EA024603B1

EA024603B1 - Компактный стальной корд

Info

Publication number: EA024603B1
Application number: EA201300815A
Authority: EA
Inventors: Чжичао Чэн; Хао Тянь; Айцзюнь Чжан; Ивэнь Ло; Цюцзюй Тан; Лэй Пань
Original assignee: Нв Бекаэрт Са
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2016-10-31
Also published as: BR112013017567B1; BR112013017567A2; WO2012095224A1; EA201300815A1; EA024603B9

Abstract

Стальной корд (20), адаптированный для армирования эластомерных продуктов, содержит одну нить сердечника (22), имеющую диаметр нити сердечника D, и 3N нитей слоев (24, 26), закрученных вокруг нити сердечника в одном и том же направлении и с одним и тем же шагом. N находится в диапазоне от четырех до пяти. 3N нитей слоев скомпонованы в виде промежуточного слоя из N нитей (24), имеющих диаметр промежуточного слоя D, и в виде внешнего слоя из 2N нитей (26), имеющих диаметр внешнего слоя D, и стальной корд (20) демонстрирует следующие далее характеристики (D, D, D, в мм): D≤D<D.

Description

Настоящее изобретение относится к стальному корду, адаптированному для армирования эластомерных продуктов, в особенности для армирования слоев каркаса радиальных покрышек грузовых автомобилей с грузоподъемностью в диапазоне от средней до большой и автобусов. Стальной корд содержит нить сердечника, имеющую диаметр нити сердечника, и два слоя нитей, закрученных вокруг нити сердечника в одном и том же направлении и с одним и тем же шагом.

Уровень техники

Стальные корды, где все стальные нити закручены в одном и том же направлении и с одним и тем же шагом, в современном уровне техники известны и зачастую называются компактными стальными кордами, поскольку они могут приводить к получению компактной конфигурации поперечного сечения при наличии большого количества стали в пределах ограниченной площади поперечного сечения.

В рамках группы компактных стальных кордов в современном уровне техники армирования эластомеров широко используют следующие далее конфигурации:

1ха_с|18хфСС;

1ха_с|15хфСС.

1ха_с|18ха₁СС представляет собой компактный корд, содержащий одну нить сердечника, имеющую диаметр нити сердечника а_с, и восемнадцать нитей слоев, имеющих диаметр нитей слоев а! и скомпонованных в виде промежуточного слоя из шести нитей и внешнего слоя из двенадцати нитей. Такой компактный корд описывается в публикации ЕР В1 0627520. Компактный корд образует стабильную конструкцию, поскольку поперечное сечение такого стального корда имеет типичную форму правильного шестиугольника, который является центросимметричным и вполне стабильным.

Конфигурация 1ха_с|15ха₁СС, описанная в публикации \УО 03/069055 А1, содержит нить сердечника, имеющую диаметр нити сердечника, и пятнадцать нитей слоев, имеющих диаметр нитей слоев а₁ и закрученных вокруг нити сердечника. 15 нитей слоев скомпонованы в виде промежуточного слоя из пяти нитей и внешнего слоя из десяти нитей.

Диаметр нити сердечника является меньшим, чем диаметр нити слоев. Хотя такая конфигурация и является технически возможной, она, однако, не всегда является технически реализуемой на практике. Такой компактный корд не всегда образует стабильную конструкцию, поскольку поперечное сечение корда имеет типичную форму правильного пятиугольника, который не является центросимметричным, он легко будет утрачивать баланс в результате формирования возмущений в крутильной машине во время процесса изготовления. Внезапно может происходить обращение закручивания. Кроме того, иногда будет происходить изменение с превращением в конструкцию (1+4+11)СС или конструкцию (1+6+9)СС вместо описанной выше желательной конструкции (1+5+10)СС. Это может быть объяснено следующим далее образом: если взять желательную конструкцию, например 0,2+(5+10)х0,245 мм СС, то имеет место небольшой зазор д между соседними нитями, как это проиллюстрировано на фиг. 1а. Однако во время процесса образования конструкции единовременно каждый небольшой зазор объединяется с другими зазорами с образованием большого зазора О, как это продемонстрировано на фиг. 1Ь, и О является достаточно большим для того, чтобы сделать возможным вхождение одной нити промежуточного слоя, что приводит к получению конструкции 0,2+(4+11)х0,245 мм СС, продемонстрированной на фиг. 1с. Вследствие нестабильности конструкции она оказывает значительное неблагоприятное воздействие на проникновение каучука. Одиннадцать нитей внешнего слоя становятся настолько близкими, что это не позволяет желательному каучуку проникнуть внутрь, что в результате приводит к перемещению влаги по свободным пространствам внутри и вдоль стального корда. Таким образом, стойкость к коррозии является не вполне хорошей. Такие качественные дефекты стального корда, которые обуславливаются самой конструкцией, не могут быть исключены в результате регулирования технологических параметров во время процесса изготовления.

Раскрытие изобретения

Изобретение имеет своей целью исключить недостатки предшествующего уровня техники.

Одна цель настоящего изобретения заключается в создании стабильной конструкции стального корда, характеризующейся приемлемым уровнем усталостной прочности.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в создании стального корда, характеризующегося хорошей коррозионной стойкостью.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается стальной корд, адаптированный для армирования эластомерных продуктов. Стальной корд содержит нить сердечника, имеющую диаметр нити сердечника Ό₀, и 3Ν нитей слоев, закрученных вокруг нити сердечника в одном и том же направлении и с одним и тем же шагом, N находится в диапазоне от четырех до пяти. 3Ν нитей слоев скомпонованы в виде промежуточного слоя из N нитей, имеющих диаметр промежуточного слоя Ό₁, и в виде внешнего слоя из 2Ν нитей, имеющих диаметр внешнего слоя Ό₂, и стальной корд демонстрирует следующие далее характеристики (Ό₀, Ό₁, Ό₂, в мм):

ϋ0^θ1<ϋ2.

Корд изобретения является компактным кордом. Корд характеризуется хорошей коррозионной

- 1 024603 стойкостью, высокой разрывной нагрузкой и небольшим диаметром.

N предпочтительно равен пяти, что означает, что стальной корд содержит шестнадцать нитей. Пять предпочтительнее четырех, поскольку пять нитей в промежуточном слое в большей степени заполняют промежуточный слой стабильным образом.

В первом предпочтительном варианте осуществления изобретения нить сердечника и нити промежуточного слоя имеют один и тот же диаметр (Ό₀=Όι). Данный первый предпочтительный вариант осуществления может, кроме того, удовлетворять следующей далее формуле:

0,76<(И₀/И₂)<0,93.

Вследствие оптимизации соотношения диаметров И₀/И₂ имеет место оптимальное проникновение каучука через промежуточный слой и внешний слой и вплоть до центра, что обеспечивает очень высокую степень защиты от коррозии и от ее возможного распространения. Помимо этого в результате выбора такого диапазона соотношения диаметров И₀/И₂ технически реализуемым на практике является образование стабильной конструкции (1+5+10)СС, что тем самым позволяет избегать нежелательных или нестабильных конфигураций. Первый вариант осуществления, кроме того, имеет своим преимуществом то, что требуются только два различных диаметра нитей.

Во втором предпочтительном варианте осуществления изобретения диаметр нити сердечника И₀является меньшим, чем диаметр промежуточного слоя Ό₁. Данный второй предпочтительный вариант осуществления, кроме того, может удовлетворять следующим далее формулам:

0,69<(Ό₀/ϋ₁)<0,81;

0,59<(И₀/И₂)<0,73.

Вследствие оптимизации не только соотношения диаметров Ό₀/Ό₁, но также и соотношения диаметров И₀/И₂ это является технически желательным, поскольку в результате приводит к образованию стабильной конфигурации, характеризующейся хорошей коррозионной стойкостью.

Краткое описание чертежей

Изобретение теперь будет описываться более подробно при обращении к прилагаемым чертежам.

Фиг. 1а-1с представляют собой различные поперечные сечения стального корда во время образования конструкции предшествующего уровня техники.

Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение первого варианта осуществления стального корда, соответствующего изобретению.

Фиг. 3 представляет собой поперечное сечение второго варианта осуществления стального корда, соответствующего изобретению.

Осуществление изобретения

Фиг. 2 демонстрирует поперечное сечение первого варианта осуществления стального корда 10. Стальной корд содержит нить сердечника 12, имеющую диаметр нити сердечника И₀. Пять нитей промежуточного слоя 14, имеющих диаметр промежуточного слоя Ό₁, образуют промежуточный слой вокруг нити сердечника 12. Диаметр Όι равен диаметру И₀. 10 нитей внешнего слоя 16 образуют внешний слой, имеющий диаметр внешнего слоя И₂, вокруг промежуточного слоя. Все нити промежуточного слоя 14 и все нити внешнего слоя 16 закручивают в одном и том же направлении свивки и с одним и тем же шагом свивки, так что получают компактную конфигурацию.

Диаметр нити сердечника И₀ и диаметр внешнего слоя И₂, кроме того, удовлетворяют следующему далее соотношению:

0,76<(И₀/И₂)<0,93.

Стальной корд 10, соответствующий изобретению, составляют следующим далее образом. Исходный продукт представляет собой стальную катанку. Данная стальная катанка имеет следующий далее химический состав стали: минимальный уровень содержания углерода 0,65% (например, по меньшей мере 0,80% или по меньшей мере 0,92% при максимуме в 1,2%); уровень содержания марганца в диапазоне от 0,20 до 0,90%; уровень содержания кремния в диапазоне от 0,15 до 0,90%; максимальный уровень содержания серы 0,03%; максимальный уровень содержания фосфора 0,30%; в целях сведения к минимуму величины деформации, необходимой для получения предварительно определенного предела прочности при растяжении, в композицию могут быть добавлены дополнительные элементы, такие как хром (вплоть до 0,2-0,4%), бор, медь, кобальт, никель, ванадий ...; при этом все процентные уровни содержания являются массовыми процентными уровнями содержания.

Стальной пруток вытягивают в нескольких последовательных стадиях вплоть до достижения требуемого конечного диаметра. Конечные диаметры стальных нитей находятся в диапазоне от 0,05 до 0,60 мм. В случае армирования слоев каркаса покрышек диаметры нитей предпочтительно будут находиться в диапазоне от 0,05 до 0,35 мм.

Стадии волочения могут быть прерваны одной или несколькими стадиями термической обработки, такой как патентирование.

Стальные нити предпочтительно снабжают покрытием, которое промотирует адгезию к каучуку, или покрытием, которое придает проволоке коррозионную стойкость. Покрытие, пристающее к каучуку, представляет собой, например, латунь; коррозионностойкое покрытие представляет собой, например, цинк.

- 2 024603

Подходящими для использования примерами корда, соответствующего первому варианту осуществления изобретения, являются:

0,18+5x0,18+10x0,215 СС;

0,19+5x0,19+10x0,23 СС;

0,21+5x0,21+10x0,25 СС.

Фиг. 3 демонстрирует поперечное сечение второго варианта осуществления стального корда 20, соответствующего изобретению. Стальной корд 20 содержит нить сердечника 22, имеющую диаметр нити сердечника Ό₀. Пять нитей промежуточного слоя 24, имеющих диаметр промежуточного слоя ϋ₁, закручивают вокруг нити сердечника 22. Внешний слой нитей внешнего слоя 26, имеющих диаметр внешнего слоя Ό₂, получают вокруг промежуточного слоя.

Нить сердечника Ό₀ является меньшей, чем диаметр промежуточного слоя ϋ₁, и диаметры Ό₀, ϋ₁, Ό₂удовлетворяют следующим далее соотношениям:

0,69<(Ό₀/ϋ₁)<0,81;

0,59<(Ό₀/ϋ₂)<0,73.

В противоположность фиг. 2 соотношение диаметров Ό₀/ϋ₂ является меньшим. Вследствие оптимизации соотношений диаметров Ό₀/ϋι и Ό₀/ϋ₂ получают стабильную конструкцию (1+5+10)СС, тем самым избегая образования нежелательных конструкций.

В зависимости от химического состава использующейся стали и от степени конечного волочения стальной корд может быть реализован в различных вариантах по пределу прочности при растяжении в диапазоне от обычного передела прочности при растяжении до сверхвысокого передела прочности при растяжении.

Стальные корды, соответствующие изобретению, могут быть изготовлены при использовании трубчатой крутильной машины или предпочтительно при использовании устройства двойного кручения.

Оба варианта осуществления могут быть снабжены нитью, обернутой вокруг других нитей, а могут не иметь такой нити. Однако для использования в слоях каркаса предпочтительным является вариант, не имеющий обертывания.

Одним подходящим для использования примером корда, соответствующего второму варианту осуществления изобретения, является

0,175+5x0,23+10x0,25 СС.

Шаг свивки = 16 мм.

Направление свивки = Ζ.

Другими примерами являются:

0,17+5x0,22+10x0,24 СС;

0,175+5x0,225+10x0,245 СС;

0,18+5x0,23+10x0,255 СС.

Таблица, приведенная ниже, обобщенно представляет некоторые свойства, измеренные для стального корда, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.

0,175+5x0,23+10x0,25 СС 8Т

	Размерность	Максимум	Минимум
Диаметр корда	ММ	1,143	1,136
Линейная плотность	г/м	5,7728	5,7721
Шаг свивки	мм	16,18	16,08
Удлинение при частичных нагрузках	%	0,05	0,046
Расширенное испытание на растяжение
Погонный вес	г/м	5,7723	5,7723
Разрывная нагрузка	н	2491	2484
Предел прочности при растяжении	МПа	3392	3383
Модуль упругости	МПа	204550	185247
Общее относительное удлинение при разрыве	%	3,11	2,74
Испытание на трехточечный изгиб без
внедрения
Еь	МПа	634	611
,ΕΥ	МПа	1879	1659
Величина излома Μ_ν	н-мм	1,22	0,78
А	%	20	14
Испытание на трехточечный изгиб с
внедрением
Еь	МПа	1092	1040
Ε_ν	МПа	5168	4485
Величина излома Μ_ν	Н-ММ	7,1	6,8
А	%	40	38

- 3 024603

	Размерность	\| Максимум	\| Минимум
Испытание на сжатие
Кк	МПа	277	259
\Ук	%	1,12	0,84
Модуль упругости при сжатии	МПа	83066	76568
Испытание на проникновение каучука
Падение давления	%	20	0
Секции с пористостью		5	0
Испытание на ударную нагрузку
Рт	н	980	888
Ещ	Дж/мм²	6,25	5,52
Испытание на сопротивление усталости
(остаточная деформация)
Кривизна	1/м	0,05	0,03846
Количество циклов до разрушения		16728	80453

При использовании конструкций данного компактного стального корда, которые обеспечивают проникновение эластомера или каучука внутрь стального корда между отдельными стальными нитями по меньшей мере во внешнем слое, получают высокую стойкость к коррозии, так что предотвращается перемещение влаги по свободным пространствам внутри и вдоль стального корда. Однако данный компактный характер стального корда становится возможным в результате выбора диапазона соотношения диаметров, поскольку это не только увеличивает компактность и величину поперечного сечения стали в расчете на общее поперечное сечение, но также и позволяет избежать образования нежелательных или нестабильных конфигураций вследствие подходящего для использования зазора между соседними нитями, что, таким образом, делает возможным достижение структуры, характеризующейся улучшенной стойкостью к коррозии.

Большинство упомянутых выше испытаний более подробно описывается в публикации Воигдо18 Бис, Зигуеу оГ Месйашса1 Ргорегйез оГ 34ее1 Согб апб Ке1а1еб Тез!: МеШобз, Тйе КетГогсетеп! апб Тйе РегГогтапсе, Л5ТМ 5ТР 694, К. А. Р1етт§ апб ϋ. I. БАтдзГОп, Ебз., Атепсап 5ос1е1у Гог Тезйпд апб Ма1ег1а1з, 1979, с. 19-46.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Стальной корд, адаптированный для армирования эластомерных продуктов, который содержит нить сердечника, имеющую диаметр нити сердечника ϋ₀, и 3Ν нитей слоев, закрученных вокруг упомянутой нити сердечника в одном и том же направлении и с одним и тем же шагом, причем N находится в диапазоне от 4 до 5, при этом 3Ν нитей слоев скомпонованы в виде промежуточного слоя из N нитей, имеющих диаметр промежуточного слоя ϋ₁, и в виде внешнего слоя из 2Ν нитей, имеющих диаметр внешнего слоя ϋ₂, и где упомянутый стальной корд демонстрирует следующие далее характеристики (Эо, Э2, в мм):

Οθ<ϋ1<ϋ2, причем диаметр нити сердечника ϋ₀, диаметр промежуточного слоя ϋ₁ и диаметр внешнего слоя ϋ₂удовлетворяют следующим соотношениям: