高铁轮胎怎么做 高铁轮胎是什么样子的

两种橡胶材料，一种是丁基橡胶，一种是天然橡胶，制作工艺是先开模具，然后放入配好的橡胶模压成型，我有个朋友做这个轮胎是怎么做成的,运用了什么科学道理在里面

轮胎生产需要这几个步骤：炼胶、半成型、成型、硫化、检验、入库。

密炼：

大家都知道橡胶都是乳白色的，因为添加了炭黑等各种元素才变成了黑色。添加化学物质的过程工艺就叫做密炼。

密炼车间环境很不好，气味太大，一般人只能工作三年，不然会有后遗症的。

倍耐力的原始橡胶全部是进口的天然橡胶，送往研发中心做品质鉴定，之后送往密炼车间，通过密炼机（德国进口），输入配方(倍耐力特有的)，掺入颗粒、炭黑等多种元素，制成轮胎每个零件的专用胶。稍微有杂质的全部废品。（密炼车间的橡胶严禁用脚踩的，一经发现，立即开除）。曾经有人夜班睡着被卷入密炼机，结果……

此过程好比蒸馒头的和面。

半成型：

最重要的环节，机器最复杂的车间，本人在此车间工作，担当工程部一员。

密炼车间出来的不同种类的胶全部送至此。

钢压机：通过挤出机、压延机，使橡胶和纤维帘布、钢丝帘布完全结合，然后送往裁断机裁断，裁成不同角度的帘布送往成型车间。

如果有一点气泡，此卷帘布作废。近万元的原料成为废品。工艺要求很严，裁断的接头允许误差交错为1毫米，否则作废。钢压机是意大利进口货，裁断机是荷兰VMI公司进口。这工作很危险的，曾经有人在这机器上为倍耐力献出手指。钢丝是特制材料的，有毒。刺破皮肤后，伤口奇痒。钢丝直径大约0.3毫米，通体金色，坚韧无比。

三复合、双复合：密炼车间送来的胶，在此通过三台挤出机进一步炼制，形成胎面，最初的台面是没有花纹的，只有四条雏形的排水沟槽。大家在新胎上看见的彩色的线和数字，就是在此印上去的，标记用。卷曲送往成型车间。双复合是生产胎侧表面橡胶的机器，原理一样。

取名三复合、双复合是因为把三种、两种不同的胶完全混合以生产台面和胎侧的胶。

三角较：同样是密炼车间送来的胶，在此通过挤出机制成胎侧和钢丝圈联合的橡胶机器，它是轮胎和轮辋紧密接触而不漏气的关键东西。也是真空胎密闭的关键。

钢丝圈：轮胎趾口的关键骨架，10跟单线钢丝环绕成的钢丝圈，这就是轮胎所谓的15 16 17 18 19 20寸的由来了。允许误差：直径2毫米。否则XX。

敷贴机：将三角胶和钢丝圈初步粘合的机器，很简单的机器。之后送往成型车间。

内衬层：两台挤出机生产轮胎最内里的气密层和过渡层橡胶。轮胎保气的关键。此机器生产产品检验奇严，一张气密层有一点气泡，全部作废。意大利进口。结构复杂，至今机器坏了还不会修理。

零度带束层：倍耐力专利的捆绑技术，使胎体更加牢固。小小的挤出机、每小时万米的产品。优质的尼龙线，牢牢的把轮胎内里捆绑。此技术为倍耐力专利，让汽车高速行驶时，保证其内部牢固，必不可少的零件。此机器温度要求甚高，移植到了成型车间。

总之半成型车间的难度是最大的，也是最严格的，因为牵扯着很多零件产品。橡胶在挤出机机头内超过10分钟就成了熟胶，作废了。还考虑很多条件，温度、湿度、气泡，最关键最严谨的就是尺寸。

此过程好比切面，弄好每个馒头需要的多少面。

成型车间：

半成型车间生产的零件送至此，每个零件按顺序在成型机排列好：纤维层（窄）、胎侧、内衬层、纤维帘布、钢丝帘布、冠带层、胎面

，挂上钢丝圈。成型机自动挤压形成胎坯，此时的轮胎已有雏形，但还是生胶。车间常年20度，爽啊。。机器全部是荷兰的VMI，自动化超高。这样馒头就做好了，下一步就是蒸馒头了。

硫化：生的轮胎坯子硫化之前要在内里喷涂一层隔离剂，防止硫化机的胶囊和内衬层粘连，新轮胎的隔离剂依然存在，大家可以用手摸摸新胎的内里，是不是弄的手上都是滑腻的类似铅粉的东西，呵呵。喷涂之后，送往硫化机里硫化，硫化温度几百度，硫化20分钟就OK了。馒头出锅~~~呵呵，带花纹的馒头。

成品检验库：相当于半成型车间的严格度。通过X光机器照射、拍照判断轮胎瑕疵。例如裁断机裁断的接头错缝超过1毫米，作废。硫化机硫化的花纹PIRELLI、规格数字字样缺角、稍微有一点瑕疵，统统作废。

检验合格的轮胎入库，等待发货和出口。高铁车轮是什么材料？

高铁车轮是用一种特制的铁路车轮钢做的。永鑫生重工锻造的高铁车轮，出厂前都会通过低倍、高倍超声波探伤，磁粉探伤和力学性能试验，韧度强度都非常大，既耐高温又耐低温。高铁的车轮高铁车轮是什么材质的？

都是整体辗钢车轮，材质选用CL60钢材，是我国铁路车辆上采用的主型车轮。

K/T列车的车辆采用的都是25系列客车，K字头使用25G型客车，转向架使用209G/206G型，T字头采用25K型客车，转向架使用209HS/206KP型。

D/G字头列车采用和谐号系列动车组，高速动车组车轮主要特点：采用薄轮辋（厚约50mm）、薄辐板（一般最小在9-15mm左右）、薄轮毂（壁厚约30mm左右），采用适用于高速运行的踏面外形（如UIC的S1002），采用设计合理的辐板外形（如双曲形，双波纹形，大圆弧形等，并均为圆弧连接）做轮胎怎么做？

制作流程：准备半成品

平整或切割橡胶

织物层

钢丝和胎圈

组装半成品

组装

后处理

硫化工序

质量控制

每个环节都很重要。为了得到所需要的硫化成品，未硫化的产品和半成品必须符合开发人员的要求。

需要准备的半成品包括了轮胎的各个部分：：橡胶、织物、钢丝和胎圈。

橡胶

轮胎的一种配方中包括以下基本材料：

合成橡胶(苯乙烯-丁二烯, 聚丁二烯, 丁基合成橡胶)

或天然橡胶

加固填充物：碳黑或者硅

硫化产品，实现从可塑状态到弹性状

态的转变：硫磺、 加速剂和催化剂等

提高材料性能或改进材料某种特性的各种产品

织物层和钢丝

混合物经过挤压成形，变成平整的（整张）或者带切割的（花纹条）产品。整张的材料用于生产织物层或者钢丝。叠加的过程需要将织物或者钢丝嵌入橡胶之中。

胎圈

钢丝不仅用于制造钢丝带束层，有些较粗的钢丝还被用于制造胎圈。很细的钢丝被用于制造钢丝带束层（其直径约为0.25毫米），而较粗的钢丝被用于制造胎圈（直径大约为1毫米）。

组装包括两步：组装和后处理

组装程序是将半成品按照特定的程序组装起来。轮胎的组装需要用一种特殊的机器，它主要由一个旋转的鼓组成，半成品从气密层开始，一层层在鼓上叠加。为了做成一个外胎，要由机器或者人工在鼓上放置平整或者切割好的产品、帘子布层、钢丝带束层以及胎圈。

后处理阶段始于将外胎制作成未来轮胎的形状。鼓膨胀的同时将两个胎圈连在一起，外胎就被做成所需的轮胎型号的形状。胎冠层（织物或者金属层）被放置在成形的外胎上，形成了轮胎环带，然后再加上胎面的花纹。

在这个过程中，未来的轮胎被称作未硫化轮胎或者“绿色“轮胎。它仅仅是将产品中未硫化的半成品黏合固定在一起。

硫化是通过弹性体链之间的硫磺桥，把轮胎从可塑状态转变成弹性状态。硫化中形成了轮胎中不同材料的合成结构。混合物被黏合在一起，填充层和钢丝相互混合。通过加热加压的方法，在特殊的机器上可以进行模具硫化。轮胎同时从外部（例如，热蒸汽在模具壁内部循环）和内部（一般使用轮胎内部的橡胶隔膜中的高温压力液体）进行加热。

通过在轮胎的内部用压力（超过10bar）把轮胎压在模具上，使得轮胎成型。模具内刻的花纹会制造出胎面的花纹和标识文字。硫化过程的长短因轮胎的尺寸、制造工艺和所使用的配方而不同。从制造自卸车轮胎的几分钟到制造汽车轮胎的15分钟，而制造推土机轮胎则需要24小时甚至更长时间。硫化的温度一般在摄氏100度到200度。

在这个过程中，橡胶混合物失去了其初期的可塑性，但同时也获得了稳定的弹性。

质量控制程序保证轮胎的质量和品质参数。质量控制包含很多方面：超声波、均匀性、结构、放射线透视和射线照片等。

现在轮胎就可以使用了！我国高速铁路车轮

随着我国铁路提速战略的不断实施，高速铁路的建设正在积极筹划和建设之中。高速车轮作为高速列车的重要零部件，起着支撑整个列车的重量，并把驱动力和制动力传递给钢轨的作用，其使用质量直接关系着列车的运行安全和旅客生命财产的安全。为使车轮有良好的使用性能，研究人员对高速车轮材料进行了大量的研究，对碳的质量分数在0.4％～0.7％之间的碳素车轮钢的研究结果证明，碳的质量分数为0.5％左右的中碳车轮钢可以获得较好的综合性能。但是，仅仅靠调整碳含量很难优化车轮钢材料的综合性能，无法满足高速列车车轮用钢的要求。在确定降低碳含量、提高铁素体珠光体向奥氏体相变时的临界温度的原则下，还需要采用合适的合金化手段，进一步改善车轮钢的性能匹配，使车轮更安全有效地服役于铁路系统。硅、锰是产生固溶强化作用最显著的合金元素，在车轮钢中应该保持一定的含量，使钢的硬度提高。某车轮厂已有的经验证明，硅和锰的质量分数分别为0.3％和0.7％左右时可以使车轮钢的强度和硬度显著提高而韧性没有明显的下降。但是，仅以目前的碳、硅、锰元素配比生产的实物车轮在实际运行中仍然暴露出了强度和硬度偏低，耐磨性和抗接触疲劳性能较差的问题。因此，在成分设计方面，添加微合金元素就成为对高速车轮用钢进一步强化的主要手段，笔者研究了微合金元素铬对高速车轮钢显微组织和力学性能的影响。

1 实验材料和方法

设计并生产两炉车轮钢连铸圆坯，其化学成分(质量分数)见表1。由于车轮采用的是强制性标准，铬的质量分数要求≤0.30％，所以含铬试验钢铬的质量分数按0.15％～0.30％设计，含铬试验车轮中铬的质量分数为0.23％，两炉钢其它元素的含量基本相同。为使试验结果对实际生产有更好的指导性，试验车轮的生产完全采用与正常车轮生产相同的工艺，即95t转炉冶炼→LF精炼→VD合金微调→圆坯连铸→锻压轧制→等温→淬火加热→淬火→回火→机加工→成品检验。

表1 试验车轮钢成品的化学成分 %

试验钢号 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

对成品车轮按照标准取样，进行拉伸和冲击实验等基本力学性能测试。并用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行样品的显微组织和精细结构观察，并进行硬度分析。为了解铬在车轮钢中的分布情况，对钢中的渗碳体进行化学相分析。

2 实验结果

2.1 基本力学性能

对试验车轮的轮辋进行了常规力学性能试验，表2和图1分别是试验车轮轮辋的拉伸性能、硬度和冲击性能。从实验结果可看出，无铬钢的强度和硬度都较低，仅为847MPa和HB246，略超过文献规定的下限指标。和无铬车轮钢相比，含铬车轮钢材料的强度和硬度有了明显的提高，增量分别为50MPa和HB15。尤其是距轮辋表面35mm处的硬度在加铬后有了显著的提高。还应看到，含铬钢的塑性稍有下降，但仍然远远超过规定的下限水平。冲击实验的结果显示，加铬后对冲击性能有一定的影响，但影响不是太大。

表2 试验车轮轮辋的常规力学性能

试验车轮 试验温度/℃ σb/MPa σ0.2/MPa δ/% Ψ/% 踏面下35㎜处断面的硬度(HB)

含铬钢 21.5 900 570 16.5 45.5 261

无铬钢 21.5 847 525 18.0 54.0 246

图1 试验车轮轮辋的冲击曲线(V形缺口试样)

2.2 显微组织

含铬车轮钢和无铬车轮钢轮辋经热处理(淬火+回火)后的显微组织如图2所示。从图中可看出，两种钢的显微组织主要是珠光体，含铬钢的先共析铁素体比无铬钢略少。另外，含铬钢的显微组织比无铬钢的细小，显示出加铬对车轮钢的组织细化有一定的作用。

(a)含铬钢；(b)无铬钢

图2 轮辋经淬火+回火处理后的显微组织

车轮钢属于铁素体-珠光体型中高碳钢，其性能取决于铁素体和珠光体组织各自的体积分数、形态和分布状况。其中珠光体组织的体积分数占80％以上，其组织形态和分布对钢的性能有很大的影响。珠光体片层间距的大小，决定了珠光体组织性能的优劣，是车轮钢材料的一个非常重要的材料参数。影响珠光体片层间距大小的因素主要有转变温度和合金元素的含量等。进一步的TEM观察可以发现，加铬使珠光体的片层间距减小，使组织得到进一步细化，如图3所示。加铬提高铁在γ相中的自扩散激活能，降低奥氏体转变为铁素体和珠光体的形核和长大速度，因而使珠光体的转变温度降低，珠光体的片层间距减小。

(a)含铬车轮钢； (b)无铬车轮钢

图3 含铬车轮钢和无铬车轮钢的珠光体组织(TEM)

为了验证加铬对细化车轮钢珠光体片层间距的效果，并定量估算含铬车轮钢和无铬车轮钢珠光体的表观片层间距，在扫描电镜下以1～2万的倍数观察珠光体，对珠光体片层间距进行大量的数据统计，结果示于图4(图中横轴采用片层间距的倒数来表征，以求更接近珠光体的本征参数)。可以看出，含铬钢出现概率峰的片层间距为270～300nm，概率峰值约为0.4，而无铬钢出现概率峰的片层间距为330～380nm，概率峰值约为0.3。另外，含铬车轮钢的片层间距分布总体向片层间距减小的方向偏移。数据统计的结果说明，加铬使车轮钢的珠光体组织产生细化效果，片层间距减小。

图4 含铬钢和无铬钢珠光体片层间距的统计分布图

另外，通过化学相分析研究了含铬试验车轮钢中的碳化物，结果显示，碳化物全部都由渗碳体构成。定量分析发现，渗碳体中溶解有合金元素锰和铬，其组成是(Fe0.981C0.006Mn0.013)3C，渗碳体中铬的含量是基体含量的3倍。渗碳体中溶解有铬等合金元素，使合金渗碳体相更稳定，在奥氏体化过程中渗碳体的溶解速率降低。在高速列车的服役过程中，由于刹车产生摩擦热，导致车轮表面急剧升温，甚至达到奥氏体相变温度，但是这一过程是很短暂的，如果车轮钢的原始组织中渗碳体相更稳定，将在一定程度上延缓原始组织向奥氏体转变的速率，从而降低在随后快冷过程中形成马氏体的可能。因此，在车轮钢中加入适量的铬在一定程度上有助于提高车轮钢的抗剥离性能。

2.3 含铬车轮钢的性能分析

高速车轮在实际运行中由于轮轨接触面在接触应力的作用下导致踏面表层金属塑性变形并引发疲劳裂纹的萌生和发展，产生接触疲劳损伤，结合以前对铁路提速车轮(型号为KKD、HDS)失效原因的研究分析结果可知，硬度偏低的车轮发生接触疲劳剥离的可能性较大，车轮的磨耗速度也较快。反之，强度和硬度较高的车轮抗接触疲劳性能和耐磨性较好。然而，实验证明，单纯增加碳含量来提高车轮的强度和硬度不仅不能提高车轮的服役能力，而且因为显著降低钢的韧塑性而使车轮的综合性能下降。合理的做法是，添加适量的微合金元素，在基本不降低车轮韧性的前提下增加强度和硬度。本研究在钢中加入少量的铬，从而提高了车轮的耐磨性和抗接触疲劳性能。

含铬试验车轮钢材料中铬的添加在钢中产生固溶强化，其强化效果仅次于硅、锰，而韧性又没有明显降低，而且铬能够细化珠光体的片层间距。用显微硬度计和扫描电镜，研究了车轮钢珠光体组织片层间距和显微硬度的关系，数据的统计结果示于图5。结果显示，含铬钢的珠光体片层越细，珠光体的显微硬度越高。对于本研究中的车轮钢，两者间的定量关系为H=15.9×1/s+187，式中H为珠光体的显微硬度(HV)，s为珠光体的片层间距。结合图4对片层间距的统计数据，含铬和无铬两种钢的珠光体组织的平均硬度约为HV280和HV268，考虑两种钢中少量铁素体还对硬度有稀释作用，说明以上硬度的计算值和表2给出的硬度的实测值吻合较好。

图5 车轮钢中珠光体的显微硬度与片层间距的关系

高速车轮在运行过程中还存在的另一种重要的失效形式是摩擦热导致相变而产生的踏面剥离，即列车在刹车、转弯时，轮轨间的相对滑动引起摩擦热，经过急剧的升温和降温过程，轮辋表面形成相变马氏体薄层，在接触应力的作用下，在马氏体薄层的尖端发生裂纹的萌生并扩展，最终导致局部区域小块金属的脱落。总体来说，产生这种剥离的机制比较复杂，从根本上解决此问题应从提高奥氏体化温度、延缓奥氏体相变、提高珠光体和贝氏体相变的上限冷速促使冷却产生非马氏体相变等人手。苏航的工作证明在现实中提高珠光体和贝氏体相变的上限冷速是不可行的。前面的相分析结果显示，加铬使珠光体组织更稳定，这在一定程度上减缓了轮轨相对滑动期间原始组织向奥氏体化转变的速率，因此减少了在随后的冷却过程中马氏体相变的可能性，从而提高了车轮的抗剥离性能。

3 结论

在高速车轮钢中加入少量的铬，可在保持钢的韧塑性基本不变的情况下，显著提高钢的强度和硬度，有助于提高车轮钢的耐磨性和抗接触疲劳性能。这和铬对基体的固溶强化作用及对珠光体片层的细化作用密切相关。在珠光体中保持一定量的铬，对提高车轮的抗剥离性能有利。