用于橡膠增強的鋼簾線的制作方法

文檔序號:18114038發布日期:2019-07-06 12:29
用于橡膠增強的鋼簾線的制作方法

本實用新型涉及一種鋼簾線,該鋼簾線用于輪胎增強。



背景技術:

以鋼簾線增強橡膠而制成的橡膠-鋼簾線復合體,具有很好的強度和剛性,因此,被廣泛應用于輪胎、傳送帶、軟管等各種橡膠制品作為增強件。鋼簾線的疲勞性能被視為鋼簾線使用壽命的指標之一。

市場上應用的鋼簾線的類型很多,其中一種被稱為“緊密型鋼簾線”,這種緊密型鋼簾線中所有鋼絲具有相同的捻向和捻距。由于緊密型鋼簾線的捻向和捻距是相同的,即一步成形,所以制作成本較低。但是緊密型簾線的鋼絲之間由于非常緊密的結構,導致鋼絲在使用,比如彎曲或受壓時,鋼絲之間產生位移,這將導致鋼絲之間發生磨損,在多次的彎曲或受壓后,這樣的磨損將導致鋼簾線的疲勞性能下降,從而導致鋼簾線的壽命不如預期。

WO 91/04370公開了一種3+9的鋼簾線,鋼簾線中所有鋼絲具有相同的捻向和捻距。鋼簾線外層鋼絲至少有一根具有預變形,從而使得預變形鋼絲和其他鋼絲之間存在空隙,這些空隙的存在使得鋼簾線的滲膠性能更好,鋼簾線在使用時抗腐蝕性能更好,也具有更長的使用壽命。

US4627229公開了一種3+9的鋼簾線,鋼簾線中芯鋼絲和外層鋼絲具有不同的捻距但具有相同的捻向,芯鋼絲直徑比外層鋼絲直徑略大。通過調整芯鋼絲和外層鋼絲之間的捻距差和直徑差,來減少鋼絲發生刺出的現象。從而提高鋼簾線的使用壽命。



技術實現要素:

本實用新型首要目的是解決上述現有的技術問題。

本實用新型的另一目的是提供一種更高疲勞性能的鋼簾線。

根據實用新型的目的,提供一種用于橡膠增強的鋼簾線,所述鋼簾線具有兩層的結構,包括3根芯鋼絲和9根外層鋼絲,芯鋼絲具有一致的直徑,外層鋼絲具有一致的直徑,所述的3根芯鋼絲在從鋼簾線中解繞后具有平均抗拉強度TS1,單位為MPa,所述的9根外層鋼絲在從鋼簾線中解繞后具有平均抗拉強度TS2,單位為MPa,其特征在于,所述的TS1和TS2滿足以下公式:

3800-2000×d1≤TS1≤4050-2000×d1,d1是芯鋼絲的平均直徑且單位為mm;3900-2000×d2≤TS2≤4100-2000×d2,d2是外層鋼絲的平均直徑且單位為mm;

0.97≤TS1/TS2≤0.985。

芯鋼絲的抗拉強度比外層鋼絲的抗拉強度略低,這使得芯鋼絲比外層鋼絲較軟。當芯鋼絲受到來自于外層鋼絲的擠壓力時,相對較軟的特性使得芯鋼絲能將來自于外層鋼絲的擠壓力吸收并抵消,這樣能夠減少芯鋼絲相對于外層鋼絲發生位移,也減少位移導致的芯鋼絲和外層鋼絲之間的摩擦。本實用新型中芯鋼絲的抗拉強度僅比外層鋼絲的抗拉強度略低,這也保證了芯鋼絲有足夠的強度來對抗來自于外層鋼絲的沖擊力,避免發生斷裂。

另外,芯鋼絲和外層鋼絲分別具有很高的抗拉強度,也就是說芯鋼絲和外層鋼絲都很硬,這樣可以抵抗鋼絲之間的磨損導致的鋼絲發生斷裂或者斷裂生長,從而使得鋼簾線具有更好的抗磨損的疲勞性能。

優選地,d1>d2。3根芯鋼絲在從鋼簾線中解繞后測量得平均直徑 d1,9根外層鋼絲在從鋼簾線中解繞后測量得平均直徑d2。對于兩層結構的鋼簾線,芯鋼絲受到磨損比外層鋼絲所受到的磨損更多,磨損面積也更大,當d1>d2時,芯鋼絲的表面積比外層鋼絲的表面積更大,對于芯鋼絲來說,更大的表面積可以有效降低磨損對鋼絲本身帶來的沖擊。更優選地,d1=d2+0.015。

鋼絲的直徑d1或d2可以是本領域可用的任意值。優選地,d1范圍是0.20mm-0.30mm。優選地,d2范圍是0.15mm-0.25mm。

優選地,3根芯鋼絲和9根外層鋼絲具有相同的捻距和捻向。鋼簾線中所有的鋼絲具有相同的捻距和捻向,也就是意味著鋼簾線為緊密型簾線。對于普通的非緊密型簾線來說,芯鋼絲與外層鋼絲之間為點接觸,這種點接觸會造成外層鋼絲對芯鋼絲產生點對線的切割磨損。緊密型簾線中鋼絲之間為線接觸,包括芯鋼絲和外層絲之間,這種線接觸的結構能避免了上述所謂的外層鋼絲對芯鋼絲的切割磨損,從而進一步提高鋼簾線的抗磨損疲勞性能。

對于緊密型鋼簾線來說,捻距越小,可以減少鋼絲之間互相移動,從而降低其導致的磨損,但捻距也不能太小,否則過小的捻距會對鋼絲造成捻制損傷。優選地,鋼絲的捻距范圍是10mm-20mm,更優選地,鋼絲的捻距范圍是12mm-16mm。

附圖說明

圖1是本發明第一個實施例。

具體實施方式

根據本實用新型,鋼簾線由9根鋼絲組成。鋼絲可以為高碳鋼絲,碳含量大約在0.70%或以上,例如,碳含量0.78-1.025%,錳含量 0.30%-1.10%,硅含量0.15%-1.30%,硫含量不超過0.15%,磷含量不超過 0.02%,均為質量百分含量,此外,可能還包括額外添加的一些微合金元素,例如0.20%-0.40%的鉻,0.20%或以下的銅,0.30%或以下的釩,均為質量百分含量。

首先通過機械除銹和/或通過在H2SO4或HCl溶液中進行化學酸洗來清洗線材以便去除位于表面上的氧化物。然后將線材在水中漂洗,然后干燥。然后對經干燥的線材進行第一組干拉拔操作以便減小直徑直到第一中間直徑。

在該第一中間直徑處,例如在大約3.0至3.5mm處,對干拉拔鋼絲進行第一中間熱處理,被稱為退火處理。然后該鋼絲準備進行下一步機械變形。

之后,在第二組減徑步驟中從第一中間直徑開始將鋼絲進一步干拉拔至第二中間直徑。第二中間直徑通常為1.0mm至2.5mm。

在該第二中間直徑處,對鋼絲進行第二退火處理以便能夠轉變成珠光體。

在該第二退火處理之后,可以對鋼絲涂覆金屬鍍層,金屬鍍層可以是已知的任一種促進鋼簾線和橡膠粘合的鍍層,比如已知的二元、三元或四元合金鍍層,比如將銅鍍覆在鋼絲上并且將鋅鍍覆在銅上,然后進行熱擴散處理以形成黃銅鍍層。金屬鍍層可以是已知的任一種厚度,比如0.2μm。

另外,鋼絲可以在黃銅鍍層上涂覆有機功能硅烷涂層來進一步提高鋼絲以及橡膠之間的粘合力。

然后通過濕拉拔機對鋼絲進行最終一組減徑工序。

鋼絲的最終直徑為0.15mm至0.30mm,例如0.17mm、0.21mm、 0.28mm、0.30mm。更優選地,作為芯鋼絲的鋼絲直徑d1范圍是 0.20mm-0.30mm,作為外層鋼絲的鋼絲直徑d2范圍是0.15mm-0.25mm。

在鋼絲成形過程中,可以通過調整鋼絲碳含量、拉拔過程中直徑的壓縮比、熱處理條件和/或拉拔用模子來實現鋼絲拉拔后抗拉強度在需求范圍之內。考慮到實際工藝產生得捻制損失,鋼絲在捻制成鋼簾線前測量的抗拉強度應比從最終鋼簾線里解繞剝離出來后測量的抗拉強度略高。

將準備好的3根芯鋼絲和9根外層鋼絲加捻,通過控制芯鋼絲和外層鋼絲之間的抗拉強度差來提高鋼簾線的抗磨損疲勞性能,得到本實用新型的鋼簾線。這些芯鋼絲和外層鋼絲的抗拉強度均是從最終鋼簾線里解繞剝離出來的鋼絲測量所得。

圖1是本實用新型的第一個實施例。鋼簾線100的結構由3根芯鋼絲105和9根外層鋼絲110組成。芯鋼絲和外層鋼絲的捻向是相同的,捻距均為14mm。芯鋼絲直徑為0.24mm,外層鋼絲直徑為0.225mm。其中3根芯鋼絲的平均抗拉強度TS1為3480MPa,9根外層鋼絲的平均抗拉強度TS2為3550MPa。

芯鋼絲的抗拉強度比外層鋼絲的抗拉強度略低,這使得芯鋼絲比外層鋼絲較軟。當芯鋼絲受到來自于外層鋼絲的擠壓力時,相對較軟的特性使得芯鋼絲能將來自于外層鋼絲的擠壓力吸收并抵消,這樣能夠減少芯鋼絲相對于外層鋼絲發生位移,也減少位移導致的芯鋼絲和外層鋼絲之間的摩擦。芯鋼絲的抗拉強度僅比外層鋼絲的抗拉強度略低,這也保證了芯鋼絲有足夠的強度來對抗來自于外層鋼絲的沖擊力,避免發生斷裂。

再多了解一些
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