農用外胎硫化前胎胚的預處理及硫化用水胎的控制

武杰，韓兆星，周剛，孔令海，段衍勇

(山東泰山輪胎有限公司，山東 肥城 271600)

尼龍簾線斜交農用胎，在成型過程中因簾線、胎面的擠壓、拉伸，致使胎胚在存放過程中釋放內應力造成胎胚的變型，胎胚的變型對于成品質量影響較大。如：黏連造成的胎里露線、簾線彎曲；材料不均造成的缺膠、重皮質量缺陷；烘胎不足造成成品局部脫層、重皮、缺膠等，都與硫化前胎胚預處理、水胎的控制有關。因此加強控制是提高外胎質量的前提條件。

1 硫化前胎胚黏連的預處理

防止外胎硫化時水胎與生胎胎里黏連要刷涂料，為使胎圈在合模時有利于模型鋼圈滑動著合，還要刷潤滑劑。

1.1 刷胎胚隔離劑的目的

（1）在硫化過程中防止水胎與胎里黏連。

（2）放止胎里硫磺向水胎表面遷移，從而減緩水胎的老化過程，延長使用壽命。

（3）增加潤滑性，裝胎定型有利于水胎的舒展并防止胎里簾線打褶或裂縫。

1.2 刷胎圈用潤滑劑的目的

（1）合模時，使水胎牙子與模型鋼菱形圈迅速滑動著合，避免擠壞胎圈包布，壓壞水胎牙子，減少子口硬邊、子口寬窄不一質量缺陷。

（2）防止胎圈與鋼圈的黏連，便于啟模卸胎，避免胎圈彎曲變形。

2 胎胚預熱的目的

胎胚預熱的目的如下：

（1）恢復膠料疲勞變形，有利于定型和硫化時簾線均勻伸張，角度準確合乎標準。

（2）使成型時所使用的的汽油得到充分揮發，消滅因此而產生的氣泡。

（3）胎胚變軟，使定型極易操作，能減少定型時產生的打褶、裂縫等毛病。

（4）胎胚預熱后溫度升高，有利于界面噴霜類助劑在膠料中的擴散，從而達到均質硫化。

（5）胎胚溫度升高后，可以縮短硫化時間，提高產量，并能提高簾布層的黏合強度。

（6）有利于膠料在模型中的流動，易填滿模腔，使花紋清晰美觀。

（7）可以減少緩沖層產生的水波浪現象，同時還能減少簾線彎曲，特別是大型規格越野花紋輪胎更為有利。

3 胎胚預熱方法和時間

3.1 烘胎房預熱

溫度保持在30~45 ℃，溫度過低胎胚預熱時間較長且預熱效果差，溫度過高不僅浪費熱能且對胎胚焦燒時間有損失，時間為4~96 h并根據規格大小控制烘胎時間，因此時間、溫度控制要根據規格進行控制，確保硫化用胎胚的安全性（見表2）。其目的為有效控制熱量，既達到使胎胚揮發分、水分、汽油等揮發，又能減少胎胚變形，還能使胎胚柔軟易于下一步定型。一般用暖風機、中央空調、蒸汽散熱片進行預熱。

表1 烘胎工藝控制

3.2 紅外線預熱

溫度控制在50~60 ℃情況下預熱2 h左右。高頻率預熱法，在定型后硫化前預熱溫度60~80 ℃，時間為10~15 min，其缺點是耗電量大，但據國外資料9.00-20輪胎質量可以提高33%。

4 預熱后胎胚的使用

胎胚按工藝規定有一定的停放時間，一般不超過96 h，停放時間過長會造成膠料噴霜即胎面發白現象，硫化后影響成品的物理機械性能和外觀質量，同時因隨時間的延長黏度升高、塑性降低，胎體、胎面發硬又會造成操作上的困難。若停放時間太短胎體里汽油、水分、揮發分揮發不凈，也是造成外胎成品質量缺陷的原因之一。

因此，必須按先后順序使用，防止長期預熱而不送去硫化，其原因如下：

（1）使局部焦燒，而影響流動性能，易造成成品早期裂口。

（2）溫度的變化，使噴出物遷移到表面，在表面形成一層薄膜，易造成重皮、裂口。

（3）長期存放變形，特別是夏天，胎體變形大影響胎胚的幾何尺寸，因膠料的流動易造成重皮、裂口。同時也應搞好衛生工作，保持清潔，不沾雜質污塵，進而減少外胎外觀重皮、裂口缺陷的出現。

5 胎胚的存放方式

一般用烘胎房集中預熱胎胚并存放，但隨著農用輪胎大型化，低壓胎、層級少的特點，對于胎胚的存放提出較為嚴格要求，例如：胎體、胎圈不變型、存放過程材料分布要合理等，否則因變型造成外胎胎面膠分布不均、胎圈寬窄不一等質量缺陷并對使用性能有直接影響，如：胎面膠分布不均，使用過程中局部受力、升溫、散熱不同，造成的應力集中、熱氧老化而喪失使用價值。這就要求根據不同的規格、層級采取不同的存放措施。

寬斷面輪胎宜橫躺放置在胎胚架或干凈的烘胎房地面上，如圖1所示。

圖1 寬斷面輪胎放置

一般大型人字農用胎應放置在有固定起保護作用的支撐架上，以防變形造成的外觀缺陷，如圖2所示。

圖2 一般大型人字農用胎的放置

胎面膠用量大的水田胎，為防止胎面膠料在存放移動，進而造成成品材料分布不均，直接影響使用壽命，應放置有支撐的胎胚架上，如圖3所示。

圖3 胎面膠用量大的水田胎放置

胎體層數14PR以上的胎胚，胎面膠相對較少，為減少變形，可放在豎立的胎胚架上，對子口部位進行支撐，減少變形，如圖4所示。

圖4 胎體層數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雜質、污染物，以及因膠料疊加過渡產生的界面的處理。扎眼的目的就是在定型、硫化打壓階段，排出胎胚在成型時帶入的氣體和汽油等揮發物，減少氣泡、海綿質量缺陷的產生。在此過程一定要加強自檢，對于有缺陷的胎胚按要求進行修補與技術處理，嚴禁有缺陷的胎胚流入硫化工序。對于扎眼為便于控制，應制定工藝要求如下。

6.1 擦胎注意事項

（1）表面的粉塵、水、油污、雜物等要擦干凈，胎側要用鐵刷子打起毛來。

（2）定型后的胎胚要逐條檢查，表面有缺膠、折子、胎面接頭脫開、不平和沒壓實等毛病要進行認真修復，必須用同類膠補，氣泡要刺破，這是保證輪胎各部位性能的要求。

（3）檢查水胎與外胎的規格是否相符。否則因水胎子口牙子不同，如無內胎、有內胎的混用造成外胎廢品。

（4）定型后胎胚停放不少于一個硫化周期。其目的就是筒狀胎胚轉化為扁平化成品狀態時，盡可能使簾線經線、緯線的變化符合輪胎設計要求。

（5）發現水胎有不舒展者要及時處理，否則造成簾線打折彎曲而報廢。

（6）注意工具保管，切勿將錐子、鐵塞等工具掉進胎里或黏在胎胚上。有氣密膠用氯化丁基膠、溴化丁基膠，所用修補工具必須單獨存放，因此種膠料與天然橡膠不相容、硫化不同步，進而造成重皮、局部欠硫質量缺陷。

（7）復合胎面的結合部位要徹底清擦并打起毛，能有效促進膠料流動，減少裂口、重皮、缺膠等質量缺陷。

6.2 擦胎的工具、步驟及要求

（1）必備的工具：擦胎布、汽油、汽油盒、刀子、短錐子、毛刷子、鋼絲刷子、膠條等。

（2）步驟：①用擦胎布先把雜物、塵土、粉子等去掉，用刀子把折子修平，用短錐子把氣泡斜刺破；②用毛刷子刷上汽油，用鋼絲刷子打起毛來；③胎面接頭處要有開裂現象必須把斷面處理干凈后用同類膠補齊；④子口處要有漏白現象必須用膠糊涂刷或用同種性能的膠片補貼。

6.3 具體工藝要求

具體工藝要求見表2，其他方面：扎眼用針不能太細，特別是無內胎輪胎，扎眼要扎透但不得刺斷簾線，否則影響胎體強度；用機械扎眼的胎胚不得偏移中心，刺不到的部位（胎側、子口）要用手工扎眼并且扎透，胎面接頭部位扎一至兩排孔，機械扎眼禁止重復扎眼。目的就是在硫化打壓階段，盡可能減少因層貼造成的胎胚內空氣、揮發性汽油的減少，進而提高致密性，減少脫層等質量缺陷。凡胎胚變型大及小規格不能使用刺孔機的胎胚，均需手工刺孔，尺寸要均勻，扎眼要到位。

表2 扎眼尺寸及要求

6.4 其他注意事項

（1）扎眼前要核對胎胚胎面字頭是否與所需規格、層級相符，是否存在缺陷，是否有特殊標記、各種標識是否齊全等，做好這些準備工作后才能開始扎眼。否則，因胎胚結構不同易造成廢品，如：水田胎、人字胎胎面重量的差異，造成胎里不平或胎面冠部露線而報廢。

（2）寬斷面小規格無內胎胎胚冠部、胎側、子口都要嚴格按工藝要求：縱向100 mm，橫向50 mm，并且扎眼錐子不能太細。

（3）無內胎輪胎胎胚扎眼后不能停放太長時間，最好隨扎隨用，定好型后及時裝鍋硫化。

（4）用膠囊定型的無內胎農用胎多次出現胎里窩氣現象，分析其原因不僅與中心機或單向閥漏有關，而且與扎眼也有直接關系，扎眼時扎不透、扎的少或錐子太細都達不到排氣效果，這樣就會造成胎里窩氣。

（5）用風鉆扎眼的特種胎扎眼時不能太快，每扎6~8個眼必須涼一次錐子，以免錐子太熱使膠料焦燒，造成外胎缺陷。另外風鉆用的針不能太細，太細容易斷針和達不到排氣效果，也不能太鈍或三角狀以免損傷簾線。

（6）扎眼的胎胚若不能及時使用，等到再次使用時必須重新扎眼。

7 硫化用水胎工具的預處理及控制

水胎表面涂以常用甘油與水的混合液，用以保護水胎外表面的熱氧老化。不僅起隔離、潤滑作用，還為胎胚順利定型提供條件。甘油為三元酸，沸點290 ℃，吸濕性極強與水任意混合，容易為橡膠表面所吸附。當外胎硫化結束，水胎拔出來，把甘油均勻涂刷在表面，就等于水胎表面附一層水膜，由于甘油的吸濕性極強，所以表面不干燥，因而隔絕了空氣中的氧，從而延緩了水胎的熱氧老化，延長了水胎的使用壽命。

7.1 水胎檢查操作要點

水胎適量充風后用鐵塞堵好水胎咀浸在水中，做氣密性檢查，膠囊充風檢查氣密性。發現有缺陷處用有色蠟筆劃出標記待修，暫停使用。合格者發到存放處，涂上保護劑，涂抹要均勻，停放待用。

7.2 水胎涂隔離劑的作用

水胎涂隔離劑的作用如下：

（1）起隔離作用，防止硫化過程中外胎與水胎黏連在一起，便于拉出水胎。

（2）保護水胎，防止老化，延長水胎使用壽命。

（3）起潤滑作用，便于定型操作，定型過程中水胎易于伸張舒展。

7.3 水胎質量的控制

（1）在用水胎用之前必須逐條檢查，水胎要逐條充風，仔細檢查胎體，對于有胎體老化、修補不平、局部減薄、表面氣泡、脫皮、水胎咀子周圍凹陷較深等現象的不準使用，并且用蠟筆做好標記，并放置在不合格存放區。用新水胎時，一定要檢查水胎接頭處是否牢固，有無減薄現象，有無因冠部吐膠造成的壁薄現象。修補的水胎應特別注意檢查修補處是否符合使用要求，有無漏氣現象。

（2）胎體老化：老化后的水胎胎體彈性、強度均有所下降。水胎胎體表面抗老化性很強的氯化丁基膠片已老化，胎體內層會老化的更嚴重，有的地方會出現裂痕，如果再使用，在高溫、高壓作用下會出現破水胎現象，造成外胎廢品。丁基膠用水胎因膠種的特殊性，會出現胎里發黏、表面龜裂、局部不均等現象。

（3）修補凹凸不平：修補補丁凹凸不平，如果使用，成品外胎就會出現胎里不平，影響產品外觀質量。

（4）局部減薄：局部減薄容易造成水胎促折，促折部位輕者造成外胎胎里促折，嚴重在高溫、高壓作用下可能發生斷裂出現破水胎。

（5）表面脫皮：水胎的脫皮部位面積較大時容易打折，會造成外胎胎里出現一個月牙型的溝，影響產品質量。

（6）咀子周圍凹陷較深：咀子凹陷較深，說明厚度達不到，強度也會相對減弱可能會出現漏氣現象，在硫化過程中在高溫、高壓作用下由于強度不夠也可能會出現破水胎或把咀子打出來，進而造成外胎報廢。

（7）兩咀子不對稱：咀子不對稱，在裝胎的時候不便于操作，有時還會因為嘴子導管過度彎曲、損傷出現串水，嚴重會出現外胎廢品。

7.4 水胎取舍標準

在用水胎按下列標準取舍：

（1）水胎充入約0.098 MPa空氣進行檢查，胎身要膨脹均勻，無胎身漏氣現象。

（2）無偏轉筋及嚴重缺膠毛病，模縫膠邊厚度不超過1 mm，并且修剪平整。

（3）胎身及接頭無明顯厚薄不均及裂紋現象，水胎膠咀偏歪不超過5 mm。

（4）翻修水胎無過軟，咀子對面冠部無過薄現象。

（5）水胎牙子凹凸不平深度不大于2 mm，水胎表面無氣泡，但翻新水胎允許有直徑不大于20 mm的小氣泡。

（6）各種規格水胎不少于三排循環使用，主要是為了便于操作，提高工作效率，恢復水胎疲勞變形，延長使用壽命。

7.5 水胎使用中的注意事項

（1）外胎更換規格時，要注意核對所用水胎規格，特別是同一規格有多種類型時，避免用錯。

（2）用水胎定型時要把鉤子升起，以免損傷，禁止用鉤子壓水胎。定型后要逐條充風，在裝鍋前如果發現水胎無風要檢查漏風的原因，確信水胎完好后才能裝鍋。

（3）打水時充風要適當，禁止壓力太大造成水胎爆破燙傷人。拉出胎里水胎要緩慢，鉤子搭牢，并且鉤子要錯開水胎咀子部位。

8 定型過程中的注意事項

（1）胎胚應按存放先后順序使用，定型前胎胚要按工藝扎眼，水胎表面隔離劑不干，水胎腔內有水不能定型。否則，造成胎里簾線劈縫、疤痕等質量缺陷，嚴重者報廢。

（2）定型時定型盤必須保持清潔，拉水胎的鉤子要避開水胎咀子，以免污染胎胚、損傷水胎。

（3）水胎要裝正舒展，不準將胎胚壓到底再送定型風，杜絕定型過程中將胎體簾線排列改變。

（4）定型前胎胚的檢查：胎胚表面清潔、胎體無嚴重變形和局部烘過等現象；胎胚扎眼是否符合工藝要求；水胎和胎胚的規格型號要相符；有無露白、漏線、胎面接頭裂開或胎面復合處裂開、子口脫空、胎里黏連（特別是無內胎輪胎）、胎體脫層等質量缺陷。

（5）定型時發現胎胚有氣泡要及時刺破，黏附雜物要清除。

（6）定型后水胎內應充入適量的壓縮空氣，并且用鐵塞塞緊。保持適當風量的目的：可以使胎胚保持原來的伸張狀態使其接近外胎成品形狀。風少或無風，在存放過程中輕者易收縮變形，重者水胎不能舒展影響裝模或造成胎里折子、子口硬邊、胎側裂口、胎側漏線（即簾線打折）、無內胎的輪胎還可能產生胎里窩氣等缺陷。

（7）裝鍋前如果水胎內無風或風壓變小，一定要重新仔細檢查水胎，確信不是水胎問題時才能裝鍋，不然就有可能造成廢品。

（8）現因規格大型化、特殊化，有用膠囊充入氮氣進行定型的方式、方法，需要探討定型時間、胎胚定型高度等工藝要求，滿足硫化需求。

9 結語

根據斜交尼龍輪胎結構特點，對胎胚、預熱、存放等預處理的控制，以及對輪胎用水胎進行相應控制，就會減少或杜絕質量缺陷的發生，為成品使用性能提供可靠保證。只要按規定細心操作，就能有效提高硫化外胎外觀與質量，為將來大型農用胎胎胚的處理、存放和硫化用水胎控制，積累豐富經驗。