[发明专利]增强弹性材料制品的带镀层的金属丝和用这种金属丝增强的弹性材料制品

说明书

本发明涉及带有双镀层的金属丝，具体地说，涉及用来增强弹性材料制品的钢丝，以及用这种金属丝增强的弹性材料制品，尤其是车用轮胎。

已知的保护掺入弹性材料中的金属丝免遭腐蚀并且使金属丝和弹性材料粘合良好，是用金属合金将金属丝包覆起来。

一种已长期用来镀敷增强弹性材料制品用的金属丝的合金是铜和锌的合金，更具体地说，是一种含有约60％-70％铜和约40％-30％锌的合金。

正如已经知道的，镀有上面提到的一层合金的金属丝，在一段时间后对弹性材料的粘结变差，而且不能满意地防止腐蚀。为克服这两种缺点，曾提出使用其它类型的合金来镀敷金属丝。

特别是，曾经提出用黄铜(Cu-Zn)与加入的镍或钴或其它金属作为合金第三元素的三元合金来构成金属丝的镀层。用这类合金，在减少对弹性材料的粘结随时间变差和防止金属丝腐蚀方面有所改进，但是这些改进不足以使按此方式增强的弹性体制品(尤其是轮胎)的质量水平有重大改进。

在本申请人持有的欧洲专利283,738中叙述了在这两方面都令人满意的一种不同的解决方法。该方法包括用两个同心的叠合镀层镀覆金属丝，二层由选自锌-镍合金和锌-钴合金的合金制成，其中径向更靠内的一层含锌是在60％和90％之间(包括首尾数值)，径向更靠外的一层的含镍或钴量在60％和80％之间(包括首尾数值)。

根据上述欧洲专利的金属丝虽然解决了防止腐蚀和对弹性材料的粘结随时间变差合乎要求这两个问题，但是对大规模工业生产来说仍然存在一些问题。

工业生产中不能令人满意之处发生在镀层形成后金属丝的拉伸阶段，包括金属丝在拉丝期间过分频繁地断裂，而且在拉板上磨损过多。

根据本发明，已经发现有可能制得用来增强弹性材料制品的金属丝和用这种金属丝增强的弹性材料制品，它们保持着根据欧洲专利283,738已经令人满意地达到的那些良好性能，即，在一段时间内对弹性材料的粘结和金属丝的耐腐蚀性合乎要求，而且这些金属丝还没有该专利存在的拉丝方面的缺点，令人惊奇的是，这是通过调节径向内层中的镍量或钴量做到的。

本发明的第一方面涉及用来增强弹性材料制品的金属丝，该金属丝带有两个同心镀层，径向上彼此叠合，两层均由选自锌-钴合金和锌-镍合金的合金构成，其特点在于，构成径向内层的合金的锌含量大于90％，而构成径向外层的合金的镍或钴含量大于50％。

本发明的另一方面涉及复以网状物的弹性材料混合物制品，特别是车用轮胎，在弹性材料中掺有增强用的金属丝，金属丝上带有在径向上彼此叠合的两个同心层构成的镀层，两层均由选自锌-钴合金和锌-镍合金的合金构成，该制品的特点在于，构成径向内镀层的合金含锌量大于90％，构成径向外镀层的合金的含镍或含钴量大于50％。

根据以下以实施例形式给出的对本发明某些实施方式的说明，特会更好地理解本发明。

本发明中使用的金属裸丝是通常的金属丝，尤其是在橡胶工艺、特别是轮胎工艺中众所周知的钢丝。在这种裸丝的表面上，用选自锌-钴合金和锌-镍合金的合金形成第一镀层。

适合用来形成本发明金属丝第一镀层的特殊的锌-钴和锌-镍金属合金，其特点是锌含量大于90％。

如果在用来形成第一镀层的金属合金中存在钴，则钴对锌的相对百分含量的降低会提高金属丝的“拉伸性”。

根据以上所述，钴含量以少于5％为宜，最好是不超过2％。

金属丝的第一镀层可以用任何已知方法形成，尤其是欧洲专利申请283,738中所说的两种方法之一。

例如，采用用电镀槽同时沉积锌和镍两种金属的方法，其中用来在根据本发明的金属丝上形成第一镀层的两种金属的数量如前所述，电镀槽液组成和沉积的操作方法如下：槽温在10和30℃之间(包括首尾数值)电镀槽液pH在4和8之间(包括首尾值)电流强度(安/平方分米)在5和30之间(包括首尾值)硫酸镍六水合物，170克/升硫酸锌10克/升硼砂10克/升氯化铵14克/升十二烷基硫酸钠1克/升

作为实例，如果本发明金属丝的第一镀层是上述特定百分含量的锌-钴合金，则电镀槽和操作方法如下：槽温55℃槽液pH2±0.1电流强度(安/平方分米)在60和80之间(包括首尾值)硫酸钴七水合物120克/升硫酸锌七水合物620克/升硫酸钠75克/升

在形成镀层本身期间和带镀层的金属丝受拉伸之前，第一镀层的优选厚度调节在0.25至2微米之间(首尾值包括在内)。

这一厚度的检验是用常用一类的定量分析方法进行的。