2＋7×0.30ST钢丝帘线在全钢载重子午线轮胎带束层中的应用

刘兴华，胡湘琦

（贵州轮胎股份有限公司，贵州 贵阳 550008）

随着汽车工业的快速发展，全钢载重子午线轮胎发展迅速，近年来国内外经济环境变化，轮胎市场竞争激烈，客户对轮胎的燃油经济性、耐久性能和安全性等提出了更高的要求。带束层的材料模量级差分配、层间粘合力等均对轮胎的耐久性能、防爆性和低生热性起着关键作用。带束工作层钢丝帘线应具有合适的强度和刚度，良好的渗胶性能、与胶料之间的粘合性能以及耐疲劳性能[1-2]。

我公司为进一步提高全钢载重子午线轮胎的综合性能及其市场竞争力，针对市场需求不断开发出更适用的轮胎产品。本工作研究2＋7×0.30ST钢丝帘线替代3＋8×0.33HT钢丝帘线在12R22.5 16PR全钢载重子午线轮胎带束层中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

2＋7×0.30ST钢丝帘线和3＋8×0.33HT钢丝帘线，江苏兴达钢帘线股份有限公司产品。

1.2 主要设备和仪器

拉力试验机，德国Zwick公司产品；S型四辊压延机，意大利Comerio Ercole公司产品；CM-G4000型小角度裁断机，德国Fisher公司产品；LCZ-3Z1520型一次法三鼓成型机，软控股份有限公司产品；双模B型硫化机，桂林橡胶机械有限公司产品。

1.3 性能测试

钢丝帘线性能按照GB/T 11181—2016测试；成品轮胎的强度性能和耐久性能按照GB/T 4501—2016测试，高速耐久性能和接地印痕性能按照企业标准测试。

2 结果与讨论

2.1 钢丝帘线性能

2＋7×0.30ST和3＋8×0.33HT钢丝帘线的基本性能对比见表1。

表1 两种钢丝帘线的性能对比

从表1可以看出，与3＋8×0.33HT钢丝帘线相比，2＋7×0.30ST钢丝帘线的线密度和帘线直径较小，在保证帘布强度的情况下，能够减小帘布的厚度，同时减小钢丝帘线和胶料的用量，从而减小轮胎质量。

2.2 渗胶性能

2＋7×0.30ST钢丝帘线为椭圆形结构，单丝间隙大，比紧密型3＋8×0.33HT钢丝帘线具有更优的渗胶性能，如图1所示。

图1 两种钢丝帘线的渗胶对比

从图1可以看出，2＋7×0.30ST钢丝帘线橡胶渗透性能较好。由于有橡胶的保护，可以有效地防止轮胎受损后湿气和锈蚀在钢丝帘线中的扩展，提高轮胎的耐疲劳性能。

2.3 帘布性能

两种钢丝帘布性能对比见表2。

表2 两种钢丝帘布性能对比

与3＋8×0.33HT钢丝帘线相比，2＋7×0.30ST钢丝帘线的强度较低，为保证轮胎的安全倍数，提高其帘布密度，从而使帘布强度提高1%。此外，2＋7×0.30ST钢丝帘线的模量较低，减小了钢丝与橡胶之间的模量差级，带束层间的模量过渡更好。

两种钢丝帘线的弯曲刚度对比见表3。从表3可以看出，与3＋8×0.33HT钢丝帘线相比，2＋7×0.30ST钢丝帘线的弯曲刚度减小42.5%。

表3 两种钢丝帘线的弯曲刚度对比 TSU

2.4 工艺性能

2＋7×0.30ST钢丝帘线的直径、平直度、线密度、破断力和残余扭转等性能均符合国家标准要求。2＋7×0.30ST钢丝帘线在压延过程中无打褶、绞线、跳线等现象，帘布覆胶性能良好，在裁断过程中无拱翘、表面光滑平整；成型过程中钢丝帘布无拉伸，辊压正常；硫化后成品轮胎的X光检测无异常，产品外观质量符合企业标准要求。

2.5 成品性能

将2＋7×0.30ST和3＋8×0.33HT钢丝帘线用于12R22.5 16PR全钢载重子午线轮胎带束层中，并对其成品性能进行测试。

成品轮胎的高速性能试验条件见表4，室内性能测试结果见表5，接地印痕性能测试结果及示意分别见表6和图2。

表4 成品轮胎高速性能试验条件

表5 成品轮胎室内性能测试结果

表6 接地印痕性能测试结果

图2 两种钢丝帘线成品轮胎的接地印痕对比

从表5和6及图2可以看出，与使用3＋8×0.33HT钢丝帘线的轮胎相比，使用2＋7×0.30ST钢丝帘线的轮胎的强度性能、耐久性能、高速性能和接地印痕性能有所提高。

2.6 成本分析

两种钢丝帘布成本对比见表7。

表7 两种钢丝帘布成本对比

从表7可以看出，以2＋7×0.30ST钢丝帘线替代3＋8×0.33HT钢丝帘线，压延帘布厚度减小0.3 mm，每平方米帘布钢丝帘线质量减小12%，胶料质量减小21%。单位面积帘布的原材料成本降低，每条12R22.5 16PR全钢载重子午线轮胎可节约成本约10元。

3 结语

以2＋7×0.30ST钢丝帘线替代3＋8×0.33 HT钢丝帘线用于12R22.5 16PR全钢载重子午线轮胎带束层中，胶料的压延、裁断、成型及硫化等工艺性能良好；成品轮胎的强度、耐久性能、高速性能和接地印痕性能等提高，达到相应的国家或企业标准要求；同时减小了轮胎质量，降低了生产成本，节能环保，符合绿色轮胎的发展方向。

该系列产品投放市场后，因轮胎优良的性能和较高的性价比而得到客户认可，取得了良好的经济效益和社会效益。