农用外胎硫化前胎坯的预处理及硫化用水胎的控制

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作者简介：武杰（1968-），男，本科，质量工程师，主要从事质量管理和配方设计工作，已与他人合作发表论文20余篇。

收稿日期：2021-02-22
尼龙帘线斜交农用胎，在成型过程中因帘线、胎面的挤压、拉伸，致使胎胚在存放过程中释放内应力造成胎胚的变型，胎胚的变型对于成品质量影响较大。

如：黏连造成的胎里露线、帘线弯曲；材料不均造成的缺胶、重皮质量缺陷；烘胎不足造成成品局部脱层、重皮、缺胶等，都与硫化前胎胚预处理、水胎的控制有关。

因此加强控制是提高外胎质量的前提条件。

1　硫化前胎胚黏连的预处理
防止外胎硫化时水胎与生胎胎里黏连要刷涂料，为使胎圈在合模时有利于模型钢圈滑动着合，还要刷润滑剂。

1.1　刷胎胚隔离剂的目的
（1）在硫化过程中防止水胎与胎里黏连。

（2）放止胎里硫磺向水胎表面迁移，从而减缓水胎的老化过程，延长使用寿命。

（3）增加润滑性，装胎定型有利于水胎的舒展并防止胎里帘线打褶或裂缝。

1.2　刷胎圈用润滑剂的目的
（1）合模时，使水胎牙子与模型钢菱形圈迅速滑动着合，避免挤坏胎圈包布，压坏水胎牙子，减少子口硬边、子口宽窄不一质量缺陷。

（2）防止胎圈与钢圈的黏连，便于启模卸胎，避免胎圈弯曲变形。

农用外胎硫化前胎胚的预处理及
硫化用水胎的控制
武杰，韩兆星，周刚，孔令海，段衍勇
(山东泰山轮胎有限公司，山东 肥城 271600)
摘要：斜交农用尼龙外胎加工过程是一个复杂的物理、化学的转变过程，参数的确定、热传导、存放变型等，材料独特性对成品外观质量、使用性能有直接影响。

根据多年质量管理经验，从胎胚的预处理、存放、水胎准备方面，探讨提高轮胎质量和硫化工具使用的控制点及方法。

关键词：胎胚的预处理；硫化用水胎工具控制；外胎外观质量；采取的措施中图分类号：TQ336.11
文章编号：1009-797X(2021)17-0008-05
文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2021.17.003
2　胎胚预热的目的
胎胚预热的目的如下：
（1）恢复胶料疲劳变形，有利于定型和硫化时帘线均匀伸张，角度准确合乎标准。

（2）使成型时所使用的的汽油得到充分挥发，消灭因此而产生的气泡。

（3）胎胚变软，使定型极易操作，能减少定型时产生的打褶、裂缝等毛病。

（4）胎胚预热后温度升高，有利于界面噴霜类助剂在胶料中的扩散，从而达到均质硫化。

（5）胎胚温度升高后，可以缩短硫化时间，提高产量，并能提高帘布层的黏合强度。

（6）有利于胶料在模型中的流动，易填满模腔，使花纹清晰美观。

（7）可以减少缓冲层产生的水波浪现象，同时还能减少帘线弯曲，特别是大型规格越野花纹轮胎更为有利。

3　胎胚预热方法和时间
3.1　烘胎房预热
温度保持在30~45 ℃，温度过低胎胚预热时间较
长且预热效果差，温度过高不仅浪费热能且对胎胚焦烧时间有损失，时间为4~96 h并根据规格大小控制烘胎时间，因此时间、温度控制要根据规格进行控制，确保硫化用胎胚的安全性（见表2）。

其目的为有效控制热量，既达到使胎胚挥发分、水分、汽油等挥发，又能减少胎胚变形，还能使胎胚柔软易于下一步定型。

一般用暖风机、中央空调、蒸汽散热片进行预热。

表1 烘胎工艺控制
规格烘胎时间/h温度/℃基本工艺要求9.5-24以下2~9630~45烘胎过程不变型9.5-24及以上4~9630~45烘胎过程不变型18.4-30及以上6~9630~45烘胎过程不变型
特种胎根据预热效果制定30~45烘胎过程不变型3.2　红外线预热
温度控制在50~60 ℃情况下预热2 h左右。

高频率预热法，在定型后硫化前预热温度60~80 ℃，时间为10~15 min，其缺点是耗电量大，但据国外资料9.00-20轮胎质量可以提高33%。

4　预热后胎胚的使用
胎胚按工艺规定有一定的停放时间，一般不超过96 h，停放时间过长会造成胶料喷霜即胎面发白现象，硫化后影响成品的物理机械性能和外观质量，同时因随时间的延长黏度升高、塑性降低，胎体、胎面发硬又会造成操作上的困难。

若停放时间太短胎体里汽油、水分、挥发分挥发不净，也是造成外胎成品质量缺陷的原因之一。

因此，必须按先后顺序使用，防止长期预热而不送去硫化，其原因如下：
（1）使局部焦烧，而影响流动性能，易造成成品早期裂口。

（2）温度的变化，使喷出物迁移到表面，在表面形成一层薄膜，易造成重皮、裂口。

（3）长期存放变形，特别是夏天，胎体变形大影响胎胚的几何尺寸，因胶料的流动易造成重皮、裂口。

同时也应搞好卫生工作，保持清洁，不沾杂质污尘，进而减少外胎外观重皮、裂口缺陷的出现。

5 胎胚的存放方式
一般用烘胎房集中预热胎胚并存放，但随着农用轮胎大型化，低压胎、层级少的特点，对于胎胚的存放提出较为严格要求，例如：胎体、胎圈不变型、存放过程材料分布要合理等，否则因变型造成外胎胎面胶分布不均、胎圈宽窄不一等质量缺陷并对使用性能有直接影响，如：胎面胶分布不均，使用过程中局部受力、升温、散热不同，造成的应力集中、热氧老化而丧失使用价值。

这就要求根据不同的规格、层级采取不同的存放措施。

宽断面轮胎宜横躺放置在胎胚架或干净的烘胎房地面上，如图1
所示。

图1　宽断面轮胎放置
一般大型人字农用胎应放置在有固定起保护作用的支撑架上，以防变形造成的外观缺陷，如图2
所示。

图2　一般大型人字农用胎的放置
胎面胶用量大的水田胎，为防止胎面胶料在存放移动，进而造成成品材料分布不均，直接影响使用寿命，应放置有支撑的胎胚架上，如图3
所示。

图3　胎面胶用量大的水田胎放置
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胎体层数14PR 以上的胎胚，胎面胶相对较少，为减少变形，可放在竖立的胎胚架上，对子口部位进行支撑，减少变形，如图4
所示。

图4　胎体层数14PR 以上的胎胚放置
6　胎胚擦胎、扎眼
擦胎的目的就是去除表面杂质、污染物，以及因胶料叠加过渡产生的界面的处理。

扎眼的目的就是在定型、硫化打压阶段，排出胎胚在成型时带入的气体和汽油等挥发物，减少气泡、海绵质量缺陷的产生。

在此过程一定要加强自检，对于有缺陷的胎胚按要求进行修补与技术处理，严禁有缺陷的胎胚流入硫化工序。

对于扎眼为便于控制，应制定工艺要求如下。

6.1　擦胎注意事项
（1）表面的粉尘、水、油污、杂物等要擦干净，胎侧要用铁刷子打起毛来。

（2）定型后的胎胚要逐条检查，表面有缺胶、折子、胎面接头脱开、不平和没压实等毛病要进行认真修复，必须用同类胶补，气泡要刺破，这是保证轮胎各部位性能的要求。

（3）检查水胎与外胎的规格是否相符。

否则因水胎子口牙子不同，如无内胎、有内胎的混用造成外胎废品。

（4）定型后胎胚停放不少于一个硫化周期。

其目的就是筒状胎胚转化为扁平化成品状态时，尽可能使帘线经线、纬线的变化符合轮胎设计要求。

（5）发现水胎有不舒展者要及时处理，否则造成帘线打折弯曲而报废。

（6）注意工具保管，切勿将锥子、铁塞等工具掉进胎里或黏在胎胚上。

有气密胶用氯化丁基胶、溴化丁基胶，所用修补工具必须单独存放，因此种胶料与天然橡胶不相容、硫化不同步，进而造成重皮、局部
欠硫质量缺陷。

（7）复合胎面的结合部位要彻底清擦并打起毛，能有效促进胶料流动，减少裂口、重皮、缺胶等质量缺陷。

6.2　擦胎的工具、步骤及要求
（1）必备的工具：擦胎布、汽油、汽油盒、刀子、短锥子、毛刷子、钢丝刷子、胶条等。

（2）步骤：①用擦胎布先把杂物、尘土、粉子等去掉，用刀子把折子修平，用短锥子把气泡斜刺破；②用毛刷子刷上汽油，用钢丝刷子打起毛来；③胎面接头处要有开裂现象必须把断面处理干净后用同类胶补齐；④子口处要有漏白现象必须用胶糊涂刷或用同
种性能的胶片补贴。

6.3　具体工艺要求
具体工艺要求见表2，其他方面：扎眼用针不能太细，特别是无内胎轮胎，扎眼要扎透但不得刺断帘线，否则影响胎体强度；用机械扎眼的胎胚不得偏移中心，刺不到的部位（胎侧、子口）要用手工扎眼并且扎透，胎面接头部位扎一至两排孔，机械扎眼禁止重复扎眼。

目的就是在硫化打压阶段，尽可能减少因层贴造成的胎胚内空气、挥发性汽油的减少，进而提高致密性，减少脱层等质量缺陷。

凡胎胚变型大及小规格不能使用刺孔机的胎胚，均需手工刺孔，尺寸要均匀，扎眼要到位。

表2　扎眼尺寸及要求
适应胎胚范围纵向刺孔间距/
mm
横向刺孔间距/
mm
刺针直径/
mm
7.50-20及以上双胎圈胎胚10050
47.50-16及以
下胎胚
胎冠、胎肩50；侧部100
胎冠、胎肩50；侧部50-100
4
6.4　其他注意事项
（1）扎眼前要核对胎胚胎面字头是否与所需规格、层级相符，是否存在缺陷，是否有特殊标记、各种标识是否齐全等，做好这些准备工作后才能开始扎眼。

否则，因胎胚结构不同易造成废品，如：水田胎、人字胎胎面重量的差异，造成胎里不平或胎面冠部露线而报废。

（2）宽断面小规格无内胎胎胚冠部、胎侧、子口都要严格按工艺要求：纵向100 mm ，横向50 mm ，并且扎眼锥子不能太细。

（3）无内胎轮胎胎胚扎眼后不能停放太长时间，最好随扎随用，定好型后及时装锅硫化。

（4）用胶囊定型的无内胎农用胎多次出现胎里窝
气现象，分析其原因不仅与中心机或单向阀漏有关，而且与扎眼也有直接关系，扎眼时扎不透、扎的少或锥子太细都达不到排气效果，这样就会造成胎里窝气。

（5）用风钻扎眼的特种胎扎眼时不能太快，每扎6~8个眼必须凉一次锥子，以免锥子太热使胶料焦烧，造成外胎缺陷。

另外风钻用的针不能太细，太细容易断针和达不到排气效果，也不能太钝或三角状以免损伤帘线。

（6）扎眼的胎胚若不能及时使用，等到再次使用时必须重新扎眼。

7　硫化用水胎工具的预处理及控制水胎表面涂以常用甘油与水的混合液，用以保护水胎外表面的热氧老化。

不仅起隔离、润滑作用，还为胎胚顺利定型提供条件。

甘油为三元酸，沸点290 ℃，吸湿性极强与水任意混合，容易为橡胶表面所吸附。

当外胎硫化结束，水胎拔出来，把甘油均匀涂刷在表面，就等于水胎表面附一层水膜，由于甘油的吸湿性极强，所以表面不干燥，因而隔绝了空气中的氧，从而延缓了水胎的热氧老化，延长了水胎的使用寿命。

7.1　水胎检查操作要点
水胎适量充风后用铁塞堵好水胎咀浸在水中，做气密性检查，胶囊充风检查气密性。

发现有缺陷处用有色蜡笔划出标记待修，暂停使用。

合格者发到存放处，涂上保护剂，涂抹要均匀，停放待用。

7.2　水胎涂隔离剂的作用
水胎涂隔离剂的作用如下：
（1）起隔离作用，防止硫化过程中外胎与水胎黏连在一起，便于拉出水胎。

（2）保护水胎，防止老化，延长水胎使用寿命。

（3）起润滑作用，便于定型操作，定型过程中水胎易于伸张舒展。

7.3　水胎质量的控制
（1）在用水胎用之前必须逐条检查，水胎要逐条充风，仔细检查胎体，对于有胎体老化、修补不平、局部减薄、表面气泡、脱皮、水胎咀子周围凹陷较深等现象的不准使用，并且用蜡笔做好标记，并放置在不合格存放区。

用新水胎时，一定要检查水胎接头处是否牢固，有无减薄现象，有无因冠部吐胶造成的壁薄现象。

修补的水胎应特别注意检查修补处是否符合使用要求，有无漏气现象。

（2）胎体老化：老化后的水胎胎体弹性、强度均有所下降。

水胎胎体表面抗老化性很强的氯化丁基胶片已老化，胎体内层会老化的更严重，有的地方会出现裂痕，如果再使用，在高温、高压作用下会出现破水胎现象，造成外胎废品。

丁基胶用水胎因胶种的特殊性，会出现胎里发黏、表面龟裂、局部不均等现象。

（3）修补凹凸不平：修补补丁凹凸不平，如果使用，成品外胎就会出现胎里不平，影响产品外观质量。

（4）局部减薄：局部减薄容易造成水胎促折，促折部位轻者造成外胎胎里促折，严重在高温、高压作用下可能发生断裂出现破水胎。

（5）表面脱皮：水胎的脱皮部位面积较大时容易打折，会造成外胎胎里出现一个月牙型的沟，影响产品质量。

（6）咀子周围凹陷较深：咀子凹陷较深，说明厚度达不到，强度也会相对减弱可能会出现漏气现象，在硫化过程中在高温、高压作用下由于强度不够也可能会出现破水胎或把咀子打出来，进而造成外胎报废。

（7）两咀子不对称：咀子不对称，在装胎的时候不便于操作，有时还会因为嘴子导管过度弯曲、损伤出现串水，严重会出现外胎废品。

7.4　水胎取舍标准
在用水胎按下列标准取舍：
（1）水胎充入约0.098 MPa空气进行检查，胎身要膨胀均匀，无胎身漏气现象。

（2）无偏转筋及严重缺胶毛病，模缝胶边厚度不超过1 mm，并且修剪平整。

（3）胎身及接头无明显厚薄不均及裂纹现象，水胎胶咀偏歪不超过5 mm。

（4）翻修水胎无过软，咀子对面冠部无过薄现象。

（5）水胎牙子凹凸不平深度不大于2 mm，水胎表面无气泡，但翻新水胎允许有直径不大于20 mm的小气泡。

（6）各种规格水胎不少于三排循环使用，主要是为了便于操作，提高工作效率，恢复水胎疲劳变形，延长使用寿命。

7.5　水胎使用中的注意事项
（1）外胎更换规格时，要注意核对所用水胎规格，特别是同一规格有多种类型时，避免用错。

（2）用水胎定型时要把钩子升起，以免损伤，禁止用钩子压水胎。

定型后要逐条充风，在装锅前如果发现水胎无风要检查漏风的原因，确信水胎完好后才能装锅。

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（3）打水时充风要适当，禁止压力太大造成水胎爆破烫伤人。

拉出胎里水胎要缓慢，钩子搭牢，并且钩子要错开水胎咀子部位。

8　定型过程中的注意事项
（1）胎胚应按存放先后顺序使用，定型前胎胚要按工艺扎眼，水胎表面隔离剂不干，水胎腔内有水不能定型。

否则，造成胎里帘线劈缝、疤痕等质量缺陷，严重者报废。

（2）定型时定型盘必须保持清洁，拉水胎的钩子要避开水胎咀子，以免污染胎胚、损伤水胎。

（3）水胎要装正舒展，不准将胎胚压到底再送定型风，杜绝定型过程中将胎体帘线排列改变。

（4）定型前胎胚的检查：胎胚表面清洁、胎体无严重变形和局部烘过等现象；胎胚扎眼是否符合工艺要求；水胎和胎胚的规格型号要相符；有无露白、漏线、胎面接头裂开或胎面复合处裂开、子口脱空、胎里黏连（特别是无内胎轮胎）、胎体脱层等质量缺陷。

（5）定型时发现胎胚有气泡要及时刺破，黏附杂物要清除。

（6）定型后水胎内应充入适量的压缩空气，并且
用铁塞塞紧。

保持适当风量的目的：可以使胎胚保持原来的伸张状态使其接近外胎成品形状。

风少或无风，在存放过程中轻者易收缩变形，重者水胎不能舒展影响装模或造成胎里折子、子口硬边、胎侧裂口、胎侧漏线（即帘线打折）、无内胎的轮胎还可能产生胎里窝气等缺陷。

（7）装锅前如果水胎内无风或风压变小，一定要重新仔细检查水胎，确信不是水胎问题时才能装锅，不然就有可能造成废品。

（8）现因规格大型化、特殊化，有用胶囊充入氮气进行定型的方式、方法，需要探讨定型时间、胎胚定型高度等工艺要求，满足硫化需求。

9　结语
根据斜交尼龙轮胎结构特点，对胎胚、预热、存放等预处理的控制，以及对轮胎用水胎进行相应控制，就会减少或杜绝质量缺陷的发生，为成品使用性能提供可靠保证。

只要按规定细心操作，就能有效提高硫化外胎外观与质量，为将来大型农用胎胎胚的处理、存放和硫化用水胎控制，积累丰富经验。

Pretreatment of raw tire before vulcanization of agricultural tires and
control of curing bag
Wu Jie, Han Zhaoxing, Zhou Gang, Kong Linghai, Duan Yanyong (Shandong Taishan Tire Co. LTD., Feicheng 271600, Shandong, China)
Abstract: The processing process of bias-cross agricultural nylon tires is a complex process of physical and chemical transformation. The determination of parameters, heat conduction, storage variants, and material uniqueness have a direct impact on the appearance quality and performance of the finished product. Based on many years of experience in quality management, the control points and methods for improving tire quality are discussed in terms of pretreatment, storage, and curing bag preparation for the raw tires.
Key words: pretreatment of raw tire; tool control of vulcanized curing bag; external tire appearance quality; measures taken
（R-11
）。