[发明专利]一种胎圈钢丝及制造方法

说明书

本发明公开了一种胎圈钢丝及制造方法。其中，所述胎圈钢丝的基体表层的碳含量是基体的碳含量的1.01~1.50倍。制造方法包括：S1:对钢丝加工得到预定线径；S2:对钢丝进行回火处理；S3:对钢丝进行表面增碳处理，使得钢丝的基体表层的碳含量是基体的碳含量的1.01~1.50倍；S4:对钢丝清洗后再镀覆镀层得到成品胎圈钢丝。其中S3的步骤可以在S2之前或之后进行。本发明的胎圈钢丝具有良好的粘合力。

技术领域

本发明涉及橡胶制品技术领域，具体涉及一种胎圈钢丝及制造方法。

背景技术

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。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。胎圈钢丝要求具有高强度、粘合性能优异等特性。胎圈钢丝有圆形截面、矩形截面、多边形截面等，其中圆形截面的胎圈钢丝较为常见。胎圈钢丝表面一般需要覆盖锡青铜镀层，也有覆盖黄铜镀层或锌层等，以提高胎圈钢丝和橡胶的粘合力。胎圈钢丝也会在表面涂覆树脂涂层，来进一步提高胎圈钢丝和橡胶的粘合力。胎圈钢丝与橡胶的粘合性能不仅取决于钢丝，与橡胶配方也有着密切关系。当橡胶配方一定时，通常通过胎圈钢丝表面状况、镀层成分、镀层厚度、涂层成分的控制来保证和提高粘合力。然而，高性能轮胎仍然需要更高的粘合性能的胎圈钢丝。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粘合性能良好的胎圈钢丝及制造方法。

为实现上述目的，本发明公开了一种胎圈钢丝，所述胎圈钢丝的基体表层的碳含量是基体的碳含量的1.01～1.50倍。

所述胎圈钢丝的基体表层的碳含量由外至内呈梯度递减分布。

其中，胎圈钢丝的基体表层指的是在镀层或涂层以下，从钢丝表面到大约0.1μm深度的区间。基体表层以下为基体内层。基体包括基体表层和基体内层。由于基体表层的区间占基体的比例很小，因此基体的碳含量近似等于基体内层的碳含量。

胎圈钢丝的基体表层的碳含量低于基体碳含量的1.01倍，对钢丝与橡胶的粘合性能的影响不明显。胎圈钢丝的基体表层的碳含量高于基体碳含量的1.50倍，会影响镀层与钢丝基体的结合，从而不利于钢丝与橡胶粘合。

作为优选方案，所述胎圈钢丝的基体材料的碳含量为0.60～1.00wt％。基体材料的碳含量低于0.60％，会减弱基体表层的碳含量增加的效果，同时会使得胎圈钢丝的强度偏低。基体材料的碳含量高于1.00％，会导致胎圈钢丝的塑性变差。

作为优选方案，所述胎圈钢丝的基体表面覆盖有铜合金镀层。铜合金镀层包括锡青铜镀层、黄铜镀层等。

作为优选方案，所述铜合金镀层的厚度为0.05～0.20μm。镀层的厚度低于0.05μm，会使得镀层对增强钢丝与橡胶的粘合性能的作用会被减弱。镀层的厚度高于0.20μm，会阻碍基体表层的碳元素与橡胶反应。

本发明还公开了一种制造所述胎圈钢丝的制造方法，包括：

S1:对钢丝加工得到预定线径；

S2:对钢丝进行回火处理；

S3:对钢丝进行表面增碳处理，使得钢丝的基体表层的碳含量是基体的碳含量的1.01～1.50倍；

S4:对钢丝清洗后再镀覆镀层得到成品胎圈钢丝；

其中S3的步骤也可以在S2之前进行。

作为优选方案，S3步骤中的表面增碳处理为电化学酸洗。电化学酸洗通过钢丝表层的铁与酸反应，洗去钢丝表层的铁，从而使得钢丝表层的碳含量高于钢丝基体的碳含量。

作为优选方案，S3步骤中的表面增碳处理为表面渗碳处理，所述表面渗碳处理的温度不高于250℃。表面渗碳处理的温度高于250℃，会导致胎圈钢丝强度大幅降低。