一、鋼絲簾線國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
子午線輪胎用鋼簾線的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T11181-2016,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼簾線的結(jié)構(gòu)類型,即普通型,開(kāi)放型(OC)、密集型(CC)、高延伸型(HE)、高抗沖擊型(HI),鋼簾線按照抗拉強(qiáng)度分類,即普通強(qiáng)度(NT)、高強(qiáng)度(HT)、超高強(qiáng)度(ST)和特高強(qiáng)(UT)。
鋼簾線的鍍層分類,即普通鍍層和低銅鍍層。鋼簾線的標(biāo)記方法和規(guī)則:包括鋼簾線結(jié)構(gòu),鋼簾線類型;鋼簾線強(qiáng)度,鋼簾線捻距和捻向,鋼簾線鍍層類型。
該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼簾線的尺寸及性能燈檢驗(yàn)項(xiàng)目均提出了明確要求,主要涉及外觀質(zhì)量、力學(xué)性能、化學(xué)性能和粘合性能四大部分。
二、鋼絲簾線的發(fā)展趨勢(shì)
子午線輪胎制造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展影響著鋼絲簾線的物理性能、結(jié)構(gòu)及制造技術(shù)的發(fā)展。
1、強(qiáng)度
鋼絲簾線正在由普通強(qiáng)度(NT)向高強(qiáng)(HT)、超高強(qiáng)(ST)和特高強(qiáng)(UT)方向發(fā)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家,HT鋼絲簾線的使用量已占鋼絲簾線總用量的60%左右,ST鋼絲簾線的用量也已超過(guò)20%。以Φ0.20mm鋼絲為例,NT級(jí)、HT級(jí)、ST級(jí)和UT級(jí)鋼絲簾線的強(qiáng)度分別為2850,3300,3600和3800MPa,HT鋼絲簾線的強(qiáng)度比NT產(chǎn)品高約15%,ST級(jí)高約25%,UT級(jí)高約34%。由此可以看出高強(qiáng)度鋼絲簾線在減小輪胎質(zhì)量和提高輪胎承載能力方面的潛力。
2、結(jié)構(gòu)
(1)載重輪胎胎體
胎體要承受較多的交變負(fù)荷,因此胎體鋼絲簾線除要具有較高的強(qiáng)度外,更應(yīng)具有柔韌性、均勻一致的低負(fù)荷伸長(zhǎng)、良好的耐疲勞性能(鋼絲簾線中鋼絲之間的磨損?。┖洼^高的抗沖擊性能等。
載重輪胎胎體鋼絲簾線結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括:
①?gòu)?qiáng)度從NT向HT,ST甚至UT方向過(guò)渡。
②結(jié)構(gòu)從較為復(fù)雜的股狀結(jié)構(gòu)向?qū)訝钜灾辆o密型結(jié)構(gòu)發(fā)展。
③生產(chǎn)工藝由復(fù)雜的多步驟向簡(jiǎn)單的兩步甚至一步成型方向發(fā)展。
④鋼絲直徑仍以小尺寸為主,其主要原因是鋼絲直徑對(duì)簾線的疲勞壽命影響大。
(2)帶束層
帶束層是子午線輪胎的主要受力部件,因此帶束層鋼絲簾線應(yīng)具有良好的滲膠性能、較低的結(jié)構(gòu)伸長(zhǎng)、較小的直徑、合適的剛度及較高的粘合力及粘合力保持率。傳統(tǒng)的乘用汽車輪胎(包括轎車和旅行車輪胎)帶束層鋼絲簾線通常由4~12根鋼絲組成,以規(guī)則形狀為主。帶束層鋼絲簾線發(fā)展趨勢(shì)如下:
①單絲直徑變大。
②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化,結(jié)構(gòu)主要由2~11根鋼絲組成。
③向開(kāi)放型結(jié)構(gòu)發(fā)展,主要目的是強(qiáng)化鋼絲間的滲膠性能,防止鋼絲間的潮氣侵蝕。
④向不規(guī)則結(jié)構(gòu)發(fā)展,如2 1,2 7,3 8等,其目的也是提高滲膠性能。
載重輪胎的帶束層鋼絲簾線用量較大,減小鋼絲簾線用量即意味著減小輪胎質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。因此,載重輪胎的帶束層鋼絲簾線向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、高強(qiáng)度方向發(fā)展的趨勢(shì)更為明顯。例如,以3 8×0.33HT鋼絲簾線替代3 9 15×0.22W鋼絲簾線,每條輪胎鋼絲簾線用量從4.66kg減小至4.10kg,用量減小12%,輪胎質(zhì)量減小5%,節(jié)約生產(chǎn)成本2%以上。隨著單絲直徑的加大(最大達(dá)0.41mm,已超出BISFA標(biāo)準(zhǔn)中的0.38mm),鋼絲簾線的彎曲剛度增大,提高了抗沖擊和抗切割能力,降低了輪胎的滾動(dòng)阻力,減輕了輪胎的磨損,但值得注意的是,鋼絲簾線的彎曲剛度加大及外形的不規(guī)則,給簾布?jí)貉訋?lái)困難,易造成壓延時(shí)跳線、壓延后的簾布不平以及經(jīng)密不均。
3、制造技術(shù)
(1)鋼絲直接拉拔
鋼絲直接拉拔技術(shù)是指盤條直接拉拔到電鍍所需的規(guī)格,減少一次中間熱處理。例如,70#鋼可以從Φ5.5mm直接拉拔到Φ1.20mm,80#鋼直接拉拔到Φ1.30mm。鋼絲直接拉拔技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)效率,減小了鋼絲制造成本。
(2)節(jié)能環(huán)保
傳統(tǒng)的鉛浴熱處理存在鉛蒸汽揮發(fā)造成環(huán)境污染的缺點(diǎn),隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大,傳統(tǒng)方法將逐漸被流動(dòng)粒子淬火和水浴淬火等清潔生產(chǎn)工藝所取代,流動(dòng)粒子淬火和水基有機(jī)介質(zhì)水浴淬火工藝已在國(guó)內(nèi)鋼絲簾線生產(chǎn)中得到應(yīng)用。
(3)高效節(jié)能新工藝
在鋼絲簾線生產(chǎn)企業(yè),由于技術(shù)的整體優(yōu)勢(shì),高效節(jié)能新技術(shù)總是最快得到應(yīng)用,主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
①變頻直進(jìn)式拉絲機(jī)和變頻水箱拉絲機(jī)的拉拔速度分別達(dá)到12和15m·s-1以上,產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠,與傳統(tǒng)的滑差電機(jī)相比,至少省電20%,效率提高近1倍。
②電鍍電源使用高效開(kāi)關(guān)電源取代普通硅整流直流電鍍電源,鍍層致密且節(jié)能降耗,電源體積更小,可節(jié)約30%電能。
③黃銅合金的熱擴(kuò)散采用感應(yīng)加熱和流動(dòng)粒子加熱,能夠在不損傷鍍層的前提下實(shí)現(xiàn)銅/鋅間原子的擴(kuò)散,與傳統(tǒng)采用焦耳效應(yīng)的熱擴(kuò)散方式相比,節(jié)能且可避免鋼絲與加熱輥之間打火花。
(4)捻制及產(chǎn)品的控制
在鋼絲簾線的生產(chǎn)中,越來(lái)越多的工廠采用大工字輪收放線。在濕拉之前應(yīng)用1t容重的工字輪已較普遍,國(guó)外甚至有用4t的工字輪進(jìn)行周轉(zhuǎn)。在捻制工序,應(yīng)用大尺寸工字輪也是一種趨勢(shì),國(guó)內(nèi)已有單輪鋼絲容重120kg的工字輪的應(yīng)用實(shí)例(過(guò)去為60或80kg)。這樣可以大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度(換線次數(shù))以及工字輪周轉(zhuǎn)頻率和鋼絲消耗。電氣控制方面正在向智能化和精密化方向發(fā)展,如采用殘余扭轉(zhuǎn)智能控制系統(tǒng),保證鋼絲簾線殘余應(yīng)力的均勻一致,改善簾布的壓延效果。采用高精密長(zhǎng)度計(jì)量裝置,以保證鋼絲簾線長(zhǎng)度的均一性,減少用戶的廢料損失。