橡膠制品在新能源汽車密封件、軌道交通減震組件等關鍵場景中，臭氧侵蝕與自然氣候老化是導致性能失效的核心因素。橡膠臭氧老化測試模具與耐候性測試模具作為材料抗老化性能評估的核心工裝，通過制備標準化試樣并適配環境模擬設備，實現對橡膠抗龜裂、抗長期性能衰減的量化檢測，為材料選型與質量管控提供關鍵依據。兩類模具功能定位明確：臭氧老化測試模具聚焦臭氧環境下的動態抗裂性能評估，需匹配拉伸工況；耐候性測試模具則模擬陽光、高低溫、濕度等綜合氣候，側重材料長期服役后的性能變化規律檢測。

一、核心技術特性

1. 橡膠臭氧老化測試模具

結構設計：適配兩類行業標準試樣，矩形試樣尺寸為 100×10×2mm（公差分別為 ±10mm、±0.5mm、±0.2mm），有效測試段不低于 40mm；啞鈴形試樣采用 1 型規格，總長 115mm、窄段長度 33mm（公差均為 ±0.5mm），確保拉伸時應力集中于有效區域。模腔內置 0.1mm 寬、0.05mm 深的微排氣槽，快速排出硫化氣體，避免試樣氣泡缺陷。

材質與精度：主體選用 Cr12MoV 合金工具鋼，經深冷處理后硬度達 HRC58-62，模腔尺寸公差控制在 ±0.005mm，工作面每 100mm 平行度誤差≤0.01mm。導向柱采用 20CrMnTi 合金鋼，配合間隙 0.02-0.05mm，防止試樣拉伸偏移；模腔表面噴涂納米 PTFE 涂層，脫模阻力降低 40%，試樣破損率控制在 0.5% 以內。

2. 橡膠耐候性測試模具

結構設計：采用 1-4 腔一體化布局，適配直徑 29mm（±0.5mm）的圓形試樣與 50mm（±1mm）的方形試樣，厚度調節范圍 1.0-10.0mm。模具集成柔性溫控通道，可實現 - 60℃~150℃溫度預調節，與耐候試驗箱形成溫度協同；針對 UV 老化場景，預留石英玻璃觀察窗口，保證試樣受光均勻性。

材質與精度：主體采用 H13 熱作模具鋼，淬火回火后高溫抗拉強度≥1200MPa，模腔表面噴涂 5-10μm 厚的 Al?O?陶瓷涂層，提升耐濕熱與紫外線侵蝕能力。關鍵尺寸符合 IT7 級精度標準，表面粗糙度 Ra≤0.4μm，試樣厚度均勻性偏差≤0.05mm。

二、應用與操作規范

1. 試樣制備流程

膠料預處理：在 23±2℃、相對濕度 50±10% 的環境中靜置 2-24 小時，消除膠料內應力，避免成型后試樣變形。

模具預熱：臭氧老化模具預熱至 60-80℃，耐候性模具根據膠料類型預熱至 80-100℃，保溫 15 分鐘，確保膠料均勻硫化。

硫化成型：配合平板硫化機施加 10-15MPa 壓力，控制硫化溫度 150±2℃，硫化時間 10-30 分鐘（具體根據膠料配方調整）。

后處理：脫模后將試樣在標準環境中停放 24 小時，待性能穩定后再進行后續測試。

2. 模具匹配與校準

設備適配：臭氧老化模具需與容積≥0.1m3 的試驗箱匹配，確保動態拉伸頻率穩定在 0.5±0.025Hz；耐候性模具需適配溫度波動 ±2℃、濕度控制 30%-90% 的試驗箱，保證環境模擬精度。

精度校準：每月用標準量塊校驗模腔尺寸，偏差超 0.01mm 時需研磨修復；每季度用標準橡膠試樣驗證成型精度，確保測試數據重復性誤差≤5%。

參數調整：根據測試標準設定模具參數，如臭氧測試時試樣伸長率控制在 5%-30%（公差 ±1%-±2%），UV 耐候測試時試樣中心與光源距離偏差≤5mm。

3. 維護保養要求

日常清潔：每次使用后用無塵布擦拭模腔，清除殘留膠屑；動態部件加注專用潤滑油，避免磨損。

周期維護：每 200 次成型后檢查涂層完整性，磨損時重新噴涂 PTFE；每年對模具進行熱處理去應力，防止長期使用后變形。

儲存規范：閑置時涂抹防銹油，存放于 20±5℃、相對濕度≤65% 的干燥環境，避免臭氧殘留腐蝕模具表面。

三、技術發展趨勢

智能協同升級：當前模具逐步實現與環境測試設備的參數聯動，通過集成 ±0.1MPa 精度的溫壓傳感器，實時采集模壓數據并反饋至試驗箱，自動修正試樣制備偏差，相比傳統方式測試效率提升 20% 以上。部分高端模具還搭載微型應變傳感器，可同步監測試樣成型過程中的應力分布，提前預判試樣性能缺陷。

跨標準通用化：隨著國標與國際標準對接深化，模具通用模塊開發成為重點。例如臭氧老化模具的拉伸夾具可快速適配 GB/T 13642 與 ASTM D1149 等不同標準，耐候性模具的模腔模塊切換時間縮短至 30 分鐘以內，大幅降低多規格測試的工裝成本，同時關鍵精度指標統一至 IT7 級，確保跨實驗室測試數據一致。

全生命周期環保優化：材質端推廣再生 Cr12MoV 模具鋼，加工環節采用激光雕刻技術減少廢屑產生；表面處理用陶瓷防黏連涂層替代傳統脫模劑，揮發性有機物（VOCs）排放降低 70%。同時通過材料改進與結構優化，模具使用壽命從傳統 3 萬次延長至 5 萬次以上，減少固廢產生，契合綠色制造趨勢。

橡膠臭氧老化測試模具、橡膠耐候性測試模具的技術迭代，正推動橡膠老化測試從 “經驗判斷” 向 “精準量化” 轉變，實際應用中需結合測試標準與材料特性合理選型，通過規范操作與定期維護，確保檢測數據對生產的指導價值。