哑铃型橡胶测试模具 环形橡胶测试模具 平板型橡胶测试模具 鸿仁模具

2025-10-10 11:08:48 橡胶测试模具

在橡胶制品生产全流程中,测试模具是验证材料力学性能、老化特性及可靠性的核心工装,其中直角型、圆弧型、标准型模具与哑铃型、环形、平板型橡胶测试模具共同构成了覆盖主流测试需求的工装体系,直接影响检测数据的准确性与产品质量的稳定性。

一、核心橡胶测试模具技术特性

1. 哑铃型橡胶测试模具

(1)结构设计特点

哑铃型模具核心用于制备拉伸性能测试试样,模腔采用 “夹持端 - 过渡段 - 有效测试段” 三段式结构:夹持端设计为楔形(倾角 15°±1°),避免试样拉伸时打滑;过渡段采用圆弧过渡(半径 R5mm±0.5mm),减少应力集中导致的试样断裂偏差;有效测试段为等截面矩形,确保拉力均匀作用于材料。模具整体采用分体式设计,上下模合模间隙控制在 0.03mm 以内,防止胶料溢出影响试样完整性。

(2)核心技术参数

适配标准:符合 GB/T 528-2009(等同 ISO 37:2011),主流规格为 A 型哑铃

试样尺寸:总长 115mm±0.5mm,有效段长度 25mm±0.5mm、宽度 6mm±0.2mm、厚度 2mm±0.2mm

模具材质:Cr12MoV 模具钢,热处理硬度 HRC58-62,表面镀铬层厚度 5-8μm(提升耐磨性)

加工精度:模腔尺寸公差 IT7 级,表面粗糙度 Ra≤0.4μm

(3)生产应用场景

主要用于橡胶硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率、定伸应力等力学性能测试,典型应用场景包括:汽车橡胶密封条的拉伸性能验证、电线电缆绝缘橡胶的抗断裂性能检测、医用橡胶制品(如输液管)的力学可靠性评估。生产中需与平板硫化机配套使用,控制模压温度(150℃±2℃)与压力(10-15MPa),确保试样成型一致性。

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2. 环形橡胶测试模具

(1)结构设计特点

环形模具针对橡胶臭氧老化、压缩疲劳等环形试样测试需求设计,模腔为同心圆环结构,采用整体式模具框架(避免分体式合模导致的同心度偏差),内置定位销确保上下模精准对齐。模具进料口设计为圆周均布式(3-4 个),减少胶料流动不均导致的试样密度差异;模腔内壁开设微排气槽(宽度 0.1mm、深度 0.05mm),排出硫化过程中产生的气体,避免试样出现气泡缺陷。

(2)核心技术参数

适配标准:符合 GB/T 1690-2010(等同 ISO 188:2011)、GB/T 2951.21-2008

试样尺寸:常用规格为内径 17.8mm±0.2mm、截面直径 2.5mm±0.1mm,或内径 30mm±0.3mm、截面直径 5mm±0.2mm

同心度精度:模腔内外圆同心度≤0.02mm,确保老化测试时应力均匀

冷却系统:内置螺旋式冷却水路,冷却时间≤10min(提升生产效率)

(3)生产应用场景

核心用于橡胶臭氧老化测试(评估材料在臭氧环境下的抗龟裂性能)、动态压缩疲劳测试(模拟密封件长期使用后的弹性衰减),典型应用于:轮胎侧胶的抗臭氧老化检测、密封圈的疲劳寿命评估、高压橡胶软管的耐环境性能验证。生产中需配合臭氧老化试验箱、疲劳试验机使用,试样需经 24h 室温停放后再进行测试,减少成型应力对数据的影响。

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3. 平板型橡胶测试模具

(1)结构设计特点

平板型模具用于制备压缩永久变形、硬度测试等平板状试样,模腔为圆形或方形(根据测试标准选择),采用开放式模架设计(便于试样取出),模腔底部设置定位凸台(确保试样厚度均匀)。模具采用多腔设计(常见 1-4 腔),提升单次生产效率;上下模接触面采用镜面抛光处理,减少胶料粘连,同时确保试样表面平整度(避免影响硬度测试精度)。

(2)核心技术参数

适配标准:符合 GB/T 7759-2015(压缩永久变形)、GB/T 531.1-2008(硬度测试)

试样尺寸:圆形试样直径 29mm±0.5mm、厚度 25mm±0.5mm;方形试样边长 50mm±1mm、厚度 6mm±0.3mm

平行度精度:上下模工作面平行度≤0.01mm/100mm,确保压缩应力均匀

材质要求:模腔表面经氮化处理(硬度 HV800 以上),提升抗黏连性与耐磨性

(3)生产应用场景

主要用于橡胶压缩永久变形测试(评估材料长期受压后的弹性恢复能力)、邵氏硬度测试(快速判断橡胶硬度等级),典型应用场景包括:减震橡胶垫的压缩性能检测、密封件的长期密封可靠性评估、橡胶鞋底的硬度与弹性验证。生产中需严格控制硫化时间(根据胶料配方调整,通常 10-30min),避免试样过硫或欠硫导致的性能偏差。

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二、橡胶测试模具技术发展趋势

1. 智能化集成

当前模具技术逐步向 “工装 - 检测” 一体化方向发展,部分高端模具已集成温度传感器、压力传感器(精度 ±0.1MPa),可实时采集模压过程中的温度、压力数据,并与硫化机、测试设备联动,实现试样成型 - 检测的自动化闭环控制。例如,哑铃型模具可通过传感器反馈调整夹持端压力,避免试样拉伸时出现 “假断裂”(非有效段断裂),提升数据重复性。

2. 标准化与模块化

随着国际标准协调(如 GB 与 ISO、ASTM 标准对接),模具设计逐步实现 “核心模块通用化”:如环形模具的截面尺寸模块可根据需求快速更换(无需更换整体模具),平板型模具的模腔数量模块可灵活组合(1-4 腔切换),降低企业工装成本。同时,模具精度标注进一步细化,如模腔尺寸公差已从 IT8 级提升至 IT7 级,确保不同实验室检测数据的一致性。

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3. 绿色化改进

模具材料与加工工艺更注重环保:材质上,采用可回收模具钢(如再生 Cr12MoV),减少资源消耗;加工上,推广激光雕刻(替代传统切削),降低废屑产生;使用上,开发防黏连涂层(如陶瓷涂层),减少脱模剂使用(传统脱模剂含挥发性有机物)。此外,模具寿命延长至 5 万次以上(传统模具 3 万次),减少工装更换频率,降低固废产生。

总结

哑铃型、环形、平板型橡胶测试模具作为橡胶性能检测的核心工装,其结构设计、加工精度与应用适配性直接决定了检测数据的可靠性与生产效率。当前,随着橡胶工业向高端化(如特种橡胶)、精细化(如微尺寸密封件)发展,模具技术需进一步向智能化(数据联动)、标准化(模块通用)、绿色化(环保低耗)升级,以满足下游行业对材料性能的更高要求。未来,三类模具将更紧密地与测试设备、生产管理系统融合,成为橡胶行业质量管控体系中不可或缺的关键环节。

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