ＣＨＩＮＡＲＵＢＢＥＲ第２３卷第２２期
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３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线
在全钢载重子午胎中的应用
苗为钢蒋日勤胡自明
由于子午线轮胎的受力特点不同于传统的斜交轮胎，其主要受力部件是轮胎的带束层，承受着轮胎６０％以上的应力。因此，要求用于带束层的钢帘线在性能上具有较高的强度、较小的钢帘线粗度、较低的结构伸长率以及合适的刚度。在与橡胶结合方面，要求具有良好的粘合力、粘合保持率及良好的橡胶渗透性。
早期的载重子午线轮胎带束层通常采用７×４和３＋９＋１５结构的钢帘线，由于这些结构的钢帘线钢丝直径较细，加工工艺复杂，产品价格相对较高，给轮胎生产企业带来较大的成本压力。为满足不同类型轮胎的需求，我公司从２００２年开始与国内轮胎公司合作，开发结构简单的３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线，取代价格较贵的３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线，现已成功地用于全钢丝载重子午线轮胎带束层。
一、３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线的结构特点
３＋８×０．３３ＨＴ结构钢帘线是由一组（１１根）直径为０．３３ｍｍ的钢丝按照相同捻向、不同捻距捻制而成的。中心股捻距是１０ｍｍ，外包股捻距是１８ｍｍ，捻向是Ｓ向捻，其断面结构见图１。由图１可以看出，３＋８结构钢帘线为双层结构，内外层钢丝直径相同。
图１３＋８×０．３３ＨＴ断面结构
由于外层钢丝不能够全部包围芯部的三根钢丝，钢丝之间存在很大的空隙。所以，在压延时流动性较好的橡胶可以有效地渗入内外层钢丝间较大的空隙中，增加了橡胶的渗透性。硫化后钢帘线拆股钢丝覆胶状况见图２。钢帘线Ｈ抽出对比试验结果见表１。
图２３＋８×０．３３ＨＴ拆股后钢丝覆胶状况
表１３＋８×０．３３ＨＴ与３＋９＋１５×０．２２＋０．１５Ｈ抽出试验结果对比钢帘线结构钢帘线抽出力／Ｎ芯股抽出力／Ｎ
３＋８×０．３３ＨＴ９６３（３×０．３３）４４６
３＋９＋１５×０．２２＋０．１５９７７（３＋９×０．２２）１６７注：Ｈ抽出采用１２．５ｍｍ抽出模具。
由表１可以看出，硫化后３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线与３＋９＋１５×０．２２＋０．１５抽出力基本相同，但３＋８×０．３３ＨＴ的芯股抽出力为３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线抽出力的４７．８％，而３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线的芯股抽出力仅为３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线抽出力的１７．１％。３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线的芯股抽出力比３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线的芯股抽出力高１．６７倍。压延后帘布空气含量试验结果见表２。
表２压延后帘布空气含量
钢帘线结构压延后帘布中空气含量／ｍｍ３・ｃｍ－１
３＋８×０．３３ＨＴ１．７
３＋９＋１５×０．２２＋０．１５１．８
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第２３卷第２２期
钢帘线结构
压延密度／根・ｍ－１
强度／ｋＮ・ｍ－１
单位面积帘线
重量／ｋｇ・ｍ－２
单位面积胶料
重量／ｋｇ・ｍ－２
单胎帘线
重量／ｋｇ
・条－１单胎胶料
重量／ｋｇ
・条－１３＋８×０．３３ＨＴ４５０１１９３３．３７２．２２４．１０２．７１３＋９＋１５×０．２２＋０．１５
４５０
１２１５
３．８３
２．０７
４．６６
２．５２
表４
相同压延密度条件下，３＋８×０．３３ＨＴ与３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线及橡胶的使用量
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从表２可以看出，３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线压延后帘布中的空气含量比３＋９＋１５×０．２２＋０．１５帘线帘布中的空气含量低５．６％。由于３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线具有良好的橡胶渗透性，通过硫化后的橡胶有效地铆固了芯股钢丝，避免在轮胎生产过程及使用中产生钢帘线芯股移动的风险；同时，由于橡胶渗入到钢丝之间的空隙中，可以有效地阻碍空气的侵入，减少了因潮湿引起钢帘线腐蚀的风险。
二、３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线的性能及
其优势
３＋８×０．３３ＨＴ与３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线结构
参数见表３。
表３
３＋８×０．３３ＨＴ与３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线性能比较
项
目
３＋８×０．３３ＨＴ３＋９＋１５×０．２２＋０．１５标称值
实测值
标称值
实测值
钢帘线粗度／ｍｍ１．３６１．６２±０．０８
捻距／ｍｍ１０／１８６．３／１２．５／１８／３．５
捻向
Ｓ／ＳＳ／Ｓ／Ｚ／Ｓ
线密度／ｇ・ｍ－１
７．４８７．５２８．５０±０．４８．５６破断力／Ｎｍｉｎ．２６５０２８８３２７００２８５５
黄铜组分／％６３．５±２．５６３．５±２．５镀层重量／ｇ・ｋｇ－１３．８７±１．０４．１０±１．０
Ｈ抽出力／Ｎ・１２ｍｍ－１（平均／最小）
８００／６５０８５０／７０６
８００／６５０
８０５／７７４
由表３可以看出，３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线的标称破断力仅比３＋９＋１５×０．２２＋０．１５低１．８５％，但钢帘线粗度比３＋９＋１５×０．２２＋０．１５低２９．２％，线密度低１２％。由表４可以看出，在相同钢帘线压延密度情况下，用
３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线替代３＋９＋１５×０．２２＋０．１５作带束
层增强材料，虽然每条轮胎带束层的橡胶用量增加
了７％，但钢帘线使用量降低了１２．１％。三、３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线在轮胎生
产中的工艺通过性能全钢子午线轮胎
由于３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线刚度较大，相对于３＋
９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线，在压延过程中应更加注意
工艺的控制，通过工艺控制，可以保证３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线工艺通过性。在某轮胎公司，帘布压延密度为４５根／１０ｃｍ，帘布厚度２．４ｍｍ，采用意大利鲁道夫
压延机压延，压延速度２５ｍ／ｍｉｎ，只要钢帘线的平直度控制得好，在压延过程中可以有效地避免钢帘线跳丝现象。由于３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线刚度较高（见表５），压延后的帘布刚度较好、
布面平整，帘布中没有出现钢帘线弯曲、钢帘线疏、并线等缺陷，压延工艺通过性能好。
表５
３＋８×０．３３ＨＴ与３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线
Ｔａｂｅｒ刚度对比
钢帘线结构
Ｔａｂｅｒ刚度（ＴＳＵ）
３＋８×０．３３ＨＴ
１７９．０３＋９＋１５×０．２２＋０．１５
１６０．８
带束层帘布斜裁采用ＦＩＳＨＩＥＲ裁断机，２４°角，斜裁后帘布平整，裁断刀口整齐，无毛刺，无露白，无边部翘起和钢帘线散头现象，易于自动对接。
由于３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线单丝直径粗，没有外绕钢丝，帘布刚性高，平整性好，成型质量及效率都有所提高。
四、成品轮胎性能
采用３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线替换３＋９＋１５×０．２２＋
０．１５钢帘线作全钢子午胎带束层增强材料，应用于１１．００Ｒ２０１６ＰＲ轮胎，轮胎实验室测试结果见表６。
表６
轮胎实验室测试结果
项目
标准
３＋８×０．３３ＨＴ３＋９＋１５×０．２２＋０．１５
耐久性试验≥７２
８２ｈ５２ｍｉｎ７９ｈ３８ｍｉｎ高速试验
≥１１
１３ｈ２４ｍｉｎ
１３ｈ６ｍｉｎ
五、结语
１．采用３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线替换３＋９＋１５×０．２２＋
０．１５钢帘线作为全钢丝子午线轮胎带束层增强材
料，工艺性能稳定，自动化程度高，在技术上是可行的。
２．采用３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线替换３＋９＋１５×０．２２＋０．１５钢帘线作为全钢丝子午线轮胎带束层增强材
料，既可以减轻轮胎重量，也可以降低轮胎生产成本。
３．３＋８×０．３３ＨＴ钢帘线渗胶性能好，可以提高带
束层钢帘线的抗腐蚀性，提高轮胎的安全性能。□
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