CN113829552A - 环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法。该密封件的加工制造涉及到了金属与橡胶材料的复合工艺，而现有技术中对于异型结构的异材质硫化复合工艺，无法保障该产品的成品要求。本发明涉及了该产品的制造方法，步骤包括：混炼胶料；准备支承块半成品及聚四氟乙烯薄膜；进行支承块硫化生产；喷砂处理金属吸能环；准备密封垫半成品；在金属吸能环上涂刷粘合剂，制备增粘胶液，打磨支承块；进行密封垫与金属吸能环的粘接硫化；进行支承块与金属吸能环的整体粘接硫化。本发明的技术方案采用了多模具分段热硫化的方式，能解决复杂结构异型金属件与橡胶件难以牢固粘合的问题，硫化时增粘层的使用有效保证了吸能环与橡胶材料的整体粘合性。

Description

环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法

技术领域

本发明涉及橡胶密封件制造技术领域，具体涉及一种环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法。

背景技术

发射装置中使用的环状橡塑复合金属吸能环安装在发射物尾段后端面，待机过程中能够为发射物提供固定支撑，起到密封减震的作用。如图1-3所示，该产品为橡胶复合件，整体为闭合环状结构，边缘截面为“L”形状，包括金属吸能环、支承块和密封垫，金属吸能环包覆在橡胶复合件的外部，金属吸能环为刚性的金属材质；在金属吸能环的侧壁内侧上紧密粘接有四个支承块，支承块由橡胶本体和聚四氟乙烯材料复合而成，橡胶本体粘接在金属吸能环内壁，聚四氟乙烯材料附着于橡胶本体外端面；在金属吸能环的底部上端面设置密封垫，密封垫为环状结构的橡胶材料。

该产品的加工制造涉及到了金属与橡塑材料的复合工艺。现有技术中，对于金属与橡塑材料的复合分为热硫化成型和冷粘成型两种方式，热硫化成型多适用于结构简单、表面平整的金属件与纯橡胶粘合，其优点是粘接牢固、尺寸精确、质量稳定，缺点是工艺复杂，成本较高；冷粘成型多适用于结构复杂的金属件与橡胶等其他材料复合成型，应用于对粘接强度要求不高的场合，其优点是工艺简单，应用面广，缺点是粘接强度一般，可靠性低。

而上述产品为异型环状金属件，结构复杂且与橡胶粘接部位位于不同平面(密封垫与支承块呈垂直方向)，尤其是侧面为圆弧结构,由于金属与橡胶的热膨胀系数不同，造成在热胀冷缩的过程中，金属件与橡胶件之间容易脱离，因此该产品难以采用热硫化整体一次成型。以往产品采用橡胶件与金属件冷粘成型，即密封垫直接冷粘到金属表面，支承块使用橡胶本体与海绵层粘接后再冷粘到金属表面。此工艺成型的产品尺寸精度难以控制，产品合格率较低，支承块采用橡胶海绵复合结构，发射物待机过程中易造成支承块海绵层的磨损破坏，丧失回弹性，从而影响发射装置的正常使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，对产品的结构进行了变化和改良，并针对新的产品结构提出了新的模具及制造方法，产品外观质量良好、尺寸精度高、性能优异，克服了现有技术存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：混炼胶料并进行性能测试；

步骤2：准备支承块半成品及聚四氟乙烯薄膜；

步骤3：进行支承块的硫化生产；

步骤4：喷砂处理金属吸能环；

步骤5：准备密封垫半成品；

步骤6：在金属吸能环上涂刷粘合剂，制备增粘胶液，之后打磨支承块；

步骤7：进行密封垫与金属吸能环的粘接硫化生产；

步骤8：进行支承块与金属吸能环的整体粘接硫化；

步骤9：产品冷却至室温后去除多余飞边，检验合格后入库。

步骤1具体为：

橡胶混炼后停放24h，再薄通返炼均匀，制备试样进行物理机械性能测试，满足要求后待用。

步骤2具体为：

步骤2.1：用开炼机或压延机将步骤1的混炼橡胶压制成规定厚度的胶片，然后按照规定的尺寸进行裁剪；

步骤2.2：将活化后的聚四氟乙烯薄膜按规定尺寸裁剪，使用毛刷均匀涂刷粘合剂两遍，自然晾干后待用。

步骤3具体为：

步骤3.1：预热支承块模具，在模具型腔喷涂脱模剂；

步骤3.2：将步骤2.1裁剪好的胶片装入模具型腔中低温预定型10分钟，然后取出胶片，将步骤2.2准备好的聚四氟乙烯薄膜包覆在胶片下表面，铺平确保无褶皱；

步骤3.3：检查型腔清理干净，确保无杂质后将定型后产品重新装模，加压排气3-5次，合模硫化；

步骤3.4：硫化完成后卸模，检查聚四氟乙烯薄膜表面无气泡、皱褶后，修边待用。

步骤4具体为：

步骤4.1：将金属吸能环装入专用工装中，使用喷砂机对准预留的喷砂部位均匀喷砂，将保护漆打掉，漏出金属层即可；

步骤4.2：喷砂完毕后，将金属吸能环用干净的帆布包好待用。

步骤5具体为：

用开炼机或压延机将步骤1的混炼橡胶制成规定厚度的胶片，然后按照规定的尺寸进行裁剪，用干净的塑料布包好待用。

步骤6具体为：

步骤6.1：将金属吸能环喷砂部位用汽油清洗干净，自然晾干后均匀涂刷一层粘合剂，放置20～30min后再均匀涂刷一层粘合剂，自然晾干后待用；

步骤6.2：使用增粘氯丁橡胶及汽油、乙酯按1:1:2的质量比配置增粘胶液，搅拌均匀后待用；

步骤6.3：将一段硫化好的支承块橡胶表面使用粗砂纸打磨粗糙；

步骤6.4：使用毛刷将配置好的增粘胶液均匀涂刷在橡胶粗糙面。

步骤7具体为：

步骤7.1：预热密封垫模具，检查型腔清理干净；

步骤7.2：确保无杂质后将步骤5裁剪好的胶片装入密封垫模具的下模型腔中，然后将金属吸能环放到下模上，合模排气3～5次后，加压硫化；

步骤7.3：硫化完成后卸模，检查密封垫表面无缺胶、杂质，使用刀片修边待用。

步骤8具体为：

步骤8.1：预热支承块粘接模具，检查型腔清理干净；

步骤8.2：将步骤6.1处理后的金属吸能环装入支承块粘接模具的下模型腔中，然后将步骤6.4处理后的支承块装入支承块粘接模具的上模型腔中，依靠金属吸能环与模具的定位确保支承块与金属吸能环预留的粘接面配合完好；

步骤8.3：合模后用螺丝将模具与金属吸能环连接牢固，然后加压进行硫化；

步骤8.4：硫化结束后打开模具上模和下模，取出金属吸能环，完成一个支承块与金属吸能环的整体硫化，一件金属吸能环需硫化4件支承块，按象限顺序依次完成硫化。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

首先，本发明的技术方案采用了多模具分段热硫化的方式，可以很好地解决复杂结构异型金属件与橡胶件难以牢固粘合的问题，硫化时增粘层的使用有效保证了吸能环与橡胶材料的整体粘合性；

其次，本发明的密封件结构，是由四块橡胶-聚四氟乙烯材料复合的支承块与环状密封垫组合的形式，既可以达到密封减震、降低摩擦系数、耐磨的作用，又可以满足产品压缩回弹性的要求，同时实现了成本的优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1是密封件的平面图。

图2为密封件的立面图。

图3为图1的A-A截面图。

图4为密封件制造过程的流程图。

图5为支承块模具的结构图。

图6为密封垫下模的平面图。

图7为密封垫上模的平面图。

图8为支承块粘接模具的结构图。

图9为支承块粘接模具的固定示意图。

图中标识为：

1-金属吸能环，2-支承块，3-密封垫，4-聚四氟乙烯，5-支承块上模，6-支承块下模，7-密封垫下模，8-密封垫上模，9-支承块粘接模具上模，10-＝支承块粘接模具下模。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

本发明提供的一种环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，环状异型橡塑金属复合密封件的具体结构参见实用新型专利CN202020976131.4涉及的一种发射装置用环形托座减震耐磨金属橡胶复合件。参见图1-3，该结构为橡胶复合件，整体为闭合环状结构，边缘截面为“L”形状，包括金属吸能环1、支承块2和密封垫3，金属吸能环1包覆在橡胶复合件的外部；在金属吸能环1的侧壁内侧上紧密粘接有四个支承块2，支承块2由橡胶本体和聚四氟乙烯材料复合而成，橡胶本体粘接在金属吸能环1内壁，聚四氟乙烯材料附着于橡胶本体外端面；在金属吸能环1的底部上端面设置密封垫3，密封垫3为环状结构。支承块2及密封垫3主体材料均为丁腈橡胶，支承块2表面整体包覆一层聚四氟乙烯薄膜材料，金属吸能环1为刚性的金属材质。结构中设置的密封减震体包括位于金属吸能环1圆周四个象限的方形弧面支承块2和金属吸能环1底部圆周方向的环状密封垫3。

本发明为制造上述结构，提出了一种将支承块2与密封垫3通过特殊工艺与金属吸能环1整体硫化成型的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：混炼胶料并进行性能测试：

橡胶混炼后停放24h，再薄通返炼均匀，制备试样进行物理机械性能测试，满足要求后待用。

步骤2：准备支承块半成品及聚四氟乙烯薄膜：

步骤2.1：用开炼机或压延机将步骤1的混炼橡胶压制成规定厚度的胶片，然后按照规定的尺寸进行裁剪；

步骤2.2：将活化后的聚四氟乙烯薄膜按规定尺寸裁剪，使用毛刷均匀涂刷粘合剂两遍，自然晾干后待用。

步骤3：进行支承块的硫化生产：

步骤3.1：预热支承块模具，在模具型腔喷涂脱模剂；支承块模具的结构参见图5，型腔结构符合支承块结构；

步骤3.2：将步骤2.1裁剪好的胶片装入模具型腔中低温预定型10分钟，然后取出胶片，将步骤2.2准备好的聚四氟乙烯薄膜包覆在胶片下表面，铺平确保无褶皱；

步骤3.3：检查型腔清理干净，确保无杂质后将定型后产品重新装模，加压排气3-5次，合模硫化；

步骤3.4：硫化完成后卸模，检查聚四氟乙烯薄膜表面无气泡、皱褶后，修边待用。

步骤4：喷砂处理金属吸能环：

步骤4.1：将金属吸能环装入专用工装中，使用喷砂机对准预留的喷砂部位均匀喷砂，将保护漆打掉，漏出金属层即可；预留的喷砂部位就是后期设置支承块2和橡胶垫3的部位；

步骤4.2：喷砂完毕后，将金属吸能环用干净的帆布包好待用。

步骤5：准备密封垫半成品：

用开炼机或压延机将步骤1的混炼橡胶压制成规定厚度的胶片，然后按照规定的尺寸进行裁剪，用干净的塑料布包好待用。

步骤6：在金属吸能环上涂刷粘合剂，制备增粘胶液，之后打磨支承块：

步骤6.1：将金属吸能环喷砂部位用120#汽油清洗干净，自然晾干后均匀涂刷一层MEGUM3270粘合剂，放置20～30min后再均匀涂刷一层MEGUM14550粘合剂，自然晾干后待用；

步骤6.2：使用增粘氯丁橡胶及汽油、乙酯按1:1:2的质量比配置增粘胶液，搅拌均匀后待用；

步骤6.3：将一段硫化好的支承块橡胶表面使用粗砂纸打磨粗糙；

步骤6.4：使用毛刷将配置好的增粘胶液均匀涂刷在橡胶粗糙面，胶液厚度控制在0.2mm～0.3mm。

步骤7：进行密封垫与金属吸能环的粘接硫化生产：

步骤7.1：预热密封垫模具，检查型腔清理干净；密封垫模具的结构参见图6和图7，型腔结构符合密封垫结构；

步骤7.2：确保无杂质后将步骤5裁剪好的胶片装入密封垫模具的下模型腔中，然后将金属吸能环放到下模上，合模排气3～5次后，加压硫化；

步骤7.3：硫化完成后卸模，检查密封垫表面无缺胶、杂质，使用刀片修边待用。

步骤8：进行支承块与金属吸能环的整体粘接硫化：

步骤8.1：预热支承块粘接模具，检查型腔清理干净；支承块粘接模具的结构参见图8和图9，型腔结构能确保支承块与金属吸能环配合完好；

步骤8.2：将步骤6.1处理后的金属吸能环装入支承块粘接模具的下模型腔中，然后将步骤6.4处理后的支承块装入支承块粘接模具的上模型腔中，依靠金属吸能环与模具的定位确保支承块与金属吸能环预留的粘接面配合完好；

步骤8.3：合模后用螺丝将模具与金属吸能环连接牢固，然后加压进行硫化；

步骤8.4：硫化结束后打开模具上模和下模，取出金属吸能环，完成一个支承块与金属吸能环的整体硫化，一件金属吸能环需硫化4件支承块，按象限顺序依次完成硫化。

步骤9：产品冷却至室温后去除多余飞边，检验合格后入库。

上述方法具有以下优势：

(1)支承块2由以前的橡胶本体与海绵层粘接方式优化设计为橡胶与聚四氟乙烯薄膜复合热硫化成型。

(2)密封垫3采用高强度橡胶材料与金属吸能环1热粘成型。

(3)为了解决橡胶与金属件粘接问题，本发明首先设计了一种专用喷砂工装对需粘接部位进行喷砂处理，三套硫化模具用于分步硫化，然后采用三段热硫化方式替代冷粘接方式，将橡塑材料与金属件实现整体硫化成型，达到尺寸精准、外观良好、性能稳定可靠的目的。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：混炼胶料并进行性能测试；

步骤2：准备支承块半成品及聚四氟乙烯薄膜；

步骤3：进行支承块的硫化生产；

步骤4：喷砂处理金属吸能环；

步骤5：准备密封垫半成品；

步骤6：在金属吸能环上涂刷粘合剂，制备增粘胶液，之后打磨支承块；

步骤7：进行密封垫与金属吸能环的粘接硫化生产；

步骤8：进行支承块与金属吸能环的整体粘接硫化；

步骤9：产品冷却至室温后去除多余飞边，检验合格后入库。

2.根据权利要求1所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤1具体为：

橡胶混炼后停放24h，再薄通返炼均匀，制备试样进行物理机械性能测试，满足要求后待用。

3.根据权利要求2所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤2具体为：

步骤2.1：用开炼机或压延机将步骤1的混炼橡胶压制成规定厚度的胶片，然后按照规定的尺寸进行裁剪；

步骤2.2：将活化后的聚四氟乙烯薄膜按规定尺寸裁剪，使用毛刷均匀涂刷粘合剂两遍，自然晾干后待用。

4.根据权利要求3所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤3具体为：

步骤3.1：预热支承块模具，在模具型腔喷涂脱模剂；

步骤3.2：将步骤2.1裁剪好的胶片装入模具型腔中低温预定型10分钟，然后取出胶片，将步骤2.2准备好的聚四氟乙烯薄膜包覆在胶片下表面，铺平确保无褶皱；

步骤3.3：检查型腔清理干净，确保无杂质后将定型后产品重新装模，加压排气3-5次，合模硫化；

步骤3.4：硫化完成后卸模，检查聚四氟乙烯薄膜表面无气泡、皱褶后，修边待用。

5.根据权利要求4所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤4具体为：

步骤4.1：将金属吸能环装入专用工装中，使用喷砂机对准预留的喷砂部位均匀喷砂，将保护漆打掉，漏出金属层即可；

步骤4.2：喷砂完毕后，将金属吸能环用干净的帆布包好待用。

6.根据权利要求5所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤5具体为：

用开炼机或压延机将步骤1的混炼橡胶制成规定厚度的胶片，然后按照规定的尺寸进行裁剪，用干净的塑料布包好待用。

7.根据权利要求6所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤6具体为：

步骤6.1：将金属吸能环喷砂部位用汽油清洗干净，自然晾干后均匀涂刷一层粘合剂，放置20～30min后再均匀涂刷一层粘合剂，自然晾干后待用；

步骤6.2：使用增粘氯丁橡胶及汽油、乙酯按1:1:2的质量比配置增粘胶液，搅拌均匀后待用；

步骤6.3：将一段硫化好的支承块橡胶表面使用粗砂纸打磨粗糙；

步骤6.4：使用毛刷将配置好的增粘胶液均匀涂刷在橡胶粗糙面。

8.根据权利要求7所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤7具体为：

步骤7.1：预热密封垫模具，检查型腔清理干净；

步骤7.2：确保无杂质后将步骤5裁剪好的胶片装入密封垫模具的下模型腔中，然后将金属吸能环放到下模上，合模排气3～5次后，加压硫化；

步骤7.3：硫化完成后卸模，检查密封垫表面无缺胶、杂质，使用刀片修边待用。

9.根据权利要求8所述的环状异型橡塑金属复合密封件的制造方法，其特征在于：

步骤8具体为：

步骤8.1：预热支承块粘接模具，检查型腔清理干净；

步骤8.2：将步骤6.1处理后的金属吸能环装入支承块粘接模具的下模型腔中，然后将步骤6.4处理后的支承块装入支承块粘接模具的上模型腔中，依靠金属吸能环与模具的定位确保支承块与金属吸能环预留的粘接面配合完好；

步骤8.3：合模后用螺丝将模具与金属吸能环连接牢固，然后加压进行硫化；

步骤8.4：硫化结束后打开模具上模和下模，取出金属吸能环，完成一个支承块与金属吸能环的整体硫化，一件金属吸能环需硫化4件支承块，按象限顺序依次完成硫化。

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