高性能hnbr汽車同步帶及其工藝流程的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高性能HNBR汽車同步帶，其原料為：HNBR橡膠，短纖維、硫磺，并配以配合劑，如促進(jìn)劑、防老劑、炭黑、軟化劑。其原料的重量份配比為：HNBR橡膠：100份，硫磺：2~4份、促進(jìn)劑0.5~4份、防老劑4020：0.5~3份、N220：20~40份、N330：20~40份、軟化劑：5~10份、短纖維：5~10份。本發(fā)明的優(yōu)點是：耐高溫性好，能在160℃空氣下可以連續(xù)使用1000小時以上，齒根應(yīng)力集中，承載能力強(qiáng)。
【專利說明】高性能HNBR汽車同步帶及其工藝流程
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明用于高性能HNBR汽車同步帶工藝流程領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢要求裝配空間的集約化，高扭矩、高轉(zhuǎn)速；使用溫度-40°C _150°C，瞬時高溫可達(dá)175°C。傳統(tǒng)氯丁膠本身耐熱性能不佳，僅能在100°C時短時間使用，氯丁膠的汽車同步帶經(jīng)常出現(xiàn)早期老化、龜裂、斷裂等現(xiàn)象。在汽車內(nèi)部局部高溫時，耐高溫性是一個重要的指標(biāo)，而NBR在150°C便失去連續(xù)使用價值。而HNBR橡膠具有優(yōu)異的耐高、低溫性能，且制成的同步帶齒部可承受更高的剪切力以致傳遞相同功率時的皮帶寬度降低，可相應(yīng)的減小發(fā)動機(jī)的橫向尺寸。因此，研制HNBR汽車同步帶迫在眉睫。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是為了解決上述缺陷，提供一種高性能HNBR汽車同步帶工藝流程。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下解決方案是:
高性能HNBR汽車同步帶，其原料為:HNBR橡膠，短纖維、硫磺，
并配以配合劑，如促進(jìn)劑、防老劑、炭黑、軟化劑。
[0005]其原料的 重量份配比為:
HNBR橡膠:100份，硫磺:2~4份、促進(jìn)劑0.5~4份、防老劑4020:0.5~3份、N220:20~40份、N330:20~40份、軟化劑:5~10份、短纖維:5~10份。
[0006]高性能HNBR汽車同步帶的工藝流程:
1、HNBR橡膠與各種配合物的共混混煉:
一段:投料溫度控制在70±5°C，首先加入粒度細(xì)、難分散的短纖維及其粘合劑以保證在較長時間內(nèi)分散均勻。加料順序為:短纖維及其防老劑、炭黑?；鞜挄r間約360-420秒，排料溫度130±5°C ;
二段:投料溫度控制在65±5°C，先加入硫化劑，當(dāng)溫度上升至85°C左右時，加入助硫化劑及促進(jìn)劑。加料順序為:硫磺、促進(jìn)劑?；鞜挄r間約150-200秒，排料溫度120±5°C。
[0007]、主體膠料的壓延
使用三輥壓延機(jī)，其中主體膠層的厚度要求達(dá)到3.5±0.05 mm，輥速比為1:3，輸送速度為100mm/min，并且保持出片連續(xù)無破洞表面平滑，粘性良好。
[0008]、齒布浸漿及壓延
浸漿使用浸漿機(jī)，在打好浸漿料的漿桶內(nèi)浸膠I次，保持布浸漿均勻，粘性良好。
[0009]壓延使用三輥壓延機(jī)，上輥溫度80°C，中輥溫度95°C，速比1:1.25，厚度保持
0.8±0.02 mm。
[0010]、帶筒的成型及硫化
使用8工位成型機(jī)，將縫好的布筒、線繩、底膠的順序纏繞在模具上。繞線時確保張力穩(wěn)定，排線均勻。
[0011]硫化采取圓模蒸汽硫化，使用適當(dāng)?shù)哪z套。為使橡膠制品獲得最佳性能，需選擇準(zhǔn)確的正硫化條件，本產(chǎn)品硫化溫度170°c，壓力1.4Mpa，時間3500秒。[0012]、帶筒的磨削
使用專業(yè)的同步帶模背機(jī)，裝上粒度為240目的同步帶專用砂紙，設(shè)置張緊輥壓縮空氣壓力為0.4MPa，主動輥轉(zhuǎn)速為500r/min，進(jìn)給量控制在0.02mm/r，磨到要求的厚度，測量帶筒的上中下各3個位置確定皮帶厚度，做到帶背光滑，無明顯磨痕等現(xiàn)象。
[0013]6、帶筒的切割
使用立式雙輥切割機(jī)切割，主動軸轉(zhuǎn)速控制在800r/min±50 r/min，刀固定不轉(zhuǎn)，下刀進(jìn)給為5mm/s，設(shè)置切割寬度為19.1_，切割精度要求在±0.2_。
[0014]通過使用采用過氧化物硫化的HNBR /甲基丙烯酸鋅(ZMA)復(fù)合物與芳綸短纖維補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合材料使得皮帶耐溫可達(dá)_40°C~150°C，齒體剪切力大大優(yōu)于CR膠汽車同步帶；齒布采用超聲波縫合技術(shù)使得噪音降低；底膠壓延采用高速比壓延技術(shù)使得壽命延長，滿足一般輕型汽油發(fā)動機(jī)使用要求。
[0015]1、材質(zhì):HNBR汽車同步帶首先選用HNBR為主體材料，耐熱性能好，有機(jī)過氧化物硫化材料在160°C空氣下可以連續(xù)使用1000小時以上，而NBR在150°C便失去連續(xù)使用價值，而傳統(tǒng)的CR本身耐熱性能不佳，僅能在100°C時短時間使用；在汽車內(nèi)部局部高溫時，耐高溫性是一個重要的指標(biāo)；耐油性優(yōu)異，耐燃油和醇基燃油性能大大優(yōu)于相應(yīng)的NBR及NBR/PVC共混材料；耐臭氧老化性能及耐多種介質(zhì)(熱水、酸、堿、醇)性能突出。具有較佳的抗蝕、抗張、抗撕裂和壓縮形變特性。
[0016]2、技術(shù):采用HNBR橡膠，并配以配合劑(氧化鋅、硬脂酸、防老劑、炭黑、軟化劑、并聯(lián)劑及共交聯(lián)劑)，經(jīng)分批量逐漸加入的二段混煉，混煉的配合劑的質(zhì)量、比例和具體工藝相比傳統(tǒng)的CR工藝有較大 的改進(jìn)。
[0017]3、工藝:a、布搭接采用超聲波縫合技術(shù)，使得帆布在齒部得以對接，進(jìn)而大大減少了高速運轉(zhuǎn)時的噪音，在實驗室測得轉(zhuǎn)速在6000r/min時的噪音較普通帆布用線縫合工藝噪音降低10%左右；b、底膠膠片壓延采用高速比壓延法，輥子速比達(dá)到1:3，使得纖維在底膠內(nèi)的定向率達(dá)到90%以上，齒部受力方向強(qiáng)力增強(qiáng)，在實驗室測得壽命延長15%左右；c、底膠膠片壓延采用在線實時檢測法控制，使得膠料在厚度控制上達(dá)到±0.02mm，整個壓延過程的能力指數(shù)Cpk達(dá)到1.71，最后帶筒磨削量較普通減少10%左右，節(jié)省了成本，減少了環(huán)境污染。
[0018]、特殊齒形設(shè)計:
圓弧型齒同步帶是目前同步帶齒形上的勝出者，這一類型的同步帶除了齒形為曲線形外，其結(jié)構(gòu)與梯形齒同步帶基本相同，帶的節(jié)距相當(dāng)，其齒高、齒根厚和齒根圓角半徑等均比梯形齒大。帶齒受載后，應(yīng)力分布狀態(tài)較好，平緩了齒根的應(yīng)力集中，提高了齒的承載能力。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點是:耐高溫性好，能在160°C空氣下可以連續(xù)使用1000小時以上，齒根應(yīng)力集中，承載能力強(qiáng)
【具體實施方式】:
高性能HNBR汽車同步帶，其原料為:HNBR橡膠，短纖維、硫磺、并配以配合劑，如促進(jìn)劑、防老劑、炭黑、軟化劑。
[0020]其原料的重量份配比為:
HNBR橡膠:100份，硫磺:2~4份、促進(jìn)劑0.5~3份、防老劑4020:0.5~3份、N220:20~40份、N330:20~40份、軟化劑:5~10份。
[0021]高性能HNBR汽車同步帶的工藝流程:
1、HNBR橡膠與各種配合物的共混混煉:
一段:投料溫度控制在70±5°C，首先加入粒度細(xì)、難分散的短纖維及其粘合劑以保證在較長時間內(nèi)分散均勻。加料順序為:短纖維及其粘合劑、防老劑、炭黑?；鞜挄r間約360~420秒，排料溫度130±5°C
二段:投料溫度控制在65±5°C，先加入硫化劑，當(dāng)溫度上升至85°C左右時，加入助硫化劑及促進(jìn)劑。加料順序為:硫化劑、油料、助硫化劑、促進(jìn)劑。混煉時間約150-200秒，排料溫度120±5°C
2、主體膠料的壓延
使用三輥壓延機(jī)，其中主體膠層的厚度要求達(dá)到3.5±0.05 mm，輥速比為1:3，輸送速度為100mm/min，并且保持出片連續(xù)無破洞表面平滑，粘性良好。
[0022]、齒布浸漿及壓延
浸漿使用浸漿機(jī)，在打好浸漿料的漿桶內(nèi)浸膠I次，保持布浸漿均勻，粘性良好。
[0023]壓延使用三輥壓延機(jī)，上輥溫度80°C，中輥溫度95°C，速比1:1.25，厚度保持
0.8±0.02 mm。
[0024]、帶筒的成型及硫化
使用8工位成型機(jī)，將縫好的布筒、線繩、底膠的順序纏繞在模具上。繞線時確保張力穩(wěn)定，排線均勻。
[0025]硫化采取圓模蒸汽硫化，使用適當(dāng)?shù)哪z套。為使橡膠制品獲得最佳性能，需選擇準(zhǔn)確的正硫化條件，本產(chǎn)品硫化溫度170°C，壓力1.4Mpa，時間3500秒。
[0026]、帶筒的磨削
使用專業(yè)的同步帶模背機(jī)，裝上粒度為240目的同步帶專用砂紙，設(shè)置張緊輥壓縮空氣壓力為0.4MPa，主動輥轉(zhuǎn)速為500r/min，進(jìn)給量控制在0.02mm/r，磨到要求的厚度，測量帶筒的上中下各3個位置確定皮帶厚度，做到帶背光滑，無明顯磨痕等現(xiàn)象。
[0027]、帶筒的切割
使用立式雙輥切割機(jī)切割，主動軸轉(zhuǎn)速控制在800r/min±50 r/min，刀固定不轉(zhuǎn)，下刀進(jìn)給為5mm/s，設(shè)置切割寬度為19.1_，切割精度要求在±0.2_。
[0028]通過使用采用過氧化物硫化的HNBR /甲基丙烯酸鋅(ZMA)復(fù)合物與芳綸短纖維補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合材料使得皮 帶耐溫可達(dá)_40°C~150°C，齒體剪切力大大優(yōu)于CR膠汽車同步帶；齒布采用超聲波縫合技術(shù)使得噪音降低；底膠壓延采用高速比壓延技術(shù)使得壽命延長，滿足一般輕型汽油發(fā)動機(jī)使用要求。皮帶齒形符合設(shè)計齒形。厚度、長度等滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，外觀經(jīng)目測符合要求。
【權(quán)利要求】
1.高性能HNBR汽車同步帶，其特征在于:原料為:HNBR橡膠，短纖維、硫磺， 并配以配合劑，如促進(jìn)劑、防老劑、炭黑、軟化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能HNBR汽車同步帶，其特征在于:其原料的重量份配比為: HNBR橡膠:100份，硫磺:2~4份、促進(jìn)劑0.5~4份、防老劑4020:0.5~3份、N220:20~40份、N330:20~40份、軟化劑:5~10份、短纖維:5~10份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能HNBR汽車同步帶，其特征在于:高性能HNBR汽車同步帶的工藝流程: 1)、HNBR橡膠與各種配合物的共混混煉: 一段:投料溫度控制在70±5°C，首先加入粒度細(xì)、難分散的短纖維及其粘合劑以保證在較長時間內(nèi)分散均勻； 加料順序為:短纖維及其防老劑、炭黑； 混煉時間約360~420秒，排料溫度130 ± 5 °C ; 二段:投料溫度控制在65±5°C，先加入硫化劑，當(dāng)溫度上升至85°C左右時，加入助硫化劑及促進(jìn)劑； 加料順序為:硫橫、促進(jìn)劑； 混煉時間約150~200秒，排料溫度120 ± 5 °C ; 2)、主體膠料的壓延 使用三輥壓延機(jī)，其中主體膠層的厚度要求達(dá)到3.5±0.05 mm，輥速比為1:3，輸送速度為100mm/min，并且保持出片連續(xù)無破洞表面平滑，粘性良好； 3)、齒布浸衆(zhòng)及壓延 浸漿使用浸漿機(jī)，在打好浸漿料的漿桶內(nèi)浸膠I次，保持布浸漿均勻，粘性良好， 壓延使用三輥壓延機(jī)，上輥溫度80°C，中輥溫度95 °C，速比1:1.25，厚度保持0.8±0.02 mm ; 4)、帶筒的成型及硫化 使用8工位成型機(jī)，將縫好的布筒、線繩、底膠的順序纏繞在模具上； 繞線時確保張力穩(wěn)定，排線均勻； 5)、帶筒的磨削 使用專業(yè)的同步帶模背機(jī)，裝上粒度為240目的同步帶專用砂紙，設(shè)置張緊輥壓縮空氣壓力為0.4MPa，主動輥轉(zhuǎn)速為500r/min，進(jìn)給量控制在0.02mm/r，磨到要求的厚度，測量帶筒的上中下各3個位置確定皮帶厚度，做到帶背光滑，無明顯磨痕等現(xiàn)象； 6)、帶筒的切割 使用立式雙輥切割機(jī)切割，主動軸轉(zhuǎn)速控制在800r/min±50 r/min，刀固定不轉(zhuǎn)，下刀進(jìn)給為5mm/s，設(shè)置切割寬度為19.1_，切割精度要求在±0.2_。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能HNBR汽車同步帶,其特征在于:硫化采取圓模蒸汽硫化，硫化溫度170°C，壓力1.4Mpa，時間3500秒。
【文檔編號】F16G1/28GK103992535SQ201310742220
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】石水祥, 吳國淼, 王斌 申請人:三力士股份有限公司