CN102319763A - Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法，包括以下工艺步骤：一、表面处理：将钢丝酸洗，用水清洗，然后再进行表面涂硼砂，再烘干处理，酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流300~800A/根，硼砂浓度20～30%，硼砂温度75～95℃，烘箱温度110～150℃；二、拉拔：拉拔采用9个卷筒连接钢丝，并通过拉拔模具进行拉拔；三、镀铜：镀液铜浓度为2~5g/L，锡浓度0.2~0.6g/L，温度25~40℃，镀铜前先进行回火处理，然后进行酸洗、清洗和烘干；四、包装。本发明优点是强度高、延伸率高，钢圈缠绕层数少，钢圈重量轻，作成钢圈变形系数小，同心度好，抗冲击等优点。很大程度上提高了工程子午线轮胎质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法。属于金属制品技术领域。
背景技术
目前，随着工程子午线轮胎行业飞速发展，工程子午线轮胎上使用的钢圈都采用了单根胎圈钢丝缠绕，钢圈形状多为菱形状，因工程子午线轮胎基本在非正常路面行驶，它不但要求耐冲击、承载力强，而且受力也不均匀。所以要求钢圈必须牢固固定在轮辋上，钢丝与橡胶之间结合稳定，不易产生脱胶等优点。因此对回火胎圈钢丝质量提出了更高要求：一是回火胎圈钢丝直径公差要均匀一致，二是回火胎圈钢丝综合机械性能（强度高、延伸率高、单项扭转值高、残余扭转低）要好。目的是防止工程子午线轮胎在行驶过程中受到冲击和载重时产生钢圈扭曲变形或断裂，造成轮胎破坏和带来安全隐患。
回火胎圈钢丝是用于轮胎的胎圈部分，是轮胎的主要骨架材料之一。其作用是使轮胎紧密地固定在轮辋上，并承受轮胎与轮辋之间的各种相互作用力。钢丝圈是工程子午胎的重要受力部件之一，它是传递车辆动力及急刹车力的关键部件。会直接影响胎圈部位的应力分布，对工程子午胎的操作性和安全性是有重大影响的。胎圈是一个非常关键部位，设计比较复杂，在轮胎生产过程中胎圈工艺要求也比较严格。同时工程子午线轮胎胎圈结构比较复杂，不同于斜胶轮胎胎圈简单整排挤出缠成的钢丝圈，所以工程子午线轮胎胎圈要具备比斜交胎胎圈大得多的支撑刚度，从刚性的胎圈到柔软的胎侧之间的刚性变化要平顺过渡。这样才能把轮胎侧的屈挠点集中维持在轮胎断面水平轴附近，使胎侧能充分发挥其缓冲作用，减少胎侧下部与轮辋摩擦，防止由于应力集中而产生胎圈脱层、裂口或折断。
为提高工程子午线轮胎质量，通常增加轮胎钢圈缠绕圈数或改变钢圈结构形状，但这种方法不是解决工程子午线轮胎最好途径，而且容易造成生产成本过高和带来轮胎在行驶过程中摩擦系数增加，并且造成工程子午线轮胎在承受较大载重力时轮胎弹性不够、钢丝容易刺出轮胎等缺点。轮胎受力时，首先是最里层钢丝变形，然后通过压缩隔离胶依次传到最外层。如果钢丝强度不够，其受力主要由几根钢丝承担，容易造成钢丝圈整齐截面断裂暴破。另外层与层之间有个压力降，愈外层受力愈小。如果钢丝有足够伸长，这种受力差别会逐渐趋于零，此时每根钢丝均匀受力。如果钢丝没有足够伸长率，其受力主要由几根钢丝承担，容易造成钢丝圈由内向外断裂连锁反应，造成轮胎早期破坏，甚至暴破。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中所存在的上述问题，提供一种强度等级高、延伸率高、残余扭转值低的Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法。
本发明的目的是这样实现的：一种Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法，所述回火胎圈钢丝钢号是82B，成份如下：C 0.80～0.85，Mn 0.60～0.80，Si 0.15～0.25，P＜0.020，S＜0.020，Cu＜0.10，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、表面处理
将钢丝酸洗，用水清洗，然后再进行表面涂硼砂，再烘干处理，酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流300~800A/根，硼砂浓度20～30%，硼砂温度75～95℃，烘箱温度110～150℃；
步骤二、拉拔
拉拔采用9个卷筒连接钢丝，并通过9道拉拔模具进行拉拔，拉拔速度为6~8m/秒，循环冷却水温度30～40℃，9道拉拔模具规格为：Φ5.50mm→Φ5.03mm→Φ4.44mm→Φ3.94mm→Φ3.50mm→Φ3.12mm→Φ2.8mm→Φ2.53mm→Φ2.30mm→Φ2.10mm；
步骤三、镀铜
镀液铜浓度为2~5g/L，锡浓度0.2~0.6g/L，温度25~40℃，镀铜前先进行回火处理，回火温度为410~470℃，钢丝在回火槽内运行时间为2~4秒，然后进行酸洗、清洗和烘干，酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流10~50A/根，烘箱温度110~150℃，钢丝卷取速度180~220m/min（说明：钢丝镀完铜后在成品收线处卷取的速度）；
步骤四、包装。
本发明的有益效果是：
发明采用Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝用在工程子午线轮胎当中，此回火胎圈钢丝具有直径粗，强度等级高、延伸率高、残余扭转值低等优点。轮胎钢圈结构可采用正六角形，每根钢丝圈重量由原来20Kg～28Kg减少至10Kg～15Kg（与轮胎规格有关）。钢圈不容易变形、牢固、钢丝与橡胶结合力强、不容易裂开等优点。采用此规格回火胎圈钢丝，轮胎企业不但提高了生产效率，而且节省制造成本，关键是大大提高了工程子午线轮胎质量，延长了轮胎使用寿命。
综上，本发明优点是强度高、延伸率高，钢圈缠绕层数少，钢圈重量轻，作成钢圈变形系数小，同心度好，抗冲击等优点。很大程度上提高了工程子午线轮胎质量。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作详细使用说明。
本发明涉及的Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法，所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、表面处理
将钢丝酸洗，用水清洗，然后再进行表面涂硼砂，再烘干处理。酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流300-800A/根，硼砂浓度20～30%，硼砂温度75～95℃，烘箱温度110～150℃。涂硼的作用是利于钢丝拉拔，减小钢丝与模具的摩擦。
步骤二、拉拔
拉拔采用9个卷筒连接钢丝，并通过9道拉拔模具进行拉拔，拉拔速度为6~8m/秒，循环冷却水温度30～40℃；
步骤三、镀铜
镀液铜浓度为2~5g/L，锡浓度0.2-0.6g/L，温度25~40℃。镀铜前先进行钢丝铅浴池回火处理，回火温度为410~470℃，钢丝在回火槽内运行时间为2~4秒。然后进行酸洗、清洗、烘干，酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流10~50A/根，烘箱温度110~150℃，钢丝卷取速度180~220m/min。如回火温度低于410℃，钢丝内应力不能得到完全释放，另外钢丝延伸率低，扭转低。所以钢丝进行回火时，一定要选择最佳回火温度来保证钢丝综合性能的要求。钢丝在回火时间约2~4秒，是直接关系钢丝塑性和韧性指标。
拉拔模具路径
在上述方案基础上，拉拔可以采用8道模具或10道模具拉拔。但从钢丝综合机械性能考虑，选用8道模具拉拔，拉拔平均压缩率偏高，会降低钢丝扭转值；采用10道模具拉拔，拉拔平均压缩率偏低，增加成本消耗和影响钢丝强度。所以选用9道模具拉拔拉是较为理想。
成品钢丝物理性能
成品钢丝化学成份
包装要求：
每盘钢丝由一根钢丝紧密有序缠绕组成，钢丝表面应镀有连续、均匀、色泽一致铜层，无漏镀，无任何瑕疵，每盘钢丝重量控制在400~450Kg。
在上述制造方案基础上，所述盘条的钢号是82B，成份如下：
针对上述Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝制造过程中，最关键核心技术：
首先钢丝表面质量不要遭到破坏（如裂纹、竹节丝、直径公差不符等），保证钢丝表面质量完整性，和色泽均匀。
其次是钢丝机械性能要稳定，关键在于拉丝工艺技术制定。
再其次是钢丝的基体必须与铜层之间有着牢固的结合，同时又要求铜层细密、致密、稳定，镀铜钢丝表面不得有铜层脱落和翘皮。
最后是钢丝与橡胶粘合力。胎圈钢丝必须与橡胶具有良好的粘合力和附胶率。简单说，胎圈钢丝不仅要与橡胶材料牢固的粘合在一起，而且在使用过程中不能过早的分离。早期时候，光面钢丝与橡胶粘合力极差，所以在钢丝表面必须均匀覆盖镀层，理论上说，究竟选择何种钢丝表面镀层，关键取决于橡胶制品的种类、运行速度、受力状态以及胶料的体系。经过工艺不断筛选和优化，同时也是根据橡胶制品行业对产品质量不断的要求，到目前为止，胎圈钢丝镀层主要以青铜为主。
通过金属材料固有的两大特性（塑性和韧性）进行拉拔（单晶体滑移），然后对钢丝表面进行化学处理，使钢丝表面获得致密、稳定、结合力牢固镀层。
本发明通过对工程子午线轮胎使用，因强度等级高，可以减少钢圈缠绕层数，既保证了钢圈质量，又减轻了钢圈重量，而且钢圈变形系数小，同心度好。经过调配工艺处理后，在不降低工程子午线轮胎其它质量前提下，可显著提高了工程子午线轮胎承载能力和抗冲击性能力，延长了工程子午线轮胎在非正常路面行驶的使用寿命，解决了工程子午线轮胎长期一致困扰子口脱开问题。
Claims (1)
1. 一种Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法，所述回火胎圈钢丝钢号是82B，成份如下：C 0.80～0.85，Mn 0.60～0.80，Si 0.15～0.25，P＜0.020，S＜0.020，Cu＜0.10，其特征在于：所述方法包括以下工艺步骤：
步骤一、表面处理
将钢丝酸洗，用水清洗，然后再进行表面涂硼砂，再烘干处理，酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流300~800A/根，硼砂浓度20～30%，硼砂温度75～95℃，烘箱温度110～150℃；
步骤二、拉拔
拉拔采用9个卷筒连接钢丝，并通过9道拉拔模具进行拉拔，拉拔速度为6~8m/秒，循环冷却水温度30～40℃，9道拉拔模具规格为：Φ5.50mm→Φ5.03mm→Φ4.44mm→Φ3.94mm→Φ3.50mm→Φ3.12mm→Φ2.8mm→Φ2.53mm→Φ2.30mm→Φ2.10mm；
步骤三、镀铜
镀液铜浓度为2~5g/L，锡浓度0.2~0.6g/L，温度25~40℃，镀铜前先进行回火处理，回火温度为410~470℃，钢丝在回火槽内运行时间为2~4秒，然后进行酸洗、清洗和烘干，酸洗为电解硫酸，硫酸浓度150~300g/L，硫酸温度30～60℃，电流10~50A/根，烘箱温度110~150℃，钢丝卷取速度180~220m/min；
步骤四、包装。
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