2＋7×0.30ST鋼絲簾線在輕型載重子午線輪胎帶束層中的應用

熊 瑤，張永光，張寶亮，趙 翔，趙玉娜

（青島雙星輪胎工業有限公司，山東 青島 266400）

隨著車輛性能的不斷提高，汽車企業對輪胎性能的要求也越來越高，輪胎產品向技術含量高、精度高、性能優異且能為公司帶來成本效益的方向發展。鋼絲簾線作為輪胎的骨架材料，要求具有較高的拉伸強度，良好的導熱性能、耐熱性能和尺寸穩定性[1-4]。帶束層作為輪胎的重要部件之一，對輪胎的安全性能和使用壽命起著重要的作用，在很大程度上決定了輪胎的使用質量。當前，各輪胎企業聚焦于既能滿足輪胎長使用壽命要求又能減小輪胎質量和成本的鋼絲材料[5-12]。

我公司生產的7.50R16 14PR輕型載重子午線輪胎帶束層采用3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線，為提高產品利潤，進行了以2＋7×0.30ST鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線應用于帶束層中的研究，取得了良好效果。

1 實驗

1.1 主要原材料

2 ＋7×0.30ST 鋼絲簾線和3×0.20 ＋6×0.35HT鋼絲簾線，江蘇興達鋼簾線有限公司產品。

1.2 主要設備

纖維簾布和鋼絲簾布兩用壓延設備，意大利COMERIO ERCOLE公司產品；普通鋼絲簾布裁斷設備和90°鋼絲簾布裁斷設備，德國費舍爾公司產品；全鋼一次法成型機，軟控股份有限公司產品；載重輪胎耐久高速性能試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

1.3 性能測試

鋼絲簾線性能按照GB/T 11181—2016測試。成品輪胎的外緣尺寸和強度性能分別按照GB/T 521—2023和GB/T 4501—2023測試；高速性能和耐久性能按照企業標準測試。

2 結果與討論

2.1 鋼絲簾線性能

2 ＋7×0.30ST 鋼絲簾線和3×0.20 ＋6×0.35HT鋼絲簾線的結構如圖1所示，性能檢測結果和指標如表1所示。

表1 兩種鋼絲簾線的性能檢測結果和指標

圖1 兩種鋼絲簾線結構示意

從圖1可以看出：3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線整體呈圓形排布；2＋7×0.30ST鋼絲簾線整體呈橢圓形排布，能夠給予輪胎足夠的強度，承受車輛對輪胎的負荷，從而減小輪胎在使用過程中的變形，有助于延長輪胎的使用壽命。

從表1可以看出，2＋7×0.30ST鋼絲簾線和3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線直徑相同，均為1.13 mm，但前者的破斷力比后者高11%左右，表明帶束層使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線后安全性能有所提高，可延長輪胎的使用壽命。

2.2 工藝性能

2 ＋7×0.30ST 鋼絲簾布和3×0.20 ＋6×0.35HT鋼絲簾布的壓延工藝參數如表2所示。

表2 兩種鋼絲簾布的壓延工藝參數

從表2可以看出，2＋7×0.30ST鋼絲簾布在壓延密度減小的情況下強度比3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布增大了2.8%，理論上與3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布承載能力相當，說明使用2＋7×0.30ST鋼絲簾布能在保證輪胎安全性能的前提下節約生產成本。

2＋7×0.30ST鋼絲簾布壓延時，工藝性能良好，鋼絲簾線排列、覆膠均勻，表面光滑、平整、無稀線劈縫現象（見圖2），簾布厚度符合標準要求。

圖2 2＋7×0.30ST鋼絲簾布壓延情況

2＋7×0.30ST鋼絲簾布裁斷和接頭時，未發現翹頭、斷面發散以及接頭開裂等不良現象（見圖3），裁斷工藝性能良好，接頭質量符合生產工藝標準要求。

圖3 2＋7×0.30ST鋼絲簾布裁斷情況

此外，輪胎成型過程中鋼絲簾布無拉伸，鋼絲簾線排列均勻，成型時接頭和反包均無異常。輪胎硫化過程正常。成品輪胎外觀質量及X光檢測結果均合格。

2.3 帶束層參數

使用2＋7×0.30ST鋼絲簾布和3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布生產的帶束層參數如表3所示。

表3 使用兩種鋼絲簾布生產的帶束層參數

從表3可以看出，單胎使用2＋7×0.30ST鋼絲簾布的帶束層總質量為2.313 7 kg，比使用3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾布的帶束層總質量減小了0.194 1 kg，可降低成本，同時利于輪胎輕量化。

2.4 成品性能

以2＋7×0.30ST鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT 鋼絲簾線應用于帶束層中生產7.50R16 14PR輕型載重子午線輪胎，進行成品輪胎性能檢測。

2.4.1 充氣外緣尺寸

兩種鋼絲簾線生產的輪胎充氣外緣尺寸見表4。

表4 輪胎充氣外緣尺寸 mm

從表4可以看出，兩種輪胎的充氣外緣尺寸均符合GB/T 521—2023的要求（充氣外直徑為794～818 mm，充氣斷面寬為206～226 mm）。

2.4.2 強度性能

輪胎的強度性能試驗條件為：環境溫度（38±3） ℃，充氣壓力 770 kPa，停放時間 長于3 h。試驗步驟為：沿輪胎胎面中心線取大致間隔相等的5個試驗點；選取直徑為32 mm的壓頭，壓頭垂直于胎面，并壓在靠近胎面圓周中心線的花紋塊上，檢測速度為50 mm·min-1。試驗結果表明，使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線和3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線生產的輪胎的最小破壞能分別為國家標準規定值（712 J）的453%和437%，均能滿足國家標準要求，且使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線生產的輪胎的強度性能略有提高。

2.4.3 耐久性能

輪胎的耐久性能試驗條件如表5所示。

表5 輪胎耐久性能試驗條件

試驗結果表明，使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線和3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線生產的輪胎的累計行駛時間均為110 h，試驗結束時輪胎均未損壞，耐久性能良好，均滿足企業標準要求（不短于47 h）。

2.4.4 高速性能

輪胎的高速性能試驗條件如表6所示。

表6 輪胎高速性能試驗條件

試驗結果表明：使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線生產的輪胎累計行駛了18.00 h，試驗結束時輪胎未損壞；使用3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線生產的輪胎累計行駛了17.58 h，試驗結束時輪胎損壞，高速性能均滿足企業標準要求（不短于14 h）。

2.4.5 滾動阻力

滾動阻力試驗結果表明，使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線和3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線生產的輪胎的滾動阻力系數分別為6.12和6.56 N·kN-1，可見帶束層使用2＋7×0.30ST鋼絲簾線可有效降低輪胎的滾動阻力。

3 結語

以2＋7×0.30ST鋼絲簾線替代3×0.20＋6×0.35HT鋼絲簾線應用于7.50R16 14PR輕型載重子午線輪胎帶束層，成品輪胎的充氣外緣尺寸符合國家標準要求，耐久性能相當，強度性能和高速性能略有提升，滾動阻力降低，且單胎質量減小了約7%，產品能更好地滿足市場需求，并為產品的輕量化需求奠定了基礎，成本降低可創造更大的利潤。