轮胎模具表面处理对轮胎表面质量的影响

王海峰

摘 要：汽车是现代工业的重要产物。近些年来随着我国经济的快速发展，我国的汽车销售量和保有量逐年增加，以2016年为例，我国实现了各类汽车2000多万量的销售额。轮胎作为汽车中的重要组成部分，每年的需求量极为巨大。做好轮胎的生产加工对于确保车辆的正常运行有着十分重要的意义。在轮胎的生产中，轮胎模具是其中最重要也是最为关键的部件之一，轮胎模具表面的质量直接影响到汽车轮胎的外观、生产效率以及模具的使用寿命。如何延长轮胎模具的使用寿命是长期以来轮胎生产厂商一直致力的事业。做好轮胎模具的表面处理提高轮胎模具的表面质量能够有效提升轮胎的加工质量，本文在分析影响轮胎模具表面质量的影响因素的基础上对如何提升轮胎模具的表面质量进行分析阐述。

关键词：轮胎模具；表面质量；表面处理

中图分类号：TP391 文献标识码：A

轮胎模具是轮胎加工中的重要设备。长期以来，由于轮胎模具表面质量问题而导致的轮胎加工质量及轮胎模具使用寿命短的问题长期困扰着各大轮胎生产厂商。做好轮胎模具的表面处理，提升轮胎模具表面质量是提升轮胎模具使用寿命的重要举措。做好轮胎模具的表面处理应当从影响轮胎模具表面质量的影响因素入手针对性的进行处理。本文将就现今轮胎模具表面处理中主要采用的轮胎模具表面防护、清理以及排气孔等的措施中所存在的问题进行讨论，并对如何对上述处理工艺中所存在问题进行针对性的解决，从而提升轮胎模具表面质量。

1.影响轮胎模具表面质量的因素分析

1.1轮胎模具表面的防护不足

轮胎模具的表面主要分为花纹圈和胎侧板两部分。对于一般乘用车所使用的子午线轮胎模具的花纹圈主要采用的是精密铸造路合金来进行制造。对于商用车所采用的子午线轮胎模具花纹圈在模具材质上主要使用的是钢制材料。轮胎模具中的胎侧板也采用的是钢质材料。为确保轮胎模具的使用寿命，在轮胎模具的加工制造后都会在轮胎模具的表面镀一层很薄但是较为致密的表面硬化层，以铝合金材质为例，其表面所使用的硬化层主要采用的是氧化膜，对于钢质轮胎模具的表面则主要使用的是金属硬化层。通过轮胎模具表面的金属硬化层会使得加工完成的轮胎表面形成非常美观和漂亮的表层。随之轮胎模具的长期使用，轮胎中的硫化物渗出附着在轮胎模具的表面从而对轮胎模具的表面造成严重的侵蚀，从而导致轮胎模具所加工出来的轮胎的外观越来越差，并最终不得不更换或是清理轮胎模具，从而影响轮胎模具的使用寿命和使用效率。现今对于轮胎模具表面防护主要采用的是在轮胎模具表面涂覆防护层用以对轮胎模具的表面进行保护。其中以钢质轮胎模具表面防护为例主要采用的是在其表面进行电镀或是喷特氟龙的处理方法。但是上述两种表面防护方法在实际的应用过程中由于保护层经常发生脱落问题从而导致需要经常性的进行喷涂从而导致轮胎模具的使用效率大打折扣。而在对铝质模具的表面并未有良好的表面防护处理方式。

1.2对于轮胎模具表面的清理方法存在缺陷

在轮胎模具长时间使用后橡胶颗粒或是硫化物等会附着在轮胎模具的表面从而影响轮胎的加工质量。此时需要对轮胎模具的表面进行处理，现今对于轮胎模具表面的处理主要采用的是喷砂、干冰或是激光等的方式。其中喷砂处理方式使用的时间最长但是采用喷砂清理措施会造成轮胎模具使用寿命锐减，实际上轮胎模具寿命较低很大一部分的原因是由于喷砂清理工艺造成的。对于轮胎模具表面所附着的硫化物等，通过使用压缩空气所携带的干冰高速喷射在热的模具表面，从而使得轮胎模具表面所附着的硫化物快速气化并挥发。采用干冰对轮胎模具进行处理可以作为辅助措施而无法作为主要的清理措施。激光表面处理在轮胎模具表面处理效果较好但是投入较大，因此激光清理工艺并未广泛使用。

1.3排气孔堵塞

在轮胎的加工过程中排气孔主要用于排出轮胎加工中所产生的气体，一般来说，排气孔仅有0.07±0.01mm的直径，由于排气孔的直径较小导致排气孔进场为橡胶料或是其他的杂质所滞堵，从而造成轮胎在加工的过程中所需排出的废气无法通过排气孔排出而发生窝气、轮胎表面缺胶等的问题。严重影响轮胎的表面质量和使用性能。现今对于轮胎模具排气孔并未有良好的处理措施。

2.提高轮胎模具表面质量的措施

轮胎模具的表面质量对于轮胎的加工质量及使用性能和使用寿命有着极为重要的影响。针对上述所述的影响轮胎模具表面质量的因素可以采用下述集中措施予以处理以便提高轮胎模具的表面质量：（1）对轮胎模具表面进行纳米渗层处理。在以往的轮胎模具表面保护处理后通过高倍放大镜对轮胎模具的表面进行观察仍能较为清晰和明显的发现在轮胎模具表面分布着密密麻麻的孔洞，这些孔洞用肉眼无法观测，但是这些孔洞的直径要大于轮胎制造过程中所使用的混炼胶的大分子的尺寸，这些孔洞的存在将会导致在橡胶轮胎硫化制造的过程中，一部分的混炼胶大分子嵌入到轮胎模具表面的孔洞中，在轮胎脱离轮胎模具时一部分的混炼胶就会留在轮胎模具的表面，留在轮胎模具表面的混炼胶分子会随着轮胎的加工而不断增多并最终导致轮胎模具的表面丧失光滑性，严重影响轮胎模具的表面质量，进而对所制造的轮胎表面造成严重的影响。针对这一问题，可以对轮胎模具表面进行纳米渗层处理。这一处理工艺通过特殊的处理工艺将纳米金属材料渗入到轮胎模具表面所存在的细小孔洞中，从而将轮胎模具表面肉眼所无法观测到的孔洞填满，从而使得在轮胎硫化加工中混炼胶大分子无法渗入到轮胎模具表面的孔洞中，从而减小了轮胎模具金属表面杂质的堆积，提高了轮胎模具的使用效率和使用寿命。同时通过对轮胎模具表面进行纳米渗层处理还能够有效提升轮胎模具表面的光洁度和抗腐蚀、抗磨损的能力，是轮胎模具表面处理新技术的重要应用。此外，通过对轮胎模具进行纳米渗层处理能够有效地提升轮胎模具的使用寿命。这一技术不仅仅可以对新的轮胎模具进行表面处理，同时可以对旧轮胎模具进行表面翻新处理，据相关研究表明采用纳米渗层处理的轮胎模具能够延长1倍以上的使用寿命，极大地提升了轮胎模具的使用效率。（2）超声波轮胎模具表面清理技术。在应用超声波处理技术时，首先将轮胎模具浸泡于一定温度的清洗液中，使得附着在轮胎模具表面的杂质软化，而后采用超声波发生器所产生的高频振荡信号对轮胎模具表面进行清理，通过连续不断的振荡将能轻易地将沉积于轮胎模具花纹表面及排气孔中的杂质或是污垢清洗剥落，用以完成对于轮胎模具表面的处理。（3）组片式花纹圈技术。针对轮胎模具排气孔容易堵塞而影响轮胎表面质量的问题，可以通过采用组片式花纹圈技术来予以处理。组片式花纹圈技术是通过将轮胎模具沿着其圆周方向分割成多个细小的单元，通过在各单元之间设置约0.03mm的间隙，从而使得在轮胎硫化加工过程中所产生的废气能够通过这些设置的细小缝隙排出，避免废气的堆积而对轮胎表面质量造成影响。采用這一轮胎模具表面处理工艺所生产出的轮胎具有生产精度高、外形美观和节省橡胶材料等的优点。

结语

做好轮胎模具金属表面的处理对于提高轮胎的制造质量，延长轮胎模具的使用寿命有着十分重要的意义。本文针对轮胎模具在使用过程中所存在的轮胎模具表面防护不足、处理工艺以及排气孔堵塞等的问题进行了分析，并对如何解决轮胎模具表面质量提出了相应的解决措施。

参考文献

[1]宁新华.轮胎模具表面质量影响因素分析[J].轮胎工业，2016（1）：58-60.

[2]王乾廷，徐友干.贴花型轮胎模花块精密铸造模具三维建模技术[J].金属加工（冷加工），2005（7）：77-79.

[3]谢小梅.罐式水胎硫化改为胶囊硫化的农业轮胎模具改造[J].橡胶科技，2009，7（10）：24-27.