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1、我国钢帘线的生产情况及国内外钢帘线生产技术我国的钢帘线工业起源于上世纪 5060 年代。7080 年代，随着国内轮胎工业的子午胎技术的兴起，子午胎骨架材料一钢帘线的生产通过引进技术、设备以及合资合作，经过了一个孕育发展的阶段。目前，我国的钢帘线生产已进入一个新的发展时期。本文拟就国内钢帘线生产现状及其近年来生产技术的进步作一简略介绍。1.国内钢帘线产品用户现状进入 21世纪，我国子午胎得到了很大的发展，究其原因，一是国民经济始终保持稳步增长，公路运输、汽车等行业持续发展，对子午胎需求增加：二是轮胎技术的发展，轮胎子午化率是必然趋势。目前国内全钢载重子午胎、轻载子午胎的子午化率在 50左右，离
2、7580尚有差距：轿车子午胎子午化率虽己接近 100，但轮胎的总需求量在不断上升，尚难满足要求。主要影响因素包括：第一，汽车工业的发展。作为代表国家和地方支柱行业的汽车工业最近 10年处于高速增长期，全国汽车产量 2005年已达到 570万辆。预计随着经济的发展和汽车家庭化率的提高，我国的汽车产量将会继续以较高的速度增长。有资料分析，到 2010年我国的汽车产量将突破 1000万辆。第二，公路状况改进。2004年我国高速公路通车里程达到 3.42万公里，2005 年公路的总里程将达 185万公里，其中高速公路总里程将达到 3.5万公里。这给汽车工业的发展提供了广阔的前景，也必将促进我国轮胎子午
3、化率的提高。2.我国子午胎用钢帘线的需求情况2005年我国轮胎产量 31819.89万条（含部分摩托车轮胎），同比增长28.27；其中子午线轮胎 14261.69万条，同比增长 36.26，子午化率已达到 50。根据中国橡胶协会轮胎分会的统计，20022005 年载重全钢子午胎产量连续四年保持了 50的增长幅度，而半钢子午胎也有约 30的增长。最近，有关专家正在进行中国轮胎发展战略研究，其中比较乐观的估计是：到2010年全国轮胎需求量将达到 3亿条，子午化率从现在的 50提高到 70，到 2015年，全国轮胎需求量将达到 4亿条，子午化率再提高到 80，到 2020年，这一需求量将达到 5亿条
4、。今后子午化率会进一步提高，达到 90。因此，中国的子午胎会继续发展，同样作为子午胎的重要骨架材料一钢帘线也会跟随着发展。1993年我国子午线轮胎需求钢丝帘线不足 1万吨，而到了 2005年实际消费量达到了 36万吨，年均增长率高达 32。据统计，目前国内钢帘线生产企业有1518 家，产量有 40多万吨，其中较大规模的企业有 45 家（年产 3万吨以上），产量占全国钢帘线总产量的 80以上。由于子午轮胎钢帘线的技术含量较高，生产工艺复杂，保证质量体系的稳定比较难，因此业内具有影响力、产能较大的企业并不很多，能够大批量生产异型规格、高质量、多品种钢帘线的企业更少。国内企业通过引进消化吸收国外先进
5、技术，产品质量和技术水平有了显著的提高，今后应利用尚存的发展空间，从质量和产量两个方面提高，发展钢帘线。3.近年来的国内外钢帘线生产技术由于公路运输的发展，特别是高速公路的发展，乘用车的高速化，运输车辆的高速、重载和大型化，对配套用钢丝子午胎提出了十分严格的要求。钢丝子午胎向无内胎、扁平化、高速化、全天候化方向发展。随着人们环保意识的加强，再加上国际轮胎市场的激烈竞争，为了降低成本和轮胎制作机械化的需要，对子午胎骨架材料一钢帘线也提出了更苛刻的技术要求，近年钢帘线生产技术进步有如下特点：3.1高强度钢帘线巴克特和东京制纲公司早在 90年代就在各自的钢帘线标准中列出了帘线的高强度等级。1995
6、年上海橡胶集团组团赴日考察，在住友、兴国、特线等钢帘线生产厂就发现他们普遍生产高强度级帘线，索德台尔厂的高强度级帘线比例达60。有关资料介绍，生产高强度帘线用于中型载重子午胎带束层，在保证带束层刚度相同的条件下，可减少带束层层数，减少隔离胶用胶量及减轻轮胎重量。例如：用 30.38+60.35 HT代替 30.20+60.35 NT（标准级）可使轮胎带束层帘线重量减少 15。虽然带束层强度约降低 9%，但带束层破断负荷由1600N上升到 1800N，安全系数始终是有保证的。生产高强度帘线用钢丝采用 0.82 C线材。采用 80钢线材，经湿拉后的钢丝在相同总压缩率条件下比 70钢线材钢丝抗拉强度
7、提高 250Nmm 左右，扭转值提高 34 次，捻制相同结构的帘线后，在相同应力条件下疲劳值更高。东京制纲厂标准中的部分数据和换算抗拉强度（摘录）见表 1。从表中数据可以看出， 高强度级帘线比标准级帘线抗拉强度增加值约30kgfmm2。表 1东京制纲标准规定部分数据和换算抗拉强度（摘录）破断力（N）5%抗拉强度（kgf/mm2）5%帘线结构规格直径（mm）5% 标准的 高强度 标准的 高强度强度增加值（kg/mm2）140.25 0.60 500 570 260 296 36150.25 0.68 620 710 258 295 372+70.22 0.82 880 1010 262 301
8、3930.2+60.35 1.13 1600 1840 243 280 373+90.22+0.15 1.19 1190 1360 266 304 381120.175+0.15 0.99 770 880 272 311 39370.175HE 1.20 1070 1230 216 249 33440.22HE 1.37 1190 1360 200 228 283+9+150.175+0.15 1.34 1700 1950 267 306 393+9+150.22+0.15 1.60 2580 2960 257 294 373.2帘线结构的改进国外各公司钢帘线结构的改进，从耐腐蚀、橡胶渗透性好
9、、减轻重量及降低生产成本入手。对于轿车子午胎带束层用帘线，倍耐力公司早在 1987年对帘线结构的改进作出了设想（见表 2）。140.25 帘线结构改进的有关数据见表3。表 2帘线结构改进的设想（1987 年）现有结构 措施 下一个五年的结构140.25C（开放式） 提高橡胶的渗透性 2+20.25/0.28150.25C 高强镀钢丝 20.3HT（高强度）2+20.25/0.28 单丝直径变粗 30.3HT2+70.222+70.22W取消外绕 2+70.22表 3140.25 帘线结构改进的数据变化项目 1970年 1980年 1985年 1990年帘线结构 40.25 40.250C 2+
10、20.25 120.3帘线直径（mm） 0.60 0.62 0.64 0.60韧性（N/ktex） 300 330 330 390与橡胶渗透性（%） 30 60 100 100120.3帘线与 40.25相比：具有相同的直径，但单位线密度承载能力大18，而与橡胶渗透性从 30上升为 100是较理想的帘线结构。东京制绳公司对轿车子午胎带束层用帘线结构的改进也有类似的预测，见表4。表 4东京制绳公司对轿车子午胎带束层用帘线结构改进的类似预测过去 1996年 今后动向15150C150C 130C 130C14140C 2+2 2+12+212 12 12倍耐力公司对轿车子午胎带束层用帘线结构的展望
11、，在 90年代己普遍使用了。我国己在使用 2+20.25和 2+70.22，但 20.3和 30.3HT还没有开始使用。此外，我们也可借鉴不搞开放式结构的过渡产品，搞一些与橡胶渗透性好的 12、2+1 等帘线结构。对于载重子午胎用带束层的帘线结构，倍耐力公司对其结构的展望如下（见表5）。对 740.175W帘线结构的改进，有关数据见表 6。表 5倍耐力公司对载重子午胎用带束层的帘线结构的展望现行帘线（1987） 措施 12740.175 密集型结构帘线 70.20CC、HT740.22 帘线单丝高强度 270.175CC3+90.22 取消外绕 210.175CC3+9+150.175W 10
12、.2+6+120.175CC3+9+150.22W 10.25+6+120.22CC表 6740.175W 帘线结构改进的有关数据项目 1970年 1980年 1990年帘线结构 740.175W 3+9+150.175W 120.22CC、HT帘线直径（mm） 1.45 1.32 0.95韧性（N/ktex） 310 315 390透气量（m1/min） 120 80 00120.22CC、HT 帘线，直径比 740.175W细，疲劳值高，单位线密度承载力大 25.8，透气量小，防腐性能好。东京制纲公司对载重车和公共汽车子午胎胎体用帘线结构的预测（见表 7）表 7东京制纲公司对载重车和公共汽
13、车子午胎胎体用帘线结构的预测过去 1996年 发展方向小、中型胎 3+9W 3+9W、3+8、3+7、112W 3+8、3+7、112W大型胎74、73W3+9+15W、4+9+14、3+8+133+8、3+9+15W、4+9+14、3+8+133+9+15W 3+9+15W、112W 3+9+15W、112W应当说明的是，对密集型结构帘线从橡胶渗透性、防腐与增强粘合力来看， 不是理想的结构，但密集型结构帘线在子午胎胎体中强度保持率较高，安全系数大，轮胎总使用寿命长，且帘线的生产成本相对降低 因此，今后把3+9+150.175W交互捻层状结构（上、下层钢丝之间呈点接触）帘线改为1190.175
14、CC或 112CC、HT 同向捻密集型结构（上、下成钢丝之间呈线接触）帘线。可减轻帘线重量的 100，这样只是适当减小了安全系数，但这种减小是十分合理的。国外名牌轮胎己成功地实现了这种替代。另外，曾经对 3+9+150.175W（点接触）帘线与 1120.22CC（线接触）帘线在实验室作过无接头带测试，检查屈扰 410次（相当于轮胎使用 12万 km寿命）后破断负荷损失值，无接头带破断负荷损失值数据见表 8。表 83+9+150.175W 帘线无接头带测试结果帘线结构 破断负荷损失值 芯线 内层 外层3+9+150.175W 5.3（总计） 1.95 2.14 7.81120.22CC 50.
15、5（总计） 注：带轮 d=143mm，预应力 400Nm ，屈扰次数 410。3.3改进粘合力钢帘线与橡胶的粘合力受胶料、硫化方法以及上黄铜镀层表面质量诸因素影响，这里只讨论帘线黄铜镀层性能对粘合力的影响。3.3.1黄铜镀层含铜量倍耐力公司对自己用热扩散法电镀黄铜镀层的表面状态氧化膜进行了分析：从镀层最外面层往心部计 5A深度处簿簿一层 CuO，在 100A深度范围是 CuO+Cu，铜锌比 50：50。在 500A深度范围是 CuZn+ZnO，铜锌比 68：32，再往深处是CuZn铜锌比是 65：35。实验室数据认为：黄铜镀层含铜量以 63.5为好，能获得较好的粘合性能，且含铜量的偏差在1.5
16、范围内，粘合力稳定。3.3.2黄铜镀层厚度湿拉机拉拔后钢丝表面黄铜镀层厚度在 0.2m 左右，附着力强，硫化后粘合力好。3.3.3其它表面镀层降低镀黄铜镀层外，贝卡尔特公司申请有镀铜钢丝鳞化专利技术，它对某些轮胎胶料热老化（过热）和蒸汽老化后粘合性能有好处，但钢丝表面鳞酸盐含量要恰当，过高反而不利。皮列理公司研究三元合金镀层即在黄铜镀层的基础上加入少量 Ni和 CO，目的是使度层有较强适应轮胎不同配方的能力，能获得较好粘合力。普通黄铜镀层老化后粘合力保持率 50，而三元合金镀层粘合力保持率为 90。此外，钢丝表面涂钴盐等离子镀层，效果也与三元合金镀层相同。3.4帘线用盘条3.4.1帘线盘条的供应商帘线专用线材供应商
