通過連續(xù)冷卻熱處理輪胎的鋼增強元件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于熱處理輪胎的鋼增強元件(F)的方法，所述方法包括通過連續(xù)冷卻降低增強元件溫度的步驟：從奧氏體范圍的初始溫度經(jīng)過至少一個鋼轉(zhuǎn)變范圍至鐵素體?珠光體范圍的最終溫度，至少一個轉(zhuǎn)變范圍不同于貝氏體范圍。溫度降低步驟包括奧氏體微觀結(jié)構(gòu)至鐵素體?珠光體微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)。在降低步驟的過程中嚴格降低增強元件的溫度。在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)過程中，溫度降低的平均速度大于或等于30℃.s?1且小于或等于110℃.s?1。
【專利說明】
通過連續(xù)冷卻熱處理輪胎的鋼増強元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于熱處理輪胎的鋼增強元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知一種用于制造輪胎的鋼增強元件(例如鋼絲)的方法。
[0003]所述制造方法能夠從初始直徑在4.5和7.5mm之間的絲線(稱為線材)制造可以用于輪胎制造的絲線，特別是可以用于輪胎的增強簾布層的絲線，該絲線具有在0.08mm和0.50mm之間的直徑。
[0004]首先，例如在干燥環(huán)境下拉伸主要珠光體微觀結(jié)構(gòu)的線材，從而將其初始直徑減少至中間直徑(例如等于1.3mm)。在該拉伸步驟結(jié)束時，絲線的鋼具有包括數(shù)種混合相的微觀結(jié)構(gòu)。
[0005]接下來，將具有中間直徑的絲線進行熱處理從而改變鋼的微觀結(jié)構(gòu)。在這種情況下，鋼的主要珠光體微觀結(jié)構(gòu)得到再生。
[0006]在用金屬層涂布具有中間直徑的絲線之后，例如在潮濕環(huán)境下拉伸經(jīng)涂布的具有中間直徑的絲線，從而將其直徑減少至最終直徑(例如等于0.20mm)。
[0007]根據(jù)US 4 767 472已知一種用于熱處理具有中間直徑的絲線的方法，所述方法包括三個步驟并且通過熱處理設(shè)施進行。
[0008]在絲線的行進方向上，所述熱處理設(shè)施包括用于儲存未處理絲線的上游裝置(例如上游卷筒)、加熱設(shè)備、冷卻設(shè)備，和用于儲存經(jīng)處理絲線的下游裝置(例如下游卷筒)。
[0009]在第一步驟的過程中，將絲線的溫度增加至高于鋼的奧氏體溫度從而獲得主要奧氏體微觀結(jié)構(gòu)。出于此目的，所述設(shè)施包括用于加熱絲線的設(shè)備，所述設(shè)備包括燃氣爐。
[0010]然后，在燃氣爐下游進行的第二步驟中，在奧氏體穩(wěn)定范圍中降低絲線的溫度。出于此目的，所述設(shè)施包括冷卻設(shè)備，所述冷卻設(shè)備包括水浴。所述浴包括溫度高于80°C的基本上純的液體水，絲線經(jīng)過該液體水行進。
[0011]在所述浴下游進行的第三步驟中，在環(huán)境空氣或絕熱設(shè)備中使絲線的溫度降低。在該暴露于環(huán)境空氣的過程中，主要奧氏體微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕楣怏w微觀結(jié)構(gòu)，或者在浴中預(yù)啟動的該轉(zhuǎn)變通過經(jīng)過珠光體轉(zhuǎn)變范圍而繼續(xù)。
[0012]然而，US4 767 472的方法需要精確控制不同范圍內(nèi)的冷卻速率。
[0013]確實，需要非常精確地控制奧氏體范圍中的溫度降低的速率從而在相對精確的預(yù)定溫度下返回到轉(zhuǎn)變范圍。使用過高的降低速率，存在經(jīng)過馬氏體和/或貝氏體轉(zhuǎn)變范圍進行轉(zhuǎn)變的風險，這將導致相對較脆的絲線，因此絲線在隨后的拉伸步驟過程中不可用。使用過低的降低速率，存在獲得過大量的鐵素體的風險，這將導致絲線具有較低的機械性質(zhì)，特別是拉伸強度。
[0014]此外，特別地考慮到再輝，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)變范圍而無絲線溫度的較大變化。否則，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)非均勻性導致鋼的機械強度的損失和較差的可加工性，特別是鋼較低的加工硬化能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是更易于控制的更穩(wěn)健的方法。
[0016]出于此目的，本發(fā)明的一個主題是一種用于熱處理輪胎的鋼增強元件的方法，所述方法包括通過如下連續(xù)冷卻降低增強元件的溫度的步驟:
[0017]-從鋼的初始奧氏體穩(wěn)定范圍的初始溫度，
[0018]-至鋼的最終鐵素體-珠光體穩(wěn)定范圍的最終溫度，
[0019]-經(jīng)過鋼的至少一個轉(zhuǎn)變范圍，一個或多個轉(zhuǎn)變范圍不同于貝氏體范圍，
[0020]溫度降低步驟包括鋼的微觀結(jié)構(gòu)從奧氏體微觀結(jié)構(gòu)至鐵素體-珠光體微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，在降低步驟過程中嚴格降低增強元件的溫度，在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程中溫度降低的平均速率大于或等于30°C.s—1且小于或等于110°C.s-1。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的方法相對穩(wěn)健并易于控制。
[0022]確實，不同于在US4 767 472中描述的方法和現(xiàn)有技術(shù)中的一些熱處理方法(稱為等溫轉(zhuǎn)變方法(對于等溫熱處理縮寫為“TTI”))，其中鋼的轉(zhuǎn)變在基本上恒定的溫度下進行，根據(jù)本發(fā)明的方法包括連續(xù)冷卻(對于連續(xù)冷卻熱處理縮寫為“TTRC”)。這兩種類型的方法很容易被區(qū)分，特別是通過使用時間-溫度圖表來表示它們。TTI型方法使用TTT(時間-溫度-轉(zhuǎn)變)圖表并且在溫度降低步驟的過程中包括一次或多次速率的改變。TTRC型方法使用TRC(連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變)圖表并且在溫度降低步驟的過程中具有連續(xù)的速率。因此，在TTRC型方法的其它特征中，在鋼微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程中降低增強元件的溫度。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，一旦限定溫度降低的速率，則在溫度降低步驟的過程中鑒于其連續(xù)性而相對易于控制。
[0024]此外，不同于將非常大量的熱量供應(yīng)至增強元件從而在轉(zhuǎn)變的過程中使增強元件保持在基本恒定的溫度的TTI型方法，根據(jù)本發(fā)明的TTRC型方法能夠降低該方法的能量消耗。
[0025]在本說明書中，由表述“在a和b之間”表示的任何數(shù)值范圍代表從大于a至小于b的數(shù)值范圍(即排除了端值a和b )，而由表述“從a至b”表示的任何數(shù)值范圍代表從a開始直至b的數(shù)值范圍(即包括端值a和b)。
[0026]在一個實施方案中，在鋼微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程中，溫度降低的平均速率大于或等于400C.s—1，優(yōu)選大于或等于500C.s—1，更優(yōu)選大于或等于60°C.s—1，并且還更優(yōu)選大于或等于 70°C.s—、
[0027]使用過低的平均降低速率不能快速地進行鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。因此，獲得具有不期望機械性質(zhì)的鋼的風險達到最小化。
[0028]在一個實施方案中，在鋼微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程中，溫度降低的平均速率小于或等于100°C.s—S并且更優(yōu)選小于或等于90°C.s-1。
[0029]使用過高的降低速率的風險是導致鋼的淬火，這根據(jù)鋼的期望性質(zhì)是不期望的。
[0030]平均降低速率理解為意指在轉(zhuǎn)變前和轉(zhuǎn)變后的溫度之間的攝氏度差值與進行轉(zhuǎn)變所用的時間的比例。
[0031]因此，可以設(shè)想數(shù)個實施方案，在這些實施方案中平均降低速率在βΟΓ.?Γ1至900C.s-1、30 °C.s—1至 100 0C.s-1、30 °C.s—1 至 110 °C.s—1、40 °C.s—1 至90 °C.s-1、40 °C.s—1至 100 °C? s-1、40 °C.s—1 至 110 °C.s—1、50 °C.s—1 至90 °C.s-1、50 °C.s—1至 100 °C.s—1、50 °C.s—1至 110 °C.s-1、60 cC.s-1 至90 °C.s-1、60 cC.s-1至100 °C.s-1、60 Γ.s-1至 110 Γ.s-1、70 Γ.s-1 至90。。.s-1、70°C.s—1至 100°C.s一1 和70 °C.s—1至110°C.s—1的范圍內(nèi)。
[0032]在一個實施方案中，初始溫度大于或等于750°C，優(yōu)選大于或等于800°C，更優(yōu)選大于或等于850°C。
[0033]在一個實施方案中，最終溫度小于或等于650°C，優(yōu)選小于或等于550°C，更優(yōu)選小于或等于450°C。
[0034]因此，可以設(shè)想數(shù)個實施方案，在這些實施方案中初始溫度/最終溫度對為750°C/450°C、750°C/550°C、750°C/650°C、800°C/450°C、800°C/550°C、800°C/650°C、850°C/450°C ^ 850 °C/550 °C ^ 850 °C/650 °C。
[0035]在一個實施方案中，鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變在800 °C至400 °C，優(yōu)選750 °C至500 °C，更優(yōu)選650°C至550°C的溫度范圍內(nèi)進行。
[0036]有利地，在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程中，降低的溫度大于30°C，優(yōu)選大于50°C，更優(yōu)選大于75°C，并且還更優(yōu)選大于100°C。
[0037]表述“大于X°C”意指降低的溫度嚴格大于X°C的溫度范圍，因此不包括X°C的值。
[0038]鋼的微觀結(jié)構(gòu)為完全鐵素體、珠光體或這些微觀結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。
[0039]因此，鋼的微觀結(jié)構(gòu)沒有馬氏體和/或貝氏體。鐵素體-馬氏體微觀結(jié)構(gòu)導致在鐵素體相和馬氏體相之間不期望的裂隙。馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的延展性不足以允許絲線進行拉伸，這將使得絲線頻繁地斷裂。因此，優(yōu)選地，一個或多個轉(zhuǎn)變范圍不同于馬氏體范圍。
[0040]貝氏體微觀結(jié)構(gòu)將導致相對較脆的絲線，因此絲線在隨后的拉伸步驟中不可用。
[0041]通過金相觀察，鐵素體、珠光體或鐵素體-珠光體微觀結(jié)構(gòu)不同于另一微觀結(jié)構(gòu)(特別是馬氏體或貝氏體微觀結(jié)構(gòu))。鐵素體-珠光體微觀結(jié)構(gòu)具有鐵素體晶粒以及片狀珠光體區(qū)。相反地，馬氏體微觀結(jié)構(gòu)包括板條和/或針狀物，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉如何區(qū)別所述板條和/或針狀物與鐵素體-珠光體微觀結(jié)構(gòu)和珠光體微觀結(jié)構(gòu)的晶粒和片層。
[0042]更優(yōu)選地，鋼的微觀結(jié)構(gòu)為完全鐵素體-珠光體。
[0043]完全鐵素體、珠光體或鐵素體-珠光體微觀結(jié)構(gòu)以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式理解為意指鋼包括的鐵素體、珠光體或鐵素體-珠光體相的重量分數(shù)為大于或等于98重量％的該相，相對于其它相的總百分比。
[0044]有利地，溫度降低步驟包括在鋼的初始穩(wěn)定范圍中降低增強元件的溫度。
[0045]有利地，溫度降低步驟包括在鋼的最終穩(wěn)定范圍中降低增強元件的溫度。
[0046]在一個實施方案中，鋼微觀結(jié)構(gòu)通過經(jīng)過至少一個轉(zhuǎn)變范圍而轉(zhuǎn)變。
[0047]有利地，進入轉(zhuǎn)變范圍的溫度(即限定在初始穩(wěn)定范圍和轉(zhuǎn)變范圍之間過渡的溫度)大于或等于550°C，優(yōu)選大于或等于600°C，更優(yōu)選大于或等于650°C，還更優(yōu)選大于或等于 700°C。
[0048]有利地，離開轉(zhuǎn)變范圍的溫度(即限定在轉(zhuǎn)變范圍和最終穩(wěn)定范圍之間過渡的溫度)大于或等于400°C，優(yōu)選大于或等于500°C，更優(yōu)選大于或等于60(TC，還更優(yōu)選大于或等于650°C。
[0049]在一個優(yōu)選的實施方案中，轉(zhuǎn)變范圍包括鐵素體轉(zhuǎn)變范圍。
[0050]在一個優(yōu)選的實施方案中，轉(zhuǎn)變范圍包括珠光體轉(zhuǎn)變范圍。
[0051]在一個實施方案中，在降低增強元件的溫度的步驟之前，所述方法包括將增強元件的溫度增加至大于或等于鋼的奧氏體溫度的溫度的步驟。
[0052]通過將鋼加熱至高于鋼的奧氏體溫度，獲得主要奧氏體或甚至完全奧氏體微觀結(jié)構(gòu)。
[0053]有利地，增強元件的平均行進速度嚴格大于40m.min—S優(yōu)選嚴格大于90m.min—S更優(yōu)選大于或等于200m.min—1，并且還更優(yōu)選大于或等于300m.min一1。
[0054]平均速度應(yīng)理解為意指增強元件的一個點的行進距離與該點行進該距離所用的時間的比例。
[0055]不同于在US4 767 472中描述的方法和不可避免需要相對較長轉(zhuǎn)變時間(例如大約數(shù)十秒)的TTI方法，在TTRC型方法中的轉(zhuǎn)變可以相對較短(例如大約數(shù)秒)，這使得可以在具有減小尺寸的設(shè)施中使用較高的行進速度。
[0056]任選地，在降低增強元件溫度的步驟的至少一部分過程中將熱量供應(yīng)至增強元件。
[0057]將熱量供應(yīng)至增強元件使得可以控制增強元件的溫度的降低并由此獲得期望的鋼的微觀結(jié)構(gòu)。特別地，熱量的供應(yīng)使得可以不過快地降低溫度，過快地降低溫度將導致在鋼的微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不期望的相。
[0058]不同于TTI型方法的熱量供應(yīng)，該方法的熱量供應(yīng)相對較小，因為該方法的目的不是保持增強元件的溫度恒定。
[0059]根據(jù)所述方法的其他任選特征:
[0060]-鋼增強元件為鋼絲。
[0061 ]-鋼絲具有0.5至5.5mm，優(yōu)選0.5至3mm，更優(yōu)選I至2.5mm的直徑。
[0062]-鋼包括0.4重量％至1.2重量%，優(yōu)選0.4重量％至I重量％，更優(yōu)選0.4重量%至
0.8重量％的碳。
[0063]本發(fā)明的另一主題為能夠通過上述方法而獲得的鋼增強元件。
【附圖說明】
[0064]通過閱讀如下說明將更好地理解本發(fā)明，所述說明僅以非限制性實施例的方式并且參考附圖給出，在附圖中:
[0065]-圖1為用于實施根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施方案的熱處理設(shè)施的示意圖；
[0066]-圖2為用于加熱圖1中設(shè)施的設(shè)備的示意圖；
[0067]-圖3為圖1中設(shè)施的溫度維持設(shè)備的示意圖；
[0068]-圖4為用于冷卻圖1中設(shè)施的設(shè)備的示意圖；
[0069]-圖5為圖4中冷卻設(shè)備沿V-V的橫截面視圖；
[0070]-圖6為說明用于制造增強元件方法的各種步驟的示意圖，所述方法包括根據(jù)發(fā)明的熱處理方法步驟；
[0071]-圖7為說明圖6的熱處理方法的TRC時間-溫度圖表；以及
[0072]-圖8為根據(jù)第二實施方案的熱處理設(shè)施的示意圖。
【具體實施方式】
[0073]用于實施根據(jù)本發(fā)明方法的熱處理設(shè)施的實施例
[0074]圖1表示的是用于熱處理輪胎的增強元件的設(shè)施的第一實施方案，由附圖標記10表不。
[0075]處理設(shè)施10能夠處理鋼增強元件F，此處為鋼絲。鋼絲F具有0.5至5.5mm，優(yōu)選0.7至3mm，更優(yōu)選I至2.5mm的直徑。
[0076]在設(shè)施10中元件F的行進方向上，從上游至下游，設(shè)施10包括用于儲存元件F的上游裝置12、用于加熱元件F的設(shè)備14、用于維持元件F溫度的設(shè)備15、用于冷卻元件F的設(shè)備16和用于儲存經(jīng)熱處理的元件F的下游裝置18。
[0077]上游儲存裝置12和下游儲存裝置18各自分別包括用于儲存元件F的卷筒使得可以解繞和纏繞元件F。在上游儲存裝置12中，元件F則連接至電勢PO。
[0078]加熱設(shè)備14在圖2中表示。設(shè)備14使得可以在大于或等于鋼的奧氏體溫度的溫度下加熱元件F。
[0079]加熱設(shè)備14包括用于將熱量供應(yīng)至元件F的裝置20。熱量供應(yīng)裝置20包括用于由通過元件F的焦耳效應(yīng)供應(yīng)熱量的裝置21。這些熱量供應(yīng)裝置21包括由電流源(此處為變壓器26)供電的兩個導電端子22、24。每個端子22、24分別連接至相導體Pl和中性導體NI。在這種情況下，每個端子22、24分別包括導電旋轉(zhuǎn)滑輪23、25。布置每個端子22、24使得每個滑輪23、25在設(shè)施10操作的過程中與元件F接觸。
[0080]溫度維持設(shè)備15在圖3中表不。設(shè)備15布置在加熱設(shè)備14和冷卻設(shè)備16之間，并且使得可以將元件F的溫度維持于大于或等于鋼的奧氏體溫度的溫度。
[0081]維持設(shè)備15包括用于將熱量供應(yīng)至元件F的裝置31。熱量供應(yīng)裝置31包括用于由通過元件F的焦耳效應(yīng)供應(yīng)熱量的裝置33。這些熱量供應(yīng)裝置31包括由電流源(此處為變壓器39)供電的兩個導電端子35、37 ο每個端子35、37分別連接至相導體P2和中性導體N2。在這種情況下，每個端子35、37分別包括導電旋轉(zhuǎn)滑輪41、43。布置每個端子35、37使得每個滑輪41、43在設(shè)施1操作的過程中與元件F接觸。
[0082]設(shè)施10還包括用于擠壓元件F使其緊貼端子24、35并且更具體地使其與滑輪25、41接觸的裝置49。此處擠壓裝置49包括旋轉(zhuǎn)滑輪51。
[0083]冷卻設(shè)備16在圖4和圖5中表示。
[0084]冷卻設(shè)備16包括用于將熱量供應(yīng)至元件F的裝置30和用于從元件F中提取熱量至至少一個冷源(此處為兩個冷源)的裝置32。一個或多個冷源不同于環(huán)境空氣。
[0085]熱量供應(yīng)裝置30包括用于由通過元件F的焦耳效應(yīng)供應(yīng)熱量的裝置34。熱量供應(yīng)裝置34包括兩個導電端子36、38，所述兩個導電端子36、38分別設(shè)置在元件F進入/離開冷卻設(shè)備16的入口 40和出口 42的上游和下游。每個端子36、38分別連接至相導體P3和中性導體N3，所述中性導體N3與地面T具有相同的電勢。每個端子36、38分別包括導電旋轉(zhuǎn)滑輪53、55。熱量供應(yīng)裝置34還包括電流源(此處為變壓器44)，所述電流源供電至兩個端子36、38。布置每個端子36、38使得每個滑輪53、55在設(shè)施10的操作過程中通過各自的滑輪53、55與元件F接觸。
[0086]設(shè)施10還包括用于擠壓元件F使其緊貼端子37、36并且更具體地使其與滑輪53、55接觸的裝置61。此處擠壓裝置61包括旋轉(zhuǎn)滑輪63。
[0087]熱量提取裝置32為在元件F和一個或多個冷源之間具有對流交換的類型。
[0088]熱量提取裝置32包括元件F的行進室46。行進室46形成套并且相對于元件F的行進軸X具有軸對稱的大致形狀，在這種情況下具有圓形大致橫截面。行進室46含有中間冷源48。在元件F和中間冷源48之間的熱交換通過對流而發(fā)生，此處通過由于行進室46中的中間冷源48在元件F的行進方向上從上游至下游的循環(huán)引起的強制對流而發(fā)生。作為變體，冷源不包括強制對流。例如，中間冷源48包括熱交換氣體50 ο優(yōu)選地，氣體50選自還原氣體、惰性氣體和這些氣體的混合物。更優(yōu)選地，氣體50為還原氣體，此處為二氫H2。作為變體，氣體50包含數(shù)種氣體成分，例如H2+N2混合物。在另一變體中，氣體50為氮氣N2。
[0089]熱量提取裝置32還包括用于外部冷源54循環(huán)的室52。循環(huán)室52形成套并且相對于元件F的行進軸X具有軸對稱的大致形狀，在這種情況下具有圓形大致橫截面。循環(huán)室52相對于行進室46在徑向上位于外部并且布置于行進室46的周圍。中間冷源48布置在元件F和外部冷源54之間。在中間冷源48和外部冷源54之間的熱交換通過對流發(fā)生，此處通過由于循環(huán)室52中的外部冷源54在元件F的行進方向上從下游至上游的循環(huán)引起的強制對流而發(fā)生。
[0090]例如，外部冷源54包括熱交換液體56，此處為水。
[0091 ] 布置熱量供應(yīng)裝置30和熱量提取裝置32使得元件F在出口 42處的溫度嚴格小于元件F在入口 40處的溫度。
[0092]根據(jù)本發(fā)明的熱處理方法的實施例
[0093]現(xiàn)在將參照圖6和圖7在用于制造元件F的方法的背景下描述用于熱處理輪胎的鋼增強元件F的方法的實施例。
[0094]鋼包含例如0.4重量％至1.2重量%，優(yōu)選0.4重量％至I重量％，更優(yōu)選0.4重量%至0.8重量％的碳。鋼還可以包含特定的合金元素如Cr、N1、Co、V，或者各種其他已知的元素(參見，例如，Research Disclosure 34984-^Micro-alloyed steel cord construct1nsfor tyres〃-1993年5月；Research Disclosure 34054-"High tensile strength steelcord construct1ns for tyres〃-1992年8月)。在此情況下，使用含有0.7 %的碳的常規(guī)鋼。
[0095]在熱處理方法之前，在步驟100中例如在干燥環(huán)境下拉伸元件F從而將其初始直徑(等于5.5mm)減少至中間直徑(此處等于1.3mm)。在該拉伸步驟100結(jié)束時，元件F的鋼具有包括數(shù)種混合相的微觀結(jié)構(gòu)。
[0096]然后進行根據(jù)本發(fā)明的熱處理方法，在根據(jù)本發(fā)明的熱處理方法中熱處理具有中間直徑的元件F從而改變鋼的微觀結(jié)構(gòu)。在此情況下，主要珠光體微觀結(jié)構(gòu)得到再生。
[0097]熱處理方法包括將元件F的溫度從溫度TO增加至大于或等于鋼的奧氏體溫度的溫度Tl的步驟200。如圖7所示，該步驟從to持續(xù)至tl并且通過加熱設(shè)備14進行。
[0098I在該步驟200的至少一部分的過程中，熱量由通過元件F的焦耳效應(yīng)供應(yīng)至元件F。在該步驟200的過程中，每個端子22、24與元件F接觸。
[0099]元件F的溫度以100至 1000 °C.s—1，優(yōu)選500至950°C.s—1，更優(yōu)選700至900°C.s—1 的平均增加速率從TO增加至Tl。此處，增加速率等于836-(:.8.1。
[0100]優(yōu)選地，TO小于或等于100°C，更優(yōu)選小于或等于50°C。此處，T0 = 20°C。優(yōu)選地，Tl大于或等于850°C，更優(yōu)選大于或等于900°C。此處，T1=975°C。
[0101]所述方法包括將元件F的溫度維持于大于或等于溫度Tl的溫度的步驟202。如圖7所示，該步驟202從tl持續(xù)至t2并且通過溫度-維持設(shè)備15進行。
[0102]作為變體，所述方法可以不包括將鋼的溫度維持于鋼的奧氏體溫度的步驟202。因此，可以設(shè)想方法不包括溫度維持步驟，即在該方法中，將元件F的溫度從溫度TO增加至大于或等于鋼的奧氏體溫度的溫度Tl的步驟以及下文描述的降低溫度的步驟連續(xù)進行。在該變體中，設(shè)施10不包括布置在加熱設(shè)備14和冷卻設(shè)備16之間的設(shè)備15。
[0103]然后，元件F在時間t2到達設(shè)備16的熱量提取裝置32的入口40。然后所述方法包括通過從初始溫度T2至最終溫度T3的連續(xù)冷卻從而降低元件F的溫度的步驟204。如圖7所示，該步驟204從t2持續(xù)至t3并且通過冷卻設(shè)備16進行。
[0104]在借助于熱量提取裝置32的實施例中，為了將溫度從T2降低至T3，通過與中間冷源48接觸的熱對流從元件F中提取熱量。
[0105]溫度以大于或等于βΟΓ.?Γ1的平均降低速率從T2降低至T3。有利地，溫度以大于或等于40 V.s—1，優(yōu)選大于或等于50°C.s—1，更優(yōu)選大于或等于60 V.s—1，還更優(yōu)選大于或等于?ΟΓ.?Γ1的平均降低速率從T2降低至T3。在該優(yōu)選的實施方案中，降低的速率小于或等于IlO0C-S-1,優(yōu)選小于或等于100 0C.s—1，并更優(yōu)選小于或等于90 0C.s—1。
[0106]在描述的實施例中，T2大于或等于750°C，優(yōu)選大于或等于800 °C，更優(yōu)選大于或等于850°C。此處，T2 = T1 =975°C。
[0107]在描述的實施例中，T3小于或等于650 °C，優(yōu)選小于或等于550 °C，更優(yōu)選小于或等于450 0C ο 此處，T3 = 400 0C。
[0? 08]優(yōu)選地，在借助于裝置34 (所述裝置34由通過元件F的焦耳效應(yīng)供應(yīng)熱量，所述元件F然后與端子36、38接觸)的實施例中，在降低步驟204的至少一部分過程中，將熱量供應(yīng)至元件F。
[0109]在降低步驟204的過程中嚴格降低增強元件F的溫度。
[0110]溫度降低步驟204在溫度維持步驟202之后，所述溫度維持步驟202自身在溫度增加步驟200之后。
[0111]元件F優(yōu)選以嚴格大于40m.min—S優(yōu)選嚴格大于90m.min—S更優(yōu)選大于或等于200m.min—S并且還更優(yōu)選大于或等于300m.min—1的平均行進速度行進。此處，行進速度等于 315m.min—1O
[0112]水的入口溫度在20°C和40°C之間，此處基本上等于15°C。氣體的入口溫度基本上等于20°C。
[0113]然后，元件F在時間t3到達設(shè)備16的熱量提取裝置32的出口42。在該實施例中，由所述方法獲得的元件F具有的拉伸強度Rm等于1150MPa。
[0114]在熱處理方法之后，在步驟300中，用金屬層(例如黃銅層)涂布具有中間直徑的經(jīng)熱處理的元件F。
[0115]然后，在步驟400中，例如在潮濕環(huán)境下拉伸具有中間直徑的經(jīng)涂布的經(jīng)熱處理的元件F，從而將其直徑降低至最終直徑，例如等于0.23_。
[0116]由此獲得的元件F可以用作單個絲線用于增強輪胎簾布層或用于制造用于增強輪胎簾布層的層狀簾線或股狀簾線。
[0117]熱處理方法已經(jīng)在圖7中通過表示元件F的溫度隨時間變化的曲線C而示出。降低步驟204將參照圖7進行描述。
[0118]初始溫度T2屬于鋼的初始穩(wěn)定范圍，此處為奧氏體穩(wěn)定范圍I，在奧氏體穩(wěn)定范圍I中鋼具有主要奧氏體微觀結(jié)構(gòu)。
[0119]最終溫度Τ3屬于鋼的最終穩(wěn)定范圍，此處為珠光體穩(wěn)定范圍IV，在珠光體穩(wěn)定范圍IV中鋼具有主要珠光體微觀結(jié)構(gòu)。
[0120]降低步驟204包括在初始穩(wěn)定范圍中(此處在奧氏體穩(wěn)定范圍中)降低元件F的溫度。該降低通過曲線C的點(t2，Τ2)和(t2 ’，Τ2 ’)之間的部分Cl所示。
[0121]接下來，降低步驟204包括鋼微觀結(jié)構(gòu)從初始范圍的微觀結(jié)構(gòu)(此處奧氏體)至最終范圍的微觀結(jié)構(gòu)(此處鐵素體-珠光體)的轉(zhuǎn)變。鋼微觀結(jié)構(gòu)通過經(jīng)過至少一個轉(zhuǎn)變范圍而轉(zhuǎn)變。在此情況下，在點出’32’)和如’33’)之間相繼經(jīng)過鐵素體轉(zhuǎn)變范圍11(曲線〇的部分C2)和珠光體轉(zhuǎn)變范圍III (曲線C的部分C3)。鋼的轉(zhuǎn)變范圍不同于貝氏體范圍并且優(yōu)選不同于馬氏體范圍。
[0122]鋼微觀結(jié)構(gòu)的這種轉(zhuǎn)變在8000C至400 V，優(yōu)選750 V至500 V，更優(yōu)選650°C至550°C的溫度范圍[T2 ’，T3 ’ ]內(nèi)進行。進入鐵素體轉(zhuǎn)變范圍11的溫度T2 ’ (即限定在初始穩(wěn)定范圍I和鐵素體轉(zhuǎn)變范圍II之間過渡的溫度)大于或等于550°C，優(yōu)選大于或等于600°C，更優(yōu)選大于或等于650 0C，還更優(yōu)選大于或等于700 °C。離開珠光體轉(zhuǎn)變范圍111的溫度T3 ’(即限定在珠光體轉(zhuǎn)變范圍III和最終穩(wěn)定范圍IV之間過渡的溫度)大于或等于400 °C，優(yōu)選大于或等于500°C，更優(yōu)選大于或等于600°C，還更優(yōu)選大于或等于650°C。在此情況下，T2’ =710。。且丁3，=600。(:。
[0123]在鋼微觀結(jié)構(gòu)的這種轉(zhuǎn)變的過程中，通過同時通過與中間冷源48接觸的熱對流從元件F中提取熱量并由通過元件F的焦耳效應(yīng)將熱量供應(yīng)至元件F而降低元件F的溫度。為了降低元件F的溫度，相比于供應(yīng)提取更多的熱量。
[0124]在鋼微觀結(jié)構(gòu)的這種轉(zhuǎn)變過程中，元件F的溫度降低了例如大于30°C，優(yōu)選大于50°C，更優(yōu)選大于75°C，還更優(yōu)選大于100°C。在此情況下，溫度降低了 123°C。
[0125]在這種轉(zhuǎn)變的過程中，溫度降低的平均速率大于或等于30°C.s—1。有利地，溫度降低的平均速率大于或等于40°C.s—1，優(yōu)選大于或等于50°C.s—1，更優(yōu)選大于或等于60 V.s—1，并且還更優(yōu)選大于或等于70 V.s-1。
[0126]在這種轉(zhuǎn)變的過程中，溫度降低的平均速率小于或等于110°C.s—1，優(yōu)選小于或等于100°C.s—S并且更優(yōu)選小于或等于90°C.s—1。
[0127]在此情況下，溫度降低的平均速率等于86°C.s—1。
[0128]接下來，降低步驟204包括在最終穩(wěn)定范圍中(此處在珠光體穩(wěn)定范圍中)降低元件?的溫度。該降低通過曲線(:的點(〖3’33’)和(〖3 33)之間的部分04所示。
[0129]將注意根據(jù)本發(fā)明的方法為連續(xù)冷卻方法。因此，如圖7的TRC圖表所示，在溫度T2和T3之間元件F的冷卻速率沒有突然變化。此外，在冷卻設(shè)備16的入口 40和出口 42之間完全地進行轉(zhuǎn)變。換言之，元件F在入口 40下游和出口 42上游離開初始穩(wěn)定范圍并且在入口 40下游和出口 42上游達到最終穩(wěn)定范圍。
[0130]不同于在氧化介質(zhì)中(例如在環(huán)境空氣中)完全或部分進行的熱處理，通過在冷卻設(shè)備16的入口40和出口42之間轉(zhuǎn)變鋼微觀結(jié)構(gòu)，限制或甚至避免了鋼表面的氧化物的形成。
[0131]本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠區(qū)別如上所述的奧氏體、珠光體、貝氏體、鐵素體和馬氏體微觀結(jié)構(gòu)，特別是通過已知裝置進行顯微鏡觀察，所述已知裝置例如為掃描電子顯微鏡(MEB)或電子背散射衍射(EBSD)。在這種觀察之前可以以已知的方式進行化學蝕刻。
[0132]關(guān)于設(shè)施14的操作的特征，如設(shè)備14和16中的電流強度，中間冷源48和外部冷源54的溫度，外部冷源54的流速，特別地隨著元件F的尺寸(在絲線情況下，絲線的直徑)和元件F的行進速度而變化。這些特征的值在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過連續(xù)測試或通過計算來確定這些特征的值。
[0133]圖8所表示的是用于熱處理輪胎的增強元件的設(shè)施的第二實施方案。與第一實施方案中所示相似的元件通過相同的附圖標記表示。
[0134]不同于第一實施方案，根據(jù)第二實施方案的設(shè)施包括布置在加熱設(shè)備14下游的數(shù)個串聯(lián)的冷卻設(shè)備16。
[0135]冷卻設(shè)備16通過用于元件F循環(huán)的導管58連接在一起。這些導管也使得中間冷源48能夠循環(huán)。冷卻設(shè)備16還通過用于外部冷源54循環(huán)的導管60連接在一起。
[0136]本發(fā)明并不限制于上述實施方案。
[0137]特別地，可以設(shè)想在同一個的冷卻設(shè)備中同時熱處理數(shù)個增強元件。因此，數(shù)個增強元件可以通過熱提取裝置行進，這使得可以進一步增加總的質(zhì)量生產(chǎn)量而不增加熱處理設(shè)施的尺寸。
[0138]還可以設(shè)想數(shù)個熱處理設(shè)施彼此疊加從而減少占地面積的需求。
[0139]增強元件可以不同于絲線，特別是不同于圓形橫截面的絲線。
[0140]根據(jù)本發(fā)明的熱處理方法可以在不同于上述制造方法的背景下進行。特別地，可以使用包括兩個干拉伸步驟或兩個濕拉伸步驟的制造方法。
[0141]還有可能結(jié)合上文描述或設(shè)想的不同實施方案的特征，只要這些特征彼此相容。
[0142]將注意到所述方法具有易操作性并且上述設(shè)施具有減小尺寸，這不同于US4 767472中的方法和設(shè)施，其中通過同時處理數(shù)十個絲線彌補設(shè)施相對低的行進速度值，才能獲得高的總質(zhì)量生產(chǎn)量，但是每個絲線的質(zhì)量生產(chǎn)量(即單位質(zhì)量生產(chǎn)量)較低。再者，在US 4767 472中，當上游儲存卷筒清空時，需要將每根絲線的末端連接至源于滿卷筒的另一絲線。因此，需要進行與絲線數(shù)目同樣多的連接操作，這使得US 4 767 472的熱處理設(shè)施的操作相對復雜和繁瑣。此外，需要與絲線數(shù)目同樣多的卷筒，這使得US 4 767 472的熱處理設(shè)施相對較大。
【主權(quán)項】
1.用于熱處理輪胎的鋼增強元件(F)的方法，其特征在于所述方法包括通過如下連續(xù)冷卻降低增強元件(F)溫度的步驟(204): -從鋼的初始奧氏體穩(wěn)定范圍(I)的初始溫度(T2)， -至鋼的最終鐵素體-珠光體穩(wěn)定范圍(IV)的最終溫度(T3)， -經(jīng)過鋼的至少一個轉(zhuǎn)變范圍(II，III)，一個或多個轉(zhuǎn)變范圍不同于貝氏體范圍， 溫度降低步驟(204)包括從奧氏體微觀結(jié)構(gòu)至鐵素體-珠光體微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)，在降低步驟(204)的過程中嚴格降低增強元件(F)的溫度，在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)過程中溫度降低的平均速率大于或等于βΟΓ.?Γ1且小于或等于110°C.S—1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)過程中，溫度降低的平均速率大于或等于40 0C.s—1，優(yōu)選大于或等于50 0C.s—1，更優(yōu)選大于或等于60 0C.s—1，并且還更優(yōu)選大于或等于700C.s-1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)過程中，溫度降低的平均速率小于或等于100°C.s—S并且更優(yōu)選小于或等于90°C.s-1。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中初始溫度(T2)大于或等于750°C，優(yōu)選大于或等于800°C，并且更優(yōu)選大于或等于850°C。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中最終溫度(T3)小于或等于650°C，優(yōu)選大于或等于550°C，并且更優(yōu)選小于或等于450°C。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)在800°C至400°C，優(yōu)選750°C至500°C，更優(yōu)選650°C至550°C的溫度范圍(T2’，T3’)中進行。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在鋼微觀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變(C2，C3)過程中，降低的溫度大于30°C，優(yōu)選大于50°C，更優(yōu)選大于75°C，并且還更優(yōu)選大于100°C。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中溫度降低步驟(204)包括在鋼的初始穩(wěn)定范圍(I)內(nèi)降低(Cl)增強元件(F)的溫度。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中溫度降低步驟(204)包括在鋼的最終穩(wěn)定范圍(IV)內(nèi)降低(C4)增強元件(F)的溫度。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中鋼微觀結(jié)構(gòu)通過經(jīng)過至少一個轉(zhuǎn)變范圍(ΙΙ，ΠΙ)而轉(zhuǎn)變。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中轉(zhuǎn)變范圍(I I，III)包括鐵素體轉(zhuǎn)變范圍(II)。12.根據(jù)權(quán)利要求1O或11所述的方法，其中轉(zhuǎn)變范圍(II，III)包括珠光體轉(zhuǎn)變范圍(III)。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在降低增強元件(F)溫度的步驟之前，所述方法包括將增強元件(F)的溫度增加至大于或等于鋼的奧氏體溫度的溫度(Tl)的步驟(200)。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中增強元件(F)的平均行進速度嚴格大于40m.min—1，優(yōu)選嚴格大于90m.min—1，更優(yōu)選大于或等于200m.min—1，并且還更優(yōu)選大于或等于 SOOm.min—1。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在降低增強元件(F)溫度的步驟(204)的至少一部分的過程中將熱量供應(yīng)至增強元件(F)。16.用于輪胎的鋼增強元件(F)，其特征在于所述鋼增強元件能夠通過根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法而獲得。
【文檔編號】C21D1/18GK106034403SQ201580009406
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年2月19日
【發(fā)明人】P·莫里佐, E·福舍, B·勒諾, E·喬林
【申請人】米其林集團總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司