0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線在全鋼輕型載重子午線輪胎胎體中的應用

姚鳳剛，嚴 華，徐 龍，丁興龍

（張家港市駿馬鋼簾線有限公司，江蘇 張家港 215600）

汽車工業和運輸業的飛速發展對輪胎的需求不斷增大，極大地推動了輪胎工業的發展。在目前供大于求的激烈市場競爭局面下，輪胎生產企業只有在產品質量和生產成本上占有優勢，才能為實現輪胎輕量化和低滾動阻力等發展提供保 障[1]。在輪胎設計中，胎體簾線應具備高承載能力，具有耐老化、耐疲勞、耐磨損及高抗沖擊等性能，特別是老化后的簾線粘合力損失率要小。因此胎體趨于采用同向捻、無外纏絲結構鋼絲簾線。

隨著鋼絲簾線產品性能的提高，輪胎胎體采用同向捻及滲膠性能較好的高強度鋼絲簾線是發展方向，這可以減小輪胎在使用過程中的交互應力，提高輪胎質量，有效延長輪胎的使用壽命。

本工作研究0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線替代3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線應用于315/80R22.5全鋼輕型載重子午線輪胎胎體中，對輪胎性能和成本進行對比。

1 實驗

1.1 主要原材料

0.20＋6＋11×0.18HT和3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線，張家港市駿馬鋼簾線有限公司產品。

1.2 主要設備和儀器

鋼絲簾布壓延生產線，日本IHI公司產品；90°鋼絲簾布裁斷機，韓國大禾公司產品。

1.3 性能測試

鋼絲簾線性能按GB/T 16586—2014和GB/T 33159—2016進行測試；成品輪胎外緣尺寸和強度性能分別按GB/T 521—2012和GB/T 4501—2016進行測試。

2 結果與討論

2.1 鋼絲簾線性能

2.1.1 基本性能

0.20＋6＋11×0.18HT和3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線的基本性能指標如表1所示。從表1可以看出，0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線線密度小于、單位直徑破斷力大于3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線，即可以更小簾布厚度和簾線用量達到相同的性能要求。

表1 兩種鋼絲簾線的基本性能指標

2.1.2 其他性能

（1）滲 膠 性 能。檢 測 表 明，0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線空氣含量小于3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線。

0.20＋6＋11×0.18HT和3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線的截面如圖1所示。

圖1 兩種鋼絲簾線的截面示意

（2）耐老化性能。兩種鋼絲簾線老化后粘合性能變化率對比如表2所示。從表2可以看出，與3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線相比，0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線熱空氣老化、蒸汽老化、鹽水老化和熱水老化后的粘合性能保持率有明顯的優勢。

表2 兩種鋼絲簾線老化后粘合性能變化率對比

（3）剛度。兩種鋼絲簾線剛度對比如表3所示。從表3可以看出，0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線的剛度大于3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線，不易出現壓延稀并線及裁斷翹頭問題，輪胎成型工藝性能較好。

表3 兩種鋼絲簾線剛度對比 TSU

（4）耐彎曲疲勞性能。采用三輥疲勞試驗機進行耐彎曲疲勞性能試驗。兩種鋼絲簾線彎曲疲勞次數對比如表4所示。從表4可以看出，0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線的耐彎曲疲勞性能優于3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線，主要是3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線在進行疲勞試驗時外纏絲先行斷裂，故采用0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線作全鋼輕型載重子午線輪胎胎體簾線可延長輪胎的使用壽命。

表4 兩種鋼絲簾線彎曲疲勞次數對比

綜合來看，與3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線相比，0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線剛度大，滲膠性能、耐老化性能和耐彎曲疲勞性能更好。

2.2 工藝性能

2.2.1 壓延

在放線張力控制在10.0～12.5 N、密度為70根·dm-1、厚度為2.4 mm條件下壓延0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾布。壓延過程中無跳線、稀并線情況，簾布表面光滑平整，覆膠均勻，厚度控制正常，如圖2所示。

圖2 0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾布正常壓延示意

2.2.2 裁斷

0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾布在裁斷過程中斷面平整，無冒芯情況；裁斷四角無翹頭，上下邊無拱起情況；接頭1 m內數據分析正常，拼接良好，如圖3所示。

圖3 0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾布正常裁斷示意

2.2.3 成型

由于0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線直徑較小、剛度較大，因此成型過程中，鋼絲簾布接頭未見異常情況，胎體反包正常。

2.3 成品性能

將0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線用于胎體，生產315/80R22.5全鋼輕型載重子午線輪胎，成品輪胎性能測試結果如表5所示。從表5可以看出：與胎體使用3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線的輪胎相比，胎體使用0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線的輪胎充氣外緣尺寸、胎圈耐久性能和強度相當，耐久性能明顯提高；高速性能試驗結束時行駛速度達到180 km·h-1，速度級別超過R級。

表5 成品輪胎性能測試結果

2.4 成本分析

以0.20＋6＋11×0.18HT鋼 絲 簾 線 替 代3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾線用于全鋼輕型載重子午線輪胎胎體，生產成本對比如表6所示。從表6可以看出，采用壓延密度為70根·dm-1的0.20＋6＋11×0.18HT鋼 絲 簾 布 替 代3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼絲簾布，輪胎簾線用量減小145 g·m-2，膠料用量減小205 g·m-2，簾布質量減小350 g·m-2，成本降低。

表6 兩種鋼絲簾線輪胎生產成本對比

3 結論

采用0.20＋6＋11×0.18HT鋼絲簾線替代3/8＋13×0.18＋0.15HT鋼 絲 簾 線 用 于315/80R22.5全鋼輕型載重子午線輪胎胎體，鋼絲簾布厚度和質量減小，滲膠性能和耐老化性能都有所提高，成品輪胎的充氣外緣尺寸、強度性能、耐久性能和高速性能均達到國家標準要求。