輪胎模具表面處理對輪胎表面質量的影響

王海峰

摘 要：汽車是現(xiàn)代工業(yè)的重要產物。近些年來隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的汽車銷售量和保有量逐年增加，以2016年為例，我國實現(xiàn)了各類汽車2000多萬量的銷售額。輪胎作為汽車中的重要組成部分，每年的需求量極為巨大。做好輪胎的生產加工對于確保車輛的正常運行有著十分重要的意義。在輪胎的生產中，輪胎模具是其中最重要也是最為關鍵的部件之一，輪胎模具表面的質量直接影響到汽車輪胎的外觀、生產效率以及模具的使用壽命。如何延長輪胎模具的使用壽命是長期以來輪胎生產廠商一直致力的事業(yè)。做好輪胎模具的表面處理提高輪胎模具的表面質量能夠有效提升輪胎的加工質量，本文在分析影響輪胎模具表面質量的影響因素的基礎上對如何提升輪胎模具的表面質量進行分析闡述。

關鍵詞：輪胎模具；表面質量；表面處理

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

輪胎模具是輪胎加工中的重要設備。長期以來，由于輪胎模具表面質量問題而導致的輪胎加工質量及輪胎模具使用壽命短的問題長期困擾著各大輪胎生產廠商。做好輪胎模具的表面處理，提升輪胎模具表面質量是提升輪胎模具使用壽命的重要舉措。做好輪胎模具的表面處理應當從影響輪胎模具表面質量的影響因素入手針對性的進行處理。本文將就現(xiàn)今輪胎模具表面處理中主要采用的輪胎模具表面防護、清理以及排氣孔等的措施中所存在的問題進行討論，并對如何對上述處理工藝中所存在問題進行針對性的解決，從而提升輪胎模具表面質量。

1.影響輪胎模具表面質量的因素分析

1.1輪胎模具表面的防護不足

輪胎模具的表面主要分為花紋圈和胎側板兩部分。對于一般乘用車所使用的子午線輪胎模具的花紋圈主要采用的是精密鑄造路合金來進行制造。對于商用車所采用的子午線輪胎模具花紋圈在模具材質上主要使用的是鋼制材料。輪胎模具中的胎側板也采用的是鋼質材料。為確保輪胎模具的使用壽命，在輪胎模具的加工制造后都會在輪胎模具的表面鍍一層很薄但是較為致密的表面硬化層，以鋁合金材質為例，其表面所使用的硬化層主要采用的是氧化膜，對于鋼質輪胎模具的表面則主要使用的是金屬硬化層。通過輪胎模具表面的金屬硬化層會使得加工完成的輪胎表面形成非常美觀和漂亮的表層。隨之輪胎模具的長期使用，輪胎中的硫化物滲出附著在輪胎模具的表面從而對輪胎模具的表面造成嚴重的侵蝕，從而導致輪胎模具所加工出來的輪胎的外觀越來越差，并最終不得不更換或是清理輪胎模具，從而影響輪胎模具的使用壽命和使用效率。現(xiàn)今對于輪胎模具表面防護主要采用的是在輪胎模具表面涂覆防護層用以對輪胎模具的表面進行保護。其中以鋼質輪胎模具表面防護為例主要采用的是在其表面進行電鍍或是噴特氟龍的處理方法。但是上述兩種表面防護方法在實際的應用過程中由于保護層經(jīng)常發(fā)生脫落問題從而導致需要經(jīng)常性的進行噴涂從而導致輪胎模具的使用效率大打折扣。而在對鋁質模具的表面并未有良好的表面防護處理方式。

1.2對于輪胎模具表面的清理方法存在缺陷

在輪胎模具長時間使用后橡膠顆?；蚴橇蚧锏葧街谳喬ツ＞叩谋砻鎻亩绊戄喬サ募庸べ|量。此時需要對輪胎模具的表面進行處理，現(xiàn)今對于輪胎模具表面的處理主要采用的是噴砂、干冰或是激光等的方式。其中噴砂處理方式使用的時間最長但是采用噴砂清理措施會造成輪胎模具使用壽命銳減，實際上輪胎模具壽命較低很大一部分的原因是由于噴砂清理工藝造成的。對于輪胎模具表面所附著的硫化物等，通過使用壓縮空氣所攜帶的干冰高速噴射在熱的模具表面，從而使得輪胎模具表面所附著的硫化物快速氣化并揮發(fā)。采用干冰對輪胎模具進行處理可以作為輔助措施而無法作為主要的清理措施。激光表面處理在輪胎模具表面處理效果較好但是投入較大，因此激光清理工藝并未廣泛使用。

1.3排氣孔堵塞

在輪胎的加工過程中排氣孔主要用于排出輪胎加工中所產生的氣體，一般來說，排氣孔僅有0.07±0.01mm的直徑，由于排氣孔的直徑較小導致排氣孔進場為橡膠料或是其他的雜質所滯堵，從而造成輪胎在加工的過程中所需排出的廢氣無法通過排氣孔排出而發(fā)生窩氣、輪胎表面缺膠等的問題。嚴重影響輪胎的表面質量和使用性能。現(xiàn)今對于輪胎模具排氣孔并未有良好的處理措施。

2.提高輪胎模具表面質量的措施

輪胎模具的表面質量對于輪胎的加工質量及使用性能和使用壽命有著極為重要的影響。針對上述所述的影響輪胎模具表面質量的因素可以采用下述集中措施予以處理以便提高輪胎模具的表面質量：（1）對輪胎模具表面進行納米滲層處理。在以往的輪胎模具表面保護處理后通過高倍放大鏡對輪胎模具的表面進行觀察仍能較為清晰和明顯的發(fā)現(xiàn)在輪胎模具表面分布著密密麻麻的孔洞，這些孔洞用肉眼無法觀測，但是這些孔洞的直徑要大于輪胎制造過程中所使用的混煉膠的大分子的尺寸，這些孔洞的存在將會導致在橡膠輪胎硫化制造的過程中，一部分的混煉膠大分子嵌入到輪胎模具表面的孔洞中，在輪胎脫離輪胎模具時一部分的混煉膠就會留在輪胎模具的表面，留在輪胎模具表面的混煉膠分子會隨著輪胎的加工而不斷增多并最終導致輪胎模具的表面喪失光滑性，嚴重影響輪胎模具的表面質量，進而對所制造的輪胎表面造成嚴重的影響。針對這一問題，可以對輪胎模具表面進行納米滲層處理。這一處理工藝通過特殊的處理工藝將納米金屬材料滲入到輪胎模具表面所存在的細小孔洞中，從而將輪胎模具表面肉眼所無法觀測到的孔洞填滿，從而使得在輪胎硫化加工中混煉膠大分子無法滲入到輪胎模具表面的孔洞中，從而減小了輪胎模具金屬表面雜質的堆積，提高了輪胎模具的使用效率和使用壽命。同時通過對輪胎模具表面進行納米滲層處理還能夠有效提升輪胎模具表面的光潔度和抗腐蝕、抗磨損的能力，是輪胎模具表面處理新技術的重要應用。此外，通過對輪胎模具進行納米滲層處理能夠有效地提升輪胎模具的使用壽命。這一技術不僅僅可以對新的輪胎模具進行表面處理，同時可以對舊輪胎模具進行表面翻新處理，據(jù)相關研究表明采用納米滲層處理的輪胎模具能夠延長1倍以上的使用壽命，極大地提升了輪胎模具的使用效率。（2）超聲波輪胎模具表面清理技術。在應用超聲波處理技術時，首先將輪胎模具浸泡于一定溫度的清洗液中，使得附著在輪胎模具表面的雜質軟化，而后采用超聲波發(fā)生器所產生的高頻振蕩信號對輪胎模具表面進行清理，通過連續(xù)不斷的振蕩將能輕易地將沉積于輪胎模具花紋表面及排氣孔中的雜質或是污垢清洗剝落，用以完成對于輪胎模具表面的處理。（3）組片式花紋圈技術。針對輪胎模具排氣孔容易堵塞而影響輪胎表面質量的問題，可以通過采用組片式花紋圈技術來予以處理。組片式花紋圈技術是通過將輪胎模具沿著其圓周方向分割成多個細小的單元，通過在各單元之間設置約0.03mm的間隙，從而使得在輪胎硫化加工過程中所產生的廢氣能夠通過這些設置的細小縫隙排出，避免廢氣的堆積而對輪胎表面質量造成影響。采用這一輪胎模具表面處理工藝所生產出的輪胎具有生產精度高、外形美觀和節(jié)省橡膠材料等的優(yōu)點。

結語

做好輪胎模具金屬表面的處理對于提高輪胎的制造質量，延長輪胎模具的使用壽命有著十分重要的意義。本文針對輪胎模具在使用過程中所存在的輪胎模具表面防護不足、處理工藝以及排氣孔堵塞等的問題進行了分析，并對如何解決輪胎模具表面質量提出了相應的解決措施。

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