Главная » О прессовании РТИ » Эксплуатационные требования

Эксплуатационные требования к прес-формам

Эксплуатационные требования в конечном счете сводятся к долговечности прес-форм и качеству получаемых изделий.

Выбор металла с определенными механическими свойствами для отдельных элементов пресс-форм; термической обработки, обеспечивающей требуемую твердость и износостойкость; покры­тия поверхности, обеспечивающего требуемую степень чистоты обработки и антикоррозионную стойкость; характера посадок и допусков, обеспечивающих прочность и точность сопряжения отдельных элементов пресс-форм, обусловливают стойкость прес-форм и требуемое качество получаемых изделий.

Для изготовления деталей прес-форм используются конструк­ционные и инструментальные стали. Стали, применяемые для изготовления формообразующих деталей, работают в условиях высоких нагрузок и температур (порядка 180° С). Они должны обладать стойкостью к химичес­кому воздействию резиновой смеси, антиадгезионной способно­стью к резине в процессе вулканизации и хорошей теплопровод­ностью.

Этим требованиям отвечают конструкционные стали 40Х, 7X3, 5ХНВ, 12ХНЗА, ХВГ. Однако лучше для этой цели приме­нять стали 40ХНМА, 38ХМЮА, несмотря на то, что они дороже и после азотирования поддаются обработке (полировке) только с помощью абразивов.

Направляющие колонки и втулки прес-форм изготовляют из инструментальных сталей У8, У10 с закалкой их до твердости HRC 45-50 или из стали 45 с закалкой колонок до твердости HRC 40-45, а втулок до HRC 45—50.

Остальные детали пресс-форм (плиты, обоймы и загрузочные камеры) выполняют из улучшенной стали 45 с закалкой ее до твердости HRC 28-32.

Механическая прочность, высокая твердость и износоустойчи­вость формообразующих поверхностей деталей пресс-форм (ма­триц, пуансонов, вкладышей) достигается термообработкой до требуемой твердости. Например, сталь 40Х подвергают закалке до твердости HRC 40-44, сталь 7X3  до HRC 43-48, 12ХНЗА - цементации и закалке до HRC 48-52; 38ХМЮА - азотирова­нию до HRC 78-82 (толщина слоя азотирования должна быть 0,3-0,4 мм).

Примерная технологическая схема термической обработки деталей пресс-форм из стали марки 7X3:

1) нагрев до температуры 820-830° С;

2) закалка в нагретом до 180-200° С масле;

3) отпуск после закалки при температуре 400-425° С до твер­дости HRC 43-48.

Для прес-форм сложной конфигурации, например для рези­новой обуви, где частая смена моделей и фасонов требует постоян­ного обновления парка прес-форм, широко используются сплавы лигированных сталей.Рабочие поверхности формообразующих деталей прес-форм из углеродистых сталей с целью повышения их износоустойчиво­сти подвергают хромированию. Полирование поверхности про­изводится до и после наложения слоя хрома, толщина которого обычно принимается в пределах 30-60 мкм. Обязательным яв­ляется полирование азотированной поверхности деталей. Слой хрома кроме износоустойчивости позволяет получить поверхность с высокой степенью чистоты.В процессе эксплуатации прес-форм большую роль играет состояние поверхности и характер соединения деталей. Особое значение имеет степень чистоты (шероховатости) поверхности формующих элементов, влияющая не только на внешний вид изделия, но и на характер работы прес-формы в условиях воз­можного налипания резиновой смеси на металл и проникновения ее в зазоры между сопрягающимися деталями при больших давле­ниях. 

Элементы формообразующих деталей и деталей, обеспечиваю­щих их сопряжение между собой, обычно делают по 3-му классу точности с применением плотной и ходовой посадок. Точность со­пряжения и требуемая величина зазора между матрицей и пуан­соном по коническим поверхностям достигается притиркой. Допу­стимое смещение полуформ в плоскости разъема допускается в пре­делах десятых долей миллиметра, а для колец круглого сечения (ГОСТ 9833-73) не должно превышать 0,03 мм. Острые кромки при пересечении формообразующих поверхностей с поверхностью разъема не притупляются.

Стойкость прес-форм определяется числом отпрессовок до полного износа формующих элементов прес-формы. Одним из видов брака являются дефекты внешнего вида формовых РТИ (царапины, смещения, разностенность, бугорки от забоин на прес-формах, матовая поверхность от нагара на прес-формах). Этот брак устраняется ремонтом и чисткой прес-форм с последующим хромированием и полировкой рабочей поверхности. Полностью изношенной считается прес-форма, которая потеряла большинство первоначальных размеров.

Наличие массивных вкладышей, трудность извлечения свулканизованных изделий, применение случайных предметов (от­вертки, напильники, крючки из твердой стали) для извлечения изделий и чистки прес-форм, небольшая толщина стенок при зна­чительной площади изделий, требующей приложения большого давления формования, и т.д. вызывает преждевременный выход прес-форм из строя.

Некоторое представление о нормах стойкости прес-форм дают нормы гарантийной стойкости, в основу которых за­ложены:

- группа сложности РТИ,

- твердость формообразующих поверхностей и гнездность.

По сложности конфигурации формо­вые РТИ отнесены к одной из групп:

группа I - изделия простой конфигурации (изделия простой геометрической формы, без отверстий и выступов, а также цилин­дрические и конические изделия с отверстиями и выступами);

группа II - изделия средней сложности конфигурации (изде­лия, содержащие до пяти усложняющих элементов, — отверстия, выступы, пазы, арматура);

группа III - изделия сложной конфигурации (изделия, со­держащие пять и более усложняющих элементов).

Стойкость прес-форм выражается в числе отпрессовок РТИ.

На основании опытно-статистических данных заводов РТИ полная стойкость пресс-форм фактически в 2-3 раза выше гаран­тийной стойкости.

Отдельные резиновые смеси в зависимости от состава имеют повышенную адгезионную способность к металлу прес-форм и при вулканизации способствуют интенсивному загрязнению (образованию нагара их рабочих поверхностей). Смазка, остав­шаяся от консервации, опудривающие материалы (тальк, графит, стеарат цинка), мигрирующая из резины сера также образуют нагар на стенках формы. В связи с этим пресс-формы во время экс­плуатации необходимо периодически очищать.

Не рекомендуется очистка прес-форм стальными щетками, поскольку это связано с разрушением рабочей поверхности прес-формы. Для этой же цели не рекомендуется способ пескоструйной очистки. Однако поверхность прес-формы может быть сохранена, если в пескоструйном аппарате используется нестойкий абразив (молотая скорлупа кокосового ореха, косточковая крошка).

Пескоструйный аппарат представляет собой камеру, в которую помещается очищаемая деталь. Косточковая крошка засыпается в воронкообразное днище камеры, соединенное с воздушной маги­стралью. С помощью сжатого воздуха крошка по гибкому шлангу направляется на очищаемое место прес-формы. Камера снабжена смотровыми окнами и вытяжной вентиляцией.

Довольно производительным является способ химической очистки стальных прес-форм в горячем растворе щелочи. Части загрязненных прес-форм погружают на 3—10 ч в горячий 15— 20%-ный раствор едкого натрия. Если через раствор щелочи и подвешенные на аноде прес-формы пропускать постоянный ток и периодически менять его направление, то очистку стальных прес-форм можно существенно ускорить.

После щелочной обработки производится нейтрализация в 5%- ном растворе соляной кислоты в течение 3—5 мин, последующая промывка в воде и затем сушка. Для сильно загрязненных прес-форм этот способ мало эффективен. Поэтому очистку прес-форм следует выполнять своевременно. Кроме того, этот способ отри­цательно влияет на сохранение размеров гнезд в прецизионных прес-формах. 

Стандартизация пресс-форм позволяет изготовлять их на специализированных предприятиях, что является гарантией качества и осуществления единой техни­ческой политики в производстве РТИ.

Унификация и стандартизация прес-форм способствует их централизованному изготовлению, упрощению прес-формового хозяйства заводов РТИ и повышению производительности труда, качества изделий и эффективности производства.