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重卡胎体用钢帘线橡胶复合材料的制备和疲劳性能研究
| 论文题名： | 重卡胎体用钢帘线橡胶复合材料的制备和疲劳性能研究 |
| 关键词： | 重卡胎体钢帘线增强材料;橡胶复合材料;疲劳性能 |
| 摘要： | 本论文通过钢丝拉拔工艺和钢帘线捻制工艺的优化，钢丝镀层工艺的技术创新，首先制备了重卡胎体钢帘线增强材料；然后通过硫化工艺，优化工艺参数，制备了钢帘线橡胶复合材料，从而提升钢帘线橡胶复合材料的疲劳性能，提升重卡轮胎服役寿命及安全可靠性。研究结果表明： 钢帘线单丝强度和直径对复合材料的疲劳性能的研究结果表明，单丝强度提高，复合材料疲劳性能提高；单丝直径降低，复合材料疲劳性能提高。特别是，当内层单丝强度从3450Mpa提升到3815Mpa,外层单丝强度从3195Mpa提升到4135Map，且丝径从0.24/0.225mm变为0.22/0.20mm时，复合材料疲劳性能达到194336周次，较传统钢帘线增强复合材料提高了139%。 钢帘线和橡胶的渗透性能对复合材料的疲劳性能的研究结果表明，钢帘线和橡胶的渗透性越好，复合材料疲劳性能越好。特别是，当表征渗胶性能的透气率从98%降低至2%时，复合材料疲劳性能达到177497周次，较传统钢帘线增强复合材料提高了133%。 钢帘线外绕丝的捻距和捻向对复合材料的疲劳性能的研究结果表明，外绕丝的捻距越大，复合材料的疲劳性能越高；外绕丝的捻向与外层钢丝捻向越一致，复合材料的疲劳性能越高。特别是当捻距从3.5mm提到5mm,捻向由S捻变成Z捻时，复合材料疲劳性能达到185595周次，较传统钢帘线增强复合材料提高了76%。 钢帘线镀层铜含量和钴元素的添加对复合材料的疲劳性能的研究结果表明，镀层铜含量越低，钢帘线和橡胶的粘合力越好，复合材料疲劳性能也越好；黄铜镀层中含有一定量的钴元素，钢帘线和橡胶的老化粘合力可以得到提高，从而提升复合材料的老化疲劳性能。特别是镀层铜含量为67%，锌含量为29%，钴含量为4%时，复合材料在蒸汽老化下的粘合力达到800N，较传统复合材料提升了60%;复合材料在蒸汽老化下的疲劳性能达到28470周次，较传统复合材料提升了136%。 钢帘线和橡胶的硫化工艺对复合材料的粘合性能的研究结果表明，硫化温度太高或太低，硫化时间太短或太长，都会影响复合材料的粘合性能，从而影响复合材料的疲劳性能，温度在150℃,时间在30min时，复合材料的粘合力达到最高的803N，附胶率也达到最大的90%。 |
| 作者： | 张国强 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 张松利;张爱军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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