Прессование резинотехнических изделий: технология, оборудование, практика

Компрессионное прессование (прямое формование) остаётся наиболее распространённым способом изготовления резинотехнических изделий: уплотнений, мембран, манжет, амортизаторов, прокладок. Метод основан на одновременном формовании и вулканизации резиновой смеси в замкнутой пресс-форме под давлением и при повышенной температуре.

Суть процесса и его разновидности

При прямом прессовании заготовка (навеска) резиновой смеси закладывается в открытую полость пресс-формы, после чего форма смыкается, создавая давление 5–50 МПа. Под воздействием температуры 140–200 °C происходит вулканизация — сшивка макромолекул каучука серой или пероксидами.

Различают три основных варианта формования:

• Компрессионное (прямое) прессование — навеска закладывается непосредственно в формообразующую полость.
• Трансферное (литьевое) прессование — смесь подаётся из загрузочной камеры через литниковые каналы. Подходит для деталей сложной конфигурации.
• Инжекционное литьё — подача смеси шнековым узлом под высоким давлением (60–200 МПа). Максимальная производительность.

Оборудование для прессования РТИ

Основной агрегат — гидравлический вулканизационный пресс. Наиболее распространены колонные прессы усилием 40–1000 тс с электрообогреваемыми плитами. Важнейшие параметры выбора:

Пресс-формы: конструкция и материалы

Пресс-формы изготавливают из сталей 4Х5МФС, 5ХНМ, 40Х. Рабочие поверхности полируют до Ra 0,32–0,63 мкм и хромируют для облегчения съёма изделий. Конструктивно формы бывают:

• Открытые (с облойной канавкой) — для простых деталей.
• Закрытые — минимальный облой, выше требования к точности навески.
• Многогнёздные — 4–64 гнезда для массового выпуска мелких изделий.

Практическое правило: масса навески должна превышать массу готового изделия на 3–7%. Недостаток смеси даёт незаполнение, избыток — чрезмерный облой и повышенный износ формы. Для ответственных деталей контролируйте навеску с точностью ±1%.

Резиновые смеси для прессования

Выбор смеси определяется условиями эксплуатации изделия. Основные типы каучуков для прессовых РТИ:

• НБК (БНКС-18, БНКС-28, БНКС-40) — маслобензостойкие уплотнения, работа до +120 °C.
• ЭПДМ (СКЭПТ) — стойкость к озону, пару, щелочам; диапазон –50…+150 °C.
• Фторкаучук (СКФ-26, СКФ-32) — агрессивные среды, до +250 °C.
• Силикон (СКТВ) — пищевая, медицинская промышленность, –60…+200 °C.
• Натуральный каучук (НК, СКИ-3) — высокая эластичность, амортизаторы.

Требования к смесям регламентируют ГОСТ 17118-83 (технические пластины), ГОСТ 9833-73 (кольца), ГОСТ 6678-72 (манжеты). Вулканизационные характеристики контролируют по ГОСТ 12535-84 (реометрия).

Режимы вулканизации

Оптимальный режим определяют по реограмме (кривая зависимости крутящего момента от времени при заданной температуре). Ключевые точки:

1. ts2 — время начала подвулканизации (scorch time). Определяет безопасное время обработки.
2. t90 — оптимум вулканизации (90% степени сшивки). Основа для расчёта времени выдержки.

При повышении температуры на 10 °C время вулканизации сокращается приблизительно вдвое (температурный коэффициент ≈2). Однако превышение температуры сверх рекомендованной ведёт к реверсии — деструкции сетки и падению прочности.

Типичные дефекты и их устранение

• Недопрессовка (незаполнение) — увеличить навеску, повысить давление, проверить вязкость смеси.
• Пузыри, поры — увеличить подпрессовку, снизить влажность смеси, обеспечить дегазацию.
• Подвулканизация в загрузочной камере — сократить цикл загрузки, снизить температуру камеры.
• Прилипание к форме — обновить хромирование, применить антиадгезионную смазку, проверить Ra поверхности.

Контроль качества прессованных РТИ

Готовые изделия проверяют по ГОСТ 269-66 (прочность, относительное удлинение), ГОСТ 263-75 (твёрдость по Шору А), ГОСТ 9.029-74 (старение). Геометрию контролируют по чертежу с учётом усадки 1,5–3,0% в зависимости от типа смеси.