3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线在全钢载重子午线轮胎中的应用

刘兴华，李代强，胡湘琦，陈 鑫，朱 伟，周 豪，江明耀

（贵州轮胎股份有限公司，贵州 贵阳 550201）

近年来国内外经济环境不断变化，轮胎市场的竞争越来越激烈，客户对轮胎的性价比[1]、耐久性能[2]和安全性能[3]等也提出了更高要求。胎体是全钢载重子午线轮胎的关键部件之一，由一层钢丝帘线组成，按子午线方向（径向）排列，维持轮胎的基本形状，与胎侧的屈挠变形有直接关 系[4-6]。胎体用钢丝帘线除了需要强度高、耐屈挠和耐疲劳性能好外，还需具有良好的初始粘合力，在动态、高温、潮湿条件下老化后也能保持较高的粘合强度[7-10]。

本 工 作 采 用3×0.24/9×0.225CCST钢 丝帘线替代0.22＋6＋12×0.20HT钢丝帘线用于12R22.5 16PR全钢载重子午线轮胎胎体帘布中，研究其应用效果。

1 实验

1.1 主要原材料

3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线和0.22＋ 6＋12×0.20HT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

Zwick拉力机，德国Zwick公司产品；S型四辊压延机，意大利Comerio Ercole公司产品；90°钢丝帘布裁断机，天津赛象科技股份有限公司和德国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；B型双模定型硫化机，桂林橡胶机械有限公司产品；GX-YLN-1212型耐久性试验机，青岛高校测控技术有限公司 产品。

1.3 性能测试

按照GB/T 11181—2016《子午线轮胎用钢帘线》分别对钢丝帘线的直径、捻距、线密度、破断力等性能进行测试。

按照GB/T 4501—2016《载 重 汽 车 轮 胎 性能室内试验方法》对成品轮胎强度和耐久性能进行测试。其中强度性能测试条件为充气压力 930 kPa，压头直径 38 mm；耐久性能测试在达到47 h后，每10 h增加10%的负荷，直至轮胎 损坏。

按照企业标准对成品轮胎的高速耐久性能和接地印痕进行测试。其中高速耐久性能测试条件如表1所示；接地印痕测试条件为充气压力 1 080 kPa，标准负荷 3 550 kg。

表1 轮胎高速耐久性能测试条件

2 结果与讨论

2.1 钢丝帘线的基本性能

3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线与0.22＋ 6＋12×0.20HT钢丝帘线的基本性能对比如表2 所示。

表2 钢丝帘线的基本性能对比

由表2可见，与0.22＋6＋12×0.20HT钢丝帘线相比，3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线的直径和线密度减小，单位直径和线密度的破断力 增大。

2.2 钢丝帘线的渗胶性能

3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线与0.22＋ 6＋12×0.20HT钢丝帘线的渗胶性能对比如图1 所示。

从图1可以看出，3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线截面为不规则圆形（趋于三角形），两层钢丝结构，内层单丝直径大有利于渗胶，其渗胶性能优于0.22＋6＋12×0.20HT钢丝帘线，可以提高轮胎的耐疲劳性能。

图1 钢丝帘线的渗胶性能对比

2.3 钢丝帘布性能

两种钢丝帘布性能对比如表3所示。

由于3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线的单根钢丝强度较低，为保证轮胎的安全倍数不降低，需增大帘布密度。由表3可见：帘布密度增大后，3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线间距更小，帘布强度提高了5%，弯曲刚度和抗冲击性能与0.22＋ 6＋12×0.20HT钢丝帘布相当。

表3 钢丝帘布性能对比

2.4 工艺性能

3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线的直径、线密度、破断力和残余扭转等性能经检测均符合国家标准要求。

3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘布在压延过程中无背丝、绞线、跳线等现象，帘布覆胶性能良好，在裁断过程中无拱翘现象、帘布平整。成型过程钢丝帘布无拉伸，辊压正常；硫化后成品轮胎X光检测无异常，产品外观质量符合企业标准 要求。

2.5 成品轮胎性能

将3×0.24/9×0.225CCST钢 丝 帘 线 用 于12R22.5 16PR轮胎胎体帘布中，并与0.22＋6＋12×0.20HT钢丝帘线轮胎进行成品轮胎性能对比，室内性能测试结果如表4所示，接地印痕对比如表5和图2所示。

表4 成品轮胎各项室内性能检测结果对比

表5 成品轮胎接地印痕测试结果对比

从 表4和5以 及 图2可 以 看 出，与0.22＋6＋12×0.20HT钢 丝 帘 线 成 品 轮 胎 相 比，3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线成品轮胎的强度、耐久性能和胎圈耐久性能均有所提高，高速耐久性能和接地印痕性能水平相当，室内综合性能较优。

图2 成品轮胎接地印痕对比

2.6 成本对比

两种钢丝帘线的应用成本对比如表6所示。

由表6可见，以3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线替代0.22＋6＋12×0.20HT钢丝帘线，压延帘布厚度减小0.1 mm，每平方米帘线质量减小12%、胶料质量减小11%，单位面积帘线的原材料成本降低。每条12R22.5 16PR轮胎可以节约成本约 5.8元。

表6 两种钢丝帘线的应用成本对比

3 结论

采用3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线替代0.22＋6＋12×0.20HT钢丝帘线用于12R22.5 16PR全钢载重子午线轮胎胎体中，帘布的压延、裁断、成型、硫化等工艺性能良好；成品轮胎的强度性能、耐久性能、胎圈耐久性能等室内检测性能得到提高，各项性能均达到相应国家和企业标准要求；同时可以减小轮胎质量，降低制造成本。

该系列产品投放市场后，以较高性价比得到客户认可，取得了良好的经济效益和社会效益。