子午线轮胎用钢丝帘线的发展方向.doc

子午线轮胎用钢丝帘线的发展方向高称意(北京橡胶工业研究设计院,北京 100039 摘要:分析了子午线轮胎用钢丝帘线的发展方向。指出胶料在带束层应良好渗透以防止钢丝帘线锈蚀、粘合性能下降和带束层边缘分离,从而增加胎面的可翻新性;应开发无外缠线的紧密型钢丝帘线,防止胎体帘线的损坏。举例说明了有关用作轮胎增强材料的钢丝帘线在材料和结构方面的改进及开发的情况。关键词:钢丝帘线;子午线轮胎中图分类号:+9;+16 文献标识码:B 文章编号:100628171(20020720387207 子午线轮胎是轮胎的发展方向,钢丝帘线是制造子午线轮胎的骨架材料。某些结构的钢丝帘线使用现有的高强度钢丝,使轮胎制造商减小增强材料用量,同时减小轮胎质量并降低制造成本。美国固特异橡胶轮胎公司利用改变金属金相微晶结构的办法开发出高强度、超高强度和最高强度帘线用钢丝的技术并已取得专利,处于国际领先地位[1,2]。比利时贝卡尔特公司紧随其后,在高强度帘线用钢丝开发方面亦处于较高水平[3]。表1示出了直径为0120mm的钢丝的不同强度和达到相同断裂强力时的质量指数[4]。表1 直径为0120mm的钢丝强度项目普强高强超高强最高强强度/MPa2850335036004000强度指数100117126140质量指数100857971 努力确保产品品质(帘线长度均一性、残余扭力、平直度和对弹性的控制等始终如一,使钢丝帘线产品品质更加均匀,满足轮胎生产工艺自动化程度日益提高的要求。为适应特定用户所用的胶料,不断对钢丝帘线产品的表面特性进行微调(某些时候需要专用的黄铜镀层,以提高粘合保持性和轮胎耐久性,作者简介:高称意(19462,男,河北任邱人,北京橡胶工业研究设计院高级工程师,主要从事骨架材料性能研究与产品开发工作。延长轮胎使用寿命。对翻新轮胎和损坏轮胎的分析发现载重轮胎有如下几点损坏模式:冠带层锈蚀,带束层边缘分离,胎体在胎肩部位和胎圈处损坏等。其中最后一条也适用于轿车轮胎这样的半钢子午线轮胎。这些分析和观察到的结果显示出钢丝帘线的开发方向: ①带束层用胶料应有良好渗透性以防止钢丝帘线锈蚀、粘合性能下降和带束层边缘分离,从而增加胎面的可翻新性。②开发无外缠线的紧密型钢丝帘线,防止胎体帘线的损坏。1 带束层增强用钢丝帘线当今,关于轿车轮胎用钢丝带束层增强材料的基本设想是把钢丝帘线设计为由2~5根直径0122~0130mm的钢丝组成胶料可完全渗透的帘线。较小直径的钢丝帘线可节省胶料,低伸长可使车辆的操纵灵敏度更好并更易于操作,高强度钢丝的应用则可节省材料用量和成本。当今常用的钢丝帘线的结构是:2+1×0128(0130普通强度和高强度钢丝帘线、2+2×0125普通强度和高强度钢丝帘线及2×0130高强度钢丝帘线。此外,还有比利时贝卡尔特公司开发的某些Betru特殊钢丝帘线:3×0128(0130普通强度和高强度Betru钢丝帘线及4×0125(0128普通强度Betru钢丝帘线。对用于带束层增强的钢丝帘线的特殊要求是:应有良好的胶料渗透性、低结构伸长、一定的粘合强度和粘合保持性及不存在芯线迁移。制造较高强度钢丝时,可选用直径较小的钢丝帘线,以便使带束层减薄。帘线和胶料要有适当的硬度。各型轿车、载重汽车子午线轮胎带束层常用的钢丝帘线结构是3×0120+6×0135,芯线股线的捻距为10mm,捻向为S;外层钢丝捻距为18mm,捻向为Z。这种双层帘线被广泛使用,但存在不能使胶料完全渗透进帘线内的缺点,从而导致轮胎更容易因带束层两边钢丝散头而破坏。针对这个问题,意大利倍耐力公司对传统的带束层用钢丝帘线进行了改进。一种办法是用更细的钢丝作芯线材料,形成外层钢丝把芯线像一层薄片一样包围起来的形态。这种帘线的断面形状为圆形,可确保在使用时帘线有特殊的可靠性和良好的可加工性。另一种办法是将芯线钢丝变为与外层钢丝直径相同的钢丝,加粗了的芯线使帘线结构变得较为松散,有利于胶料向芯线渗透。倍耐力公司3+6×0135新结构帘线与3×0120+6×0135帘线的性能对比见表2[5]。表2 意大利倍耐力公司新结构3+6×0135与3×0120+6×0135钢丝帘线性能对比项目帘线结构3+6×01353×0120+6×0135强度类型高强普强高强断面直径/mm1**********线密度/(g・m-16**********最小断裂强力/N232015501770断裂伸长率/%610610610 这种新结构帘线由于胶料渗透良好,限制了芯线迁移。经测试,3+6×0135新结构钢丝帘线的芯线抽出力比3×0120+6×0135帘线高出4倍多。贝卡尔特公司已经开发出可使胶料渗透进帘线微间隙内的特殊帘线Betru,具体结构见图1。这种概念原先是针对诸如3×1和4×1结构的单层