本發(fā)明涉及橡膠制品加工設(shè)備，屬于橡膠成型加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種橡膠制品的硫化模具和硫化裝置；同時，本發(fā)明還提供了利用硫化裝置的橡膠制品的硫化方法。

背景技術(shù)：

在橡膠制品硫化過程中，時間、溫度、壓力被稱為硫化三要素，缺一不可。在用傳統(tǒng)的直接填膠模壓法或者轉(zhuǎn)移膠模壓法硫化橡膠時，確定壓力這一因素的是壓機。壓機給定壓力直接接觸模具，模具壓縮膠料直到合模形成封閉態(tài)，膠料開始硫化。模具合模后，整個壓力情況是壓機的壓力傳遞給了模具，膠料并未有直接受到壓力，當膠料硫化受熱時，膠料迅速膨脹，與模具形成作用力和反作用力，此時膠料才受到壓力。

采用以往的模具和方法進行硫化，由于膠料間接受力，膠料內(nèi)壓力變化會導(dǎo)致制品的致密度、硬度和強度變化，并且該方法也無法保證溫度的直接傳遞，同樣會影響制品的品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種橡膠制品的硫化模具，膠料可直接受壓，并可很好的控制內(nèi)部壓力和溫度，從而解決了以往模具膠料間接受壓而影響制品致密度、硬度和強度的技術(shù)問題；同時，還提供了一種該硫化模具構(gòu)成的硫化裝置及利用硫化裝置進行橡膠制品硫化的方法。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種橡膠制品的硫化模具，包括從上至下依次設(shè)置的上模、中模及下模；

中模內(nèi)部豎直中空形成模腔，模腔上部開口端形成內(nèi)凹的傾斜臺階面，所述中模下端位于模腔下部開口端向外凸出形成定位臺階，定位臺階外側(cè)面為傾斜面；所述中模中部內(nèi)側(cè)繞模腔側(cè)壁設(shè)置有封閉的導(dǎo)油腔，所述中模外側(cè)面還間隔設(shè)置有兩個與導(dǎo)油腔連通的連接孔；

上模下端向外凸出形成有凸臺，凸臺外側(cè)面為傾斜面；所述凸臺設(shè)置在模腔上部開口端，且凸臺外側(cè)面與傾斜臺階面形成密封結(jié)構(gòu)；所述上模中部還設(shè)置有多個注膠孔，多個注膠孔均連通所述模腔；

下模中部內(nèi)凹形成有定位槽，定位槽的槽壁傾斜設(shè)置，所述定位臺階設(shè)置在定位槽內(nèi)，且定位臺階外側(cè)面與定位槽的槽壁配合形成密封結(jié)構(gòu)。

在以上技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述多個注膠孔包括中部的主注膠孔及環(huán)形設(shè)置在主注膠孔外側(cè)的多個副注膠孔。

在以上技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述傾斜臺階面的傾斜角度大于凸臺外側(cè)面的傾斜角度。

在以上技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述傾斜臺階面的傾斜角度大于凸臺外側(cè)面的傾斜角度5°—8°。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過設(shè)置配對的上模、中模及下模，通過上?？芍苯邮航o膠料，增加制品所受內(nèi)壓，并且凸臺外側(cè)面與傾斜臺階面、定位臺階外側(cè)面與定位槽的槽壁均可形成密封，保證不漏膠，密封性好，通過在導(dǎo)油腔內(nèi)導(dǎo)入熱介質(zhì)從而還可保證模具溫度，從而在壓力和溫度上控制硫化整個過程，保證硫化條件，提高了制品的致密度、硬度和強度。

基于以上技術(shù)方案，本發(fā)明還公開了一種橡膠制品的硫化裝置，該硫化裝置包括上述的硫化模具，硫化模具的連接孔通過導(dǎo)油管連通有熱油輸送系統(tǒng)。

在以上硫化裝置的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述硫化模具的上模上端還設(shè)置有注膠筒，注膠筒內(nèi)部的豎直空腔對應(yīng)硫化模具的模腔設(shè)置，所述注膠筒內(nèi)部的豎直空腔還設(shè)置有可沿豎直空腔升降的壓柱。

在以上硫化裝置的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述熱油輸送系統(tǒng)為帶加熱裝置的油罐或天然氣罐。

在以上硫化裝置的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述導(dǎo)油管上還設(shè)置有溫度計和流量控制閥。

本發(fā)明的硫化裝置在使用時不僅可以保證硫化中的壓力和溫度需求，且增加制品內(nèi)壓，合理的控制溫度變化，從而提高了制品的致密度、硬度和強度。

同時，本發(fā)明還公開了一種橡膠制品的硫化方法，該方法包括以下步驟：

1)將硫化裝置放置在硫化壓機上，計算橡膠制品重量，在注膠筒內(nèi)放入膠料，膠料重量大于橡膠制品重量；

2)開啟熱油輸送系統(tǒng)，加熱內(nèi)部介質(zhì)，通過導(dǎo)油管通入導(dǎo)油腔，對硫化模具進行換熱升溫，直到達到注膠預(yù)定溫度，注膠預(yù)定溫度為75℃～85℃；

3)啟動硫化壓機，壓柱下壓膠料，膠料通過模具注膠孔轉(zhuǎn)移到模具模腔內(nèi)，當膠料充滿整個模腔時，不移走注膠筒和壓柱，其多余的膠料通過注膠孔持續(xù)給模腔內(nèi)的膠料傳遞壓力，直到到達設(shè)定壓力，保持壓力平衡；

4)控制導(dǎo)油管內(nèi)介質(zhì)流速，進行三次升溫，并且每次升溫均保溫固定時間；

5)關(guān)閉熱油輸送系統(tǒng)停止介質(zhì)輸送和加熱，冷卻50～70min后取走上模和下模，將模腔內(nèi)橡膠制品取出，完成硫化。

基于以上方法，在步驟4)和步驟5)中，當壓力損失后，啟動硫化壓機的自動補壓功能，保持壓力變化不超過5t。

基于以上方法，步驟4)和步驟5)中，每次升溫過程中每隔30min進行溫度測量并記錄；每次保溫過程中每隔60min進行溫度測量并記錄；取出橡膠制品前進行最后的溫度測量并記錄。

本方法通過合理控制硫化過程中的時間、溫度和壓力這硫化三要素，并且合理調(diào)整升溫保溫時間，隨時補充溫度和壓力，及時記錄變化值，更好的控制了硫化參數(shù)，使得硫化后的橡膠制品的致密度、硬度和強度均有所提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明硫化模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是硫化模具的橫截面圖；

圖4是硫化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中表示未硫化工作狀態(tài),其中豎直箭頭表示壓柱運動方向，水平箭頭表示導(dǎo)油管內(nèi)熱介質(zhì)流動方向；

圖5是硫化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中表示硫化工作狀態(tài)，其中豎直箭頭表示壓柱運動方向，水平箭頭表示導(dǎo)油管內(nèi)熱介質(zhì)流動方向；

圖中標記分別表示為：1、中模；2、上模；3、下模；4、傾斜臺階面；5、定位臺階；6、連接孔；7、導(dǎo)油腔；8、凸臺；9、注膠孔；10、定位槽；11、主注膠孔；12、副注膠孔；13、導(dǎo)油管；14、熱油輸送系統(tǒng)；15、注膠筒；16、壓柱。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

如圖1-圖3所示的一種橡膠制品的硫化模具，包括從上至下依次設(shè)置的上模2、中模1及下模3；中模1內(nèi)部豎直中空形成模腔，模腔上部開口端形成內(nèi)凹的傾斜臺階面4，所述中模1下端位于模腔下部開口端向外凸出形成定位臺階5，定位臺階5外側(cè)面為傾斜面；所述中模1中部內(nèi)側(cè)繞模腔側(cè)壁設(shè)置有封閉的導(dǎo)油腔7，所述中模1外側(cè)面還間隔設(shè)置有兩個與導(dǎo)油腔7連通的連接孔6；上模2下端向外凸出形成有凸臺8，凸臺8外側(cè)面為傾斜面；所述凸臺8設(shè)置在模腔上部開口端，且凸臺8外側(cè)面與傾斜臺階面4形成密封結(jié)構(gòu)；所述上模2中部還設(shè)置有多個注膠孔9，多個注膠孔9均連通所述模腔；下模3中部內(nèi)凹形成有定位槽10，定位槽10的槽壁傾斜設(shè)置，所述定位臺階5設(shè)置在定位槽10內(nèi)，且定位臺階5外側(cè)面與定位槽10的槽壁配合形成密封結(jié)構(gòu)。

本實施例的工作原理是：將上模2、中模1及下模3按照從上至下依次設(shè)置，設(shè)置后放置在硫化壓機上，通過硫化壓機將膠料通過注膠孔9壓入模腔內(nèi)，膠料在模腔內(nèi)完成硫化。

本實施例的外部壓力直接施加在上模2上，可直接傳遞給內(nèi)部膠料，從而增加了制品內(nèi)壓，保證硫化膠料對于內(nèi)部壓力的需求，其次，本實施例的導(dǎo)油腔7可通過連接孔外接導(dǎo)熱裝置，通過熱交換提高中模1溫度，從而可保證膠料硫化對于溫度的需求，通過對壓力和溫度的控制和改善，保證了制品硫化的穩(wěn)定硫化環(huán)境，可提高制品的致密度、硬度和強度。

本實施例的凸臺8外側(cè)面與傾斜臺階面4形成密封結(jié)構(gòu)、定位臺階5外側(cè)面與定位槽10的槽壁配合形成密封結(jié)構(gòu)，從而在硫化時保證了模腔密封情況，保證不漏膠，同時也提高了模腔內(nèi)部保壓的效果，且以上密封受力越大密封效果越好，密封不會失效。

本發(fā)明通過設(shè)置中空、上下開口的模腔結(jié)構(gòu)，不僅便于硫化，同時取出制品時，還可使用模腔的兩個開口作為取?？冢煞奖愕膶⒅破啡〕?。

本實施例的傾斜臺階面4、定位臺階5、凸臺8及定位槽10不僅可相互配合密封，同時也可起到導(dǎo)向和定位作用，保證上模2、中模1及下模3裝配后同軸，進一步提高了制品的結(jié)構(gòu)精度和質(zhì)量。

本實施例中，為了進一步提高制品的致密度，所述多個注膠孔包括中部的主注膠孔11及環(huán)形設(shè)置在主注膠孔11外側(cè)的多個副注膠孔12。膠料在進入模腔時，主要通過主注膠孔11通過，多個副注膠孔12則通過減少，通過此方式可將膠料壓入模腔并起到對膠料進行類似補料的作用，使得膠料壓入后得以均勻的充滿模腔，不會出現(xiàn)氣泡、斷層及質(zhì)地不均的情況。

本實施例中，所述傾斜臺階面4的傾斜角度大于凸臺8外側(cè)面的傾斜角度5°—8°。傾斜臺階面4的傾斜角度大于凸臺8外側(cè)面的傾斜角度，即可保證在裝配后，傾斜臺階面4與凸臺8形成面密封，保證密封效果，其角度值最好大于5°—8°，以保證受壓后凸臺8不至于受壓過大而損壞傾斜臺階面4，保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

如圖1-圖5所示，本實施例還公開了一種基于以上硫化模具的硫化裝置，包括上述的硫化模具，硫化模具的連接孔6通過導(dǎo)油管13連通有熱油輸送系統(tǒng)14。

本實施例除了具有上述硫化模具的有益效果外，本實施例的硫化裝置通過熱油輸送系統(tǒng)14加熱熱介質(zhì)并輸送至導(dǎo)油管13，通過導(dǎo)油管13對導(dǎo)油腔7注入高溫?zé)峤橘|(zhì)，從而提高硫化模具的模腔溫度，并且可通過控制加熱溫度或熱介質(zhì)流速來控制模腔溫度變化，可精確控制模腔溫度，保證了膠料硫化過程中對于溫度的精確需求，進一步提高了制品的硫化質(zhì)量。

本實施例中，所述硫化模具的上模2上端還設(shè)置有注膠筒15，注膠筒15內(nèi)部的豎直空腔對應(yīng)硫化模具的模腔設(shè)置，所述注膠筒15內(nèi)部的豎直空腔還設(shè)置有可沿豎直空腔升降的壓柱16。膠料放置在注膠筒15內(nèi)部的豎直空腔，再放置壓柱16，硫化壓機的壓板直接將壓柱16下壓將膠料壓入模腔，由于模具的結(jié)構(gòu)特點，可在不取走注膠筒15和壓柱16的情況繼續(xù)對膠料施加壓力，從而避免在操作中引起壓力和溫度變化而造成制品的硫化質(zhì)量受影響。

本實施例中，所述熱油輸送系統(tǒng)14為帶加熱裝置的油罐或天然氣罐。熱油輸送系統(tǒng)14主要為導(dǎo)油腔7提供熱介質(zhì)，因此只要是可加熱的密閉系統(tǒng)均可，本實施例為簡化結(jié)構(gòu)，利用油罐或天然氣罐作為熱油輸送系統(tǒng)14的存儲結(jié)構(gòu)。

本實施例中，所述導(dǎo)油管13上還設(shè)置有溫度計和流量控制閥。導(dǎo)油管13上設(shè)置溫度計和流量控制閥，通過二者可隨時觀察和控制溫度變化，保證溫度的精確控制。

在以上實施例的基礎(chǔ)上，為了更好的實施本發(fā)明，本實施例還提供了一種橡膠制品的硫化方法，該方法包括以下步驟：

1)將硫化裝置放置在硫化壓機上，計算橡膠制品重量，在注膠筒15內(nèi)放入膠料，膠料重量大于橡膠制品重量；

2)開啟熱油輸送系統(tǒng)14，加熱內(nèi)部介質(zhì)，通過導(dǎo)油管13通入導(dǎo)油腔7，對硫化模具進行換熱升溫，直到達到注膠預(yù)定溫度，注膠預(yù)定溫度為75℃～85℃；

3)啟動硫化壓機，壓柱16下壓膠料，膠料通過模具注膠孔轉(zhuǎn)移到模具模腔內(nèi)，當膠料充滿整個模腔時，不移走注膠筒15和壓柱16，其多余的膠料通過注膠孔持續(xù)給模腔內(nèi)的膠料傳遞壓力，直到到達設(shè)定壓力，保持壓力平衡；

4)控制導(dǎo)油管13內(nèi)介質(zhì)流速，進行三次升溫，并且每次升溫均保溫固定時間；

5)關(guān)閉熱油輸送系統(tǒng)14停止介質(zhì)輸送和加熱，冷卻50～70min后取走上模2和下模3，將模腔內(nèi)橡膠制品取出，完成硫化。

本方法在步驟4)和步驟5)中，當壓力損失后，啟動硫化壓機的自動補壓功能，保持壓力變化不超過5t。

本方法在步驟4)和步驟5)中，每次升溫過程中每隔30min進行溫度測量并記錄；每次保溫過程中每隔60min進行溫度測量并記錄；取出橡膠制品前進行最后的溫度測量并記錄。

通過以上方法，可很好的實現(xiàn)本實施例硫化模具和硫化裝置的有益效果，且采用該方法，通過精確控制溫度、壓力和時間，并且進行三次升溫保溫，使得硫化更為徹底均勻，從整體上提高了橡膠制品的質(zhì)量。

基于以上方法，下面結(jié)合具體數(shù)據(jù)對上述方法進行詳細說明。

一種橡膠膠芯的硫化方法，該方法包括以下步驟：

1)將硫化裝置放置在硫化壓機上，計算橡膠制品重量，在注膠筒15內(nèi)放入膠料，膠料重量大于橡膠制品重量；膠料重量為橡膠制品重量的1.1～1.25倍，硫化裝置提前清理模腔，保證其干凈無塵。

2)開啟熱油輸送系統(tǒng)14，加熱內(nèi)部介質(zhì)，通過導(dǎo)油管13通入導(dǎo)油腔7，對硫化模具進行換熱升溫，直到達到注膠預(yù)定溫度，注膠預(yù)定溫度為75℃～85℃；可用溫槍測試中模1外周圍溫度，周圍溫度在90℃～105℃范圍內(nèi)時，模腔內(nèi)溫度即達到預(yù)定溫度。

3)啟動硫化壓機，壓柱16下壓膠料，膠料通過模具注膠孔轉(zhuǎn)移到模具模腔內(nèi)，當膠料充滿整個模腔時，不移走注膠筒15和壓柱16，其多余的膠料通過注膠孔持續(xù)給模腔內(nèi)的膠料傳遞壓力，直到到達設(shè)定壓力，保持壓力平衡；設(shè)定壓力為1400t，當硫化壓機的壓力表沒有明顯的降壓動作時說明膠料已經(jīng)注滿，到達了設(shè)定壓力，此時可保壓5分鐘，當壓力穩(wěn)定時，即表明壓力平衡。

4)控制導(dǎo)油管13內(nèi)介質(zhì)流速，進行三次升溫，并且每次升溫均保溫固定時間；

第一次升溫為注膠后壓力平衡時，將溫度升至138℃后，保溫1小時；

第二次升溫至142±2℃，保溫4小時；

第三次升溫至155±5℃，保溫4小時；

5)關(guān)閉熱油輸送系統(tǒng)14停止介質(zhì)輸送和加熱，冷卻60min后取走上模2和下模3，將模腔內(nèi)橡膠制品取出，完成硫化。取模時橡膠膠芯通過模腔任一開口端取出。

在步驟4)和步驟5)中，當壓力損失后，啟動硫化壓機的自動補壓功能，保持壓力變化不超過5t。

步驟4)和步驟5)中，每次升溫過程中每隔30min進行溫度測量并記錄；每次保溫過程中每隔60min進行溫度測量并記錄；取出橡膠膠芯前進行最后的溫度測量并記錄。每次測量和記錄，均可及時控制和調(diào)整溫度變化，便于調(diào)控，其次也可作為后續(xù)產(chǎn)品檢驗的一個數(shù)據(jù)參考。

基于以上方法制備的橡膠膠芯，在同等條件下，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，其制得的產(chǎn)品各方面性能更為優(yōu)越，如表一所示：

表一直接填膠模壓、轉(zhuǎn)移膠模壓法及本實施例方法數(shù)據(jù)

通過表一可以看出，在同等條件下，利用本實施例方法制得的橡膠膠芯，其各種性能均得到有效提升。

如上所述即為本發(fā)明的實施例。前文所述為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，本發(fā)明的專利保護范圍仍然以其權(quán)利要求書為準，凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。