BR0303066B1 - Fio-máquina de aço com excelente descascabilidade mecânica e método de fabricação do mesmo - Google Patents

Description

"FIO-MÁQUINA DE AÇO COM EXCELENTE DESCASCABILIDADE MECÂNICA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO" Campo da Invenção A presente invenção se relaciona a aspectos globais de um fio-máquina de aço que requer descascamento, e se relaciona a um fio-máquina de aço que serve, por exemplo, fio-máquina para trefilação a frio, fio-máquina para arame de soldagem, ou fios de aço a serem usados em cabos de aço, mangueiras de borracha, cordonéis de pneu, e similares, e a um método de fabricação. Técnica Anterior Um fio de aço geralmente é fabricado em uma etapa de trefilação de fio-máquina de aço por trefilação a quente para um certo diâmetro. Na trefilação do fio é necessário remover suficientemente a carepa formada na superfície do fio-máquina em um estágio anterior ao processamento para garantir uma trefilação adequada. A remoção da carepa na técnica anterior é realizada por decapagem ácida. No entanto, a decapagem ácida desfavoravelmente deteriora o ambiente, e ainda implica no descarte de contaminantes. Por esta razão, um descascamento mecânico (remoção mecânica da casca) tem sido preferido em lugar da decapagem ácida. 0 descascamento mecânico é executado não apenas por "jato de granalha" ou "jato de ar", mas também em um processo onde a carepa é descascada por torção ou dobramento. Por outro lado, se a carepa for descascada durante transferência do fio-máquina, o metal base fica exposto, formando uma camada de oxidação. Por conseguinte, o descascamento da carepa será menos desejável na transferência, preferindo-se que seja feita durante a trefilação a quente por descascamento mecânico.

Em resposta a isto, por exemplo, nas patentes Japonesas em aberto Nos Hei 7-204726, 8-295992, 10-204582, e 11-172332, adotaram os métodos de: controlar a composição da carepa; controlar a rugosidade da interface entre a porção de metal base e a carepa; controlar espessura da carepa; e outros métodos.

No entanto, nas técnicas anteriores, não há nenhuma filosofia na qual a concentração de "Si" na carepa seja controlada para aumentar descascabilidade mecânica. Adicionalmente, embora a concentração de "Si" na carepa dependa da taxa de resfriamento após trefilação a quente, não se fez na fabricação do fio-máquina, nenhum estudo acurado para as condições de resfriamento. Daí, embora os métodos se relacionem a um fio-máquina de aço tendo carepa com apropriada descascabilidade, eles não produzem os efeitos suficientes.

Descrição da Invenção Como descrito acima para um fio-máquina de aço a ser submetida à trefilação, vários método são adotados para melhorar descascabilidade mecânica. No entanto, em anos mais recentes, tem havido uma demanda crescente para melhora da descascabilidade, de modo que uma contramedida adicional é requerida.

Em vista do problema acima, provê-se a presente invenção. Trata-se, por conseguinte, de um objetivo da presente invenção prover um fio-máquina de aço tendo uma excelente descascabilidade para descascamento mecânico e a um método de fabricação do mesmo.

Os inventores da presente invenção realizaram um estudo acurado em um fio-máquina de aço com excelente descascabilidade mecânica (daqui por diante, simplesmente propriedade MD) a despeito da espessura da carepa. Em conseqüência, eles descobriram que a descascabilidade da carepa depende grandemente da concentração de "Si" na porção de interface da camada de carepa em contato com a interface com a porção de metal base do fio-máquina de aço. Em conseqüência, eles puderam desenvolver a presente invenção.

Especificamente, um fio-máquina de aço da presente invenção compreendendo: uma porção de metal base compreendendo um aço contendo "C" em uma quantidade não maior que 1,1% em massa e "Si" em uma quantidade de 0,05 a 0,80% em massa; e uma camada de carepa depositada na superfície da porção de metal base, caracterizado pelo fato de a concentração média de "Si" na porção de interface da carepa com a porção de metal base não ser menor que 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base. 0 fio-máquina de aço da presente invenção atende os requisitos, resultando em uma notável melhora de descascabilidade mecânica. A área de concentrado de "Si", onde a concentração de "Si" não é menor que 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base, é a porção de interface da camada de carepa que preferivelmente ocupa uma área não menor que 60% da área. Isto ocorre porque pode ser obtida uma descascabilidade de carepa mais favorável. 0 conteúdo de "Si" da porção de metal base preferivelmente não é menor que 0,1% em massa e não é maior que 0,6% em massa. Isto tem o propósito de conseguir uma concentração média de "Si" mais apropriada na porção de interface da carepa, e implementar uma melhoria adicional de descascabilidade mecânica. Adicionalmente, a porção de metal base mais preferivelmente compreende "C" em uma quantidade não maior que 1,1% em massa, "Si" em uma quantidade de 0,05 a 0,80% em massa e o saldo sendo "Fe" e inevitáveis impurezas. Isto tem os seguintes propósitos. Definindo estritamente a composição da porção de metal base, permite-se que o fio-máquina de aço apresente uma descascabilidade mecânica estável. A porção de metal base pode adicionalmente compreender outros componentes diferentes dos citados, selecionados do grupo que consiste de Mn: 0,01 a 2,0% em massa;

Cr: 0 a 2,0% em massa; Mo: 0 a 0,6% em massa; Cu: 0 a 2% em massa; Ni: 0 a 4,0% em massa; Ti: 0 a 0,1% em massa, Al: 0,001 a 0,10% em massa; N: 0 a 0,03% em massa; V: 0 a 0,40% em massa; Nb 0 a 0,15% em massa; e B: 0 a 0,005% em massa. Isto porque não se considera que a adição de ingredientes comuns ao fio-máquina afete adversamente descascabilidade mecânica do fio-máquina de aço da presente invenção.

Também para o fio-máquina de aço para o qual a composição acima foi estritamente definida, a área de concentrado de "Si" na porção de interface da camada de carepa preferivelmente ocupa não menos que 60% da área, e o conteúdo de "Si" da porção de metal base preferivelmente não é menor que 0,1% em massa e não é maior que 0,60% em massa.

Ainda, a fabricação de fio-máquina de aço da presente invenção é caracterizada por compreender as etapas de: trefilar a quente um aço contendo "C": não mais que 1,1% em massa e "Si": 0,05 a 0,80% em massa em uma temperatura de término de trefilação de 1000 a 1100°C; depois do término da etapa de trefilação a quente, resfriar o aço para uma temperatura de início de bobinamento de 950° a 800°C, em uma primeira taxa de resfriamento menor que 50° C/s resfriar o aço em atmosfera de oxigênio a partir de uma temperatura de início de bobinamento de 700°C a uma segunda taxa de resfriamento não menor que 3°C/s e não maior que a taxa de resfriamento crítica definida pela seguinte equação: Taxa de resfriamento crítica (°C/s)= 22 + 11 * ["Si"] - 8,5 * log(D) (onde ["Si"] indica o conteúdo de "Si" (% em massa) do aço, e D indica o diâmetro do fio (mm)); e resfriar adicionalmente o aço de 700° para 500°C a uma terceira taxa de resfriamento, não maior que cerca de 2,5 °C/s. O fio-máquina de aço fabricado seguindo as etapas apresenta o aspecto de "a concentração média de "Si" na porção de interface da carepa não ser menor que 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base", e ainda outros aspectos, e apresenta uma excelente descascabilidade mecânica. A primeira taxa de resfriamento preferivelmente não é menor que 45°C/s. Isto tem o propósito de adicionalmente acelerar a concentração de "Si" na porção de interface da carepa, e garantir descascabilidade mecânica favorável. 0 método de fabricação de fio-mãquina de aço de acordo com a presente invenção ê caracterizado pelo fato de incluir; uma etapa de trefilar a quente um aço contendo "C" : não mais que 1,1% em massa e "Si": não mais que 0,05 a 0,80% em massa em uma temperatura de término de trefilação de 1000° a 1100 °C; uma etapa de, após o término da etapa de trefilação a quente, resfriar o aço para uma temperatura de início de bobinamento de 950° a 800°C a uma primeira taxa de resfriamento menor que 50°C/s; uma etapa de resfriar o aço em uma atmosfera de oxigênio a partir da temperatura de início de bobinamento de 700°C a uma segunda taxa de resfriamento não menor que 3 °C/s e não menor que a taxa de resfriamento crítica definida pela seguinte equação Taxa de resfriamento crítica (°C/s)« 22 + 11 * ("Si"] * 8,5 * log(D) {onde ["Si"] indica o conteúdo de "Si" (% em massa) do aço, e D indica o diâmetro do fio (mm)}; e uma etapa de adicionalmente resfriar o aço de 700° a 500°C a uma terceira taxa de resfriamento não maior que 2,5 °C/s. O fio-máquina de aço produzido pelo método de fabricação apresenta o aspecto de "a concentração de "Si" médio na porção de interface não ser menor que 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base" e outros aspectos, e apresenta excelente descascabilidade mecânica.

Adicionalmente, a primeira taxa de resfriamento preferivelmente não serã maior que 45°C/s, com propósito de garantir ainda mais uma excelente descascabilidade mecânica.

Descrição Resumida dos Desenhos A figura 1 é um grafico mostrando o relacionamento entre o índice de concentração média de "Si" e a taxa residual de carepa no exemplo A, a ser descrito mais adiante; e a figura 2 ê um gráfico que mostra o relacionamento entre o conteúdo de "Si" da porção de metal base {% em massa) e a segunda taxa de resfriamento V {°C/s) e o diâmetro do fio (mm) no exemplo A, a ser descrito mais adiante, Melhor Modo de Execução da Invenção O aspecto mais importante de um fio-mâquina de aço da presente invenção reside no fato de a propriedade MD ter sido notavelmente melhorada definindo a concentração de "Si" na superfície de uma camada de carepa no lado do metal base, Especificamente, dispõe-se de uma tecnologia para melhorar a propriedade MD também na técnica anterior. Ho entanto, não há exemplo de que se dê atenção à concentração de "Si" na carepa, e os efeitos não se mostraram suficientes. No entanto, os inventores da presente invenção descobriram ser possível aumentar notavelmente a propriedade MD, se a concentração de "Si" for controlada, e executar o controle de concentração de "Si" com facilidade e confiabilidade ajustando a composição de aço e as condições de trefilação a quente, e as subsequentes condições de resfriamento. Enfim, eles completaram a presente invenção.

Daqui por diante, será dada uma descrição para as configurações da presente invenção mostrando este aspecto, e os efeitos do mesmo.

Em primeiro lugar, será descrita a razão para restringir cada componente químico (abaixo, expresso como % em massa, a menos que especificado de outra forma) da porção de metal base (a porção de aço a se revestir de carepa) de um fio-mãquína de aço da presente invenção. ”C": não mais que 1,1% (excluindo 0%) "C" é o elemento principal para determinar as propriedades mecânicas do aço. Sendo possível estabelecer apropriadamente o conteúdo de "C" de acordo com o propósito em vista. No entanto, se o conteúdo de "C" for excessivo, a condição de trabalho a quente durante fabricação de um fio-máquina se deteriora. Portanto, o limite superior é estabelecido em 1,1% para o "C", em virtude das condições de trabalho a quente. "Si": 0,05 a 0,80% "Si" é um elemento essencial para aumentar a concentração de "Si" na camada de carepa nas proximidades da interface com a porção de metal base. Se o conteúdo for menor que 0,05%, a quantidade de "Si" a ser incorporada na porção de interface da camada de carepa se torna muito pequena. Por outro lado, uma adição excessiva de "Si" resulta na formação de uma superfície de camada descarburizada, ou ao contrário resulta na deterioração das propriedades MD. Por esta razão, o limite inferior para o "Si" é estabelecido em 0,05% e preferivelmente 0,1%, e o limite superior é estabelecido em 1,0%, preferivelmente 0,80%, e mais preferivelmente 0,60%. O saldo inclui "Fe" e as inevitáveis impurezas, não havendo nenhuma restrição para componentes diferentes de "C" e "Si", de modo que outros componentes apropriados podem ser empregados de acordo com características requeridas, como resistência mecânica e resistência à corrosão. Por exemplo, podem ser empregados não menos que um dos componentes selecionados do grupo que consiste de: Mn: 0,01 a 2,0%; Cr: 0 a 2,0%; Mo: 0 a 0,6%; Cu: 0 a 2%; Ni: 0 a 4,0%; Ti: 0 a 0,1%, Al: 0,001 a 0,10%; N: 0 a 0,03%; V: 0 a 0,40%; Nb 0 a 0,15%; e B: 0 a 0,005%. A camada de carepa é formada na superfície do fio-máquina de aço depois da trefilação a quente. Para aumentar notavelmente particularmente as propriedades MD, a concentração de "Si" na porção de interface de carepa formada adjacente à interface com a porção de metal base é importante. A concentração de "Si" na porção de interface de camada de carepa afeta grandemente as características de interface entre a camada de carepa e a porção de metal base, e controla a descascabilidade da camada de carepa inteira. 0 "Si" na porção de interface se apresenta na maior parte dos casos na forma de um óxido tal como "Si"02. 0 "Si" na carepa é suprido a partir da porção de metal base na formação da carepa, e daí segregado na porção de interface. Em outras palavras, o termo "concentração de "Si"" na porção de interface de camada de carepa indica a concentração de concentrado de "Si" na carepa em direção ao lado em contato com a porção de metal base (quantidade de "Si" local). Por conseguinte, é possível determinar a concentração de "Si" na porção de interface de camada de carepa com base nos dados que podem ser obtidos a partir da superfície de carepa no lado da interface.

Por exemplo, a medição da concentração de "Si" na porção de interface da camada de carepa pode ser executada da seguinte maneira. A porção de metal base do fio-máquina de aço é fundida para coletar a crosta da carepa composta da camada de carepa que cobre a superfície da porção de metal base. Então a superfície interna da crosta da carepa é submetida a uma análise de linha com ΕΡΜΑ ("Electron Probe Micro-Analizer" (Micro-Analisador de Sensor de Elétron)). 0 ΕΡΜΑ é capaz de analisar composição de "Si" da superfície da amostra, e portanto sendo adequado para uso na presente invenção, de acordo com a qual é definida a concentração de "Si" na porção de interface de carepa onde se segrega o "Si". 0 método de medição específico será explicado em exemplos que serão descritos posteriormente. Onde, como uma solução de dissolução para dissolver a porção de metal base no método de medição, por exemplo, pode ser usada uma solução bromo-sódio, brometo-sulfonato dodecilbenzeno de sódio (SDBS)-metanol (ver avanços correntes em materiais e processos- "The Iron and Steel Institute of Japan" v 13, pl084 (2000)).

Permitindo a presença de "Si" na porção de interface da camada de carepa, a camada de carepa aumenta a resistência à ruptura para uma dada distorção no fio-máquina de aço tendo a camada de carepa depositada no mesmo, de modo a aumentar o tamanho do cavaco de carepa a ser quebrado por descascamento mecânico. Em conseqüência, é possível obter uma camada de carepa com descascabilidade favorável, de modo que seja possível produzir um excelente efeito descascamento por descascamento mecânico, tal como através de um método de curvamento ou torção. Nesta etapa, como será aparente nos exemplos a serem descritos, "Si" é dado a partir da porção de metal base de modo que a concentração média de "Si" na porção de interface não seja menor que 2 vezes o conteúdo de "Si" do aço do metal base. Em conseqüência, é possível obter uma descascabilidade favorável. Com o que, se a concentração de "Si" for menor que 2 vezes, não poderá ser observado um efeito substancial.

Aqui, o termo "conteúdo de "Si" da porção de metal base (expresso como % em massa)" indica o primeiro conteúdo de "Si" do aço (o conteúdo de "Si" antes da formação da camada de carepa) . Isto é para a seguinte razão. 0 "Si" na camada de carepa migra da porção de metal base, e daí, teoricamente, o conteúdo de "Si" da porção de metal base depois da formação de camada de carepa deve diminuir. No entanto, uma vez a camada de carepa sendo suficientemente mais fina que a porção de metal base, a quantidade de "Si" reduzida será desprezível.

Com o que, formando a camada de carepa de modo que a área de "Si" concentrado (indicando a porção tendo uma concentração de "Si" não menor que 2 vezes o conteúdo de "Si" da composição de aço da porção de metal base) não seja menor que 60%, mais preferivelmente não menor que 80%, em relação à área, é possível obter uma descascabilidade de carepa mais favorável. A seguir, será descrito um método de fabricação adequado para produção industrial do fio-máquina de aço da presente invenção.

Para obter a estrutura de carepa acima mencionada, uma peça de aço, contendo "C" em uma quantidade não maior que 1,1 % em massa e "Si" em uma quantidade entre 0,05 e 0,80 % em massa, é aquecida de acordo com um método comum. (1) A peça de aço é trefilada a quente em uma temperatura de término de 1000° a 1100°C. Então, (2) o fio-máquina trefilado a quente é resfriado para uma temperatura de início de bobinamento entre 800° a 950°C em uma primeira taxa de resfriamento menor que 50°C/s, e bobinado. Subseqüentemente, (3) o fio-máquina bobinado é resfriado para a temperatura superficial de fio-máquina de 700°C em uma atmosfera supridora de oxigênio, (atmosfera capaz de suprir oxigênio), por exemplo, na técnica, em uma segunda taxa de resfriamento não menor que 3°C/s e não maior que a taxa de resfriamento crítica definida pela seguinte equação (1): Taxa de resfriamento crítica (°C/s)= 22 + 11 * ["Si"] - 8,5 * log(D) (onde ["Si"] indica o conteúdo de "Si" (% em massa) do aço, e D indica o diâmetro do fio (mm)), e a seguir, (4) resfriar o aço de 700° a 500°C a uma terceira taxa de resfriamento não maior que 2,5 °C/s. O resfriamento para 500°C ou abaixo não apresenta nenhuma restrição particular, e quer um resfriamento lento ou processo de tempera pode ser adotado. A seguir, em geral, o fio-máquina resfriado pode ser usado como está, e submetido a um processo de trefilação. Alternativamente, antes o fio-máquina pode ser submetido a um outro processo térmico ou similar.

Abaixo, as respectivas condições de fabricação serão descritas em detalhes.

Uma carepa é formada e cresce depois do término da trefilação a quente, e o "Si" é suprido, a partir da porção de metal base de um fio-máquina, para a carepa, e se concentra principalmente na porção de interface da camada de carepa. Nesta etapa, se a temperatura de término da trefilação a quente for menor que 1000°C, a concentração de "Si" na carepa depois do início do resfriamento é retardada. Em consequência, não será possível obter uma desejada carepa concentrada de "Si".

Por outro lado, se a trefilação terminar com uma temperatura maior que 1100°C, a concentração de "Si" na carepa será acelerada. No entanto, se a concentração de "Si" na carepa se tornar desigual, haverá porções nas quais as carepas não poderão ser descascadas por descascamento mecânico. Por isto, a temperatura de término de trefilação deve ser estabelecida entre 1000° e 1100°C. A primeira taxa de resfriamento depois do término da trefilação, isto é, a taxa de resfriamento a partir da temperatura de término de trefilação a quente para a temperatura de início de bobinamento entre 950° e 800°C deve ser estabelecida em uma taxa de resfriamento menor que 50°C/s. Se não for menor que 50 °C/s, se torna difícil garantir uma margem de tempo para formação do núcleo e crescimento da carepa. Mesmo se as subseqüentes condições de resfriamento forem controladas, a concentração de "Si" será insuficiente. Desejavelmente a taxa de resfriamento é estabelecida em não menos que 30°C/s, e mais preferivelmente não menos que 35°C/s em função da produtividade. Adicionalmente, a proporção da área de "Si" concentrado na porção de interface da camada de carepa não deve ser menor que 60% para garantir uma estrutura de carepa descascabilidade mais favorável, e a taxa de resfriamento preferivelmente deve ser não maior que 45°C/s. A temperatura de início de bobinamento é estabelecida entre 950° e 800°C na presente invenção porque também controla o crescimento inicial da formação do núcleo da carepa, como na definição da primeira taxa de resfriamento. Se o bobinamento for executado a partir de mais de 950°C, ocorre uma concentração desigual de "Si" na carepa, resultando na deterioração da descascabilidade da carepa. Com o que, com o bobinamento a partir de uma temperatura mais baixa que 800°C, a concentração de "Si" na carepa fica mais insuficiente, também resultando na deterioração do descascamento da carepa.

Para acelerar a concentração de "Si" na carepa depois do resfriamento para obter uma predeterminada concentração de "Si" na porção de interface, a taxa de resfriamento a partir da temperatura de início de bobinamento para 700°C precisa ser controlada de acordo com o diâmetro do fio trefilado e com o conteúdo de "Si" da porção de metal base. Especificamente, a taxa é estabelecida em uma taxa não menor que 3°C/s e não maior que a taxa crítica de resfriamento da equação (1). Se a taxa de resfriamento imediatamente depois do início do resfriamento para 700°C for estabelecida menor que 3°C/s, a camada de carepa tem sua espessura aumentada mais que o necessário. Por conseguinte, embora a descascabilidade de carepa se torne muito favorável, a carepa é descascada antes de chegar na etapa de descascamento mecânico. Em conseqüência, é provável que se forme oxidação na porção descascada no armazenamento ou transferência de bobina de fio-máquina. Por outro lado, se a segunda taxa de resfriamento exceder a taxa de resfriamento crítica definida de acordo com a equação (1), a quantidade de "Si" concentrado na carepa se torna insuficiente. Em conseqüência, será impossível obter um descascamento de carepa desejado. Deve ser notado que a taxa de resfriamento crítica é aquela determinada a partir dos dados dos exemplos que serão descritos posteriormente. Adicionalmente, a terceira taxa de resfriamento de 700° a 500°C também é importante. Adotando, uma taxa de resfriamento não maior que 2,5°C/s, se torna possível acelerar a concentração de "Si". Em conseqüência, será possível obter uma carepa com descascamento favorável. Adiante, a invenção será descrita especificamente com exemplos, não limitantes para o escopo da invenção. EXEMPLO A Aços carbono com os respectivos conteúdos de "C" e "Si" na tabela 1 foram produzidos em um conversor. Cada lingote de aço resultante foi quebrado para produzir um tarugo (quadrado de 155 mm) . O tarugo foi aquecido a cerca de 1150°C, seguido de trefilação a quente. A trefilação foi completada a 1030°C, resultando em fios-máquina de vários diâmetros D (mm) como mostrado na mesma tabela. Subseqüentemente depois do término da trefilação, cada fio-máquina resultante foi resfriado para temperatura de início de bobinamento de 840°C a uma primeira taxa de resfriamento de 40°C/s. Então, o resfriamento foi iniciado e se executou um resfriamento para 700°C a várias segundas taxas de resfriamento. Ademais, o resfriamento foi executado a uma terceira taxa de resfriamento de 2,5°C/s entre 700 e 500°C.

Mediu-se a concentração média de "Si" na porção de interface da camada da carepa em cada fio-máquina resultante. A medição foi executada na forma descrita anteriormente da seguinte maneira. Especificamente, a porção de metal base do fio-máquina foi dissolvida com uma solução de dissolução, de modo que a crosta da carepa composta da camada de carepa foi separada da mesma. Então, a superfície interna (superfície no lado da interface com a porção de metal base) da crosta de carepa foi submetida à análise de linha ΕΡΜΑ. A direção da linha de medição foi estabelecida ao longo da circunferência. As condições de medição foram as seguintes: voltagem de aceleração estabelecida em 15 kV; corrente de emissão 10 A. Assim, 400 pontos foram medidos em um espaçamento de medição 100 nm entre as determinações de escaneamento de 40 pm e a concentração média de "Si" dos 400 pontos de medição foi determinada como a concentração média de "Si" na porção de interface da camada de carepa. Deve ser notado que a razão (concentração média de "Si" na porção de interface de camada de carepa): (conteúdo de "Si" do aço da porção de metal base) é chamada de índice de concentração média de "Si".

Os fios-máquina foram usados para serem examinados para cada descascabilidade mecânica. Cada fio-máquina foi cortado em um comprimento de 250 mm. Então, a peça cortada foi montada em um cabeçote transversal com distância entre placas de 200 mm, e aplicada uma distorção de tensão de 4%. Então, a peça foi tirada das placas. 0 ar comprimido foi soprado contra peça de teste para remover a carepa da superfície do fio-máquina, e o fio-máquina foi cortado em peças com 200 mm de comprimento e determinou-se o peso da peça cortada (wl). Então, a peça foi imersa em ácido hidroclórico para remover completamente a carepa na superfície do fio-máquina, e novamente teve seu peso determinado (w2) . A taxa de carepa residual foi determinada a partir dos valores medidos de acordo com a seguinte equação. Os valores medidos são mostrados na tabela 1. Deve ser notado que o exemplo inventivo numerado e o exemplo comparativo têm os mesmos componentes.

Taxa de Carepa Residual (%)= (wl-w2)/w2 * 100 Tabela 1 ____________ Inv: Inventivo/ Comp: comparativo/ T.início: temperatura de início/ T.termTemperatura de término/ t.resf.:taxa de resfriamento/ Si conc.:Si concentrado/ conc.média: concentração média/ I.conc.: índice de concentração / T.resid:taxa residual A figura 1 mostra um gráfico mostrando sistematicamente 0 relacionamento entre o índice de concentração "Si" e a taxa de carepa residual com base na tabela 1. A figura 1 indica que os exemplos inventivos e os exemplos comparativos são claramente diferentes entre si com respeito à taxa de carepa residual em um índice de concentração de "Si" de 2,0, e que uma descascabilidade de carepa favorável é obtida com não menos que 2,0.

Por outro lado, para examinar o limite (limite superior) da segunda taxa de resfriamento V (°C/s) a partir do início do bobinamento para 700°C requerido para obter fio-máquina capaz de prover descascabilidade de carepa favorável, um gráfico sistematicamente mostra o relacionamento entre ["Si"] na porção de metal base e (V + 8,5 * log (D)) para cada amostra dos exemplos inventivos e exemplos comparativos são mostrados na figura 2. A quantidade ["Si"] é expressa como % em massa, e D é expresso em mm. A figura 2 indica que os exemplos inventivos e exemplos comparativos são separados um do outro em duas partes com a linha reta no desenho como limite. A linha reta é expressa pela seguinte equação (1). Incidentalmente, na tabela 1, o valor limite (limite superior) da segunda taxa de resfriamento calculado de acordo com a equação (1) também é mostrado: V + 8,5 * log (D)= 11 * ["Si"] + 22 EXEMPLO B

Como no exemplo A, aços com vários conteúdos de "C" e de "Si" foram usados para serem submetidos à trefilação a quente, daí fabricando fios-máquina, em cada um dos quais uma camada de carepa se forma na porção de metal base. As temperaturas de término de trefilação a quente e as condições de resfriamento depois da trefilação a quente são mostradas na tabela 2.

Cada fio-máquina resultante foi determinado para concentração média de "Si" na porção de interface da camada de carepa, o índice de concentração médio "Si", e a taxa de carepa residual similarmente ao exemplo A.

Adicionalmente, a proporção de área dos pontos de medição na qual a razão (ponto de medição de concentração de "Si"): (conteúdo de "Si" da porção de metal base) não foi menor que 2,0 com base no conteúdo de "Si" do aço da porção de metal base foi determinada como a proporção de área (%) da área de "Si" concentrado na porção de interface da camada de carepa. Estes resultados estão mostrados na tabela 2.

Tabela 2 Inv: Inventivo/ Comp: comparativo/ T.início: temperatura de início/ T.term.:Temperatura de término/ t.resf.:taxa de resfriamento/ Si conc.:Si concentrado/ conc.média: concentração média/ I.conc.: índice de concentração / T.resid:taxa residual A tabela indica que para cada exemplo comparativo, a taxa residual de carepa é cerca de 0,1%. No entanto para cada exemplo inventivo no qual o índice de concentração média de "Si" é não menor que 2,0, a taxa residual de carepa é não maior que cerca de 0,03%, indicando que a carepa é notavelmente impedida de permanecer, e que a amostra do exemplo inventivo é um fio-máquina com uma camada de carepa com excelente descascabilidade de carepa formada na mesma. Particularmente para amostra na qual a área de "Si" concentrado ocupa não menos que 60%, a descascabilidade da carepa é ainda mais favorável. APLICAÇÃO INDUSTRIAL

De acordo com a presente invenção, a concentração de "Si" na porção de interface da camada de carepa de um fio- máquina é aumentado para ser não maior que 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base. Portanto, é possível prover um fio-máquina com descascabilidade de carepa favorável sem depender de espessura e composição de carepa, a partir do qual a camada de carepa será descascada sem quase deixar resíduos em uma etapa de descascamento mecânico, embora tendo uma apropriada adesão de carepa antes da etapa de descascamento mecânico. Adicionalmente, de acordo com um método de fabricação da presente invenção é possível fabricar um fio-máquina de aço industrialmente com facilidade.

RE IVINDICAÇÕE S

Claims (13)

1 - Fio-máquina de aço com descascabilidade mecânica que compreende: uma porção de metal base compreendendo um aço contendo "C" em uma quantidade menor do que ou igual a 1,1% em massa e "Si" em uma quantidade de 0,05 a 0,8% em massa, e uma camada de carepa depositada na superfície da porção de metal base, caracterizado pelo fato de que a concentração média de "Si" na porção de interface da carepa com a porção de metal base é maior do que ou igual a 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base.

2 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área de concentração de "Si", na qual a concentração de "Si" é maior do que ou igual a 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base na porção de interface da camada de carepa, ocupa uma área maior do que ou igual a 60% da área.

3 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de "Si" da porção de metal base é maior do que ou igual a 0,1% em massa.

4 - Fio-mãquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de "Si" da porção de metal base é menor do que ou igual a 0,6% em massa.

5 - Fio-máquina de aço com descascabilidade mecânica, que compreende: uma porção de metal base contendo "C" em uma quantidade menor do que ou igual a 1,1% em massa; "Si" em uma quantidade de 0,05 a 0,8% em massa, e o saldo sendo "Fe" e impurezas; e uma camada de carepa depositada na superfície da porção de metal base, caracterizado pelo fato de que a concentração média de "Si" na porção de interface da carepa com a porção de metal base é maior do que ou igual a 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base.

6 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender pelo menos um selecionado do grupo que consiste de Mn: 0,01 a 2,0% em massa; Cr: 0 a 2,0% em massa; Mo: 0 a 0,6% em massa; Cu: 0 a 2,0% em massa; Ni: 0 a 4,0% em massa; Ti: 0 a 0,1% em massa; Al: 0,001 a 0,10% em massa; N: 0 a 0,03% em massa; V: 0 a 0,40% em massa; Nb: 0 a 0,15% em massa; e B: 0 a 0,005% em massa.

7 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a área de concentração de "Si", na qual a concentração de "Si" é maior do que ou igual a 2 vezes o conteúdo de "Si" da porção de metal base na porção de interface da camada de carepa, ocupa uma área maior do que ou igual a 60% da área.

8 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de "Si" da porção de metal base é maior do que ou igual a 0,10% em massa.

9 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de "Si" da porção de metal base é menor do que ou igual a 0,6% em massa.

10 - Fio-máquina de aço com descascabilidade mecânica, caracterizado pelo fato de ser fabricado pelas etapas de: trefilar a quente um aço contendo "C" menor que ou igual a 1,1% em massa e "Si" 0,05 a 0,8% em massa em uma temperatura de término de trefilação de 1000° a 1100°C; depois do término da etapa de trefilação a quente, resfriar o aço para uma temperatura de inicio de bobinamento de 950° a 800°C em uma primeira taxa de resfriamento menor que 50°C/s; resfriar o aço em uma atmosfera de oxigênio da temperatura de início de bobinamento a 700°C a uma segunda taxa de resfriamento maior do que ou igual a 3°C/s e menor do que ou igual a taxa de resfriamento crítica definida pela seguinte equação: Taxa de resfriamento crítica (°C/s)= 22 + 11 * ["Si"] - 8,5 * log(D) onde ["Si"] indica o conteúdo de "Si" (% em massa) do aço, e D indica o diâmetro do fio (mm); e resfriar adicionalmente o aço de 700° a 500°C a uma terceira taxa de resfriamento menor do que ou igual a 2,5°C/s.

11 - Fio-máquina, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a primeira taxa de resfriamento é menor do que ou igual a 45°C/s.

12 - Método de fabricação de um fio-máquina de aço com descascabilidade mecânica, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: trefilar a quente um aço contendo "C" menor do que ou igual a 1,1% em massa e "Si" 0,05 a 0,8% em massa em uma temperatura de término de trefilação de 1000° a 1100°C; depois do término da etapa de trefilação a quente, resfriar o aço para uma temperatura de início de bobinamento de 950° a 800°C em uma primeira taxa de resfriamento menor que 50°C/s; resfriar o aço em atmosfera de oxigênio da temperatura de início de bobinamento a 700°C a uma segunda taxa de resfriamento maior do que ou igual a 3°C/s e menor do que ou igual a taxa de resfriamento crítica definida pela seguinte equação: Taxa de resfriamento crítica (°C/s)= 22 + 11 * ["Si"] - 8,5 * log(D) onde ["Si"] indica o conteúdo de "Si" (% em massa) do aço, e D indica o diâmetro do fio (mm); e resfriar adicionalmente o aço de 700° a 500°C a uma terceira taxa de resfriamento menor do que ou igual a 2,5°C/s.

13 - Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira taxa de resfriamento é menor do que ou igual a 45°C/s.