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化易AI
2023-02-21回答
以氮气为工作介质实现轮胎制作轻量化的方法
以氮气为工作介质实现轮胎轻量化的方法是利用透气性差的树脂薄膜作轮胎的内衬层，向金属模具内的轮胎里加入温度为140℃，压力为1.0~2.0MPa的氮气进行硫化的方法。这种方法最关键的是内衬层材料的选用和氮气硫化的实现。
内衬层的选用：若采用丁基胶之类透气性差的内衬层会导致轮胎重量的增加，达不到轮胎轻量化的要求。由于丁基橡胶与轮胎内面橡胶粘合不太紧密，故需要借助于能把丁基橡胶和胎胚内面橡胶粘合起来的结合橡胶片才能进行充分粘合。此外，丁基橡胶并非完全不透气，为了维持必要的轮胎压力至少需要几百微米的厚度，加上丁基橡胶后，结合橡胶的厚度将超过1mm(1000μm)，这将会导致轮胎重量的增加。如采用透气性差的薄膜代替丁基橡胶作为内衬层，例如：用聚脂薄膜作为内衬层，该薄膜与丁基橡胶相比具有透气性更差、与轮胎内面粘结性好的特点，可以减少橡胶厚度以及不需要使用结合橡胶，实现不改变空气压力稳定性的状态下空气轮胎轻量化。本方法还可采用透气性差的树脂薄膜，如表面镀有氧化硅的聚脂类薄膜、乙烯叉二氯和聚氯乙烯聚合的薄膜、脂肪酸聚酰胺薄膜等。
氮气硫化工艺的实现：首先，把透气性差的树脂薄膜迭压到未硫化橡胶制成的轮胎内，形成内衬层。然后，向金属模具里的轮胎加入温度为140～1700℃、压力为1.0～2.0MPa的氮气进行硫化。但由于使用了透气性差的薄膜作内衬层，在插塞式硫化成型机上进行硫化作业时，会被插塞捅破、损坏，故此时的金属模具应使用无插塞式硫化成型机，也可以把普通的插塞式硫化机改造成无插塞式硫化机使用。氮气的温度设定为140～1700℃，温度太低则硫化不彻底，太高则会出现过硫化、绳织老化、橡胶物理性能下降，导致轮胎质量达不到要求。另外，氮气的压力设定为1.0～2.0MPa，如低于1.0MPa，轮胎质量（耐用性、外观故障）会出现问题；高于2.0MPa，会增加模具的负担，给安全生产带来隐患。在整个工艺过程中，氮气的压力和温度是采用热交换机和压缩机来保证的。
利用这种制作方法，可实现在不损坏内衬层的同时制造出空气压力稳定性好且轻量化的空气轮胎，同时可更大地降低轮胎外胎的制作成本。
利用超高频能量为能源，以氮气为保压的成型硫化方法
这种方法是利用超高频能量对模具中胎胚进行预热，预热时胎胚在工作介质压力的8.7%～10%下进行。胎胚加热到橡胶气泡形成温度后工作介质压力达到指定值，然后进行成型和硫化。这种方法能够提高轮胎质量，降低轮胎生产过程中的能量消耗。整个流程概括如下：
首先，将轮胎胚装进模具，用工作介质填充模具（压力达到指定加压值的8.7%～10%），压模中的坯料受到超高频能量的预热。这种压力不能保证在轮胎胎面上形成图案，因此在密闭的压模中，只有坯料表面接触图案模具。
用超高频能量电源，进行轮胎坯料预热，达到气泡形成温度。坯料加热后，工作介质压力达到指定加压值。结果橡胶混合坯料流进压模的图案模具中形成轮胎花纹，实现成型和硫化。将轮胎坯料迅速加热到橡胶气泡形成温度降低了橡胶的粘度（韧性），促使其更好的流入压模图案中，改善了轮胎的商品外观，并降低了加压介质的压力。轮胎图案形成时硫化器模具中加压介质所需压力的降低，减少了硫化器硫化设备的金属和加压介质的消耗量。在轮胎坯料（加热到120℃）上轮胎花纹的形成过程中，提高了与橡胶与帘布（帘线）部分的粘合强度，加快了橡胶混合物的应力松弛过程，提高了轮胎耐用期。向模具填加工作介质，达到指定加压值的8.7%～10%后，将超高频硫化器压模中的轮胎坯料加热到120℃，这样能够避免加热橡胶混合物中的早期硫化和产生强化气泡。
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