中國橡膠機械網(wǎng) 從2002年起，我國汽車工業(yè)步入高速增長的發(fā)展階段，并已成為世界汽車生產(chǎn)大國。在汽車快速增長的拉動下，與之處于同一生產(chǎn)鏈的輪胎行業(yè)也獲得了較大的發(fā)展。然而，伴隨著全球輪胎制造業(yè)高新技術(shù)的發(fā)展和原材料價格的瘋狂猛漲，我國很多輪胎廠家經(jīng)濟效益不太樂觀。為了能在市場上求得生存，很多輪胎制造廠家也紛紛采取了積極的對策，如不斷實現(xiàn)科技創(chuàng)新，不斷從原材料的配方、生產(chǎn)工藝等上面入手進行改革，千方百計的降低輪胎制作成本，因而出現(xiàn)了很多新的生產(chǎn)工藝和方法。在此，本文簡單介紹兩種新式輪胎外胎的制作方法：
以氮氣為工作介質(zhì)實現(xiàn)輪胎制作輕量化的方法
以氮氣為工作介質(zhì)實現(xiàn)輪胎輕量化的方法是利用透氣性差的樹脂薄膜作輪胎的內(nèi)襯層，向金屬模具內(nèi)的輪胎里加入溫度為140℃，壓力為1.0~2.0MPa的氮氣進行硫化的方法。這種方法最關(guān)鍵的是內(nèi)襯層材料的選用和氮氣硫化的實現(xiàn)。
▲內(nèi)襯層的選用：若采用丁基膠之類透氣性差的內(nèi)襯層會導致輪胎重量的增加，達不到輪胎輕量化的要求。由于丁基橡膠與輪胎內(nèi)面橡膠粘合不太緊密，故需要借助于能把丁基橡膠和胎胚內(nèi)面橡膠粘合起來的結(jié)合橡膠片才能進行充分粘合。此外，丁基橡膠并非完全不透氣，為了維持必要的輪胎壓力至少需要幾百微米的厚度，加上丁基橡膠后，結(jié)合橡膠的厚度將超過1mm(1000μm)，這將會導致輪胎重量的增加。如采用透氣性差的薄膜代替丁基橡膠作為內(nèi)襯層，例如：用聚脂薄膜作為內(nèi)襯層，該薄膜與丁基橡膠相比具有透氣性更差、與輪胎內(nèi)面粘結(jié)性好的特點，可以減少橡膠厚度以及不需要使用結(jié)合橡膠，實現(xiàn)不改變空氣壓力穩(wěn)定性的狀態(tài)下空氣輪胎輕量化。本方法還可采用透氣性差的樹脂薄膜，如表面鍍有氧化硅的聚脂類薄膜、乙烯叉二氯和聚氯乙烯聚合的薄膜、脂肪酸聚酰胺薄膜等。
▲氮氣硫化工藝的實現(xiàn)：首先，把透氣性差的樹脂薄膜迭壓到未硫化橡膠制成的輪胎內(nèi)，形成內(nèi)襯層。然后，向金屬模具里的輪胎加入溫度為140～1700℃、壓力為1.0～2.0MPa的氮氣進行硫化。但由于使用了透氣性差的薄膜作內(nèi)襯層，在插塞式硫化成型機上進行硫化作業(yè)時，會被插塞捅破、損壞，故此時的金屬模具應使用無插塞式硫化成型機，也可以把普通的插塞式硫化機改造成無插塞式硫化機使用。氮氣的溫度設(shè)定為140～1700℃，溫度太低則硫化不徹底，太高則會出現(xiàn)過硫化、繩織老化、橡膠物理性能下降，導致輪胎質(zhì)量達不到要求。另外，氮氣的壓力設(shè)定為1.0～2.0MPa，如低于1.0MPa，輪胎質(zhì)量（耐用性、外觀故障）會出現(xiàn)問題；高于2.0MPa，會增加模具的負擔，給安全生產(chǎn)帶來隱患。在整個工藝過程中，氮氣的壓力和溫度是采用熱交換機和壓縮機來保證的。
利用這種制作方法，可實現(xiàn)在不損壞內(nèi)襯層的同時制造出空氣壓力穩(wěn)定性好且輕量化的空氣輪胎，同時可更大地降低輪胎外胎的制作成本。
利用超高頻能量為能源，以氮氣為保壓的成型硫化方法
這種方法是利用超高頻能量對模具中胎胚進行預熱，預熱時胎胚在工作介質(zhì)壓力的8.7%～10%下進行。胎胚加熱到橡膠氣泡形成溫度后工作介質(zhì)壓力達到指定值，然后進行成型和硫化。這種方法能夠提高輪胎質(zhì)量，降低輪胎生產(chǎn)過程中的能量消耗。整個流程概括如下：
首先，將輪胎胚裝進模具，用工作介質(zhì)填充模具（壓力達到指定加壓值的8.7%～10%），壓模中的坯料受到超高頻能量的預熱。這種壓力不能保證在輪胎胎面上形成圖案，因此在密閉的壓模中，只有坯料表面接觸圖案模具。
用超高頻能量電源，進行輪胎坯料預熱，達到氣泡形成溫度。坯料加熱后，工作介質(zhì)壓力達到指定加壓值。結(jié)果橡膠混合坯料流進壓模的圖案模具中形成輪胎花紋，實現(xiàn)成型和硫化。將輪胎坯料迅速加熱到橡膠氣泡形成溫度降低了橡膠的粘度（韌性），促使其更好的流入壓模圖案中，改善了輪胎的商品外觀，并降低了加壓介質(zhì)的壓力。輪胎圖案形成時硫化器模具中加壓介質(zhì)所需壓力的降低，減少了硫化器硫化設(shè)備的金屬和加壓介質(zhì)的消耗量。在輪胎坯料（加熱到120℃）上輪胎花紋的形成過程中，提高了與橡膠與簾布（簾線）部分的粘合強度，加快了橡膠混合物的應力松弛過程，提高了輪胎耐用期。向模具填加工作介質(zhì)，達到指定加壓值的8.7%～10%后，將超高頻硫化器壓模中的輪胎坯料加熱到120℃，這樣能夠避免加熱橡膠混合物中的早期硫化和產(chǎn)生強化氣泡。
例：在超高頻硫化器中生產(chǎn)260～508P氣體輪胎，使用氮氣作為工作介質(zhì)。
將橡膠坯料填加到硫化壓模中，在模具中注入氮氣，壓力達到0.1MPa。接通超高頻能量電源，迅速給輪胎坯料加熱到橡膠混合物氣泡形成溫度(120℃)，達到此溫度后，讓模具中氮氣壓力達到1.0 MPa，這樣橡膠混合物流進壓模圖案模具，完成輪胎的成型和硫化。
利用這種方法制作輪胎的特點是：既能提高輪胎質(zhì)量又可以降低其生產(chǎn)過程中的能量消耗。預熱是在模具中工作介質(zhì)壓力等于指定加壓值8.7%～10%下進行的，坯料加熱到橡膠坯料氣泡形成溫度后，模具中工作介質(zhì)壓力達到指定加壓值。從而達到降低輪胎制作成本的目的。
以氮氣為工作介質(zhì)實現(xiàn)輪胎制作輕量化的方法
以氮氣為工作介質(zhì)實現(xiàn)輪胎輕量化的方法是利用透氣性差的樹脂薄膜作輪胎的內(nèi)襯層，向金屬模具內(nèi)的輪胎里加入溫度為140℃，壓力為1.0~2.0MPa的氮氣進行硫化的方法。這種方法最關(guān)鍵的是內(nèi)襯層材料的選用和氮氣硫化的實現(xiàn)。
▲內(nèi)襯層的選用：若采用丁基膠之類透氣性差的內(nèi)襯層會導致輪胎重量的增加，達不到輪胎輕量化的要求。由于丁基橡膠與輪胎內(nèi)面橡膠粘合不太緊密，故需要借助于能把丁基橡膠和胎胚內(nèi)面橡膠粘合起來的結(jié)合橡膠片才能進行充分粘合。此外，丁基橡膠并非完全不透氣，為了維持必要的輪胎壓力至少需要幾百微米的厚度，加上丁基橡膠后，結(jié)合橡膠的厚度將超過1mm(1000μm)，這將會導致輪胎重量的增加。如采用透氣性差的薄膜代替丁基橡膠作為內(nèi)襯層，例如：用聚脂薄膜作為內(nèi)襯層，該薄膜與丁基橡膠相比具有透氣性更差、與輪胎內(nèi)面粘結(jié)性好的特點，可以減少橡膠厚度以及不需要使用結(jié)合橡膠，實現(xiàn)不改變空氣壓力穩(wěn)定性的狀態(tài)下空氣輪胎輕量化。本方法還可采用透氣性差的樹脂薄膜，如表面鍍有氧化硅的聚脂類薄膜、乙烯叉二氯和聚氯乙烯聚合的薄膜、脂肪酸聚酰胺薄膜等。
▲氮氣硫化工藝的實現(xiàn)：首先，把透氣性差的樹脂薄膜迭壓到未硫化橡膠制成的輪胎內(nèi)，形成內(nèi)襯層。然后，向金屬模具里的輪胎加入溫度為140～1700℃、壓力為1.0～2.0MPa的氮氣進行硫化。但由于使用了透氣性差的薄膜作內(nèi)襯層，在插塞式硫化成型機上進行硫化作業(yè)時，會被插塞捅破、損壞，故此時的金屬模具應使用無插塞式硫化成型機，也可以把普通的插塞式硫化機改造成無插塞式硫化機使用。氮氣的溫度設(shè)定為140～1700℃，溫度太低則硫化不徹底，太高則會出現(xiàn)過硫化、繩織老化、橡膠物理性能下降，導致輪胎質(zhì)量達不到要求。另外，氮氣的壓力設(shè)定為1.0～2.0MPa，如低于1.0MPa，輪胎質(zhì)量（耐用性、外觀故障）會出現(xiàn)問題；高于2.0MPa，會增加模具的負擔，給安全生產(chǎn)帶來隱患。在整個工藝過程中，氮氣的壓力和溫度是采用熱交換機和壓縮機來保證的。
利用這種制作方法，可實現(xiàn)在不損壞內(nèi)襯層的同時制造出空氣壓力穩(wěn)定性好且輕量化的空氣輪胎，同時可更大地降低輪胎外胎的制作成本。
利用超高頻能量為能源，以氮氣為保壓的成型硫化方法
這種方法是利用超高頻能量對模具中胎胚進行預熱，預熱時胎胚在工作介質(zhì)壓力的8.7%～10%下進行。胎胚加熱到橡膠氣泡形成溫度后工作介質(zhì)壓力達到指定值，然后進行成型和硫化。這種方法能夠提高輪胎質(zhì)量，降低輪胎生產(chǎn)過程中的能量消耗。整個流程概括如下：
首先，將輪胎胚裝進模具，用工作介質(zhì)填充模具（壓力達到指定加壓值的8.7%～10%），壓模中的坯料受到超高頻能量的預熱。這種壓力不能保證在輪胎胎面上形成圖案，因此在密閉的壓模中，只有坯料表面接觸圖案模具。
用超高頻能量電源，進行輪胎坯料預熱，達到氣泡形成溫度。坯料加熱后，工作介質(zhì)壓力達到指定加壓值。結(jié)果橡膠混合坯料流進壓模的圖案模具中形成輪胎花紋，實現(xiàn)成型和硫化。將輪胎坯料迅速加熱到橡膠氣泡形成溫度降低了橡膠的粘度（韌性），促使其更好的流入壓模圖案中，改善了輪胎的商品外觀，并降低了加壓介質(zhì)的壓力。輪胎圖案形成時硫化器模具中加壓介質(zhì)所需壓力的降低，減少了硫化器硫化設(shè)備的金屬和加壓介質(zhì)的消耗量。在輪胎坯料（加熱到120℃）上輪胎花紋的形成過程中，提高了與橡膠與簾布（簾線）部分的粘合強度，加快了橡膠混合物的應力松弛過程，提高了輪胎耐用期。向模具填加工作介質(zhì)，達到指定加壓值的8.7%～10%后，將超高頻硫化器壓模中的輪胎坯料加熱到120℃，這樣能夠避免加熱橡膠混合物中的早期硫化和產(chǎn)生強化氣泡。
例：在超高頻硫化器中生產(chǎn)260～508P氣體輪胎，使用氮氣作為工作介質(zhì)。
將橡膠坯料填加到硫化壓模中，在模具中注入氮氣，壓力達到0.1MPa。接通超高頻能量電源，迅速給輪胎坯料加熱到橡膠混合物氣泡形成溫度(120℃)，達到此溫度后，讓模具中氮氣壓力達到1.0 MPa，這樣橡膠混合物流進壓模圖案模具，完成輪胎的成型和硫化。
利用這種方法制作輪胎的特點是：既能提高輪胎質(zhì)量又可以降低其生產(chǎn)過程中的能量消耗。預熱是在模具中工作介質(zhì)壓力等于指定加壓值8.7%～10%下進行的，坯料加熱到橡膠坯料氣泡形成溫度后，模具中工作介質(zhì)壓力達到指定加壓值。從而達到降低輪胎制作成本的目的。
