CN114686959A - 全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺 - Google Patents

全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺，所述生产工艺，包括以下步骤：S1.放线；S2.脱脂，先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；S3.回火，在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；S4.水冷；S5.酸洗、碱洗，水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；S6.化学镀层，使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；S7.涂树脂组合物，将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；S8.收线。本发明制备的得到的胎圈钢丝，应用到制备子午线轮胎时，成品轮胎的动平衡性能、均匀性均得到的较大幅度的提高。

Description

全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体为全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺。
背景技术
载重子午线轮胎的胎圈是一个非常关键的部位。它是多种部件的复合处，所承受的内压应力及负荷下的附加应力比同等规格斜交轮胎高30～50％，需要有很强的支撑刚度和严格的生产工艺。载重子午线轮胎的胎圈制造是将高延伸的单根胎圈钢丝(多用直径为1.42、1.55和1.65mm等的镀青铜胎圈钢丝)经过挤出机挂胶，通过计算机程序控制在钢丝圈卷成盘上缠绕成具有一定断面形状的钢丝圈，再在外面螺旋缠绕一层(或二层)纤维包布，停放后贴合三角胶供胎坯成型使用。
当前的载重子午线轮胎，存在着动平衡性能、均匀性较差的问题，因此急需全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明的目的在于提供全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺，解决当前应用到制备子午线轮胎时，成品轮胎的动平衡性能、均匀性较差的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，包括以下步骤：
S1.放线
将钢丝放置到生产线上，放线速度为：80-90m/mim；
S2.脱脂
先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；
S3.回火
在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；
S4.水冷
使用冷水对回火后的钢丝进行降温，降温到室温；
S5.酸洗、碱洗
水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；
S6.化学镀层
使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；
S7.涂树脂组合物
将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；
S8.收线
涂覆树脂组合物后，进行收线，得到子午线轮胎用高强度胎圈钢丝。
优选的，所述步骤S2中，碱液为浓度120-150g/L的氢氧化钠溶液，电流密度 2-3A/cm2，电解洗涤时间70-75s；通过在电解的条件下，使用氢氧化溶液对钢丝进行处理，可充分去除钢丝表面的润滑油等有机类的油渍。
优选的，所述步骤S2中，热水的温度为65-70℃；
优选的，所述步骤S3中，所述回火温度为425-430℃，时间为12-14s；
优选的，所述步骤S5中，第一酸洗槽中酸洗液为：浓度为40-50g/L硫酸溶液，电流密度为2-3A/cm2，电解洗涤时间3-5s；
优选的，所述步骤S5中，所述溶剂槽中放置有表面活性组合物，所述表面活性组合物，以重量份为单位，包括以下原料：水100-120份，十二烷基苯磺酸钠10-20份、油酸三乙醇胺10-20份；表面活性组合物具有优良的润湿，乳化，洗涤和脱脂的效果，对酸洗后的钢丝上的剩余的油渍等均具有有较好的去除能力，洗涤时间可选80-100s；
优选的，所述步骤S5中，第二酸洗槽中的酸洗液为：浓度为10-15g/L的盐酸溶液，温度60-70℃，洗涤时间10-15s；在第一酸洗溶液中处理钢丝，可去除金属表面的油污、氧化物和锈蚀物；再通过表面活性组合物洗涤、以及热的盐酸溶液洗涤，可充分的除去钢丝表面的氧化物、油渍，便于后续化学镀铜的进行。此外，相比于传统长时间的酸洗过程，上述第一酸洗槽，酸洗液浓度低，且酸洗时间端，结合后续的碱洗以及热的盐酸洗，大幅度缩短了酸洗腐蚀的时间，酸洗溶液对钢丝基体的没有腐蚀，使钢丝机械性能不受影响。
优选的，所述步骤S6中，所述混合铜液，包括浓度为的3-4g/L的SnSO4和 40-45g/LCuSO4，镀层质量要求0.3-0.35g/Kg。
优选的，所述步骤S7中，所述树脂组合物，以重量份为单位，包括以下原料：汽油90-100份、丙酮30-40份、库玛树脂20-25份、二环戊二烯树脂20-25份、古马隆-茚树脂5-10份；本发明通过涂覆该树脂组合物，避免胎圈钢丝在生产过程中出现的直线性差、钢丝曲强比低、成品钢丝的表面质量损伤，影响钢丝粘结力及表面颜色等缺陷，在一定程度上提高了镀层的附着力。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝及其生产工艺，具有以下有益效果：
本发明制备制备得到的胎圈钢丝，破断力较高，大于2051N，且扭转次数大于50次，屈强比为83.2-85.6％，粘合力为1459-1532N，可以和橡胶很好的粘合，而断面收缩率在57.1％以上，优于一般的胎圈钢丝；本发明制备的得到的胎圈钢丝，应用到制备子午线轮胎时，成品轮胎的动平衡性能、均匀性均得到的较大幅度的提高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，包括以下步骤：
S1.放线
以φ1.2mm的C82DA钢丝为基材钢丝，将钢丝放置到生产线上，放线速度为：80m/mim；
S2.脱脂
先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；碱液为浓度120g/L的氢氧化钠溶液，电流密度2A/cm2，电解洗涤时间70s；热水的温度为65℃；
S3.回火
在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；回火温度为425℃，时间为12s；
S4.水冷
使用冷水对回火后的钢丝进行降温，降温到室温；
S5.酸洗、碱洗
水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；第一酸洗槽中酸洗液为：浓度为40g/L硫酸溶液，电流密度为2A/cm2，电解洗涤时间3s，所述溶剂槽中放置有表面活性组合物，所述表面活性组合物，以重量份为单位，包括以下原料：水100 份，十二烷基苯磺酸钠10份、油酸三乙醇胺10份，洗涤时间80s；第二酸洗槽中的酸洗液为：浓度为10g/L的盐酸溶液，温度60℃，洗涤时间10s；
S6.化学镀层
使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；所述混合铜液，包括浓度为的3g/L的SnSO4和40g/LCuSO4，镀层质量要求0.3g/Kg
S7.涂树脂组合物
将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；所述树脂组合物，以重量份为单位，包括以下原料：汽油90份、丙酮30份、库玛树脂20份、二环戊二烯树脂20份、古马隆-茚树脂 5份；
S8.收线
涂覆树脂组合物后，进行收线，得到子午线轮胎用高强度胎圈钢丝。
实施例2
全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，包括以下步骤：
S1.放线
以φ1.2mm的C82DA钢丝为基材钢丝，将钢丝放置到生产线上，放线速度为： 90m/mim；
S2.脱脂
先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；碱液为浓度150g/L的氢氧化钠溶液，电流密度3A/cm2，电解洗涤时间75s；热水的温度为70℃；
S3.回火
在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；回火温度为430℃，时间为14s；
S4.水冷
使用冷水对回火后的钢丝进行降温，降温到室温；
S5.酸洗、碱洗
水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；第一酸洗槽中酸洗液为：浓度为50g/L硫酸溶液，电流密度为3A/cm2，电解洗涤时间5s；所述溶剂槽中放置有表面活性组合物，所述表面活性组合物，以重量份为单位，包括以下原料：水100 份，十二烷基苯磺酸钠20份、油酸三乙醇胺20份，洗涤时间100s；所述步骤S5中，第二酸洗槽中的酸洗液为：浓度为15g/L的盐酸溶液，温度70℃，洗涤时间15s；
S6.化学镀层
使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；所述混合铜液，包括浓度为的4g/L的SnSO4和45g/LCuSO4，镀层质量要求0.35g/Kg
S7.涂树脂组合物
将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；所述树脂组合物，以重量份为单位，包括以下原料：汽油100份、丙酮40份、库玛树脂25份、二环戊二烯树脂25份、古马隆-茚树脂10份；
S8.收线
涂覆树脂组合物后，进行收线，得到子午线轮胎用高强度胎圈钢丝。
实施例3
全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，包括以下步骤：
S1.放线
以φ1.2mm的C82DA钢丝为基材钢丝，将钢丝放置到生产线上，放线速度为： 85m/mim；
S2.脱脂
先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；碱液为浓度135g/L的氢氧化钠溶液，电流密度2.5A/cm2，电解洗涤时间73s；热水的温度为68℃；
S3.回火
在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；回火温度为428℃，时间为13s；
S4.水冷
使用冷水对回火后的钢丝进行降温，降温到室温；
S5.酸洗、碱洗
水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；第一酸洗槽中酸洗液为：浓度为45g/L硫酸溶液，电流密度为2.5A/cm2，电解洗涤时间4s；所述溶剂槽中放置有表面活性组合物，所述表面活性组合物，以重量份为单位，包括以下原料：水 110份，十二烷基苯磺酸钠15份、油酸三乙醇胺15份，洗涤时间90s；所述步骤S5中，第二酸洗槽酸洗液为：浓度为13g/L的盐酸溶液，温度65℃，洗涤时间12s；
S6.化学镀层
使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；所述混合铜液，包括浓度为的3.5g/L的SnSO4和42g/LCuSO4，镀层质量要求0.33g/Kg
S7.涂树脂组合物
将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；所述树脂组合物，以重量份为单位，包括以下原料：汽油95份、丙酮35份、库玛树脂23份、二环戊二烯树脂23份、古马隆-茚树脂 8份；
S8.收线
涂覆树脂组合物后，进行收线，得到子午线轮胎用高强度胎圈钢丝。
实施例4
全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，包括以下步骤：
S1.放线
以φ1.2mm的C82DA钢丝为基材钢丝，将钢丝放置到生产线上，放线速度为： 81m/mim；
S2.脱脂
先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；碱液为浓度145g/L的氢氧化钠溶液，电流密度2.1A/cm2，电解洗涤时间74s；热水的温度为66℃；
S3.回火
在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；回火温度为429℃，时间为13s；
S4.水冷
使用冷水对回火后的钢丝进行降温，降温到室温；
S5.酸洗、碱洗
水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；第一酸洗槽中酸洗液为：浓度为41g/L硫酸溶液，电流密度为2.8A/cm2，电解洗涤时间2.5s；所述溶剂槽中放置有表面活性组合物，所述表面活性组合物，以重量份为单位，包括以下原料：水119份，十二烷基苯磺酸钠11份、油酸三乙醇胺19份，洗涤时间81s；所述步骤S5中，第二酸洗槽中的酸洗液为：浓度为11g/L的盐酸溶液，温度68℃，洗涤时间11s；
S6.化学镀层
使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；所述混合铜液，包括浓度为的3.9g/L的SnSO4和41g/LCuSO4，镀层质量要求0.34g/Kg；
S7.涂树脂组合物
将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；所述树脂组合物，以重量份为单位，包括以下原料：汽油92份、丙酮39份、库玛树脂21份、二环戊二烯树脂24份、古马隆-茚树脂 6份；
S8.收线
涂覆树脂组合物后，进行收线，得到子午线轮胎用高强度胎圈钢丝。
对比例1，以φ1.2mm的C82DA钢丝为基材钢丝，按照现有常规工艺来制备胎圈钢丝1.1胎圈钢丝性能检测
将实施例1-4以及对比例制备得到的胎圈钢丝，进行性能检测，结果汇总至下表1中：
表1
指标 破断力(N) 扭转次数 屈强比(％) 粘合力(N) 断面收缩率(％)
实施例1 2051 52 83.2 1459 57.1
实施例2 2134 53 85.6 1532 59.2
实施例3 2103 51 84.3 1483 58.6
实施例4 2089 50 84.6 1471 57.8
对比例1 1564 29 43.3 687 37.5
从上表1，可以看出，实施例1-4制备得到的胎圈钢丝，破断力较高，大于2051N，且扭转次数大于50次，屈强比为83.2-85.6％，粘合力为1459-1532N，可以和橡胶很好的粘合，而断面收缩率在57.1％以上。
1.2平直性检测
胎圈钢丝平直性要求均为1.7mm长的钢丝放于光滑平面上，所形成的圈径应不小于 400mm，钢丝上任意一点翘起距离小于50mm。采用实施例1-4的胎圈钢丝缠绕钢丝圈，钢丝排列平整，无乱丝和断头，胶料附着性好，钢丝接头小；而对比例1的胎圈钢丝，钢丝排列不平整，存在乱丝和断头，胶料附着性差。
1.3轮胎成品性能进行检测
采用实施例1以及对比例1制备得到的胎圈钢丝替代0.96mmNT胎圈钢丝应用于175/65R1482H轿车子午线轮胎钢丝圈试制轮胎，并对轮胎成品性能进行检测，结果汇总至下表2。
表2
项目 实施例1 对比例1
检测产品总数量 60 60
动平衡一级品数量 60 47
均匀性一级品数量 55 31
综合一级品数量 48 25
因此，从上表2可以看出，实施例1的胎圈钢丝应用到制备轮胎后，成品轮胎的动平衡性能、均匀性均得到的较大幅度的提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.放线
将钢丝放置到生产线上，放线速度为：80-90m/mim；
S2.脱脂
先使用碱液对钢丝进行处理，再使用热水进行脱脂处理；
S3.回火
在中频感应炉中对脱脂结束后的钢丝回火；
S4.水冷
使用冷水对回火后的钢丝进行降温，降温到室温；
S5.酸洗、碱洗
水冷后的钢丝，分别通过第一酸洗槽、溶剂槽、第二酸洗槽、水洗槽；
S6.化学镀层
使用混合铜液，对钢丝进行化学镀层处理；
S7.涂树脂组合物
将化学镀层后的钢丝，涂覆树脂组合物；
S8.收线
涂覆树脂组合物后，进行收线，得到子午线轮胎用高强度胎圈钢丝。
2.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中，碱液为浓度120-150g/L的氢氧化钠溶液，电流密度2-3A/cm2，洗涤时间70-75s。
3.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中，热水的温度为65-70℃。
4.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述回火温度为425-430℃，时间为12-14s。
5.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中，第一酸洗槽中酸洗液为：浓度为40-50g/L硫酸溶液，电流密度为2-3A/cm2，洗涤时间3-5s。
6.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中，所述溶剂槽中放置有表面活性组合物，所述表面活性组合物，以重量份为单位，包括以下原料：水100-120份，十二烷基苯磺酸钠10-20份、油酸三乙醇胺10-20份。
7.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中，第二酸洗槽中的酸洗液为：浓度为10-15g/L的盐酸溶液，温度60-70℃，洗涤时间10-15s。
8.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S6中，所述混合铜液，包括浓度为的3-4g/L的SnSO4和40-45g/LCuSO4，镀层质量要求0.3-0.35g/Kg。
9.根据权利要求1所述的全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝的生产工艺，其特征在于，所述步骤S7中，所述树脂组合物，以重量份为单位，包括以下原料：汽油90-100份、丙酮30-40份、库玛树脂20-25份、二环戊二烯树脂20-25份、古马隆-茚树脂5-10份；本发明通过涂覆该树脂组合物，避免胎圈钢丝在生产过程中出现的直线性差、钢丝曲强比低、成品钢丝的表面质量损伤，影响钢丝粘结力及表面颜色等缺陷，在一定程度上提高了镀层的附着力。
10.全钢轻型载重子午线轮胎用胎圈钢丝，其特征在于，根据权利要求1-9任一项来制备而得，所述胎圈钢丝的破断力＞2051N，扭转次数＞50次。
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