4＋3×0.33ST钢丝帘线在全钢载重子午线轮胎中的应用
2022-07-20袁利真吴学斌
袁利真，吴学斌，安 超
[双钱集团（新疆）昆仑轮胎有限公司，新疆 乌鲁木齐 831400]
目前中国的轮胎产业体量较大，由于近些年“双反”等贸易壁垒对中国轮胎出口的限制，外销转内销，使得国内轮胎产能过剩，也使得一些无创新、运营不善的轮胎企业走向合并、破产的道路。为此轮胎发展新趋势是高品质、高性能及绿色环保轮胎[1-6]。轮胎企业必须通过加快新材料开发应用及加强节能工艺产业化，提高产品品质及一致性管控能力，开发高耐磨、长里程、低滚动阻力、低燃油消耗的高性能绿色子午线轮胎产品，引领轮胎消费趋势。
本工作主要研究新型钢丝帘线4＋3×0.33ST替代3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线在全钢载重子午线轮胎带束层中的应用[7-12]。
1 实验
1.1 主要原材料
4＋3×0.33ST和3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，江苏兴达钢帘线股份有限公司产品。
1.2 主要设备和仪器
CG4/500×1300-S型四辊压延机，意大利艾克利公司产品；锭子架，美国RJS公司产品；小角度钢丝帘布裁断机，德国Fischer公司产品；一次法成型机，天津赛象科技股份有限公司产品；轮胎耐久性试验机，天津九荣车轮技术有限公司产品；轮胎强度试验机，高铁检测仪器（东莞）有限公司产品。
1.3 性能测试
成品轮胎外缘尺寸和强度分别按照GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》和GB/T 4501—2016《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行测试；耐久性能按照企业标准进行测试。
2 结果与讨论
2.1 钢丝帘线性能
2.1.1 基本性能
4＋3×0.33ST与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的基本性能指标对比如表1所示。
从表1可以看出：与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线相比，4＋3×0.33ST钢丝帘线的单位直径和单位线密度破断力两个指标有明显的优势；在相同帘布密度和厚度的情况下，4＋3×0.33ST钢丝帘线可以保持强度性能相同、帘布质量减小的优势。
表1 4＋3×0.33ST与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的基本性能指标对比
2.1.2 结构特点
4＋3×0.33ST和3×0.20＋6×0.35HT钢 丝帘线的结构如图1所示，其刚度和渗胶率对比如表2所示。
图1 4＋3×0.33ST和3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的结构
表2 4＋3×0.33ST与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的刚度和渗胶率对比
从表2可以看出，与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线相比，4＋3×0.33ST钢丝帘线的刚度和覆胶刚度较高，钢丝帘线的渗胶性能较好。
2.2 工艺性能
4＋3×0.33ST与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的压延工艺参数对比如表3所示。
表3 4＋3×0.33ST与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的压延工艺参数对比
采取帘布等密度、等厚度替换方式，在保持强度不变的情况下，4＋3×0.33ST钢丝帘布的质量比3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘布减小6%。
由于4＋3×0.33ST钢丝帘线为不规则结构，压延过程中存在跳线情况，需要压延排线整齐、无压线以及采取在整经辊前增加梳线板等措施进行解决。裁断后断面无发散现象，帘布表面平整，无上翘现象；成型使用正常；硫化后的成品轮胎经外观和X光检测无异常。
2.3 成品轮胎性能
采用4＋3×0.33ST钢丝帘线替代3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线用于带束层中，生产295/60R22.5 18PR和245/70R19.5 16PR全钢载重子午线轮胎，进行成品轮胎性能测试。
2.3.1 强度性能
成品轮胎的强度性能测试结果如表4所示。
表4 成品轮胎的压穿强度与标准值的百分比 %
从表4可以看出，采用4＋3×0.33ST钢丝帘线的成品轮胎的强度性能与采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的成品轮胎相当，均满足国家标准要求。
2.3.2 耐久性能
成品轮胎的耐久性能测试结果如表5所示。
表5 成品轮胎的耐久性试验累计行驶时间 h
从表5可以看出，采用4＋3×0.33ST钢丝帘线的成品轮胎的耐久性能与采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的成品轮胎相差不大，均满足国家标准要求。
由以上测试结果可以看出，4＋3×0.33ST钢丝帘线可以替换3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线用于全钢载重子午线轮胎带束层中。
3 结论
提高轮胎性能、减小轮胎质量、降低生产成本、增强竞争力是轮胎工业发展的总趋势，钢丝帘线是子午线轮胎的重要骨架材料，合理地进行优化选择，有利于延长轮胎的使用寿命，提高轮胎翻新率。
4＋3×0.33ST钢丝帘线单位直径和单位线密度破断力大、刚度和渗胶率高，以其替代3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线用于全钢载重子午线轮胎带束层中，生产工艺性能良好，在减小轮胎质量、降低生产成本的同时保持良好的强度和耐久性能，达到轮胎使用安全性和承载能力标准，产品性能满足市场要求，有利于轮胎的轻量化，节约原材料，符合轮胎节能环保的发展要求。
