Подготовка пресс-форм
Загрязнение внутренней поверхности форм нагарообразными отложениями может приводить к браку, поэтому периодически формы очищают механическим, химическим, электрохимическим способами, ультразвуковой обработкой и др. Для удовлетворительной работы прессформ необходимо, чтобы они были совершенно чистыми, а при чистке не нарушались их первоначальные размеры и геометрия. Перед пуском прессформы в работу ее опробуют путем контрольной отпрессовки изделия.
Формование и вулканизация
Существуют 3 основных способа изготовления формовых РТИ:
компрессионный,
литьевой,
комбинированный.
При компрессионном способе в гнезда прессформы закладываются заготовки из резиновой смеси, близкие по форме и объему к готовому изделию, несколько превышающие готовое изделие по массе. Чем меньше масса детали и сложнее ее конфигурация, тем больше относительный расход резиновой смеси.
Под действием усилия прессования и температуры резиновая смесь переходит в вязко-текучее состояние и заполняет гнездо.
Компрессионное формование и вулканизация осуществляется в одних и тех же пресс-формах и вулканизационных гидравлических прессах при Руд = 5-10 МПа на площадь плиты.
Изготовление заготовок для формового прессования — важная стадия процесса.
Наиболее перспективными методами изготовления заготовок являются:
профилирование в предформователях,
профилирование на червячных машинах холодного питания, снабженных автоматами для резки профиля,
прессование измельченных резиновых смесей на автоматах таблетирования (порошковая технология).
Широкое распространение нашли предформователи фирмы «Барвелл». Они позволяют выпускать прецизионные заготовки высокого качества.
Агрегат оснащен объемным регулятором расхода рабочей жидкости, который позволяет с высокой точностью экструдировать резиновую смесь, что является его основным преимуществом. Перед экструзией смесь вакуумируется в камере, что обеспечивает выпуск заготовок без пор.
1 – гидроцилиндр, 2 – плунжер, 3 – материальный цилиндр, 4 – головка, 5 – напорная камера, 6 – ротационный нож, 7 – привод ножа
Вулканизация заготовок ведется по определенному режиму в зависимости от рецептуры резиновой смеси и размеров детали. Твулк = 140-160ºС.
Применяются различные типы вулканизационных прессов с паро- или электрообогревом плит.
Особенностью этих прессов является степень их механизации.
Управление процессом вулканизации и режимом осуществляется автоматически с помощью системы МАРС.
Все более широко применяется в настоящее время литьевой способ производства РТИ.
Сущность метода заключается в том, что разогретая резиновая смесь под большим давлением (30-150 МПа) впрыскивается в замкнутую пресс-форму, где происходит ее быстрая вулканизация (литьевой способ), либо после заполнения пресс-формы на литьевой машине вулканизация происходит в автоклавах или прессах (комбинированный способ).
Для литья под давлением применяют литьевые машины различных типов (см. лк № 1).
Червячно-плунжерные литьевые машины позволяют изготавливать формовые изделия литьевым способом, т.е. с одновременной вулканизацией в подогреваемых пресс-формах. Причем для массового производства целесообразно применять многопозиционные машины. При этом прессовая группа может располагаться в линию, по радиусу либо быть поворотной (агрегаты карусельного типа)
Метод литья под давлением имеет ряд преимуществ:
значительное сокращение числа операций по изготовлению заготовки (отпадает надобность в каландровании, экструзии, резке, ручной склейке, взвешивании заготовок и т. п.) и, следовательно, уменьшение количества оборудования, производственных площадей, расхода электроэнергии и числа рабочих;
хорошее заполнение формы резиновой смесью и точная дозировка заготовки по объему гнезда пресс-формы;
сокращение времени вулканизации по сравнению с формованием без предварительного нагрева заготовок;
увеличение срока службы пресс-формы, так как резиновой смесью заполняют уже собранную форму.
возможность создания автоматов и полуавтоматов для изготовления формовых изделий;
возможность объединения литьевого и вулканизационного оборудования в поточные механизированные технологические линии производства формовых изделий.
При переработке резиновых смесей литьем под давлением используются более высокие, чем при компрессионном формовании, температуры вулканизации, достигающие для ряда смесей 200—220 °С. Поэтому при литье под давлением резиновая смесь должна достаточно долгое время находиться в пластичном состоянии (без подвулканизации), а скорость вулканизации смеси должна быть высокой.
Для этого необходимы правильный выбор вулканизующей системы и замедлителей вулканизации, а также установление оптимального технологического режима переработки смеси. Практически текучесть резиновых смесей повышается за счет введения различных пластификаторов, применения мягких каучуков и каучуков низкотемпературной полимеризации и др.
В серийную рецептуру резиновых смесей часто вводится низкомолекулярныйПЭ (около 4,0 мас. ч.) для снижения вязкости смеси. Рекомендуются ускорители с большим индукционным периодом, обеспечивающие высокую скорость вулканизации. Вулканизующие системы обычно состоят из комбинации ускорителей сульфенамидного типа, тиурама, малых дозировок серы или донора серы - ДТДМ в различных соотношениях.
На большинстве заводов РТИ литьевые прессы применяют только для заполнения пресс-форм при изготовлении резиноемких изделий или деталей сложной конфигурации с последующей вулканизацией в прессах или автоклавах. Т.е. в данном случае формование и предварительная вулканизация производится в пресс-формах, а окончательная вулканизация – в вулканизаторах. Это комбинированный способ изготовления формовых РТИ.