[发明专利]一种钢帘线及其制造方法及具有此钢帘线的轮胎

说明书

本发明提出一种钢帘线及其制造方法，利用所述制造方法制造的钢帘线由单丝经过扭绞而制成，单丝的截面硬度呈“∧”型规则分布，单丝的截面芯部硬度高而边部硬度低，单丝截面芯部硬度与边部硬度差异在10Hv~100Hv之间。单丝在扭转试验过程中不出现分层现象，在生产过程中单丝扭绞为钢帘线时断丝少，适合特高强及以上强度的钢帘线的单丝及钢帘线的批量生产。本发明还提出具有这种钢帘线的轮胎。

技术领域

本发明涉及子午线轮胎用钢帘线设计及生产技术领域，特别涉及一种钢帘线及其制造方法及具有此钢帘线的轮胎。

背景技术

钢帘线是车辆子午线轮胎的主要骨架材料，其质量的优劣直接影响着轮胎的使用寿命。钢帘线是子午线轮胎的主要受力部件，在很大程度上决定着轮胎的强度和充气后的轮廓，钢帘线只有具备足够的强度和刚度，轮胎的承载能力、安全性能、行驶的舒适性才能得到保障。

出于降低油耗、节能环保的考量，现在的车用轮胎制造正朝着越来越轻量化发展，用于轮胎骨架材料的钢帘线的强度要求越来越高，国际标准ISO17832中提供了特高强钢帘线（UT帘线,ultra tensile strength cord）的单丝抗拉强度达到4400-2000×D MPa，其中D为单丝直径；行业中也提出了更高强度的MT帘线（mega tensile strength cord），其单丝抗拉强度达到4700-2000×D MPa。这种高强度的单丝在制造过程中，需要施加强烈的拉拔加工硬化，由于通常单丝截面芯部硬度低而单丝边部硬度高，单丝横截面的芯部与边部的硬度差异大，单丝的截面硬度呈“V”型分布，这样的单丝易在扭转试验过程中出现分层现象，表现在生产过程中则是单丝扭绞为钢帘线时易断丝，难以实现工业化生产，这是由于单丝在扭转或扭绞过程中，单丝截面的芯部剪切变形程度小而边部剪切变形程度大，所以单丝截面芯部硬度低而边部硬度高的状态不利于扭转或扭绞。

US588321提出了一种双模拉拔工艺，通过表面拉拔变形的方式来改变单丝的截面硬度分布；另外，Nippon Steel technical report刊登的《Ultra High Tensile StrengthSteel Cord》提出了通过摩擦系数变化以及弯曲的方式来改善单丝的截面硬度分布。

但是对于更高强度如UT钢帘线、MT钢帘线来说，以上方式仍存在单丝芯部硬度低而单丝边部硬度高的现象，不利于生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢帘线及其其制造方法，钢帘线单丝在扭转试验过程中不出现分层现象，在生产过程中单丝扭绞为钢帘线时断丝少，利于钢帘线的批量生产。

为达到本发明的目的，本发明的一种钢帘线，由单丝经过扭绞而制成，单丝的截面硬度呈“∧”型规则分布，单丝截面硬度在芯部最高，沿径向至单丝边部截面硬度逐渐减小，单丝截面芯部硬度与边部硬度差异在10Hv~100Hv之间。

优选的，所述的单丝的碳含量不小于0.60%。

再优选的，所述的单丝的直径为0.10mm～0.80mm。

根据本发明的另一目的，本发明还公开了一种制造上述钢帘线的制造方法，包括：

S1、把钢材延伸到规定的直径D0后进行热处理、电镀；

S2、对经过步骤S1处理得到的钢丝拉拔至预定的直径D1；

S3、对经过步骤S2处理得到的钢丝进行中频扩散处理，使得钢丝的截面硬度呈“∧”型规则分布，钢丝的截面芯部硬度高而边部硬度低；

S4、对经过步骤S3处理得到的钢丝拉拔成单丝D2，使得单丝的截面硬度呈“∧”型规则分布，单丝的截面芯部硬度高而边部硬度低，单丝截面芯部硬度与边部硬度差异在10Hv~100Hv之间；

S5、对经过步骤S4处理得到的至少一根单丝进行扭绞得到钢帘线；