全鋼子午線輪胎生產(chǎn)工藝祥解

全鋼子午線輪胎生產(chǎn)工藝祥解新聞出處：汽車與鶯駛維修發(fā)布時(shí)間：2005-10-2909:19一、全鋼子午胎配方設(shè)計(jì)原則輪胎配方設(shè)計(jì)，就是按照輪胎產(chǎn)品使用特點(diǎn)、有關(guān)國(guó)際和國(guó)家規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)，根據(jù)橡膠原材料的性質(zhì)和積累的經(jīng)驗(yàn)，考慮橡膠原材料以及各組分之間如何配比的方案，然后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)目的，如能獲得產(chǎn)品所需要的性能及各項(xiàng)要求，這種橡膠和各種助劑的配比方案，就是我們所設(shè)計(jì)的配方。我們大家都清楚，無(wú)論那一種橡膠，不可能各方面性能都能達(dá)到理想的水平，這種不足就可以通過(guò)配方設(shè)計(jì)來(lái)得到補(bǔ)償，以期達(dá)到改善橡膠某些方面性能的目的包括膠料的加工性能和制品的物理機(jī)械性能）。1.1配方的設(shè)計(jì)原則1、 對(duì)輪胎產(chǎn)品的性能要求、使用條件要求均要有充分正確的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。2、 對(duì)輪胎各部件的特殊性能要求和膠料的加工性育&加工過(guò)程中的溫度、膠料流動(dòng)性等）要求要有充分正確的認(rèn)識(shí)，要與輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行交流，既要考慮各不同部件在使用、加工過(guò)程的差異性，又要考慮它們的共性和相關(guān)性，確保各部位的膠料性能達(dá)到要求。3、 對(duì)輪胎的硫化條件包括硫化介質(zhì)、硫化溫度、硫化壓力等要了解，對(duì)輪胎整體配方設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮各個(gè)配方的硫化速度的匹配。4、對(duì)輪胎各部位的膠料物理性能的匹配，要在充分了解硫化速度的前提下，對(duì)膠料的強(qiáng)度、定伸等性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。5、 配方設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮同一配方中各配合劑之間的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)要考慮相接觸的膠料中的配合劑的聯(lián)系。如，相鄰膠料配方的硫黃、促進(jìn)劑等。6、 配方設(shè)計(jì)人員在考慮選取配合劑時(shí)，要避免使用有毒原材料，盡力不使用能導(dǎo)致職業(yè)病的配合劑和溶劑，減少污染和公害，加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，確保操作人員的健康和環(huán)境的清潔。7、 配方設(shè)計(jì)在保證性能的前提下，一定要體現(xiàn)低成本和材料簡(jiǎn)單化。1.2配方設(shè)計(jì)程序根據(jù)配方的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行配方的設(shè)計(jì)，指定配方的程序如下：1、 先要調(diào)查研究，確切了解產(chǎn)品的具體使用條件，諸如使用溫度、壓力、接觸的介質(zhì)、受力情況等。根據(jù)這些調(diào)節(jié)，收集有關(guān)資料，總結(jié)以前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，擬出一系列的性能指標(biāo)。如：膠料的硫化速度、定伸模量、硬度、特殊要求等。2、 根據(jù)產(chǎn)品的使用要求，制定出一些基本實(shí)驗(yàn)配方。具體配方有如下設(shè)計(jì)步驟：生膠類別：根據(jù)主要性能指標(biāo)確定主體材料，確定膠料含膠率、單用橡膠或并用橡膠；確定硫化體系及用量：根據(jù)膠種和膠料的加工及性能要求特點(diǎn)來(lái)確定硫化劑、促進(jìn)劑、活化劑、防焦劑的用量;確定補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑的種類及用量：根據(jù)膠種和膠料的加工條件確定軟化劑、增塑劑種類及用量：根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境條件確定防老劑品種及用量：根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境條件確定其他專用配合劑(粘合劑等)的種類及用量：根據(jù)產(chǎn)品的特性要求3、 確定設(shè)計(jì)配方的變量試驗(yàn)方法、變量范圍及制定變量試驗(yàn)配方。4、 確定能反映產(chǎn)品性能的測(cè)試方法。5、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)市對(duì)基本配方進(jìn)行變量試驗(yàn)，進(jìn)而優(yōu)選出性能較好的一個(gè)或幾個(gè)配方，進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，選出最佳配方。6、 以最佳配方進(jìn)行車間中試試驗(yàn)，試制產(chǎn)品，考察膠料的加工性能是否符合要求，如有必要進(jìn)行產(chǎn)品的成品試制，進(jìn)行成品試驗(yàn)。7、 結(jié)合實(shí)驗(yàn)室小試、車間中試、成品側(cè)室，進(jìn)行配方修正，直至膠料配方完全達(dá)到要求，最后確定出生產(chǎn)配方，膠料質(zhì)量指標(biāo)，各工序的工藝條件及檢驗(yàn)方法等完整資料。二、全鋼子午胎各部位膠料的基本性能要求2.1各部件作用2.1.1胎面胎面與地面相接觸，故除保護(hù)胎體之外，尚有耐磨耗、緩和沖擊、防滑、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)等作用。2.1.2胎肩胎肩部位較厚，為輪胎支撐部位，此部位厚度大，散熱慢，所以在輪胎設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意散熱功能。2.1.3胎側(cè)胎側(cè)主要保護(hù)胎體，耐反復(fù)屈撓，通常也有連同胎肩部通稱為胎側(cè)。2.1.4子口部位子口部位為輪胎與輪輞嵌合部位，該部位構(gòu)造比較復(fù)雜，除鋼絲圈及膠芯之外，還有反包胎體簾布和鋼絲包布等。2.1.5胎體胎體是輪胎的骨架，除了承受輪胎的氣壓之外，還要支持輪胎的負(fù)荷以及緩沖外來(lái)的沖擊力。2.1.6帶束層胎面與胎體之間的由2?4層交叉的鋼絲簾布組成帶束層。該帶束層簾線方向與輪胎行駛方向成小角度15?25°），其主要功能是作為胎面與胎體的過(guò)渡層，起到緩和沖擊力和保護(hù)胎體的作用。子午胎的帶束層由于是幾層鋼絲簾布構(gòu)成角度很小的帶束捆扎在胎體之上，使輪胎在使用過(guò)程中周向變形較小。采用意大利倍耐力公司專利技術(shù)的全鋼子午胎，其在兩個(gè)胎肩部位各加兩層與胎體簾布呈90°的鋼絲帶，稱之為0°帶束層。其作用就是不使輪胎在高速行駛時(shí)在肩部形成較大的離心力而導(dǎo)致輪胎肩部變形，從而起到保護(hù)輪胎、降低生熱的作用。三、全鋼子午胎用原材料3.1原材料檢驗(yàn)項(xiàng)目的分級(jí)及認(rèn)可程序3.1.1原材料檢驗(yàn)項(xiàng)目的分級(jí)對(duì)于輪胎生產(chǎn)使用的原材料檢驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)其重要程度，把其分為三個(gè)等級(jí)，即：C級(jí)（關(guān)鍵的）對(duì)于C級(jí)的檢驗(yàn)項(xiàng)目，當(dāng)材料到廠后要馬上取樣進(jìn)行檢驗(yàn)，每批必做。M級(jí)（重要的）對(duì)這兩個(gè)級(jí)別的檢驗(yàn)項(xiàng)目不一定每批都做，定期檢查（統(tǒng)計(jì)性的檢驗(yàn)），因宓胎廠已經(jīng)把原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法提供給原材料生產(chǎn)廠家，要求生產(chǎn)廠必須供應(yīng)符合這些標(biāo)準(zhǔn)的原材料，只定期抽檢就可以了。N級(jí)（一般的）3.1.2原材料供應(yīng)商的認(rèn)可輪胎廠對(duì)于輪胎生產(chǎn)使用各種原材料的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格凡其使用的原材料必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)和實(shí)際使用考驗(yàn)才能向工廠供應(yīng)。各工廠對(duì)使用的原材料有嚴(yán)格的認(rèn)可程序，有以下幾個(gè)步驟：1、確定原材料生產(chǎn)廠家：屬于那個(gè)公司的那個(gè)生產(chǎn)廠;2、原材料的品種和牌號(hào)以及形狀（粒狀、粉末）；3、 原材料的加工方法；4、 供貨的長(zhǎng)期和連續(xù)性：供貨沒(méi)有保證的不能列入；5、 對(duì)樣品檢驗(yàn)：對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，雙方均采用確認(rèn)的同一試驗(yàn)方法。進(jìn)行膠料配合試驗(yàn)，測(cè)定對(duì)膠料性能的影響。經(jīng)上述檢驗(yàn)符合要求后，確是一個(gè)使用廠對(duì)這種材料進(jìn)行小批量試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量一般配合劑在200公斤左右，生膠和炭黑試驗(yàn)用量較大些，要幾噸。如果雙方檢驗(yàn)結(jié)果一致，通知原材料生產(chǎn)廠家合格。6、 在使用廠進(jìn)行大批量試用，要求提供的材料質(zhì)量與小批量試驗(yàn)的相同，大批量試用的時(shí)間一般為六個(gè)月。7、 大批量試用期間如不出現(xiàn)問(wèn)題，符合要求，則由使用廠寫(xiě)出報(bào)告，總部審查通過(guò)后則發(fā)給原材料生產(chǎn)廠認(rèn)可證書(shū)，至此完成了對(duì)原材料的認(rèn)可。8、 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一種原材料的認(rèn)可，從雙方開(kāi)始接觸，到簽發(fā)認(rèn)可通知書(shū)這一過(guò)程所需時(shí)間至少要一年；9、 已簽發(fā)認(rèn)可通知書(shū)的原材料，如果在經(jīng)后供應(yīng)的原材料達(dá)不到認(rèn)可時(shí)的質(zhì)量水平，則可停止供貨認(rèn)可。3.2橡膠3.2.1天然橡膠全鋼子午胎廠使用的天然橡膠一般有兩種牌號(hào)，即SMR10和SMR20。對(duì)于這兩種標(biāo)準(zhǔn)膠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)原執(zhí)行馬來(lái)西亞天然橡膠研究院1979年頒布的No.9標(biāo)準(zhǔn)。目前執(zhí)行1991年修訂的No.11標(biāo)準(zhǔn)。主要修改內(nèi)容是橡膠中的雜質(zhì)含量，即：No.9No.11SMR100.10%0.08%SMR200.20%0.16%在質(zhì)量上要嚴(yán)格控制膠料發(fā)霉和雜物。塑性初始值P0和塑性保持指數(shù)PRI值也是關(guān)鍵指標(biāo)，PRI值這一指標(biāo)表明生膠老化后的保持率，相當(dāng)重要。生膠的門(mén)尼粘度不屬橡膠生產(chǎn)廠的控制標(biāo)準(zhǔn)，而是各輪胎廠根據(jù)輪胎生產(chǎn)工藝的需要規(guī)定控制的一項(xiàng)指標(biāo)，是通過(guò)檢驗(yàn)不同廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)膠門(mén)尼粘度后，取其中間值而定的。天然橡膠的門(mén)尼粘度變化范圍較合成膠要大。造成天然橡膠門(mén)尼粘度波動(dòng)的原因有：產(chǎn)地：緯度（南北緯30°以內(nèi)，最好是20°以內(nèi)）和氣候（如高山、平原的溫差變化是不一樣的）樹(shù)齡：一般樹(shù)齡小的，其生膠的分子量小，其門(mén)尼粘度也低。存放時(shí)間：隨著生膠存放時(shí)間的延長(zhǎng)，其門(mén)尼粘度有上升的趨勢(shì)。加工方式：如膠乳的混合、顆粒的烘干、壓制膠包的方式。全鋼輪胎對(duì)標(biāo)準(zhǔn)膠質(zhì)量要求相當(dāng)嚴(yán)格，使用的標(biāo)準(zhǔn)橡膠都是經(jīng)其認(rèn)可的膠園生產(chǎn)的，在標(biāo)準(zhǔn)膠的包裝上印有專用的標(biāo)記，未經(jīng)認(rèn)可的膠園生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)膠一律不用。一些大的輪胎公司在橡膠產(chǎn)地設(shè)有檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)檢驗(yàn)和下達(dá)認(rèn)可證書(shū)，并對(duì)認(rèn)可的膠園定期到現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢查。如質(zhì)量達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則取消認(rèn)可。指定膠園供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)膠有如下優(yōu)點(diǎn)：由于其產(chǎn)地相對(duì)集中，所以生膠質(zhì)量均勻一致，從而生產(chǎn)的外胎質(zhì)量有保證；由于其加工方式統(tǒng)一，所以生膠的門(mén)尼粘度相近，使混煉膠質(zhì)量均勻。3.2.2合成橡膠對(duì)于合成橡膠來(lái)說(shuō)，其門(mén)尼粘度是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，它關(guān)系到膠料的分散性和物理機(jī)械性能，并且一定程度上表征了合成膠的分子量.因此在標(biāo)準(zhǔn)中這項(xiàng)指標(biāo)定為“C”級(jí)。合成橡膠要進(jìn)行膠料物理機(jī)械性能檢驗(yàn)，配合使用的原材料必須是標(biāo)準(zhǔn)的。要在開(kāi)煉機(jī)上混煉。3.2.2.1順丁膠（高順式，順式含量97%））主要應(yīng)用在胎面膠和胎惻膠中，利用其耐磨性和耐屈撓性好的特點(diǎn)。生膠門(mén)尼粘度指標(biāo)定為45±5，最低?最高的變化范圍為10,有嫌過(guò)大，對(duì)混煉膠的門(mén)尼粘度影響較大。因此又規(guī)定了一個(gè)±3的指標(biāo)。當(dāng)門(mén)尼粘度檢驗(yàn)結(jié)果超出規(guī)定的±5時(shí)，一律退貨。如果有三批連續(xù)超出±3,并在±5范圍以上，則立即通知合成膠生產(chǎn)廠，引起注意控制，避免出現(xiàn)不合格。3.2.2.2丁苯橡膠（苯乙烯-丁二烯共聚物,苯乙烯含量為23.5%）丁苯膠由于含有苯乙烯基團(tuán)，其生熱高，所以一般應(yīng)用于胎面膠（和其他膠種并用）和輪胎在使用時(shí)不發(fā)生應(yīng)變的部位中（如胎圈鋼絲覆膠）。門(mén)尼粘度是關(guān)鍵指標(biāo)，指標(biāo)為52±3。3.2.2.3高順式異戊二烯橡膠高順式異戊二烯橡膠其分子結(jié)構(gòu)與天然橡膠相同，所以許多特性也和天然膠類似。但由于是合成而制的橡膠，所以其分子量大小和分布也可以控制。一般來(lái)說(shuō)，高順式異戊二烯橡膠的分子量分布較天然膠窄，所以在膠料加工過(guò)程中，配合劑分散速度快，膠料的壓延、壓出性能較好。其生膠的門(mén)尼粘度是關(guān)鍵指標(biāo)，指標(biāo)為70±5，最好控制在±3。3.2.2.4低順式BR（順式含量40%）對(duì)膠料的混煉、擠出工藝較順丁膠要好得多。炭黑分散速度快，擠出部件易控制形狀。用在胎面膠中，可以顯著降低輪胎的滾動(dòng)阻力。用在子口耐磨膠中可以提高膠料的門(mén)尼粘度，保持半成品形狀，同時(shí)也能提高膠料的耐磨性。要使用鋰做催化劑生產(chǎn)的，西班牙一家公司（ENICHEM公司）用Sn做偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑不同膠料性能也不同，推薦用西班牙生產(chǎn)的。德國(guó)的BAYER公司生產(chǎn)的CB-45NF也是不錯(cuò)的產(chǎn)品。3.2.2.5漠化丁基橡膠由于丁基膠的分子內(nèi)部飽和度高，所以其氣密性較其他膠種好得多。但其硫化速度慢，硫化時(shí)活化溫度高，限制了在輪胎外胎的應(yīng)用。將丁基膠進(jìn)行鹵化，制成漠化丁基橡膠或氯化丁基橡膠，可以明顯提高起硫化速度，因此在全鋼胎的內(nèi)襯層膠料中使用漠化丁基橡膠或氯化丁基橡膠，通過(guò)其他配合劑的調(diào)整，完全可以和輪胎其他部位的通用合成膠同步硫化。在漠化丁基橡膠，碘值測(cè)定是一個(gè)關(guān)鍵，國(guó)際上沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)試方法，有"胎公司提出了自己的檢測(cè)方法，如意大利倍耐力公司就是采用自己的方法（P162）進(jìn)行測(cè)定。門(mén)尼粘度測(cè)定有100°C和125°C兩個(gè)溫度，意大利倍耐力公司一般采用100°C。3.2.2.6氯丁橡膠主要應(yīng)用與硫化膠囊中，對(duì)活化丁基橡膠硫化有著重要的作用。在膠囊中使用的氯丁橡膠，一定要用非結(jié)晶型的，同時(shí)對(duì)其硫化速度要求比較嚴(yán)格。該合成膠的門(mén)尼粘度是關(guān)鍵指標(biāo)。氯含量為35-40%。3.3化學(xué)原材料3.3.1炭黑在膠料中主要起補(bǔ)強(qiáng)和填充作用，能夠提高硫化膠的耐磨性、撕裂強(qiáng)度及定伸應(yīng)力，從而改善輪胎的使用性能，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命。炭黑的碘吸附值表征了其比表面積，而DBP吸附值表征了其結(jié)構(gòu)度。

炭黑品種碘吸附值DBP炭黑品種碘吸附值DBP吸附值N115超耐磨爐黑 160±8（內(nèi)控±6）113±6（內(nèi)控±4）N121高結(jié)構(gòu)超耐磨爐黑121±5（內(nèi)控±3.5） 113±6（內(nèi)控±4）N234高結(jié)構(gòu)中超耐磨爐黑N326低結(jié)構(gòu)耐磨爐黑82±5（內(nèi)控±3.5）132±5（內(nèi)控±4）N339高結(jié)構(gòu)超耐磨爐黑N375高結(jié)構(gòu)超耐磨爐黑90±5（內(nèi)控±3）114±5（內(nèi)控±3.5）N660通用爐黑36±5（內(nèi)控±3.5） 90±5（內(nèi)控±3.5）N774非污染低定伸半補(bǔ)強(qiáng)爐黑炭黑的關(guān)鍵指標(biāo)是碘吸附值和DBP吸附值這兩項(xiàng)指標(biāo)決定了炭黑的基本性質(zhì)，所以定為“C級(jí)，即關(guān)鍵級(jí)。每項(xiàng)指標(biāo)均有一般和內(nèi)控兩個(gè)土范圍，如N115炭黑的碘吸附值為160±8（內(nèi)控±6），DBP吸附值為113±6（內(nèi)控±4）。如果檢驗(yàn)結(jié)果連續(xù)三批超出內(nèi)控范圍，則在向炭黑生產(chǎn)廠家提出警告。對(duì)炭黑要進(jìn)行膠料配合試驗(yàn)，檢驗(yàn)的配方可使用天然膠或合成膠。意大利倍耐力公司采用天然膠。著色強(qiáng)度(TINTSTRENGHT)試驗(yàn)，是與標(biāo)準(zhǔn)試樣比較吸光值(黑度)，以了解炭黑粒子的分布情況。著色強(qiáng)度這一指標(biāo)并不單單是對(duì)膠料的著色，對(duì)碳黑在膠料的分散情況起著重要的作用。因此，這項(xiàng)指標(biāo)也是比較重要的指標(biāo)。N660炭黑的粒子強(qiáng)度是一關(guān)鍵指標(biāo)。因?yàn)镹660炭黑是軟質(zhì)炭黑，濕法造粒比較困難，在包裝和運(yùn)輸過(guò)程中粒子破碎率極高，在