半钢子午胎培训讲义

1、生 产 工 艺 技 术 培 训 讲 义二六年十一月目 录第一章 轮胎的作用 2第二章 轮胎的分类及常用术语2第三章 子午胎的优越性 8第四章 轮胎规格表示方法 9第五章 轿车子午线轮胎的基本结构 10第六章 轿车子午线轮胎成品质量要求 12第七章 生产工艺条件 14第八章 半钢子午线轮胎生产工艺流程 15第九章 原 材 料 16第十章 炼胶工艺基础知识 23第十一章 压出工艺基础知识 29第十二章 内衬层压延基础知识 35第十三章 纤维帘布压延工艺基础知识 38第十四章 钢丝圈缠绕工艺基础知识 44第十五章 胎圈贴合工艺基础知识 47第十六章 纤维帘布裁断工艺基础知识 48第十七章 多刀纵裁工

2、艺基础知识 50第十八章 带束层挤出工艺基础知识 51第十九章 成型工艺基础知识 55第二十章 胎胚喷涂工艺基础知识 68第二十一章 硫化工艺基础知识 70半 钢 子 午 线 轮 胎生 产 工 艺 技 术 培 训 讲 义第一章 轮胎的作用汽车轮胎是汽车的重要组成部件之一，它的主要作用如下：(1) 承受汽车的负荷；(2) 保证车轮与路面的抓着力；(3) 将汽车的动力传递给路面；(4) 减轻和吸收汽车在行驶时的振动和冲击力；(5) 防止汽车零件受到剧烈振动和早期损坏；(6) 保证汽车行驶的安全性和舒适性。第二章 轮胎的分类及常用术语1、按轮胎内部结构分帘布层和缓冲层各相邻层的帘线呈交叉排列，且与轮

3、胎圆周切线方向呈小于90°排列的充气轮胎。胎体帘布层帘线与轮胎圆周切线方向呈90°角或接近90°角排列的充气轮胎。2、 按轮胎用途分2.1 载重汽车轮胎主要用于货车、客车及其挂车上的充气轮胎。细分为重型载重汽车轮胎、中型载重汽车轮胎和轻型载重汽车轮胎。2.2 轿车轮胎主要用于轿车上的轮胎。2.3 工程机械轮胎主要用于轮式工程车辆与工程机械上的充气轮胎。细分为重型自卸汽车轮胎、装载机轮胎、挖掘机轮胎、铲运机轮胎、推土机轮胎和压路机轮胎等。2.4 农业轮胎主要用于农业机械与农业车辆上的充气轮胎。细分为拖拉机轮胎、联合收割机轮胎和农业机具轮胎2.5 航空轮胎主要用于飞机

4、上的充气轮胎。3、轮胎部位和部件术语3. 1 胎冠 cap外胎两胎肩之间的整个部位，包括胎面、缓冲层（或带束层）和帘布层等。3. 2 胎面 tread胎冠部位缓冲层（或带束层）或帘布层以上的外胎胶层。3. 3 胎面行驶面 tread cap胎面两胎肩间与地面接触部位。3. 4 胎面基部 tread base胎面花纹沟底以下至缓冲层（或带束层）或帘布层之间的胶层，分为基部胶和过渡胶。3. 5胎面基部胶 tread slab base胎面花纹沟底以下至胎面过渡胶之间的胶层。3. 6 胎面过渡胶 transition rubber of tread胎面基部胶以下至缓冲层（或带束层）或帘布层之间的胶层

5、。3. 7 缓冲层 breaker斜交轮胎胎面与胎体之间的胶帘布层或胶层。3. 8带束层 belt在子午线轮胎的胎面基部下，沿胎冠中心线圆周方向箍紧胎体的材料层。3. 9 缓冲胶片 breaker strip加贴在缓冲层或带束层上、下的胶片。3. 10包边胶 tie-in strips包覆在钢丝帘布层和带束层两端的胶片。3. 11冠带层 cap ply加贴在带束层上面或活胎面基部的胶帘布层。3. 12胎体 carcass通常为由一层或数层帘布与胎圈组成整体的充气轮胎的受力结构。3. 13帘布层 cord ply胎体中由覆胶帘线组成的布层。3. 14隔离胶 insulation rubber加贴

6、在胎体帘布层之间的薄胶层。3. 15封口胶 sealing rubber加贴在胎圈补强带或胎体帘布两端的胶片或胶条。3. 16胎里 tyre cavity有内胎轮胎胎里表面的胶层。3. 17内衬层 inside liner有内胎轮胎胎里表面的胶层。3. 18气密层 innerliner无内胎轮胎胎里及胎圈与轮辋胎圈座接触面上的耐透气胶层。3. 19胎肩 shoulder胎冠两侧边缘部位。3. 20胎肩区 shoulder area胎冠与胎侧之间的过渡区。3. 21胎肩垫胶 shoulder wedge带束层两端之下的三角形垫胶。3. 22胎侧 sidewall胎肩至胎圈之间的部分。3. 23屈

7、挠区 flexing area轮胎在行驶过程中，胎侧频繁的弯曲变形的部分。3. 24胎侧胶 sidewall rubber胎侧外层帘布层上的胶层。3. 25装饰胎侧 decorative sidewall颜色不同于外胎表面其他部位的胎侧。3. 26装饰线 decorative rib模压在胎侧上凸起的装饰性线条。3. 27装配线 fitting line模压在胎侧与胎圈交接处的单环或多环胶棱，主要用以指示轮胎正确装配在轮辋上的标线。3. 28防擦线 kerbing rib 模压在胎侧上，用以保护胎侧不被擦伤的环形凸起胶棱。3. 29胎圈 bead轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯和胎圈包布等组成

8、。3. 30钢丝圈 bead ring由钢丝按一定断面形状排列制成的刚性环。3. 31钢丝包胶 wire covering包覆在钢丝或钢丝圈表面的胶层。3. 32胎圈芯 bead core由钢丝圈、三角胶条和胎圈芯包布所制成的胎圈部件。3. 33三角胶 apex贴在钢丝圈上，断面多为三角形的胶条。3. 34胎圈补强带 bead reinforcing strip加贴在胎圈部位的胶条或胶帘布带，主要起增强胎圈的作用。3. 35胎圈包布 chafer贴在胎圈外部的胶布条。3. 36胎圈外护胶 bead filler rubber贴在胎圈外侧与轮辋轮缘接触部位的胶条，主要起防止轮辋轮缘磨损，保护胎圈

9、的作用。3. 37胎踵 bead heel胎圈外侧与轮辋胎圈座圆角接触的部位。3. 38胎趾 bead toe胎圈内侧的尖端部位。3. 39胎圈底部 bead base轮胎胎圈与轮辋胎圈座接触的部位。4、工艺术语4.1 终炼 final mixing胶料与所有的配合剂最终混炼的工艺过程。4.2 施工标准表specification表示轮胎半制品各部件加工的几何形状、尺寸、重量以及组合位置的图形和表格。4.3 压延 calendaring用光滑表面辊筒的压延机，将胶料制成具有一定宽度和厚度的均匀薄胶片，或将胶料覆盖在骨架材料表面的工艺过程。4.4 压型 profiling用辊筒压延机，将胶料压制

10、成具有一定断面形状的部件的工艺过程。4.5复合挤出 multiple extrusion用复合挤出机，将多种胶料进行挤出，形成一个整体部件的工艺过程。4.6 热喂料挤出 hot-feed extrusion胶料予先经过热炼，再用挤出机进行挤出的工艺过程。4.7 冷喂料挤出 cold-feed extrusion在常温条件下，胶料不经过热练，用冷喂料挤出机进行挤出的工艺过程。4.8 裁断 cutting按规定的尺寸和角度裁切成部件的工艺过程。4.9 贴合 pocking将裁断后的帘布、胶片组合成帘布筒形的工艺过程。4.10钢丝圈缠绕 wire wounding钢丝经过覆胶和缠绕排列成具有一定断面

11、形状的钢丝圈的工艺过程。4.11 成型 building按施工标准表将具一定尺寸和形状的各部件，组合成胎胚的工艺过程。4.12 定型 shaping在硫化前使胎胚形状接近外胎或内胎成品形状的工艺过程。4.13 预硫化 precure为保持半制品形状或加快硫化过程，预先对塑性胶料进行一定程度的硫化的工艺过程。4.14 后充气 post inflation在硫化结束后，将外胎立即充入一定压力的空气，并保持一段时间的工艺过程。4.15 修整 refinish将硫化后的成品进行必要的修饰和涂饰等工艺过程。4.16 修补 modify将有轻微外观缺陷的成品用胶料进行修理的工艺过程。5、 轮胎外观缺陷术语

12、5.1脱层 separation外胎各布层、胶层或部件之间的粘着面局部脱开的现象。5.2 裂口 cracking外胎内外表面以及内胎、垫带的表面局部裂开的现象。5.3 缺胶 shortage外胎、内胎、垫带表面的胶层局部缺失产生凹陷的现象。5.4 重皮 repeat skin外胎、内胎、垫带表面的胶层局部重叠分层的现象。5.5 海绵状 spongy外胎、内胎、垫带的内部产生的微小气孔群。5.6 气泡 blister外胎、内胎、垫带内部产生局部鼓泡的现象。5.7 出沟 channeling外胎、内胎、垫带表面出现不应有的局部沟痕。5.8 表面不平 surface roughness外胎、内胎、垫

13、带表面局部粗糙和出现不应有的凹凸痕迹。5.9 接头裂开 open splice外胎各部位接头处以及内胎、垫带的接头裂开的现象。5.10 接头起棱 splice ridge外胎各部位接头处以及内胎、垫带接头处凸起的现象。5.11 模缝错位 step外胎、内胎、垫带模型结合处错位，出现高低不平的台阶现象。5.12 杂物 foreign matter外胎、内胎、垫带内部或表面夹有非设计制造该部件原材料的外来杂质。5.13 杂物印痕 stamping of foreign matter外胎、内胎、垫带表面杂物压痕。5.14 表面损伤 surface damage外胎、内胎、垫带、气门嘴表面的机械或其他

14、损伤。（毛边）5.15 胶边 flashing胎面花纹和模缝处的流失胶边。（毛边）5.16 胎冠露帘线 crown cord flashing 带有帘布的胎冠胶边。5.17 崩花 chunking胎面花纹块（条）崩裂或掉块的现象。 5.18花纹棱角呈圆形 rounded pattern 胎面花纹块（条）的棱角不饱满，呈圆角的现象。5.19 花纹错位 pattern dislocation 胎面花纹周向位移，偏离设计位置的现象。5.20 模口错位 mold edge misalignment 胎冠中心线两侧的胎面胶表面有高低不平的现象。5.21 胎里凹凸不平 roughness on tyre

15、cavity 胎里表面局部高低不平的现象。（胎里不平、胎里出沟）5.22 胎里帘线起褶 wrinkled cords in tyre cavity 胎里帘线局部起格棱的现象。5.23 帘线弯曲 crooked cords 胎里帘线局部弯曲呈波浪形的现象。5.24 帘线裂缝 splited cords 胎里帘线局部裂开的现象。5.25 帘线断裂 cords break 局部帘线断裂的现象。5.26 胎圈包布打褶、翘起或破损 wrinkled buckled or torn chafer 胎圈包布局部呈褶皱、脱开或破裂的现象。5.27 胎圈露线 exposed cord in bead 胎圈表面露

16、出或突出帘线的现象。5.28 胎圈变形 bead deformation 胎圈部位发生变形或表面凹凸不平的现象。5.29 胎圈宽窄不一 uneven bead width 胎圈宽窄不一致的现象。5.29 胎趾圆角 rounded bead toe 胎趾端部呈圆形的现象。5. 31 胎圈出边 bead edge 胎圈包布或胎趾胶、帘布被挤出的现象。5. 32钢丝圈上抽 draw up bead ring 钢丝圈向胎侧部位上移的现象。5. 33 钢丝圈断裂 bead ring fracture钢丝圈或钢丝断裂现象。第三章 子午胎的优越性1、滚动阻力小，节约燃料。 燃油消耗是衡量汽车性能的一项重要指

17、标，也是关系到交通运输成本的最大支出之一。对轮胎来说，滚动阻力大，油耗高；滚动阻力小，油耗低。子午线轮胎的胎冠部位有钢丝带束层补强，使轮胎的周向刚性远远大于斜交胎，因此轮胎与地面接触印痕内的切向变形和相对滑移小得多，而且子午线轮胎仅一层，胎体薄，因而参与变形的橡胶量少，生热低，能量消耗小，所以子午线轮胎的滚动阻力小于斜交胎，同样条件下行驶，可节油58%。2、耐磨性好，行驶里程高。车轮在滚动时，轮胎的一部分圆弧被挤压成弦状，轮胎着地的印痕内不仅有变形，而且还有滑移，这种滑移大大加速了胎面的磨损，速度越高，滑移也越大，胎面的磨损也就急剧增加。子午线轮胎因胎冠刚性大，受力后变形小，几乎没有滑移，而且

18、印痕内压力均匀，从而减少了胎冠的磨损，延长了轮胎的使用寿命，可比斜交胎提高里程2030%。3、缓冲性能好，乘坐舒适。汽车装用子午线轮胎平顺性好，乘坐平稳舒适，这是因为子午线轮胎胎体帘线呈径向排列（垂直与地面方向），胎体柔软，胎侧变形大，有很好的缓冲性能，用在客车上能提高乘坐舒适性，用在货车上可延长汽车零部件寿命和保证货物的完好性。4、耐刺扎能力强，行驶安全。子午线轮胎因有坚硬的刚性带束层和柔软的胎体帘布层，胎体帘布排列方向与轮胎变形方向一致，帘线强力得到充分利用。带束层像坦克履带一样保护胎体，当行驶面碰到尖锐的物体时不易扎透胎冠层，胎面抗刺扎性能好，可减少轮胎爆破，增加安全性。5、抓着力大，越

19、野性能好。因子午胎胎冠刚性大，周向变形小，行驶滑移小，所以抓着力也大，越野性能也优于斜交轮胎。6、设计合理，适合高温高速行驶。与斜交胎相比，子午线轮胎只有一层或二层胎体帘线，且呈子午线方向排列，帘布之间没有剪切变形，因此生热低，高温和高速下行车比斜交胎更安全可靠。7、可多次翻新，综合里程高，使用成本低。子午线轮胎胎体强度高，胎体薄，不易损坏，尤其是载重子午胎，可多次翻新，使轮胎使用价值大大提高。半钢乘用子午胎因其价格低，翻新价值不是很大，所以较少翻新。第四章 轮胎规格表示方法1、轿车轮胎规格表示方法 例如： 205 / 65 R 15 94 H 速度符号 负荷指数轮辋名义直径（英寸）子午线结构

20、代号 名义高宽比 名义断面宽（mm）2、公制轻卡轮胎表示方法 例如： 185 / 80 R 14 C 8PR 102 N 速度符号 负荷指数 层级 公制轻卡符号 轮辋名义直径（英寸） 子午线结构符号 名义高宽比 名义断面宽（毫米）3、 英制轻卡轮胎表示方法例如：31×10.5 R 15 LT C 109 Q 速度符号 负荷指数 负荷等级 轻型载重轮胎标志 轮辋名义直径（英寸） 子午线轮胎结构代号 名义断面宽 （英寸） 名义外直径（英寸）部分速度标识对照表 部分负荷指数对照表速度符号速度（km/h）负荷指数kgN14084500S18085515T19086530U20087545H2

21、1088560V24090600Z240以上92630W27094670Y300第五章 轿车子午线轮胎的基本结构 轿车子午线轮胎主要由胎面、冠带层、带束层、胎体层、内衬层、胎侧、子口、钢丝圈和三角胶所组成。某些行驶速度较高，胎圈直径较大的轿车胎在胎侧下部、耐磨层和胎体层反包之间加一层补强层以增强胎圈部位的强度，防止该部位产生裂口。轮胎各部件的组成及其作用综述如下：1、胎面轮胎胎面是轮胎与地面接触的重要部分，具有较好的耐磨性和耐刺扎性能，确保轮胎与路面间的摩擦系数，发挥有效的制动、牵引、转向、防滑、减震、良好的操纵性能和小的滚动阻力。2、胎侧胎侧是覆盖在胎体层外侧面的胶层，它可以保护胎体帘布使其

22、免受路面障碍物的损伤，耐屈挠和耐日光老化。胎侧部位标注轮胎尺寸、规格、品牌等信息。要求外表美观。3、带束层带束层由高强力钢丝帘线按一定密度排列并覆胶制成钢丝帘布，钢丝帘布经过裁断接头按一定角度排列。带束层是子午胎的主要受力部件，其刚性对子午胎的使用性能影响很大，其作用是固定胎体及提高胎面的刚性以防止轮胎周向变形，由于带束层为交叉排列，又可以增强轮胎的抗刺扎性能。4、胎圈胎圈强度和刚度很大，可以使轮胎牢固地固定在轮辋上。胎圈部位由钢丝圈、胎体帘布层、三角胶芯和包布组成。5、胎体半钢子午胎胎体主要使用高强力、低热收缩、耐疲劳性能良好的尼龙、聚酯或人造丝等纤维帘布，作为轮胎的骨架材料，胎体帘线排列与

23、轴向呈0°角，除了要承受轮胎部分应力外，还有缓冲作用和稳定尺寸的作用。6、内衬层无内胎轮胎的内衬层主要是代替内胎，使其具有与内胎相似的存气、稳压、安全的作用，胶料主要由一种气密性优良的卤化丁基胶为原料，气密性比一般内胎更优良。7、子口护胶子口护胶在胎侧下部，刚性和硬度较大，有较好的耐磨性，保证了轮辋和胎圈部位的着合，增加了胎圈部位强度，8、三角胶三角胶硬度较高，是钢圈部位的橡胶填充部件，由于胎圈部位受力较大，因此三角胶要求有较高的硬度和强度，从而增加该部位刚性。第六章 轿车子午线轮胎成品质量要求1、强制性国家质量标准轿车子午胎国家标准（GB9743-1997）包括：外观质量标准、轮胎

24、外缘尺寸标准、耐久性里程试验标准、高速性能试验标准、压穿强度试验标准、脱圈阻力试验标准等，轮胎产品必须经过国家轮胎质量监督部门按照以上标准进行测试，通过3C质量认证，全部达标后才能在市场上流通。2、轿车子午线轮胎的平衡性和均匀性轮胎的平衡性和均匀性虽然不是国家的强制性质量标准，但是市场和用户对其有较高的要求，是轮胎在实际使用过程中的两个重要质量标准。汽车在高速行驶时要有良好的操纵平稳性和舒适性，这主要依靠轮胎优越的弹性和缓冲性能。在好路面上，车辆行驶过程中振动较小，路面作用于汽车上的力也小，但是如果轮胎均匀性较差就会成为汽车的振动源，轮胎可能会因为几何尺寸的不均匀、质量分布的不均匀以及刚度分布

25、的不均匀导致车辆行驶的操纵稳定性和舒适性下降。轮胎的不均匀会导致下列不良影响：严重降低汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。产生周期性的明显噪音。容易引起轮胎脱层。加快轮胎胎面磨损。增加车辆油耗。降低轮胎与地面的抓着性能。轮胎的不均匀性分为：几何尺寸的不均匀、质量分布的不均匀和刚性的不均匀。几何尺寸的不均匀性几何尺寸的不均匀性是指轮胎外缘尺寸和断面形状在圆周上的变化，通常以轮胎滚动时的径向和侧向跳动来评价。质量分布的不均匀性任何旋转体的质量分布不均匀性是用重量不平衡度来评价的，轮胎的质量分布不平衡度分为静不平衡度、动不平衡度和混合不平衡度三种。静不平衡度是指轮胎某处产生一个重点，相对应处为轻点，经过多

26、次重复转动，停止时始终是轮胎存在着重点的一段在最低处，这称为轮胎的静不平衡度。动不平衡度是指轮胎在对称位置存在二个不质量相等的不均匀点从而在动态自由旋转时产生的力矩。混合不均匀度是指同时存在着动不平衡与静不平衡的不均匀点数处，其重心位置有落在对称面上的，也有在不对称面上的，从而产生的混合不均匀度。刚性的不均匀性刚性不均匀性是在轮胎承受外力负荷时由于本身材料分布或制造等原因而产生的受力不均匀性。力不均匀性的测试项目包括：径向力波动、侧向力波动、侧向力偏差、锥度效应力和角度效应力。2.3 轮胎不均匀性产生的原因产生轮胎不均匀性的原因是多方面的，主要原因有以下几个方面：(a) 生产操作误差，如粗制滥

27、造、部件贴合不准确、部件接头过大、部件严重拉伸等。(b) 模具尺寸误差，如模具加工精度不够。(c) 生产工艺误差。(d) 设备精度误差。(e) 其它误差。轮胎制造过程中允许有一定的尺寸或重量公差，胎胚成型时各部件贴合位置也有公差，各生产工序中的半成品、胎胚运输、存放和硫化等都有可能产生部件的移动错位从而造成轮胎的不平衡和不均匀。第七章 生产工艺条件子午线轮胎与斜交轮胎相比制造精度较高。子午线轮胎的生产工艺要求与斜交轮胎的生产工艺要求相比要复杂得多，精密得多，严格得多。具体体现的特点可概括为：准确、均匀性、粘着性。即：1、部件尺寸和部件的定位是十分准确的。2、材料的重量分布和材料的质量分布是非常

28、均匀的。这是指在生产工艺中各种材料及部件的质量分布要求均匀一致和成品质量分布的均匀性。3、材料与材料之间，部件与部件之间的粘着性是绝对可靠的。如绝大多数厂家生产过程中的重要部件生产的同时就贴上聚乙烯薄膜。下道工序在使用之前再将聚乙烯萍膜撕下来，虽然提高成本、但其目的是为保持部件的新鲜表面，来确保部件与部件之间的粘着性，只有这样才能保证产品质量。目前多数子午线轮胎生产厂家都认识到上述问题的意义，在各自的子午线轮胎生产线上竞相引进先进生产技术，花大气力进行技术改造，花大价钱引进高精度的生产设备和检验检测仪器，下大功夫培养技术人才，优化生产原材料，组织严密的生产管理及严格的质量控制手段，以确保子午线

29、轮胎的出厂质量和使用质量。子午线轮胎的生产对工艺条件的要求比较严格，实践证明：子午线轮胎的质量对生产工艺条件的反应特别敏感，而这一点对斜交胎的生产则表现的不是十分明显。如果把子午线轮胎的生产工艺与斜交胎的生产工艺条件等同要求，那么就不会生产出高质量的子午线轮胎。1、对温度、湿度的要求子午线轮胎的生产厂房室温要求保持恒定，尤其是裁断生产区和成型生产区一定要严格控制，一般保持在22±2。温度低则各种部件变硬影响粘合，部件收缩率大，部件尺寸难控制，温度高则各种部件工艺操作困难。相对湿度要求控制在50%以下，尤其是钢丝压延锭子房内和成型区；如果湿度过大轻则钢丝帘线表面有水份，重则生锈，影响橡

30、胶与钢丝帘线的粘合。所以绝大多数工厂在锭子房和成型区采用大面积空调，来保持春夏秋冬温度、湿度恒定。2、对紫外线和臭氧的要求子午线轮胎生产中的各种部件存放应严格控制太阳光中紫外线的照射和臭氧的侵入。因为紫外线和臭氧都会引起橡胶老化而影响橡胶粘合，故子午线轮胎生产厂房一般不采用日光采光，即便是墙上有窗户也要在玻璃上涂上一层黄色涂料，用来过滤紫外线，室内采光多采用一种特制的、尽量减少紫外线的日光灯管。半成品部件的粘合面在成型之前尽量不暴露在外面，防止与紫外线和臭氧接触。3、对灰尘的要求灰尘对橡胶有隔离作用，影响橡胶的粘合，所以目前大多数子午线轮胎生产厂房都采用封闭式，厂房内的通风采取过滤，胶料及原材

31、料运输采用外用车辆不进车间，内用车辆不出车间的内、外交接。有的厂规定进出车间职工要换鞋等一系列措施防止灰尘进入生产区。第八章 半钢子午线轮胎生产工艺流程半钢子午线轮胎工艺流程图钢 丝 帘 线纤 维 帘 布生 胶各种配合剂烘胶、切胶预 热配 料塑 炼上锭子架穿线配 合加 张 力混 炼压 延胶 料 停 放 并 快 速 检 验挤出覆胶热 炼冠带层裁断胎 体 裁 断内衬层压延胎 圈 成 型各种型胶压出胎 侧 压 出胎 面 压 出胎圈钢丝带束层裁断一 段 成 型二 段 成 型入 库 出 厂成 品 检 验 胎 胚 检 验成 品 修 剪胎 胚 内 外 喷 涂硫 化第九章 原 材 料一、原材料类别及特点1、橡

32、胶橡胶是制造轮胎的主要原材料之一，橡胶分为天然胶和合成胶二类。1.1 天然橡胶天然橡胶是由橡胶树产生的胶乳加工制成的，因加工方法不同而制成烟片胶和标准胶，轮胎中常用的天然胶规格有一级烟片胶、二级烟片胶、三级烟片胶、10号标准胶、20号标准胶等。对于SMR10和SMR20这两种标准胶的质量标准原执行马来西亚天然橡胶研究院1979年颁布的标准。目前执行1991年修订的标准。主要修改内容是橡胶中的杂质含量，即： SMR10 0.10% 0.08% SMR20 0.20% 0.16%在质量上要严格控制胶料发霉和杂物。PRI值也是关键指标，这一指标表明生胶老化后的保持率，相当重要。生胶的门尼粘度不属生产

33、厂控制的标准，而是根据轮胎生产工艺的需要规定控制的一项指标，是通过检验不同厂家生产的标准胶门尼粘度后，取其中间值而定的。天然橡胶的门尼粘度变化范围较合成胶要大，不能那样严格，造成门尼粘度波动的原因很多，如产地、树龄、生胶存放时间的长短也很重要。1.2 合成橡胶对于合成橡胶来说，其门尼粘度是一项重要的技术指标，它关系到胶料的分散性和物理机械性能。轮胎中常用的合成橡胶有顺丁胶、丁苯胶和卤化丁基胶等。顺丁胶（高顺式）的门尼粘度指标定为45±5，最低至最高的变化范围为10。丁苯胶又分为充油和不充油二种，如SBR1721、SBR1500等。溴化丁基橡胶的碘值测定是一个关键，国际上没有统一的测试

34、方法，门尼粘度测定有100和125两个温度，一般采用100。2、化工原材料2.1 硫化剂橡胶未经硫化前单个分子链之间没有产生交联，因此缺乏良好的物理机械性能，实用价值不大。当橡胶经过硫化交联以后，由于结构的变化而使其物理机械性能大大改善，尤其是橡胶的定伸应力、弹性、硬度、拉伸强度等一系列性能大大提高，成为具有宝贵使用价值的硫化胶。硫化剂品种是多种多样的，通常大部分使用硫黄，有些胶料中也使用不溶性硫黄（包括不溶性硫黄油膏），不溶性硫黄属无定形硫黄，所谓不溶性硫黄就是将普通的八角形硫黄加热到高温熔融，然后急速冷却，使硫黄形成线形大分子硫黄，而这种硫黄不溶入二硫化碳（普通硫黄溶入二硫化碳）所以称之为

35、不溶性硫黄。不溶性硫黄在橡胶中可以以较高比例混容而不喷出，而普通硫黄若超过1.5PHR则从橡胶中析出，俗称“喷霜”。大家知道，胶料喷霜后半成品没有任何粘性，这些半成品就成为了废料，会造成很大的浪费。在子午胎胶料中，为增加橡胶与钢丝的粘合，通常要加入超过3PHR的硫黄，为防止喷霜，而在胶料中使用不溶性硫黄。但不溶性硫黄在105的条件下又会转化成普通硫黄，所以在使用不溶性硫黄的胶料中，其加工过程严禁超过105。能避免胶料喷霜，也不易使胶料早期硫化并能保持较好的粘性，一般用于有较高工艺要求的胶料中，但是不溶性硫黄性质不稳定，容易变成可溶性硫黄，温度越高，储存时间越长，转化成可溶性硫黄的速度越快，因此

36、在混炼胶中加入不溶性硫黄时的温度应不能过高并且储存时间不能过长且不能受阳光直射。2.2 促进剂和防焦剂在橡胶胶料中配入少量促进剂能大大促进橡胶与硫化剂之间的化学反应，能提高硫化速度、缩短硫化时间，降低硫化反应临界温度，减少硫化剂用量，同时能够改善硫化胶的物理机械性能。促进剂分有机促进剂和无机促进剂，轮胎中基本上使用有机促进剂，其所属类别有秋来姆类、噻唑类、次磺酰胺类、胺类等，如促进剂M、DM、TBBS、NOBS、CBS、DCBS、TMTD、DTDM、H等。在子午胎中常用的促进剂多为次磺酰胺类后效性促进剂，如促进剂CBS、NOBS、TBBS、DCBS。这些促进剂起硫化促进的速度从快到慢排序为CB

37、S、TBBS、NOBS、DCBS。这些促进剂的生产原料大多是DM，所以其产品中游离DM含量容易超标。 因为DM是快速促进剂，其可明显减少胶料的焦烧时间，因而这项指标较为重要，特别是促进剂DCBS，由于其用于与钢丝帘线粘合的胶料，其胶料的焦烧时间和硫化速度对胶料与钢丝的粘合有着较大影响。 防焦剂能防止混炼胶在操作期间产生早期硫化，同时又不妨碍硫化温度下促进剂的正常作用。加入防焦剂的目的是提高胶料的操作安全性，延长胶料的储存时间。防焦剂CTP可以延长胶料的焦烧时间，且对胶料的硫化速度没有多大影响。一般胶料中加PHR防焦剂可以起到较好防焦作用，最多不能超过0.5PHR，否则将出现喷霜现象。2.3 活

38、性剂活性剂能够增加促进剂的活性，因而能减少促进剂用量或缩短硫化时间，亦可大大提高硫化胶的硫化程度，轮胎中常用的硫化活性剂有氧化锌和硬脂酸。ZnO是一种最通用的活性剂，对于子午胎来说，氧化锌的质量尤为重要，因为氧化锌在与钢丝粘合的胶料中，对橡胶与胶料的粘合起着重要的作用，用量也较其他胶料大。氧化锌中的微量的变价金属，含量超标，对胶料的粘合、特别是轮胎使用中后期影响非常大。因此在子午胎中使用的氧化锌的质量要远远高于斜交胎。2.4 防老剂橡胶制品（包括轮胎）的老化是指其使用性能衰退过程的总称。导致橡胶制品老化的因素主要有热氧化作用（屈挠龟裂）、机械应力参与的臭氧氧化作用（臭氧龟裂）、光和紫外光参与的

39、氧化作用（细微龟裂效应）、重金属参与的氧化作用、热水、蒸汽的水解老化以及霉菌的腐蚀等。防老剂品种繁多，每一种防老剂都有一定的防护范围，大部分橡胶制品都使用一种以上防老剂使其发挥协同效应以防止橡胶制品在不同使用条件下的老化。根据半钢子午线轮胎的使用条件以及不同胶料的特点，配方中大多使用防老剂RD、防老剂4020、防老剂H、防老剂3100、防老剂4010NA、微晶蜡等。型微晶蜡为物理防老剂，微晶蜡是在轮胎使用过程中慢慢向轮胎表面迁移，并在轮胎表面形成一层薄膜，防止紫外线的照射，对轮胎起到保护作用。而普通石蜡会很快全部从轮胎内部迁移到轮胎表面，只对轮胎的使用前期有保护作用，而后期则没有作用了。2.5

40、 补强填充剂对橡胶起补强作用的配合剂主要有炭黑、白炭黑等。炭黑是由天然气、石油或煤不完全燃烧而制成的。炭黑的品种很多，炭黑品种的名称有按制法和使用特性进行分类、有按ASTM系统分类。在轮胎中使用的炭黑主要有超耐磨炉黑、中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑、快压出炉黑、通用炉黑和半补强炉黑等。半钢子午胎中常用的炭黑有N234、N220、N330、N339、N326、N375、N660等。炭黑的关键指标是碘吸附值和DBP吸附值，这两项指标决定了炭黑的基本性质。对炭黑要进行胶料配合试验，检验的配方可使用天然胶或合成胶。着色强度(TINT STRENGHT)试验，是与标准试样比较吸光值（黑度），以了解炭黑粒子的分

41、布情况。着色强度这一指标并不单单是对胶料的着色，对碳黑在胶料的分散情况起着重要的作用。因此，这项指标也是比较重要的指标。N660炭黑的粒子强度是一关键指标。因为N660炭黑是软质炭黑，湿法造粒比较困难，在包装和运输过程中粒子破碎率极高，在使用时非常容易造成炭黑输送管路堵塞，造成停产、污染和浪费。白炭黑的关键指标是纯度和外观。另外白炭黑的比表面积、硫酸钠含量等项目对胶料的门尼粘度影响较大，也是很重要的指标。2.6 软化剂软化剂亦称为物理增塑剂，在橡胶中主要作用是增加橡胶大分子链之间的距离，减少分子间的作用力并产生润滑作用，使分子之间容易滑动从而增加胶料的塑性以改善轮胎胶料的加工性能。半钢子午胎中

42、最常使用的软化剂有高芳烃油和环烷油。油的质量指标如比重、粘度、芳烃含量等项目，对胶料的物理性能有很大的影响。油的苯胺点越高，表明油的芳烃含量越高。芳烃含量影响胶料的硬度。闪点是检验材料安全性的项目。目前芳烃油存在的问题有水分大，粘度不均一，对生产中带来很多不利因素。另一类软化剂为化学塑解剂。如塑解剂B，在含天然胶的胶料中加入约2%的用量，可以大幅度降低胶料的门尼粘度而对胶料的物理机械性能没有较大的影响，塑解剂B 有效组分为五氯硫酚。2.7 增粘剂增粘剂的功用主要是增加胶料表面的粘性，有的增粘剂还有增加胶料塑性的功能，目前轮胎中使用的增粘剂主要有烃类石油树脂、叔丁基酚醛树脂、辛基酚醛树脂和混合型

43、树脂等。叔丁基酚醛树脂只有荷兰的BASF公司生产的质量最好，其采用乙炔缩合的加工方法独特，增粘效果比用甲醛缩合的增粘效果持久性长，被称之为“超级增粘树脂”。叔丁基酚醛树脂比辛基酚醛树脂增粘效果好，但有的胶料在炼胶过程中混炼温度较低，只能使用辛基酚醛树脂。2.8 粘合增进剂粘合增进剂是指能够增加橡胶和金属粘合强度的配合剂，常用的粘合增进剂有钴盐、间苯二酚、间苯二酚树脂等，钴盐粘合增进剂有环烷酸钴、硬脂酸钴、癸酸钴、硼酰化钴等。癸酸钴要控制金属钴与癸酸的比例(一般为1:2)，做成颗粒状。环球软化点这项指标很重要，软化点高时在胶料中难于分散，低时产品发粘。要控制乙酸/钴的比例，超过影响粘合，乙酸量不

44、能超过1%。间苯二酚其升华温度在，且其在胶料中较难分散，所以一般在二段混炼时加入，而二段混炼温度很难控制在以下，造成间苯二酚晶体在母炼胶或终炼胶中喷出，影响到胶料的粘合性能和半成品的粘性，同时炼胶过程中散发出有毒烟雾，对操作工的身体带来伤害。近几年来，大部分轮胎生产厂家使用间苯二酚代替间苯二酚，在炼胶过程中将间苯二酚在二段加入改为终炼加入，同时又能改善间苯二酚的分散。3、骨架材料轮胎所以能承受一定的充气压力和负荷，主要靠骨架材料。对于半钢子午胎来说，轮胎的强度主要依赖于带束层的强度，因此带束层采用钢丝帘线，钢丝帘线的主要特点是伸长小而强力高。但对胎体来说，则要求耐疲劳性能良好，尤其是胎体下沉量

45、大，要求耐疲劳屈挠性能优良，因而采用纤维帘线，目前普遍使用的纤维帘线有尼龙和聚酯两种。轮胎对骨架材料的基本要求如下：(1)强度和初始模量要大。(2)由于轮胎行驶时对橡胶和纤维产生滞后损失，同时轮胎与路面产生变形和摩擦，使轮胎生热，故要求骨架材料有良好的耐热性。(3)轮胎行驶时帘线在橡胶中因受拉伸、压缩、弯曲等作用会老化，所以耐疲劳性要好。(4)在常温和高温时的尺寸稳定要好，加负荷时伸长率要小，蠕变现象要小，否则轮胎在行驶时会胀大。(5)与橡胶有良好的粘合性能。3.1 钢丝帘线由于子午线轮胎的高速发展，钢丝帘线的研究和发展也很快。目前，世界上的钢丝帘线结构和规格有几十种，但归纳起来主要有以下四个

46、类型，即：（1）普通结构钢丝帘线(Ordinary Cord)（2）高伸长结构钢丝帘线（High Elongation Cord）（）紧密型钢丝帘线（Compact Cord）（）开放式钢丝帘线（Open Cord）。这四种类型的钢丝帘线各有不同的技术特性，可按所制子午线轮胎的性能要求来选择用途。目前，全钢丝载重子午线轮胎多采用普通结构钢丝帘线作胎体，高伸长结构钢丝帘线作带束层的保护层。这里主要介绍这两种。钢丝帘线的制造方法有两种，一种是冷拉伸法；另一种是用熔化的钢水喷射法。现在国际上多采用冷拉伸法。即先把直径为，强度在KN/mm2的盘圆钢丝加热到950-1000，在熔融的铅水中立即冷却到53

47、0-580，其目的在于改变钢的晶体结构。经过热处理后的钢丝通过金钢钻或碳化钨模型冷拉伸到直径为0.76mm的钢丝，然后进行电镀黄铜，再根据所要捻成的钢丝帘线性能要求冷拉伸到所需要的钢丝直径，一般为0.15-0.38mm 。再根据钢丝帘线结构要求，将单丝直接捻成帘线，也可捻成股线后拼成帘线。钢丝帘线所用钢丝的成份主要含铁、碳、锰、硅、硫、磷、铝、镍、铜等。钢丝帘线所用的钢属于高碳钢（C70），碳含量在0.6-0.82%左右。碳元素是钢材中最重要的化学成份，碳元素大部分以碳化铁（Fe3C）的状态分布在钢中，它对钢材的软硬和机械性能影响很大。含碳量高，钢材的强度就高，但延伸率低，塑性差。含碳量低，则

48、强度差，延伸率高，塑性好。锰的含量在0.45-0.60%左右，锰能提高钢的硬度，强度以及淬透性。但含量增多，则影响帘线的耐冲击韧性。硅的含量在0.15-0.30%左右。硅是钢的脱氧剂，对钢材起着均匀致密的作用，能提高钢材的耐疲劳性能，但影响塑性。硫的含量0.10%，硫对钢材很不利，它不但影响帘线的加工工艺,而且能使帘线变脆，生锈，难以镀锌，降低塑性以及耐磨性和耐蚀性，所以必须控制其含量。硫十磷的含量0.025%，磷对钢材也非常不利，它能使金属塑性恶化，产生冷脆性和镀锌困难。其他如铜、铬、镍、铝的含量都应严格控制，分别为0.06%，0.05%，0.06%，0.005%以下。因为它们都对帘线的影响

49、弊多利少，就不一一介绍。由于钢丝与橡胶的粘合性能较差，所以橡胶工业用的钢丝（包括钢丝帘线和胎圈钢丝）均要在钢丝表面镀铜。子午线轮胎用的钢丝帘线一般都是在表面镀黄铜，所谓黄铜实际上是铜、锌合金，铜锌比为60-70：40-30%。根据用户要求，镀层中铜含量分为高铜和低铜两种，低铜含量一般是Cu含量在63%左右，高铜含量为Cu含量在67%左右。钢丝帘线的镀铜量一般为4-8gkg。镀铜钢丝埋入橡胶中，与橡胶的粘合机理是：在硫化反应过程中形成交联键，即首先是钢丝表面的铜和胶料中的硫反应生成CuxS和ZnxS。然后硫化物与橡胶大分子反应生成（CuxSNR和ZnxS一NR键，从而达到粘合作用。钢丝镀层中铜锌

50、比例和镀铜量对与橡胶的粘合有直接关系，上述比例其粘合性良好。镀层中铜含量超过80%或低于55%时，其粘合性能都欠佳。橡胶与钢丝帘线的粘合性能除取决于镀层中的铜锌比例和镀铜量以外，还取决于胶料的配方组份，如粘合体系、硫磺含量、氧化锌含量、促进剂类型和用量、以及硫化温度等诸多因素。3.1.2 钢丝帘线的结构、盘条，加工钢丝用的原材料是由不同化学成份组成的金属线材，一般直径为6mm，缠绕为盘状，称为盘条。b、单丝，不同直径的单根细钢丝称为单丝，可用其组成股线。c、帘线，三根以上的单丝或两股以上的股线捻制而成的钢丝线绳称为钢丝帘线。d、外缠线，缠绕在钢丝帘线表面的单丝称为外缠线。钢丝帘线规格结构的表示

51、方法与其它骨架材料不同，它是用单丝直径、股数以及每股线中的数量和是否带外缠线等几个参数组成的符号来表示的，其表达式为：（NxF）Xd + （NxF）xD +（NxF）xD + FxD最内层 + 中间层 + 最外层 + 外缠线N：股数；F：单丝数；：单丝直径A、从最内层逐层向外数。B、各层之间用加号（+）表示。C、括号是用来划分每一层的。D、当N或F=1时，可省掉格式中的N和F，则得到简写的命名。E、如果两层以上的直径相同，只要在最后一层注上直径，其余层的直径可省略不写，但在螺旋外缠层之间的最后一层的单丝直径必须标明，螺旋外缠层的直径也必须标明。如按上述表达式和命名规则标注的钢帘线结构式：可简化

52、为：3.1.3 钢丝帘线的性能钢丝帘线的拉伸强度高，可以减少子午线轮胎的帘线层数，一般载重子午线轮胎只有一层胎体帘布；伸长率小，可以使轮胎尺寸稳定，不变形、耐热性好（800时才熔化）、导热快，可使轮胎行驶时产生的热量迅速散发；蠕变为零，基本上没有收缩，有较好的耐冲击性；与其他帘线相比滞后损失最低，节约能源；与橡胶的粘合性好等等。钢丝帘线性能的正常检测项目很多，如帘线直径、捻度、拉伸强度、断裂伸长率、平直度、钢性、线密度等等，每种帘线都有不同的指标。在实际生产过程中还应检查其他几项： （1）残余扭力的大小，及每批帘线中扭力旋转方向的配比。普通结构钢丝帘线的残余扭力最大为0-±3转/米。高伸长钢丝帘线的残余扭力最大为0-±转/6米。每批帘线中扭力旋转方向左旋、右旋的数量应接近相等，否则工艺操作性能不好。尤其是在帘布裁断之后会导致边部翘起，给生产带来极大困难，轮胎质量无法保证。（）钢丝帘线表面要保持清洁，不能有油污、灰尘、锈蚀、脱铜等现象，否则影响钢丝帘线与橡胶的粘合性能。（3）每个锭子的帘线长度应尽量保持一致，否则压延过程中帘线浪费太大，影响轮胎成本。轮胎用胎圈钢丝要求有较高的拉伸强度，比较小的扯断伸长，最好的平直度，抗弯曲性能好，并且