CN113005494A - 一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.04‑0.06μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.05‑0.08μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为30‑38wt%，镍的含量为21‑28wt%，铝的含量为5‑12wt%，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为32‑48wt%，镍的含量为22‑26wt%，余量为锌，本发明还公开了上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法。本发明公开的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝减少了镀层层数，外层采用铜镍铝锌镀层，降低镀层剥落风险的同时提高了粘结力，并且可适用于多种橡胶。

Description

一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎胎圈钢丝技术领域，具体涉及一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝及其制备方法。
背景技术
子午线轮胎的国际代号是“R”，由于其胎体结构不同于斜交胎，有的国家称之为径向轮胎，X轮胎等，子午线轮胎胎体的帘线排列不同于斜交轮胎，子午线轮胎的帘线不是相互交叉排列的，而是与外胎断面接近平行，像地球子午线排列，帘线角度小，一般为0°，胎体帘线之间没有维系交点，当轮胎在行驶过程中，冠部周围应力增大，会造成周向伸张，胎体成辐射状裂口，在此状态下胎圈钢丝承受较大压力，如若胎圈钢丝与橡胶的粘合力差极易导致钢丝圈松散、钢丝刺出。
现有技术(专利号为CN201810917596.X，专利名称为“一种带多元镀层的胎圈钢丝及其镀层施镀方法”)公开了一种含有三层镀层的胎圈钢丝，使得镀层能够匹配多种轮胎橡胶，但是镀层层数过多容易导致多层镀层之间的结合性差，产生镀层与镀层之间脱离的风险，具有一定危险性。
发明内容
为解决现有技术中镀层过多引起的镀层剥离风险，本发明提供一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝及其制备方法。
本发明采用如下的技术方案：
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.04-0.06μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.05-0.08μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为30-38wt％，镍的含量为21-28wt％，铝的含量为5-12wt％，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为32-48wt％，镍的含量为22-26wt％，余量为锌。
作为本发明的一种优选技术方案，所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.55-1.83mm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铜镍铝锌镀层中还包含3-5wt％稀土元素。
作为本发明的一种优选技术方案，所述稀土元素至少包含硒、镨、镧其中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为35wt％，镍的含量为24wt％，铝的含量为8wt％，余量为锌。
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗30-60min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗10-30min，之后在40-60℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至9.8-10.8。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至8.3-10.5。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
(1)本发明公开的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝减少了镀层层数，外层采用铜镍铝锌镀层，降低镀层剥落风险的同时提高了黏合力，并且可适用于多种橡胶；
(2)还公开了上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，工艺简单、生产效率高，具有产业化前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.04μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.05μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为30wt％，镍的含量为21wt％，铝的含量为5wt％，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为32wt％，镍的含量为22wt％，余量为锌。
具体地，所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.55mm。
具体地，所述铜镍铝锌镀层中还包含3wt％稀土元素。
具体地，所述稀土元素是镧。
上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗30min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗10min，之后在40℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至9.8。
具体地，步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至8.3。
实施例2
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.06μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.08μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为38wt％，镍的含量为28wt％，铝的含量为12wt％，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为48wt％，镍的含量为26wt％，余量为锌。
具体地，所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.83mm。
具体地，所述铜镍铝锌镀层中还包含5wt％稀土元素。
具体地，所述稀土元素是硒。
上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗60min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗30min，之后在60℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至10.8。
具体地，步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至10.5。
实施例3
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.05μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.06μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为34wt％，镍的含量为25wt％，铝的含量为7wt％，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为40wt％，镍的含量为24wt％，余量为锌。
具体地，所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.55mm。
具体地，所述铜镍铝锌镀层中还包含4wt％稀土元素。
具体地，所述稀土元素是硒。
上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗40min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗20min，之后在50℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至10。
具体地，步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至9.5。
实施例4
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.04μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.08μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为30wt％，镍的含量为28wt％，铝的含量为5wt％，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为48wt％，镍的含量为25wt％，余量为锌。
具体地，所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.65mm。
具体地，所述铜镍铝锌镀层中还包含3wt％稀土元素。
具体地，所述稀土元素是镨。
上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗30min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗30min，之后在50℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至10.8。
具体地，步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至8.3。
实施例5
一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.06μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.06μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为35wt％，镍的含量为24wt％，铝的含量为8wt％，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为42wt％，镍的含量为23wt％，余量为锌。
具体地，所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.65mm。
具体地，所述铜镍铝锌镀层中还包含3wt％稀土元素。
具体地，所述稀土元素是镧。
上述含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗60min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗20min，之后在50℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
具体地，步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至10.2。
具体地，步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至9.8。
为了表征实施例1-5制备得到的胎圈钢丝与橡胶的黏合力，采用GB/T 14450-2016《胎圈用钢丝》进行测试，设置对照组1-5，分别与实施例1-5的钢丝直径相同且镀覆相应厚度的铜合金镀层，测试结果如下表1。
表1实施例1-5及对照组1-5的测试结果
与橡胶的黏合力(N)
实施例1 1030
对照组1 980
实施例2 1050
对照组2 1015
实施例3 1015
对照组3 990
实施例4 1100
对照组4 1020
实施例5 1120
对照组5 1010
表1的测试结果表明，与对照组相比实施例1-5制备得到的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝对橡胶的黏合力均有提高，表明本发明公开的技术方案的可行性。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，其特征在于：在子午线轮胎胎圈钢丝表面镀覆镀层，所述镀层含有内、外两层，其中外层为铜镍铝锌镀层，厚度为0.04-0.06μm，内层为铜镍锌镀层，厚度为0.05-0.08μm；所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为30-38wt%，镍的含量为21-28wt%，铝的含量为5-12wt%，余量为锌，所述铜镍锌镀层中铜的含量为32-48wt%，镍的含量为22-26wt%，余量为锌。
2.根据权利要求1所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，其特征在于：所述子午线轮胎胎圈钢丝的直径为1.55-1.83mm。
3.根据权利要求1所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，其特征在于：所述铜镍铝锌镀层中还包含3-5wt%稀土元素。
4.根据权利要求3所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，其特征在于：所述稀土元素至少包含硒、镨、镧其中的一种。
5.根据权利要求1所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝，其特征在于：所述铜镍铝锌镀层中铜的含量为35wt%，镍的含量为24wt%，铝的含量为8wt%，余量为锌。
6.一种含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、按照所含元素含量配制铜镍锌电镀液和铜镍铝锌电镀液；
B、将子午线轮胎胎圈钢丝浸泡在乙醇中，放入超声波清洗机中超声震荡清洗30-60min，再浸泡在丙酮中，超声震荡清洗10-30min，之后在40-60℃下烘干；
C、将步骤B得到的清洗后的胎圈钢丝浸入铜镍锌电镀液中，以电镀的方式在胎圈钢丝表面覆盖铜镍锌镀层作为内层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面；
D、将步骤C得到的镀有铜镍锌镀层的胎圈钢丝浸入铜镍铝锌电镀液中，以电镀的方式在表面覆盖铜镍铝锌镀层作为外层，之后用乙醇清洗胎圈钢丝表面，即得含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝。
7.根据权利要求6所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，其特征在于：步骤A所述铜镍电镀液或铜镍铝锌电镀液采用硫酸盐配制。
8.根据权利要求6或7所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，其特征在于：步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值至9.8-10.8。
9.根据权利要求8所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，其特征在于：步骤A所述铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至8.3-10.5。
10.根据权利要求9所述的含表面镀层的子午线轮胎胎圈钢丝的制备方法，其特征在于：步骤A所述铜镍电镀液在配制时调节pH值为10.2，铜镍铝锌电镀液在配制时调节pH值至9.8。
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