热扩散镀黄铜钢帘线与橡胶粘合力的研究
不同镀层钢丝帘线粘合力在相应粘合体系中的测试、表征和分析
100
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CuxSᄰࠪใऎ
胶料配方见表2。
表1 不同种类镀层成分的质量分数
成 分
铜 锌 钴
低铜 0. 635 0. 365
0
高铜 0. 670 0. 330
0
超高铜 0. 700 0. 300
0
三相合金 0. 670 0. 290 0. 04
表2 胶料配方 份
组 分
含钴配方
无钴配方
天然橡胶（TSR10）
第2期
马海俊等．不同镀层钢丝帘线粘合力在相应粘合体系中的测试、表征和分析
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不同镀层钢丝帘线粘合力在相应粘合体系中的 测试、表征和分析
马海俊1，2，王宝星2，刘 磊1
[1. 上海交通大学 材料学院，上海 200240；2. 贝卡尔特（中国）技术研发有限公司，江苏 江阴 214434]
摘 要 ：对 比 研 究 三 相 合 金 镀 层 钢 丝 帘 线 与 无 钴 胶 料 的 粘 合 性 能 以 及 黄 铜 镀 层 钢 丝 帘 线 与 含 钴 胶 料 的 粘 合 性 能 。 结 果表明：在初始和蒸汽老化条件下，黄铜镀层钢丝帘线与胶料的粘合力随着铜含量的增大而下降；三相合金镀层中的钴 可以抑制老化过程中脱锌的速度，因此蒸汽老化后，其粘合性能保持率高于黄铜镀层钢丝帘线。
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表ห้องสมุดไป่ตู้ 两种胶料的物理性能对比
钢丝帘线与橡胶的粘合(二)——橡胶与镀铜钢丝之间产生粘合的机理
摘要：橡胶与镀铜钢丝的粘合受界面层的化学成分和厚度影响。
已经研究了在粘合阶段无机化合物对由Cu x S、ZnS和ZnO形成的界面的影响。
黄铜与硫黄反应会形成Cu x S，Cu x S是高度非化学计量的化合物。
x值可以在1.0～2.0之间改变，会从Cu1.8～Cu1.93-1.97演变成全非化学计量的Cu2S。
由于Cu2S不能形成给体-受体键，所以Cu2S基本上是非键合。
虽然必须预先需要少量的Cu2S，但过多的这种化合物会对粘合不利，因为厚的薄膜会变脆，与铜物质没有粘合力。
关键词：无机化合物；Cu x S；ZnS；ZnO；非化学计量硫化铜；X射线光电子光谱法；同步加速器；俄歇电子能谱仪1 前言本文拟研究橡胶与镀铜钢丝的粘合机理。
可以认为产生粘合可大致分为两点。
如果进行粘合界面分析，则黄铜与橡胶之间的界面结构如下：聚合物/Cu x S/ZnS/ZnO/黄铜x=1～2因此，粘结有两种形式：（1）聚合物与Cu x S 结合；（2）Cu x S/ZnS/ZnO的凝聚力。
通常认为：（1）为化学结合；（2）为物理结合。
2 聚合物与Cu x S结合的机理目前，尚未清楚粘结层聚合物/Cu x S在聚合物与Cu x S之间产生粘结是一次结合还是二次结合。
Beecher和Persoone提出具有一次结合Cu-S-NR （天然橡胶）。
图1为图示由Persoone提出的天然橡胶与黄铜的反应层。
他用俄歇电子能谱仪检测出了-C-S-键，提出有一次结合存在。
另外，作为一次结合的其它说明，目前有许多研究结果，认为粘结层聚合物/Cu x S中Cu x S的x是取1～2中间值的非化学计量化合物，该化合物与聚合物的端基结合。
关于硫化铜的非化学计量化合物与聚合物结合的理由，Fulton认为，是由于在硫化过程中黄铜表面与活性硫黄接触，橡胶在充分硫化之前与形成的非化学计量硫化铜层牢固地结合的缘故。
关于Cu x S的x，多数研究者认为其主要成分为1.8，即Cu1.8S化合物。
镀黄铜钢丝帘线与胶料粘合应注意的基本问题
胎面吸附翻转取出长度变动范围 1m m释放胎面位置精度 1m m动作周期 12s 收取辊架上胎面线速度45m s-1收取胎面百叶车宽度900m m高度1360m m长度4260m m扇页打开角度58单层摆放胎面数2~3条动力源压缩空气(0.7M Pa);三相380V50H z交流电该装置具有如下特点:(1)所有执行机构均采用气动元件,特别适用于往复动作,动作快速、平稳、可靠,动作周期短,可以满足生产线的速度要求;(2)真空吸盘连接在同一真空发生器上,布置均匀、数量适当,因此真空度一致,胎面在翻转、移动过程中受力均匀,不会产生变形,保证了胎面质量;(3)降低工人的劳动强度;(4)采用PLC和伺服控制单元组成本机控制核心,同时采用触摸屏作为人机界面,用户可在触摸屏上设定相关工艺参数。
例如,百叶车层数、层宽、单层放置胎面数和首次放置胎面的位置等,同时在触摸屏上可显示存储设备工作状态及有可能产生的故障信息,用户使用和维修方便。
(桂林橡胶机械厂 杨 瑞供稿)镀黄铜钢丝帘线与胶料粘合应注意的基本问题中图分类号:T Q330 6+8 文献标识码:D美国 橡胶世界 2002年225卷5期26页报道:自从20世纪70年代初钢丝带束层子午线轮胎在美国出现以来,从未忽视过橡胶与钢丝帘线粘合的重要性。
经过大量实验室和轮胎实际使用试验,找到了与子午线轮胎中钢丝有良好粘合性能的胶料。
钢丝帘线的粘合机理也慢慢变得越来越明朗。
许多年前已经众所周知,硫黄可增进NR与黄铜的粘合,同时也用作橡胶的硫化剂。
但是,在某些条件下这种粘合有时会不均匀和容易失去。
引起这种粘合强度下降的确切机理尚不得而知。
在对包埋于胶料中镀黄铜钢丝帘线破坏试样的检验中,不时可以看到具有黄铜或钢丝色彩的裸钢丝帘线。
从该帘线撕下的胶料破坏面上呈现一层发光的多彩膜,表明该膜具有不同的厚度。
对膜的分析证实,硫黄和铜参与了粘合反应过程。
这层膜基本上是铜的硫化物。
这种硫化铜与下面的镀黄铜钢丝帘线形成了一种脆弱的键,对获得良好的粘合产生了不利影响。
钢丝帘线与橡胶的粘合(三)——镀黄铜钢丝帘线与橡胶的粘合界面老化
摘要：镀黄铜表面的锌浓度比黄铜的平均锌成分高。
黄铜的较高锌含量可以获得较理想的湿气老化后的粘合保持率。
在黄铜表面的氧化锌（ZnO）具有正效应。
黄铜表面的ZnO可以防止在湿气老化中形成过度松散粘合的产品。
在粘合过程中可促进界面形成ZnO的配方能保持高的粘合水平。
少量硫化促进剂或采用低的促进剂与硫黄配比可以在界面形成ZnO。
但是，ZnO的含量也会随湿气老化时间的延长而增加。
似乎这种ZnO 在湿气老化后于脱锌过程中会形成差的粘合层。
关键词：湿气老化；X射线衍射；脱锌；六甲醚化密胺；切线入射X射线衍射；分角光发射光谱学1 前言上一篇论文研究了在形成粘合时是如何构成反应层的。
在这种情况下必须兼顾粘结和粘合层的强度。
经验证明，在形成粘合时主要是在反应层Cu x S/ZnS/ZnO中产生Cu x S-聚合物结合，但在产生破坏时往往是ZnS/ZnO层，特别是ZnO层受到破坏。
如果该结合层变厚，则反应层的内聚力下降，造成粘合层破坏。
本论文拟对形成的粘结层由于老化而导致的粘合强度下降进行论述。
2 粘合老化研究为了保证提高轮胎的寿命，有必要提高轮胎的耐老化（耐热老化、耐湿气老化）性能。
因此，必须在初期粘合时就着手解决老化问题（湿气老化）。
要解决这个问题，必须确保采用比粘合初期所需的最佳黄铜的Cu%更少的Cu%。
通过在初期粘合采用更低的Cu%可以确保镀铜钢丝与橡胶的耐湿气老化粘合性能。
2..1 配合剂的作用2.1.1 配合剂硬脂酸、氧化锌与粘合界面的反应性关于钢丝帘线的镀黄铜表面，图1为图示由Ishikawa试验获得的向钢丝帘线（原料帘线，未经使用）表面反射的X射线折射图。
用这种方法可以检测黄铜的表面。
在黄铜的表面可以看到ZnO 花纹，通常可以确定黄铜表面富含Zn，其最外层表面为ZnO（图2）。
这就是可以抑制Cu与S的过度反应，提高粘合性的ZnO。
它具有与原料ZnO （氧化锌）一样的花纹。
如果具有低的Cu%，则ZnO增加，可以防止硫黄的过度反应。
全钢胎用钢帘线及橡胶粘合性能概况
全钢胎用钢帘线及橡胶粘合性能概况钢帘线是随着子午线轮胎(简称子午胎)的发展而发展的，而子午线轮胎又是汽车工业和高速公路飞速发展的伴生物。
传统的斜交胎(conventional bias tyre)是用纤维作为骨架材料的，而新型的钢丝子午线轮胎(radial tyre)则可分为全钢子午胎和半钢子午胎，前者的带束层和胎体全部选用钢帘线为骨架材料，后者的带束层用钢帘线、胎体用纤维为骨架材料。
轿车、轻型载重子午胎一般采用半钢结构，载重子午胎采用全钢结构。
纤维材料先后用过棉帘线、玻璃丝帘线、人造丝帘线、聚酯帘线和尼龙帘线。
前两种已不用或很少用，目前用的是后三种。
西欧以人造丝帘线为主，部分使用聚酯帘线；美国基本上使用聚酯帘线，推广尺寸稳定型聚酯(DSP)；日本主要使用聚酯帘线(DSP的比例较大)，部分超高速轿车使用从西欧进口的人造丝帘线；意大利皮列里(Pirelli)公司使用尼龙66帘线。
钢帘线具有许多优异的力学性能，它与尼龙帘线相比，强度为4：1；耐疲劳性能为420：10；耐冲击性能为330：20。
世界各国广泛使用钢帘线作为汽车轮胎的增强材料，并大量用于运输带、齿形带、高压胶管、自动楼梯扶手等橡胶制品。
钢帘线作为轮胎和其它橡胶制品的增强材料，较之棉纺纤维、聚酯纤维、尼龙丝、粘胶丝等织物具有显著的优点，主要是：1．钢帘线的强度高，是尼龙帘线的4倍，人造丝帘线的6倍。
而且，钢丝抗拉强度的热稳定性好，当达到轮胎正常运转温度(约120℃)时，钢丝能保持原强度的95％左右，尼龙及人造丝分别是85％和70％。
并且，钢帘线是唯一具有明确疲劳极限的骨架材料。
2．钢帘线具有比其它纤维织物好得多的热传导率。
由于它的导热性能好，因此用它作为骨架材料的轮胎或胶带在高速运转时所产生的热量，通过钢帘线的传导，较易散发。
3．钢帘线具有比其它纤维织物高得多的动态弹性率，耐冲击性能好；而且拉伸蠕变小，尺寸稳定。
4．钢帘线柔软，用它作为增强材料的轮胎乘坐舒适，用它作为增强材料的运输带可在很小直径的滚轮上运转。
橡胶与黄铜气门嘴粘合常见质量问题_原因分析及解决措施_何茵
摘 要：橡胶与黄铜气门嘴的粘合是一种表面反应，因此可以从粘合剥离面的生成物性状和颜色判断出粘合反应的生成产物，从而了解在橡胶与黄铜粘合过程中发生了什么样的物理化学变化。
本文通过对橡胶与黄铜粘合反应的生成物和影响粘合的反应现象的研究，对影响橡胶与黄铜气门嘴粘合质量问题及产生原因进行了分析，提出了具体的解决措施。
关键词：粘合；合金；锌当量；金属互化物合金；金属钝化；失锌反应内胎气门嘴的功能是给内胎充放气，并维持内胎充气后的密封，使轮胎在各种不同使用条件下，能保持所需的充气压力。
内胎气门嘴生产使用的材质大多是黄铜合金，因此橡胶与黄铜之间粘合程度的好坏至关重要，直接影响到内胎的使用质量。
内胎气门嘴的生产需经过金属气门嘴表面预处理及包胶硫化两个主要的生产工序。
期间由于配方设计、工艺波动、操作技能等因素的影响，橡胶与黄铜气门嘴之间粘合反应的进程很容易产生偏离，发生歧化，导致生成其它的化学产物，直接影响到粘合效果。
橡胶与黄铜气门嘴的粘合是一种表面反应。
通过观察橡胶与黄铜粘合剥离面上反应生成物的性状和颜色，大致可以判断出粘合反应的生成物。
了解在粘合过程中发生了什么样的物理化学反应？橡胶与黄铜的粘合反应又发生了怎样的歧化？具体在哪个生产环节中出现了问题？即可以采取相应的解决措施，纠正橡胶与黄铜粘合反应进行的方向，以保证橡胶与黄铜气门嘴粘合反应的顺利进行。
本文对在内胎黄铜气门嘴的表面预处理及包胶硫化的生产过程中出现的影响粘合的现象进行了分析研究，并提出了解决影响粘合问题的措施。
1 黄铜气门嘴的金属表面预处理金属表面预处理清除了黄铜表面的油污和氧化膜，使黄铜呈露出新鲜的表面，并适当改变了黄铜表面的结构和极性，以便于黄铜与橡胶更好地粘合。
因此，金属表面预处理的好坏直接决定了黄铜与橡胶之间的粘结强度。
金属表面预处理后的黄铜气门嘴正常的色泽应是带有金属光泽的闪亮金黄色。
而在日常生产中，表面预处理后的黄铜气门嘴经常会出现异常的颜色。
胎圈钢丝镀层状况对橡胶粘合力的探讨
胎圈钢丝镀层状况对橡胶粘合力的探讨宁方峰山东经纬钢帘线科技有限公司43中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGY模具内部粗糙度，以及工艺模链的设计等，不同形态的表面组织对粘合力的影响也不相同。
对于胎圈钢丝的粗糙度对粘合力的影响，众多同行有着一致看法，即光面钢丝未损伤的状况下，钢丝的粗糙度对提高橡胶的粘合力有益。
而一旦表面有损伤，粘合力的变化比较明显。
对不同的钢丝表面状况，使用国外比较先进的三维形貌检测仪进行粗糙度分析，得出表面粗糙度Sa 和Ra 值。
正常钢丝粗糙度见图1，不同损伤钢丝粗糙度见图2。
不同钢丝表面粗糙度汇总见表1。
从表1数据可以看出，有损伤的钢丝的表面粗糙度和截面粗糙度，均偏高于正常钢丝。
所以，与正常钢丝相比，粗糙度偏高表明钢丝表面有损伤。
将这些钢丝采用相同的化镀工艺同时进行化镀，再次进行粗糙度和粘合力的检测，得出与橡胶粘合力的数据。
成品钢丝与橡胶粘合力对比（表面粗糙度Sa ）见图3，成品钢丝与橡胶粘合力对比（截面粗糙度Ra ）见图4，无损伤光面钢丝不同粗糙度与橡胶粘合力对比（Sa ）见图5。
从图3和图4两张曲线图中可以看出，表面粗糙度Sa 值的变化对粘合力影响较为明显，截面粗糙度Ra 的变化对粘合力影响较小。
所以经过对比后，使用表面粗糙度Sa 值进行量化，以分析对粘合力的影响。
经过化镀后，钢丝的粗糙度较光面钢丝，不管在表面还是横截面均有所下降。
这是因为经过化镀后，有些凹点有铜进行了填补，属于正常变化。
但是，光面钢丝损伤后，镀层与钢基结合的牢固程度不如正常的钢丝，这也是粘合力下降的原因。
所以，对于钢丝的拉拔来讲，表面质量的好坏直接决定成品钢丝的性能。
表面型貌三维型貌正图1 正常钢丝粗糙度损伤点1损伤点2损伤点3损伤点4损伤点5损伤点6损伤点7损伤点8图2 不同损伤钢丝粗糙度44应用技术APPLIED TECHNOLOGY注：S 表面算数最高点，表面算数最低点，表面粗糙度参数，截面算数最高点，截面算数最低点，Ra—截面粗糙度参数。
轮胎钢丝帘线与橡胶粘合的最新进展(一)
另 一 方 面 ，人 们 一 直 认 为 钴 是 阻 止 黄 铜 腐蚀 形成的有效防止剂 。Ｃｈａｎｄｒａ等人发表 了 几 篇 有 关 各 种 形 式 的钴 盐 和其 他 金 属 盐 的影 响 的论 文 。他 们 的 首 篇 论 文 探 讨 了含 不 同 量 硬 脂 酸 钴 的胶 料 的加 工 性 能 （流 变 行 为 ）。 随 着 增 粘 剂 用 量 的增 大 ，胶 料 黏 度 下 降 。 之 后 ，他 们 又 用 标 准 贴 合 胶 料 在 各 种 苛 刻 环 境 条 件 下 比较 了硼 酰 化 钻 、硼 酰 化镍 和 硼 酰 化 锌 。所有 防腐剂都提 高了胶 料的交联密度 、 橡 胶 模 量 ，提 高 了粘 合 性 能 （抽 出 力 ）。但 是 ，与其他金属相 比 ，钴盐使粘合 能 的增 幅 更 大 。 防腐 剂 的 性 能 还 受 金 属 从 阴 离 子 上 脱 离 的难 易 程 度 的 影 响 。钴 对 界 面薄 膜 的 改 性 程度高 于其他 金属。总体结论是 ，钴盐 优于 其 他 金 属 盐 。 随后 对 几 种 钴 盐 进 行 了 比较 。 结 果 发 现 ， 硼 酰 化 钴 优 于 许 多 其 他 常 用 钴 盐 ，而 硬 脂 酸 钴 效 果 较 差 。根 据 增 粘 剂 的热 和 化 学 稳 定 性 对 这 些 结 果 进 行 了解 释 。钴 离 子 而 非 钴 盐 是 增 粘 剂 。增 粘 剂应 当 在 硫 化 的 初始 阶段 释放 ｝Ｈ钻离子 。剩余 的阴离子最好 也 应 当 具 有 防 腐 性 能 ， 自身 不 能 产 生 腐 蚀 。 硼 酰化 物 最符 合这 些要 求 。 图 １示 出 了Ｃｈａｎｄｒａ 等 人 获取 的帘 线从 含及 不 含钴 盐 的胶 料ＴＣＡＴ 试样 中抽 出后 的次级 电子 图像 。图 ｌａ（帘线 与 不 含 钴 盐 的 对 比胶 料 硫 化 粘 合 ）显 示 出 混 合 破 坏 模 式 ，大 多 是 橡 胶 破 坏 ，但 也 存 在 一 些 界 面 破 坏 ，留下 裸 露 的轮 胎 帘 线 。加 入 硼 酰 化 钴后 则 １００％是 内聚 破 坏 ，见 图 １（ｂ）。但 是 ，硬 脂 酸 阴离 子 具 有腐 蚀 性 。 从 图 １（ｂ） 上 观 察 到 的 内 聚破 坏 ，不 只 是 由于 钴 盐 提 高 了 橡 胶 和 黄 铜 之 间 的粘 合 ，同 时 也 是 由于 钴 盐 致 使 橡 胶 性 能 下 降 了 。有 人 进 一 步 研 究 了 盐 的 组 成 的影 响 ，研 究 了 盐 的 类 型 及 其 用 量 对 硫 化 动 力 学 的影 响 。研 究 发 现 加 入 增 粘 剂 后 ，加 快 了硫 化 反 应 的速 率 ，提 高 了硫 化 程 度 和 硫 化 反应 的 活 化 能 。 阴离 子 决 定 着 金 属 化合物 的稳定性 （如前所述 ）。但是 ，阴离 子也 可 能直 接参 与 了硫 化反 应 。
镀层对钢丝帘线与橡胶粘合性能的影响
镀层对钢丝帘线与橡胶粘合性能的影响罗之祥1,魏 丽1,陈建龙2(1.北京橡胶工业研究设计院,北京 100039;2.贝卡尔特中国技术中心,江苏江阴 214434)摘要:研究高铜镀层(铜质量分数为0.670)和低铜镀层(铜质量分数为0.635)钢丝帘线与橡胶的粘合性能。
结果表明,高铜镀层钢丝帘线与橡胶的初始粘合性能较好,但其老化后粘合性能下降明显;只要胶料配方合理,低铜镀层钢丝帘线与橡胶的初始粘合性能可接近高铜镀层钢丝帘线,而其老化后粘合性能明显优于高铜镀层钢丝帘线。
关键词:钢丝帘线;镀层;橡胶;粘合性能中图分类号:T Q330.38+9 文献标识码:B 文章编号:100628171(2007)0720387207作者简介:罗之祥(19562),男,四川巴中人,北京橡胶工业研究设计院高级工程师,从事钢丝骨架材料性能研究和产品开发工作。
随着轮胎工业的发展,子午线轮胎的比例越来越高。
由于钢丝帘线所具有的优异性能和性价比方面的优势,其已成为子午线轮胎的重要骨架材料。
所有子午线轮胎的带束层都要用钢丝帘线做骨架材料,特别是在全钢载重子午线轮胎中,骨架材料全部为钢丝帘线。
钢丝帘线表面都镀有黄铜,一方面有利于钢丝帘线与橡胶的粘合;另一方面也有利于钢丝的拉拔,以获得较小的单丝直径。
长期以来,我国全钢子午线轮胎使用的钢丝帘线以高铜镀层(铜质量分数为0.670)为主。
这一方面是由于我国在发展全钢子午线轮胎初期引进的倍耐力技术要求使用高铜镀层钢丝帘线;另一方面是由于高铜镀层钢丝帘线与橡胶具有很好的初始粘合性能。
从近20年北京橡胶工业研究设计院对国外轮胎剖析的结果发现,国外轮胎公司在使用钢丝帘线方面已从高铜镀层向低铜镀层转变,这主要是由于低铜镀层具有很好的耐老化性能,在轮胎使用后期仍能够保持优异的粘合性能。
而高铜镀层虽然与橡胶的初始粘合性能很好,但耐老化性能较差,由于轮胎长期连续使用,且温度较高,因此轮胎使用后期性能下降较快。
橡胶与镀铜钢丝帘线的粘合及降解机理
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橡胶与镀铜钢丝帘线的粘合及 降解机理
• 由于钢丝帘线与橡胶的力学性能相差极大， 钢丝帘线与橡胶的粘合问题一直是影响子午 线轮胎质量的主要因素之一，虽然橡胶能以 各种方式与钢丝进行粘合，但目前轮胎行业 主要采用的是镀黄铜钢丝. • 橡胶与黄铜粘合形成与降解机理相当复杂， 它与许多因素有关，其中包括帘线因素，胶 料因素以及粘合胶料的混合工艺。帘线因素 包括钢丝的类型及黄铜镀层的组分、厚度和 其表面活性；胶料因素则更为复杂，包括粘 合体系、硫化体系、胶种、碳黑、氧化锌以 及硬脂酸等等因素，概括的说，凡是对硫化 过程有影响的助剂，均对橡胶-黄铜的粘合 起作用
钢丝帘线结构
• 帘线结构对粘合的影响集中体现在不同帘 线的渗胶能力不同。
配方设计
• 1.胶料及碳黑：胶料主要以100% NR 为主流,碳黑对于粘 合反应影响很小,但对于粘合降解有影响,一般采用N326 N330 • 2.硫化体系：如次磺酰胺类促进剂，具有最高的粘合水平。 因为焦烧时间长，硫化过程中胶料的流动充分，有利于和 帘线表面充分接触并向帘线间隙渗透，因此其粘合性提高。 研究发现，湿度对橡胶与黄铜的粘合影响较大；不同促进 剂对水分的敏感性也不同。试验结果表明，促进剂DZ和 NOBS是较好的品种。 硬脂酸与ZnO生成硬脂酸锌盐可以 活化促进剂与黄铜的反应，但用量不宜过大，否则会在粘 合界面形成过多的ZNS，使粘合水平大大下降。硬脂酸对 氧化锌、黄铜与硫黄反应速率有显著影响，并进而影响镀 铜钢丝和橡胶的粘合，因而其用量一般不超过2质量份
橡胶-黄铜粘合的本质
• 通过XPS(X射线光电子能谱）分析发现不管是钴 盐粘合体系还是间甲白粘合体系，锌大部分以 ZNS形式存在，少量以ZNO形式存在；铜则以金 属态和硫化态存在，同时发现硫化态的铜的结合 能低于金属铜，说明它不是非化学计量的硫化铜 -CuxS（X为1.80~1.97）； • 总之橡胶与黄铜粘合反应所形成的界面膜组分为 CuxS，ZNS和ZNO，而CuxS最接近橡胶
天然橡胶与镀铜钢丝帘线粘接机理的研究进展
天然橡胶与镀铜钢丝帘线粘接机理的研究进展
胡嘉文;陈慧;张宏泽;李雪玉;王重
【期刊名称】《弹性体》
【年(卷),期】2015(025)001
【摘要】对近年来天然橡胶与表面镀铜金属粘接机理的研究进行了综述.重点综述了硫化温度、加入胶料中的各种配合剂及金属表面镀层对粘接力的贡献,并对镀铜金属与橡胶之间粘接层在湿、热等外界条件中随老化时间的增加而被破坏,致使粘接力下降的原因进行了阐述.
【总页数】6页(P85-90)
【作者】胡嘉文;陈慧;张宏泽;李雪玉;王重
【作者单位】沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142
【正文语种】中文
【中图分类】TQ332
【相关文献】
1.钴、镍含水硅酸盐对橡胶-镀铜钢丝帘线体系增粘作用的研究 [J], 江畹兰
2.钢丝帘线镀铜层参数对钢丝帘线与橡胶粘合的影响 [J], 江畹兰
3.镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方的研究 [J], 张丽华;高秀玲;顾宝金;曲成东;
佟百川
4.天然橡胶与镀铜钢丝帘线粘合研究——不同化学结构的钴化物对天然橡胶与镀铜钢丝帘线粘合的影响 [J], 袁荣华
5.钢丝帘线与橡胶的粘合(二)——橡胶与镀铜钢丝之间产生粘合的机理 [J], 文涛(编译);石川泰弘;
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用分析技术解析黄铜镀层和橡胶的粘接界面
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热扩散法电镀黄铜珠光体钢丝湿式拉拔断丝研究
钱庆生
（江苏兴达钢帘线股份有限公司技术中心，江苏 兴化 225721）
摘要：为找出电镀黄铜钢丝湿拉发生颈缩断丝的原因，通过扫描电镜、能谱仪以及 X 射线衍射仪分析了湿式拉拔正常和异常的钢 丝的微观组织和镀层物相，并用拉伸试验机检测了其力学性能。结果发现，2 种镀黄铜钢丝的微观组织均为伪共析珠光体，未发现 异常的先共析铁素体和球化渗碳体， 二者力学性能也无明显差异。 湿拉异常的镀黄铜钢丝的镀层中， β−黄铜相的质量分数高达 24%， 是湿拉正常钢丝的 6 倍。当镀黄铜钢丝的微观组织和力学性能良好时，镀层中过多的硬脆 β−黄铜相是导致湿拉出现颈缩状断口的 重要原因。通过在规定温度下对异常钢丝镀层重新做热扩散处理，可使湿拉断丝率从 5.0 次/t 下降至 0.1 次/t。 关键词：钢丝；电镀；黄铜；热扩散；湿拉；微观组织；颈缩状断口 中图分类号：TG113; TG355 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2015) 07 – 0404 – 05
收稿日期：2014–10–27 修回日期：2014––12–24
作者简介：钱庆生（1986–），男，江苏泰州人，硕士，工程师，主要从事帘线钢热处理、帘线钢塑性变形等方面的研究，发表论文 7 篇。 作者联系方式：(E-mail) qian116@。
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热扩散法电镀黄铜珠光体钢丝湿式拉拔断丝研究 派登处理─电镀铜─电镀锌─热扩散─ 1.70 mm 镀黄铜钢丝─湿拉─ 0.30 mm 单丝。 采用蔡司 EVO18 型扫描电镜(SEM)及附带的 Oxford 能谱仪(EDAX)观察 2 种镀黄铜珠光体钢丝的微观组 织、镀层成分以及断口形貌。用日本理学 Miniflex 型 X 射线衍射仪(XRD)分析镀层的物相及其质量分数。采用 美斯特 CMT4204 型拉伸试验机测试抗拉强度，采用 23JC 型光学投影仪检测断面收缩率。
镀黄铜钢丝帘线与胶料粘合应注意的基本问题
层发 光 的多彩 膜 ， 明该 膜 具有 不 同的厚 度 。 表
对 膜 的 分 析 证 实 ， 黄 和 铜 参 与 了粘 合 反 应 过 程 。 硫 这 层 膜 基 本 上 是 铜 的硫 化 物 。 这 种 硫 化 铜 与 下 面
扇 页 打 开 角度 单 层 摆 放 胎 面 数 动 力 源
催化硫化铜反应 。 （ ） 浓 度 １水
（ ） 空 吸 盘 连 接 在 同一 真 空 发 生 器 上 ， 置 ２真 布
均 匀 、 量适 当， 数 因此 真 空 度 一 致 ， 面 在 翻 转 、 胎 移 动过 程 中受 力 均 匀 ， 会 产 生 变 形 ， 证 了胎 面 质 不 保
量；
于往 复 动 作 ， 作 快 速 、 稳 、 靠 ， 作 周 期 短 ， 动 平 可 动 可 以 满 足 生 产线 的速 度 要 求 ；
混 合 化学 反 应 ， 一 键 是 比较 慢 的 共 价 型 反 应 ， 碳 硫
而 硫 一 键 是 快 速 离子 型 反 应 。 已证 明 ， 平 衡 这 铜 要 两 种 反 应速 度 以获 得 所 需 的 碳 一 一 键 是 一 难 以 硫 铜 应付 的挑 战 。 橡 胶 ／ 铜 界 面 上 存 在 的 配 料 和 催 黄 化剂 具 有 适 当 的 浓 度 极 为 重 要 ， 料 包 括 橡胶 、 配 硫 黄 和 铜 ， 催 化 剂 是 水 。 控 制 水 浓 度 是 关 键 ， 分 而 水
≤ １ ２Ｓ
４ ・ 一 ５ ｍ ｓ
收 取 辊 架 上 胎 面 线速 度
收 取 胎 面 百 叶车
宽 度 高 度 长 度
９ ｍ ００ ｍ １ ６０ ｍ ｍ ３ ４ ２６０ ｍ ｍ
５ ８。
裸 钢 丝 帘 线 。 从 该 帘线 撕 下 的 胶 料 破 坏 面 上 呈 现
影响钢帘线与橡胶粘合力的因素分析
为了防止缠满钢帘线的线轴相互摩擦或 碰撞 ,成品钢帘线包装时必须用中性防潮纸 、 瓦楞纸板或钙塑板隔离 ;为防潮还需放置一 定数量的干燥剂 。所有与产品接触的包装材 料必须是无任何污染的中性物体 ,使用前必
须充分干燥 ,否则 ,时间稍长即可导致锈蚀而 影响与橡胶的粘合力 。
钢帘线的中间在制品和未包装的成品的 存放场地 ,必须具备洁净的恒温恒湿条件 ,否 则 ,随着时间的推移 ,表面将发生氧化、锈蚀等 不良反应 ,而影响与橡胶的粘合力。无论何种 运输方式 ,必须采取防雨防潮措施 ,更要防止 包装物破损 。否则将会产生前述同样恶果 。
生产成品钢帘线的厂房和设备应该越洁 净越好 ,而不致于在生产过程中使钢帘线表 面吸附灰尘 、油污 、湿气及其它有害气体 ,而 影响与橡胶的粘合力 。 11413 操作因素
钢帘线生产过程中 ,单丝 、股绳和成品严 禁赤手接触或落地 。工艺技术规程规定 ,操 作人员 必 须 配 戴 干 净 且 干 燥 的 工 作 服 和 手 套 ,人手有汗渍或污物 ,一旦与产品接触 ,会 在短时间内使接触部位产生污染锈蚀 ,直接 影响与橡胶的粘合力 。 11414 包装与储存条件
此种结构规格较多 ,用途较为广泛 ,用量 较大 。一种捻制方式为多根单丝先合成股 , 再交互加捻成绳 ,丝与丝股之间成点接触状 态 ,其中 ,又有外绕和不外绕之分 ,如 7 ×4 、7 ×4 + 1 、3 + 6 、3 + 9 、3 + 9 + 1 、1 ×4 、1 ×5 、3 × 3 等 。另一种型式为多根单丝不合股 ,只分 同向和交互向规则排列 ,分层包捻成绳并加 外绕丝 。除外绕丝与整绳呈点接触状态外 , 绳内单丝大致呈线接触状态 。如 3 + 9 + 15 + 1 等 。规则型钢帘线的一个共同点是捻制 紧密 ,单丝排列呈规则型的圆断面 。因此 ,橡 胶只能包埋整绳的圆周表面 ,只有极少量的 胶料渗入到整绳的外层微缝中 ,难以渗透到 整绳的内部 。故作粘合力试验时 ,只是外绕 丝起增加粘合界面和横向阻力而提高粘合力 的作用 。其粘合力指标只占公称强力指标的 20 %～40 %左右 。上述结构主要用于全钢丝 载重子午胎胎体及带束层 ,部分用于轿车 、轻 卡子午胎带束层 。 11215 密集型
帘线及其与橡胶的粘合PPT课件
几例常用帘线结构
1 x 2 x0 .30mm
1 x 3 x .20mm + 6 x .35mm
3 + 9 + 15 x .22mm + 1 x .15mm
7 x 7 x .22mm
钢帘线产品类型
Lang氏捻钢丝帘线 (LL)
股线的捻向与帘线的捻向相同，是一种关闭式钢丝帘 线。高伸长钢丝帘线(HE)是一种变形的Lang氏捻钢丝帘线， 股线间呈松散状态且可相对移位。这种帘线适合较大的舒展， 当使用在子午胎的防护层上时能够有效保护，在岩石渗透区 能够降低冲击，适合做矿山轮胎。
在承重的环境下，芳纶低的伸长率将防止外层胎体受到伤害，因此， 把它放在内层保持压力。这降低了作为内层承受的力量，但是，严肃的 说，内层的早期损坏是由于芳纶恶劣的动态疲劳所致。
1.5 轮胎帘线的制造
纺丝
捻合
浸渍
包装
打卷
烘烤
轮胎帘线的制造 ——纺丝
单丝的生产过程是融化纺丝（尼龙和聚酯）和溶液纺丝（人造丝和 芳纶）
聚酯和芳纶的浸渍
对聚酯和芳纶的浸渍采用标准RFL是较不易反应的，必 须进行预处理以获得良好的黏着力。 普遍做法是使用一个多 级浸洗的过程。
帘线在一种易反应的化学制品的水溶液中首先被浸洗， 例如环氧化物，丙三醇或异氰酸盐等与少量润湿剂一起给定 附着量。 经过拉紧烘烤过程，帘线再用标准RFL进行最后的 烘烤和放松，然后进行浸洗，其中每一步的处理时间通常为 30-60秒。
轮胎上帘线使用的普遍评价 ——芳纶
芳纶是芳族聚酰胺，其最主要的是做承重材料。芳纶有非常高的强 度、高模量、和低的伸长率。
相对高昂的成本降低了它作为子午胎带束层上的应用。它被应用到 重量相对重要的场合，比如航空轮胎的带束层或者是高速轮胎的胎体上。 与钢丝帘线相比，芳纶更能在运输带上做多层骨架材料。但是，在胎体 的承重能力上，芳纶必须作为单层使用。
影响钢丝帘线与橡胶粘合性能的主要因素
影响钢丝帘线与橡胶粘合性能的主要因素张清珍(湖北钢丝厂,襄樊 441004) 摘要 分析了影响子午线轮胎用钢丝帘线与橡胶粘合性能的主要因素,其中包括钢丝帘线的镀层组分及厚度、结构、表面状态、操作、包装贮存条件以及子午线轮胎的结构和胶料配方设计及生产工艺等因素。
关键词 橡胶,钢丝帘线,粘合 子午线轮胎用钢丝帘线与橡胶的粘合是一个复杂的课题。
粘合性能的优劣对子午线材料、物理和化学等多学科的知识及各种研究分析手段的制约,因此不可能全面透彻地分析所有影响因素并提出相应的解决措施。
本文仅就影响钢丝帘线与橡胶粘合性能的主要因素,即钢丝帘线的镀层组分及厚度、结构、表面状态等特性以及钢丝子午线轮胎的胶料配方、结构设计及生产工艺等进行探讨。
1 钢丝帘线特性的影响111 钢丝帘线镀层组分及厚度的影响钢丝帘线镀层的组分及厚度是影响其与橡胶粘合性能的主要因素之一。
目前,一般采用铜、锌二元合金镀层,也有采用铜、锌、镍和铜、锌、钴等三元合金镀层,但后两种均尚未形成工业化生产。
轮胎的质量有着至关重要的影响。
改进和提高钢丝帘线与橡胶的粘合性能一直是子午线轮胎研究、设计、生产部门和钢丝帘线生产设计部门共同奋斗的目标。
由于钢丝帘线与橡胶的粘合涉及到金属 作者简介 张清珍,男,48岁。
工程师。
1969年毕业于山东化工学院中专部橡胶工艺专业。
主要从事轮胎里程试验、金属材料机械性能试验、金属制品工艺技术等方面的研究工作。
已发表论文近10篇。
镀层涂覆方式均为电镀法,以先镀铜、后镀锌、再进行热扩散的方法为主,也采用以氰化物为络合物的一步法。
在铜、锌二元合金镀层中,铜和锌的质量分数之比为(0161～0170)∶(0139～0130)。
一般分为低铜镀层[铜和锌的质量分数之比为(0161～0166)∶(0139～0134)]和普通含铜或高铜镀层[铜和锌的质量分数之比为(0165～0170)∶(0135～0130)]两种。
一般,镀层厚度为0112～0136μm ,大多在0115～0130μm 范围内。