Page 108 - 《橡塑技术与装备》2020年1期（1月上半月橡胶）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

2 开发高强度钢帘线注意事项 强度的方法主要有三种 ：（1）在拉丝前焙炖赋予钢丝
2.1 高强度帘线钢的性能要求 高拉伸强度 ；（2）增加拉丝过程中的压缩率 ；（3）强
钢帘线是通过将一根高碳钢盘条拉拔至一根细直 化拉丝过程中加工硬化。通过适当地组合这些强化机
径钢丝，经焙炖，再拉至直径为 0.15~0.39 mm 的高 制，可以获得高强度的钢丝。此外，高强度钢丝也可
强度超细钢丝，然后将钢丝捻制成绳（见图 3）而制成。 以通过增加碳含量和添加铬来实现。
抗拉强度是钢帘线的主要性能要求。高碳钢丝获得高 在这些强化机制中，拉丝过程中的加工硬化是实

图 3 钢帘线制造流程

现钢帘线等超细钢丝高抗拉强度的关键。超细高强度
钢丝强度是通过湿拉过程形成的加工硬化而获得的，
其断面压缩率可达 97% 或更高的水平。这种加工硬化
足以分摊 65% 的总抗拉强度。即为实现钢帘线高强度，
加工硬化是必不可少的一步。此外，在湿拉后最终捻
制和合股过程中，较大的捻制应力和弯曲应力作用在
钢丝上。另外在第一次干拉中，为了保证焙炖所需细
直径钢丝的拉拔，要求钢丝具有较高的拉拔能力。因
此，承受这种制造工艺的塑性是钢帘线钢的基本要求。
塑性指标为 ：拉伸试验中断面压缩率和扭转试验中纵
向裂纹（分层）的产生。
2.2 高强度钢丝碳含量与塑性的关系
图 4 显示了碳含量和可拉拔性之间的关系，其中 图 4 钢丝极限拉拔与碳含量的关系
可拉拔性根据拉伸试验中的断面压缩率（等于或高于
是其中原因之一。细直径钢丝的应变时效降低，是因
35%）和钢丝扭转试验中断裂时达到的扭转转数（高
为细直径钢丝的表层组织与中心区组织的差异很小，
于 25）来判断的。随着碳含量的增加，拉伸性能下降，
由于拉丝工艺的不同（细直径钢丝采用湿拉丝，粗直
这意味着拉伸性能会下降到一个较低的值。当拉拔性
径钢丝采用干拉丝），加工诱发的发热量和放热率也不
能下降时，干拉钢丝不可能拉拔到钢丝所需直径。因
同。这意味着在钢帘线的生产过程中，干拉和湿拉过
此，需要间歇性的焙炖处理，从而导致生产力下降。
程中的塑性劣化和组织转变行为是不同的。因此，为
此外由于湿拉时拉伸应变不足，高强度钢丝的拉伸强
了获得高强度的钢帘线，必须弄清干拉（第一次拉丝）
度出现缺陷和 / 或在加捻过程中钢丝断裂成为人们关
和湿拉（最后一次拉丝）的力学性能和显微组织的转
注的问题。
变行为，并在各自的拉拔过程中提高延展性。
2.3 高强钢丝直径与塑性的关系
高强度钢丝的延展性也取决于钢丝的直径。图 5
3 拉丝过程中力学性能和组织转变行为
显示了不同直径的钢丝被拉拔时，拉伸强度和断面压
3.1 珠光体钢的组织因素与力学性能
缩率的转变行为。当钢丝直径变小时，断面压缩点的
钢帘线用钢是具有珠光体组织的高碳钢。如图 6
拉拔应变开始恶化。扭转试验中分层的产生也表现出
所示，珠光体钢具有层状硬渗碳体层和软铁素体层的
类似的趋势。据报道，随着钢丝初始直径的增大，分
显微组织，由珠光体块组成，其中铁素体晶向相同。
层是在较小的拉伸应变下发生的，这就是所谓的尺寸
珠光体块由珠光体聚集体组成，其中渗碳体层的晶向
效应。虽然其机理尚未阐明，但细钢丝的低应变时效

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·52· 第 47 卷 第 期