4＋3×0.33ST鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎帶束層中的應(yīng)用

王天石，劉連波，許 冰，王傳志，羅 哲，張 杰，畢德偉

（青島雙星輪胎工業(yè)有限公司，山東 青島 266400）

近幾年，我國(guó)運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速，客戶(hù)對(duì)輪胎的性能需求也不斷提升，伴隨我國(guó)環(huán)保治理力度的不斷增大，全球范圍內(nèi)原材料價(jià)格上漲，減小輪胎質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高膠料滲透性能成為全鋼載重子午線輪胎用鋼絲簾線的主要發(fā)展趨勢(shì)。新型鋼絲簾線的研究與應(yīng)用，也成為提升輪胎企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段[1-5]。

本工作研究新結(jié)構(gòu)4＋3×0.33ST超高強(qiáng)度鋼絲簾線替代傳統(tǒng)3×0.20＋6×0.35HT高強(qiáng)度鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎帶束層中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

4＋3×0.33ST和3×0.20＋6×0.35HT鋼 絲簾線，江蘇興達(dá)鋼簾線股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備和儀器

四輥鋼絲簾布?jí)貉由a(chǎn)線，日本IHI株式會(huì)社產(chǎn)品；15°和90°鋼絲簾布裁斷機(jī)，德國(guó)費(fèi)舍爾熱工有限公司產(chǎn)品；全鋼輪胎一次法成型機(jī)，中航工業(yè)北京航空制造工程研究所產(chǎn)品；全鋼輪胎耐久試驗(yàn)機(jī)，天津久榮工業(yè)技術(shù)有限公司產(chǎn)品；電子拉力測(cè)試機(jī)，美國(guó)MTS系統(tǒng)科技公司產(chǎn)品；Taber剛度儀，美國(guó)泰伯機(jī)械公司產(chǎn)品；環(huán)帶疲勞試驗(yàn)機(jī)，濟(jì)南聯(lián)工測(cè)試技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.3 性能測(cè)試

（1）鋼絲簾線的直徑、線密度和破斷力等按照GB/T 11181—2016《子午線輪胎用鋼簾線》進(jìn)行測(cè)試。

（2）鋼絲簾線粘合性能和輪胎成品性能按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 鋼絲簾線的結(jié)構(gòu)與特性

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線的斷面對(duì)比如圖1所示。

從圖1可以看出：3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線為普通緊密型圓形結(jié)構(gòu)，中間由3根股線捻制而成，外層由6根股線環(huán)繞異向捻制而成，層與層之間為點(diǎn)接觸，易出現(xiàn)中間芯股滲膠不完全現(xiàn)象；而4＋3×0.33ST鋼絲簾線為更易滲膠的開(kāi)放型結(jié)構(gòu)，股線數(shù)量更少，能有效減小輪胎質(zhì)量，排列更簡(jiǎn)單，滲膠性能更優(yōu)異。

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線性能指標(biāo)指數(shù)對(duì)比如表1所示。

表1 兩種鋼絲簾線的性能指標(biāo)指數(shù)對(duì)比

從表1可以看出，在保證鋼絲簾線破斷力不變的情況下，4＋3×0.33ST鋼絲簾線的股線數(shù)量比3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線減少2根，簾線直徑減小約3%，線密度減小11%，剛度增大4%，覆膠剛度增大43%，在不增大壓延簾布密度的前提下，仍可保證兩種鋼絲簾布具備相同的強(qiáng)力。

2.2 工藝性能

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布的壓延參數(shù)指數(shù)對(duì)比如表2所示。

兩種鋼絲簾線破斷力相同，簾線直徑相差很小。從表2可以看出，4＋3×0.33ST鋼絲簾布可以等密度、等厚度替代3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布進(jìn)行壓延。4＋3×0.33ST鋼絲簾布在壓延過(guò)程中，鋼絲簾布表面光滑、平整，排列整齊、均勻，無(wú)稀線、跳線等問(wèn)題；簾布裁斷時(shí)切口整齊，鋼絲簾線不松散、無(wú)變形，邊部無(wú)翹頭。

表2 兩種鋼絲簾布的壓延參數(shù)指數(shù)對(duì)比

2.3 滲膠性能

膠料的滲透性能對(duì)于輪胎用鋼絲簾線十分重要，鋼絲簾線的滲膠性能好，可有效地阻隔外界水、汽等對(duì)鋼絲簾線的侵蝕，保證鋼絲簾線與膠料之間具有長(zhǎng)期穩(wěn)定的粘合力，減少輪胎使用過(guò)程中的脫空問(wèn)題，延長(zhǎng)輪胎使用壽命。

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線滲膠后的斷面對(duì)比如圖2所示。

圖2 兩種鋼絲簾線滲膠后的斷面對(duì)比

從圖2可以看出：由于3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線中間3根股線與外層股線捻向相反，股線之間存在滲膠不完全現(xiàn)象；而4＋3×0.33ST鋼絲簾線是由直徑相同的股線同向捻制而成，是全滲膠結(jié)構(gòu)，無(wú)滲膠不完全現(xiàn)象，相應(yīng)的粘合強(qiáng)度也增大，具體數(shù)據(jù)對(duì)比如表3所示。

表3 兩種鋼絲簾線的粘合性能指數(shù)對(duì)比

從表3可以看出，4＋3×0.33ST鋼絲簾線的粘合力指數(shù)、剝離強(qiáng)度指數(shù)和剝離力指數(shù)分別比3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線增大了39%，14%和14%。鋼絲簾線粘合力的增大有助于提高輪胎的耐久性能。

2.4 成品性能

采用4＋3×0.33ST鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線應(yīng)用于12R22.5 18PR D126全鋼載重子午線輪胎帶束層中，兩種輪胎的成品性能對(duì)比如表4所示。

表4 兩種輪胎的成品性能對(duì)比

從表4可以看出，試驗(yàn)輪胎的破壞能和耐久性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，且比生產(chǎn)輪胎有所提高。

2.5 成本分析

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線的壓延質(zhì)量指數(shù)對(duì)比如表5所示。

表5 兩種鋼絲簾線的壓延質(zhì)量指數(shù)對(duì)比

從表5可以看出，采用4＋3×0.33ST鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線后，簾布整體質(zhì)量減小7.1%。結(jié)合4＋3×0.33ST鋼絲簾線市場(chǎng)價(jià)格，采用此種鋼絲簾線更具成本優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

采用4＋3×0.33ST超高強(qiáng)度鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT高強(qiáng)度鋼絲簾線應(yīng)用于全鋼載重子午線輪胎帶束層中，可以減小輪胎質(zhì)量，提高成品輪胎強(qiáng)度和耐久性能，降低生產(chǎn)成本，符合可持續(xù)發(fā)展、建立節(jié)能減排的節(jié)約型社會(huì)需求。