Page 67 - 《橡塑技术与装备》2024年10期

车用制品技术与应用 王伟健 等·热空气老化对汽车悬置用 NR 疲劳的影响研究

2 实验方案设定 度、不同拉伸倍数的动态拉伸疲劳试验（拉伸疲劳试
将 NR 硫化天然橡胶按标准制作成硬度和动态拉 验频率为 1.7 Hz）以及热失重试验，将获得的测试结
伸疲劳测试所需的标准样条，然后放置于高温烘箱中 果数据展开分析。具体样条编号、测试项目、参考标
开展热老化。老化完成后再对老化前后的样条进行硬 准等内容见表 1 所示 ：

表 1 样条及测试项目和标准
测试项目与标准
样条分组 热老化情况（℃ ×h）
硬度 拉伸疲劳 热失重
1 # 常温，未老化
2 # 90 ℃ ×200 h GB/T 531.1—2008 ASTM D4482-11 GB/T 14837.1—2014
3 # 100 ℃ ×200 h
4 # 110 ℃ ×200 h

#
3 结果与讨论 表 3 1 样条 24 个样片疲劳寿命
3.1 硬度的变化 试样片号 疲劳寿命次数 试样片号 疲劳寿命次数
1 21 791 13 67 115
老化前后硬度变化数据详见表 2 所示 ： 2 106 814 14 87 826
3 85 535 15 100 695
表 2 硬度
4 52 398 16 137 669
样条 硬度（A） 5 65 598 17 110 181
1 # 50.0 6 129 569 18 151 177
2 # 51.8 7 67 420 19 170 286
3 # 53.5 8 93 156 20 83 665
4 # 55.9 9 107 530 21 123 596
10 83 538 22 54 024
3.2 拉伸疲劳次数 N f 11 89 843 23 115 125
12 78 178 24 89 854
每组试验样条、每个拉伸倍数均设置 24 片哑铃状
试验样片。试验样条及设备如图 1 所示。每组试验每
个拉伸倍数的疲劳试验结束后，均会产生 24 个疲劳断
#
裂次数数据。因篇幅有限，本文仅以 1 样条 1.6 倍拉
伸率下的 24 个拉伸疲劳试验结果数据为例，具体数值
如表 3 所示。通过统计 4 组样条 7 组不同拉伸倍数下
的疲劳寿命次数，并分别计算各样条试片在 50% 存活
率下的试验寿命次数，以该寿命次数作成不同老化条
件下的寿命曲线，如图 2 所示。

图 2 四组样条不同拉伸倍数下的疲劳曲线

胶会发生二次硫化交联，温度升高到一定程度则会发
生分子链断裂，不管是交联还是断链，均会导致硬度
图 1 拉伸疲劳试验
的上升。
3.3 热失重曲线 （2）从图 2 疲劳曲线可知，NR 硫化胶的拉伸疲
各组试验样条热失重曲线如图 3 所示。 劳寿命随着热空气老化的温度升高呈现显著的下降趋
势，尤其以 110 ℃热空气老化后疲劳寿命衰退最为明
3.4 结果分析与讨论
显。但在 1.6 倍低拉伸倍数下，老化温度对疲劳的影
（1）由表 1 可知，经过不同温度的热空气老化试
响不大，疲劳次数保持率在 80% 以上。其他拉伸倍数
验后 NR 硫化胶的硬度值随老化温度的升高呈现上升
对拉伸疲劳寿命的影响更为显著，当拉伸倍数达到 2.4
的趋势。一方面是因为 NR 天然橡胶自身具有贮存老
化硬化的现象 [7] ，另一方面则是随着温度的升高，NR 倍时，各样条疲劳寿命已非常接近。NR 橡胶有拉伸

2024 第 50 卷 ·19·
年