CN115726205A - 一种2+1+6结构的钢帘线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2+1+6结构的钢帘线及其制备方法，其中钢帘线包括内层、中间层和外层，所述内层由2根相互扭捻的内层钢丝构成，所述中间层由1根扭捻于内层外部的中间层钢丝构成，所述外层由6根扭捻于中间层外部的外层钢丝构成，所述中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同。本发明采用一步法生产2+1+6结构的钢帘线，生产效率高、成本低，所制备的钢帘线渗胶性能更好，能够提高钢帘线的抗压性能，降低钢帘线内部空气的含量，延长轮胎的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于钢帘线技术领域，具体涉及一种2+1+6结构的钢帘线及其制备方法。
背景技术
钢帘线是子午线轮胎骨架材料中的重要组成部分，主要用于轿车轮胎、轻型卡车轮胎、载重型卡车轮胎、工程机械车轮胎、飞机轮胎及其它橡胶制品骨架材料。采用钢帘线作为增强材料所制作的子午线轮胎具有使用寿命长、行驶速度快、耐穿刺、弹性好、安全舒适、节约燃料等优点。
钢帘线的结构、强度、弯曲刚度以及橡胶的粘合性能、渗胶性能等对轮胎有着直接的影响，仅通过对钢帘线生产工艺进行控制并不能完全弥补由于结构设计不合理而存在的缺陷。在子午线轮胎的使用过程中，如果帘线内部空气含量较高，则容易产生因钢帘线强度不足或钢丝锈蚀和磨损导致钢帘线承载能力失效的问题。
目前，现有的3+6结构钢帘线(如图1所示)一般采用2步法生产，先在DT3G机床合成03结构芯股股线，然后在DTU机床上合成3+6结构的钢帘线，这种方法生产效率低，生产成本高。另外，03结构芯股股线中的单丝与单丝之间紧密排列，钢帘线与橡胶硫化时，会导制橡胶粘流体无法渗入到芯股单丝中，造成渗胶性能低，使得钢帘线内层空气含量高，降低钢帘线的抗腐蚀能力，影响轮胎的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种2+1+6结构的钢帘线及其制备方法，采用一步法生产，生产效率高、成本低，所制备的钢帘线渗胶性能更好，能够提高钢帘线的抗压性能，降低钢帘线内部空气的含量，延长轮胎的使用寿命。
本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，提供一种2+1+6结构的钢帘线，包括内层、中间层和外层，所述内层由2根相互扭捻的内层钢丝构成，所述中间层由1根扭捻于内层外部的中间层钢丝构成，所述外层由6根扭捻于中间层外部的外层钢丝构成，所述中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同。
进一步的，所述内层钢丝的直径与中间层钢丝的直径相同。
进一步的，所述内层钢丝的直径和中间层钢丝的直径均小于等于外层钢丝的直径。
进一步的，所述内层钢丝的捻距为10-30mm。
进一步的，所述中间层钢丝的捻距小于内层钢丝的捻距。
进一步的，所述中间层钢丝的捻距为内层钢丝捻距的0.5倍。
进一步的，所述外层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距相同。
进一步的，所述内层钢丝、中间层钢丝和外层钢丝的捻向相同。
第二方面，提供一种第一方面所述2+1+6结构的钢帘线的制备方法，包括：
将盘条经表面处理后进行粗拉和中拉，得到干拉钢丝；
将干拉钢丝经奥氏体化处理、水浴淬火处理后进行电镀热扩散，得到表面镀有铜锌合金的镀铜丝；
将镀铜丝经过水箱湿式拉拔，得到所需直径的湿拉内层钢丝、湿拉中间层钢丝和湿拉外层钢丝；
选取2根湿拉内层钢丝作为内层，选取1根湿拉中间层钢丝作为中间层，选取6根湿拉外层钢丝作为外层，按顺序依次通过捻股机，设定中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同，一次扭捻成型，即得2+1+6结构的钢帘线。
进一步的，所述捻股机为DTS捻股机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的2+1+6结构的钢帘线，包括内层、中间层和外层，中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同，使各层钢丝间留有空隙，与现有3+6结构钢帘线相比，渗胶性能更好，一方面，可提高钢帘线的抗压性能，改善覆胶后钢帘线结构的稳定性和锚固性；另一方面，有利于降低钢帘线内部空气的含量，使得轮胎抗腐蚀、抗疲劳、抗冲击性能增强，从而延长轮胎的使用寿命；
(2)本发明提供的2+1+6结构的钢帘线，与现有3+6结构钢帘线相比，线密度低，刚度高，直径大，能够有效降低轮胎的生产成本；
(3)本发明提供的2+1+6结构的钢帘线，将内层钢丝、中间层钢丝和外层钢丝按顺序依次通过捻股机，一次扭捻成型，实现钢帘线一步法生产制造，显著提高了生产效率，节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明背景技术中现有3+6结构钢帘线的横截面结构示意图；
图2是本发明实施例中2+1+6结构钢帘线的横截面结构示意图；
图3是本发明实施例中DTS捻股机的结构示意图；
图中标记为：111、内层；222、中间层；333、外层；1、主机；2、芯机；3、湿拉外层钢丝；4、主机主轴；5、湿拉内层钢丝；6、湿拉中间层钢丝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图2所示，本实施例提供一种2+1+6结构的钢帘线，包括内层111、中间层222和外层333，内层111由2根相互扭捻的内层钢丝构成，中间层222由1根扭捻于内层外部的中间层钢丝构成，外层333由6根扭捻于中间层外部的外层钢丝构成。
内层钢丝的直径为d1，捻矩为P1；中间层钢丝的直径为d2，捻矩为P2；外层钢丝的直径为d3，捻矩为P3。内层钢丝的直径d1与中间层钢丝的直径d2相同，内层钢丝的直径d1和中间层钢丝的直径d2均小于等于外层钢丝的直径d3，即d1＝d2≤d3。中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同，内层钢丝的捻距P1为10-30mm，中间层钢丝的捻距P2小于内层钢丝的捻距P1，外层钢丝的捻距P3与内层钢丝的捻距P1相同，即P2<P1＝P3，优选P2＝0.5P1。内层钢丝、中间层钢丝和外层钢丝的捻向相同，优选为S捻。
实施例2
本实施例提供一种实施例1所述2+1+6结构的钢帘线的制备方法，包括以下步骤：
(1)将盘条经表面处理后进行粗拉和中拉，得到干拉钢丝；
(2)将干拉钢丝经奥氏体化处理、水浴淬火处理后进行电镀热扩散，得到表面镀有铜锌合金的镀铜丝；
(3)将镀铜丝经过水箱湿式拉拔，得到直径分别为d1、d2、d3的湿拉内层钢丝、湿拉中间层钢丝和湿拉外层钢丝；
(4)选取2根湿拉内层钢丝5作为内层，选取1根湿拉中间层钢丝6作为中间层，依次通过DTS捻股机(如图3所示)的芯机2，设定内层钢丝的捻距为P1，设定中间层钢丝的捻距为P2，以相同捻向扭捻成“2+1”芯股，然后选取6根湿拉外层钢丝3作为外层，使芯股与6根湿拉外层钢丝通过DTS捻股机的主机主轴4进入主机1内，设定外层钢丝的捻距为P3，以相同的捻向扭捻，一次扭捻成型，即得2+1+6结构的钢帘线。
实施例3
本实施例提供一种2+1+6结构的钢帘线，采用实施例2中的方法制备获得。其中，内层钢丝的直径d1为0.175mm，捻矩为15.5mm；中间层钢丝的直径为0.175mm，捻矩为7.5mm；外层钢丝的直径为0.30mm，捻矩为15.5mm；捻向相同，均为S捻。
对比例1
本对比例提供一种3+6结构的钢帘线，内层钢丝的直径为0.175mm，捻矩为9.5mm，捻向为S捻；外层钢丝的直径为0.30mm，捻矩为15.5mm，捻向为Z捻。
将实施例3和对比例1制备的钢帘线进行性能对比，结果如下表1。
表1
由表1可知，实施例3与现有技术对比例1相比，钢帘线直径增加9.4％，线密度减小1.3％，橡胶渗透率提高38.9％，覆胶刚度提高7.9％。
实施例4
本实施例提供一种2+1+6结构的钢帘线，采用实施例2中的方法制备获得。其中，内层钢丝的直径d1为0.175mm，捻矩为15.5mm；中间层钢丝的直径为0.175mm，捻矩为7.5mm；外层钢丝的直径为0.32mm，捻矩为15.5mm；捻向相同，均为S捻。
对比例2
本对比例提供一种3+6结构的钢帘线，内层钢丝的直径为0.175mm，捻矩为9.5mm，捻向为S捻；外层钢丝的直径为0.32mm，捻矩为15.5mm，捻向为Z捻。
将实施例4和对比例2制备的钢帘线进行性能对比，结果如下表2。
表2
由表2可知，实施例4与现有技术度比例2相比，钢帘线直径增加7.9％，线密度减小2.7％，橡胶渗透率提高47.1％，覆胶刚度提高7.4％。
实施例5
本实施例提供一种2+1+6结构的钢帘线，采用实施例2中的方法制备获得。其中，内层钢丝的直径d1为0.20mm，捻矩为18.0mm；中间层钢丝的直径为0.20mm，捻矩为9.0mm；外层钢丝的直径为0.35mm，捻矩为18.0mm；捻向相同，均为S捻。
对比例3
本对比例提供一种3+6结构的钢帘线，内层钢丝的直径为0.20mm，捻矩为10.0mm，捻向为S捻；外层钢丝的直径为0.35mm，捻矩为18.0mm，捻向为Z捻。
将实施例5和对比例3制备的钢帘线进行性能对比，结果如下表3。
表3
由表3可知，实施例5与现有技术对比例3相比，钢帘线直径增加7.1％，线密度减小2.6％，橡胶渗透率提高33.3％，覆胶刚度提高8.8％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，包括内层、中间层和外层，所述内层由2根相互扭捻的内层钢丝构成，所述中间层由1根扭捻于内层外部的中间层钢丝构成，所述外层由6根扭捻于中间层外部的外层钢丝构成，所述中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同。
2.根据权利要求1所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述内层钢丝的直径与中间层钢丝的直径相同。
3.根据权利要求2所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述内层钢丝的直径和中间层钢丝的直径均小于等于外层钢丝的直径。
4.根据权利要求1所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述内层钢丝的捻距为10-30mm。
5.根据权利要求1所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述中间层钢丝的捻距小于内层钢丝的捻距。
6.根据权利要求5所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述中间层钢丝的捻距为内层钢丝捻距的0.5倍。
7.根据权利要求1所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述外层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距相同。
8.根据权利要求1所述的2+1+6结构的钢帘线，其特征在于，所述内层钢丝、中间层钢丝和外层钢丝的捻向相同。
9.一种权利要求1-8任一项所述2+1+6结构的钢帘线的制备方法，其特征在于，包括：
将盘条经表面处理后进行粗拉和中拉，得到干拉钢丝；
将干拉钢丝经奥氏体化处理、水浴淬火处理后进行电镀热扩散，得到表面镀有铜锌合金的镀铜丝；
将镀铜丝经过水箱湿式拉拔，得到所需直径的湿拉内层钢丝、湿拉中间层钢丝和湿拉外层钢丝；
选取2根湿拉内层钢丝作为内层，选取1根湿拉中间层钢丝作为中间层，选取6根湿拉外层钢丝作为外层，按顺序依次通过捻股机，设定中间层钢丝的捻距与内层钢丝的捻距及外层钢丝的捻距不同，一次扭捻成型，即得2+1+6结构的钢帘线。
10.根据权利要求9所述的2+1+6结构的钢帘线的制备方法，其特征在于，所述捻股机为DTS捻股机。
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