一种汽车柴油泵尾气处理泵膜及其硫化成型模具和制造方法与流程

本发明属于橡胶与金属、非金属加工
技术领域：
，更具体地说，涉及一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜及其硫化成型模具和制造方法。
背景技术：
：随着国家对发动机排放强制性法规的加严，对柴油机的尾气排放水平提出了更高要求，在国内市场销售的车用柴油机必须跟随升级换代。目前，中国已在全国范围内对车用发动机实施了国ⅲ标准的排放法规，同时，北京、上海、珠三角地区已经实施了国ⅳ标准的排放法规，且即将在全国范围内实施国ⅳ。对于车用柴油机，达到国ⅳ排放水平的技术路线有两种，一种是采用废气再循环egr+尾气颗粒捕集器方式，另一种是采用选择性还原反应scr的方式对排放的尾气进行处理。目前，国际国内大部分车用柴油机企业采用scr的技术路线来满足国ⅳ排放法规要求。所谓选择性还原反应系统scr(selectivecatalyticreduction)是一种在车用柴油机尾气中喷射液体尿素溶液，并使其在高温尾气中蒸发成氨气与柴油机排出的氮氧化物，在催化器中的催化剂作用下，发生还原反应，从而极大降低氮氧化物值，直至满足排放法规要求的一种装置。scr系统主要由带催化器的消声器、尿素供给计量系统、控制系统、非加热尿素管路、控制用传感器、线束及尿素箱等组成。其中汽车柴油泵尾气处理泵膜使用在控制系统中，其是由三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合制成的。该汽车柴油泵尾气处理泵膜的结构示意图如图1所示，该泵膜中加强纤维离泵膜底部最薄处的有效距离为0.8mm、离金属骨架底部的有效距离为0.5mm，由于该泵膜的结构特殊性，其制造过程中加强纤维容易打皱，导致加强纤维裸露于泵膜橡胶表面或粘附在骨架底部，从而引起加强纤维扯断强度降低，在使用过程中极易破损，进而导致产生泵膜断裂等失效问题。因此，如何防止因加强纤维打皱而导致其裸露于泵膜表面的问题，是工业生产中急待解决的一个关键技术难点。此外，目前工业中，由于受国内生产技术的限制，上述橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜的生产效率低下、废品率高，且在生产工艺上往往不能满足汽车行业尾气处理系统的配套使用要求，因此国内还没有企业可以高效、低成本的生产橡胶与金属、加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的合格产品，从而导致该泵膜在加工环节一直依赖于进口维持，但国外生产效率也不是很高，有待进一步提高。技术实现要素：1.发明要解决的技术问题本发明的目的在于克服采用现有技术制造汽车柴油泵尾气处理泵膜时，泵膜内部加强纤维容易打皱从而导致泵膜断裂，且泵膜生产效率较低的不足，提供了一种汽车柴油泵尾气处理泵膜及其硫化成型模具和制造方法。采用本发明的技术方案可以有效解决泵膜内部加强纤维容易打皱以及其生产效率较低的问题。2.技术方案为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：其一，本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜，包括泵膜本体和加强纤维，其中所述的泵膜本体包覆于金属骨架的底部和表面，该泵膜本体内部设有加强纤维，通过加强纤维将泵膜本体分为两部分。更进一步的，所述的泵膜本体由如下组分按照重量份数组成：其二，本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，包括上模和下模，上模的下表面设有上模模腔，下模的上表面设有下模模腔，下模模腔的下方垂直设有卡槽，上模模腔与下模模腔合模后形成橡胶型腔。更进一步的，待加工泵膜的金属骨架包胶部分定位于下模模腔内，泵膜固定螺栓悬挂于卡槽内，加强纤维与上模、下模的分模线处齐平。更进一步的，在橡胶型腔的内表面，在加强纤维的边缘设置有一圈o型撕边筋。更进一步的，所述o型撕边筋的水平宽度为1～2mm，凸起高度为1～2mm，其距离橡胶型腔的边缘0.1～0.2mm。其三，本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，是采用本发明的模具进行制造的，其具体步骤如下：步骤一、加强纤维、金属骨架和泵膜本体胶料的准备根据所述硫化成型模具的尺寸裁切加强纤维，并使用橡胶预成型机分别裁切泵膜底部本体胶料和泵膜表面本体胶料；步骤二、加强纤维、金属骨架和泵膜本体胶料的填入将所述的硫化成型模具装配到平板硫化机上，然后将金属骨架置于下模模腔内，并将泵膜表面本体胶料填入下模模腔，随后将加强纤维绷紧平铺在泵膜表面本体胶料上，并在加强纤维上再填入与其外形尺寸相当的泵膜底部本体胶料，最后将上模与下模合模；步骤三、硫化成型经步骤二后开始硫化成型，硫化机驱动模具下模上压，泵膜底部本体胶料与泵膜表面本体胶料在模腔中流动充满橡胶型腔，控制硫化机的硫化温度为165～185℃，硫化时间为5～10分钟，硫化压力为7～9mpa，硫化结束后完成制品加工，即得本发明的三元乙丙橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜。更进一步的，所述金属骨架的材质为45#钢，其表面经磷化处理，且泵膜固定螺栓以下的金属部位经喷砂处理，底涂胶粘剂ch205，面涂胶粘剂233x。更进一步的，所述的加强纤维采用弹性布，其目数为10目，厚度为0.3～0.4mm，该加强纤维的上下面均包有橡胶，且其预先经汽油清洗。3.有益效果采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，包括上模和下模，上模的下表面设有上模模腔，下模的上表面设有下模模腔，加强纤维与上模、下模的分模线处齐平，采用本发明的模具对泵膜进行加工时，通过上模模腔和下模模腔内的泵膜本体对加强纤维进行固定，从而能够有效防止加工过程中加强纤维打皱，进而保证加强纤维不会裸露于泵膜橡胶表面或粘附在骨架底部，有利于延长其使用寿命。(2)本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，下模模腔的下方垂直设有卡槽，将金属骨架置于下模模腔内，泵膜固定螺栓悬空挂于卡槽内，从而能够保证模具上压后金属骨架与下模的过盈配合，使两者紧密结合，阻止了泵膜本体胶料向金属骨架不包胶面继续流动，泵膜本体胶料流动时被完全限制在规定的区域，这样，制得的产品表面无橡胶毛边，省去了传统的骨架表面修边工序，进而提高了产品质量及生产效率，降低了制造成本。(3)本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，在橡胶型腔的内表面，在加强纤维的边缘设置有一圈o型撕边筋，并对o型撕边筋的尺寸进行优化设计，从而保证在手工修边过程中，用手撕扯o型撕边筋，很容易就能将泵膜多余的飞边修掉，较传统的用剪刀修剪，该修边方式快速、便捷，大大提高了修边效率，同时，对产品不会造成任何损伤。(4)本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，采用本发明的模具对尾气处理泵膜进行制造，先在金属骨架底部上端填放泵膜本体胶料，然后，再将加强纤维绷紧平铺在泵膜本体胶料上，最后，在加强纤维上再填入与其外形尺寸相当的泵膜本体胶料，此时，加强纤维被上层的泵膜本体胶料紧紧压住而不打皱，由于加强纤维的上层与下层分别有泵膜本体胶料固定，而不会裸露于泵膜橡胶表面及粘附在骨架底部，从而能够有效保证尾气处理泵膜的使用性能，有利于延长其使用寿命。(5)本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，其加强纤维采用弹性布，且加强纤维的厚度为0.3～0.4mm，该加强纤维不需要进行任何的处理，泵膜底部本体和泵膜表面本体的胶料直接穿透加强纤维即可粘合在一起，操作简单。(6)本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，其泵膜本体胶料采用本发明中特定的组分构成及其硫化工艺，并结合本发明特定的加强纤维，保证了加强纤维在硫化过程中延伸是一致的，可有效避免在硫化时加强纤维出现打皱及变形问题，同时保证了耐疲劳折弯15万次的要求，且具有优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。附图说明图1为本发明的汽车柴油泵尾气处理泵膜的结构示意图；图2为本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具的剖面图；图3为本发明中模具上模的剖面图；图4为本发明中模具下模的剖面图；示意图中的标号说明：1、上模；101、上模模腔；2、下模；201、下模模腔；202、卡槽；3、加强纤维；4、金属骨架；5、o型撕边筋；6、橡胶型腔；7、泵膜底部本体胶料；8、泵膜表面本体胶料。具体实施方式如图1所示，本发明的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜，包括泵膜本体和加强纤维3，其中泵膜本体包覆于金属骨架4的底部和表面，该泵膜本体内部设有加强纤维3，通过加强纤维3将泵膜本体分为两部分，从而增加泵膜的耐疲劳性，使其满足泵膜耐疲劳折弯15万次的要求。所述的泵膜本体由如下组分按照重量份数组成：本发明的上述汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，如图2-图4所示，包括上模1和下模2，上模1的下表面设有上模模腔101，下模2的上表面设有下模模腔201，下模模腔201的下方垂直设有卡槽202，上模模腔101与下模模腔201合模后形成橡胶型腔6，待加工泵膜的金属骨架4待包胶部分定位于下模模腔201内，泵膜固定螺栓悬挂于卡槽202内，加强纤维3与上模1、下模2的分模线处齐平。经实验分析，加强纤维3打皱是由模具在合模上压过程中，胶料在模具型腔内流动而产生的受力不均匀所致，采用本发明的模具对泵膜进行加工时，通过上模模腔101和下模模腔201内的泵膜本体对加强纤维3进行固定，从而能够有效防止加工过程中加强纤维3打皱，进而保证加强纤维3不会裸露于泵膜橡胶表面或粘附在骨架底部，有利于延长其使用寿命。同时，由于下模模腔201的下方垂直设有卡槽202，将金属骨架4置于下模模腔201内，泵膜固定螺栓悬空挂于卡槽202内，从而能够保证模具上压后金属骨架4与下模2的过盈配合，使两者紧密结合，阻止了泵膜本体胶料向金属骨架4不包胶面继续流动，泵膜本体胶料流动时被完全限制在规定的区域，这样，制得的产品表面无橡胶毛边，省去了传统的骨架表面修边工序，进而提高了产品质量及生产效率，降低了制造成本。本发明中在橡胶型腔6的内表面，在加强纤维3的边缘设置有一圈o型撕边筋5，所述o型撕边筋5的水平宽度为1～2mm，凸起高度为1～2mm，其距离橡胶型腔6的边缘0.1～0.2mm，从而保证在手工修边过程中，用手撕扯o型撕边筋，很容易就能将泵膜多余的飞边修掉，较传统的用剪刀修剪，该修边方式快速、便捷，大大提高了修边效率，同时，对产品不会造成任何损伤。本发明的上述汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，采用本发明的模具对汽车柴油泵尾气处理泵膜进行制造，其具体步骤如下：步骤一、加强纤维、金属骨架和泵膜本体胶料的准备根据所述硫化成型模具的尺寸裁切加强纤维3，并使用橡胶预成型机分别裁切泵膜底部本体胶料7和泵膜表面本体胶料8；上述加强纤维3采用弹性布，其目数为10目，厚度为0.3～0.4mm，该加强纤维3的上下面均包有橡胶，且其预先经汽油清洗，以去除表面油污及灰尘。所述金属骨架4的材质为45#钢，其表面经磷化处理，且泵膜固定螺栓以下的金属部位，即金属骨架待包胶部分经喷砂处理，底涂胶粘剂ch205，面涂胶粘剂233x，通过胶粘剂ch205的涂覆能够保证金属骨架具有良好的耐腐蚀性和耐环境性，胶粘剂233x的涂覆能够保证具有良好的耐环境性以及高温稳定性，粘接件能承受149℃工作温度。步骤二、加强纤维、金属骨架和泵膜本体胶料的填入将所述的硫化成型模具装配到平板硫化机上，然后将金属骨架置于下模模腔201内，并将泵膜表面本体胶料8填入下模模腔201，随后将加强纤维3绷紧平铺在泵膜表面本体胶料8上，并在加强纤维3上再填入与其外形尺寸相当的泵膜底部本体胶料7，最后将上模1与下模2合模；步骤三、硫化成型经步骤二后开始硫化成型，硫化机驱动模具下模2上压，泵膜底部本体胶料7与泵膜表面本体胶料8在模腔中流动充满橡胶型腔6，控制硫化机的硫化温度为165～185℃，硫化时间为5～10分钟，硫化压力为7～9mpa，硫化结束后完成制品加工，即得本发明的三元乙丙橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜。本发明通过对配方的设计及硫化工艺的优化，并结合加强纤维的作用，保证了加强纤维在硫化过程中延伸是一致的，可有效避免在硫化时加强纤维出现打皱及变形问题，同时保证了耐疲劳折弯15万次的要求，且具有优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。为进一步了解本发明的内容，现结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。实施例1结合附图，本实施例的一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，包括上模1和下模2，上模1的下表面设有上模模腔101，下模2的上表面设有下模模腔201，下模模腔201的下方垂直设有卡槽202，上模模腔101与下模模腔201合模后形成橡胶型腔6，在橡胶型腔6的内表面，在加强纤维3的边缘设置有一圈o型撕边筋5，所述o型撕边筋5的水平宽度为1mm，凸起高度为1mm，其距离橡胶型腔6的边缘0.1mm。待加工泵膜的金属骨架4包胶部分定位于下模模腔201内，泵膜固定螺栓悬挂于卡槽202内，加强纤维3与上模1、下模2的分模线处齐平。采用本实施例的一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，其步骤具体如下：步骤一、加强纤维、金属骨架和泵膜本体胶料的准备根据泵膜的硫化成型模具的尺寸裁切加强纤维3，本实施例中具体为：加强纤维3的尺寸与泵膜的硫化成型模具的尺寸按照1：1裁切，本实施例中加强纤维3的尺寸为100mm×100mm，加强纤维3的目数为10目，加强纤维3的厚度为0.35mm，其上下面均包有橡胶，且预先经汽油清洗。该涤纶弹性布的生产厂家是常州市天怡工程纤维有限公司。所述金属骨架4的材质为45#钢，其表面经磷化处理，且泵膜固定螺栓以下的金属部位经喷砂处理，底涂胶粘剂ch205，面涂胶粘剂233x。使用橡胶预成型机裁切泵膜底部本体胶料7和泵膜表面本体胶料8，本实施例中泵膜底部本体胶料7和泵膜表面本体胶料8的半成品胶料采用厚度为：3～5mm，重量为1.5～1.7克的方块，该泵膜底部本体胶料7和泵膜表面本体胶料8由如下重量百分比的组分组成：表1实施例1泵膜本体胶料的组分原材料名称百分含量％三元乙丙生胶58高耐磨炭黑：20半补强炭黑：10氧化锌：6硬脂酸：0.64,4'-二(苯基异丙基)二苯胺：1.22-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐：0.6α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯：2.1三烯丙基异氰脲酸酯：1.5上述表格中，三元乙丙生胶是美国狮牌化学公司生产的580ht三元乙丙橡胶；高耐磨炭黑是卡博特公司生产的n330高耐磨炭黑；半补强炭黑是苏州宝华炭黑有限公司生产的n774半补强炭黑；氧化锌是镇江白水化学有限公司生产的间接法氧化锌；硬脂酸是马来西亚南方油脂公司生产的；α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯是荷兰akzonodeltolymerchemicals生产的α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯14-40b；4,4'二(苯基异丙基)二苯胺是江苏华达化工集团有限公司生产的防老445；2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐是济南锐铂化工有限公司的防老剂zmmbi；三烯丙基异氰脲酸酯是苏州亚科化学试剂有限公司生产的促进剂tac。上述表格中，三元乙丙生胶是美国狮牌化学公司生产的580ht三元乙丙橡胶；高耐磨炭黑是卡博特公司生产的n330高耐磨炭黑；半补强炭黑是苏州宝华炭黑有限公司生产的n774半补强炭黑；氧化锌是镇江白水化学有限公司生产的间接法氧化锌；硬脂酸是马来西亚南方油脂公司生产的；α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯是荷兰akzonodeltolymerchemicals生产的α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯14-40b；4,4'二(苯基异丙基)二苯胺是江苏华达化工集团有限公司生产的防老445；2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐是济南锐铂化工有限公司的防老剂zmmbi；三烯丙基异氰脲酸酯是苏州亚科化学试剂有限公司生产的促进剂tac。本实施例通过对配方的设计及硫化工艺的优化，使得材料具有较高的强度，具有优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力，从而保证了耐疲劳折弯15万次的要求。步骤二、加强纤维、金属骨架和泵膜本体胶料的填入将步骤一中泵膜的硫化成型模具装配到平板硫化机上，并将金属骨架4先填入下模模腔201内，再填入泵膜表面本体胶料8，然后，再将加强纤维3绷紧平铺在泵膜表面本体胶料8上，最后，在加强纤维3上再填入与其外形尺寸相当的泵膜底部本体胶料7，此时，加强纤维3被上层的泵膜底部本体胶料7紧紧压住而不打皱，由于加强纤维3的上层与下层分别有泵膜本体胶料固定，而不会裸露于泵膜橡胶表面及粘附在骨架底部，这一点尤其重要，最后再将模具上模与模具下模相配合。步骤三、硫化成型经步骤二准备后开始硫化成型，硫化机驱动下模2上压，加强纤维3上层与下层的泵膜本体胶料均匀的在模腔中流动而充满橡胶型腔6，硫化机的硫化温度控制为175℃，硫化时间控制为6分钟，硫化压力控制为8mpa，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜(如图1所示)，本实施例制得的橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜外径为30mm，加强纤维3离泵膜底部最薄处的有效距离为0.8mm、离金属骨架底部的有效距离为0.5mm。本实施例可根据橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜的需求量，来开多件模进行硫化加工，从而大大提高产品的生产效率。实施例2本实施例的一种汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，其结构基本同实施例1，其区别在于：o型撕边筋5的水平宽度为2mm，凸起高度为2mm，其距离橡胶型腔6的边缘0.2mm。采用本实施例的硫化成型模具制造汽车柴油泵尾气处理泵膜，其步骤基本同实施例1，不同之处在于：步骤一中加强纤维3的厚度为0.3mm；泵膜底部本体胶料7和泵膜表面本体胶料8的料胚由如下组分按照重量份数组成：表2实施例2中所用泵膜本体胶料的组分步骤三中硫化机的硫化温度控制为180℃，硫化时间控制为8分钟，硫化压力控制为9mpa，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜，其中加强纤维3离泵膜底部最薄处的有效距离为1.2mm、离金属骨架底部的有效距离为0.8mm。实施例3本实施例的一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，其结构同实施例1。本实施例的汽车柴油泵尾气处理泵膜的制造方法，采用本实施例的硫化成型模具对泵膜进行制造，其步骤基本同实施例1，区别主要在于：步骤一中加强纤维3的厚度为0.4mm；泵膜底部本体胶料7和泵膜表面本体胶料8的料胚由如下质量百分比的组分组成：表3实施例3中所用泵膜本体胶料的组分原材料名称百分含量％三元乙丙生胶60高耐磨炭黑：20半补强炭黑：9氧化锌：4硬脂酸：1.24,4'-二(苯基异丙基)二苯胺：1.02-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐：0.8α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯：2.3三烯丙基异氰脲酸酯：1.7步骤三中硫化机的硫化温度控制为170℃，硫化时间控制为9分钟，硫化压力控制为9mpa，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜，其中加强纤维3离泵膜底部最薄处的有效距离为1.5mm、离金属骨架底部的有效距离为1mm。实施例4本实施例的一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，其结构同实施例1。采用本实施例的硫化成型模具制造汽车柴油泵尾气处理泵膜，其步骤基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中所用泵膜本体胶料由如下质量百分比的组分组成：表4实施例4中所用泵膜本体胶料的组分原材料名称百分含量％三元乙丙生胶60高耐磨炭黑：15半补强炭黑：10氧化锌：6硬脂酸：1.54,4'-二(苯基异丙基)二苯胺：22-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐：1α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯：2.5三烯丙基异氰脲酸酯：2步骤三中硫化机的硫化温度控制为165℃，硫化时间控制为5分钟，硫化压力控制为7mpa，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜。实施例5本实施例的一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，其结构同实施例1。采用本实施例的硫化成型模具制造汽车柴油泵尾气处理泵膜，其步骤基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中所用泵膜本体胶料由如下质量百分比的组分组成：表5实施例5中所用泵膜本体胶料的组分步骤三中硫化机的硫化温度控制为185℃，硫化时间控制为10分钟，硫化压力控制为8mpa，硫化结束后完成制品加工，即得橡胶与金属、加强纤维结合的泵膜。实施例6本实施例的一种三元乙丙橡胶与金属和加强纤维结合的汽车柴油泵尾气处理泵膜的硫化成型模具，其结构同实施例1。采用本实施例的硫化成型模具制造汽车柴油泵尾气处理泵膜，其步骤基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中所用泵膜本体胶料由如下质量百分比的组分组成：表6实施例6中所用泵膜本体胶料的组分原材料名称百分含量％三元乙丙生胶60高耐磨炭黑：20半补强炭黑：5氧化锌：6硬脂酸：1.54,4'-二(苯基异丙基)二苯胺：22-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐：1α,α’-二叔丁过氧化二异丙基苯：2.5三烯丙基异氰脲酸酯：2以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。当前第1页12