0.37＋6×0.32ST钢丝帘线在商用车轮胎带束层中的应用
2022-11-29陈建军薛彬彬张玉亮王滨滨李培生倪海超
陈建军，薛彬彬，张玉亮，王滨滨，李培生，张 鸣，倪海超
[1.山东华盛橡胶有限公司，山东 广饶 257300；2.华盛（山东）产业技术研究院有限公司，山东 广饶 257300；3.山东宏盛橡胶科技有限公司，山东 东营 257335；4.和达（山东）橡胶科技有限公司，山东 广饶 257300]
近年来，随着国家发展低碳经济和实施节能降耗政策的颁布及实施，汽车工业向环保、节能、轻量化方向发展，也带动了轮胎产业的快速增长，对商用车轮胎带束层用骨架材料的性能要求也越来越高[1-4]。为满足商用车轮胎轻量化、低滚动阻力及长使用寿命的要求，提升产品竞争力，满足市场需求，增加高附加值商用车轮胎的产出，我公司在12R22.5 18PR 152／149L RL501商用车轮胎带束层中以新型0.37＋6×0.32ST超高强度钢丝帘线替代3×0.20＋6×0.35HT高强度钢丝帘线，力求在提高轮胎综合性能的同时最有效地降低轮胎生产成本。
1 实验
1.1 钢丝帘线
0.37＋6×0.32ST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
5 t电热式平板硫化机，青岛越光橡机有限公司产品；万能材料电子拉力机，美国Instron公司产品；S型四辊钢丝压延机，意大利柯美尼奥公司产品；15°～70°钢丝裁断机，德国费舍尔热工有限公司产品；轮胎高速耐久试验机和轮胎强度试验机，高铁检测仪器（东莞）有限公司产品。
1.3 性能测试
钢丝帘线直径、线密度、破断力和粘合力等根据GB／T 11181—2016《子午线轮胎用钢帘线》进行测试；轮胎的室内耐久性能、强度性能根据GB／T 4501—2016《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行测试。
2 结果与讨论
2.1 钢丝帘线基本性能
2.1.1 基本性能和结构
0.37＋6×0.32ST和3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的关键性能指标对比如表1所示，钢丝帘线结构如图1所示。
图1 两种钢丝帘线的结构示意
表1 两种钢丝帘线的关键性能指标对比
由表1可知，与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线相比，0.37＋6×0.32ST钢丝帘线直径较小、线密度较低，可减小帘布压延厚度和成品轮胎单胎质量，进而实现轮胎轻量化和降低生产成本。
从图1可以看出，与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线相比，0.37＋6×0.32ST钢丝帘线的内层采用1根单丝，可减少钢丝帘线单丝之间的磨损，延长钢丝帘线使用寿命。
2.1.2 渗胶性能
0.37＋6×0.32ST和3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线的渗胶性能如图2所示。
从图2可以看出：3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线内层3根单丝的紧密型结构导致渗胶困难，易窝存空气形成空气通道；在相同条件下，0.37＋6×0.32ST钢丝帘线内层1根单丝的结构更有利于渗胶，进而减少轮胎在使用过程中的脱层现象，延长轮胎的使用寿命。
图2 钢丝帘线的渗胶性能
2.2 工艺性能
2.2.1 压延工艺
0.37＋6×0.32ST和3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘布的压延工艺参数对比如表2所示。
表2 两种钢丝帘布的压延工艺参数对比
从表2可以看出，与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘布相比，0.37＋6×0.32ST钢丝帘布的压延厚度减小0.1 mm，压延帘布的剥离强度提高，帘布质量降低11%，有利于减小单胎质量。
0.37＋6×0.32ST钢丝帘布的压延工艺性能如图3所示。
图3 0.37＋6×0.32ST钢丝帘布的压延工艺性能
由图3可知，0.37＋6×0.32ST钢丝帘布压延过程中帘布表面平整光滑，无稀线和跳线等异常情况发生，压延工艺满足生产要求。
2.2.2 裁断工艺
0.37＋6×0.32ST钢丝帘布的裁断工艺性能如图4所示。
图4 0.37＋6×0.32ST钢丝帘布的裁断工艺性能
从图4可以看出：0.37＋6×0.32ST钢丝帘布裁断过程中帘布裁断切口平整、无毛边；裁断过程中未出现翘头、变形、稀线等不良现象；裁断后帘布拼接正常，帘布接头粘性良好。
2.2.3 成型工艺
0.37＋6×0.32ST钢丝帘线带束层的成型工艺性能如图5所示。
图5 0.37＋6×0.32ST钢丝帘线带束层的成型工艺性能
从图5可以看出，0.37＋6×0.32ST钢丝帘线带束层的成型工艺良好，成型过程中带束层钢丝帘布粘性良好，接头贴合正常，未出现接头开裂、拉伸等不良情况，成型后胎坯挺性良好。
2.2.4 硫化工艺
采用0.37＋6×0.32ST钢丝帘线带束层成型的胎坯满足现场硫化工艺标准要求，成品轮胎在外观、X光和动平衡检查中均无异常，满足轮胎的设计要求。
2.3 成品轮胎性能
采用两种钢丝帘线带束层分别试制12R22.5 18PR 152／149L RL501商用车轮胎，并进行室内耐久性能和强度性能测试，结果见表3。
从表3可以看出，与采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线带束层的轮胎相比，采用0.37＋6×0.32ST钢丝帘线带束层的轮胎充气外缘尺寸基本一致，单胎质量减小，强度性能相当，耐久性能明显提高，轮胎的使用寿命延长。
表3 两种钢丝帘线带束层成品轮胎的室内性能测试结果对比
2.4 成本分析
经材料成本核算，在12R22.5 18PR 152／149L RL501商用车轮胎带束层中采用0.37＋6×0.32ST钢丝帘线替代3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，钢丝帘布总质量减小9%，单胎质量减小0.8 kg，每条轮胎成本降低7.6元。按一年生产100万条12R22.5 18PR 152／149L RL501轮胎计算，每年可节约生产成本760万元。
3 结论
（1）与3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线相比，0.37＋6×0.32ST钢丝帘线直径小、线密度低，渗胶性能较好，可以减小帘布压延厚度和成品轮胎质量，实现轮胎的轻量化，降低生产成本。
（2）在12R22.5 18PR 152／149L RL501商用车轮胎带束层中采用0.37＋6×0.32ST钢丝帘线替代3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，钢丝帘布压延、裁断及轮胎成型、硫化工艺性能正常，满足轮胎生产工艺标准要求；成品轮胎的耐久性能明显提高，强度性能相当，均满足国家标准要求。
