一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，属于汽车制动系统技术领域，包括以下步骤：步骤一，上、下胶层的预硫化；步骤二，上、下胶层的融合。该技术方案中，
【申请人】提出了一种采用相同胶料配方并且硫化速度相同的二次硫化工艺，通过挤出口型制作膜片的上、下胶层，通过相同时间的硫化工艺，以保证上、下胶层硫化状态达到完全一致，由此克服了长期以来困扰人们的硫化成型过程中下胶层过硫化问题，以及不同配方体系胶料繁琐难以区分融合，影响粘结强度，产品合格率上大幅提高，生产成本有效控制，该橡胶隔膜产品具有卓越的高低温性能和良好的抗老化、抗疲劳性能，整体性能及使用寿命均有大幅度提高，有益效果显著。
【专利说明】
一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，属于汽车制动系统技术领域。
【背景技术】
[0002]气室橡胶隔膜是载重量3吨以上的各种中、重型汽车制动部件中的核心部件，关系到汽车行驶安全性。该隔膜要求耐0.SMPa左右的高气压，保证100万次以上的使用寿命。在使用气室隔膜时，汽车在制动时产生高气压状态下，气压推动气室隔膜进而向前推动推杆，最后将推动力传给轮鼓中的刹车贴片而达到刹车的目的。欧美等发达国家均拟有专门标准对气室隔膜的成品都有严格要求。橡胶隔膜产品的质量指标与模具结构及其制作工艺息息相关。根据国内外惯例，由于一次成型工艺产品质量不稳定，大都釆用二次或二次以上成型工艺。
[0003]例如专利号为200910249742的发明专利“汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺”，该工艺采用两次硫化工艺，通过相同胶料配方体系但硫化速度不同的胶料制得隔膜的上下胶层，虽然在一定程度上解决了下胶层过硫化的问题，但是在在第一次预硫化成型后，下胶层与夹布已经预硫化成稀疏状，而上模胶块未预成型，产品易褶皱，漏布，无法均匀居中，造成隔膜壁厚单边，合格率低，并且第二次硫化时中模需要使用铰链翻转，操作难度大，安全性较差。
[0004]例如专利号为201210038464的发明专利“汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺”，该工艺采用三次硫化工艺，在“上、下胶层预硫化”与“上、下胶层融合”之间增加“隔膜布-下胶层粘合定型”步骤，虽然在一定程度上解决了隔膜布跑偏的问题，但是由于上、下胶层硫化时间有差异，导致产品均一性较差，隔膜抗抗老化性差，使用寿命较短。
[0005]因而，无论是一次、二次或两次以上硫化工艺不仅在夹布(锦纶布骨架)居中稳定性问题上存在缺陷，其内置于隔膜内部的夹布均存在易跑偏，打皱等问题，并且模具设备大都含有铰链结构，操作危险系数高，部分二次硫化工艺虽然提高了夹布居中性，但是由于上、下胶层硫化速度不同导致产品使用寿命、合格率较低，工艺难度大，仍存在一定的局限性。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种整体性能及使用寿命均大幅度提高的用于汽车制动气室的橡胶隔膜，具体技术方案如下:
一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，包括以下步骤:步骤一，上、下胶层的预硫化；步骤二，上、下胶层的融合;所述步骤一中，上胶层与下胶层采用相同胶料配方并且硫化速度相同，所述下胶层预硫化前在下胶层上方放置有夹布，所述下胶层与夹布经过预硫化后形成下胶层-夹布融合体;所述步骤二中，将预硫化的上胶层与下胶层-夹布融合体进行压制成型并充分硫化，冷却后修剪得到汽车制动气室橡胶隔膜。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述汽车制动气室橡胶隔膜采用模具成型，包括上模、中模和下模，所述中模包括第一中模和第二中模，所述步骤一分为以下三步:
1、上胶层的放置，将上层胶块放置到第一中模内；
Π、下胶层与夹布的放置，将下胶层块放置到下模内，再将夹布铺展到下胶层块上方；m、开启预硫化，先调节中模使第二中模贴近夹布，然后调节上模、中模和下模进行合模压制操作，形成单独的预硫化上胶层和下胶层-夹布融合体。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述中模与下模之间设置有分散环，所述分散环内侧具有深度均匀的波纹结构，所述步骤一的Π中，分散环的波纹结构压盖在夹布上方。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述上模可拆卸的固定在上模固定板上，所述中模可拆卸的固定在中模固定板上，所述下模可拆卸的固定在下模固定板上，所述分散环可拆卸的固定在分散环固定板上;所述下模固定板上环绕下模周围的位置设置有定位凸台，所述分散环固定板卡合到定位凸台上并对分散环进行约束。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述步骤二中，先将中模移出，然后将上模、分散环和下模进行合模操作，压制成型后，抬起分散环，吹取出产品，降温冷却后，修剪后即得成品。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述下模固定板上对称设置有五个下模，所述上模固定板、中模固定板和分散环固定板结构与下模固定板相互对应。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述步骤一中，上、下胶层的预硫化时间为1s?30s，硫化温度为145 °C?175 °C，保压压力18MPa?2IMPa ；所述步骤二中，上、下胶层的融合的硫化时间为240s?280s，硫化温度为145 °C?170 °C。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述步骤一和步骤二中，每次硫化时均进行抽真空、保压和排气操作。
[0014]上述技术方案中，本
【申请人】提出了一种采用相同胶料配方并且硫化速度相同的二次硫化工艺，通过挤出口型制作膜片的上、下胶层，通过相同时间的硫化工艺，以保证上、下胶层硫化状态达到完全一致，由此克服了长期以来困扰人们的硫化成型过程中下胶层过硫化问题，以及不同配方体系胶料繁琐难以区分融合，影响粘结强度，产品合格率上大幅提高，生产成本有效控制，该橡胶隔膜产品具有卓越的高低温性能和良好的抗老化、抗疲劳性能，整体性能及使用寿命均有大幅度提高，有益效果显著。
【附图说明】
[0015]图1为本发明一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺中预硫化时的模具示意图；
图2为本发明中分散环的结构示意图；
图3为本发明中上、下胶层的融合时的模具示意图；
图4为本发明中下模固定板上下模的设置示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、图3所示，本发明提供了一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，包括以下步骤:
步骤一，上、下胶层的预硫化，上胶层与下胶层采用相同胶料配方并且硫化速度相同，所述下胶层预硫化前在下胶层上方放置有夹布80，所述下胶层与夹布80经过预硫化后形成下胶层-夹布融合体，该汽车制动气室橡胶隔膜采用模具成型，包括上模50、中模和下模53，所述中模包括第一中模51和第二中模52，该步骤可以分为以下三小步:
1、上胶层的放置，将上层胶块71放置到第一中模51内；
Π、下胶层与夹布的放置，将下胶层块70放置到下模53内，再将夹布80铺展到下胶层块70上方；
ΙΠ、开启预硫化，先调节中模使第二中模52贴近夹布80，然后调节上模50、中模和下模53进行合模压制操作，形成单独的预硫化上胶层和下胶层-夹布融合体；
步骤二，上、下胶层的融合，将预硫化的上胶层与下胶层-夹布融合体进行压制成型并充分硫化，冷却后修剪得到汽车制动气室橡胶隔膜。
[0017]该技术方案不同于以往的二次硫化成型工艺，本发明将以往高成本的两种配方体系整合为一种配方，节约了生产成本，生产过程中仅靠成型件的外表即可准确区分上下层胶料；由于预硫化相同，保证了膜片上、下胶层的硫化品质，大大提高夹布与橡胶的粘结强度，对于保证橡胶隔膜的抗疲劳性和抗老化性发挥着关键性作用。
[0018]进一步的，如图2所示，所述中模与下模53之间设置有分散环60，所述分散环60内侧具有深度均匀的波纹结构61，所述步骤一的Π中，分散环60的波纹结构61压盖在夹布80上方，该优选方案中通过采用对产品外圆直径收缩性研究验证，设计制作出这种具有波纹结构61的分散环60，该分散环60作为夹布(锦纟仑布骨架)应力分散机构，由上百个深度一致的波纹状结构构成，有效解决在硫化打压过程中夹布80易随胶体及空气流动偏移，从而造成产品外圆壁厚内夹布应力集中所致的褶皱问题，提产品合格率。另外，可根据不同规则的橡胶隔膜产品，对本发明中分散环60的波纹结构61尺寸进行相应调整，以适应不同规格夹布应力有所不同的需要;亦可依据不同产品及夹布80对圆周尺寸的需要来设计相应的定位凸台31。
[0019]更进一步的，所述上模50可拆卸的固定在上模固定板10上，所述中模可拆卸的固定在中模固定板20上，所述下模53可拆卸的固定在下模固定板40上，所述分散环60可拆卸的固定在分散环固定板30上;所述下模固定板40上环绕下模53周围的位置设置有定位凸台31，所述分散环固定板30卡合到定位凸台31上并对分散环60进行约束。使用时，下模固定板40安装在硫化压机的下热板机构(图中未示出)上，上模固定板10安装在硫化压机上热板上，在硫化过程中，分散环固定板30由硫化压机中部抬耳辅助运行，中模固定板20则由硫化压机上部抬耳辅助运行。为了保证产品的壁厚及模具间的精准定位，各个固定板之间可以专门设置有若干个由导柱及导套构成的导向定位结构。另外，为了避免因抽真空带来的压强阻力，上模固定板10与中模固定板20，中模固定板20与分散环固定板30之间均设置有弹簧机构，通过弹簧可保证模具型腔内的排气顺畅，确保模具顺利分离。
[0020]更进一步的，所述步骤二中，先将中模移到保温热板上，在模具设计时，可以将上模50的型腔表面做相应的表面处理，使其在预硫化完成后，中模在脱离时，上胶层均匀的贴合在上模50的型腔表面，并在上模50的携带下与夹布80上表面逐渐贴合，即在上模50、分散环60和下模53进行合模操作并且压制成型后，抬起分散环60，吹取出产品，降温冷却后，修剪后即得成品。
[0021 ]上述两个步骤中，步骤一中“上胶块预硫化”与“下胶层与夹布的预硫化”的硫化时间记为Tl，步骤二中上胶层与下胶层-夹布融合体进行充分硫化的时间记为T2，上层胶块71与下胶层块70采用同种型号胶料，总硫化时间记为T，则T=T1+T2。
[0022]更进一步的，如图4所示，所述下模固定板40上对称设置有五个下模53，所述上模固定板10、中模固定板20和分散环固定板30结构与下模固定板40相互对应，S卩采用配套的五组模具，一次可以同时完成五个橡胶隔膜产品的生产，大大提高了生产效率。
[0023]在上述方案中，步骤一中的上、下胶层的预硫化时间为1s?30s，硫化温度为145°C?175 °C，保压压力18MPa?2 IMPa;所述步骤二中，上、下胶层的融合的硫化时间为240s?280s，硫化温度为145°C?170°C;同时步骤一、二的硫化过程同时与抽真空、保压和排气操作配合。
[0024]下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
[0025]实施例一
采用胶料挤出成型机和激光切割机进行上层胶块71和下胶层块70以及规则夹布80的制备，其中上层胶块71和下胶层块70的质量可以不同，采用自动平板真空硫化压机及相应模具进行橡胶隔膜的硫化成型，其中橡胶隔膜的上胶层单独硫化时间Tl=1s,同时下胶层材料与夹布硫化时间Tl=1秒，上胶层与下胶层-夹布融合体进行充分硫化T2=255s，硫化温度均为145°C，保压压力19Mpa，并且每次硫化时均抽真空10秒、保压二次、排气二次。
[0026]实施例二
前期准备参照实施例一，橡胶隔膜的上胶层单独硫化时间Tl = 12s，同时下胶层材料与夹布硫化时间Tl=12秒，上胶层与下胶层-夹布融合体进行充分硫化T2=258s，硫化温度均为152°C，保压压力18Mpa，并且每次硫化时均抽真空11秒、保压三次、排气二次。
[0027]实施例三
前期准备参照实施例一，橡胶隔膜的上胶层单独硫化时间Tl = 15s，同时下胶层材料与夹布硫化时间Tl=15秒，上胶层与下胶层-夹布融合体进行充分硫化T2=262s，硫化温度均为162°C，保压压力20Mpa，并且每次硫化时均抽真空10秒、保压二次、低压停留0.8s、排气三次。
[0028]实施例四
前期准备参照实施例一，橡胶隔膜的上胶层单独硫化时间Tl = 15s，同时下胶层材料与夹布硫化时间Tl = 15s，上胶层与下胶层-夹布融合体进行充分硫化T2=255s，硫化温度均为160°C，保压压力20Mpa，并且每次硫化时均抽真空10秒、保压二次、一次加硫化4s、排气三次。
[0029]实施例五
前期准备参照实施例一，橡胶隔膜的上胶层单独硫化时间Tl=20s，同时下胶层材料与夹布硫化时间Tl=20s，上胶层与下胶层-夹布融合体进行充分硫化T2=275s，硫化温度均为170°C，保压压力21Mpa，并且每次硫化时均抽真空10秒、保压二次、排气三次。
[0030]将按照实施例一至五的工艺条件制备的橡胶隔膜产品进行性能测试，经检验，各项性能均达到标准规定，尤其是其使用寿命远远超过了国际标准的规定的100万次，甚至达至IJ200万次，而且直至破坏，隔膜上、下胶层也未出现明显差异。产品具有卓越的高低温性能和良好的抗老化、抗疲劳性能，通过了客户总成试验和路试，性能达到进口件水平。
[0031]尽管本发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现，但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本发明，当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处，出于篇幅的考虑，省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例，在此不应当视为对本发明的技术方案要求保护的配方及工艺范围缺乏充足实施例支持的理解。
[0032]
【申请人】声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，包括以下步骤:步骤一，上、下胶层的预硫化;步骤二，上、下胶层的融合;其特征在于， 所述步骤一中，上胶层与下胶层采用相同胶料配方并且硫化速度相同，所述下胶层预硫化前在下胶层上方放置有夹布(80)，所述下胶层与夹布(80)经过预硫化后形成下胶层-夹布融合体； 所述步骤二中，将预硫化的上胶层与下胶层-夹布融合体进行压制成型并充分硫化，冷却后修剪得到汽车制动气室橡胶隔膜。2.如权利要求1所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述汽车制动气室橡胶隔膜采用模具成型，包括上模(50)、中模和下模(53)，所述中模包括第一中模(51)和第二中模(52)，所述步骤一分为以下三步: 1、上胶层的放置，将上层胶块(71)放置到第一中模(51)内； Π、下胶层与夹布的放置，将下胶层块(70)放置到下模(53)内，再将夹布(80)铺展到下胶层块(70)上方； ΙΠ、开启预硫化，先调节中模使第二中模(52)贴近夹布(80)，然后调节上模(50)、中模和下模(53)进行合模压制操作，形成单独的预硫化上胶层和下胶层-夹布融合体。3.如权利要求2所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述中模与下模(53)之间设置有分散环(60)，所述分散环(60)内侧具有深度均匀的波纹结构(61)，所述步骤一的Π中，分散环(60)的波纹结构(61)压盖在夹布(80)上方。4.如权利要求3所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述上模(50)可拆卸的固定在上模固定板(10)上，所述中模可拆卸的固定在中模固定板(20)上，所述下模(53)可拆卸的固定在下模固定板(40)上，所述分散环(60)可拆卸的固定在分散环固定板(30)上;所述下模固定板(40)上环绕下模(53)周围的位置设置有定位凸台(31)，所述分散环固定板(30)卡合到定位凸台(31)上并对分散环(60)进行约束。5.如权利要求4所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤二中，先将中模移出，然后将上模(50)、分散环(60)和下模(53)进行合模操作，压制成型后，抬起分散环(60)，吹取出产品，降温冷却后，修剪后即得成品。6.如权利要求5所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述下模固定板(40)上对称设置有五个下模(53)，所述上模固定板(10)、中模固定板(20)和分散环固定板(30)结构与下模固定板(40)相互对应。7.如权利要求1-6中任一项所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中，上、下胶层的预硫化时间为1s?30s，硫化温度为145°C?175°C，保压压力18MPa?2IMPa；所述步骤二中，上、下胶层的融合的硫化时间为240s?280s，硫化温度为145Γ ?170。。。8.如权利要求7所述的一种汽车制动气室橡胶隔膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤一和步骤二中，每次硫化时均进行抽真空、保压和排气操作。
【文档编号】B29C35/02GK105835283SQ201610177934
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】程未栋, 万耀胜, 袁玉虎, 高睿, 周健
【申请人】德特威勒密封技术（安徽）有限公司