轮胎-硫化基础知识分析

硫化基础知识
6、胎里漏线与胎体帘线弯曲 （1）机头宽度与帘线假定伸张值选取不合理 （2）胎胚周长大小选取不合理，周长小，伸张大，造成 胎里漏线，反之出现帘线弯曲。 （3）成型机传递环和机头扇形块出现故障可以造成胎圈 定位出现偏差 （4）成型时局部拉伸，造成尺寸变小；部件接头脱开。 （5）带束层偏歪 （6）硫化定型压力过大、时间过长，造成胎体帘线发生 弯曲，胎体反包高度降低，硫化后产生帘线弯曲。 （8）压辊压力过大 （9）硫化过程中，硫化胶囊渗漏，导致胶囊内热水渗到 胎里，压迫内衬层胶料内渗。 （10）内衬层厚度偏薄造成胎里漏线
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第二讲：硫化工艺要点及注意事项
1、胎坯检查： （1）胎坯倒放：标识线在上侧。 （2）胎坯要放正：减少变形。 （ 3 ）胎坯修整：胎圈和子口处均匀扎眼，不得扎透，为 排气和进一步整修胎坯。 2、吊胎坯：启模前3—5分钟，主要为恢复胎胚的形状， 如时间过长，则胎坯部件移位、变形过大。 3、硫化记录确认： （1） 异常硫化条件的轮胎要单独存放 （ 2 ）按要求正常对硫化工艺参数记录，确保记录真是可 靠、可追溯。
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5、气密层气泡、脱层 （1）成型中超定型压力低或组合压辊压力小、组合滚压 各段压力及轨迹设置有问题； （2）半成品部件不粘、喷霜； （3）垫胶定位偏歪，胎体与带束层之间产生孔隙 （4）内衬层胶料含水过多，硫化时形成气泡。 （5）内衬层压延时贴合不实，层间存在气泡。 （6） 成型时有水或胶浆未干。 （7） 胎坯气泡未按标准修理。 （8）胶囊砂眼造成轻微漏水、汽。
T90＝ML＋（MH-ML）×90％
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硫化条件的选取和确定
一般来讲，测定出正硫化时间后，并不等于找到了具体产品的最 适宜硫化条件，还必须考虑以下因素： 产品的厚度、胶料的导热系数、制品材料中其它材料对导热的影响、 模型尺寸、模型材料、产品具体形状、硫化介质（油、蒸汽、水、 气、射线） 硫化三要素：时间、温度、压力 1、硫化压力 （1）施加硫化压力的目的：通过水胎或胶囊传递热量，达到内外硫 化的目的；使胶料易于流动和充满模腔；提高胶料的致密性；提 高硫化橡胶的物理机械性能；提高胶料与骨架材料的粘合性能。 但不是越大越好，还应考虑生产成本和设备的承受能力。 （2）硫化压力的选取：随胶料配方、可塑性、产品结构不同而不同， 在工艺上遵循：塑性大压力小，产品厚、层数多、结构复杂压力 大。 2、硫化时间：交联反应完成的时间；与温度有相应的关系。
（2）硫化延时： 内温波动延时按下表进行 总欠程度 1-50 51-110 111-150 151-180 补时(分) 3 5 8 12 外温波动延时按下表进行 总欠程度 0-20 20-50 51-100 101-150 补时(分) 0 0.5 1.0 1.5 说明：每5分钟温度降低1度，总欠程度为1。 8、硫化过程参数控制： （1）定型：一次定型压力0.03～0.04Mpa；时间20秒 二次定型压力0.06 ～0.08Mpa，时间20～25秒。 定型高度的计算： 装胎高度：下胎圈距下侧板10—15mm。 注意：机械手对中精度±2mm。
自由基（或离子） 橡胶 2、交联反应阶段 交 联 交联键重排裂解、主链改性 3、网构形成阶段 硫化胶 在网构形成阶段的前期交联反应趋向完成，产生的交 联键发生重排和裂解反应；而此阶段的后期，交联反 应已经基本停止，随之发生的主要是交联键的重排和 裂解反应。
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硫化反应历程图
强度
焦烧
热硫化
平坦硫化
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第一讲：理论基础部分 硫化历程
一、硫化定义：硫化是在一定的条件平时所说的硫化三要素。 二、橡胶硫化反应历程： 促进剂、活性剂 硫磺 1、诱导阶段 促进剂多硫化合物 橡胶 含橡胶分子链的多硫化合物 分解
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（2）内压蒸汽：压力0.8±0.1Mpa，温度170±3度。 （3）内压热水：压力2.6±0.1Mpa，温度169±2度。 （4）外压蒸汽：压力0.39±0.03Mpa，温度151±2度。 （ 5 ）注意：内压回水温度低于 165 度或高于 175 度不得装 模硫化。外温低于或高于标准2度，不得装模硫化。 9、启模平放（考虑后硫化）：外胎平放6月1日-9月30 日 40分钟以上；其他时间20分钟以上。 10、修剪：（1）部位活络块胶边、胎趾大边、排气孔胶 柱（2）修剪标准：≤1mm。（3）注意不得损伤外胎。
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7、稀线 （1）成型时部件接头过大； （2）成型时对帘布拉伸过大 （3）帘布大传递速度与主鼓的速度不匹配； （4）帘布长度比标准短，接头机接头时对其进行拉伸； （5）胎胚在成型机上超定型时压力过大； （6）硫化定型压力过大； （7）胎体帘布和内衬层过渡层不粘，造成与胎体分离； （8）压延工序生产过程中产生稀线； （9）帘布在直裁接头造成的稀线
第三讲： 外观缺陷原因分析
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1、子口大边（或子口大边漏钢丝） （1）胶料粘度偏低 （2）胎侧/子口半成品挤出厚度偏厚。 （3）内衬层压延时宽度超标。 （4）成型时，部件/灯光定位不准，成型时胎体反包/正包 （胎侧/子口）不好，导致胎圈部位胶料过多。 （5）胎坯成型时两边扣圈不对称或成型时钢丝圈变形、胎 坯存放不当变形的原因引起胎圈部位半成品迁移。 （6）胎坯装入高度不合适，过大会使胎坯过度拉伸、偏 歪，过小，则对胎坯支撑不牢，合模时把胎坯挤偏。 （7）机械手对中精度达不到要求，把胎坯装偏。 （8）机械手张开直径偏大，吊胎坯时胎坯偏歪 （9）胶囊膨胀不均匀，定型时把胎坯挤偏。 （10）钢丝圈直径比标准小。 （11）硫化胶囊不对 （12）同一硫化模具上的胎圈和胎圈卡环之间不配合
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3、子口上抽 （1）胎胚在硫化定型过程中，胶囊打褶； （2）胎圈过大； （3）钢丝圈不园； （4）子口部位材料不足； （5）胎圈定位不准。
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4、胎里皱疤、出沟、窝气、不平等 （1）隔离剂过多或未干，硫化汽化导致窝气。 （2）装胎定型或硫化过程中断电或失压，胎里与胶囊剥离。 （3）定型高度过大，上下卡盘紧紧拉住胎坯的胎圈，胶囊与 胎里的空气无法排出。 （4）定型压力超出上线，产生肩部弯情况，导致胎里反弧 （4）胎坯装模不正，重新定型时对胎坯反复进行抽真空，定 型动力导致胶囊与内衬层剥离。 （5）合模后蒸汽或热水未及时充入硫化胶囊，造成胶囊瞬间 失压。 （6）内衬层接头开或过大 （7）带束层紧或周长偏小 （8）垫肩胶上反或位置偏移造成胎里反弧 （9）胶囊伸展不充分
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8、重皮、裂口、缺胶
（ 1 ）相应部位的胶料由于某种原因造成加工温度过高，焦烧时间 短。 （2）成型贴合偏歪，影响胶料流动； （3）成型的胎坯胎侧接头虚接；修补胎坯过渡不均匀。 （4）成型过程中半成品部件拉伸变形，局部胶料不足。 （ 5 ）硫化模具表面不干净或排气孔堵塞，胎侧底板排气孔或排气 槽堵塞。 （ 6 ）胎坯装模定型时压力过大或时间过长，胎坯变软局部拉伸变 薄或裂开。 （7 ）硫化时二次暂停高度过小或时间过长，胎坯过早的接触胎侧， 局部缺胶。 （8）硫化机泄露，水或蒸汽喷到胎侧表面，导致表面缺胶。 （9）胶囊隔离剂涂刷过多，污染侧板，造成缺胶或裂口。 （10）材料不足、胎胚周长偏低等。
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4、硫化工号： 放置：空白处，无商标、字体、凤线处，左单，右双。 5、模具清理：保证轮胎外观质量。 （ 1 ）模具和花纹清理原则：模具每生产 1000 条轮胎清模， 一般每月清洗一次。 （2）气孔通透：花纹块或侧板每连续2个气孔堵塞，必须 进行通透处理。
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6、硫化胶囊 （1）存放时要保证其自然状态。 （2）要经常检查胶囊，如发现出现胶囊裂口、局 部薄或损伤的要及时更换。 （3）更换胶囊进行预热，时间不少于15分钟。 注意：胶囊脱模剂滴落在下侧板上必须擦净。 7、硫化延时 （ 1 ）季节转换：每年 6 月 1 日 —9 月 30 日使用外温 143度硫化（比正常低2度），考虑后硫化）。
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硫化过程中胶料性能的变化
1、拉伸强度：峰值 2、定伸应力：峰值 3、弹性：峰值 4、硬度：几乎不变 5、伸长率：峰值 6、永久变形：峰值 7、磨耗性能：正硫化磨耗性能最好 8、耐热性：正硫化耐热性最好 9、透气性：硫化充分的胶料比硫化不足的胶料耐透气
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正硫化及其测试方法正硫化及其测试方法
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硫化介质：胶料加热传递热能量的物质，常见 的硫化介质包括饱和蒸汽、过热水、过热蒸汽、 过热水等。我厂生产全钢胎主要采用饱和蒸汽 和过热水。 1 、饱和蒸汽：压力和温度存在一一对应关系 的蒸汽。优点：给热系数大，导热效率高，放 热量大，传热均匀，可以改变压力来确定温度， 压力和温度比较稳定，好控制。 2、热水：在一定压力下，超过100℃的水。优 点：能够提供较高的温度，赋予较大的压力； 不可压缩性，可将动力站的压力尽量大的用于 硫化；能够提供比较稳定的压力。
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3、硫化温度：硫化反应的前提。 我厂全钢胎外压温度在 151±2℃和155±2℃左右，斜交 载重轮胎温度145±2℃，还有其它使用温度（如工程轮 胎和轿车轮胎）。 一般情况下，温度越高，硫化速度越快，硫化温度每提 高10℃，硫化时间缩短一半（经验公式）。温度和时间 的关系一般采取范德霍夫公式： τ 1/τ 2=K（t2-t1）/10 其中： τ 1 为温度为 t1 时的硫化时间， τ 2 为温度为 t2 时 的硫化时间，K为硫化反应系数，一般情况下K=2。 硫化条件的确定单独讲
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2、热硫化阶段：相当于硫化反应的交联阶段，逐渐产应 网构，使橡胶强度和弹性急剧上升。 3、平坦硫化阶段：相当于硫化反应网构形成的前期。在 这一时期胶料保持最佳硫化性能，所以我们正硫化时 间一般选在这一阶段。 正硫化时间:从胶料开始加热起至出现平坦期止所经历 的时间称正硫化时间,即剩余焦烧时间和热硫化时间之 和. 4、过硫化阶段：相当于硫化反应中网构形成的后期。在 这一阶段主要发生交联键的重排及交联键的裂解，因 此胶料性能明显降低。
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9、欠硫
（1）胶料加硫混炼不均或有粉团、熟豆等造成局部欠硫。 （2）硫化过程中失压，造成欠硫。 （ 3 ）硫化胶囊子口部位存在海面状或缺胶等缺陷，装胎时钢菱无 法将胶囊子口卡死密封，导致胶囊内蒸汽或热水渗透到胎圈位置。 （4 ）硫化过程中胶囊或蒸汽室内冷凝水排泄不畅，使冷凝水积聚。 （5）胶囊或中心机构密封点出现泄露。 （6）外排不好，造成模型温度低 （7）胶料本身有问题 10、模缝错边、大边 （1）硫化模具调整不到位（2）硫化合模力过小 11、垫伤、损伤 （1）硫化模内有杂质（2）机械损伤
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2、胎趾圆角 （1）相应部位的胶料由于某种原因造成加工温度过高，焦 烧时间短。 （2）胎侧/子口半成品挤出厚度偏薄。 （ 3）成型时，部件/ 灯光定位不准，成型时胎体反包 / 正包 （胎侧/子口）不好，导致胎圈部位胶料过少。 （4）胎圈部位排气孔堵塞。 （5）胶囊与钢菱之间积存过多的脱模剂等。 （6）上、下卡盘处泄露，胶囊与卡盘之间或卡盘与卡盘之 间密封失效，导致内压过热水泄露，硫化时水蒸气积存 胎趾部位。 （7）钢丝圈直径比标准大。
过硫化
硫化时间
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1、焦烧阶段：相当于硫化反应中的诱导阶段。 定义：指热硫化开始前的延迟作用时间，也就是胶料 流动的时间。分为操作焦烧时间和剩余焦烧时间。 （ 1 ）操作焦烧时间：指橡胶加工过程中由于热积累效 应所消耗掉的胶烧时间，它取决于加工条件（如胶料 混炼、热炼及压延、压出条件）。 （2）剩余胶烧时间：指胶料在模形加热时保持流动的时 间。 （3）二者的关系：对一个胶料经历的加工次数越多，它 的操作焦烧时间就越长，剩余焦烧时间就越短，因此 一般的胶料应避免经受多次的机械加工。（对挤出、 压延胶料一次合格率及的掺用比例等方面的规定）
一、正硫化：硫化橡胶的综合性能达到最佳性能的硫化时间 二、正硫化测试方法： 1、物理－化学法 游离硫测试法、溶胀法 2、物理机械性能法 300％定伸法、拉伸强度法、抗张积法、压缩永久变形、综合取值法 （正硫化时间＝(4T+2S+M+H)/8；T－拉伸强度最高值所对应的时 间；S－压缩变形率最低值所对应的时间；M－定伸应力最高值所对 应的时间；H－硬度最高值所对应的时间） 3、仪器法 门尼粘度计、流变仪