趙志正, 卞 恭編譯

(1.西北橡膠塑料研究院, 陜西 咸陽(yáng) 712023; 2.上海橡膠制品研究所, 上海 200052)

當(dāng)代和未來(lái)汽車輪胎的定型硫化模型

趙志正1, 卞 恭2編譯

(1.西北橡膠塑料研究院, 陜西 咸陽(yáng) 712023; 2.上海橡膠制品研究所, 上海 200052)

該文是關(guān)于輪胎硫化工藝中使用的硫化模型發(fā)展?fàn)顩r的綜述。文章著重論述了從使用二瓣型模型向扇形模型的過(guò)渡，以及在提高輪胎質(zhì)量及使用性能所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益中的作用。對(duì)于扇型模型來(lái)說(shuō)，首先可用來(lái)制造帶有復(fù)雜花紋分布、可在積雪路面上滾動(dòng)的輪胎。

輪胎；扇形模型

制造汽車輪胎用新型硫化模型的數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)于所有輪胎制造商來(lái)說(shuō)，這是一筆巨額的開(kāi)支。然而，這些固定投資對(duì)于保持輪胎當(dāng)前的質(zhì)量水平，以及增加輪胎的產(chǎn)量都是必不可少的。輪胎的技術(shù)水平在多半情況下，都取決于外胎花紋的不斷更新。除了美觀方面的要求以外，輪胎的技術(shù)水平首先是必須保證提高輪胎的技術(shù)性能，諸如動(dòng)態(tài)耐久性、在濕滑和干燥路面上的抓著力、汽車的可操縱性，降低噪音和提高耐磨耗性。所以，汽車輪胎設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)胎面花紋時(shí)，在以下兩個(gè)方面不應(yīng)當(dāng)受到束縛。一、模型的精度；二、模型的結(jié)構(gòu)。

通常，輪胎制造商們傾向于將胎面膠的花紋或者輪胎的結(jié)構(gòu)，每隔2年或3年變更一次。然而，汽車生產(chǎn)企業(yè)則要求每一新款式的汽車都能裝配式樣新穎的輪胎[1]。

輪胎的《生命期限》如此短暫，其生產(chǎn)對(duì)于模型制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，在降低模型制造成本方面會(huì)造成巨大的壓力。為了完成變更輪胎花紋或者改變輪胎結(jié)構(gòu)的任務(wù)，就要盡快使程序更簡(jiǎn)便。

目前，制造模型的生產(chǎn)成本是1～1.5萬(wàn)美元，其平均價(jià)格也要達(dá)到8000美元。顯然，這是一筆不小的費(fèi)用，尤其在生產(chǎn)普通輪胎時(shí)，模型在用數(shù)量更多，支出的費(fèi)用可達(dá)到三位數(shù)。

為了提高模型制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，首先要降低生產(chǎn)成本，與此同時(shí)還要兼顧較短的《使用周期》這一因素，這就迫使模型制造企業(yè)創(chuàng)立了一種在金屬材料上（例如銑削），直接制?。ǖ窨蹋┨ッ婊y的工藝，以取代傳統(tǒng)使用的澆鑄成型法。所進(jìn)行的研究可能在不久的將來(lái)會(huì)獲得成果。應(yīng)當(dāng)再次強(qiáng)調(diào)的是，研發(fā)銑削胎面花紋工藝的目的，在于降低模型制造成本，并不是提高技術(shù)水平。與此同時(shí)，固特異公司輪胎模型研究中心的專家們并未排除以下可能性，即在新工藝的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，近3～4年內(nèi)就有可能提出制造模型的新技術(shù)措施，這是因?yàn)槟Ｐ徒Y(jié)構(gòu)和制造工藝的改進(jìn)尚未達(dá)到其應(yīng)有的程度。

然而A-Z（Fomen und Maschinenbau GmbH）公司[2]的專家們指出，在過(guò)去的20年中模型制造工藝已發(fā)生了巨大的變化，在近期以及以后的20年中，不可能再發(fā)生重要的變化，甚至輪胎制造商們僅關(guān)注于注壓模型時(shí)，情況仍是如此。

近年來(lái)，模型制造工藝取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步，這就給輪胎設(shè)計(jì)人員提供了實(shí)施任何有關(guān)設(shè)計(jì)胎面花紋方案的可能性。無(wú)論是轎車輪胎，還是載重汽車輪胎，許多工藝問(wèn)題都是通過(guò)把使用二瓣型模型變更為使用扇形模型而獲得解決?，F(xiàn)在，在制造模型（胎面各單個(gè)部件之間可以有任何間距）的過(guò)程中，技術(shù)上已沒(méi)有限制，目的是降低噪聲和改善汽車的可操縱性。為了改善輪胎在濕滑和積雪路面上的抓著力，在開(kāi)鑿不同數(shù)量的槽口方面同樣也沒(méi)有了限制。在減小公差，提高產(chǎn)品精度和縮短模型生產(chǎn)周期方面，正在持續(xù)不斷地進(jìn)行著各種完善和改進(jìn)。在最近幾年內(nèi)，公差范圍已縮小了50%～60%。根據(jù)А-Z公司專家們的意見(jiàn)，在雕刻復(fù)雜的胎面花紋時(shí)會(huì)造成一定的困難。

說(shuō)到模型的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)指出的是，二瓣型模型現(xiàn)在仍然被廣泛地用于制造具有某種結(jié)構(gòu)的轎車輪胎，載重輪胎和拖拉機(jī)輪胎。然而，由于預(yù)料之中的全鋼絲輪胎產(chǎn)量的增加，扇形模型的數(shù)量將會(huì)有所增長(zhǎng)。鑒于更換模型是一個(gè)很費(fèi)勁，并且費(fèi)用支出很大的過(guò)程，目前扇形模型首先被用于制造冬季輪胎，胎面花紋復(fù)雜且難以分割的輪胎以及胎面上有數(shù)千條開(kāi)口槽的輪胎。最典型的例子要算是納卡列里達(dá)輪胎（諾基安公司制造），該輪胎的開(kāi)口槽約有4000條。

近30年來(lái)，扇形硫化模型的使用量持續(xù)增長(zhǎng)。采用輻射狀方式，使扇形模型張開(kāi)和閉合的主要原因是，一，提高輪胎的質(zhì)量，可獲得均質(zhì)性及漂亮的外觀，對(duì)變形較小的轎車輪胎可進(jìn)行均勻的壓力試驗(yàn)；二，不能使用其他的硫化模型制造全鋼絲載重汽車輪胎。

應(yīng)當(dāng)指出，輪胎的均勻性已經(jīng)成為其制造過(guò)程中一個(gè)十分重要的問(wèn)題。所以，大多數(shù)輪胎生產(chǎn)企業(yè)都在使用扇形模型，而且十分偏重9片扇形模型。而制造花紋結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輪胎時(shí)，則使用12片扇形模型。

除了扇形模型的一系列優(yōu)點(diǎn)（與二瓣型模型相比）以外，它還能夠?qū)崿F(xiàn)已硫化輪胎的無(wú)損傷啟模。但是近年來(lái)，為了要?jiǎng)?chuàng)立條紋復(fù)雜的胎面花紋，特別是在隆冬季節(jié)使用的小轎車輪胎時(shí)，人們?cè)俅螌⒆⒁饬ν断蛄瞬粨p傷輪胎外表面的模型的啟模問(wèn)題上來(lái)。

一家生產(chǎn)硫化模型專用脫模劑的德國(guó)公司Schill und Seilacher《Struktol》AG（以下稱Struktol）[3]的專家們斷言，這種脫模劑（涂層）的使用量將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。這首先是跟脫模劑可以重復(fù)使用的特點(diǎn)有關(guān)（將脫模劑對(duì)準(zhǔn)模型噴涂一次，便可以進(jìn)行數(shù)十次的硫化作業(yè)）。

現(xiàn)在，許多大型輪胎生產(chǎn)企業(yè)都有可能自己制造模型。其中，有些企業(yè)還打算投入巨額資金以擴(kuò)大脫模劑的生產(chǎn)。而另外一些輪胎生產(chǎn)企業(yè)則傾向于向?qū)I(yè)的模型生產(chǎn)廠家購(gòu)買模型。

算得上是世界上模型制造領(lǐng)頭羊的當(dāng)屬А-Z和Herbert Maschinenbau公司（以下稱Herbert公司）。

А-Z公司從制造二瓣型硫化模型起步，踏上了模型制造的征途，在廿世紀(jì)70年代初和米其林公司合作，成為扇形模型的開(kāi)拓者之一。

按照該公司的技術(shù)策略，模型的種類（二瓣型的或者是扇形的）和制造方法（壓力澆注或者銑削加工）均由買方與制造方共同決定。從制造的配合質(zhì)量、價(jià)格以及交貨日期方面找到最佳方案。因此，А-Z公司在模型的制造加工方面，無(wú)論是模型本身還是模型的閉鎖系統(tǒng)，都應(yīng)當(dāng)拿出最好的不同的制造方法。

在近年來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，А-Z公司提出了客戶定購(gòu)模型的特點(diǎn)和材料：

轎車輪胎和摩托車輪胎

●90%模型的扇形片可徑向移動(dòng)；

●扇形片的材質(zhì)為鋁合金；

●一種規(guī)格和型號(hào)的模型（三付模型以內(nèi)）可直接在模型上雕刻胎面花紋（銑削金屬）；這樣的模型堅(jiān)固且價(jià)廉，但對(duì)花紋凹槽的數(shù)量有限制；

●對(duì)于要求有大量胎面花紋（例如冬季輪胎）凹槽的模型來(lái)說(shuō)，采用澆注工藝是經(jīng)濟(jì)的。

載重輪胎

●100%模型的扇形片可徑向移動(dòng)；

●90%模型的扇形片的材質(zhì)為鋼，10%模型的扇形片的材質(zhì)是鋁合金或炭化鐵；

●可在鋼材上進(jìn)行銑削，刻出胎面花紋。如果材質(zhì)是鋁合金或者炭化鐵，則可采用澆注工藝。

至于在模型中硫化的材料，А-Z公司的研究目標(biāo)是橡膠。該公司所進(jìn)行的試驗(yàn)認(rèn)為，至少在20年以內(nèi)橡膠仍是制造輪胎的基本原材料，這是因?yàn)橄鹉z能在-40℃～100℃溫度范圍內(nèi)保持其獨(dú)特的性能。可以肯定，橡膠膠料中的各組分將會(huì)持續(xù)不斷地得到完善，這將進(jìn)一步改善膠料的各項(xiàng)性能，其中也包括硫化性能。

近期要完成的研究課題是，在模型的內(nèi)表面上涂敷涂層（四氟乙烯）。這是為了避免經(jīng)常清洗模型，而這種清洗是縮短模型使用周期的主要原因之一。

此外，А-Z公司仍在繼續(xù)研究如何改善模型中跑氣孔的結(jié)構(gòu)，旨在完全消除膠料被擠出的現(xiàn)象。

以哈勃特（Herbert）公司的技術(shù)策略為基礎(chǔ)，模型的使用質(zhì)量獲得了提高，從而進(jìn)一步發(fā)展了直接雕刻胎面花紋的工藝。該公司主要專門生產(chǎn)扇形模型，同時(shí)也生產(chǎn)二瓣型模型。公司采用自動(dòng)化生產(chǎn)工藝取代了手工作業(yè)，聲稱與韓國(guó)以及其他模型制造商相比，該公司更具有競(jìng)爭(zhēng)力，盡管前者的模型價(jià)格十分低廉。哈勃特（Herbert）公司看到了近五年內(nèi)，在金屬模型上直接雕刻胎面花紋這一工藝的發(fā)展趨勢(shì)。該公司認(rèn)為這項(xiàng)工藝的成本支出很少。盡管這項(xiàng)工藝仍處在發(fā)展階段，但模型的定貨量卻在不斷增長(zhǎng)。

已經(jīng)成為輪胎制造公司一個(gè)分支的模型制造商的技術(shù)策略是顯而易見(jiàn)的。例如，固特異公司的模型制造中心，А-Z公司已經(jīng)把模型制造工藝轉(zhuǎn)給了前者。

根據(jù)該中心專家們的意見(jiàn)，頻繁變換胎面花紋一定會(huì)要求降低模型的價(jià)格。提高模型制造的質(zhì)量，對(duì)于從事模型制造的輪胎生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)首要的任務(wù)。

當(dāng)然，把模型做得更好一些，這種可能性是存在的。但是，從確保輪胎模型（由固特異公司制造）受力均勻性的角度考慮，這完全能做到。這樣，輪胎制造企業(yè)便有了更重要的生產(chǎn)任務(wù)，例如生產(chǎn)綠色輪胎（生態(tài)輪胎）。目前，輪胎制造商們的更大的精力投入到完善輪胎制造工藝中去，把它作為業(yè)務(wù)活動(dòng)的主要對(duì)象（與完善的模型生產(chǎn)工藝相比）。

至于未來(lái)的附屬模型生產(chǎn)企業(yè)和獨(dú)立的模型生產(chǎn)企業(yè)，根據(jù)А-Z公司的意見(jiàn)，該公司和其他西方獨(dú)立的模型生產(chǎn)企業(yè)，在未來(lái)的幾年時(shí)間里將保持自己的領(lǐng)先趨勢(shì)。但是，大型輪胎公司中的模型制造的小企業(yè)是潛在的競(jìng)爭(zhēng)者。這是因?yàn)橐郧斑@些企業(yè)專門組織和生產(chǎn)試驗(yàn)用的單一的模型。而近年來(lái)趨向于不斷地完善模型生產(chǎn)，相應(yīng)地提高了模型的產(chǎn)量。如果這些公司的模型產(chǎn)量可以滿足輪胎生產(chǎn)企業(yè)的需要，則將大大影響?yīng)毩⒌哪Ｐ蜕a(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

近年來(lái)，遠(yuǎn)東地區(qū)的模型生產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。雖然，西方的模型生產(chǎn)企業(yè)近年來(lái)一直謀劃要保持自己在制造高等級(jí)和中等級(jí)輪胎制造企業(yè)里的領(lǐng)先地位，然而遠(yuǎn)東地區(qū)模型產(chǎn)量的持續(xù)上升是不可逆轉(zhuǎn)的。這是由模型的價(jià)格結(jié)構(gòu)所決定的。材料成本占模型制造成本的30%，而70%是生產(chǎn)成本。由于今后幾年模型制造行業(yè)將被迫降價(jià)（源于輪胎頻繁更新，造成模型的使用周期縮短），模型制造業(yè)將在人員工資相應(yīng)較低的地區(qū)進(jìn)一步發(fā)展。

中國(guó)和韓國(guó)是橡膠模型制造業(yè)迅速增長(zhǎng)的兩大中心。但是，目前中國(guó)的模型制造業(yè)正在應(yīng)付其本國(guó)迅速堀起的輪胎工業(yè)，無(wú)力顧及出口橡膠模型。這種狀況可能會(huì)維持較長(zhǎng)的一段時(shí)間。

然而，А-Z公司的專家們指出，中國(guó)并不缺乏降價(jià)的能力和專業(yè)力量。因此，中國(guó)將來(lái)完全有可能成為硫化模型的生產(chǎn)大國(guó)。經(jīng)過(guò)幾年不長(zhǎng)的時(shí)間，這種狀況也可能在印度和俄羅斯出現(xiàn)。這樣預(yù)測(cè)的依據(jù)是，印度和俄羅斯模型制造和加工價(jià)格低廉，汽車輪胎對(duì)它的需求量迅速增長(zhǎng)。目前對(duì)橡膠模型的需求量主要是低等級(jí)輪胎。但是，這種情況很快將會(huì)有所轉(zhuǎn)變。

現(xiàn)在А-Z公司已與幾家中國(guó)模型制造企業(yè)達(dá)成了進(jìn)出口貿(mào)易協(xié)定，并提供橡膠模型的幾個(gè)品種的零部件和制造模型的裝備。但該公司不打算公開(kāi)自己已經(jīng)在美國(guó)俄亥俄州固特異公司保密中心實(shí)施的生產(chǎn)工藝。

關(guān)于在韓國(guó)的橡膠模型生產(chǎn)，目前輪胎制造商們還沒(méi)有明確的意向（即按А-Z公司的工藝制造模型），這就暫時(shí)限制了韓國(guó)橡膠模型的需求量。

[責(zé)任編輯：張啟躍]

全球炭黑耗用量在增長(zhǎng)

近日，美國(guó)某刊物綜合了近期各家市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)對(duì)全球炭黑需求增長(zhǎng)作出的預(yù)測(cè)。

Intertech/Pira國(guó)際咨詢公司公布的一份市場(chǎng)報(bào)告稱，目前，全球每年的炭黑耗用量是900萬(wàn)t，預(yù)計(jì)到2015年將達(dá)到1300萬(wàn)t。未來(lái)五年，全球炭黑耗用量的平均增速將可能超過(guò)4%；中國(guó)、印度、中歐和東歐的需求量更高。為滿足需求，產(chǎn)能會(huì)轉(zhuǎn)移到這些地方，正如近期亞洲的產(chǎn)量數(shù)據(jù)所表明的那樣。

透明度市場(chǎng)研究公司報(bào)告稱，諸如中國(guó)和印度等發(fā)展中國(guó)家的汽車和輪胎產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)必將拉動(dòng)炭黑的需求。此外，在這些發(fā)展中國(guó)家，炭黑在各種行業(yè)，包括傳送帶等其他非輪胎制品領(lǐng)域、電子、塑料、涂料、樹(shù)脂、薄膜和吸熱設(shè)備中的需求激增。

據(jù)研究與市場(chǎng)公司發(fā)布的報(bào)告中預(yù)測(cè)，到2018年，全球特種炭黑市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率為5%。這類特種炭黑是經(jīng)高度精制加工而成，也被稱之為顏料炭黑。

（揚(yáng)子江）

2013年美國(guó)乘用胎產(chǎn)量下降3.4%

美國(guó)橡膠制造商會(huì)（RMA）近日發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，2013年美國(guó)輪胎市場(chǎng)由于受到進(jìn)口輪胎的沖擊，其輕型車輪胎產(chǎn)量下降。

根據(jù)RMA的數(shù)據(jù)，2013年美國(guó)乘用車胎的產(chǎn)量為1.19億條，同比減少3.4%；而輕型卡車胎的產(chǎn)量則跌至2350萬(wàn)條，同比下降7.6%。與此相反，2013年美國(guó)市場(chǎng)的乘用車胎進(jìn)口量同比增長(zhǎng)12.8%，達(dá)到1.42億條；而輕型卡車胎的進(jìn)口量達(dá)到2490萬(wàn)條，同比也攀升了18.8%。

相比之下，2013年美國(guó)的卡車與客車輪胎的產(chǎn)量同比增長(zhǎng)4.6%，達(dá)到1380萬(wàn)條；而卡車與客車輪胎的進(jìn)口量則同比下降3.5%，為1020萬(wàn)條。

（揚(yáng)子江）

日本東海炭收購(gòu)加拿大坎卡博

加拿大坎卡博（Cancarb）公司近日宣布，它已與日本東海炭公司達(dá)成一項(xiàng)協(xié)議，出讓其熱裂法炭黑及其相關(guān)的余熱發(fā)電設(shè)備，其轉(zhuǎn)讓費(fèi)總計(jì)為1.9億加元（約合1.72億美元）。該項(xiàng)交易尚待雙方相關(guān)部門的審批，預(yù)計(jì)可在2014年第一季度完成。美國(guó)摩根大通證券公司出任該項(xiàng)交易的獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問(wèn)。

加拿大坎卡博公司是世界最大的熱裂法炭黑生產(chǎn)商，目前產(chǎn)能為4.5萬(wàn)t/d，占全球市場(chǎng)份額50%。這種炭黑是以北美地區(qū)廉價(jià)的天然氣和頁(yè)巖氣為原料，經(jīng)隔絕空氣高溫?zé)峤舛?。?001年起，該公司充分利用生產(chǎn)過(guò)程中的余熱，建設(shè)了41兆瓦的發(fā)電設(shè)備，生產(chǎn)的電力出售給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，有利于減少溫室氣體排放。

東海炭公司是世界第七大炭黑生產(chǎn)商，在中國(guó)、日本和泰國(guó)均設(shè)有工廠，年產(chǎn)能力達(dá)50萬(wàn)t。目前，全球熱裂法炭黑的主要生產(chǎn)商是德國(guó)的歐利隆工程炭公司和俄羅斯的佩日博特卡（Pereabotka）天然氣工業(yè)公司。

（揚(yáng)子江）

TQ 330.6+7

B

1671-8232(2014)03-0044-04

2012-03-14