子午线轮胎用矩形断面钢丝及其制作钢丝圈的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及子午线轮胎骨架材料，尤其涉及矩形胎圈钢丝及其钢丝圈的制作。
【背景技术】
[0002]子午线轮胎一般由胎冠、胎侧、胎圈构成，胎圈箍紧在轮辋上，给轮胎胎体提供了支撑点，承载着胎体的外向膨胀压力和轮胎转弯行驶中的横向作用力，因此胎圈要求具有高强度、稳定不易变形等性能。胎圈由钢丝圈和胎圈包布等组成，用于制作钢丝圈的钢丝即为胎圈钢丝。钢丝圈的钢丝大多采用圆形断面胎圈钢丝制作，该种胎圈钢丝间呈线性接触，接触压力大，钢丝表面镀有锡青铜以提高钢丝的抗腐蚀性能和粘合性能；钢丝外部涂覆橡胶，由于橡胶是一种弹塑性材料，在成型与硫化时，钢丝之间的橡胶移动，导致胎圈的几何稳定性差，使得钢丝圈的抗撕裂性能降低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种矩形断面钢丝及其制作子午线轮胎钢丝圈的方法，采用矩形断面钢丝制作的胎圈具有良好几何尺寸稳定性能，提高胎圈的磨损抗性与撕裂抗性；钢丝圈具有更高的断面强度和刚度。
[0004]本发明是通过如下技术方案来实现的:
子午线轮胎用矩形断面钢丝，其断面为矩形结构，钢丝断面的宽度W为1.50?3.00mm,厚度T为1.00?2.00mm,钢丝断面的两边交界处为弧形结构，弧形边缘半径R为0.20?0.50mmo
[0005]子午线轮胎用矩形断面钢丝的制作方法，包括以下步骤:
⑴盘条表面预处理:将碳含量为0.65?0.95%、直径为Φ5.50?7.00mm的盘条表面进行机械除鳞、清洗、涂硼、烘干；
⑵模拉:将表面预处理后的盘条在直进式干拉机上拉拔为Φ 1.50?3.00mm圆形断面钢丝；
⑶镀锌:将模拉后的Φ 1.50?3.00mm钢丝镀锌，镀层厚度为0.05?0.50 μ m ; ⑷辊拉:将镀锌后的Φ 1.50?3.00mm圆形断面钢丝经过辊拉成矩形断面钢丝；
(5)回火:将辊拉后的矩形断面钢丝在380?450°C温度的铅槽回火，回火时间1?3秒，获得破断伸长率4?10%的回火钢丝。
[0006]所述的步骤⑷辊拉为三道次二辊交错辊拉，交错辊拉是指相邻道次二辊垂直设置，利用一道次二辊对钢丝对应两面挤压辊拉，利用二道次二辊对钢丝侧面挤压辊拉，利用三道次二辊对钢丝对应两面挤压辊拉，一道次将圆断面钢丝变形为扁平断面钢丝，二道次将扁平断面钢丝变形为近似六边形断面钢丝，三道次将近似六边形断面钢丝变形为矩形断面钢丝。
[0007]所述的二道次二辊走线部位设有梯形槽，梯形槽的短边设置在辊内侧，梯形槽的长边设置在辊外侧。
[0008]子午线轮胎用矩形断面钢丝制作钢丝圈的方法，即对矩形断面钢丝进行缠绕打圈，捆扎成钢丝圈:将矩形断面钢丝在打圈机上m根并排缠绕η层或m根错位缠绕η层，再用箍带沿圆周等分捆扎啮合，制作成截面钢丝为mXn的钢丝圈。
[0009]矩形断面钢丝在打圈机上缠绕打圈成平底钢丝圈或斜底钢丝圈，平底钢丝圈的底与钢丝圈轴向平行，斜底钢丝圈的底与钢丝圈轴向形成一个倾斜的角度α，这个角度和轮胎的轮辋倾斜角度相呼应。
[0010]截面钢丝为mXn的钢丝圈，其中m的钢丝数量为5?10根，η的钢丝数量为5?10根；箍带采用咬口、点焊、点冲压方式啮合。
[0011]本发明在钢丝表面镀上很薄的锌层，用于防止钢丝氧化锈蚀，并提高钢丝与橡胶的粘合性能，现有技术中胎圈钢丝表面镀覆青铜或黄铜，为此本发明钢丝的表面镀覆防腐蚀性能更佳的锌层。
[0012]本发明采用先镀锌后辊拉再回火的方式，一方面镀锌层可以在辊拉过程提供润滑效果，另一方面辊拉变形使得镀锌层更加致密，防腐蚀性能更好；同时把圆形断面钢丝变形成为矩形断面钢丝有模拉、辊乳等方式，但是模拉方式的钢丝尖角欠充满，而辊乳方式的设备复杂、效率低下，本发明采用辊拉的方式，既能保证钢丝尖角充满，又能提高生产效率；本发明镀锌后再回火，为了防止锌层在回火过程中熔化，采用快速回火方式，回火时间1?3秒。
[0013]本发明采用辊拉的方法把圆形断面钢丝制作成矩形断面钢丝；采用钢丝不附胶直接打圈的方式制作钢丝圈，钢丝之间紧密接触且稳定性好。
[0014]本发明中的钢丝直接缠绕打圈捆扎成钢丝圈，矩形钢丝在打圈机上缠绕打圈，采用平底或斜底的打圈机基座可以制作平底或斜底的钢丝圈，其中平底与钢丝圈轴向平行，斜底与钢丝圈轴向形成一个倾斜的角度α，这个角度和轮胎的轮辋倾斜角度相呼应。
[0015]本发明捆扎用的箍带采用低碳薄钢带制成，箍带捆扎成环，采用咬口、点焊、点冲压等方式啮合。箍带沿钢丝圈等分捆扎，使得每根钢丝紧密结合。该钢丝圈用于轮胎中，钢丝与橡胶的直接接触面较少，所以更多的要求是钢丝的防腐蚀性能，为此本发明钢丝的表面镀覆防腐蚀性能更佳的锌层。
[0016]本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
1、本发明的矩形断面钢丝采用圆形断面钢丝辊拉制作，钢丝经过表面镀锌与回火处理，矩形断面钢丝多根并排缠绕多层，采用箍带捆扎成钢丝圈；钢丝圈作为子午线轮胎胎圈芯，具有较小的断面面积；由于钢丝之间为面接触，具有良好的几何形状稳定性，钢丝间具有较小的接触应力和很高的断面强度，可以提高胎圈的磨损抗性与撕裂抗性，节约轮胎的制造成本。
[0017]2、本发明矩形断面钢丝表面采用防腐蚀性能更佳镀锌方式，提高钢丝的抗腐蚀能力；采用矩形断面钢丝制作的胎圈，在成圈时，矩形钢丝的外表面不需要附胶，而是直接把多股矩形钢丝分成多层紧密缠绕，用钢带捆扎而成，其钢丝之间为面接触，接触压力小，具有良好的几何尺寸稳定性，提高胎圈的磨损抗性与撕裂抗性；矩形钢丝之间紧密接触，几乎无缝隙，因此有更高的断面强度和钢丝圈的刚度，改善轮胎圈部质量，减小胎圈部位设计宽度，节约轮胎制造成本；本发明采用辊拉的方式，既能保证钢丝尖角充满，又能提高生产效率。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例中矩形断面钢丝的结构示意图，
图2为本发明实施例三道次二辊交错辊拉的结构示意图，
图3为本发明实施例一道次二辊辊拉钢丝的截面放大图，
图4为本发明实施例二道次二辊辊拉钢丝的截面放大图，
图5为本发明实施例三道次二辊辊拉钢丝的截面放大图，
图6为本发明实施例钢丝圈的结构示意图，
图7为本发明实施例箍带捆扎部位的四种钢丝圈截面结构示意图。
[0019]图中序号:1、一道次二辊，2、二道次二辊，3、三道次二辊，4、圆断面钢丝，5、扁平断面钢丝，6、近似六边形断面钢丝，7、矩形断面钢丝，8、梯形槽，9、钢丝圈，10、箍带，11、平底钢丝圈，12、斜底钢丝圈。
【具体实施方式】
[0020]以下是结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0021]参见图1所示，一种子午线轮胎用矩形断面钢丝，其断面为矩形结构，钢丝断面的宽度W为1.50?3.00mm，厚度T为1.00?2.00mm，钢丝断面的两边交界处为弧形结构，弧形边缘半径R为0.20?0.50mm，钢丝的抗拉强度彡1800Mpao
[0022]该子午线轮胎用矩形断面钢丝的制作方法，包括以下步骤:
⑴盘条表面预处理:将碳含量为0.65?0.95%、直径为Φ5.50?7.00mm的盘条表面进行机械除鳞、清洗、涂硼、烘干；
⑵模拉:将表面预处理后的盘条在直进式干拉机上拉拔为Φ 1.50?3.00