橡胶成型工艺资料课件

School of Materials Science and Engineering/WHUT1橡胶模具结构橡胶模具结构2模具材料模具材料3橡胶成型工艺橡胶成型工艺 School of Materials Science and Engineering/WHUT橡胶是高弹性的高分子材料，由于橡胶具有其他材料所没有的高弹性，因而也称作弹性体。液体橡胶液体橡胶热塑性橡胶热塑性橡胶通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶材材料料来来源源橡橡 胶胶性性能能和和用用途途 School of Materials Science and Engineering/WHUTF生胶生胶：没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。成，可以溶于有机溶剂。School of Materials Science and Engineering/WHUTF混炼胶混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的且未被交联的 橡胶。常用的配合剂有硫橡胶。常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。老剂等。School of Materials Science and Engineering/WHUTF硫化胶硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。一般不成三维网状结构而得到的橡胶。一般不溶于溶剂。溶于溶剂。School of Materials Science and Engineering/WHUT1.1.高弹性高弹性：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复的：弹性模量低，伸长变形大，有可恢复的变形变形,并能在很宽的温度（并能在很宽的温度（-50150-50150）范围内保持弹）范围内保持弹性。性。2.2.粘弹性粘弹性：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温：橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛度和时间的影响，表现有明显的应力松弛 和蠕变和蠕变 现现象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损失。象，在震动或交变应力作用下，产生滞后损失。3.3.电绝缘性电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。School of Materials Science and Engineering/WHUT4 4有有老化老化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化现象：如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象，一样，橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。使性能变坏，寿命下降。5 5.必须进行必须进行硫化硫化才能使用，热塑性弹性体除外。才能使用，热塑性弹性体除外。6.6.必须加入必须加入配合剂配合剂。其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点，其它如比重小、硬度低、柔软性好、气密性好等特点，都属于橡胶的宝贵性能。都属于橡胶的宝贵性能。School of Materials Science and Engineering/WHUT School of Materials Science and Engineering/WHUT 无论什么橡胶制品，都要经过无论什么橡胶制品，都要经过混混炼和硫化炼和硫化这两个过程。橡胶基本加工工艺主这两个过程。橡胶基本加工工艺主要包括塑炼、混炼、压延、压出、成型和硫要包括塑炼、混炼、压延、压出、成型和硫化等。另外，对于一些特殊产品还包括注压、化等。另外，对于一些特殊产品还包括注压、浇注和黏合。浇注和黏合。School of Materials Science and Engineering/WHUT塑炼塑炼 为了改善生胶黏度过大和不均匀现为了改善生胶黏度过大和不均匀现象，在炼胶机中通过机械应力、热氧或加象，在炼胶机中通过机械应力、热氧或加入塑解剂等方法对生胶进行加工，使生胶入塑解剂等方法对生胶进行加工，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态。的塑性状态。School of Materials Science and Engineering/WHUT 降低分子量是生胶获得可塑性的最有降低分子量是生胶获得可塑性的最有效方法。只有这样才能使粘度下降，可塑效方法。只有这样才能使粘度下降，可塑性增加。性增加。降低分子量，实质上就是使分子链断降低分子量，实质上就是使分子链断链链。橡胶塑炼的实质橡胶塑炼的实质 School of Materials Science and Engineering/WHUT高温塑炼：自动氧化降解为主高温塑炼：自动氧化降解为主机械力强化橡胶与氧的接触机械力强化橡胶与氧的接触塑塑炼炼的的方方法法 机械塑炼法机械塑炼法 化学塑解法化学塑解法低温塑炼：机械降解为主低温塑炼：机械降解为主以机械塑炼为主以机械塑炼为主橡胶塑炼的方法橡胶塑炼的方法 School of Materials Science and Engineering/WHUT混炼混炼一、定义一、定义指在炼胶机上将各种配合剂加入到指在炼胶机上将各种配合剂加入到橡胶中制成混炼胶的工艺过程橡胶中制成混炼胶的工艺过程 二、混炼的二、混炼的目的和意义目的和意义 1.保证产品的质量保证产品的质量3.高效节能高效节能2.适合于进一步的加工适合于进一步的加工 School of Materials Science and Engineering/WHUT第一种状态：第一种状态：不能紧包前辊不能紧包前辊第二种状态：第二种状态：紧包前辊紧包前辊第三种状态：第三种状态：脱辊脱辊出兜出兜第四种状态：第四种状态：粘流态包辊粘流态包辊 原因：温度适宜，胶料的可塑性中。原因：温度适宜，胶料的可塑性中。原因：温度略高，胶料的可塑性略大。原因：温度略高，胶料的可塑性略大。原因：温度太高，可塑度太大原因：温度太高，可塑度太大 生胶的混炼性生胶的混炼性 原因：混炼温度低，胶料的可塑性小。原因：混炼温度低，胶料的可塑性小。School of Materials Science and Engineering/WHUT压延压延压延压延指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架指将混炼胶在压延设备上制成胶片或与骨架材料制成胶布半成品的工艺过程。材料制成胶布半成品的工艺过程。压片压片 压延压延 贴合贴合 压型压型 挂胶（贴胶、擦胶）挂胶（贴胶、擦胶）School of Materials Science and Engineering/WHUT压延压延从原理上看，压延过程主要是通过两个辊筒作用把胶料从原理上看，压延过程主要是通过两个辊筒作用把胶料辗压成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。辗压成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。从表面上看，压延只是胶从表面上看，压延只是胶料造型的变化，但实质上是一料造型的变化，但实质上是一种流体流动过程。种流体流动过程。在压延过程中，胶料一方在压延过程中，胶料一方面发生粘性流动，一方面又发面发生粘性流动，一方面又发生弹性变形。生弹性变形。School of Materials Science and Engineering/WHUT压片是指将热炼好的胶料用压延机在辊速相等的压片是指将热炼好的胶料用压延机在辊速相等的情况下，压制成有一定厚度和宽度的胶片。情况下，压制成有一定厚度和宽度的胶片。1.工艺方法工艺方法（1）中下辊不积胶）中下辊不积胶（2）中下辊积胶）中下辊积胶（3）四辊压延机压片）四辊压延机压片压片压片 School of Materials Science and Engineering/WHUT贴合贴合贴合工艺方法：贴合工艺方法：贴合是通过压延机将两层薄胶片贴合成一层胶片的作业。二辊压延机贴合 三辊压延机贴合 四辊压延机贴合 School of Materials Science and Engineering/WHUT压型压型压型是将胶料压制成一定断面形状的半成品或表面有花纹的胶片。压型工艺要求规格准确，花纹清晰，胶料密致，故要求胶料收缩变形率小及配方中含胶率不宜过高。压型工艺方法 School of Materials Science and Engineering/WHUT纺织物挂胶（贴胶、擦胶）纺织物挂胶（贴胶、擦胶）纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶制品的骨架层。制品的骨架层。贴胶贴胶压力贴胶压力贴胶 贴胶贴胶是利用压延机上转速相同辊筒的压力将是利用压延机上转速相同辊筒的压力将一定厚度的胶片贴于纺织物上。一定厚度的胶片贴于纺织物上。进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压力将胶料挤压到布缝中去。力将胶料挤压到布缝中去。School of Materials Science and Engineering/WHUT纺织物挂胶（贴胶、擦胶）纺织物挂胶（贴胶、擦胶）纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其纺织物挂胶是使纺织物通过压延机辊筒间隙，使其表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶表面挂上一层薄胶，制成挂胶帘布或挂胶帆布，作为橡胶制品的骨架层。制品的骨架层。贴胶贴胶压力贴胶压力贴胶 贴胶贴胶是利用压延机上转速相同辊筒的压力将是利用压延机上转速相同辊筒的压力将一定厚度的胶片贴于纺织物上。一定厚度的胶片贴于纺织物上。进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压进行贴合的两辊筒之间有积胶，利用积胶的压力将胶料挤压到布缝中去。力将胶料挤压到布缝中去。擦胶擦胶擦胶擦胶是利用辊速不同所产生的剪切力和辊筒的压是利用辊速不同所产生的剪切力和辊筒的压力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，以提高胶料力，将胶料挤擦入纺织物的缝隙中，以提高胶料与纺织物的附着力。与纺织物的附着力。擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。School of Materials Science and Engineering/WHUT压出（挤出）压出（挤出）挤出与压延的比较挤出与压延的比较 挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。挤出机具有如下优点：补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密，更均匀。适用面广，可压出各种尺寸、断面形状半成品。设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低，灵活机动性大。School of Materials Science and Engineering/WHUT 挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）、机架和传动装置等部件组成。一、螺杆螺杆种类：按螺纹分：单头、双头、三头按螺距分：等距收敛式和复合 螺纹等按螺杆外形分：圆柱形、圆锥形 School of Materials Science and Engineering/WHUT三、机头与口型1.机头直向形机头 如圆筒形、喇叭形 T形、Y形 2.口型二、机身(机筒)压出实心及片状半成品的口型压出中空半成品的口型 由口型、芯型和芯型支座构成。机筒为中空圆筒,为了及时散发和提供热量,机筒备有夹套,可通入冷却水和蒸汽。School of Materials Science and Engineering/WHUT硫化硫化 在一定的温度条件下，胶料中的生胶在一定的温度条件下，胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，橡胶分子结构由线与硫化剂发生化学反应，橡胶分子结构由线性结构交联成为立体网状结构。经过这个过性结构交联成为立体网状结构。经过这个过程，橡胶由塑性高、黏度大、可以流动的生程，橡胶由塑性高、黏度大、可以流动的生胶变为具有良好的弹性和硬度、塑性很低、胶变为具有良好的弹性和硬度、塑性很低、不能流动的熟橡胶，其物理机械性能也发生不能流动的熟橡胶，其物理机械性能也发生了很大变化。了很大变化。School of Materials Science and Engineering/WHUT硫化前硫化前 线形结构，分子间以范德华力相互作用线形结构，分子间以范德华力相互作用 性能：可塑性大，伸长率高，具可溶性。性能：可塑性大，伸长率高，具可溶性。硫化硫化时时 分子被引发，发生化学交联反应分子被引发，发生化学交联反应硫化后硫化后 网状结构，分子间主要已以化学键结合网状结构，分子间主要已以化学键结合 结构：结构：1 1）化学键；）化学键；2 2）交联键的位置；）交联键的位置；3 3）交联程度；）交联程度；4 4）交联）交联 性能：性能：1 1）力学性能（定伸强度、硬度、拉伸强度、伸长率、）力学性能（定伸强度、硬度、拉伸强度、伸长率、弹性）；弹性）；2 2）物理性能；）物理性能；3 3）化学稳定性）化学稳定性硫化硫化 School of Materials Science and Engineering/WHUT School of Materials Science and Engineering/WHUT 橡胶模具的种类很多，但根据模具结构和压制工艺的不同，大体上课讲橡胶压制成型模具分别为四个大类一、一、压制成型模具压制成型模具二、二、压铸成型模具压铸成型模具三、三、注压成型模具注压成型模具四、四、压出成型模具压出成型模具 School of Materials Science and Engineering/WHUT 压制成型模具又称普通压模。它是将混炼过压制成型模具又称普通压模。它是将混炼过的、经加工成一定形状和称量过的半成品胶料直接的、经加工成一定形状和称量过的半成品胶料直接放入敞开的模具型腔中，而后将模具闭合，送入平放入敞开的模具型腔中，而后将模具闭合，送入平板硫化压机中加压、加热。胶料在加热和压力作用板硫化压机中加压、加热。胶料在加热和压力作用下硫化成型。根据分型面处型腔与外界相同的形式下硫化成型。根据分型面处型腔与外界相同的形式不同，压制成型模具可分为开放式、半封闭式、和不同，压制成型模具可分为开放式、半封闭式、和封闭式三种结构。封闭式三种结构。压制成型模具的特点：结构简单、通用性强、压制成型模具的特点：结构简单、通用性强、适用性广、操作方便适用性广、操作方便压制成型模具压制成型模具 School of Materials Science and Engineering/WHUT 开放式模具利用上下模最终吻合时的压力压制制品，多余胶料易从分型面流掉（外溢），制品有水平方向飞边。开放式模具适用于硬度较低并具有较大流动性的胶料制造形状简单的制品。开放式开放式 School of Materials Science and Engineering/WHUT 封闭式模具型腔上端带有一定高度的镶嵌结构，压封闭式模具型腔上端带有一定高度的镶嵌结构，压制过程中胶料不易外溢而充分地充满型腔，制品致密性制过程中胶料不易外溢而充分地充满型腔，制品致密性好。好。封闭式模具适用于夹布、夹其它织物的制品以及胶封闭式模具适用于夹布、夹其它织物的制品以及胶料硬度较高、流动性较差的制品。料硬度较高、流动性较差的制品。封闭式封闭式 School of Materials Science and Engineering/WHUT 半封闭式模具即模腔的一端带有一定深度锥半封闭式模具即模腔的一端带有一定深度锥面镶嵌配合。其特点是操作安全，定位可靠，并面镶嵌配合。其特点是操作安全，定位可靠，并且不易拉毛配合面，使用面广。且不易拉毛配合面，使用面广。半封闭式半封闭式 模具适用于上下模带有型腔，制品模具适用于上下模带有型腔，制品同轴度要求较高的单腔模具。同轴度要求较高的单腔模具。半封闭式半封闭式 School of Materials Science and Engineering/WHUT 压铸成型模具又称传递式模具或挤胶法模具。压铸成型模具又称传递式模具或挤胶法模具。它是将混炼过的、形状简单的、限量一定的胶条或胶它是将混炼过的、形状简单的、限量一定的胶条或胶块半成品放入压铸模料腔中，通过压铸塞的压力挤压块半成品放入压铸模料腔中，通过压铸塞的压力挤压胶料，并使胶料通过浇注系统进入模具型腔中硫化定胶料，并使胶料通过浇注系统进入模具型腔中硫化定型的。型的。压铸成型模具的特点：结构比普通压模复杂，压铸成型模具的特点：结构比普通压模复杂，适用于制作普通模压法所不能压制或勉强压制的薄壁、适用于制作普通模压法所不能压制或勉强压制的薄壁、细长易弯的制品以及形状复杂的制品，制品致密性好，细长易弯的制品以及形状复杂的制品，制品致密性好，质量优越。质量优越。压铸成型模具压铸成型模具 School of Materials Science and Engineering/WHUT School of Materials Science and Engineering/WHUT 注压成型模具又称为注射法模具，它是利用注压成型模具又称为注射法模具，它是利用注射机或注压机的压力，将预加热或塑性状态注射机或注压机的压力，将预加热或塑性状态的胶料经注压模的浇注系统注入模具型腔中定的胶料经注压模的浇注系统注入模具型腔中定型硫化。型硫化。注压成型模具的特点：比压铸成型模具注压成型模具的特点：比压铸成型模具复杂，适用于大型、厚壁、薄壁以及形状复杂复杂，适用于大型、厚壁、薄壁以及形状复杂的制品，生产效率高，质量稳定。的制品，生产效率高，质量稳定。注压成型模具注压成型模具 School of Materials Science and Engineering/WHUT卧式注射机卧式注射机立式注射机立式注射机注注 压压 机机 School of Materials Science and Engineering/WHUT 压出成型模具又称挤出口型摸。它是在压压出成型模具又称挤出口型摸。它是在压出机中对胶料加热与塑化，通过与螺杆的旋转，使出机中对胶料加热与塑化，通过与螺杆的旋转，使胶料在螺杆和机筒筒壁之间受到强大的挤压力并不胶料在螺杆和机筒筒壁之间受到强大的挤压力并不断的向前移送，通过安装在机头的成型模具而制成断的向前移送，通过安装在机头的成型模具而制成各种截面形状的橡胶型材半成品以达到初步造型的各种截面形状的橡胶型材半成品以达到初步造型的目的而后经过冷却定型输送到硫化罐内进行硫化或目的而后经过冷却定型输送到硫化罐内进行硫化或用作模压法所需的预成型半成品。用作模压法所需的预成型半成品。特点：成本低，功效高，制品致密性好。特点：成本低，功效高，制品致密性好。压出成型模具压出成型模具 School of Materials Science and Engineering/WHUT模具材料模具材料大批量生产的注射模型腔零部件：工具钢或合金钢大批量生产的注射模型腔零部件：工具钢或合金钢橡胶模具常用材料橡胶模具常用材料压铸成型和压制成型橡胶模具：优质碳素钢压铸成型和压制成型橡胶模具：优质碳素钢 School of Materials Science and Engineering/WHUT热处理热处理下料下料正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工精加工精加工表面淬火表面淬火低温回火低温回火精磨精磨45号钢模具加工号钢模具加工 School of Materials Science and Engineering/WHUT常用碳素工具钢：常用碳素工具钢：T8、T10、T12、T8A、和、和T12A。下料下料锻造锻造球化退火球化退火粗、精加工粗、精加工淬火加低温回火淬火加低温回火精磨精磨 School of Materials Science and Engineering/WHUT橡胶模具常用合金结构钢：橡胶模具常用合金结构钢：40Cr、45Cr、18CrMnTi合金工具钢：合金工具钢：CrWMn和和9CrSi下料下料锻造锻造正火正火粗、精加工粗、精加工渗碳渗碳淬火和回火淬火和回火精磨精磨低碳合金钢低碳合金钢合金工具钢下料下料锻造锻造球化退火球化退火淬火加低温回火淬火加低温回火精磨精磨粗、精加工粗、精加工 School of Materials Science and Engineering/WHUT谢谢！