3＋8×0.33ST鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎帶束層中的應(yīng)用

陳立強(qiáng)，張玉強(qiáng)

（1.山東大業(yè)股份有限公司，山東 諸城 262200；2.中一橡膠股份有限公司，山東 東營 257335）

2020年，面對突如其來的新冠肺炎疫情，國家通過刺激物流業(yè)拉動市場需求，系列鼓勵措施使國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速復(fù)蘇。物流業(yè)的振興促使輪胎需求旺盛，尤其是2020年下半年國外市場低迷，國內(nèi)輪胎市場全面復(fù)蘇。各輪胎企業(yè)嚴(yán)控產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本，加大對輪胎輕量化、低成本化的研究力度，作為輪胎骨架材料的鋼絲簾線，成為了首要考慮的因素[1-3]。

目前在輪胎中應(yīng)用的鋼絲簾線向著超高強(qiáng)度（ST）、特高強(qiáng)度（UT）方向發(fā)展，通過提高單絲強(qiáng)度、減小簾線直徑和壓延厚度，可以提高輪胎耐久性能，同時控制輪胎生產(chǎn)成本[4-6]。

本工作研究3＋8×0.33ST鋼絲簾線替代3＋8×0.33HT鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎帶束層中的應(yīng)用。

1 實驗

1.1 主要原材料

3＋8×0.33ST和3＋8×0.33HT鋼絲簾線，山東大業(yè)股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備

鋼絲簾布壓延生產(chǎn)線，意大利魯?shù)婪蚬井a(chǎn)品；500X1300-S型四輥壓延機(jī)、15°～70°小角度鋼絲簾布裁斷機(jī)，德國費舍爾公司產(chǎn)品；一次法輪胎成型機(jī)，軟控股份有限公司產(chǎn)品；雙模硫化機(jī)，桂林橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品；LQJ-1B型輪胎強(qiáng)度/靜負(fù)荷試驗機(jī)和L-2NG-200型雙工位輪胎高速/耐久試驗機(jī)，汕頭市浩大輪胎測試裝備有限公司產(chǎn)品。

1.3 性能測試

鋼絲簾線物理性能按GB/T 33159—2016進(jìn)行測試；成品輪胎外緣尺寸和強(qiáng)度性能分別按GB/T 521—2012和GB/T 4501—2016進(jìn)行測試；輪胎高速和耐久性能按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 鋼絲簾線性能

3＋8×0.33ST和3＋8×0.33HT鋼絲簾線的基本性能指標(biāo)和剛度性能分別如表1和2所示。

從表1可以看出，與3＋8×0.33HT鋼絲簾線相比，3＋8×0.33ST鋼絲簾線破斷力提高10.5%，強(qiáng)度的提高有利于承載性能，破斷力大可以使用更小質(zhì)量簾布和簾線密度達(dá)到相同的性能要求，尤其在側(cè)重礦山區(qū)域重載輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要更高的破斷力和破斷伸長率來提高輪胎的安全倍數(shù)，3＋8×0.33ST鋼絲簾線符合設(shè)計要求。

表1 兩種鋼絲簾線基本性能指標(biāo)對比

從表2可以看出，與3＋8×0.33HT鋼絲簾線相比，3＋8×0.33ST鋼絲簾線的剛度較大，鋼絲簾線剛度大則挺性好，發(fā)生跳線的概率低，壓延過程中不易出現(xiàn)彎曲變形以及稀線、并線問題，裁斷時不易翹頭；輪胎成型工藝性能較好，尤其成型充氣狀態(tài)的變化及成型后胎坯變形小。

表2 兩種鋼絲簾線剛度測試結(jié)果 TSU

2.2 工藝性能

2.2.1 壓延

3＋8×0.33ST鋼絲簾布的壓延工藝條件如下：放線張力 1.2～1.4 kg，主張力1 200～1 400 kg，壓延密度43根·dm-1，壓延厚度 2.1 mm，壓延線速度 28 m·min-1，壓延過程中無跳線、稀線及并線情況，鋼絲簾線未發(fā)現(xiàn)硬彎、折彎、散頭、波浪絲等情況，壓延簾布表面光滑平整，上下膠片覆膠均勻，無涼膠冷疤等明顯質(zhì)量問題（如圖1所示），符合壓延工藝要求。

圖1 3＋8×0.33ST鋼絲簾布壓延狀態(tài)

2.2.2 裁斷

3＋8×0.33ST鋼絲簾布在裁斷中無翹邊、翹角及邊部或中間部分拱起現(xiàn)象，裁斷全程自動拼接，接頭良好（如圖2所示），符合裁斷工藝要求，鋼絲簾線扭轉(zhuǎn)目標(biāo)值設(shè)定合理，簾布分析數(shù)據(jù)無異常，符合裁斷工藝要求。

圖2 3＋8×0.33ST鋼絲簾布裁斷狀況

2.2.3 簾布強(qiáng)度性能

3＋8×0.33ST和3＋8×0.33HT鋼絲簾布強(qiáng)度指數(shù)如表3所示。

表3 兩種鋼絲簾布強(qiáng)度對比

由表3可見，與3＋8×0.33HT鋼絲簾線相比，3＋8×0.33ST鋼絲簾線在相同簾布強(qiáng)度指數(shù)下，壓延密度較小，破斷力較高，承載能力更強(qiáng)，可使鋼絲簾線用量減小。

2.2.4 成品性能

應(yīng)用3＋8×0.33ST和3＋8×0.33HT鋼絲簾線為帶束層骨架材料生產(chǎn)的12.00R20全鋼載重子午線輪胎成品輪胎耐久性試驗條件如表4所示（我公司耐久性試驗標(biāo)準(zhǔn)是在國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行加嚴(yán)，試驗條件更苛刻）。成品輪胎性能測試結(jié)果如表5所示。

表4 成品輪胎耐久性試驗條件

從表5可以看出，與3＋8×0.33HT鋼絲簾線帶束層輪胎相比，3＋8×0.33ST鋼絲簾線帶束層輪胎的充氣外直徑和充氣斷面寬無差異，壓穿強(qiáng)度和耐久性能提高。

表5 兩種鋼絲簾線成品輪胎性能測試結(jié)果

2.2.5 成本分析

以3＋8×0.33ST鋼 絲 簾 線 替 代3＋8×0.33HT鋼絲簾線用于全鋼載重子午線輪胎帶束層，生產(chǎn)成本對比如表6所示。

從表6可以看出，采用簾布密度為43根·dm-1的3＋8×0.33ST鋼絲簾布替代簾布密度為48根·dm-1的3＋8×0.33HT鋼絲簾布，單位面積簾線用量減小10.4%、膠料用量減小7.1%、簾布用量減小9.2%，輪胎成本降低。

表6 兩種鋼絲簾布生產(chǎn)成本對比

3 結(jié)語

帶束層是輪胎重要的承載部位，采用3＋8×0.33ST鋼絲簾線替代3＋8×0.33HT鋼絲簾線用于12.00R20全鋼載重子午線輪胎帶束層，在保證相同安全倍數(shù)的前提下，鋼絲簾布壓延厚度和壓延密度減小，可以更好地降低輪胎成本，成品輪胎充氣外緣尺寸符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，強(qiáng)度和耐久性能明顯提高，輪胎性能符合設(shè)計要求。超高強(qiáng)度鋼絲簾線是當(dāng)前帶束層鋼絲簾線的發(fā)展方向之一，具有較好的應(yīng)用前景。