橡胶增强用钢丝帘线及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种橡胶增强用钢丝帘线，其中钢丝帘线用钢线的镀层由三元或四元合金形成。本发明专利技术的钢丝帘线用钢线的镀层由Cu

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】橡胶增强用钢丝帘线及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种埋入轮胎等橡胶制品中的橡胶增强用钢丝帘线，更具体而言，涉及一种橡胶增强用钢丝帘线及其制造方法，其中在黄铜镀层中加入第三合金元素，使得第三合金元素从镀层表面具有浓度梯度，从而显著增强对橡胶的粘附性，尤其是湿热老化粘附性。

技术介绍

[0002]钢丝帘线埋设在汽车轮胎中用于橡胶增强，在钢丝帘线表面形成黄铜镀层，以提高与轮胎橡胶的粘附性。将这种形成有黄铜镀层的钢线埋入到轮胎中，使钢线成为单股或多股的绞合状态，从而增强轮胎。
[0003]同时，镀黄铜钢线与轮胎橡胶之间的粘附性与硫化初期的粘附性相比，随着时间的推移，由于各种因素的影响而逐渐降低，粘附性降低的代表性因素可能是车辆行驶时施加在轮胎上的极端高温和潮湿。
[0004]首先，关于车辆行驶产生的热量，在车辆高速行驶过程中，随着轮胎温度的升高，硫化初期未完全硫化的硫磺发生硫化，由此使轮胎硬度增加，从而失去橡胶本身的弹性，由于道路的连续冲击和车辆的重量而导致疲劳退化。此外，行驶过程中产生的热量会引起黄铜和橡胶之间的粘附反应，从而使在硫化初期产生的硫化铜层不断生长。由于施加在轮胎上的冲击，硫化铜层生长到适当的厚度或更大的厚度很容易从黄铜层破裂，导致粘附性变差。
[0005]其次，关于湿气，当轮胎橡胶损坏时，水分沿损坏部位渗入轮胎橡胶，引起钢丝帘线周围发生化学分解和腐蚀，伴随着在硫化时产生的初始粘附性急剧下降。
[0006]因此，为了延长由钢丝帘线增强的轮胎的寿命，重要的是具有与镀层钢线和轮胎橡胶之间的高初始粘附性一样高的湿热老化粘附性。
[0007]为了提高作为钢丝帘线所需的重要品质特性的耐热(耐腐蚀)粘附性和耐湿粘附性，可以将已知有助于增强橡胶与钢线之间粘附性的钴添加到橡胶成分中，也可以在构成钢线表面的黄铜中添加钴元素，形成三元或四元合金的镀层。
[0008]然而，在橡胶成分中加入钴络合物对橡胶有有害作用，因为钴与大多数过渡金属一样是一种氧化催化剂。也就是说，已知橡胶中的钴会加速二烯橡胶分子的氧化，从而导致橡胶的预老化以及加速橡胶的开裂速度。
[0009]此外，在添加到橡胶中的钴的总含量中，在与钢丝帘线的粘附反应中实质上发挥作为促进剂的有效作用的钴被限制为约20％或更少的钴，其存在于与钢丝帘线相邻的区域中，因此添加了过多的相对昂贵的钴，导致制造成本高。
[0010]此外，由于橡胶中含有钴的轮胎在报废时，由于钴作为重金属溶出而造成环境污染的环境问题，最近出现了关于在轮胎中使用钴的规定。为了解决这些问题，轮胎制造商需要开发一种轮胎用无钴化合物，并已经尝试了开发在钢丝帘线镀层上进行特殊镀层处理以补偿粘附力以确保钢丝帘线与无钴化合物之间的粘附性的技术。
[0011]至于为确保轮胎用无钴化合物与钢丝帘线之间的粘附性而开发的技术，韩国专利公开第1993
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0013214号和日本专利公开第2003
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171883号公开了，在镀黄铜钢线的拉丝或绞合过程中，在镀黄铜钢线表面简单地涂布钴化合物，即可改善钢丝帘线的耐腐蚀和耐湿粘附性。然而，简单地涂布在钢丝帘线(镀层钢线)表面的钴化合物与黄铜层没有形成很强的结合强度，因此仅仅防止了对橡胶的耐湿粘附性的恶化，而不是影响黄铜与橡胶之间的粘合界面层，因此已知钴化合物在实践中不是很有效。
[0012]此外，韩国专利公开第2001
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0003864号和第2008
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0072700号公开了一种方法，其中在拉丝时将溶解有钴化合物的单独润滑槽安装在拉丝槽的出口外，因此在镀黄铜钢线表面涂布的钴化合物经过润滑浴，经过最终模具，在黄铜镀层表面形成含黄铜
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钴的三元合金，从而提高耐腐蚀性和耐湿粘附性。但是，上述方法可以预期在小批量生产或早期的一些镀三元合金钢的情况下产生上述效果，但随着生产量的增加，即随着润滑槽的操作时间经过，模具与润滑槽内钢线之间的摩擦可能会增加，模具中产生的高热量可能会增加润滑槽中润滑液的温度，导致拉丝性的急剧恶化，从而导致拉丝后钢线表面出现严重的线材缺陷或断线。
[0013]而且，在上述方法中，结合在钢丝帘线表面的钴成分具有数ppm或更高的高浓度，这种高浓度的钴在小批量产品的生产中不是问题，但在大批量生产时，拉丝用模具内部的夹区(nip)在烧结过程中用作粘合材料的钴与润滑剂中所含的钴之间的摩擦增加了模具的破损，并且破损的模具的夹区脱落物夹在后续模具的入口处，导致拉制线材的线材表面出现缺陷，在后续的钢线绞合过程中因扭转施加扭转应力时，增加了线材表面缺陷处的断线，导致生产恶化。
[0014]同时，韩国专利公开第1995
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0000929号公开了一种方法，其中在钢线表面依次镀覆铜、锌、(镍)和钴，并经历扩散处理，从而获得由Cu
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Zn
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(Ni)
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Co的三元或四元合金组成的镀层。但是，这种方法并未得到实际应用，因为后续镀覆工艺具有如下问题：由于金属元素的电离倾向不同，当浸入到镀液中以镀覆第三种元素例如Co时，先期镀覆后得到的Cu和Zn镀层会因置换反应而溶解。

技术实现思路

[0015]技术问题
[0016]本专利技术是为了解决现有技术中存在的上述问题而提出的，本专利技术的一个形态是提供一种橡胶增强用钢丝帘线，包括三元或四元合金镀层钢线，其中该钢线被构造为具有如下的浓度梯度，其中构成钢丝帘线镀层的第三元素例如Co相对集中在镀层的表面部分，从而尽可能地有助于增强与橡胶的粘附性，特别是，提高老化粘附性，显示出优异的拉丝可加工性，并最大限度地减少使用后丢弃轮胎产品时发生的环境问题。
[0017]本专利技术的另一形态在于提供一种制造橡胶增强用钢丝帘线的方法，其中镀层中的第三元素从镀层表面开始具有浓度梯度，应用了顺序镀覆，在热扩散过程中的频率调节，以及由各个元素之间的扩散速率差异引起的柯肯德尔(Kirkendall)效应。
[0018]技术方案
[0019]根据本专利技术的一个形态，提供了一种橡胶增强用钢丝帘线，包括至少一股经镀覆的钢线，其中该钢线包含Cu
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M
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Zn镀层(M为Co、Ni、Cr、Mo、Al、In或Sn中的一种或两种元素)
并且具有如下的浓度梯度，其中从表面到镀层1/4处区域中的M含量比与镀层整个区域的M含量比相比为40％或更高。
[0020]根据本专利技术的技术特征，用于钢丝帘线的经镀覆的钢线可以具有如下的浓度梯度，其中从表面到镀层1/2处区域中的M含量比与镀层整个区域的M含量比相比为20％或更高。
[0021]根据本专利技术的另一技术特征，当镀层的整个区域中的M含量比和钢线用经镀覆的钢线中从表面到镀层的1/4处区域中的M含量比由关系表达式表示时，趋势线的斜率可能为1.4或更大。
[0022]根据本专利技术的另一技术特征，当镀层的整个区域中的M含量比和钢线用经镀覆的钢线中从表面到镀层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种橡胶增强用钢丝帘线，包括至少一股经镀覆的钢线，其中该钢线包含Cu
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M
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Zn镀层(M为Co、Ni、Cr、Mo、Al、In或Sn中的一种或两种元素)并且具有如下的浓度梯度，其中从表面到镀层1/4处区域中的M含量比与镀层整个区域的M含量比相比为40％或更高。2.根据权利要求1所述的橡胶增强用钢丝帘线，其中该镀层具有如下的浓度梯度，其中从表面到镀层1/2处区域中的M含量比与镀层整个区域的M含量比相比为20％或更高。3.根据权利要求1所述的橡胶增强用钢丝帘线，其中M为Co。4.根据权利要求1所述的橡胶增强用钢丝帘线，其中该镀层中M的总含量为0.5～20wt％。5.根据权利要求4所述的橡胶增强用钢丝帘线，其中该镀层中除M外的Cu和Zn中Cu的比例为60～70wt％。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴平烈，金鸿基，李东佶，金相镐，
申请(专利权)人：高丽钢线株式会社，
类型：发明
国别省市：