4＋3×0.33ST鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎帶束層中的應用

王天石，劉連波，許 冰，王傳志，羅 哲，張 杰，畢德偉

（青島雙星輪胎工業有限公司，山東 青島 266400）

近幾年，我國運輸業發展迅速，客戶對輪胎的性能需求也不斷提升，伴隨我國環保治理力度的不斷增大，全球范圍內原材料價格上漲，減小輪胎質量、降低生產成本、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展趨勢。新型鋼絲簾線的研究與應用，也成為提升輪胎企業競爭力的重要手段[1-5]。

本工作研究新結構4＋3×0.33ST超高強度鋼絲簾線替代傳統3×0.20＋6×0.35HT高強度鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎帶束層中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

4＋3×0.33ST和3×0.20＋6×0.35HT鋼 絲簾線，江蘇興達鋼簾線股份有限公司產品。

1.2 主要設備和儀器

四輥鋼絲簾布壓延生產線，日本IHI株式會社產品；15°和90°鋼絲簾布裁斷機，德國費舍爾熱工有限公司產品；全鋼輪胎一次法成型機，中航工業北京航空制造工程研究所產品；全鋼輪胎耐久試驗機，天津久榮工業技術有限公司產品；電子拉力測試機，美國MTS系統科技公司產品；Taber剛度儀，美國泰伯機械公司產品；環帶疲勞試驗機，濟南聯工測試技術有限公司產品。

1.3 性能測試

（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》進行測試。

（2）鋼絲簾線粘合性能和輪胎成品性能按照相應的國家標準或企業標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 鋼絲簾線的結構與特性

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線的斷面對比如圖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構，中間由3根股線捻制而成，外層由6根股線環繞異向捻制而成，層與層之間為點接觸，易出現中間芯股滲膠不完全現象；而4＋3×0.33ST鋼絲簾線為更易滲膠的開放型結構，股線數量更少，能有效減小輪胎質量，排列更簡單，滲膠性能更優異。

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線性能指標指數對比如表1所示。

表1 兩種鋼絲簾線的性能指標指數對比

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指數對比如表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鋼絲簾布進行壓延。4＋3×0.33ST鋼絲簾布在壓延過程中，鋼絲簾布表面光滑、平整，排列整齊、均勻，無稀線、跳線等問題；簾布裁斷時切口整齊，鋼絲簾線不松散、無變形，邊部無翹頭。

表2 兩種鋼絲簾布的壓延參數指數對比

2.3 滲膠性能

膠料的滲透性能對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、汽等對鋼絲簾線的侵蝕，保證鋼絲簾線與膠料之間具有長期穩定的粘合力，減少輪胎使用過程中的脫空問題，延長輪胎使用壽命。

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

圖2 兩種鋼絲簾線滲膠后的斷面對比

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，是全滲膠結構，無滲膠不完全現象，相應的粘合強度也增大，具體數據對比如表3所示。

表3 兩種鋼絲簾線的粘合性能指數對比

從表3可以看出，4＋3×0.33ST鋼絲簾線的粘合力指數、剝離強度指數和剝離力指數分別比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比如表4所示。

表4 兩種輪胎的成品性能對比

從表4可以看出，試驗輪胎的破壞能和耐久性能滿足國家標準要求，且比生產輪胎有所提高。

2.5 成本分析

4＋3×0.33ST與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線的壓延質量指數對比如表5所示。

表5 兩種鋼絲簾線的壓延質量指數對比

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，簾布整體質量減小7.1%。結合4＋3×0.33ST鋼絲簾線市場價格，采用此種鋼絲簾線更具成本優勢。

3 結語

采用4＋3×0.33ST超高強度鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT高強度鋼絲簾線應用于全鋼載重子午線輪胎帶束層中，可以減小輪胎質量，提高成品輪胎強度和耐久性能，降低生產成本，符合可持續發展、建立節能減排的節約型社會需求。