CN105745376B - 具有高的可拉制性并具有大于等于0.05％且小于0.4％之间的碳质量水平的钢丝线 - Google Patents
具有高的可拉制性并具有大于等于0.05％且小于0.4％之间的碳质量水平的钢丝线 Download PDFInfo
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Abstract
钢丝线，所述钢丝线具有用mm表示的直径d并且具有完全铁素体、珠光体或铁素体‑珠光体微结构，并且具有以质量计的碳含量C使得0.05％≤C<0.4％，以质量计的铬含量Cr使得Cr<12％和用MPa表示的最大抗张强度R使得R≥175+930.C–600.ln(d)并且R≥1500MPa。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝线，特别是用于轮胎的钢丝线。
背景技术
具有胎体增强件，例如径向胎体增强件的轮胎包括胎面、两个不可延伸的胎圈、两个将胎圈连接至胎面的胎侧和胎冠增强件，所述胎冠增强件沿周向设置在胎体增强件和胎面之间。
胎冠和/或胎体增强件包括一个或多个橡胶帘布层，所述橡胶帘布层任选地被增强元件或增强体(例如独立的金属丝线或源自多个独立的金属丝线的组件的金属帘线)增强。金属增强体由钢制成。
胎冠增强件通常由至少两个重叠的胎冠帘布层(有时称作“工作”帘布层或“交叉”帘布层)组成，所述胎冠帘布层的通常金属的增强帘线被设置成在一个帘布层内几乎彼此平行，但是从一个帘布层至另一个帘布层交叉，亦即它们(对称或不对称)相对于周向中平面以通常在10°和45°之间(取决于所考虑的轮胎类型)的角度倾斜。交叉帘布层可以通过各种其它辅助橡胶帘布层或层补充，所述辅助橡胶帘布层或层的宽度可以根据情况而改变，并且可以包括或不包括增强体。举例而言，可以提及简单的橡胶垫，责任在于保护胎冠增强件的剩余部分免受外部冲击或穿孔的被称为“保护”帘布层的帘布层，或被称为“环箍”帘布层的帘布层，所述“环箍”帘布层包括基本上在周向方向上定向的增强体(被称为“零度”帘布层的帘布层)，无论它们在径向上相对于交叉帘布层位于外部还是内部。
然而，这些金属增强体显著增加轮胎的重量，希望通过改进(如果可能的话)金属增强体的机械强度从而尽可能地减轻轮胎的重量。
因此建议将钢(例如碳钢)元件的重量含量增加至0.9％或甚至更高的水平，这使得有可能增加丝线的机械强度，因此减小丝线的直径和/或在增强帘布层中的密度，并且因此减轻轮胎的重量。获得减轻重量但是具有相对适中耐久性的轮胎。这是因为由于使用相对高的以重量计的碳含量，金属增强体更易于疲劳和腐蚀。
发明内容
本发明的目的是提供对疲劳和腐蚀更不敏感的金属增强体。
为此目的，本发明的一个主题是钢丝线，所述钢丝线具有用mm 表示的直径d并且具有完全铁素体、珠光体或铁素体-珠光体微结构，并且具有碳重量含量C使得0.05％≤C<0.4％，铬重量含量Cr使得Cr <12％和用MPa表示的最大抗张强度R使得R≥175+930.C–600.ln(d) 并且R≥1500MPa。
首先，根据本发明的丝线具有相对低的碳重量含量C。因此，即使在一些情况下其最大抗张强度可能低于现有技术的具有更高的碳重量含量C的丝线，根据本发明的丝线对疲劳和腐蚀更不敏感，这改进了轮胎的耐久性并且补偿了其最大抗张强度的初期不足。
此外，由于碳重量含量相对较低，改进了丝线的可拉制性，亦即通过拉制充分加工硬化丝线从而赋予其新颖性和创造性的机械强度性质(特别是高的最大抗张强度)的可能性。
因此，有可能减小丝线的直径，并且因此减轻轮胎的重量，同时维持足以增强轮胎的机械强度。
此外，特别是相比于不锈钢丝线，根据本发明的丝线的工业生产成本相对较低。此外，使用低的铬含量Cr能够获得在与环境相关的限制方面具有优点的丝线。特别地，铬的使用需要特别是在所述丝线的回收过程中使用昂贵的特定手段，根据本发明的丝线可以避免该情况。
最大抗张强度或最终抗张强度对应于使丝线断裂所需的力。记为R (用MPa表示)的最大抗张强度的测量根据1984年的标准ISO 6892 进行。
钢的微结构为完全铁素体、珠光体或这些微结构的混合物。
因此，钢的微结构不含马氏体和/或贝氏体。铁素体-马氏体微结构造成铁素体相和马氏体相之间的不希望的裂隙。马氏体微结构不够柔软因此不允许拉制丝线，丝线可能过于频繁地断裂。
铁素体、珠光体或铁素体-珠光体微结构与其它微结构(特别是马氏体或贝氏体微结构)的不同之处在于金相观察。铁素体-珠光体微结构具有铁素体晶粒和层状珠光体区域。相反，马氏体微结构包括板状物和/或针状物，本领域技术人员知晓如何区分板状物和/或针状物与铁素体-珠光体和珠光体微结构的晶粒和片晶。
更优选地，钢的微结构为完全铁素体-珠光体。
丝线由钢制成，亦即其主要(即大于50重量％)或完全(100重量％)由标准NFEN10020中定义的钢组成。根据该标准，钢为包含比任何其它元素更多的铁的材料，所述材料具有小于2％的碳含量并且包含其它合金元素。还根据该标准，钢任选包含其它合金元素。
优选地，钢为标准NF EN10020中定义的非合金钢。因此，除了碳和铁之外，钢还包含根据标准NF EN10020的量的其它已知的合金元素。
在另一个实施方案中，钢为标准NF EN10020中定义的合金钢。在该实施方案中，除了碳和铁之外，钢还包含其它已知的合金元素。
优选地，钢不为标准NF EN10020中定义的不锈钢。因此，在该实施方案中，钢优选包含至多10.5重量％的铬。
有利地，丝线具有碳重量含量C使得0.07％≤C≤0.3％，优选0.1％≤C≤0.3％，更优选0.15％≤C≤0.25％。
有利地，R≥350+930.C–600.ln(d)，优选R≥500+930.C– 600.ln(d)，更优选R≥700+930.C–600.ln(d)。
所述丝线则具有改进的最大抗张强度R。
有利地，d大于或等于0.10mm并且优选大于或等于0.12mm。
当直径d过小时，丝线的工业生产成本变得过高并且与批量生产不相容。
在一些实施方案中，d>0.15mm并且R≥1800MPa，优选d>0.15 mm并且R≥1900MPa。
有利地，d小于或等于0.40mm，优选小于或等于0.25mm，更优选小于或等于0.23mm，还更优选小于或等于0.20mm。
当直径d过大时，对于在轮胎的某些帘布层(特别是例如重型负载车辆类型的车辆的胎体增强件)中使用丝线来说，丝线的柔性和耐久性过低。
在一些实施方案中，d≤0.15mm并且R≥2000MPa，优选d≤0.15 mm并且R≥2100MPa。
任选地，钢的微结构选自铁素体、珠光体和这些微结构的混合物。铁素体-珠光体或珠光体微结构与其它微结构(特别是马氏体微结构) 的不同之处在于金相观察。铁素体-珠光体微结构具有铁素体晶粒和层状珠光体区域。相反，马氏体微结构包括板状物和/或针状物，本领域技术人员知晓如何区分板状物和/或针状物与铁素体-珠光体和珠光体微结构的晶粒和片晶。
本发明的另一个主题是包括数根上述丝线的帘线。
例如，所述帘线为层状类型或股状类型。
要回顾的是，对于组装丝线或线股存在两种可能的技术：
-或者通过缆合：在该情况下，丝线或线股不经受围绕其自身轴线的捻合，因为在组装点之前和之后存在同步旋转；
-或者通过捻合：在该情况下，丝线或线股承受围绕其自身轴线的集体捻合和单独捻合，从而在每根丝线或线股上产生解捻扭矩。
本发明的另一个主题是包括橡胶基质的半成品元件，所述橡胶基质中嵌入至少一根上述丝线。
橡胶基质包含至少一种二烯弹性体、增强填料、硫化体系和各种添加剂。
橡胶基质的二烯弹性体通常被理解为意指至少部分(即均聚物或共聚物)得自二烯单体(具有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)的弹性体。
二烯弹性体可以已知的方式分为两类：被称为“基本上不饱和”的那些和被称为“基本上饱和”的那些。特别优选地，橡胶基质的二烯弹性体选自由聚丁二烯(BR)、合成聚异戊二烯(IR)、天然橡胶 (NR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物组成的(基本上不饱和的)二烯弹性体组。这种共聚物更优选地选自丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯/丁二烯共聚物(BIR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)、异戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBIR)和这种共聚物的混合物。
橡胶基质可以包含单种二烯弹性体或者数种二烯弹性体的混合物，所述二烯弹性体有可能与除了二烯弹性体以外的任何类型的合成弹性体(或甚至与除了弹性体以外的聚合物，例如热塑性聚合物)结合使用。
作为增强填料，优选使用炭黑或无机填料。更特别地，轮胎中常规使用的所有炭黑，特别是HAF、ISAF和SAF类型的炭黑，适合作为炭黑。作为所述炭黑的非限制性示例，可以提及N115、N134、N234、 N330、N339、N347和N375炭黑。然而，炭黑当然可以以与增强填料(特别是其它无机填料)的共混物的形式使用。所述无机填料包括二氧化硅，特别是高分散性二氧化硅，例如来自Degussa的Ultrasil 7000 和Ultrasil 7005二氧化硅。
最后，本领域技术人员将理解可以使用具有另一性质(特别是有机性质)的增强填料作为等同于本部分描述的增强无机填料的填料，前提是该增强填料覆盖有如二氧化硅的无机层，或者在其表面包含需要使用偶联剂从而在填料和弹性体之间形成键的官能位点，特别是羟基位点。
根据目标应用，还有可能在增强填料中加入惰性(非增强)填料例如可以例如用在有色轮胎的胎侧或胎面中的粘土颗粒、斑脱土、滑石、白垩和高岭土。
橡胶基质还可以包含旨在用于制造轮胎的弹性体组合物中常规使用的所有或一些标准添加剂，例如增塑剂或增量油(无论后者为芳族或非芳族性质)、颜料、保护剂例如抗臭氧蜡、化学抗臭氧剂、抗氧化剂、抗疲劳剂、增强树脂、亚甲基受体(例如酚醛树脂)或亚甲基供体(例如HMT或H3M)，例如描述于申请WO 02/10269(或US 2003/0212185)。
橡胶基质还包含基于硫或硫给体和/或过氧化物和/或双马来酰亚胺的硫化体系，硫化促进剂和硫化活化剂。
实际的硫化体系优选基于硫和主硫化促进剂，特别是磺酰胺类型的促进剂，例如选自2-巯基苯并噻唑基二硫化物(MBTS)、N-环己基 -2-苯并噻唑基磺酰胺(CBS)、N,N-二环己基-2-苯并噻唑基磺酰胺 (DCBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基磺酰胺(TBBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基磺酰亚胺(TBSI)和这些化合物的混合物的那些。
本发明的另一个主题是包括至少一根上述丝线的轮胎。
优选地，轮胎旨在用于客运车辆，选自货车、重型车辆例如重型负载车辆(即地铁、公共汽车、重型道路运输车辆(卡车、拖拉机、拖车)和越野车辆)的工业车辆，农业或土木工程机械，航空器和其它运输或搬运车辆。更优选地，轮胎旨在用于重型车辆、农业或土木工程机械、航空器和其它运输或搬运车辆。
优选地，丝线旨在增强轮胎胎冠增强件和/或胎体增强件。更优选地，丝线旨在增强轮胎胎体增强件。
优选地，轮胎用于包括胎体增强件的重型负载车辆类型的车辆，所述胎体增强件包括至少一根上述丝线。
附图说明
通过参考所附附图而仅以非限制性实施例方式给出的如下描述将会更好地理解本发明，在这些附图中：
-图1为垂直于根据本发明的轮胎的周向方向的横截面图；
-图2为显示能够获得根据本发明的丝线的拉制方法的步骤的图；
-图3为铁素体-珠光体微结构的光学显微镜图像；
-图4为铁素体-珠光体微结构的扫描电镜图像；
-图5为针状铁素体(魏氏)微结构的光学显微镜图像。
具体实施方式
根据本发明的轮胎的实施例
图1显示了用附图标记10表示的根据本发明的轮胎。
轮胎10包括胎冠12(所述胎冠12用胎冠增强件14增强)、两个胎侧16和两个胎圈18，这些胎圈18的每一者用胎圈线20增强。胎冠 12用胎面(在该示意图中未示出)覆盖。胎体增强件22围绕每个胎圈 18中的两根胎圈线20缠绕并且包括朝向轮胎10的外部设置的卷边24，所述轮胎10在此显示为装配在轮辋26上。
胎体增强件22以本身已知的方式由至少一根用根据本发明的丝线或帘线增强的帘布层组成。胎体增强件的这些丝线或帘线被称为“径向”丝线或帘线，亦即这些丝线或帘线几乎彼此平行设置并且从一个胎圈延伸至另一胎圈，从而与周向中平面(垂直于轮胎旋转轴线的平面，其位于两个胎圈18之间的中间距离处，并且经过胎冠增强件14 的中间)形成在80°和90°之间的角度。
胎冠增强件14包括至少一根用根据本发明的丝线或帘线增强的帘布层。在图1中以极简单方式绘制的该胎冠增强件14中，将理解本发明的丝线或帘线可以例如增强所有或一些工作胎冠帘布层，或三角胎冠帘布层(或半个帘布层)和/或保护胎冠帘布层(当使用所述三角胎冠帘布层或保护胎冠帘布层时)。除了工作帘布层和三角帘布层和/或保护帘布层之外，本发明的轮胎的胎冠增强件14当然可以包括其它胎冠帘布层，例如一个或多个环箍胎冠帘布层。
当然，轮胎10以已知的方式另外包括内部橡胶或弹性体层(通常被称为“内衬”)，所述内部橡胶或弹性体层限定了轮胎的径向内面并且旨在保护胎体增强件免受来自轮胎内部空间的空气扩散的影响。有利地，特别是在用于重型负载车辆的轮胎的情况下，其还可以包括中间增强弹性体层，所述中间增强弹性体层位于胎体增强件和内层之间，旨在增强内层并且因此增强胎体增强件，并且还旨在部分地使胎体增强件经受的应力离开原位。
通过组装上述以半成品元件形式存在的各个元件制造轮胎，所述半成品元件包括橡胶基质，所述橡胶基质中嵌入根据本发明的丝线或帘线。
根据本发明的帘线的实施例
在胎冠增强件和/或胎体增强件用帘线增强的情况下，通过缆合或捻合组装多个根据本发明的钢丝线制造这些帘线。
在选自货车、重型车辆例如重型负载车辆(即地铁、公共汽车、重型道路运输车辆(卡车、拖拉机、拖车)和越野车辆)的工业车辆，农业或土木工程机械，航空器和其它运输或搬运车辆的轮胎的情况下，胎冠增强件和/或胎体增强件用根据本发明的帘线增强，所述帘线特别选自1+3+8、1+6+11、1+6+12、2+7、3+8、3+9和3+9+15结构的层状帘线和3x(1+5)、(1+6)x(3+8)、(1+6)x(3+9+15)和(1+6)x(4+10+16) 结构的股状帘线。可以增强胎冠增强件和/或胎体增强件的其它帘线也描述于文献WO 2010/139583。
在客运车辆的轮胎的情况下，胎冠增强件和/或胎体增强件用根据本发明的特别是选自2+1、2+2、2+4和4x3结构的帘线增强。
根据本发明的帘线可以原位橡胶化，特别如文献WO 2010/139583 中所述。
胎冠增强件和/或胎体增强件也可以用根据本发明的一个或多个独立未组装的丝线增强。
根据本发明的丝线的实施例
丝线由钢制成。优选地，钢为标准NF EN10020中定义的非合金钢。也可以设想标准NF EN10020中定义的由合金钢制成的丝线。
所使用的钢包含铬重量含量Cr使得Cr<12％，优选如标准NF EN10020中定义，亦即至多等于10.5％，更优选Cr≤5％，还更优选 Cr≤1％，理想上优选Cr≤0.2％，此处为Cr＝0.039％。
所使用的钢因此可以优选包含已知的合金元素，例如Mn、Si、P、 S、N、V、Cr、Mo、Ni、B和Co(例如参见Research Disclosure 34984 –“Micro-alloyed steel cordconstructions for tyres”–1993年5月；Research Disclosure 34054–“High tensilestrength steel cord constructions for tyres”–1992年8月)，所述合金元素能够适应钢。
根据标准NF EN10020的优选的非合金钢包含至多1.65重量％，更优选在0.3和0.7重量％之间的锰，此处为0.583％。
根据标准NF EN10020的优选的非合金钢包含至多0.60重量％，更优选在0.1和0.3重量％之间的硅，此处为0.161％。
根据标准NF EN10020的优选的非合金钢包含至多0.10重量％，更优选至多0.045重量％的磷，此处为0.0085％。
根据标准NF EN10020的优选的非合金钢包含至多0.10重量％，更优选至多0.045重量％的硫，此处为0.0151％。
根据标准NF EN10020的优选的非合金钢包含至多0.10重量％，更优选至多0.008重量％的氮，此处为0.0029％。
根据标准NF EN10020的优选的非合金钢包含至多0.10重量％，更优选至多0.05重量％，还更优选0.02％的钒，此处为0％。
上述元素重量含量的值可以根据名为“钢和铁-欧洲化学组成测定标准”的标准FDCEN/TR 10261测得。
钢的微结构选自铁素体、珠光体和这些微结构的混合物。丝线优选由图3和4中所示的铁素体-珠光体钢制成。以钢的重量计，所使用的钢包含用％表示的碳含量C使得0.05％≤C<0.4％，优选0.07％≤C≤ 0.3％，更优选0.1％≤C≤0.3％，还更优选0.15％≤C≤0.25％。
丝线可以用金属层覆盖，所述金属层例如改进丝线的加工性质或丝线、帘线和/或轮胎本身的使用性质，例如粘合性质、耐腐蚀性质或耐老化性质。优选地，丝线用黄铜(Cu-Zn合金)层或锌层覆盖。作为一个变体形式，丝线可以不具有金属涂层。
下表1中给出根据现有技术的丝线EDT1、EDT2和根据本发明的丝线F1、F2、F3、F4。
表1的实施例的丝线具有大于或等于0.10mm，优选大于或等于 0.12mm的直径d。此外，表1的实施例的丝线具有的直径d小于或等于0.40mm，优选小于或等于0.25mm，更优选小于或等于0.23mm，还更优选小于或等于0.20mm。
表1
| EDT 1 | EDT 2 | F1 | F2 | F3 | F4 | |
| C(％) | 0.71 | 0.585 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 |
| d(mm) | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.15 | 0.12 |
| R(MPa) | 2820 | 2903 | 1960 | 2088 | 2169 | 2307 |
根据本发明的丝线F1至F4使得丝线的用MPa表示的最大抗张强度R满足R≥A+930.C–600.ln(d)，其中A＝175并且d用mm表示。
将注意丝线F1至F4满足A＝350，优选A＝500，更优选A＝700。
将注意根据本发明的丝线F1至F4满足R≥1500MPa。丝线F1 和F2满足R≥1800MPa，优选R≥1900MPa。丝线F3和F4满足R≥ 2000MPa，优选R≥2100MPa。
用于拉制根据本发明的丝线的方法的实施例
图2中显示了能够拉制根据本发明的丝线的方法的图。
在开卷步骤100中，开卷初始直径为D≥4，优选D≥5(在此等于 5.5mm)并且最大抗张强度在300MPa和700MPa之间(在该情况下 R＝525MPa)的钢丝线。被称为线材的丝线以线圈的形式储存在开卷机上，丝线使用自动开卷装置(例如开卷器)从开卷机开卷。钢的微结构则为铁素体-珠光体。
在线材的除锈步骤200中，线材进入多个连续滑轮并且进入两个矫直机，每个矫直机由多个滑轮形成，每个矫直机的滑轮围绕垂直于另一个矫直机的滑轮的旋转轴线的轴线可旋转地安装。因此除去存在于线材表面的被称为锈的铁氧化物层。
在步骤300中，用拉制润滑剂的粘合促进剂的层覆盖线材。
步骤4001至400n的目的是将丝线的直径从初始直径D减小至中间直径d’，所述中间直径d’例如大于或等于1mm，优选大于或等于1.3 mm，并且例如小于或等于2.5mm，优选小于或等于2.2mm，更优选小于或等于2mm。
步骤4001至400n(n从6至12变化)形成将丝线从初始直径D至中间直径d’的不间断系列的干拉制步骤。每个步骤4001至400n为干拉制步骤，其中丝线进入模具，所述模具的直径小于模具上游的丝线的直径。因此，丝线在模具下游具有的直径小于模具上游的直径。每个模具的直径小于位于上游的模具的直径。对于将丝线从初始直径D至中间直径d’的不间断系列的干拉制步骤，真实应变被定义为ε＝2.ln(D/d’)。
位于每个模具下游的用于牵拉丝线的装置(在此为绞盘)能够施加足以拉制丝线通过每个模具的拉力。使用粉末形式的拉制润滑剂。
干拉制被理解为意指丝线在气态环境(例如环境空气)中循环。优选地，干拉制过程中的拉制润滑剂为粉末形式。在干拉制过程中，牵拉装置(例如绞盘)暴露于气态环境，例如环境空气。
不间断系列的拉制步骤被理解为意指丝线一系列地连续经过多个拉制模具，每次经过每个拉制模具对应于一个拉制步骤。除了最后一次经过之外，每次经过模具之后直接经过下一个模具。在不间断系列的拉制步骤中，丝线在一系列两个拉制步骤之间不经受除了拉制步骤之外的任何步骤，特别是热处理步骤或覆盖步骤。换言之，丝线在一系列两个直接连续的拉制步骤之间不经受任何步骤，特别是热处理步骤或覆盖步骤。
在热处理步骤500中，修改中间直径d’的丝线的金相结构从而再生机械丝线的结构。本领域技术人员已知如何寻找该步骤的各个参数，例如参见“Les principes de basedu traitement thermique des aciers”[The basic principles of heat treatment ofsteels]，AndréConstant和Guy Henry， ISBN 2-85330-083-8。
在该步骤500的过程中，中间直径d’的丝线被加热至大于或等于钢的奥氏体化温度的温度，在此大于或等于850℃。取决于钢的化学组成，本领域技术人员知晓必须达到何种奥氏体化温度，特别如“Précis de métallurgie”[Precis on metallurgy]，ISBN 2-12-260121-6中所述。因此，如果奥氏体化不充分，未再结晶带保留并且获得的奥氏体不均匀，不利于后续拉制。如果奥氏体化过度，在之后冷却的过程中获得的微结构为图5中显示的针状(魏氏)铁素体，不是铁素体-珠光体结构。
之后，冷却中间直径d’的丝线从而赋予钢珠光体或铁素体-珠光体微结构。以本领域技术人员已知的方式，冷却丝线从而避免除了珠光体、铁素体或铁素体-珠光体微结构之外的微结构的形成。过快的冷却速度会造成马氏体、贝氏体或针状铁素体微结构。通过特别是文献“Atlas des courbes de transformation des aciers de fabrication”[Atlas of transformation curves of steels of French manufacture]，IRDIS，1974中获得的诺模图，本领域技术人员知晓如何根据钢的化学组成和奥氏体化温度确定冷却速度。
在步骤600中，用至少一个金属层(在此为黄铜层)覆盖中间直径d’的丝线。
步骤7001至700m(m例如从8至23变化)的目的是将丝线的直径从中间直径d’减小至最终直径d并且增加丝线的最大抗张强度。
步骤7001至700m形成将丝线从中间直径d’至最终直径d的不间断系列的湿拉制步骤。每个步骤7001至700m为湿拉制步骤，其中丝线进入模具，所述模具的直径小于模具上游的丝线的直径。因此，丝线在模具下游具有的直径小于模具上游的直径。每个模具的直径小于位于上游的模具的直径。对于将丝线从中间直径d’至最终直径d的不间断系列的湿拉制步骤，真实应变被定义为ε’＝2.ln(d’/d)。
作为一个变体形式，步骤7001至700m在干环境中进行。
位于每个模具下游的用于牵拉丝线的装置(在此为阶梯式绞盘) 能够施加足以拉制丝线通过每个模具的拉力。牵拉装置和模具浸入拉制润滑剂的液体浴中，例如如文献WO2008/113481中所述。
湿拉制被理解为意指丝线在液体环境(例如水溶液)中循环。优选地，湿拉制过程中的拉制润滑剂为液体形式。在湿拉制过程中，牵拉装置(例如绞盘)暴露于液体环境，例如水溶液。
不间断系列的拉制步骤被理解为意指丝线一系列地连续经过多个拉制模具，每次经过每个拉制模具对应于一个拉制步骤。除了最后一次经过之外，每次经过模具之后直接经过下一个模具。在不间断系列的拉制步骤中，丝线在一系列两个拉制步骤之间不经受除了拉制步骤之外的任何步骤，特别是热处理步骤或覆盖步骤。换言之，丝线在一系列两个直接连续的拉制步骤之间不经受任何步骤，特别是热处理步骤或覆盖步骤。
拉制方法因此包括N个不间断系列的拉制步骤，例如一个在干环境中一个在湿环境中。在此N＝2。因此，有可能将拉制方法的总真实应变定义为εT＝2.ln(D/d)。
拉制方法包括M个热处理步骤，所述热处理步骤的目的在于再生机械丝线的结构。在此M＝1，这使得有可能降低直径d的丝线的工业生产成本。
能够通过上述方法获得根据本发明的丝线。
表2中给出根据本发明的丝线和现有技术的丝线的各个特征值。
表2
| EDT1 | EDT2 | F1 | F2 | F3 | F4 | |
| C(％) | 0.71 | 0.585 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 |
| d’(mm) | 1 | 1.3 | 1.55 | 1.75 | 1.55 | 1.5 |
| d(mm) | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.15 | 0.12 |
| ε | 2.6 | 2.8 | 2.5 | 2.3 | 2.5 | 2.6 |
| ε' | 3.6 | 4 | 4.3 | 4.5 | 4.7 | 5.1 |
| εT | 6.2 | 6.8 | 6.8 | 6.8 | 7.2 | 7.7 |
将注意对于丝线F1至F4，真实应变ε’＝2.ln(d’/d)满足4<ε’≤6。将注意对于丝线F1至F4，真实应变ε＝2.ln(D/d’)满足2≤ε≤3。将注意对于丝线F1至F4，真实应变εT＝2.ln(D/d)满足6≤εT≤8。
将注意对于丝线F1至F4，ε≤3，优选ε≤2.75。将注意对于丝线 F1至F3，更优选ε≤2.5。还将注意对于丝线F1至F4，εT≥6.5，优选εT≥6.75。对于丝线F3，更优选εT≥7.2。对于丝线F4，更优选εT≥7.5。此外，将注意不同于丝线EDT1和EDT2，ε’>4。对于丝线F1，ε’≥4.3。对于丝线F2至F4，优选ε’≥4.5。更优选地，对于丝线F4，ε’≥5。
对比测试和试验
在湿气氛(至少60％的相对湿度)中进行的旋转弯曲测试的过程中对比现有技术的丝线和丝线F1、F2。该测试能够测量每个经测试丝线在湿环境中的最大旋转弯曲耐久应力σF*。在该测试的过程中，经测试丝线围绕其旋转轴线以预定应力经受105次循环。如果丝线断裂，用更低的应力重新开始测试，如果丝线未断裂，用更高的应力重新开始测试。因此例如通过阶梯法逐步确定σF*的值。该测试的结果在下表3 中给出：
表3
| EDT1 | EDT2 | F1 | F2 | |
| C(％) | 0.71 | 0.585 | 0.21 | 0.21 |
| d(mm) | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
| R(MPa) | 2820 | 2903 | 1960 | 2088 |
| σF*(MPa) | <500 | <500 | 685 | 725 |
根据本发明的丝线F1、F2在湿环境中断裂的应力明显高于现有技术的丝线，因此表明本发明的一个优点。因此，即使丝线F1、F2的初期抗张强度明显低于丝线EDT1和EDT2，丝线F1、F2的疲劳-腐蚀耐久性明显大于丝线EDT1和EDT2。
还对比用现有技术的丝线EDT2制备的帘线C1、C2和用丝线F2 制备的帘线CI1、CI2。
在波动拉伸测试的过程中测试具有(1+6+12)×0.18结构的第一种帘线(C1和C1I)。该测试能够测量每个经测试帘线的耐久性极限。在该测试的过程中，每个帘线经受限定振幅的两个极值之间的张力变化达预定数目的循环，在此为105次循环。如果帘线断裂，用更低的振幅重新开始测试，如果丝线未断裂，用更高的振幅重新开始测试。因此例如通过阶梯法逐步确定耐久性极限的值。该测试在两个不同条件下进行：在干气氛(小于8％的相对湿度)下和在湿气氛(大于60％的相对湿度)下。在这些条件下(干气氛和湿气氛，无预先储存)，直接测试帘线。对于这些条件，因此能够确定耐久性极限T(干气氛，无预先储存)和T*(湿气氛，无预先储存)。还计算由于湿气氛的存在造成的耐久性极限的劣化D*(D*＝(T-T*)/T)。结果在下表4中给出。
表4
| C1 | CI1 | |
| C(％) | 0.71 | 0.21 |
| 帘线结构 | 19.18 | 19.18 |
| Rm(MPa) | 2716 | 2032 |
| Fm(N) | 1283 | 956 |
| T(MPa) | 811 | 650 |
| T*(MPa) | 525 | 640 |
| D* | -35％ | -1.5％ |
在干气氛和湿气氛中，根据本发明的帘线CI1的劣化明显低于现有技术的帘线C1，因此表明了本发明的一个优点。因此，即使帘线CI1 的抗张强度和断裂力低于帘线C1，帘线CI1的疲劳-腐蚀耐久性明显大于帘线C1。
在与上述丝线测试相似的旋转弯曲测试的过程中测试具有3×0.18 mm结构的第二种帘线(现有技术的帘线C2和根据本发明的帘线CI2A 和CI2B)。因此确定每个经测试帘线在干气氛中的最大旋转弯曲耐久应力σC和在湿气氛中的最大旋转弯曲耐久应力σC*。还计算由于湿气氛的存在造成的最大旋转弯曲耐久应力的劣化Dσc*(DσC*＝(σC- σC*)/σC)。结果在下表5中给出。
表5
| C2 | CI2A | CI2B | |
| C(％) | 0.71 | 0.21 | 0.21 |
| 帘线结构 | 3.18 | 3.18 | 3.18 |
| 帘线的Rm(MPa) | 2750 | 1932 | 2066 |
| σC(MPa) | 1250 | 825 | 935 |
| σC*(MPa) | 650 | 825 | 895 |
| DσC* | -48％ | 0％ | 4％ |
根据本发明的帘线CI2A和CI2B的劣化明显低于现有技术的帘线 C2，因此显示了本发明的一个优点。
本发明并不限制于上述实施方案。
事实上，可以通过化学试剂(例如酸)的作用进行除锈步骤200。
此外，在步骤600的过程中，有可能仅用锌层覆盖中间直径的丝线。此外，丝线可以覆盖有除了黄铜层或锌层之外的金属层，所述金属层具有例如改进丝线的耐腐蚀性和/或其对橡胶的粘合的作用，例如 Co、Ni、Al，或两种或多种元素Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn的合金的薄层。
Claims (15)
1.钢丝线(F1；F2；F3；F4)，所述钢丝线(F1；F2；F3；F4)具有用mm表示的直径d并且具有完全铁素体、珠光体或铁素体-珠光体微结构，其特征在于，丝线(F1；F2；F3；F4)具有碳重量含量C使得0.05％≤C<0.4％，铬重量含量Cr使得Cr<12％和用MPa表示的最大抗张强度R使得R≥175+930.C–600.ln(d)并且R≥1500MPa。
2.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，具有碳重量含量C使得0.07％≤C≤0.3％。
3.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中R≥350+930.C–600.ln(d)。
4.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中R≥500+930.C–600.ln(d)。
5.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中R≥700+930.C–600.ln(d)。
6.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d大于或等于0.10mm。
7.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d小于或等于0.40mm。
8.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d小于或等于0.25mm。
9.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d小于或等于0.23mm。
10.根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d小于或等于0.20mm。
11.根据权利要求7所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d>0.15mm并且R≥1800MPa。
12.根据权利要求7所述的丝线(F1；F2；F3；F4)，其中d≤0.15mm并且R≥2000MPa。
13.帘线(C1；C2)，其特征在于，所述帘线(C1；C2)包括数根根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)。
14.半成品元件(14、22)，其特征在于，所述半成品元件(14、22)包括橡胶基质，所述橡胶基质中嵌入至少一根根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)。
15.轮胎(10)，其特征在于，所述轮胎(10)包括至少一根根据权利要求1所述的丝线(F1；F2；F3；F4)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170808 Address after: French Clermont Ferrand Applicant after: Compagnie General Des Etablissements Michelin Address before: French Clermont Ferrand Applicant before: Compagnie General Des Etablissements Michelin Applicant before: Michelin Research & Technology Co., Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180615 Termination date: 20191121 |