Изготовление резиновых изделий литьем под давлением 

Литьем под давлением называется процесс изготовления резиновых изделий посредством впрыскивания разогретой резиновой смеси в заранее сомкнутую форму через специальное литниковое отвер­стие с последующей вулканизацией ее в форме.

В мире рти первым шагом в развитии литьевой технологии явился метод литьевого или трансферного формования. По этому методу резиновая смесь закладывается в специальную полость пресс-формы (напорную камеру) и крышкой, выполняющей роль поршня, через литники продавлива­ется в полость сомкнутой формы. Оформление изде­лия происходит в сомкнутой форме, что в значительной степени сокращает возможность образования заусенцев (выпрессовок). Кроме того, давление, созданное в пресс-форме остается постоян­ным во времени при вулканизации, в результате чего уменьшает­ся возможность не до прессовок; изделия получаются более монолитными и точно воспроизводят полость формы.

Изготовление изделий этим методом целесообразно при массо­вом выпуске однородных изделий сложной конфигурации, когда окупается довольно высокая стоимость форм.

Пресс-форма при литье резины состоит из трех колец и сердечника. Между нижним и средним  кольцами находится свободный объем формуемого изделия, а между сред­ним и верхним  кольцами — кольцевая напорная литьевая каме­ра, заполняемая подогретой резиновой смесью. 

При литье резины, во время замыкания формы под прессом резиновая смесь под давлением вытесняется из литьевой камеры через литниковую щель  и заполняет свобод­ный объем. Сердечник в данном случае служит для придания из­делию кольцевой формы. Наиболее просты по конструкции и на­дежны в эксплуатации одноместные формы. Вулканизацию фор­мованных заготовок можно проводить непосредственно в пресс-форме или вне формы. Внутреннее давление в форме после снятия прессового усилия почти не снижается вследствие самоторможения смеси, так как литниковая щель, заполненная смесью, обеспечи­вает большое сопротивление обратному ее течению. При литьевом формовании по сравнению с компрессионным получаются изделия лучшего качества, а также сокращается расход резиновой смеси, так как при литьевом формовании возможно применение меньшего избытка смеси для плотного заполнения формы. Мир рти при производстве изделий в литьевых формах связан с большим количеством времени затрачиваемым на разборку и сборку пресс-форы. При прессовании возможно частичное раскрытие формы вследствие создания в ней очень высокого давления, а следовательно, и образования выпресовок.  Кро­ме того, для обеспечения передачи давления на формуемое изде­лие в форме необходимо создать некоторый избыток смеси. 

 Процесс литья резины под давлением является циклическим процессом. Разогретая в инжекционном цилиндре резиновая смесь плунже­ром или шнеком выдавливается под высоким давлением через лит­никовое отверстие в закрытую обогреваемую форму, в которой происходит формование и вулканизация; после чего готовое изде­лие извлекают из формы.

Для заполнения формы необходимо преодолеть сопротивление вязкому течению резиновой смеси и гидравлическое сопротивление в литниках, впускных отверстиях и в оформляющей полости фор­мы. Скорость заполнения формы резиновой смесью зависит от дав­ления литья, создаваемого литьевым агрегатом, а также от геометрических размеров и конфигурации изделия, вязкости резиновой смеси и ее изменения с повышением температуры. При заполнении формы резиновая смесь не должна подвулканизовываться, чтобы не прекратилось ее течение.

Поведение смеси при литье резины под давлением обычно оценивают по их литьевой способности, т. е. по времени заполне­ния смесью формы определенных размеров в зависимости от давления литья или по глубине затекания резиновой смеси в форму со спиральным каналом.

Для оценки литьевой спо­собности недостаточно знать только вязкость резиновых смесей по Муни. 

При литье резы мир рти разогревается вследствие выделе­ния тепла в результате внутреннего трения. Интенсивность тепло­выделений зависит от скорости и давления литья, вязкости смеси и ее изменения с температурой, природы полимера и состава сме­си, а также от конструкции литьевого агрегата.

По увеличению теплообразований, а следовательно, и по увеличению температу­ры в процессе литья резиновые смеси можно расположить в следующей последовательности:

- смеси на основе изопренового и силоксанового каучуков,

- полихлоролрена,

- бутилкаучука,

- натурально­го, бутадненстирольного и бутадиен нитрильного каучуков. 

Резиновые смеси для литья под давлением должны обладать высокой скоростью вулканизации при достаточно высокой стойкости к подвулканизации. Обычно наиболее пригодными для пере­работки методом литья под давлением считаются смеси, характе­ризующиеся сопротивлением под вулканизации при 120 °С (временем увеличения вязкости смеси на 5 едениц по My ни по сравнению с минимальным значением) от 10 до 30 мин и скоростью вулканиза­ции (временем для подъема вязкости по Муни при 120°С на 35 и 5 единиц) 3—8 мин.

На рисунке приведены диаграммы, характеризующие неко­торые особенности формовой вулканизации н литья под давлени­ем. При формовой вулканизации (диаграмма ) изделие постепен­но нагревается от температуры заготовки, обычно равной темпе­ратуре в цехе, до температуры вулканизации, причем кривая Е на диаграмме характеризует изменение температуры в зонах изде­лия, прилегающих к поверхности формы, а кривая F — в центре изделия.

Если за окончание процесса вулканизации принять время достижения оптимума вулканизации в центре изделия (точка 7 в зоне С), то зоны, прилегающие к форме, окажутся сильно перевул­канизованными (точка 8 в зоне Д). Вследствие неравномерности прогрева заготовок существенно снижается качество изделий, по­лученных формовой вулканизацией.

При литье резины под давлением смесь предварительно подогревается вне формы, и ее температура доводится до максимально допусти­мой с учетом последующего разогрева ее при инжектировании в литниковом канале. Рабочий цикл при литье начи­нается с точки 3 (более высокого температурного уровня). Про­цесс инжектирования резиновой смеси через литник в замкнутую форму (кривая 3, 4) должен быть закончен в точке 4 до начала эффективной вулканизации. Подъем температуры изделия до тем­пературы вулканизации (кривые 4, 5 и 4, 6) занимает меньше вре­мени на расхождение точек 5 и 6 сравнительно невелико, поэтому обеспечить равномерную вулканизацию изделий при литье под давлением значительно легче, чем при формовой вулканизации. 

Продолжительность цикла вулканизации в форме при литье резины под давлением значительно меньше, чем при формовой вулканизации. В результате равномерного и быстрого прогрева смеси, мир рти, появляется возможность вулканизовать при литье под давлением крупнога­баритные изделия при 160-190°С и тонкостенные при 200-210⁰C, а также сократить продолжительность вулканизации до 20—60 с. Благодаря замыканию формы перед впрыском в нее резиновой смеси при литье под давлением получаются изделия с гладкой поверхностью без облоя и заусениц, не требующие сложной допол­нительной обработки.

К списку