高鐵輪胎怎么做 高鐵輪胎是什么樣子的

兩種橡膠材料，一種是丁基橡膠，一種是天然橡膠，制作工藝是先開模具，然后放入配好的橡膠模壓成型，我有個朋友做這個輪胎是怎么做成的,運用了什么科學道理在里面

輪胎生產需要這幾個步驟：煉膠、半成型、成型、硫化、檢驗、入庫。

密煉：

大家都知道橡膠都是乳白色的，因為添加了炭黑等各種元素才變成了黑色。添加化學物質的過程工藝就叫做密煉。

密煉車間環境很不好，氣味太大，一般人只能工作三年，不然會有后遺癥的。

倍耐力的原始橡膠全部是進口的天然橡膠，送往研發中心做品質鑒定，之后送往密煉車間，通過密煉機（德國進口），輸入配方(倍耐力特有的)，摻入顆粒、炭黑等多種元素，制成輪胎每個零件的專用膠。稍微有雜質的全部廢品。（密煉車間的橡膠嚴禁用腳踩的，一經發現，立即開除）。曾經有人夜班睡著被卷入密煉機，結果……

此過程好比蒸饅頭的和面。

半成型：

最重要的環節，機器最復雜的車間，本人在此車間工作，擔當工程部一員。

密煉車間出來的不同種類的膠全部送至此。

鋼壓機：通過擠出機、壓延機，使橡膠和纖維簾布、鋼絲簾布完全結合，然后送往裁斷機裁斷，裁成不同角度的簾布送往成型車間。

如果有一點氣泡，此卷簾布作廢。近萬元的原料成為廢品。工藝要求很嚴，裁斷的接頭允許誤差交錯為1毫米，否則作廢。鋼壓機是意大利進口貨，裁斷機是荷蘭VMI公司進口。這工作很危險的，曾經有人在這機器上為倍耐力獻出手指。鋼絲是特制材料的，有毒。刺破皮膚后，傷口奇癢。鋼絲直徑大約0.3毫米，通體金色，堅韌無比。

三復合、雙復合：密煉車間送來的膠，在此通過三臺擠出機進一步煉制，形成胎面，最初的臺面是沒有花紋的，只有四條雛形的排水溝槽。大家在新胎上看見的彩色的線和數字，就是在此印上去的，標記用。卷曲送往成型車間。雙復合是生產胎側表面橡膠的機器，原理一樣。

取名三復合、雙復合是因為把三種、兩種不同的膠完全混合以生產臺面和胎側的膠。

三角較：同樣是密煉車間送來的膠，在此通過擠出機制成胎側和鋼絲圈聯合的橡膠機器，它是輪胎和輪輞緊密接觸而不漏氣的關鍵東西。也是真空胎密閉的關鍵。

鋼絲圈：輪胎趾口的關鍵骨架，10跟單線鋼絲環繞成的鋼絲圈，這就是輪胎所謂的15 16 17 18 19 20寸的由來了。允許誤差：直徑2毫米。否則XX。

敷貼機：將三角膠和鋼絲圈初步粘合的機器，很簡單的機器。之后送往成型車間。

內襯層：兩臺擠出機生產輪胎最內里的氣密層和過渡層橡膠。輪胎保氣的關鍵。此機器生產產品檢驗奇嚴，一張氣密層有一點氣泡，全部作廢。意大利進口。結構復雜，至今機器壞了還不會修理。

零度帶束層：倍耐力專利的捆綁技術，使胎體更加牢固。小小的擠出機、每小時萬米的產品。優質的尼龍線，牢牢的把輪胎內里捆綁。此技術為倍耐力專利，讓汽車高速行駛時，保證其內部牢固，必不可少的零件。此機器溫度要求甚高，移植到了成型車間。

總之半成型車間的難度是最大的，也是最嚴格的，因為牽扯著很多零件產品。橡膠在擠出機機頭內超過10分鐘就成了熟膠，作廢了。還考慮很多條件，溫度、濕度、氣泡，最關鍵最嚴謹的就是尺寸。

此過程好比切面，弄好每個饅頭需要的多少面。

成型車間：

半成型車間生產的零件送至此，每個零件按順序在成型機排列好：纖維層（窄）、胎側、內襯層、纖維簾布、鋼絲簾布、冠帶層、胎面

，掛上鋼絲圈。成型機自動擠壓形成胎坯，此時的輪胎已有雛形，但還是生膠。車間常年20度，爽啊。。機器全部是荷蘭的VMI，自動化超高。這樣饅頭就做好了，下一步就是蒸饅頭了。

硫化：生的輪胎坯子硫化之前要在內里噴涂一層隔離劑，防止硫化機的膠囊和內襯層粘連，新輪胎的隔離劑依然存在，大家可以用手摸摸新胎的內里，是不是弄的手上都是滑膩的類似鉛粉的東西，呵呵。噴涂之后，送往硫化機里硫化，硫化溫度幾百度，硫化20分鐘就OK了。饅頭出鍋~~~呵呵，帶花紋的饅頭。

成品檢驗庫：相當于半成型車間的嚴格度。通過X光機器照射、拍照判斷輪胎瑕疵。例如裁斷機裁斷的接頭錯縫超過1毫米，作廢。硫化機硫化的花紋PIRELLI、規格數字字樣缺角、稍微有一點瑕疵，統統作廢。

檢驗合格的輪胎入庫，等待發貨和出口。高鐵車輪是什么材料？

高鐵車輪是用一種特制的鐵路車輪鋼做的。永鑫生重工鍛造的高鐵車輪，出廠前都會通過低倍、高倍超聲波探傷，磁粉探傷和力學性能試驗，韌度強度都非常大，既耐高溫又耐低溫。高鐵的車輪高鐵車輪是什么材質的？

都是整體輾鋼車輪，材質選用CL60鋼材，是我國鐵路車輛上采用的主型車輪。

K/T列車的車輛采用的都是25系列客車，K字頭使用25G型客車，轉向架使用209G/206G型，T字頭采用25K型客車，轉向架使用209HS/206KP型。

D/G字頭列車采用和諧號系列動車組，高速動車組車輪主要特點：采用薄輪輞（厚約50mm）、薄輻板（一般最小在9-15mm左右）、薄輪轂（壁厚約30mm左右），采用適用于高速運行的踏面外形（如UIC的S1002），采用設計合理的輻板外形（如雙曲形，雙波紋形，大圓弧形等，并均為圓弧連接）做輪胎怎么做？

制作流程：準備半成品

平整或切割橡膠

織物層

鋼絲和胎圈

組裝半成品

組裝

后處理

硫化工序

質量控制

每個環節都很重要。為了得到所需要的硫化成品，未硫化的產品和半成品必須符合開發人員的要求。

需要準備的半成品包括了輪胎的各個部分：：橡膠、織物、鋼絲和胎圈。

橡膠

輪胎的一種配方中包括以下基本材料：

合成橡膠(苯乙烯-丁二烯, 聚丁二烯, 丁基合成橡膠)

或天然橡膠

加固填充物：碳黑或者硅

硫化產品，實現從可塑狀態到彈性狀

態的轉變：硫磺、 加速劑和催化劑等

提高材料性能或改進材料某種特性的各種產品

織物層和鋼絲

混合物經過擠壓成形，變成平整的（整張）或者帶切割的（花紋條）產品。整張的材料用于生產織物層或者鋼絲。疊加的過程需要將織物或者鋼絲嵌入橡膠之中。

胎圈

鋼絲不僅用于制造鋼絲帶束層，有些較粗的鋼絲還被用于制造胎圈。很細的鋼絲被用于制造鋼絲帶束層（其直徑約為0.25毫米），而較粗的鋼絲被用于制造胎圈（直徑大約為1毫米）。

組裝包括兩步：組裝和后處理

組裝程序是將半成品按照特定的程序組裝起來。輪胎的組裝需要用一種特殊的機器，它主要由一個旋轉的鼓組成，半成品從氣密層開始，一層層在鼓上疊加。為了做成一個外胎，要由機器或者人工在鼓上放置平整或者切割好的產品、簾子布層、鋼絲帶束層以及胎圈。

后處理階段始于將外胎制作成未來輪胎的形狀。鼓膨脹的同時將兩個胎圈連在一起，外胎就被做成所需的輪胎型號的形狀。胎冠層（織物或者金屬層）被放置在成形的外胎上，形成了輪胎環帶，然后再加上胎面的花紋。

在這個過程中，未來的輪胎被稱作未硫化輪胎或者“綠色“輪胎。它僅僅是將產品中未硫化的半成品黏合固定在一起。

硫化是通過彈性體鏈之間的硫磺橋，把輪胎從可塑狀態轉變成彈性狀態。硫化中形成了輪胎中不同材料的合成結構。混合物被黏合在一起，填充層和鋼絲相互混合。通過加熱加壓的方法，在特殊的機器上可以進行模具硫化。輪胎同時從外部（例如，熱蒸汽在模具壁內部循環）和內部（一般使用輪胎內部的橡膠隔膜中的高溫壓力液體）進行加熱。

通過在輪胎的內部用壓力（超過10bar）把輪胎壓在模具上，使得輪胎成型。模具內刻的花紋會制造出胎面的花紋和標識文字。硫化過程的長短因輪胎的尺寸、制造工藝和所使用的配方而不同。從制造自卸車輪胎的幾分鐘到制造汽車輪胎的15分鐘，而制造推土機輪胎則需要24小時甚至更長時間。硫化的溫度一般在攝氏100度到200度。

在這個過程中，橡膠混合物失去了其初期的可塑性，但同時也獲得了穩定的彈性。

質量控制程序保證輪胎的質量和品質參數。質量控制包含很多方面：超聲波、均勻性、結構、放射線透視和射線照片等。

現在輪胎就可以使用了！我國高速鐵路車輪

隨著我國鐵路提速戰略的不斷實施，高速鐵路的建設正在積極籌劃和建設之中。高速車輪作為高速列車的重要零部件，起著支撐整個列車的重量，并把驅動力和制動力傳遞給鋼軌的作用，其使用質量直接關系著列車的運行安全和旅客生命財產的安全。為使車輪有良好的使用性能，研究人員對高速車輪材料進行了大量的研究，對碳的質量分數在0.4％～0.7％之間的碳素車輪鋼的研究結果證明，碳的質量分數為0.5％左右的中碳車輪鋼可以獲得較好的綜合性能。但是，僅僅靠調整碳含量很難優化車輪鋼材料的綜合性能，無法滿足高速列車車輪用鋼的要求。在確定降低碳含量、提高鐵素體珠光體向奧氏體相變時的臨界溫度的原則下，還需要采用合適的合金化手段，進一步改善車輪鋼的性能匹配，使車輪更安全有效地服役于鐵路系統。硅、錳是產生固溶強化作用最顯著的合金元素，在車輪鋼中應該保持一定的含量，使鋼的硬度提高。某車輪廠已有的經驗證明，硅和錳的質量分數分別為0.3％和0.7％左右時可以使車輪鋼的強度和硬度顯著提高而韌性沒有明顯的下降。但是，僅以目前的碳、硅、錳元素配比生產的實物車輪在實際運行中仍然暴露出了強度和硬度偏低，耐磨性和抗接觸疲勞性能較差的問題。因此，在成分設計方面，添加微合金元素就成為對高速車輪用鋼進一步強化的主要手段，筆者研究了微合金元素鉻對高速車輪鋼顯微組織和力學性能的影響。

1 實驗材料和方法

設計并生產兩爐車輪鋼連鑄圓坯，其化學成分(質量分數)見表1。由于車輪采用的是強制性標準，鉻的質量分數要求≤0.30％，所以含鉻試驗鋼鉻的質量分數按0.15％～0.30％設計，含鉻試驗車輪中鉻的質量分數為0.23％，兩爐鋼其它元素的含量基本相同。為使試驗結果對實際生產有更好的指導性，試驗車輪的生產完全采用與正常車輪生產相同的工藝，即95t轉爐冶煉→LF精煉→VD合金微調→圓坯連鑄→鍛壓軋制→等溫→淬火加熱→淬火→回火→機加工→成品檢驗。

表1 試驗車輪鋼成品的化學成分 %

試驗鋼號 C Si Mn S P Cr O N

1 0.51 0.33 0.72 0.006 0.015 0.23 0.0024 0.0060

2 0.50 0.32 0.72 0.008 0.015 - 0.0018 0.0062

對成品車輪按照標準取樣，進行拉伸和沖擊實驗等基本力學性能測試。并用光學顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡進行樣品的顯微組織和精細結構觀察，并進行硬度分析。為了解鉻在車輪鋼中的分布情況，對鋼中的滲碳體進行化學相分析。

2 實驗結果

2.1 基本力學性能

對試驗車輪的輪輞進行了常規力學性能試驗，表2和圖1分別是試驗車輪輪輞的拉伸性能、硬度和沖擊性能。從實驗結果可看出，無鉻鋼的強度和硬度都較低，僅為847MPa和HB246，略超過文獻規定的下限指標。和無鉻車輪鋼相比，含鉻車輪鋼材料的強度和硬度有了明顯的提高，增量分別為50MPa和HB15。尤其是距輪輞表面35mm處的硬度在加鉻后有了顯著的提高。還應看到，含鉻鋼的塑性稍有下降，但仍然遠遠超過規定的下限水平。沖擊實驗的結果顯示，加鉻后對沖擊性能有一定的影響，但影響不是太大。

表2 試驗車輪輪輞的常規力學性能

試驗車輪 試驗溫度/℃ σb/MPa σ0.2/MPa δ/% Ψ/% 踏面下35㎜處斷面的硬度(HB)

含鉻鋼 21.5 900 570 16.5 45.5 261

無鉻鋼 21.5 847 525 18.0 54.0 246

圖1 試驗車輪輪輞的沖擊曲線(V形缺口試樣)

2.2 顯微組織

含鉻車輪鋼和無鉻車輪鋼輪輞經熱處理(淬火+回火)后的顯微組織如圖2所示。從圖中可看出，兩種鋼的顯微組織主要是珠光體，含鉻鋼的先共析鐵素體比無鉻鋼略少。另外，含鉻鋼的顯微組織比無鉻鋼的細小，顯示出加鉻對車輪鋼的組織細化有一定的作用。

(a)含鉻鋼；(b)無鉻鋼

圖2 輪輞經淬火+回火處理后的顯微組織

車輪鋼屬于鐵素體-珠光體型中高碳鋼，其性能取決于鐵素體和珠光體組織各自的體積分數、形態和分布狀況。其中珠光體組織的體積分數占80％以上，其組織形態和分布對鋼的性能有很大的影響。珠光體片層間距的大小，決定了珠光體組織性能的優劣，是車輪鋼材料的一個非常重要的材料參數。影響珠光體片層間距大小的因素主要有轉變溫度和合金元素的含量等。進一步的TEM觀察可以發現，加鉻使珠光體的片層間距減小，使組織得到進一步細化，如圖3所示。加鉻提高鐵在γ相中的自擴散激活能，降低奧氏體轉變為鐵素體和珠光體的形核和長大速度，因而使珠光體的轉變溫度降低，珠光體的片層間距減小。

(a)含鉻車輪鋼； (b)無鉻車輪鋼

圖3 含鉻車輪鋼和無鉻車輪鋼的珠光體組織(TEM)

為了驗證加鉻對細化車輪鋼珠光體片層間距的效果，并定量估算含鉻車輪鋼和無鉻車輪鋼珠光體的表觀片層間距，在掃描電鏡下以1～2萬的倍數觀察珠光體，對珠光體片層間距進行大量的數據統計，結果示于圖4(圖中橫軸采用片層間距的倒數來表征，以求更接近珠光體的本征參數)。可以看出，含鉻鋼出現概率峰的片層間距為270～300nm，概率峰值約為0.4，而無鉻鋼出現概率峰的片層間距為330～380nm，概率峰值約為0.3。另外，含鉻車輪鋼的片層間距分布總體向片層間距減小的方向偏移。數據統計的結果說明，加鉻使車輪鋼的珠光體組織產生細化效果，片層間距減小。

圖4 含鉻鋼和無鉻鋼珠光體片層間距的統計分布圖

另外，通過化學相分析研究了含鉻試驗車輪鋼中的碳化物，結果顯示，碳化物全部都由滲碳體構成。定量分析發現，滲碳體中溶解有合金元素錳和鉻，其組成是(Fe0.981C0.006Mn0.013)3C，滲碳體中鉻的含量是基體含量的3倍。滲碳體中溶解有鉻等合金元素，使合金滲碳體相更穩定，在奧氏體化過程中滲碳體的溶解速率降低。在高速列車的服役過程中，由于剎車產生摩擦熱，導致車輪表面急劇升溫，甚至達到奧氏體相變溫度，但是這一過程是很短暫的，如果車輪鋼的原始組織中滲碳體相更穩定，將在一定程度上延緩原始組織向奧氏體轉變的速率，從而降低在隨后快冷過程中形成馬氏體的可能。因此，在車輪鋼中加入適量的鉻在一定程度上有助于提高車輪鋼的抗剝離性能。

2.3 含鉻車輪鋼的性能分析

高速車輪在實際運行中由于輪軌接觸面在接觸應力的作用下導致踏面表層金屬塑性變形并引發疲勞裂紋的萌生和發展，產生接觸疲勞損傷，結合以前對鐵路提速車輪(型號為KKD、HDS)失效原因的研究分析結果可知，硬度偏低的車輪發生接觸疲勞剝離的可能性較大，車輪的磨耗速度也較快。反之，強度和硬度較高的車輪抗接觸疲勞性能和耐磨性較好。然而，實驗證明，單純增加碳含量來提高車輪的強度和硬度不僅不能提高車輪的服役能力，而且因為顯著降低鋼的韌塑性而使車輪的綜合性能下降。合理的做法是，添加適量的微合金元素，在基本不降低車輪韌性的前提下增加強度和硬度。本研究在鋼中加入少量的鉻，從而提高了車輪的耐磨性和抗接觸疲勞性能。

含鉻試驗車輪鋼材料中鉻的添加在鋼中產生固溶強化，其強化效果僅次于硅、錳，而韌性又沒有明顯降低，而且鉻能夠細化珠光體的片層間距。用顯微硬度計和掃描電鏡，研究了車輪鋼珠光體組織片層間距和顯微硬度的關系，數據的統計結果示于圖5。結果顯示，含鉻鋼的珠光體片層越細，珠光體的顯微硬度越高。對于本研究中的車輪鋼，兩者間的定量關系為H=15.9×1/s+187，式中H為珠光體的顯微硬度(HV)，s為珠光體的片層間距。結合圖4對片層間距的統計數據，含鉻和無鉻兩種鋼的珠光體組織的平均硬度約為HV280和HV268，考慮兩種鋼中少量鐵素體還對硬度有稀釋作用，說明以上硬度的計算值和表2給出的硬度的實測值吻合較好。

圖5 車輪鋼中珠光體的顯微硬度與片層間距的關系

高速車輪在運行過程中還存在的另一種重要的失效形式是摩擦熱導致相變而產生的踏面剝離，即列車在剎車、轉彎時，輪軌間的相對滑動引起摩擦熱，經過急劇的升溫和降溫過程，輪輞表面形成相變馬氏體薄層，在接觸應力的作用下，在馬氏體薄層的尖端發生裂紋的萌生并擴展，最終導致局部區域小塊金屬的脫落。總體來說，產生這種剝離的機制比較復雜，從根本上解決此問題應從提高奧氏體化溫度、延緩奧氏體相變、提高珠光體和貝氏體相變的上限冷速促使冷卻產生非馬氏體相變等人手。蘇航的工作證明在現實中提高珠光體和貝氏體相變的上限冷速是不可行的。前面的相分析結果顯示，加鉻使珠光體組織更穩定，這在一定程度上減緩了輪軌相對滑動期間原始組織向奧氏體化轉變的速率，因此減少了在隨后的冷卻過程中馬氏體相變的可能性，從而提高了車輪的抗剝離性能。

3 結論

在高速車輪鋼中加入少量的鉻，可在保持鋼的韌塑性基本不變的情況下，顯著提高鋼的強度和硬度，有助于提高車輪鋼的耐磨性和抗接觸疲勞性能。這和鉻對基體的固溶強化作用及對珠光體片層的細化作用密切相關。在珠光體中保持一定量的鉻，對提高車輪的抗剝離性能有利。