JP2003183778A - 鋼線材、鋼線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】伸線加工性に優れた線材を得て、それを素材と
する鋼線を高い生産性の下に歩留り良く廉価に提供す
る。 【解決手段】C：0.8〜1.1％、Si：0.1〜1.0％、Mn：0.1
〜1.0％、Cr：1.0％以下、Co：2.0％以下、Nb：0.015％
以下、B：0.005％以下、Ca：0.003％以下、Mg：0.003％
以下を含有し、残部はFe及び不純物から成り、不純物中
のAlは0.0020％以下、Tiは0.0020％以下、Nは0.005％以
下、Pは0.01％以下、Sは0.01％以下、Ｏ（酸素）は0.00
20％以下で、更に、初析セメンタイトの平均厚さが0.20
μｍ以下であり、且つ、長手方向縦断面において長径を
Ｌ（μｍ）、短径をＷ（μｍ）として「Ｌ／Ｗ」で表さ
れるアスペクト比が２．５以下のＢ系介在物とＣ系介在
物について極値統計法によって求めた100ｍｍ^２ での√
area_ｍａｘ が9μｍ以下を満足する鋼線材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼線材、鋼線及び
その製造方法に関する。より詳しくは、例えば、自動車
のラジアルタイヤや、各種産業用ベルトやホースの補強
材として用いられるスチールコード、更には、ソーイン
グワイヤなどの用途に好適な鋼線材と、前記の鋼線材を
素材とする鋼線及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のラジアルタイヤや、各種のベル
ト、ホースの補強材として用いられるスチールコード用
鋼線、あるいは、ソーイングワイヤ用の鋼線は、一般
に、熱間圧延後調整冷却した線径（直径）が５〜６ｍｍ
の鋼線材（以下、「鋼線材を」単に「線材」ともいう）
を、１次伸線加工して直径を３〜４ｍｍにし、次いで、
パテンティング処理を行い、更に２次伸線加工して１〜
２ｍｍの直径にする。この後、最終パテンティング処理
を行い、次いで、ブラスメッキを施し、更に最終湿式伸
線加工を施して直径０．１５〜０．４０ｍｍにする。こ
のようにして得られた極細鋼線を、更に撚り加工で複数
本撚り合わせて撚鋼線とすることでスチールコードが製
造される。

【０００３】一般に、線材を鋼線に加工する際や鋼線を
撚り加工する際に断線が生ずると、生産性と歩留りが大
きく低下してしまう。したがって、上記技術分野に属す
る線材や鋼線は、伸線加工時や撚り加工時に断線しない
ことが強く要求される。

【０００４】更に、スチールコードの製造の場合、熱間
圧延した直径５〜６ｍｍの線材を直径が１〜２ｍｍの鋼
線にするのに多くの中間処理工程を要し、製造コストの
上昇を招いている。したがって、最終製品の性能を低下
させることなく、製造工程を簡略化したいとする産業界
からの要望が大きくなっている。このため、Ｃ含有量が
質量％で０．８％未満の比較的強度の低い炭素鋼線材な
どでは、中間処理を省略して、例えば直径５．５ｍｍか
ら１．７ｍｍまで直接に伸線する技術が開発されてい
る。なお、前記伸線における真歪み量は２．３５であ
る。ここで、真歪み（ε）は線材の直径（ｄ_０ ）と伸
線後の鋼線の直径（ｄ）を用いて下記の（ｉ）式で表さ
れるものである。

【０００５】 ε＝２ｌｏｇ_ｅ（ｄ_０／ｄ）・・・（ｉ） 一方では、近年、種々の目的からスチールコードなどを
軽量化する動きが高まってきた。このため、前記の各種
製品に対して高強度が要求されるようになり、上記のＣ
含有量が質量％で０．８％未満の炭素鋼線材などでは、
所望の高強度を得難いため、Ｃ含有量が高くて鋼線に高
い強度を確保させることができ、しかも前記の中間処理
を省略できるような伸線加工性に優れた線材に対する要
求が極めて大きくなっている。

【０００６】上記した近年の産業界からの要望に対し
て、偏析、化学成分や介在物を制御して線材の伸線加工
性を高める技術が提案されている。

【０００７】例えば、特公平７−１１０６０号公報に
は、化学組成として、質量％で０．６〜１．０％のＣや
０．５０〜１．１％のＭｎなどを含み、線材でのＭｎの
偏析を制御する「伸線加工性のすぐれた高強度線材」が
開示されている。しかし、この公報で提案された技術
は、線材におけるＭｎの偏析ピーク幅を小さくするため
に、鋳片サイズを大きくとって圧減比を高める、中
心偏析を改善するために鋳造時の溶鋼過熱度を低めとす
る、鋳型内電磁攪拌を行う、凝固末期に鋳片に圧下
をかける、鋳片を均熱炉中で加熱し偏析元素を拡散さ
せる、などの特殊な処理を必要とする。このため、線材
の製造工程や製造設備が異なる場合には、必ずしも適用
できないものであるし、たとえ適用できたとしても製造
コストが嵩むものであった。更に、前記公報の実施例に
おける伸線加工量は真歪みに換算して高々２．０であ
り、Ｍｎの偏析を制御しても、熱間圧延した線材の絞り
の向上には寄与するが、前記した中間処理としてのパテ
ンティングを省略するには不十分なものである。

【０００８】特許第２５００７８６号公報には、化学組
成を、質量％で０．８５〜１．０５％のＣ、０．０５〜
０．６％のＣｒや０．０５〜０．２０％未満のＣｕなど
を含むとともにＡｌの含有量を０．００３％以下に制限
したり、前記化学組成規定に加えて、酸化物系介在物の
組成やＴｉ（Ｃ、Ｎ）系介在物に関する規定などを設け
た「熱間圧延鋼線材、極細鋼線および撚鋼線、並びに極
細鋼線の製造法」が開示されている。しかし、この公報
で提案された技術は、Ｃｕを必須の構成元素として含む
のでスクラップ処理時にＣｕ元素を除去するのが困難
で、リサイクル性という点で劣るものである。更に、前
記公報の実施例における１次の鉛パテンティング処理前
の伸線加工量は、直径５．５ｍｍから２．２ｍｍまでの
真歪み換算で１．８と小さいものであり、前記した中間
処理としてのパテンティングを省略するには不十分なも
のである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、スチールコードやソ
ーイングワイヤなどの用途に好適な伸線加工性などの冷
間加工性に優れた線材を得るとともに、前記の線材を素
材とする鋼線を高い生産性の下に歩留り良く廉価に提供
することである。なお、前記の鋼線としては、特に、素
材である線材に真歪み量で２．３５以上の冷間加工を施
したものが対象である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示す線材、（２）に示す鋼線及び（３）に示す
鋼線の製造方法にある。

【００１１】（１）質量％で、Ｃ：０．８〜１．１％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃ
ｒ：１．０％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｎｂ：０．０
１５％以下、Ｂ：０．００５％以下、Ｃａ：０．００３
％以下、Ｍｇ：０．００３％以下を含有し、残部はＦｅ
及び不純物から成り、不純物中のＡｌは０．００２０％
以下、Ｔｉは０．００２０％以下、Ｎは０．００５％以
下、Ｐは０．０１％以下、Ｓは０．０１％以下、Ｏ（酸
素）は０．００２０％以下で、更に、初析セメンタイト
の平均厚さが０．２０μｍ以下であり、且つ、長手方向
縦断面において長径をＬ（μｍ）、短径をＷ（μｍ）と
して「Ｌ／Ｗ」で表されるアスペクト比が２．５以下の
Ｂ系介在物及びＣ系介在物の極値統計法によって求めた
１００ｍｍ^２ での√area_ｍａｘ が９μｍ以下を満足す
る鋼線材。

【００１２】（２）上記（１）に記載の線材を２．３５
以上の真歪みで冷間加工した鋼線。

【００１３】（３）上記（１）に記載の線材を冷間加工
後に、最終熱処理、メッキ処理、湿式伸線加工をこの順
に施す鋼線の製造方法。

【００１４】ここで、「線材」とは、棒状に熱間圧延さ
れた鋼で、コイル状に巻かれた鋼材を指し、所謂「バー
インコイル」を含むものである。

【００１５】上記した「初析セメンタイトの平均厚さ」
は次のようにして求めたものをいう。すなわち、図２に
示すように、被検面で観察される初析セメンタイトを平
行な２本の直線で区切ったとき、その２本の直線の間隔
が最大になる場合をその初析セメンタイトの長さとし、
前記長さの２分の１の位置で長さ方向に垂直な直線を引
く。そして、上記直線が対象とする初析セメンタイトと
交わる長さを求め、これを対象とする「初析セメンタイ
トの厚さ」とする。同様の測定を、例えば、２０箇所の
初析セメンタイトについて行い、求めた「初析セメンタ
イトの厚さ」の平均を「初析セメンタイトの平均厚さ」
とする。

【００１６】「長手方向縦断面」（以下、Ｌ断面とい
う）とは、線材の圧延方向に平行に切断した面をいう。

【００１７】又、前記のＬ断面において「アスペクト比
が２．５以下のＢ系介在物とＣ系介在物について極値統
計法によって求めた√area_ｍａｘ 」とは、通常の極値
統計法の処理手順によって求めたものをいう。すなわ
ち、下記〜式におけるＳを予測を行う面積（ｍｍ^２
）、Ｓ_０ を検査基準面積（ｍｍ^２ ）、Ｔを再帰期
間、ｙを極値統計での基準化変数として、線材から採取
した試験片のＬ断面を鏡面研磨した後、その研磨面を被
検面とし、例えば、光学顕微鏡の倍率を４００倍として
４０視野程度観察し、各検査基準面積中においてアスペ
クト比が２．５以下で、最大の面積であったＢ系又はＣ
系介在物の面積を測定して極値統計グラフを作成し、そ
の極値統計グラフから規定のＳとＳ_０ におけるｙを計
算し、そのｙに対する値をもって求める√area_ｍａｘ
とすればよい。

【００１８】 √ａｒｅａ_ｍａｘ＝ａ×ｙ＋ｂ・・・、 ｙ＝−ｌｎ［−ｌｎ｛（Ｔ−１）／Ｔ｝］・・・、 Ｔ＝（Ｓ＋Ｓ_０ ）／Ｓ_０ ・・・。

【００１９】線材を鋼線に加工するための「冷間加工」
には、通常の穴ダイスを用いた伸線加工だけでなく、ロ
ーラダイスを用いた伸線加工、所謂「２ロール圧延
機」、「３ロール圧延機」や「４ロール圧延機」を用い
た冷間圧延加工を含む。

【００２０】真歪み（ε）は加工前の線材や鋼線の直径
（ｄ_０ ）と加工後の鋼線の直径（ｄ）を用いて下記の
（ｉ）式で表されるものである。

【００２１】ε＝２ｌｏｇ_ｅ（ｄ_０／ｄ）・・・（ｉ） 「最終熱処理」とは、最終のパテンティング処理を指
す。又、「メッキ処理」は、ブラスメッキ、Ｃｕメッ
キ、Ｎｉメッキなどのように、次の湿式伸線の過程にお
ける引き抜き抵抗の低減や、スチールコード用途の場合
におけるようなゴムとの密着性を高めることなどを目的
に施されるものをいう。

【００２２】以下、上記の（１）〜（３）に記載のもの
をそれぞれ（１）〜（３）の発明という。

【００２３】本発明者らは、線材の化学組成や介在物、
初析セメンタイトが、機械的性質及び伸線加工性や冷間
圧延加工性といった冷間加工性（以下、簡単のために単
に「伸線加工性」という。又、伸線加工と冷間圧延加工
をまとめて「伸線加工」という）に及ぼす影響について
調査・研究を重ね、その結果、下記の知見を得た。

【００２４】（ａ）引張強さを高めるためには、Ｃ、Ｓ
ｉ、Ｍｎ、Ｃｒなどの合金元素の含有量を増やせばよい
が、これら合金元素の含有量の増加は伸線加工性の低
下、つまり、伸線加工時の限界加工度の低下を招く。

【００２５】（ｂ）伸線加工を行うと、変形能が小さい
介在物の周辺にボイドが生成して断線の起点になりやす
いが、JIS G 0555に規定されたＢ系介在物及びＣ系介在
物の変形能は線材のＬ断面におけるアスペクト比で簡便
に評価できる。なお、上記JIS G 0555に規定されたＡ系
介在物は変形能が大きいため断線の起点にはなり難い。

【００２６】（ｃ）変形能の小さい介在物には上記Ｂ系
介在物とＣ系介在物があり、その断面積が大きいと、伸
線加工時に介在物を起点とした断線が生じやすい。しか
し、断面積が小さい場合には、たとえ介在物の変形能が
小さくても、通常の伸線加工時の断線起点にはならな
い。

【００２７】（ｄ）光学顕微鏡観察した視野における最
も大きなＢ系及びＣ系の介在物の断面積と伸線加工性と
は必ずしも相関関係を有しない。一方、Ｂ系及びＣ系の
介在物に関して前述の極値統計法を用いた√ａｒｅａ
_ｍａｘ と伸線加工性との間にはよい相関関係がある。

【００２８】（ｅ）鋼中のＢ系及びＣ系の介在物のうち
酸化物系介在物については、不純物元素としてのＡｌと
Ｏ（酸素）の含有量を厳しく制限することで、変形能の
大きい介在物組成にすることができる。

【００２９】（ｆ）伸線加工性に影響を及ぼすＢ系及び
Ｃ系の介在物のうち窒化物系介在物と炭化物系介在物は
主にＴｉＮ、ＮｂＮとＮｂＣである。これらの介在物は
非常に硬質で変形能が小さいので、前記（ｃ）で述べた
ように、その断面積を小さなものとする必要がある。上
記介在物のうちＴｉＮの断面積制御のためには、不純物
元素としてのＴｉの含有量を厳しく制限することが有効
である。一方、ＮｂＮやＮｂＣは微細分散させることが
可能であり、その場合には旧オーステナイト粒が微細化
して伸線加工性が向上するものの、Ｎｂの含有量が多す
ぎる場合には、ＮｂＣやＮｂＮが粗大化して伸線加工時
の断線起点となるので、Ｎｂの含有量の上限を制限する
必要がある。

【００３０】（ｇ）伸線加工性に悪影響を及ぼすとされ
ている初析セメンタイトは、その平均厚さを薄くすれ
ば、通常の伸線加工時の断線起点にはならない。

【００３１】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各要件について詳
しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は
「質量％」を意味する。 （Ａ）化学組成 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｃは、線材の強度を高めるのに有効な元素である。しか
し、その含有量が０．８％未満の場合には、例えば引張
強さで３４００ＭＰａといった高い強度を安定して最終
製品に付与させることが困難である。一方、Ｃの含有量
が多すぎると鋼材が硬質化して伸線加工性の低下を招
く。特に、Ｃ含有量が１．１％を超えると、初析セメン
タイト（つまり、旧オーステナイト粒界に沿うセメンタ
イト）の厚さを後述する０．２０μｍ以下に制御するた
めに熱間圧延後の冷却速度を速くする必要があるが、前
記の冷却速度を速くすることによって、マルテンサイト
組織が生成して伸線加工性が大きく低下し、真歪みで
２．３５以上となる加工度で伸線加工を行うと断線が頻
発する。したがって、Ｃの含有量を０．８〜１．１％と
した。

【００３３】Ｓｉ：０．１〜１．０％ Ｓｉは、強度を高めるのに有効な元素である。更に、脱
酸剤として必要な元素でもある。しかし、その含有量が
０．１％未満では添加効果に乏しく、一方、１．０％を
超えると伸線加工での限界加工度が低下する。したがっ
て、Ｓｉの含有量を０．１〜１．０％とした。

【００３４】Ｍｎ：０．１〜１．０％ Ｍｎは、強度を高める作用に加えて、鋼中のＳをＭｎＳ
として固定して熱間脆性を防止する作用を有する。しか
し、その含有量が０．１％未満では前記の効果が得難
い。一方、Ｍｎは偏析しやすい元素であり、１．０％を
超えると特に線材の中心部に偏析し、その偏析部にはマ
ルテンサイトやベイナイトが生成するので、伸線加工性
が低下してしまう。したがって、Ｍｎの含有量を０．１
〜１．０％とした。

【００３５】Ｃｒ：１．０％以下 Ｃｒは添加しなくてもよい。添加すれば、パーライトの
ラメラ間隔を小さくして圧延後及びパテンティング後の
強度を高める作用を有する。又、伸線加工を初めとする
冷間加工時の加工硬化率を高める働きがある。こうした
効果を確実に得るには、Ｃｒは０．１％以上の含有量と
することが好ましい。しかし、その含有量が１．０％を
超えると、パーライト変態が終了するまでの時間が長く
なり、熱間圧延後の線材の中心部にマルテンサイトやベ
イナイトが生成するため、伸線加工中の断線頻度が増加
する。したがって、Ｃｒの含有量を１．０％以下とし
た。

【００３６】Ｃｏ：２．０％以下 Ｃｏは添加しなくても良い。添加すれば、初析セメンタ
イトの析出を防止し、更にパーライトを微細化して強度
を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｃ
ｏは０．２％以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、２．０％を超えて含有させても前記の効果は飽和
し、コストが嵩むばかりである。したがって、Ｃｏの含
有量を２．０％以下とした。

【００３７】Ｎｂ：０．０１５％以下 Ｎｂは添加しなくてもよい。添加すれば、オーステナイ
ト結晶粒を微細化して伸線加工性を高める作用を有す
る。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．００３％以
上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｎｂの含有
量が０．０１５％を超えると、√ａｒｅａ_ｍａｘ が９
μｍを超える粗大なＮｂＣやＮｂＮが生成し、この粗大
なＮｂＣやＮｂＮが伸線加工中の断線起点となるので伸
線加工性が低下してしまう。したがって、Ｎｂの含有量
を０．０１５％以下とした。なお、Ｎｂは凝固偏析し易
い元素であり、粗大なＮｂＣやＮｂＮの生成を確実に防
止するためには、その含有量を０．０１０％未満にする
ことが望ましい。

【００３８】Ｂ：０．００５％以下 Ｂは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼中に固溶した
Ｎと結合してＢＮを形成し、固溶Ｎを低減して、伸線加
工性を向上させる効果がある。この効果を確実に得るに
は、Ｂは０．０００３％以上の含有量とすることが好ま
しい。しかし、Ｂを０．００５％を超えて含有させる
と、粗大なＢＮが生成して、伸線加工性が低下する。し
たがって、Ｂの含有量を０．００５％以下とした。

【００３９】Ｃａ：０．００３％以下 Ｃａは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工性を
高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｃａ
は０．０００１％以上の含有量とすることが好ましい。
しかし、Ｃａを０．００３％を超えて含有させても前記
の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。したがっ
て、Ｃａの含有量を０．００３％以下とした。

【００４０】Ｍｇ：０．００３％以下 Ｍｇは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工性を
高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｍｇ
は０．０００１％以上の含有量とすることが好ましい。
しかし、Ｍｇを０．００３％を超えて含有させても前記
の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。したがっ
て、Ｍｇの含有量を０．００３％以下とした。

【００４１】更に、（１）の発明においては、不純物元
素であるＡｌ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｓ及びＯ（酸素）の含有
量を下記のとおりに制限する。

【００４２】Ａｌ：０．００２０％以下 ＡｌはＡｌ_２Ｏ_３を主成分とする変形能の低い酸化物系
介在物を形成して伸線加工性を低下させてしまう。特に
その含有量が０．００２０％を超えると、前記酸化物系
介在物が粗大化して極値統計法を用いた√ａｒｅａ
_ｍａｘ が９μｍを超えるため、伸線加工中に断線が多
発し、伸線加工性の低下が著しくなる。したがって、Ａ
ｌの含有量を０．００２０％以下とした。

【００４３】Ｔｉ：０．００２０％以下 ＴｉはＮと結合してＴｉＮを形成する。Ｔｉ含有量が
０．００２０％を超えると、極値統計法を用いた√ａｒ
ｅａ_ｍａｘ が９μｍを超える粗大なＴｉＮが生成す
る。この粗大なＴｉＮは伸線加工中の断線起点となるの
で伸線加工性が低下してしまう。したがってＴｉの含有
量を０．００２０％以下とした。

【００４４】Ｎ：０．００５％以下 Ｎは冷間での伸線加工中に転位に固着して鋼線の強度を
上昇させる反面で、伸線加工性を低下させてしまう。特
に、その含有量が０．００５％を超えると伸線加工性の
低下が著しくなる。したがって、Ｎの含有量を０．００
５％以下とした。

【００４５】Ｐ：０．０１％以下 Ｐは粒界に偏析して伸線加工性を低下させてしまう。特
に、その含有量が０．０１％を超えると伸線加工性の低
下が著しくなる。したがって、Ｐの含有量を０．０１％
以下とした。

【００４６】Ｓ：０．０１％以下 Ｓは伸線加工性を低下させてしまう。特に、その含有量
が０．０１％を超えると伸線加工性の低下が著しくな
る。したがって、Ｓの含有量を０．０１％以下とした。

【００４７】Ｏ（酸素）：０．００２０％以下 Ｏは酸化物系介在物を形成して伸線加工性を低下させて
しまう。特に、Ｏの含有量が０．００２０％を超える
と、酸化物系介在物が粗大化し、不純物としてのＡｌ含
有量を前記範囲に制限しても、極値統計法を用いた√ａ
ｒｅａ_ｍａｘ が９μｍを超える変形能の低い、粗大な
Ａｌ_２Ｏ_３が生成するため、伸線加工性の低下が著しく
なって、伸線加工中に断線が多発する。したがって、Ｏ
の含有量を０．００２０％以下とした。 （Ｂ）介在物 真歪み量で２．３５以上の伸線加工を施しても介在物起
点による断線を生じないためには、前記（Ａ）項で述べ
た化学組成に加えて介在物に関する規定を設けることが
必要である。

【００４８】本発明者らは化学組成が前記（Ａ）項で述
べた範囲にあり、セメンタイトの平均厚さが後述する
（Ｃ）項の規定を満たす直径５．５ｍｍの種々の熱間圧
延線材を通常の方法で伸線加工し、伸線加工中に断線し
た部分を観察して、横軸に真歪み量、縦軸に断線部分に
存在した介在物のアスペクト比をとって整理した。その
結果を図１に示す。図１から明らかなように、伸線加工
時に２．３５未満の真歪み量で断線した場合の断線部分
に存在した介在物のアスペクト比はいずれも２．５以下
であった。なお、断線部分に存在した介在物は線材のＬ
断面で観察したものである。又、既に述べたように、ア
スペクト比とは、Ｌ断面における介在物の長径をＬ（μ
ｍ）、短径をＷ（μｍ）としたときの「Ｌ／Ｗ」で表さ
れる値をいう。

【００４９】本発明者らは次に、上記真歪み量が２．３
５未満で断線した断線部分に存在したアスペクト比が
２．５以下の介在物を観察した。その結果、Ｂ系介在物
又はＣ系介在物であることが明らかになった。既に述べ
たように、Ａ系介在物は変形能が大きいため断線の起点
にはなり難く、したがって、真歪み量が２．３５未満の
伸線加工で断線する場合のアスペクト比が２．５以下の
介在物はＢ系介在物あるいはＣ系介在物と考えることが
できる。なお、Ｂ系介在物とＣ系介在物は伸線加工で変
形し難いため、前記図１の真歪み量と鋼線におけるＢ系
介在物とＣ系介在物のアスペクト比との関係は、真歪み
量と線材におけるＢ系介在物とＣ系介在物のアスペクト
比との関係に置き換えることができる。

【００５０】したがって、本発明においては、線材のＬ
断面におけるＢ系介在物とＣ系介在物のアスペクト比を
２．５以下と規定した。

【００５１】なお、後述の実施例で詳しく述べるが、熱
間圧延した線材のＬ断面において、アスペクト比が２．
５以下のＢ系及びＣ系の介在物に関して極値統計法を用
いた面積１００ｍｍ^２ における√ａｒｅａ_ｍａｘ が９
μｍを超える場合には、伸線加工時に真歪み量で２．３
５未満で介在物起点による断線が生じる。

【００５２】したがって、（１）の発明においてアスペ
クト比が２．５以下のＢ系及びＣ系の介在物に関して極
値統計法を用いた面積１００ｍｍ^２ における√ａｒｅ
ａ_{ｍ ａｘ} を９μｍ以下と規定した。なお、上記√ａｒ
ｅａ_ｍａｘ は、この値が小さい方がより大きな真歪み
量まで介在物起因の断線を生じずに伸線できる傾向があ
るので、７μｍ以下にすることが望ましい。

【００５３】なお、前記（Ａ）項で述べた化学成分に関
する規定を満たしても、介在物の形状と√ａｒｅａ
_ｍａｘ には、介在物の組成、鋼の凝固速度や凝固偏析
などが影響する。更に、製鋼設備も介在物の形状と√ａ
ｒｅａ_ｍａｘ に影響を及ぼす。このため、通常の方法
では線材のＬ断面におけるアスペクト比が２．５以下の
Ｂ系介在物とＣ系介在物について、前記極値統計法を用
いた面積１００ｍｍ^２ における√ａｒｅａ_ｍａｘ を９
μｍ以下にするための条件を限定することは難しい。し
かしながら、例えば、以下に示す（a.）〜（d.）の要件
を満足させることによって、前記規定を満たす介在物の
形状と√ａｒｅａ_ｍａｘ にすることができる。

【００５４】（a.）鋼中の不純物としてのＡｌ、Ｏ（酸
素）、Ｔｉ、Ｎｂ及びＮの含有量を既に（Ａ）項で述べ
た量、すなわち、それぞれ、０．００２０％以下、０．
００２０％以下、０．００２０％以下、０．０１５％以
下及び０．００５％以下に制御する。

【００５５】（b.）酸化物系介在物中のＡｌ_２Ｏ_３の割
合を質量％で３０％以下にする。

【００５６】（c.）取鍋、タンディッシュ等の耐火物の
溶損や鋳造時のスラグ及びパウダーの巻き込みを防止す
る。

【００５７】（d.）Ｔｉ及びＮｂの中心偏析を抑制する
ために、鋼塊を小断面のインゴット、スラブやブルーム
とする。一方、連続鋳造によって、例えば、一辺の長さ
が４００ｍｍといった大断面のブルームを製造する場合
には、Ｔｉ及びＮｂの中心偏析を抑制するために、溶鋼
の電磁攪拌や凝固末期に軽圧下を施す。 （Ｃ）初析セメンタイト 真歪み量で２．３５以上の伸線加工を施しても断線を生
じないためには、前記（Ａ）項の化学組成規定及び
（Ｂ）項の介在物規定に加えて、初析セメンタイトの平
均厚さを０．２０μｍ以下にする必要がある。

【００５８】すなわち、後述の実施例で詳しく述べるよ
うに、直径５．５ｍｍに熱間圧延した線材がたとえ前記
（Ａ）項の化学組成規定及び（Ｂ）項の介在物規定を満
たすものであっても、その初析セメンタイトの平均厚さ
が０．２０μｍを超える場合には、伸線加工時に真歪み
量で２．３５未満で断線が生じる。

【００５９】したがって、（１）の発明において、線材
における初析セメンタイトの平均厚さを０．２０μｍ以
下と規定した。

【００６０】既に述べたように、線材は棒状に熱間圧延
された鋼である。このため、線材における初析セメンタ
イトは等方的な形状を呈する。したがって、線材におけ
る初析セメンタイトの平均厚さの測定は、Ｌ断面（長手
方向縦断面）やＣ断面（長手方向横断面）等任意の断面
について行えばよい。

【００６１】初析セメンタイトの平均厚さを０．２０μ
ｍ以下とするには鋼片の化学組成に応じて、鋼片を１０
５０〜１２５０℃に加熱し、圧延仕上げ温度を８００〜
９５０℃として熱間圧延した後、８００〜６００℃の温
度域を５℃／秒以上の冷却速度で冷却して線材を製造す
ればよい。具体的には、例えば、１．００〜１．０５％
のＣ、０．２〜０．５％のＳｉ，０．３〜０．５％のＭ
ｎ、０．３〜０．５％のＣｒを含んでいる鋼片の場合に
は、その鋼片を１１９０〜１２２０℃に加熱し、圧延仕
上げ温度を９００〜９２０℃として熱間圧延した後、８
００〜６００℃の温度域を平均して１５℃／秒以上の冷
却速度で冷却して線材を製造すればよい。なお、上記温
度や冷却速度の測定は鋼片や線材の表面部で測定したも
のである。

【００６２】（１）の発明においては、パーライトコロ
ニー径（すなわち、パーライトラメラの方向が同一であ
る範囲の径）について、特に規定する必要はない。しか
し、後述の実施例における表２に示すように、真歪み
２．３５以上の伸線加工を行う場合、パーライトコロニ
ー径は６μｍ以下であることが好ましい。

【００６３】（１）の発明においては、線材の直径につ
いても特に規定はしないが、スチールコード用鋼線やソ
ーイングワイヤ用の鋼線を製造する際、中間処理の工程
を省略してコストを低減するためには、冷間加工を施さ
れる線材の直径はできるだけ小さくすることがよく、特
に６ｍｍ以下とすることが望ましい。一方、線材の直径
を小さくすれば生産性が低下するし、熱間圧延中に断線
したり疵の発生が多発するので、直径４ｍｍ以上にする
ことが望ましい。

【００６４】更に、（１）の発明においては、熱間圧延
した線材の引張試験での絞り値が高い方が伸線加工性が
良好であるため、絞り値は２５％以上であることが好ま
しく、絞り値が３０％以上であれば一層好ましい。

【００６５】前記（Ａ）〜（Ｃ）の各規定を満たす線材
に、穴ダイスを用いた伸線加工、ローラダイスを用いた
伸線加工、所謂「２ロール圧延機」、「３ロール圧延
機」や「４ロール圧延機」を用いた冷間圧延加工など通
常の冷間加工を施して鋼線が加工される。この冷間にお
ける加工量を真歪みで２．３５とすれば、スチールコー
ド用鋼線やソーイングワイヤ用鋼線の素材として現在常
用されている直径５．５ｍｍの線材を１．７ｍｍの鋼線
に加工することができるので、既に述べた中間処理工程
の省略が可能となる。したがって、（２）の発明におい
ては鋼線の冷間加工量の下限を真歪みで２．３５とし
た。なお、冷間加工量が真歪みで３．０であれば、常用
される直径５．５ｍｍの線材を直接１．２ｍｍの鋼線に
加工することができるので、真歪みは３．０以上とする
のがよい。

【００６６】スチールコード用やソーイングワイヤ用の
極細鋼線は、（３）の発明の方法で製造される。つま
り、（Ａ）〜（Ｃ）の各規定を満たす線材に、通常の冷
間加工を施した後、通常の方法で、最終熱処理（パテン
ティング処理）及び、ブラスメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉ
メッキなど、次の湿式伸線の過程における引き抜き抵抗
の低減や、ゴムとの密着性の向上などを目的とするメッ
キ処理を施し、更に湿式伸線を行うことで極細鋼線が製
造される。

【００６７】こうして得られた極細鋼線は、この後所定
の最終製品へと加工される。例えば、極細鋼線を更に撚
り加工で複数本撚り合わせて撚鋼線とすることでスチー
ルコードが成形される。

【００６８】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。

【００６９】

【実施例】表１に示す化学組成を有する鋼Ａ〜Ｐを１．
５トン真空炉を用いて溶製し、鋳型内で凝固させてイン
ゴットを作製した。表１における鋼Ａ、鋼Ｃ〜Ｆ、鋼
Ｈ、鋼Ｉ、鋼Ｏ及び鋼Ｐは、化学組成が本発明で規定す
る含有量の範囲内にある本発明例の鋼である。一方、表
１における鋼Ｂ、鋼Ｇ及び鋼Ｊ〜Ｎは、成分のいずれか
が本発明で規定する含有量の範囲から外れた比較例の鋼
である。

【００７０】なお、鋼Ｏ以外の場合には、真空炉での真
空排気を十分に行って初挿Ｃを０．７％添加した後にＡ
ｌを添加したが、鋼Ｏの場合には、真空炉での真空排気
を行った後、初挿Ｃ添加を行う前にＡｌを添加した。
又、鋼Ｐについては、鋳型に耐火物が損傷しているもの
を用い、意図的に耐火物が混入するようにした。

【００７１】

【表１】

【００７２】次いで、上記の各インゴットを通常の方法
で熱間鍛造して一辺が１４０ｍｍの角材にし、各鋼につ
いて長さ４ｍのビレットを３本採取した。

【００７３】このようにして得た一辺が１４０ｍｍで長
さが３ｍのビレットを、下記ａ〜ｃに示す各条件で熱間
圧延し、直径が５．５ｍｍの線材とした。

【００７４】ａ：加熱温度１１５０℃、圧延仕上げ温度
８８０℃、８００〜６００℃の温度域での平均冷却速度
６℃／秒、 ｂ：加熱温度１１８０℃、圧延仕上げ温度９００℃、８
００〜６００℃の温度域での平均冷却速度１２℃／秒、 ｃ：加熱温度１２００℃、圧延仕上げ温度９１０℃、８
００〜６００℃の温度域での平均冷却速度１８℃／秒。

【００７５】上記のようにして作製した各線材のＬ断面
を鏡面研磨した後、その研磨面を被検面とし、光学顕微
鏡の倍率を４００倍として４０視野の写真を撮影した。
なお、各写真における観察面積は０．１９ｍｍ^２ であ
る。

【００７６】次いで、各写真中でアスペクト比が２．５
以下で、サイズが最大であったＢ系又はＣ系介在物の面
積を通常の画像解析ソフトを使って測定し、その結果を
極値統計グラフにプロットして、前記〜式において
Ｓを１００ｍｍ^２ 、Ｓ_０ を０．１９ｍｍ^２ とした場
合のｙの値、つまり６．２７に対する値を極値統計グラ
フから求め、その値を各線材の√area_ｍａｘ とした。

【００７７】又、熱間圧延した各線材のＣ断面（長手方
向横断面）を鏡面研磨したものをナイタールで腐食し、
その腐食面を被検面とし、電界放射型走査型電子顕微鏡
（ＦＥ−ＳＥＭ）を用い倍率１００００倍で、２０箇所
の初析セメンタイトについて写真撮影を行った。各写真
における初析セメンタイトの長さと厚さを既に述べた方
法で測定し、２０箇所の初析セメンタイトについての平
均値をもとめ、この値を各供試線材における初析セメン
タイトの平均厚さ及び平均長さとした。

【００７８】同様に、上記のナイタールで腐食した面を
被検面として、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−Ｓ
ＥＭ）を用いて、倍率４０００倍で任意の１０視野の写
真撮影を行い、写真上に目視でパーライトコロニー粒界
を記入した後、通常の画像解析ソフトを使って、パーラ
イトコロニー粒径を測定した。

【００７９】又、通常の方法で各線材の引張試験を行
い、引張強さと絞りを測定した。

【００８０】更に、上記のようにして得た線材を通常の
方法で酸洗してデスケーリングし、潤滑処理としてリン
酸塩皮膜処理を施した後、各ダイスでの減面率が平均で
２１％となるパススケジュールで、直径１．０３ｍｍま
で乾式で伸線することも行った。この際、直径１．７０
ｍｍ以下まで伸線加工を行っても断線しない場合に、伸
線加工性が良好であると評価した。ちなみに、直径５．
５０ｍｍから直径１．７０ｍｍまで伸線すると、真歪み
量は２．３５になる。

【００８１】表２〜４に、線材の圧延条件と前記の調査
結果をまとめて示す。図３には、縦軸に線材の初析セメ
ンタイトの平均厚さ（μｍ）、横軸に断線せずに伸線で
きた真歪み（ε）の量をとって、伸線加工性に及ぼす初
析セメンタイトの平均厚さの影響を示した。又、図４に
は、縦軸に線材の初析セメンタイトの平均長さ（μ
ｍ）、横軸に断線せずに伸線できた真歪み（ε）の量を
とって、伸線加工性に及ぼす初析セメンタイトの平均長
さの影響を示した。なお、図３及び図４には、前記
（Ａ）項の化学組成規定及び（Ｂ）項の介在物規定を満
足するものについてだけ示したもので、「初析セメンタ
イトの平均厚さ」と「初析セメンタイトの平均長さ」を
それぞれ単に「セメンタイト厚さ」、「セメンタイト長
さ」と記載した。

【００８２】

【表２】

【００８３】

【表３】

【００８４】

【表４】

【００８５】図３から、初析セメンタイトの平均厚さが
小さくなると、断線するまでの真歪み量が増加し、初析
セメンタイトの平均厚さが０．２０μｍ以下の場合、真
歪み量で２．３５以上の伸線加工ができることが明らか
である。

【００８６】一方、図４に示すように、初析セメンタイ
トの平均長さと断線するまでの真歪み量との間には明確
な相関関係は認められない。

【００８７】表２〜４から、本発明で規定する条件から
外れた試験番号の場合には、直径１．７０ｍｍより太い
線径で断線し、伸線加工性が低いことが明らかである。

【００８８】上記の比較例に対し、本発明で規定する条
件を満たす試験番号の場合には、５．５ｍｍから１．７
０ｍｍまで伸線しても断線を生じず、良好な伸線加工性
を有することが明らかである。

【００８９】

【発明の効果】本発明の線材は伸線加工性などの冷間加
工性に優れるので、この線材を素材としてスチールコー
ドやソーイングワイヤなどを高い生産性の下に歩留り良
く提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸線加工での真歪み量と断線部のＬ断面におけ
るＢ系介在物とＣ系介在物のアスペクト比との関係を示
す図である。

【図２】初析セメンタイトの長さと厚さを求める方法を
説明する図である。

【図３】実施例の一部について、縦軸に線材の初析セメ
ンタイトの平均厚さ（μｍ）、横軸に断線せずに伸線で
きた真歪み（ε）の量をとって、伸線加工性に及ぼす初
析セメンタイトの平均厚さの影響を整理した図である。

【図４】実施例の一部について、縦軸に線材の初析セメ
ンタイトの平均長さ（μｍ）、横軸に断線せずに伸線で
きた真歪み（ε）の量をとって、伸線加工性に及ぼす初
析セメンタイトの平均長さの影響を整理した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｄ 8/06 Ｃ２１Ｄ 8/06 Ａ Ｃ２２Ｃ 38/32 Ｃ２２Ｃ 38/32 Ｆターム(参考） 4E026 EA01 EA09 EA10 4E096 EA02 EA12 GA03 HA21 JA04 JA12 JA13 4K032 AA01 AA02 AA06 AA07 AA08 AA09 AA10 AA11 AA16 AA21 AA22 AA26 AA27 AA29 AA31 AA35 BA02 CG00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】質量％で、Ｃ：０．８〜１．１％、Ｓｉ：
   ０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：
   １．０％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｎｂ：０．０１５
   ％以下、Ｂ：０．００５％以下、Ｃａ：０．００３％以
   下、Ｍｇ：０．００３％以下を含有し、残部はＦｅ及び
   不純物から成り、不純物中のＡｌは０．００２０％以
   下、Ｔｉは０．００２０％以下、Ｎは０．００５％以
   下、Ｐは０．０１％以下、Ｓは０．０１％以下、Ｏ（酸
   素）は０．００２０％以下で、更に、初析セメンタイト
   の平均厚さが０．２０μｍ以下であり、且つ、長手方向
   縦断面において長径をＬ（μｍ）、短径をＷ（μｍ）と
   して「Ｌ／Ｗ」で表されるアスペクト比が２．５以下の
   Ｂ系介在物及びＣ系介在物の極値統計法によって求めた
   １００ｍｍ^２での√area_ｍａｘ が９μｍ以下を満足す
   る鋼線材。
2. 【請求項２】請求項１に記載の鋼線材を２．３５以上の
   真歪みで冷間加工した鋼線。
3. 【請求項３】請求項１に記載の鋼線材を冷間加工後に、
   最終熱処理、メッキ処理、湿式伸線加工をこの順に施す
   鋼線の製造方法。