奥凯金属介绍钢帘线的要求及新发展

钢帘线的要求及新发展 

用于制造胎体和带束层的钢帘线，是由优质高碳钢经表面镀层、拉拔、加捻制成，是轮胎主要骨架材料之一。采用钢帘线作为增强材料所制作的子午线轮胎具有使用寿命长、行驶速度快、耐穿刺、弹性好、安全舒适、节约燃料等优点。

钢丝帘线正在由普通强度(NT)向高强(HT)、超高强(ST)和特高强(UT)方向发展。目前在发达地区，HT钢丝帘线的使用量已占钢丝帘线总用量的60%左右，ST钢丝帘线的用量也已超过20%。

胎体用钢丝帘线的性能要求及选用

根据子午线轮胎的受力特点，轮胎在行驶过程中胎体帘线受到反复的拉伸、压缩和弯曲等极为复杂的作用力，这就要求胎体用钢丝帘线具有高强度、耐屈挠、抗疲劳、耐老化等特点，此外钢丝帘线与橡胶之间不仅应该具有良好的初始粘合力，在动态、高温、潮湿条件下老化后也应保持较高的粘合性能。

这里对胎体钢丝帘线的开发和应用提出如下几个方面的要求：

(1)开发破断力高、直径小和线密度低的新型钢丝帘线替代胎体使用的传统结构钢丝帘线。

这样不但钢丝帘线的耐疲劳性能得到提高，而且实现了单胎使用钢丝帘线质量减小，进而减小轮胎质量，从而降低滚动阻力，提高轮胎耐久性能。同向捻制可增强钢丝帘线的橡胶渗透能力，提高其耐腐蚀性能。

例如贝卡尔特钢帘线有限公司开发的0.25+6+12×0.225HT可替代传统结构的3+9+15×0.175+1×0.15或3+9+15×0.22+1×0.15用于胎体。

采用0.25+6+12×0.225HT钢丝帘线后，胎体的强度提高7％；质量减小11％以上；每锭钢丝帘线长度增加75％，大大提高压延效率。

(2)采用高强度钢丝、无外缠丝的紧密型结构钢丝帘线替代单丝根数多、带有外缠丝多层加捻、不同层之间单丝为点接触的普通型结构钢丝帘线。

这样可以避免交互捻结构中层与层钢丝之间接触导致的磨损，且同向捻制提高了钢丝帘线的抗疲劳性能和抗磨损性能，使胎体抗损坏能力提高，从而大大延长轮胎的使用寿命，同时增加可翻新次数。

例如贝卡尔特钢帘线有限公司开发的紧密型3×0.22+9×0.20CCHT可替代传统结构的3+9×0.22+1×0.15用于全钢载重无内胎子午线轮胎11R22.5等规格胎体。

采用3×0.22+9×0.20CCHT钢丝帘线后，锭长更长，有利于提高生产效率，降低废料；胎体柔韧性更强，疲劳寿命提高；钢丝帘线之间的橡胶渗透量提高，粘合效果增强，钢丝帘线之间的摩擦生热减小；钢丝帘线用量下降18％；胎体帘布质量下降17％。

2＋7×0.3ST钢帘线

3＋9＋15×0.22＋0.15NT钢帘线

带束层(工作层)用钢丝帘线的性能要求及选用

带束层是子午线轮胎的主要受力部件，周期性地承受拉伸、弯曲和剪切等变形，同时起着箍紧胎体的作用，使轮胎的外直径膨胀很小，这里对带柬层(工作层)用钢丝帘线的开发和应用提出如下几个方面的要求：

(1)开发具有较高破断力、较低破断伸长率的钢丝帘线。带束层钢丝帘线应具有合适的刚度和强度，以增强轮胎的抗磨损性能和耐侧滑性，提高轮胎的安全性和操纵性。

(2)钢丝帘线向全渗透型简单化开放式结构发展，以改善胶料在钢丝帘线中的渗透性能，增强钢丝的耐腐蚀性能，提高带束层间的粘合强度。钢丝与胶料之间不但应具有良好的初始粘合力，而且老化后胶料的粘合力保持率要求也越来越高，以便提高轮胎的耐久性能。全渗透型简单化开放式结构钢丝帘线的加工工艺相对比较简单，有利于降低钢丝帘线的制造成本，从而降低轮胎的生产成本。

带束层(保护层)钢丝帘线的性能要求及选用

带束层保护层钢丝帘线应具有较强的抗冲击性能、较高的破断伸长率、良好的胶料渗透性能、良好的压缩能力和抗剪切能力，传统的保护层钢丝帘线有4×4×0.22HE，3×7×0.20HE，3×4×0.22HE和3×7×0.22HE，这些钢丝帘线的共同特点是捻距小、破断伸长率高、能承受较大的冲击、疲劳性能好。但覆胶后，钢丝的破断伸长率急剧下降，较大下降幅度超过50％，降低了其抗冲击效果。

由于高伸长钢丝帘线捻距小、生产效率低，价格相对较高，提高了轮胎的制造成本，因此钢丝帘线生产厂家开发出了适合市场需求的5×0.380CHE，5×0.38HI和5×0.30HI等规格，其共同特点是钢丝直径加大，有利于提高钢丝的抗切割能力，简化钢丝帘线结构，降低生产成本；对钢丝施加预变形，有利于增强钢丝帘线的渗胶能力，保持其覆胶后的破断伸长率。

钢帘线的发展趋势

1、胎体

载重轮胎胎体要承受较多的交变负荷,因此胎体钢丝帘线除要具有较高的强度外，更应具有柔韧性、均匀一致的低负荷伸长、良好的耐疲劳性能(钢丝帘线中钢丝之间的磨损小)和较高的抗冲击性能等。载重轮胎胎体钢帘线结构的发展趋势主要包括:

①强度从NT向HT，ST甚至UT方向过渡；

②结构从较为复杂的股状结构向层状以至紧密型结构发展；

③生产工艺由复杂的多步骤向简单的两步甚至一步成型方向发展；

④钢丝直径仍以小尺寸为主,其主要原因是钢丝直径对帘线的疲劳寿命影响大。

2、带束层

带束层是子午线轮胎的主要受力部件，因此带束层钢丝帘线应具有良好的渗胶性能、较低的结构伸长、较小的直径、合适的刚度及较高的粘合力及粘合力保持率。传统的乘用汽车轮胎(包括轿车和旅行车轮胎)带束层钢丝帘线通常由4～12根钢丝组成，以规则形状为主。带束层钢丝帘线发展趋势如下：

①单丝直径变大；

②结构简单化,目前结构主要由2～11 根钢丝组成；

③向开放型结构发展,主要目的是强化钢丝间的渗胶性能,防止钢丝间的潮气侵蚀；

④向不规则结构发展,如2 + 1 ,2 + 7 ,3 + 8 等,其目的也是提高渗胶性能。

载重轮胎的带束层钢丝帘线用量较大，减小钢丝帘线用量即意味着减小轮胎质量，降低生产成本。因此，载重轮胎的带束层钢丝帘线向结构简化、高强度方向发展的趋势更为明显。

例如，以3+8×0.33HT钢丝帘线替代3+9+15×0.22W钢丝帘线，每条轮胎钢丝帘线用量从4.66kg减小至4.10kg，用量减小12%，轮胎质量减小5%，节约生产成本2%以上。

随着单丝直径的加大(大达0.41 mm，已超出BISFA标准中的0.38mm)，钢丝帘线的弯曲刚度增大，提高了抗冲击和抗切割能力，降低了轮胎的滚动阻力，减轻了轮胎的磨损，但值得注意的是，钢丝帘线的弯曲刚度加大及外形的不规则，给帘布压延带来困难，易造成压延时跳线、压延后的帘布不平以及经密不均。

钢帘线的标准

子午线轮胎用钢帘线的标准是GB/T11181-2016，该标准规定了钢帘线的结构类型，即普通型，开放型(OC)、密集型(CC)、高延伸型(HE)、高抗冲击型(HI)，钢帘线按照抗拉强度分类，即普通强度(NT)、高强度(HT)、超高强度(ST)和特高强(UT)。

钢帘线的镀层分类，即普通镀层和低铜镀层。钢帘线的标记方法和规则：包括钢帘线结构，钢帘线类型；钢帘线强度，钢帘线捻距和捻向，钢帘线镀层类型。

该标准对钢帘线的尺寸及性能灯检验项目均提出了明确要求，主要涉及外观质量、力学性能、化学性能和粘合性能四大部分。