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橡胶硫化三要素之一压力（原理、计算和设定）

什么是硫化压力？

橡胶件硫化的三大工艺参数是：温度、时间和压力。其中

硫化温度是对制品性能影响最大的参数，硫化温度对橡胶制品

的影响的研究也比比皆是。但对硫化压力比较少进行试验。

硫化压力是指，橡胶混炼胶在硫化过程中，其单位面积上

所承受的压力。一般情况下，除了一些夹布件和海绵橡胶外，

其他橡胶制品在硫化时均需施加一定的压力。

橡胶硫化压力，是保证橡胶零件几何尺寸、结构密度、物

理机械的重要因素，同时也能保证零件表面光滑无缺陷，达到

橡胶制品的密封要求。作用主要有以下几点：

1）防止混炼胶在硫化成型过程中产生气泡，提高制品的

致密性；

2）提供胶料的充模流动的动力，使胶料在规定时间内能

够充满整个模腔；

3）提高橡胶与夹件（帘布等）附着力及橡胶制品的耐曲

绕性能；

4）提高橡胶制品的物理力学性能。

硫化压力的选取需要考虑如下几个方面的因素：

1）胶料的配方；

2）胶料可塑性的大小；

3）成型模具的结构形式（模压，注压，射出等）；

4）硫化设备的类型（平板硫化机，注压硫化机，射出硫

化机，真空硫化机等）；

5）制品的结构特点。

硫化压力选取的一般原则：

1）胶料硬度低的（50-ShoreA以下或更低），压力宜选

择小，硬度高的选择大；

2）薄制品选择小，厚制品选择大；

3）制品结构简单选择小，结构复杂选择大；

4）力学性能要求高选择大，要求低选择小；

5）硫化温度较高时，压力可以小一些，温度较低时，压

力宜高点。

对硫化压力，国内外一些橡胶厂家有如下一些经验值供参

考：

1）模压及移模注压的硫化方式，其模腔内的硫化压力

为：10~20Mpa；

2）注压硫化方式其模腔内的硫化压力为：0~150Mpa；

3）硫化压力增大，产品的静态刚度也随之增大，而收缩

率随之逐渐减小；（在国内的减振橡胶行业内，对于调整产品

的刚度，普遍采用的依然是增加或者降低产品所使用的胶料硬

度，而在国外，已经普遍采用了提高或者降低产品硫化时的胶

料硫化压力来调整产品的静态刚度。）

4）随着硫化压力的不断提高，产品胶料的收缩率会出现

一个反常的现象，即当产品胶料的硫化压力达到83Mpa时，产

品胶料的收缩率为0，若产品胶料的硫化压力继续不断上升，

产品胶料的收缩率会出现负值，也就是说，在这种超高的产品

胶料硫化压力下，产品硫化出来经停放后，其橡胶部分的尺寸

比模具设计的尺寸还要大；

5）在模压和注压方式下，模腔内胶料的硫化压力随着时

间的延长，总是先增高后减少，并最终处于平坦状态；

6）随着胶料硫化压力的提高，其胶料的300％定伸和拉

伸强度均随之提高，其胶料的扯断伸长率、撕裂强度和压缩永

久变形却随之下降；

7）在减震橡胶制品硫化过程中，注压硫化方式中模腔内

胶料的压强比模压硫化方式的压强高一倍以上。产品达到相同

的静刚度所需的胶料硬度有较大差别。随产品硫化时的硫化压

力提高，产品在压缩永久变形性能方面有明显的提高。

硫化压力和锁模力、合模力的关系是什么？

锁模力要大于硫化压力，这样才能保证橡胶硫化时的压

力，这基本上是个理论值（不管设备资料上如何写）。而合模

压力则是一个应用值，通常是锁模力乘以一个系数（通常在

1.2~1.5之间）。也就是说和模压力（表压）21MPa时，锁模

压力也许只有16MPa。

硫化压力与注射（注压）压力的关系是什么？

在硫化前期，采用注射（注压）成型（填模更准确，更恰

当）。当注射（注压）未完成到刚刚完成时（前提条件，注射

量要大于型腔体积加辅助注射体积）硫化压力=注射（注压）

压力。采取不同的工艺，注射（注压）压力可能会出现峰值，

继而下降至以平衡值。随后随着硫化进程的推进，橡胶受热会

膨胀，这时硫化压力就=注射（注压）压力+橡胶膨胀力。有人

会问：硫化后期，如果锁模力足够大，橡胶膨胀力会不会将注

压活塞顶回去？答案是通常不会，原因是硫化时橡胶膨胀后，

与流道之间的摩擦力使得将其封闭在模具中。

如何计算并设定设备的压力参数？

从简单的来说：对于平板硫化机来说，硫