非常接近硫化温度。在很短时阃内,胶料内外层几乎同时进入最佳硫化阶段。整个硫化周期很短,所以注射工艺本身提供了使内外层胶温均匀一致的条件,从而实现了高温快速硫化。因此,用注射成型工艺生产的制品质量良好,生产效率也较高。