包括扁平鋼絲的鋼絲簾線的制作方法
【專利摘要】一種鋼絲簾線（20），包括以沒有扭絞的方式與鋼絲簾線（20）的縱向軸線平行布置的多根鋼絲（22，24）。所述鋼絲簾線（20）還包括圍繞著所述鋼絲簾線（20）扭絞的包覆絲線（26）。所述多根鋼絲（22，24）中的每一根為具有平坦表面的扁平鋼絲。在鋼絲簾線（20）中央附近的鋼絲（24）其寬度大于遠(yuǎn)離鋼絲簾線（20）中央的鋼絲（22），從而鋼絲簾線（20）的橫截面接近橢圓形，并且在圍繞著橢圓形短軸的彎曲剛度大于圍繞著長(zhǎng)軸的彎曲剛度。在輪胎中，鋼絲簾線用作加強(qiáng)件，長(zhǎng)軸布置成與輪胎的徑向方向垂直。
【專利說明】包括扁平鋼絲的鋼絲簾線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鋼絲簾線，尤其涉及加強(qiáng)橡膠制品。
[0002]本發(fā)明涉及由鋼絲簾線加強(qiáng)的橡膠制品。
【背景技術(shù)】
[0003]在不同方向上具有不同彎曲剛度，即在水平面中具有側(cè)向彎曲剛度并且在豎直軸線上具有徑向彎曲剛度，的鋼絲簾線優(yōu)于在不同方向上具有相同彎曲剛度的普通鋼絲簾線。在將這種鋼絲簾線應(yīng)用于橡膠制品例如橡膠輪胎的時(shí)候，在不同方向上的不同彎曲剛度導(dǎo)致良好的操控、駕駛舒適性或駕駛穩(wěn)定性。在與鋼絲簾線的水平軸線垂直的方向上，徑向彎曲剛度減小并且柔韌性增大，從而會(huì)很容易承受在道路上的任何障礙物例如圓石塊的沖擊。在鋼絲簾線的水平軸線方向上，側(cè)向彎曲剛度增大并且柔韌性減小，從而導(dǎo)致在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)穩(wěn)定性改善。
[0004]通常，在不同方向上具有不同彎曲剛度的現(xiàn)有鋼絲簾線制造為具有橢圓形或矩形橫截面的鋼絲簾線。
[0005]US4544603披露了具有與在豎直面中的徑向彎曲剛度不同與在水平面中的側(cè)向彎曲剛度的鋼絲簾線。該鋼絲簾線具有相互重疊的幾根鋼絲。這些鋼絲為橫截面為具有圓形邊緣的基本上矩形的扁平鋼絲。因?yàn)檫@些鋼絲具有相同的橫截面尺寸，所以鋼絲簾線具有矩形形式的橫截面。在將該鋼絲簾線嵌入到橡膠中以便加強(qiáng)橡膠制品時(shí)，該矩形橫截面出現(xiàn)缺點(diǎn)。在將鋼絲簾線嵌入到橡膠中時(shí)，采用擠壓或壓延操作。該擠壓或壓延操作采用了大多數(shù)為圓形的擠壓模具。換句話說，在擠壓模具中的孔的橫截面為圓形?，F(xiàn)在，橫截面為矩形的鋼絲簾線不能適用于橫截面為圓形的擠壓模具。由此，鋼絲簾線將在擠壓或壓延期間翻轉(zhuǎn)或扭絞，鋼絲簾線的剛性邊緣將會(huì)損壞擠壓模具?？蛇x解決方案是使用具有矩形橫截面的其他擠壓模具。因?yàn)樵摼匦螖D壓模具不是普通或常見的模具，所以它比圓形模具更貴，采用橫截面為矩形的擠壓模具的解決方案將提高生產(chǎn)成本。
[0006]US4606392還披露了由扭絞在一起的幾根扁平鋼絲構(gòu)成的用于加強(qiáng)元件的鋼絲簾線。由于鋼絲簾線的這種扭絞，鋼絲簾線具有基本上為圓形的橫截面。該鋼絲簾線能夠適用于具有圓形橫截面的普通擠壓模具，但是在側(cè)向彎曲剛度和徑向彎曲剛度之間的差異不存在。當(dāng)使用具有這種鋼絲簾線的橡膠輪胎時(shí)，操控和駕駛舒適性與具有圓形橫截面的其他鋼絲簾線的輪胎沒有不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0008]本發(fā)明的目的還在于提供具有基本上為圓形橫截面的鋼絲簾線。
[0009]本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供由所述鋼絲簾線加強(qiáng)的橡膠制品。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，鋼絲簾線包括以沒有扭絞的方式平行地布置的多根鋼絲。該鋼絲簾線還包括圍繞著鋼絲扭絞的包覆絲線。這些鋼絲為具有平坦表面以及優(yōu)選圓形邊緣的扁平鋼絲。這些鋼絲沿著平坦表面相互接觸。鋼絲簾線的橫截面基本上為圓形。側(cè)向彎曲剛度(在水平面中)大于徑向彎曲剛度(在豎直面中)。
[0011]鋼絲簾線的橫截面基本上為圓形。在將鋼絲簾線嵌入到橡膠中時(shí)，橫截面基本上為圓形的鋼絲簾線很好地適用于具有圓形橫截面的普通擠壓模具，并且擠壓模具不會(huì)被鋼絲簾線損壞。不必制作特殊的擠壓模具以適用于該鋼絲簾線。這樣節(jié)省了用于特殊擠壓模具的額外成本。因此，根據(jù)本發(fā)明的鋼絲簾線組合了圓形橫截面的優(yōu)點(diǎn)和具有不同徑向和側(cè)向剛度的優(yōu)點(diǎn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，“基本上為圓形”為接近圓形但不是圓形的橫截面，并且在橫截面中的弧線接近圓形。在沿著鋼絲簾線長(zhǎng)度的任一個(gè)橫截面中，由于非圓形橫截面，所以直徑具有作為最大直徑的最大值、作為最小直徑的最小值和作為平均直徑的平均值。對(duì)于本發(fā)明而言，“基本上為圓形”指的是，在最大直徑和最小直徑之間的差值與平均直徑的比率為5%至15%。例如，對(duì)于平均直徑為Imm的鋼絲簾線，在最大直徑和最小直徑之間的差值為0.05至0.15mm，這種鋼絲簾線具有基本上為圓形的橫截面。所有這些使得鋼絲簾線的橫截面形狀接近圓形但不是圓形。
[0013]偵彳向彎曲剛度(在水平面中)大于徑向彎曲剛度(在豎直面中)。優(yōu)選的是，側(cè)向彎曲剛度與徑向彎曲剛度的比率不小于1.8。更優(yōu)選的是，側(cè)向彎曲剛度與徑向彎曲剛度的比率不小于2.0。在不同平面中具有不同彎曲剛度的鋼絲簾線非常適用于在輪胎中的加強(qiáng)簾布層。該鋼絲簾線在橡膠輪胎的操控和駕駛舒適性方面是有利的。
[0014]在本發(fā)明的上下文中，水平面為與鋼絲的平坦表面平行的平面，并且豎直面為與鋼絲的平坦表面垂直的平面。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，在鋼絲簾線中的鋼絲為扁平鋼絲。扁平鋼絲在這里指的是具有扁平橫截面的鋼絲，該扁平橫截面帶有一對(duì)平坦表面以及優(yōu)選一對(duì)圓形邊緣。
[0016]為了獲得橫截面基本上為圓形的鋼絲簾線，將扁平鋼絲鋪設(shè)成沿著平坦表面相互重疊以形成鋼絲股，然后通過圍繞著它絞合包覆絲線來使得該鋼絲股成束。
[0017]根據(jù)下面的幾何形狀鋪設(shè)扁平鋼絲。將更寬的扁平鋼絲鋪設(shè)在鋼絲簾線的中央，并且將更窄的扁平鋼絲遠(yuǎn)離鋼絲簾線中央鋪設(shè)。換句話說，在鋼絲簾線中央附近的鋼絲寬度更大，并且遠(yuǎn)離鋼絲簾線中央的鋼絲寬度更小。因此，獲得具有基本上為圓形橫截面的鋼絲簾線。
[0018]在鋼絲簾線中的鋼絲可以具有相同的橫截面積或不同的橫截面積。
[0019]優(yōu)選的是，在鋼絲簾線中央附近的鋼絲厚度更大，并且遠(yuǎn)離鋼絲簾線中央的鋼絲厚度更小，由此在鋼絲簾線中央附近的鋼絲橫截面積更大，并且遠(yuǎn)離鋼絲簾線中央的鋼絲橫截面積更小。
[0020]在鋼絲簾線中的鋼絲數(shù)量?jī)?yōu)選為3至9。
[0021]為了獲得可靠的鋼絲簾線，由多根具有扁平橫截面的鋼絲構(gòu)成的線股通過包覆絲線扭絞。包覆絲線可以為具有不同橫截面或各種材料的現(xiàn)有包覆絲線中的任一種。包覆絲線可以為橫截面為圓形、扁平或矩形的絲線。并且包覆絲線可以由金屬、金屬合金或尼龍制成。優(yōu)選的是，包覆絲線可以由鋼制成。對(duì)于由尼龍制成的包覆絲線而言，在嵌入到橡膠中時(shí)，尼龍包覆絲線將分散到橡膠中，因此在最終橡膠制品中在鋼線股周圍沒有扭絞任何包覆絲線。在該情況下，基本上為圓形的定義也適用于鋼線股。[0022]根據(jù)鋼絲的尺寸，優(yōu)選的是鋼絲簾線其直徑為0.2mm至15mm。
[0023]在本發(fā)明中的鋼絲簾線可以嵌入到橡膠中作為橡膠制品的加強(qiáng)元件。根據(jù)鋼絲簾線的直徑，鋼絲簾線可以應(yīng)用于各種用途。對(duì)于直徑為0.2mm至5.0mm的鋼絲簾線，該鋼絲簾線可以應(yīng)用于加強(qiáng)客車輪胎的帶束層或橡膠履帶。對(duì)于直徑為0.2_至1.2mm的鋼絲簾線而言，鋼絲簾線可以用于加強(qiáng)正時(shí)皮帶。具有4.0mm至13mm的大直徑的鋼絲簾線，該鋼絲簾線可以應(yīng)用于加強(qiáng)電梯的橡膠皮帶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1顯示出本發(fā)明鋼絲簾線的剖視圖；
[0025]圖2顯示出扁平鋼絲的剖視圖；
[0026]圖3顯示出本發(fā)明鋼絲簾線的側(cè)視圖；
[0027]圖4顯示出本發(fā)明鋼絲簾線的剖視圖；
[0028]圖5顯示出現(xiàn)有技術(shù)鋼絲簾線的剖視圖；
[0029]圖6顯示出嵌有本發(fā)明鋼絲簾線的橡膠帶的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]鋼絲簾線包括多根鋼絲和包覆絲線。在本發(fā)明中，鋼絲和包覆絲線可以在下面的過程中用盤條制成。
[0031]首先通過機(jī)械除銹和/或通過在H2SO4或HCl溶液中進(jìn)行化學(xué)酸洗來清潔盤條以便去除表面上的氧化物。然后用水清洗盤條并且干燥。然后對(duì)干燥的盤條進(jìn)行第一系列干拉拔操作工序，以便減小直徑直到第一中間直徑。
[0032]在該第一中間直徑dl處，例如在大約3.0至3.5mm處，對(duì)干拉拔鋼絲進(jìn)行第一中間熱處理，被稱為索氏體化。索氏體化指的是首先奧氏體化直到大約1000°c的溫度，之后在大約600°C -650°c的溫度下從奧氏體相變至珠光體。然后讓該鋼絲準(zhǔn)備進(jìn)行下一步機(jī)械變形。
[0033]之后，在第二多道減徑工序中從第一中間直徑dl開始將鋼絲進(jìn)行進(jìn)一步干拉拔直到第二中間直徑d2。第二直徑d2通常為1.0mm至2.5mm。
[0034]在該第二中間直徑d2處，對(duì)鋼絲進(jìn)行第二次索氏體化，即再次在大約1000°C的溫度下奧氏體化，之后在600°C _650°C的溫度下進(jìn)行淬火以便轉(zhuǎn)變成珠光體。
[0035]如果在第一和第二干拉拔工序中的總減徑不是太大，則可以用盤條進(jìn)行直接拉拔操作至直徑d2。
[0036]在該第二索氏體化之后，通常給鋼絲鍍覆黃銅涂層，將銅鍍覆在鋼絲上，并且將鋅鍍覆在銅上。施加熱擴(kuò)散處理以形成青銅涂層。
[0037]用濕拉拔機(jī)對(duì)鍍有黃銅的鋼絲進(jìn)行最終的一系列橫截面減徑工序。最終產(chǎn)品為碳含量大于0.6wt%、拉伸強(qiáng)度通常高于2000MPa并且適用于彈性制品加強(qiáng)的鋼絲線。
[0038]適用于輪胎加強(qiáng)的鋼絲通常具有其最終直徑為0.05mm至0.60mm例如0.1Omm至 0.40mm 的絲線。絲線直徑的不例有 0.10mm、0.12mm、0.15mm、0.175mm、0.18mm、0.20mm、
0.22mm、0.245mm、0.28mm、0.30mm、0.32mm、0.35mm、0.38mm、0.40mm。
[0039]當(dāng)然，對(duì)于其他用途例如用于電梯的皮帶，鋼絲線可以具有大直徑例如4mm至13mm。
[0040]然后通過一對(duì)輥?zhàn)訚L壓鋼絲線以將橫截面從圓形變?yōu)楸馄綘?。因此，獲得扁平鋼絲。扁平鋼絲具有一對(duì)平坦表面和一對(duì)圓形邊緣。
[0041]對(duì)于包覆絲線而言，它可以為具有圓形橫截面或扁平橫截面的鋼絲線。
[0042]圖1顯示出本發(fā)明的鋼絲簾線。鋼絲簾線20由三根扁平鋼絲(22，24，22)和包覆絲線26構(gòu)成。圖2顯示出扁平鋼絲。該扁平鋼絲24具有一對(duì)平坦表面12和一對(duì)圓形邊緣14。扁平鋼絲24具有寬度W和厚度H。圖3為鋼絲簾線20的側(cè)視圖。扁平鋼絲24的寬度W為0.72mm,并且扁平鋼絲22的寬度W為0.38mm。扁平鋼絲24的厚度H為0.26mm,并且扁平鋼絲22的厚度H為0.17mm。包覆鋼絲26為圓形鋼絲。鋼絲簾線20的平均直徑為0.96mm,鋼絲簾線20的最大直徑為Imm,并且鋼絲簾線20的最小直徑為0.91mm。最大直徑和最小直徑之間的差值與平均直徑的比率為9.4%。因此，鋼絲簾線20具有基本上為圓形的橫截面。側(cè)向彎曲剛度為1363NXmm2，并且徑向彎曲剛度為603NXmm2。側(cè)向彎曲剛度與徑向彎曲剛度的比率為2.26。
[0043]圖4顯示出本發(fā)明的鋼絲簾線。該鋼絲簾線30由五根扁平鋼絲(32，34，36，34，32)和包覆絲線42構(gòu)成。包覆絲線42為圓形鋼絲。鋼絲簾線30的平均直徑為2.60mm，鋼絲簾線的最大直徑為2.75mm,并且鋼絲簾線30的最小直徑為2.45mm。最大直徑和最小直徑之間的差值與平均直徑的比率為11.5%。因此該鋼絲簾線30具有基本上為圓形的橫截面。偵彳向彎曲剛度為8701NXmm2，并且徑向彎曲剛度為4507NXmm2。側(cè)向彎曲剛度與徑向彎曲剛度的比率為1.93。
[0044]圖5顯示出現(xiàn)有技術(shù)鋼絲簾線44。該現(xiàn)有技術(shù)鋼絲簾線44由兩根扁平鋼絲46和一根包覆絲線48構(gòu)成。兩根扁平鋼絲46具有0.58mm的相同寬度W和0.25mm的相同厚度
H?，F(xiàn)有技術(shù)鋼絲簾線44的平均直徑與本發(fā)明的鋼絲簾線20類似。鋼絲簾線44的拉伸強(qiáng)度接近本發(fā)明鋼絲簾線20的拉伸強(qiáng)度。在鋼絲簾線44的一個(gè)橫截面中，最大直徑為1mm，最小直徑為0.8mm，并且平均直徑為0.9mm。因此，最大直徑和最小直徑之間的差值與平均直徑的比率為22%。現(xiàn)有技術(shù)鋼絲簾線44的橫截面不是基本上圓形的。鋼絲簾線的邊緣為剛性的拐角而不是圓弧。
[0045]在本發(fā)明鋼絲簾線20和現(xiàn)有技術(shù)鋼絲簾線44之間進(jìn)行比較測(cè)試，下表I總結(jié)了結(jié)果。
[0046]表I
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種鋼絲簾線，包括以沒有扭絞的方式平行地布置的多根鋼絲，所述鋼絲簾線還包括圍繞著所述鋼絲扭絞的包覆絲線，所述多根鋼絲為具有平坦表面的扁平鋼絲，所述多根鋼絲沿著所述平坦表面相互接觸，其特征在于，所述鋼絲簾線的橫截面基本上為圓形，在水平面中的側(cè)向彎曲剛度大于在豎直面中的徑向彎曲剛度。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述側(cè)向彎曲剛度與所述徑向彎曲剛度的比率不小于1.8。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述側(cè)向彎曲剛度與所述徑向彎曲剛度的比率不小于2.0。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述鋼絲具有不同的橫截面積。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼絲簾線，其特征在于，靠近所述鋼絲簾線中央的所述鋼絲具有更大的橫截面積，并且遠(yuǎn)離所述鋼絲簾線中央的所述鋼絲具有更小的橫截面積。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼絲簾線，其特征在于，在所述鋼絲簾線中央附近的鋼絲的寬度更大，并且遠(yuǎn)離鋼絲簾線中央的鋼絲的寬度更小。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述多根鋼絲的數(shù)量為3至9。
8.如權(quán)利要求1所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述包覆絲線為具有扁平橫截面或圓形橫截面的絲線。
9.如權(quán)利要求1所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述包覆絲線為尼龍絲線或金屬絲線。
10.如權(quán)利要求1所述的鋼絲簾線，其特征在于，所述鋼絲簾線其直徑為0.2mm至15mm。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的鋼絲簾線作為在橡膠制品中的加強(qiáng)元件的用途。
12.如權(quán)利要求11所述的鋼絲簾線的用途，其特征在于，所述橡膠制品為用于橡膠輪胎、正時(shí)皮帶、橡膠履帶輪胎的皮帶或用于電梯的皮帶。
【文檔編號(hào)】D07B1/06GK103597138SQ201280028447
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月10日
【發(fā)明者】王鵬飛, 程志超, 陳建考, 羅奕文 申請(qǐng)人:貝卡爾特公司