Page 94 - 2019-15
P. 94
橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)
间接的缩短硫化时间。 比,见表 4。
工艺的改变也对密封件产品在一段和二段硫化后 表 4 O 形圈 35.5×3.55 不同工艺硫化后收缩率对比表
收缩率有影响。硫化工艺的三大要素，指时间、温度、 35.5×3.55 硫化工艺 收缩率
一次硫化成型 170℃ ×10 min 2.4%
压力，这三大要素的变化对收缩率有较大的影响。 170℃ ×5 min 2.4%
一二段分别硫化 160℃ ×30 min 4%
（1）时间与温度
在生产制造环节，硫化温度与时间有着密切的关 所以在模具的设计过程中，计算模具型腔尺寸时，
系，在正常情况下，温度每提高 10℃，硫化时间就要 应尽可能考虑采用什么硫化工艺条件，尽量避免设计
缩短一半，所以硫化时间对收缩率的影响表现在硫化 过程中出错，做到模具设计一次性合格。
温度上，而欠硫和过硫都会使收缩率变小。另外，橡 2.3 产品结构对收缩率的影响
胶的停放时间过长，收缩率也会变小。 橡胶密封件种类很多，结构形状各异，产品结构
（2）压力 对收缩率的影响主要包括构成产品的材料，其中包括
通过多年的实践经验积累发现，压力是影响收缩 橡胶与金属骨架、产品形状和尺寸，按结构分为纯胶
率的一个非常重要的因素，对于同一种胶料，因硫化 制品、夹织物制品、金属骨架制品等。
压力的大小影响到产品的致密度，从而使产品的收缩 （1）纯胶件又可分为实心结构和空心结构，它们
率不同，模具型腔受力大，产品致密度高，收缩率就 的径向收缩基本一致，不同的是轴向，一般指向结构
小 ；反之，受力小，产品致密度小，收缩率就大。具 中心，实心件在内部正在进行径向收缩的同时产生了
体表现在以下两方面 ： 收缩阻力，而阻碍了高度方向的收缩，所以实心类橡
a. 同一种规格的产品单腔模和多腔模的不同 胶制品轴向上的收缩率可以忽略不计。
由于单腔模和多腔模的外形尺寸相差较大，在相 （2）与纯胶制品不同的是，由于金属骨架对橡胶
同压力下，单位面积受力不同。例如 O 形圈 24×2.4 的牵制，使得与骨架相黏接的橡胶总是向骨架方向进
单腔模和多腔模收缩率的对比，见表 2。 行收缩，带有金属骨架的产品最常见就是骨架油封，
表 2 O 形圈 24×2.4 单腔模和多腔模收缩率对比表 这类产品的收缩与橡胶部分到骨架的距离有关系，均
24×2.4 腔数 收缩率 匀夹骨架的制品各处所受牵制力基本相同，而非均匀
单腔模 2 1.7%
多腔模 64 2.4% 夹骨架的制品，离骨架越远的橡胶，所受骨架的牵制
力越小，使其收缩率离骨架从近到远呈现出从小到大
b. 同一种规格模具在不同设备上生产收缩率不
的规律。离骨架越近，收缩越小，单向黏合油封的收
同受设备自动化影响，考虑到一些大规格产品的模
缩在 0.2%~1%。
具，工人在操作上的不便利，影响到生产效率，故采
（3）为了满足耐高压、耐特殊介质的要求，有时
用真空硫化机进行生产，一般橡胶产品的公差比机械
会在产品表面覆盖凡布、航空亚麻布、尼龙布等特殊
公差要宽，其尺寸的变化并未引起注意。例如 O 形圈
织物来增加抗压耐磨性，而织物对橡胶所产生的制约
240×5.7 在普通硫化机和真空硫化机硫化后收缩率的
在水平方向上是相同的，按照织物在产品中的位置可
对比，见表 3。
分为均匀夹布和非均匀夹布两种，非均匀夹布指橡胶
表 3 O 形圈 240×5.7 在普通和真空硫化机硫化后收缩率
对比表 与织物所占比例不同，或者厚度层数不同，
240×5.7 压力 /MPa 收缩率 织物所占比例越大，收缩率越小。均匀夹布
普通硫化机 15 1.7%
真空硫化机 20 1.3% 的收缩率比同类纯胶产品小 0.5%~0.8%，然而在
考虑非均匀夹布类产品收缩率时，在制品各部位仍
（3）一段硫化和二段硫化工艺后的对比
有一定规律可言，收缩率规律可参照，夹布多于橡
密封件一段硫化仅仅是定型硫化，只有通过二段
胶可按 0~0.4%，夹布和橡胶各占 50% 的比例可按
硫化才能使橡胶完全交联，其基本物理性能才趋于稳
1.1%~1.2%，中间夹布按 1% 来计算。
定。笔者在测算产品收缩率的过程中发现，一次硫化
2.4 模具结构对收缩率的影响
成型与一段二段分别硫化成型工艺，O 形圈的收缩率
模具结构对收缩率的影响不明显，一般在模具设
完全不一，例如 O 形圈 35.5×3.55 多腔模收缩率的对
计中不予考虑。模具结构对收缩率的影响仍然取决于
·40· 第 45 卷 第 15 期
