橡膠模壓硫化是橡膠制品制造中極為重要的工藝之一。在模壓硫化過(guò)程中，橡膠混合料通過(guò)模具的壓力和熱量發(fā)生流動(dòng)、填充和硫化反應。硫化過(guò)程中，模腔內的氣體排出效率直接影響制品的外觀(guān)質(zhì)量、內部密實(shí)性以及機械性能。因此，如何設計合理的排氣方法，減少氣體滯留，是模壓硫化工藝優(yōu)化的重點(diǎn)。本文將從硫化過(guò)程的機理、模具設計、排氣方法及優(yōu)化措施等方面，深入探討橡膠模壓硫化排氣方法的原理和實(shí)踐。

一、橡膠模壓硫化的基本原理

橡膠模壓硫化的基本過(guò)程包括橡膠混合料在模腔中的流動(dòng)填充、氣體排除以及硫化反應。硫化過(guò)程中，橡膠在高溫和壓力的作用下逐步發(fā)生交聯(lián)反應，形成具備一定性能和尺寸的橡膠制品。然而，氣體的滯留可能破壞這一過(guò)程，導致以下缺陷：

1. 氣孔：滯留氣體會(huì )形成氣泡或孔洞，破壞制品的密實(shí)性。

2. 欠硫：局部滯留氣體可能導致熱量傳遞不均，造成硫化不足。

3. 外觀(guān)問(wèn)題：氣體導致制品表面缺陷，如凹陷或裂紋。

因此，有效的氣體排除對于提高制品質(zhì)量至關(guān)重要。

氣體來(lái)源分析

模壓硫化過(guò)程中氣體的主要來(lái)源包括：

1. 混煉料的夾帶空氣：混煉過(guò)程中混入的空氣是主要氣體來(lái)源。

2. 揮發(fā)性物質(zhì)分解：某些助劑在加熱時(shí)產(chǎn)生揮發(fā)性氣體。

3. 模具裝料不當：裝料過(guò)量或不足會(huì )導致氣體不均勻分布。

為了解決這些問(wèn)題，需要在模具設計和操作工藝上優(yōu)化排氣方法。

二、模具設計對排氣的影響

模具的設計是排氣效率的核心要素。合理的模具設計能夠為氣體排出提供通道，并減少氣體滯留。

1. 排氣槽設計

排氣槽是模具中專(zhuān)門(mén)用于排除氣體的通道，其設計需要綜合考慮材料流動(dòng)性、模具結構以及制品形狀。

位置選擇：排氣槽通常設置在模腔內氣體最容易滯留的區域，例如型腔的最高點(diǎn)或末端。

尺寸設計：

深度：通常為0.02~0.1 mm，過(guò)深會(huì )導致膠料外溢，過(guò)淺則排氣不暢。

寬度：一般為0.5~2 mm，根據膠料的粘度和制品要求調整。

形式設計：可以采用直線(xiàn)槽、環(huán)形槽或分段式槽，根據型腔幾何形狀靈活布置。

2. 分型面間隙

模具分型面的間隙也是重要的排氣路徑。設計合理的分型面間隙可以輔助氣體排出。

分型面間隙通常設計為0.01~0.05 mm。

需要避免間隙過(guò)大，防止膠料流出形成飛邊。

3. 模具動(dòng)態(tài)配合

在模壓硫化過(guò)程中，模具的動(dòng)態(tài)配合（即動(dòng)模與定模的開(kāi)合）可以提高排氣效率。適當控制模具的開(kāi)合時(shí)間和閉合壓力，可有效排出滯留氣體。

三、模壓硫化工藝中的排氣方法

1. 初始排氣

原理：初始排氣是在模具完全閉合前，利用模腔未完全密封的狀態(tài)，通過(guò)分型面或排氣槽釋放初始空氣。橡膠材料在模具中流動(dòng)時(shí)會(huì )擠出模腔內的氣體。

操作步驟：

1. 模具部分閉合，保留一定間隙（0.1~0.3 mm），使氣體通過(guò)間隙釋放。

2. 隨著(zhù)模具繼續閉合，膠料逐漸流動(dòng)并填充型腔，進(jìn)一步擠出氣體。

3. 完全閉合模具，完成初始排氣。

適用范圍：適合于簡(jiǎn)單結構、氣體滯留較少的制品，例如平板硫化制品。

優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，工藝成本低。

缺點(diǎn)：對復雜型腔效果不佳，容易形成局部氣體滯留。

2. 動(dòng)態(tài)排氣

原理：通過(guò)模具的反復開(kāi)合操作，動(dòng)態(tài)排氣將滯留在模腔深處的氣體逐步排出，特別適用于復雜型腔或厚壁制品。

操作步驟：

1. 模具部分閉合，橡膠開(kāi)始流動(dòng)。

2. 模具稍微打開(kāi)一定間隙（0.5~2 mm），釋放模腔內的氣體。

3. 重新閉合模具并重復上述開(kāi)合過(guò)程，通常排氣2~4次。

4. 最后閉模完成硫化。

關(guān)鍵參數：

排氣次數：通常2~4次，可根據制品復雜程度調整。

開(kāi)合時(shí)間：每次開(kāi)模1~3秒。

開(kāi)模間隙：一般為0.5~2 mm。

適用范圍：適用于復雜結構制品或厚壁制品，例如汽車(chē)橡膠零件、防振墊等。

優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：適應性強，可顯著(zhù)減少氣泡問(wèn)題。

缺點(diǎn)：操作復雜，增加了工藝時(shí)間。

3. 自動(dòng)排氣

原理：自動(dòng)排氣通過(guò)專(zhuān)門(mén)設計的排氣閥或真空系統，結合硫化機的程序控制，自動(dòng)釋放模腔內氣體，適用于高精度橡膠制品。

實(shí)現方式：

1. 排氣閥設計：模腔關(guān)鍵位置安裝排氣閥，通過(guò)壓力差自動(dòng)排氣。

2. 程序化控制：硫化機通過(guò)程序控制模具的開(kāi)合，實(shí)現自動(dòng)排氣。

3. 真空排氣：在模壓前利用真空系統抽取模腔內空氣。

適用范圍：適用于高精度、高要求制品，例如醫療橡膠件、航空航天零件。

優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：排氣高效均勻，適合自動(dòng)化生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：模具設計復雜，設備成本較高。

四、排氣工藝的優(yōu)化措施

1. 優(yōu)化膠料準備：

提高混煉工藝質(zhì)量，減少膠料含氣量。

使用預熱工藝，提高材料流動(dòng)性并提前排出部分氣體。

2. 模具預熱：

在硫化前將模具加熱至工藝溫度，減少溫差引起的氣體滯留。

3. 調整壓力與速度：

控制模具閉合速度和壓力遞增曲線(xiàn)，防止氣體因閉模過(guò)快而被困。

真4. 空輔助排氣：

在復雜制品生產(chǎn)中，結合真空系統抽取模腔內氣體，達到更徹底的排氣效果。

5. 優(yōu)化排氣次數與間隔：

針對不同制品設置最佳的排氣周期，如增加厚壁制品的排氣次數。

橡膠模壓硫化中的排氣方法對于制品質(zhì)量的提高至關(guān)重要。從初始排氣到動(dòng)態(tài)排氣，再到高度自動(dòng)化的排氣技術(shù)，各種方法的選擇取決于制品結構、模具設計和工藝要求。通過(guò)合理設計排氣槽、優(yōu)化模具結構、采用先進(jìn)的排氣技術(shù)，可以有效減少氣泡、欠硫和其他缺陷問(wèn)題。在實(shí)際生產(chǎn)中，應根據制品需求靈活組合和調整排氣工藝，以實(shí)現高質(zhì)量的橡膠制品制造，同時(shí)提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。