0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线在全钢轻型载重子午线轮胎胎体中的应用

姚凤刚，严 华，徐 龙，丁兴龙

（张家港市骏马钢帘线有限公司，江苏 张家港 215600）

汽车工业和运输业的飞速发展对轮胎的需求不断增大，极大地推动了轮胎工业的发展。在目前供大于求的激烈市场竞争局面下，轮胎生产企业只有在产品质量和生产成本上占有优势，才能为实现轮胎轻量化和低滚动阻力等发展提供保 障[1]。在轮胎设计中，胎体帘线应具备高承载能力，具有耐老化、耐疲劳、耐磨损及高抗冲击等性能，特别是老化后的帘线粘合力损失率要小。因此胎体趋于采用同向捻、无外缠丝结构钢丝帘线。

随着钢丝帘线产品性能的提高，轮胎胎体采用同向捻及渗胶性能较好的高强度钢丝帘线是发展方向，这可以减小轮胎在使用过程中的交互应力，提高轮胎质量，有效延长轮胎的使用寿命。

本工作研究0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线替代3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线应用于315/80R22.5全钢轻型载重子午线轮胎胎体中，对轮胎性能和成本进行对比。

1 实验

1.1 主要原材料

0.20＋6＋11×0.18HT和3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线，张家港市骏马钢帘线有限公司产品。

1.2 主要设备和仪器

钢丝帘布压延生产线，日本IHI公司产品；90°钢丝帘布裁断机，韩国大禾公司产品。

1.3 性能测试

钢丝帘线性能按GB/T 16586—2014和GB/T 33159—2016进行测试；成品轮胎外缘尺寸和强度性能分别按GB/T 521—2012和GB/T 4501—2016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

0.20＋6＋11×0.18HT和3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线的基本性能指标如表1所示。从表1可以看出，0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线线密度小于、单位直径破断力大于3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线，即可以更小帘布厚度和帘线用量达到相同的性能要求。

表1 两种钢丝帘线的基本性能指标

2.1.2 其他性能

（1）渗 胶 性 能。检 测 表 明，0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线空气含量小于3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线。

0.20＋6＋11×0.18HT和3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线的截面如图1所示。

图1 两种钢丝帘线的截面示意

（2）耐老化性能。两种钢丝帘线老化后粘合性能变化率对比如表2所示。从表2可以看出，与3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线相比，0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线热空气老化、蒸汽老化、盐水老化和热水老化后的粘合性能保持率有明显的优势。

表2 两种钢丝帘线老化后粘合性能变化率对比

（3）刚度。两种钢丝帘线刚度对比如表3所示。从表3可以看出，0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线的刚度大于3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线，不易出现压延稀并线及裁断翘头问题，轮胎成型工艺性能较好。

表3 两种钢丝帘线刚度对比 TSU

（4）耐弯曲疲劳性能。采用三辊疲劳试验机进行耐弯曲疲劳性能试验。两种钢丝帘线弯曲疲劳次数对比如表4所示。从表4可以看出，0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线的耐弯曲疲劳性能优于3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线，主要是3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线在进行疲劳试验时外缠丝先行断裂，故采用0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线作全钢轻型载重子午线轮胎胎体帘线可延长轮胎的使用寿命。

表4 两种钢丝帘线弯曲疲劳次数对比

综合来看，与3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线相比，0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线刚度大，渗胶性能、耐老化性能和耐弯曲疲劳性能更好。

2.2 工艺性能

2.2.1 压延

在放线张力控制在10.0～12.5 N、密度为70根·dm-1、厚度为2.4 mm条件下压延0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘布。压延过程中无跳线、稀并线情况，帘布表面光滑平整，覆胶均匀，厚度控制正常，如图2所示。

图2 0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘布正常压延示意

2.2.2 裁断

0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘布在裁断过程中断面平整，无冒芯情况；裁断四角无翘头，上下边无拱起情况；接头1 m内数据分析正常，拼接良好，如图3所示。

图3 0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘布正常裁断示意

2.2.3 成型

由于0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线直径较小、刚度较大，因此成型过程中，钢丝帘布接头未见异常情况，胎体反包正常。

2.3 成品性能

将0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线用于胎体，生产315/80R22.5全钢轻型载重子午线轮胎，成品轮胎性能测试结果如表5所示。从表5可以看出：与胎体使用3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线的轮胎相比，胎体使用0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线的轮胎充气外缘尺寸、胎圈耐久性能和强度相当，耐久性能明显提高；高速性能试验结束时行驶速度达到180 km·h-1，速度级别超过R级。

表5 成品轮胎性能测试结果

2.4 成本分析

以0.20＋6＋11×0.18HT钢 丝 帘 线 替 代3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘线用于全钢轻型载重子午线轮胎胎体，生产成本对比如表6所示。从表6可以看出，采用压延密度为70根·dm-1的0.20＋6＋11×0.18HT钢 丝 帘 布 替 代3/8＋13×0.18＋0.15HT钢丝帘布，轮胎帘线用量减小145 g·m-2，胶料用量减小205 g·m-2，帘布质量减小350 g·m-2，成本降低。

表6 两种钢丝帘线轮胎生产成本对比

3 结论

采用0.20＋6＋11×0.18HT钢丝帘线替代3/8＋13×0.18＋0.15HT钢 丝 帘 线 用 于315/80R22.5全钢轻型载重子午线轮胎胎体，钢丝帘布厚度和质量减小，渗胶性能和耐老化性能都有所提高，成品轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、耐久性能和高速性能均达到国家标准要求。