ES2529299T3 - Alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, proceso de producción del mismo y método de evaluación - Google Patents

Alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, proceso de producción del mismo y método de evaluación Download PDF

Info

Publication number
ES2529299T3
ES2529299T3 ES09823706.8T ES09823706T ES2529299T3 ES 2529299 T3 ES2529299 T3 ES 2529299T3 ES 09823706 T ES09823706 T ES 09823706T ES 2529299 T3 ES2529299 T3 ES 2529299T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
hardness
section
coefficient
steel wire
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES09823706.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Shimizu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2529299T3 publication Critical patent/ES2529299T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/045—Manufacture of wire or bars with particular section or properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/003—Drawing materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special drawing methods or sequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/48—Bead-rings or bead-cores; Treatment thereof prior to building the tyre
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/10—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/066—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being made from special alloy or special steel composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/55—Hardenability tests, e.g. end-quench tests
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3021—Metals
    • D07B2205/3025—Steel
    • D07B2205/3046—Steel characterised by the carbon content
    • D07B2205/3053—Steel characterised by the carbon content having a medium carbon content, e.g. greater than 0,5 percent and lower than 0.8 percent respectively HT wires
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00—Rope or cable materials
    • D07B2205/30—Inorganic materials
    • D07B2205/3021—Metals
    • D07B2205/3025—Steel
    • D07B2205/3046—Steel characterised by the carbon content
    • D07B2205/3057—Steel characterised by the carbon content having a high carbon content, e.g. greater than 0,8 percent respectively SHT or UHT wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Alambre de acero al carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa, en el que la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfacen cada una una relación representada por la siguiente expresión: 0,9 < coeficiente X <= 1,10, y en el que el alambre de acero al carbono tiene una resistencia a tracción de 4000 MPa o superior.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E09823706
30-01-2015
DESCRIPCIÓN
Alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, proceso de producción del mismo y método de evaluación
Campo técnico
La presente invención se refiere a un alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, a un proceso de producción del mismo y a un método de evaluación del mismo.
Antecedentes
En los productos de caucho, tal como neumáticos y correas industriales, a efectos de reducir los pesos de los productos y mejorar la durabilidad de los productos, un cable de acero que se usa como refuerzo debe tener necesariamente una resistencia a tracción elevada y una excelente resistencia a fatiga. En la actualidad, para conseguir la misma resistencia de un neumático en las condiciones presentes y reducir al mismo tiempo la cantidad de cables de acero usados, es necesario aumentar la resistencia a tracción de cada filamento de acero del cable de acero de refuerzo.
A efectos de cumplir estos requisitos, se han realizado numerosas investigaciones e informes desde varios puntos de vista, y es conocido que resulta importante aumentar la ductilidad de un alambre de acero para intentar aumentar la resistencia a tracción. Por lo tanto, para conseguir un aumento de la resistencia a tracción, se lleva a cabo una evaluación de propiedades, tales como la ductilidad de un alambre de acero. Por ejemplo, cuando se evalúan propiedades tales como la ductilidad de un alambre de acero al carbono, normalmente, se ha utilizado una técnica mediante la que se lleva a cabo una evaluación usando una distribución de dureza en sección transversal.
Por ejemplo, el documento de patente 1 describe un alambre de acero de alta resistencia que puede alcanzar una alta resistencia permitiendo que la distribución de dureza en un alambre de acero al alto carbono satisfaga la condición:
0,960 ≤ HV ≤ 1,030
en R = 0, R = 0,8, R = 0,95
(cuando el radio del alambre de acero es r0 y la distancia entre cualquier punto del alambre de acero y el centro del alambre de acero es r, R = r/r0, y cuando la dureza en el punto en el que R = 0,5 es HV0,5 y la dureza en el punto R es HVR, HV = HVR/HV0,5). El documento de patente 2 describe que es posible obtener una resistencia ultra alta y una alta tenacidad mediante una distribución sustancialmente plana de dureza Vickers en la sección transversal de un alambre de un alambre de acero de alto carbono desde la superficie al interior, excepto en la parte central, con una cuarta parte del diámetro del alambre.
Se han propuesto varios procesos de producción para obtener una alta ductilidad y una alta resistencia a fatiga en un proceso de estiramiento de alambre en húmedo final. Por ejemplo, el documento de patente 3 describe que cada reducción de área en el proceso de estiramiento de alambre final se ajusta en un intervalo predeterminado mediante un estiramiento de procesamiento aplicado en un alambre de material de cables de acero, a efectos de obtener un alambre de acero de alta calidad también mediante un cable de acero de uso general. El documento de patente 4 describe que se lleva a cabo un proceso de estiramiento de alambre en el proceso de estiramiento de alambre final, teniendo cada matriz una reducción constante de área de aproximadamente el 15% a aproximadamente el 18%, a efectos de obtener un alambre de acero de alta resistencia a tracción que tiene una alta ductilidad a torsión.
Documentos de la técnica relacionada
Documentos de patente
Documento de patente 1: Publicación de solicitud de patente japonesa no examinada número 8-156514
Documento de patente 2: Publicación de solicitud de patente japonesa no examinada número 8-311788, que se corresponde con US 5 888 321.
Documento de patente 3: Publicación de solicitud de patente japonesa no examinada número 7-305285
Documento de patente 4: Publicación de solicitud de patente japonesa no examinada número 5-200428, que se corresponde con US 5 189 897 y EP 0 537 618.
Además, JP H 11309509 A y JP 2002 113541 describen alambres del mismo tipo de alta resistencia de estructura perlítica y dureza uniforme en una sección transversal en el centro y en la superficie o en puntos específicos.
Resumen de la invención
Problemas a resolver por la invención
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E09823706
30-01-2015
No obstante el método convencional no resulta necesariamente suficiente para conseguir una resistencia a tracción alta. Por ejemplo, debido a que la dureza en sección transversal se ve afectada por un grano rizado (una estructura en la que una estructura perlítica se rompe por estiramiento del alambre), es probable que la dureza cambie dependiendo del punto medido y que la variación en la dureza sea grande, lo que resta fiabilidad a las propiedades de evaluación. Por lo tanto, en ambos documentos de patente 1 y 2, debido a que solamente se evalúa una distribución de dureza en una sección transversal del alambre de metal que ha sido sometido a un proceso de estiramiento de alambre, lo que significa que la evaluación se lleva a cabo sin considerar la variación de la estructura de grano rizado, la evaluación de sus propiedades no resulta necesariamente suficiente.
Aunque solamente se ajusta una reducción de área de una matriz (cantidad de procesamiento) para obtener una alta ductilidad y una alta resistencia a fatiga en el proceso de estiramiento de alambre final, tal como se muestra en los documentos de patente 3 y 4, los procesos siguen sin ser necesariamente suficientes como proceso para producir un cable de acero de alta ductilidad y alta resistencia a fatiga, ya que las condiciones de estiramiento del alambre durante el procesamiento real se ven afectadas no solamente por la reducción de área, sino también por el estatus de fricción entre la matriz y el alambre, la resistencia a tracción del acero y similares.
De acuerdo con ello, un objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un alambre de acero con una resistencia inéditamente alta y una ductilidad y resistencia a fatiga excelentes, un proceso de producción del mismo y un método de evaluación del mismo.
Medios para resolver el problema
A efectos de resolver los problemas descritos anteriormente, el alambre de acero al carbono de la presente invención es un alambre de acero al carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa, en el que la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfacen cada una una relación representada por la siguiente expresión:
0,9 < coeficiente X ≤ 1,10,
y en el que el alambre de acero al carbono tiene una resistencia a tracción de 4000 MPa o superior.
El proceso para producir un alambre de acero al carbono de la presente invención se caracteriza por que, en un proceso de estiramiento de alambre en húmedo final, cuando un alambre de acero al carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa y que tiene una estructura perlítica queda sujeto a un proceso de estiramiento de alambre en cada matriz, el número de matrices en las que un coeficiente A representado por la siguiente fórmula, compuesta por la reacción de la matriz y el diámetro en la salida de la matriz:
coeficiente A = (reacción matriz (kgf) / diámetro en la salida de la matriz (mm)2)
es superior a 95 es dos o inferior, y por que se aplica un estiramiento ε de procesamiento superior a 2,5 en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo final.
En el proceso de producción de la presente invención es preferible que, en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo final, el coeficiente A para cada matriz sea 90 o inferior.
Un método de evaluación de la ductilidad de un alambre de acero al carbono de la presente invención se caracteriza por que la ductilidad se evalúa teniendo en cuenta si la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfacen o no satisfacen cada una una relación representada por la siguiente expresión:
0,9 < coeficiente X ≤ 1,10.
Efecto de la invención
Mediante la presente invención, es posible obtener un alambre de acero al carbono con una resistencia inéditamente alta y una ductilidad y resistencia a fatiga excelentes. Además, es posible evaluar de forma adecuada la ductilidad de un alambre de acero al carbono y obtener de forma segura un alambre de acero al carbono que tiene una buena ductilidad.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 (A) es un dibujo que explica el punto en el que se mide la dureza de la sección longitudinal de un alambre
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E09823706
30-01-2015
de acero. La Fig. 1 (B) es un dibujo que explica el punto en el que se mide la dureza de la sección transversal de un alambre de acero.
La Fig. 2 es un dibujo para explicar la medición de una retención de resistencia de lazo.
La Fig. 3 es un gráfico que representa la relación entre la dureza en sección transversal y la dureza en sección longitudinal, un coeficiente X (parte central) y entre la dureza en sección transversal y la dureza en sección longitudinal, un coeficiente X (parte de capa superficial) en los ejemplos 1 a 3 y los ejemplos comparativos 1 y 2.
La Fig. 4 es un gráfico, en forma de programa de pasadas, que muestra la relación entre cada pasada y un coeficiente A.
Modo de llevar a cabo la invención
A continuación se describirán las realizaciones de la presente invención de forma precisa.
El alambre de acero al carbono de la presente invención es un alambre de acero al alto carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa, preferiblemente del 0,85 al 1,10% en masa. Cuando el contenido de carbono es inferior al 0,50% en masa, empieza a ser probable que una ferrita proeutectoide se deposite, lo que provoca una irregularidad en la estructura metalográfica, y una cantidad total de un proceso de estiramiento de alambre para obtener una alta resistencia pasa a ser grande. Por otro lado, cuando el contenido de carbono supera el 1,10% en masa, empieza a ser probable que una cementita proeutectoide se deposite en el límite del grano, lo que provoca una irregularidad en la estructura metalográfica.
En el alambre de acero al carbono de la presente invención es fundamental que la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfagan cada una una relación representada por la siguiente expresión:
0,9 < coeficiente X ≤ 1,10.
En el alambre de acero al carbono estirado, la dureza en sección longitudinal no se ve afectada por un grano rizado y la dureza se determina dependiendo de la matriz de láminas, de modo que es posible evaluar la dureza sin una variación. De acuerdo con ello, se consideró que sería posible llevar a cabo una evaluación más adecuada de las características evaluando la relación entre la dureza en sección transversal basándose en la dureza en sección longitudinal, y llevándose a cabo una prueba de evaluación. Se confirmó que es posible obtener una buena ductilidad cuando la relación de dureza en el centro del alambre, un coeficiente X, es superior a 0,90. Por lo tanto, el límite inferior se estableció en 0,90. Por otro lado, el límite superior se estableció en 1,10, ya que la mejor ductilidad se obtuvo cuando la relación de la dureza de la parte de capa superficial del alambre, un coeficiente X, fue 1,04, obteniéndose una buena ductilidad también cuando el coeficiente X fue 1,10.
En este caso, la dureza en sección longitudinal se midió en la parte 3 de capa superficial y en la parte central 4 en la sección transversal 2 del alambre 1 de acero al carbono, tal como se muestra en la Fig. 1 (A), y la dureza en sección transversal se midió en la parte 13 de capa superficial y en la parte central 14 en la sección transversal 12 del alambre 1 de acero al carbono, tal como se muestra en la Fig. 1 (B). Para esta dureza, por ejemplo, es preferible utilizar la dureza Vickers.
El alambre de acero al carbono de la presente invención tiene una resistencia a tracción de 4000 MPa o superior y, por lo tanto, es posible conseguir la misma resistencia de un neumático en las condiciones presentes y reducir al mismo tiempo la cantidad de cables de acero usados.
A continuación, se describirá el proceso para producir un alambre de acero al carbono de la presente invención descrito anteriormente. Para el proceso de producción de la presente invención, es fundamental que, durante la producción de un alambre de acero al carbono de la presente invención, en un proceso de estiramiento de alambre en húmedo final, cuando un alambre de acero al carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa y que tiene una estructura perlítica queda sujeto a un proceso de estiramiento de alambre en cada matriz, el número de matrices en las que un coeficiente A representado por la siguiente fórmula, compuesta por la reacción de la matriz y el diámetro en la salida de la matriz:
coeficiente A = (reacción matriz (kgf) / diámetro en la salida de la matriz (mm)2)
es superior a 95 sea dos o inferior, y que se aplique un estiramiento ε de procesamiento superior a 2,5 en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo final y, preferiblemente, que el coeficiente A para todas las matrices se establezca en 90 o inferior.
En la presente invención, evaluando no solamente una reducción de área, sino también el coeficiente A descrito
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E09823706
30-01-2015
anteriormente en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo final, es posible llevar a cabo una evaluación que cubre todas las condiciones, tal como el material de acero, la resistencia a tracción, el diámetro del alambre, el coeficiente de fricción o similares. En consecuencia, es posible representar condiciones que incluyen todos los factores que afectan a la calidad y las propiedades físicas, y es posible representar condiciones más específicas del estiramiento del alambre en comparación con una única condición previa, que es la reducción de área.
En la presente invención, el número de matrices cuyo coeficiente A es superior a 95 se establece en 2 o inferior, ya que, si un proceso de estiramiento de alambre se lleva a cabo en una condición en la que el número es superior a 2, la estructura de acero se vuelve frágil debido a la cantidad de procesamiento y fricción, disminuyendo por lo tanto la ductilidad y la resistencia a fatiga. Por otro lado, el límite inferior del coeficiente A es preferiblemente 30 o superior en tres o más matrices de cabezal, ya que un proceso de estiramiento de alambre en una matriz se vuelve irregular cuando el coeficiente es demasiado bajo.
Cuando la relación descrita anteriormente, el coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisface una relación representada por la siguiente expresión:
0,9 < coeficiente X ≤ 1,10,
es especialmente preferible que se satisfaga un estiramiento de procesamiento de 2,5 o superior en el que, en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo final, la estructura de perlita está orientada en la dirección de estiramiento del alambre y el grano rizado en la estructura de dirección transversal se forma de manera compacta. El estiramiento ε de procesamiento se calcula mediante la siguiente fórmula:
ε = 2·ln(D0/D1)
(donde D0 representa el diámetro (mm) del alambre de acero en la entrada del proceso de estiramiento de alambre, D1 representa el diámetro (mm) del alambre de acero en la salida del proceso de estiramiento de alambre).
El método de evaluación de la ductilidad de un alambre de acero al carbono de la presente invención es un método de evaluación de la ductilidad de un alambre de acero al carbono en el que, durante la evaluación de la ductilidad de un alambre de acero al carbono, la ductilidad se evalúa teniendo en cuenta si la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfacen o no satisfacen cada una una relación representada por la siguiente expresión:
0,9 < coeficiente X ≤ 1,10.
Tal como se ha descrito anteriormente, evaluando la relación de dureza y el coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y seleccionando los valores en el intervalo descrito anteriormente, es posible obtener de forma segura los que presentan una buena ductilidad.
En cuanto a la forma de la matriz, es posible aplicar formas usadas de manera general para estirar alambres de acero y, por ejemplo, es posible usar las que tienen un ángulo de aproximación de 8º a 12º y que tienen una longitud de soporte de aproximadamente 0,3 D a 0,6 D. Además, los materiales de la matriz no se limitan a una matriz de diamante sinterizado o similares, siendo posible usar también una matriz de aleación súper dura que no es cara.
En cuanto al alambre de acero usado para el proceso de estiramiento de alambre, se usa preferiblemente un alambre de acero al alto carbono que tiene una buena uniformidad y, preferiblemente, el mismo queda sujeto a un tratamiento térmico de modo que se forma una estructura perlítica uniforme que tiene una pequeña cantidad de cementita proeutectoide, ferrita proeutectoide o bainita mezcladas conjuntamente, controlándose al mismo tiempo la descarbonización de la parte de capa superficial del alambre de acero.
Ejemplos
A continuación se describirá la presente invención a título de ejemplos.
Los alambres de acero al alto carbono mostrados en las Tablas 1 y 2 fueron sometidos a un estiramiento de alambre en seco hasta que sus diámetros alcanzaron el diámetro mostrado en las mismas tablas, respectivamente. Los alambres de acero obtenidos fueron sometidos a un tratamiento térmico por patentado y a un revestimiento de latón para producir alambres de acero con revestimiento de latón. Los alambres de acero con revestimiento de latón obtenidos se estiraron en cada programa de pasadas mostrado en las Tablas 1 y 2 a efectos de producir alambres de acero que tienen los diámetros mostrados en las Tablas, respectivamente.
Durante el proceso de estiramiento de alambre se usaron una matriz de aleación súper dura con un ángulo de aproximación de aproximadamente 12º y una longitud de soporte de aproximadamente 0,5 D y una máquina de estiramiento de alambre continuo en húmedo de tipo deslizante.
E09823706
30-01-2015
En lo que respecta a las condiciones de estiramiento de alambre en el proceso de estiramiento de alambre final, tal como se muestra en las Tablas 1 y 2, se usaron condiciones variables en las que el número de matrices cuyo coeficiente A descrito anteriormente es 95 o superior es 0 (Ejemplos 1 a 3), el número es 8 (Ejemplo comparativo 1) y el número es 3 (Ejemplo comparativo 2) para realizar procesos de estiramiento de alambre, y se evaluaron las
5 propiedades físicas descritas a continuación. Resistencia a tracción La resistencia a tracción de los alambres de acero de prueba se midió basándose en una prueba de tracción según
JIS G3510. Dureza 10 Usando un instrumento de ensayo de dureza Vickers (tipo: HM-211) fabricado por Mitutoyo Corporation, se midió la dureza en la parte de capa superficial y en la parte central de la sección longitudinal y la sección transversal del
alambre de acero probado, y se calculó cada una de las relaciones, el coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal). Retención de resistencia de lazo
15 La retención de resistencia de lazo del alambre de prueba se calculó como: retención resistencia lazo = ((resistencia lazo)/(resistencia a tracción) x 100),
midiendo la resistencia de lazo y la resistencia a tracción de un alambre 21 de acero de prueba montado en una sujeción 22, tal como se muestra en la Fig. 2. Esta medición se realizó 10 veces. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente Tabla 3.
20 Tabla 1
Ejemplo 1
Ejemplo 2 Ejemplo 3
Material alambre acero
1,02% en masa del alambre de acero al carbono 1,02% en masa del alambre de acero al carbono 0,80% en masa del alambre de acero al carbono
Pasada
diámetro alambre Coeficiente A diámetro alambre Coeficiente A diámetro alambre Coeficiente A
0
1,400 - 1,320 - 1,320 -
1
1,360 10,5 1,280 19,6 1,280 19,6
2
1,290 30,1 1,200 36,4 1,200 36,4
3
1,200 39,2 1,090 52,7 1,090 52,7
4
1,100 49,0 0,960 68,8 0,960 68,8
5
0,990 62,0 0,850 70,3 0,850 70,3
6
0,890 66,1 0,750 76,8 0,750 76,8
7
0,790 76,8 0,670 75,4 0,670 75,4
8
0,700 82,7 0,600 79,0 0,600 79,0
9
0,640 69,1 0,540 80,8 0,540 80,8
10
0,580 79,2 0,490 80,2 0,490 80,2
11
0,530 77,6 0,450 78,4 0,450 78,4
12
0,485 80,7 0,415 76,9 0,415 76,9
13
0,445 84,5 0,385 79,7 0,385 79,7
14
0,410 83,7 0,355 74,3 0,355 74,3
15
0,375 94,1 0,340 45,4 0,340 45,4
16
0,345 87,4 0,315 74,1 0,330 45,8
17
0,320 84,8 0,295 82,8 0,310 71,1
E09823706
30-01-2015
Ejemplo 1
Ejemplo 2 Ejemplo 3
Material alambre acero
1,02% en masa del alambre de acero al carbono 1,02% en masa del alambre de acero al carbono 0,80% en masa del alambre de acero al carbono
18
0,295 94,1 0,270 86,9 0,290 73,8
19
0,273 94,7 0,255 80,9 0,275 69,2
20
0,255 86,4 0,240 80,0 0,260 82,1
21
0,240 81,9 0,230 77,5 0,245 74,1
22
0,225 89,3 0,220 62,6 0,230 79,8
23
0,215 70,6 0,210 71,9 0,220 76,3
24
0,210 42,2 0,200 74,6 0,210 54,2
25
- - 0,190 66,6 0,205 48,4
26
- - 0,180 70,6 - -
27
- - 0,175 67,3 - -
28
- - 0,170 52,1 - -
Superior a 90
3 Superior a 90 0 Superior a 90 0
Superior a 95
0 Superior a 95 0 Superior a 95 0
Tabla 2
Ejemplo comparativo 1
Ejemplo comparativo 2
Material alambre acero
1,02% en masa del alambre de acero al carbono 0,80% en masa del alambre de acero al carbono
Pasada
diámetro alambre Coeficiente A diámetro alambre Coeficiente A
0
1,400 - 1,860 -
1
1,360 10,5 1,820 7,3
2
1,290 34,0 1,720 15,5
3
1,200 43,1 1,560 44,3
4
1,100 53,4 1,390 52,9
5
0,990 66,9 1,230 60,9
6
0,890 71,2 1,080 68,5
7
0,790 82,1 0,950 72,6
8
0,700 88,4 0,840 75,5
9
0,640 75,5 0,735 86,4
10
0,580 85,8 0,650 86,8
11
0,530 84,7 0,580 87,6
12
0,485 88,1 0,520 90,3
13
0,445 92,8 0,470 90,2
14
0,410 92,0 0,425 97,7
15
0,375 102,8 0,390 88,9
16
0,345 102,4 0,360 88,1
E09823706
30-01-2015
Ejemplo comparativo 1
Ejemplo comparativo 2
Material alambre acero
1,02% en masa del alambre de acero al carbono 0,80% en masa del alambre de acero al carbono
17
0,320 99,3 0,330 92,4
18
0,295 110,1 0,305 89,9
19
0,273 110,9 0,283 90,4
20
0,255 100,5 0,262 96,5
21
0,240 95,5 0,245 87,2
22
0,225 104,1 0,228 95,5
23
0,215 82,2 0,215 84,8
24
0,210 47,1 0,205 75,1
25
- - 0,200 44,7
Superior a 90
10 Superior a 90 7
Superior a 95
8 Superior a 95 3
Tabla 3
Ejemplo 1
Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo comparativo 1 Ejemplo comparativo 2
Número de matrices cuyo coeficiente A es superior a 95
0 0 0 8 3
Número de matrices cuyo coeficiente A es superior a 90
3 0 0 10 7
Dureza en sección transversal/ Dureza en sección longitudinal Coeficiente X (Parte central)
0,93 0,93 0,93 0,81 0,85
Dureza en sección transversal/ Dureza en sección longitudinal Coeficiente X (Parte de capa superficial)
1,02 0,99 1,06 1,10 1,02 0,99 1,04 0,92 1,04 0,99
Resistencia a tracción (MPa)
4300 4500 4100 4300 4300
Retención resistencia lazo (%)
75 60 85 29 35
Ductilidad
Alta Alta Alta Baja Baja
En la Fig. 3 se muestra un gráfico de las relaciones de dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal, coeficiente X (parte central) y de dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal, coeficiente X (parte de capa superficial) de los ejemplos 1 a 3 y los ejemplos comparativos 1 y 2. Tal como resulta evidente a partir de
5 este gráfico, en los ejemplos 1 a 3, la relación entre la dureza en la parte de capa superficial y la parte central es pequeña.
En la Fig. 4 se muestra un gráfico de la relación entre cada pasada y un coeficiente A en forma de programa de pasadas. En este gráfico puede comprobarse que, en el ejemplo 1, solamente existen tres pasadas cuyo coeficiente es superior a 90, y no existe ninguna pasada cuyo coeficiente es superior a 95, y en los ejemplos 2 y 3, no existe
10 ninguna pasada cuyo coeficiente A es superior a 90, constituyendo un programa de pasadas claramente diferente al de los ejemplos comparativos 1 y 2.
Descripción de símbolos
1 alambre de acero
2 sección longitudinal
15 12 sección transversal
E09823706
30-01-2015
3, 13
parte de capa superficial
4, 14
parte central
21
alambre de acero
22
sujeción
5

Claims (4)

  1. E09823706
    30-01-2015
    REIVINDICACIONES
    1. Alambre de acero al carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa, en el que la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección
    5 longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfacen cada una una relación representada por la siguiente expresión:
    0,9 < coeficiente X ≤ 1,10,
    10 y en el que el alambre de acero al carbono tiene una resistencia a tracción de 4000 MPa o superior.
  2. 2. Proceso para producir un alambre de acero al carbono según la reivindicación 1, en el que, en un proceso de estiramiento de alambre en húmedo final, cuando un alambre de acero al carbono que tiene un contenido de carbono del 0,50 al 1,10% en masa y que tiene una estructura perlítica queda sujeto a un proceso de estiramiento de alambre en cada matriz, el número de matrices en las que un coeficiente A representado por la siguiente fórmula,
    15 compuesta por la reacción de la matriz y el diámetro en la salida de la matriz:
    coeficiente A = (reacción matriz (kgf) / diámetro en la salida de la matriz (mm)2)
    es superior a 95 es dos o inferior, y en el que se aplica un estiramiento ε de procesamiento superior a 2,5 en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo final.
  3. 3. Proceso de producción según la reivindicación 2, en el que, en el proceso de estiramiento de alambre en húmedo 20 final, el coeficiente A para cada matriz es 90 o inferior.
  4. 4. Método de evaluación de la ductilidad de un alambre de acero al carbono, en el que la ductilidad se evalúa teniendo en cuenta si la relación entre la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección transversal) ortogonal con respecto a la dirección longitudinal y la dureza de la parte de capa superficial en una sección (sección longitudinal) en la dirección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección
    25 longitudinal), y la relación entre la dureza de la parte central en la sección transversal y la dureza de la parte central en la sección longitudinal, un coeficiente X (dureza en sección transversal/dureza en sección longitudinal), satisfacen
    o no satisfacen cada una una relación representada por la siguiente expresión:
    0,9 < coeficiente X ≤ 1,10.
    10
ES09823706.8T 2008-10-30 2009-10-30 Alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, proceso de producción del mismo y método de evaluación Active ES2529299T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008279758 2008-10-30
JP2008279758 2008-10-30
PCT/JP2009/068711 WO2010050596A1 (ja) 2008-10-30 2009-10-30 高強度で延性および耐疲労性に優れた炭素鋼線材、その製造方法および評価方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2529299T3 true ES2529299T3 (es) 2015-02-18

Family

ID=42128955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09823706.8T Active ES2529299T3 (es) 2008-10-30 2009-10-30 Alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, proceso de producción del mismo y método de evaluación

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9403200B2 (es)
EP (1) EP2351621B1 (es)
JP (1) JP5523332B2 (es)
KR (1) KR101579338B1 (es)
CN (1) CN102202808B (es)
ES (1) ES2529299T3 (es)
WO (1) WO2010050596A1 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069409A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Bridgestone Corp 高強度高炭素鋼線およびその製造方法
FR2965208B1 (fr) * 2010-09-23 2012-10-12 Michelin Soc Tech Renfort composite
FR2971188B1 (fr) 2011-02-03 2013-03-08 Michelin Soc Tech Renfort composite gaine d'une couche de polymere auto-adherente au caoutchouc
JP5882827B2 (ja) * 2012-04-27 2016-03-09 株式会社ブリヂストン スチールワイヤ、スチールワイヤの製造方法およびスチールワイヤの評価方法
FR2995231B1 (fr) * 2012-09-07 2014-08-29 Michelin & Cie Procede de trefilage
JP2014169507A (ja) 2013-03-01 2014-09-18 Bridgestone Corp ゴム物品補強用スチールワイヤおよびこれを用いたゴム物品
FR3013735B1 (fr) * 2013-11-22 2016-08-19 Michelin & Cie Procede de trefilage d'un fil d'acier comprenant un taux de carbone en masse compris entre 0,05 % inclus et 0,4 % exclu
US20170321293A1 (en) * 2014-11-20 2017-11-09 Bridgestone Corporation Carbon steel wire and method for manufacturing same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5189897A (en) * 1991-10-15 1993-03-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Method and apparatus for wire drawing
JPH07305285A (ja) 1994-05-09 1995-11-21 Bridgestone Metarufua Kk ゴム物品の補強に供するスチールコード用素線の製造方法
JP3445674B2 (ja) 1994-12-09 2003-09-08 新日本製鐵株式会社 耐捻回割れ性に優れた高強度鋼線
JP2772627B2 (ja) 1995-05-16 1998-07-02 東京製綱株式会社 ゴム補強用超高強度スチールワイヤおよびスチールコード
JPH11309509A (ja) 1998-04-24 1999-11-09 Nippon Steel Corp 捻回特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法
KR100359482B1 (ko) * 2000-06-28 2002-10-31 고려용접봉 주식회사 송급성이 우수한 아크용접용 와이어 및 와이어의 신선방법
JP2002113541A (ja) 2000-10-10 2002-04-16 Ykk Corp 金属製線材及びその製造方法
JP3954338B2 (ja) * 2001-09-10 2007-08-08 株式会社神戸製鋼所 耐ひずみ時効脆化特性および耐縦割れ性に優れる高強度鋼線およびその製造方法
JP4555711B2 (ja) 2005-03-14 2010-10-06 新日本製鐵株式会社 延性に優れた高強度極細鋼線
JP4980172B2 (ja) * 2007-01-30 2012-07-18 新日本製鐵株式会社 強度延性バランスに優れた高強度極細鋼線の製造方法
JP5315790B2 (ja) 2008-05-19 2013-10-16 新日鐵住金株式会社 耐遅れ破壊特性に優れた高強度ｐｃ鋼線

Also Published As

Publication number Publication date
EP2351621B1 (en) 2014-12-10
US20110206552A1 (en) 2011-08-25
WO2010050596A1 (ja) 2010-05-06
JP5523332B2 (ja) 2014-06-18
KR20110074791A (ko) 2011-07-01
JPWO2010050596A1 (ja) 2012-03-29
EP2351621A1 (en) 2011-08-03
CN102202808A (zh) 2011-09-28
KR101579338B1 (ko) 2015-12-21
US9403200B2 (en) 2016-08-02
EP2351621A4 (en) 2013-11-27
CN102202808B (zh) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2529299T3 (es) Alambre de acero al carbono con alta resistencia y excelente ductilidad y resistencia a fatiga, proceso de producción del mismo y método de evaluación
ES2688208T3 (es) Alambrón de acero de alto contenido de carbono y procedimiento para la fabricación de mismo
JP4719320B2 (ja) 高強度極細鋼線及びその製造方法
CN106460110B (zh) 高强度钢帘线用线材
US9274298B2 (en) Deformed steel wire for protection tube of submarine cable, method for manufacturing same, and pressure-resistant layer
FI58610B (fi) Staolkord
JP2020523496A (ja) 直線品質にすぐれるタイヤ補強用スチールコード及び単一鋼線並びにその製造方法
EP3282027B1 (en) High-carbon steel wire material with excellent wire drawability, and steel wire
CN110799700A (zh) 橡胶物品增强用钢丝帘线和其制造方法
KR101152415B1 (ko) 직선성이 우수한 고무보강용 단선 스틸코드의 제조방법
JP5553384B2 (ja) 高炭素鋼線材の製造方法
ES2310007T3 (es) Metodo de fabricacion de un hilo de acero.
JP3777166B2 (ja) 高強度極細鋼線の製造方法
US5603208A (en) Composite rubber bodies using steel cords for the reinforcement of rubber articles
JP7063394B2 (ja) 熱間圧延線材
JP5882827B2 (ja) スチールワイヤ、スチールワイヤの製造方法およびスチールワイヤの評価方法
JP3037844B2 (ja) ゴム物品補強用スチールコードおよびその製造方法
CN204641270U (zh) 直的钢单丝、带束层和轮胎
JP3037845B2 (ja) ゴム物品補強用スチールコードおよびゴム複合体
KR100635328B1 (ko) 고강도 스틸코드 및 그의 제조방법
JPH06184962A (ja) ゴム物品補強用スチールコード
JP5731309B2 (ja) 高強度高炭素鋼線の製造方法
JP2007111767A (ja) 高強度高炭素鋼線およびその製造方法
WO2024024401A1 (ja) 鋼線、及び鋼線の製造方法
CN107073537A (zh) 碳钢丝及其制造方法