JP2007327084A - 伸線加工性に優れた線材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伸線速度の上昇や減面率の増大にもかかわらず、断線が発生しにくく、かつダイス摩耗を低下させることができる伸線加工性に優れた線材、およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】Ｃ：０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎ：０．００６％以下、Ａｌ：０．０３％以下、Ｏ：０．００３％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼からなり、第二相フェライト面積率が１１．０％以下であり、パーライトラメラ間隔が１２０μｍ以上であるパーライト組織を有する線材。
【選択図】図１

Description

本発明は、スチールコードやビードワイヤ、ＰＣ鋼線、ばね鋼などの伸線加工品を、高い生産性で効率的に製造することのできる伸線加工性に優れた線材およびその製造方法に関するものである。

スチールコードなどの伸線加工品を製造するほとんどの場合、サイズ調整や材質（物性）調整のために、素材となる線材に対して伸線加工が施されるので、線材の伸線加工性を改善することは生産性等を高める上で極めて有益である。ちなみに、伸線加工性が改善されると、伸線速度の上昇や伸線パス数の減少によって生産性を向上できるばかりでなく、ダイス摩耗の低下などの多くの利益を享受できる。

そのため該技術分野では、線材の伸線加工性を高めるための研究が続けられている。例えば特許文献１では、パーライトブロックの大きさ、初析セメンタイト生成量、セメンタイト平均厚さ、セメンタイト中のＣｒ濃度などに注目し、これらを適正化することで伸線加工性を改善する技術が開示されている。

また特許文献２は、上部ベイナイトの生成面積率や粒内ベイナイトの成長サイズを制御することにより、伸線加工性が向上することを開示している。特許文献３では、鋼中の全酸素量および非粘性介在物組成を制御することによって、耐断線性やダイス寿命を改善する技術が開示されている。

しかし非特許文献１の第６章にまとめられているように、伸線速度の上昇や１パス当りの減面率の増大は、伸線加工品の延性劣化やダイス寿命の低下を招く。従って該技術分野では、生産性をさらに向上させるために、高い伸線速度および大きな減面率といった過酷な伸線条件下でも、良好な耐断線性およびダイス寿命の向上を達成することができる伸線加工性に優れた線材がなお求められている。
特開２００４−９１９１２号公報 特開平８−２９５９３０号公報 特開昭６２−１３０２５８号公報 日本塑性加工学会編集の「引抜き加工」（コロナ社より１９９０年１０月２５日発行）、特に第６章

本発明は前記のような事情に着目してなされたものであって、その目的は、伸線速度の上昇や減面率の増大にもかかわらず、断線が発生しにくく、かつダイス摩耗を抑えてダイス寿命を延長させることができる伸線加工性に優れた線材、およびその製造方法を提供することにある。

前記目的を達成し得た本発明の線材とは、Ｃ：０．６〜１．１％（質量％の意味、以下同じ）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｐ：０．０２０％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０２０％以下（０％を含まない）、Ｎ：０．００６％以下（０％を含まない）、Ａｌ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｏ：０．００３％以下（０％を含まない）を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼からなり、第二相フェライト面積率が１１．０％以下であり、パーライトラメラ間隔が１２０μｍ以上であるパーライト組織を有することを特徴とする。

本発明の線材は、高強度化のためにＣｒ：１．５％以下を、脱炭抑制などのためにＣｕ：１％以下および／またはＮｉ：１％以下を、さらに含んでいても良い。

また本発明の線材は、組織微細化およびフェライト抑制の観点からＶ：０．３０％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｎｂ：０．１０％以下、Ｍｏ：０．５％以下、Ｚｒ：０．１％以下から選ばれる少なくとも１種の元素をさらに含むことが好ましい。

酸化物の軟質化を図り、さらに伸線加工性を向上させるために、本発明の線材は、Ｍｇ：５ｐｐｍ以下、Ｃａ：５ｐｐｍ以下、ＲＥＭ：１．５ｐｐｍ以下から選ばれる少なくとも１種の元素をさらに含むことができる。また焼入れ性を向上させるために、本発明の線材は、Ｂ：１５ｐｐｍ以下をさらに含んでいても良い。

本発明の線材は、前記化学成分の要件を満たす鋼材を９００〜１２５０℃に加熱し、７８０℃以上の温度で熱間圧延すると共に１１００℃以下の温度で仕上げ圧延して線材に成形し、前記線材を７５０〜９５０℃の温度域まで水冷してから搬送装置上に巻取り載置し、載置から２０秒以内に、２０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却することによって、線材温度を５５０〜６３０℃の極小値（Ｔ１）まで降下させてから加熱し、載置から５０秒以内に、線材温度を前記極小値（Ｔ１）よりも高温である５８０〜７２０℃の極大値（Ｔ２）まで高めることにより製造することができる。

驚くべきことに、線材中のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎ、ＡｌおよびＯの各含有量を特定すると共に、第二相フェライト面積率とパーライトラメラ間隔とを制御することによって、断線が発生しにくく、かつダイス摩耗を抑えてダイス寿命を延長させることができる伸線加工性に優れた線材が得られることを見出した。このような線材を用いると、伸線速度の上昇や減面率の増大が可能になり、さらなる生産性の向上を達成することができる。

発明を実施するための形態

本発明の線材は、その成分要件および組織要件（第二相フェライト面積率およびパーライトラメラ間隔）に特徴を有する。よって線材（鋼材）の成分について、まず説明する。

Ｃ：０．６〜１．１％（質量％の意味、以下同じ）
Ｃは線材の強度に影響する元素であり、本発明の対象とするスチールコード、ビードワイヤ、ＰＣ鋼線などに必要とされる強度を確保するには、０．６％以上の添加を必要とする。一方Ｃ量が過剰だと延性が劣化するので、その上限を１．１％とした。好ましいＣ量は０．８％以上、１．０％以下である。

Ｓｉ：０．１〜２．０％
高度に伸線加工される線材では、Ｓｉは特に脱酸を目的として添加され、０．１％以上の添加が必要である。またＳｉは、固溶強化により、線材の高強度化にも寄与するので必要に応じて増量する。しかし過剰添加により強度が上昇し過ぎると、伸線加工性が低下する。さらにＳｉの過剰添加は、脱炭を促進させるので注意すべきである。よって本発明では、伸線加工性の低下および脱炭を防止するため、上限を２．０％と定めた。好ましいＳｉ量は０．１５％以上、１．８％以下である。

Ｍｎ：０．１〜１％
Ｍｎは、脱酸のため、および有害元素であるＳをＭｎＳとして固定し無害化させるために、０．１％以上の添加を必要とする。またＭｎは、鋼中の炭化物を安定化させる作用も有している。しかし多過ぎると偏析や過冷組織が生じて伸線加工性を劣化させるので、その上限を１％と定めた。より好ましいＭｎ量は０．１５％以上、０．９％以下である。

Ｐ：０．０２０％以下（０％を含まない）
Ｐは伸線加工性に特に有害な元素であり、多過ぎると線材の靭延性が劣化するので、その上限を０．０２０％と定めた。好ましくは０．０１５％以下、さらに好ましくは０．０１０％以下である。

Ｓ：０．０２０％以下（０％を含まない）
Ｓも、伸線加工性に特に有害な元素である。前述したようにＭｎを含有させることによりＭｎＳとして固定できるが、Ｓ量が多くなると、ＭｎＳの量およびサイズが増大し延性が劣化するので、その上限を０．０２０％と定めた。より好ましくは０．０１５％以下、さらに好ましくは０．０１０％以下である。

Ｎ：０．００６％以下（０％を含まない）
Ｎは、時効硬化によって強度上昇に寄与する。Ｎ量の好ましい下限は、０．００１％である。しかし延性を劣化させるため、その上限を０．００６％と定めた。好ましくは０．００４％以下、さらに好ましくは０．００３％以下である。

Ａｌ：０．０３％以下（０％を含まない）
Ａｌは脱酸剤として有効であり、しかもＮと結合してＡｌＮを形成することで金属組織の微細化にも寄与する。Ａｌ量の好ましい下限は、０．０００３％である。しかしＡｌ量が多過ぎると粗大酸化物が生成し、伸線加工性を劣化させるので、その上限を０．０３％と定めた。好ましくは０．０１％以下、さらに好ましくは０．００５％以下である。

Ｏ：０．００３％以下（０％を含まない）
鋼中の酸素量が多くなると、粗大酸化物が形成されやすくなり、伸線加工性が劣化するので、その上限を０．００３％と定めた。好ましくは０．００２％以下、さらに好ましくは０．００１５％以下である。

本発明の線材は、前記化学成分を基本成分とし、残部は実質的にＦｅおよび不可避不純物であるが、必要に応じて下記の元素を含有していてもよい。

Ｃｒ：１．５％以下
Ｃｒは線材の高強度化に有効な元素であり、その好ましい下限は０．０１％である。しかし過剰に添加すると過冷組織が生成しやすくなって伸線加工性を劣化させるので、その上限を１．５％に定めた。好ましくは１．０％以下である。

Ｃｕ：１％以下
Ｃｕは表層部の脱炭を抑制する作用を有する他、耐食性を高める作用も有しているので、必要に応じて添加することができる。Ｃｕ量の好ましい下限は０．０１％である。しかし過剰に添加すると、熱間加工時に割れを発生しやすくなるばかりでなく、過冷組織の形成により伸線加工性にも悪影響を及ぼすので、その上限を１％と定めた。好ましくは０．８％以下である。

Ｎｉ：１％以下
Ｎｉは、前記Ｃｕと同様に表層部の脱炭抑制と耐食性の向上に有効であることから、必要に応じて添加することができる。Ｎｉ量の好ましい下限は０．０１％である。しかし過剰に添加すると、過冷組織の形成によって伸線加工性を劣化させるので、その上限を１％と定めた。好ましくは０．８％以下である。

Ｖ：０．３０％以下
Ｖは、炭素鋼中で炭化物を形成することにより組織微細化に寄与する。また固溶した場合は焼入れ性を高め、フェライト変態を抑制するので、必要に応じて添加することができる。Ｖ量の好ましい下限は０．００１０％である。しかし過剰に添加すると、過冷組織の形成によって伸線加工性を劣化させるので、その上限を０．３０％と定めた。好ましくは０．２５％以下である。

Ｔｉ：０．１％以下
Ｔｉは、前記Ｖと同様に組織微細化とフェライト変態の抑制に寄与するので、必要に応じて添加することができる。Ｔｉ量の好ましい下限は０．００１０％である。しかし過剰に添加すると伸線加工性を劣化させるので、その上限を０．１％と定めた。好ましくは０．０８％以下である。

Ｎｂ：０．１０％以下
Ｎｂは、前記Ｖと同様に組織微細化とフェライト変態の抑制に寄与するので、必要に応じて添加することができる。Ｎｂ量の好ましい下限は０．０２０％である。しかし過剰に添加すると伸線加工性を劣化させるので、その上限を０．１０％と定めた。好ましくは０．８％以下である。

Ｍｏ：０．５％以下
Ｍｏは、前記Ｖと同様に組織微細化とフェライト変態の抑制に寄与するので、必要に応じて添加することができる。Ｍｏ量の好ましい下限は０．０５％である。しかし過剰に添加すると伸線加工性を劣化させるので、その上限を０．５％と定めた。好ましくは０．３％以下である。

Ｚｒ：０．１％以下
Ｚｒは、前記Ｖと同様に組織微細化とフェライト変態の抑制に寄与するので、必要に応じて添加することができる。Ｚｒ量の好ましい下限は０．０１０％である。しかし過剰に添加すると伸線加工性を劣化させるので、その上限を０．１％と定めた。好ましくは０．０５％以下である。

Ｍｇ：５ｐｐｍ以下
Ｍｇは酸化物を軟質化し、伸線加工性を向上させる作用を有しているので、必要に応じて添加することができる。Ｍｇ量の好ましい下限は０．１ｐｐｍである。しかし過剰に添加すると、酸化物の性質が変化し、かえって伸線加工性を劣化させるので、その上限を５ｐｐｍと定めた。好ましくは２ｐｐｍ以下である。

Ｃａ：５ｐｐｍ以下
Ｃａは、前記Ｍｇと同様に酸化物を軟質化する作用があり、必要に応じて添加することができる。Ｃａ量の好ましい下限は０．３ｐｐｍである。しかし過剰添加は伸線加工性を劣化させるので、その上限を５ｐｐｍと定めた。好ましくは２ｐｐｍ以下である。

ＲＥＭ：１．５ｐｐｍ以下
ＲＥＭは、前記Ｍｇと同様に酸化物を軟質化する作用があり、必要に応じて添加することができる。ＲＥＭ量の好ましい下限は０．１ｐｐｍである。しかし過剰添加は伸線加工性を劣化させるので、その上限を１．５ｐｐｍと定めた。好ましくは０．５ｐｐｍ以下である。

Ｂ：１５ｐｐｍ以下
Ｂは、焼入れ性を高める元素であり、これを添加することでフェライト変態を抑制することができる。Ｂ量の好ましい下限は３ｐｐｍである。しかし過剰に添加すると、過冷組織が生じやすくなり、伸線加工性に悪影響を及ぼすことがあるので、その上限を１５ｐｐｍと定めた。好ましくは１２ｐｐｍ以下である。

次に本発明の線材の金属組織について説明する。本発明の線材は、第二相フェライト面積率が、１１．０％以下であることを特徴とする。ここで、本発明における「第二相フェライト」とは、図１の線材横断面のＳＥＭ写真中で矢印により示されるような、パーライト（フェライトとセメンタイトの層状集合体）を形成していないフェライトをいう。なお第二相フェライトとパーライトとは区別しにくい場合があるため、本発明の「第二相フェライト」とは、より具体的に、「周囲との方位角度差が１０°以上の境界に囲まれるＢＣＣ−Ｆｅ結晶粒で、粒内に存在するセメンタイトの面積率が６％以下であるもの」と定義する。

本発明における「第二相フェライト面積率」とは、線材横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により５００〜１，５００倍で観察した視野中における第二相フェライトの面積割合（％）、即ち（観察視野中の第二相フェライトの面積／観察視野全体の面積）×１００を表す。ここで第二相フェライトの面積は、画像解析ソフト、例えばＭｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ製の「Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ（Ｖｅｒ４．０）」により求めることができる。さらに第二相フェライト面積率は、観察視野によりバラツキがあるため、本発明における「第二相フェライト面積率」の値は、無作為に選択した８視野以上から観察して求めた数値の平均値とする。

本発明者らは、線材の二相フェライト面積率を１１．０％以下、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは９．０％以下に抑えることにより、耐断線性に優れた線材が得られることを見出した。そのメカニズムは不明であるが、以下のように推定することができる。但し本発明は、以下の推定メカニズムには限定されない。

本発明の線材のような伸線加工に供される炭素鋼線材では、その主要組織はパーライトであるが、一般にパーライトを形成しない第二相フェライトも存在する。伸線加工時には、パーライトよりも強度の低い第二相フェライトにひずみが集中し、ボイドが発生しやすくなると考えられる。このようなボイドは断線の起点となり得る。よって強度が弱くてひずみが集中しやすい第二相フェライトを低減すれば、線材の耐断線性を向上させることができると考えられる。

また本発明の線材は、パーライトラメラ間隔が１２０μｍ以上、好ましくは１４０μｍ以上、より好ましくは１７０μｍ以上であるパーライト組織を有することも特徴とする。本発明の線材は、第二相フェライトの他に、ベイナイトおよび／またはマルテンサイトを含むことがあるが、パーライトを主要組織とする。なおベイナイトおよび／またはマルテンサイトが存在する場合、これら組織の合計面積率は、好ましくは５％以下、より好ましくは２％以下であり、さらに好ましくはベイナイトおよびマルテンサイトが実質的に存在しないことが好ましい。

本発明において「パーライトラメラ間隔」とはパーライト中のラメラ層の厚さをいい、「ラメラ層」とは、パーライト中の一対のフェライト層およびセメンタイト層からなる層をいう。しかしパーライトラメラ間隔も組織の観察位置によりバラツキがあるため、以下のようにして求めたものを、本発明における「パーライトラメラ間隔」の値とする。

まず線材横断面のＳＥＭ写真を、観察倍率３，０００〜１０，０００倍で６枚以上撮影する。図２に示されるように、得られたＳＥＭ写真中のコロニー（パーライト中のフェライト層およびセメンタイト層の方向が揃っている領域）で、パーライト中のフェライト層およびセメンタイト層に直角な線分をひき、線分長さおよび線分内のラメラ層数から「線分長さ／線分内のラメラ層数」として、該コロニーのパーライトラメラ間隔を求める。そして各ＳＥＭ写真で５つ以下のコロニーのパーライトラメラ間隔を求めることにより、合計３０個以上の各コロニーのパーライトラメラ間隔を算出し、これらの平均値を本発明における「パーライトラメラ間隔」の値とする。

パーライトラメラ間隔が１２０μｍ以上であることにより、線材の耐断線性が向上するメカニズムは不明であるが、以下のように推定することができる。但し本発明は、以下の推定メカニズムには限定されない。線材中に前記の第二相フェライトが存在したとしても、その周囲組織との強度差が小さければ、第二相フェライトにひずみが集中することが軽減され、その結果、断線の起因となり得るボイド発生も抑制されると考えられる。そしてパーライトラメラ間隔が広がれば、パーライトの強度も低下し、相対的にパーライトと第二相フェライトとの強度差も低減されるため、耐断線性が向上するのではないかと考えられる。

しかしパーライトラメラ間隔が広がりすぎると、かえってボイドが生ずるおそれが高まると考えられるので、パーライトラメラ間隔の上限は、好ましくは３５０μｍ、より好ましくは３００μｍ以下、さらに好ましくは２８０μｍ以下である。

なお前記「第二相フェライト面積率」および「パーライトラメラ間隔」を求めるためのＳＥＭの観察位置は、本発明では、線材横断面Ｄ／４位置（Ｄは線材の直径である。）に特定する。線材の平均的な組織データを抽出するためである。なお表層は脱炭の影響を受け、中心部は偏析などの影響を受け、これらの箇所ではバラツキが大きくなる。

本発明の線材は、例えば以下のような方法により製造することができる（図３参照）。但し本発明の線材は、以下の方法により製造されたものに限定されない。まず前記化学成分の要件を満たす鋼材を、９００〜１２５０℃に加熱した後、７８０℃以上の温度で熱間圧延し、仕上げ圧延温度は１１００℃以下に制御する。加熱温度が９００℃未満では加熱が不十分であり、逆に１２５０℃を超えると表層脱炭が広がり、伸線加工性に悪影響を及ぼし得るスケールが剥離しづらくなるからである。また圧延温度を下げると、同様に表層脱炭が促進されるので、熱間圧延の下限温度を７８０℃と定めた。逆に仕上げ圧延温度が１１００℃を超えると、次工程で行う冷却・再加熱による変態組織の制御が困難になるため、仕上げ圧延温度の上限を１１００℃と定めた。

仕上げ圧延後は７５０〜９５０℃に水冷し、ステルモアコンベアなどの搬送装置上に巻取って載置する。水冷後に行う温度管理は、その後の変態制御とスケール制御のために重要である。水冷時の到達温度が７５０℃を下回ると、表層に過冷組織が生成して伸線加工性に悪影響を及ぼすことがあり、一方、９５０℃を超える場合には、スケールの変形能がなくなり、運搬時に剥離して錆発生の原因になる。

載置から２０秒以内に、２０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却することによって、線材温度を５５０〜６３０℃の極小値（Ｔ１）まで降下させてから加熱し、載置から５０秒以内に、線材温度を前記極小値（Ｔ１）よりも高温である５８０〜７２０℃の極大値（Ｔ２）まで高めることが、伸線加工性に優れた前記組織要件を満たす線材を得るために、特に重要である。「載置から２０秒以内」の基準時は、圧延線材がリング状に巻き取られてコンベアなどの搬送装置上に載置された時点である。なお線材は、連続的に巻き取られ、また連続的に冷却されるので、巻き取られた線材のトップ部と巻取りのボトム部とでは、載置される時刻、および冷却される時刻にはタイムラグが生ずるが、載置から冷却までの時間は、線材の各部分がコンベア上に載置されてから、それぞれ計測を開始する。

ひずみが集中しやすい第二相フェライトは、パーライト変態前に比較的高温で生成すると考えられるため、載置から２０秒以内に、フェライトが生成しにくい温度域にまで、２０℃／秒以上の平均冷却速度で急激に冷却することによって、第二相フェライトの生成を抑制することができる。またこのようなパーライト変態前の冷却により多量のパーライト変態核が生成するので、金属組織が微細化するという効果も得られる。しかし冷却速度が高すぎると、局所的に過冷組織が形成されるなど線材内の強度差が増大し、伸線加工性が劣化するおそれがある。よって平均冷却速度は５０℃／秒以下とするのが良い。ここで、本発明における「平均冷却速度」とは、載置時の線材温度（即ち水冷後の線材温度）とＴ１との温度差、および載置時の線材温度からＴ１に到達するまでの冷却所要時間から求めた冷却速度をいう。

またこの冷却工程において、６３０℃を超える極小点（Ｔ１）までしか冷却しないと、第二相フェライトの生成を充分に抑制することができず、また伸線加工性に悪影響を及ぼす粗大粒が生成し易くなる。逆に５５０℃未満のＴ１にまで冷却し過ぎると、過冷組織の形成などにより線材内の強度差の増大につながる。

冷却工程において線材を前記温度域のＴ１にまで冷却した後、再加熱してパーライト変態を生じさせる。この際、５８０℃以上の高温にまで昇温することにより、パーライトラメラ間隔を広げることができる。なおパーライトラメラ間隔は変態温度が高いほど広くなると思われるが、７２０℃を超える変態温度では延性も低くなりすぎて、かえって伸線加工性の低下を招くおそれがある。

なお搬送装置上に載置してから急冷せずに、通常の徐冷や等温保持を行うことでも、パーライトラメラ間隔を広げることができると考えられる。しかし高温域ではパーライト変態核の生成速度が小さいので、急冷しないと金属組織が粗大化し、伸線加工性に悪影響を及ぼすおそれがある。よって載置後、一旦急冷してから、再加熱して高温域でパーライト変体を進行させる工程を含む本発明の製造方法により、金属組織が微細で、且つパーライトラメラ間隔が広い線材を得ることができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

１．線材の製造
表１に示す化学成分組成を有する鋼材Ｓ１〜Ｓ１６を用いて、表２に示す条件で直径５．５ｍｍの熱間圧延線材Ｎｏ．１〜２９を作製した。具体的には、鋼材を加熱炉にて９７８〜１２０５℃に加熱し、これを圧延温度８０７℃以上で熱間圧延すると共に１０６８℃以下の温度で仕上げ圧延して線材に成形した。この線材を、７９８〜９４８℃に水冷した後、ステルモアコンベア（冷却床）上に巻取り載置して、連続的に冷却行った。このステルモアコンベア上での冷却では、載置から２０秒以内に線材温度を、５１５〜６８２℃の極小値（Ｔ１）まで冷却した。このときの平均冷却速度は１３〜９９℃／秒であった。次いで線材温度を、Ｔ１から５８４〜７０５℃の極大値（Ｔ２）まで昇温した。なお一部の線材では、Ｔ１から昇温せずに、連続的に徐冷を行った。

２．第二相フェライト面積率およびパーライトラメラ間隔の測定
前記のようにして得られた線材の第二相フェライト面積率およびパーライトラメラ間隔を、以下のようにして測定した：
まず線材の横断面が評価面となるように、切断および樹脂埋込みを行い、エメリー紙およびダイヤモンド粒子を用いて湿式研磨した後、ピクラールでエッチングして線材横断面の金属組織を現出させて観察試料を調製した。そしてＳＥＭにより、線材横断面のＤ／４位置（Ｄは線材の直径である。）で金属組織を観察した。

第二相フェライト面積率の測定では、観察倍率５００〜１，５００倍で８視野以上のＳＥＭ写真を撮影した。得られた各ＳＥＭ写真で、画像解析ソフトＩｍａｇｅ−Ｐｒｏ（Ｖｅｒ４．０）による画像解析を行って第二相フェライト面積率を算出し、その平均値を求めた。結果を表３に示す。

パーライトラメラ間隔の測定では、観察倍率３，０００〜１０，０００倍で６視野以上のＳＥＭ写真を撮影した。得られた各ＳＥＭ写真で、５つ以下のコロニーのパーライトラメラ間隔を求め、合計３０個以上のコロニーから測定したパーライトラメラ間隔の平均値を算出した。結果を表３に示す。

３．伸線加工性の評価
以下のようにして各線材の伸線加工性を評価した。
まず各線材（直径５．５ｍｍ）に、伸線前処理のデスケーリング処理として、表３に示す化学的デスケーリング（酸洗）または機械的デスケーリング（ＭＤ）を行った。酸洗では、塩酸による酸洗を行い、次いでリン酸塩処理した。ＭＤでは、伸線機に併設したベンディングローラーで線材に曲げ応力を付与することによりスケールを除去し、次いでボラックスを塗布した。酸洗またはＭＤでスケール除去した線材を、Ｎａ系潤滑剤を使用して伸線加工に供した。

次いで連続伸線機によって、以下の伸線条件（１）〜（３）で、最終直径が０．９ｍｍになるまで乾式伸線加工を行った。なお伸線速度が上昇するほど、およびダイス数が減少するほど、即ち伸線条件が（１）から（３）になるにつれて、伸線加工の生産性は向上するが、伸線条件は厳しくなる。
伸線条件（１）：最終伸線速度６００ｍ／分、ダイス数１４個
伸線条件（２）：最終伸線速度８００ｍ／分、ダイス数１４個
伸線条件（３）：最終伸線速度８００ｍ／分、ダイス数１２個

前記伸線条件で、各線材につき５０トンずつ伸線加工を行い、伸線加工性として、断線の有無およびダイス摩耗を評価した。ダイス摩耗の評価は、伸線中にダイスが破損した場合は（×）評価とし、５０トンの伸線加工中にダイス破損は生じないがダイスが摩耗し、伸線後にダイス交換を必要とする場合は（△）評価、５０トン伸線後にもダイス破損および摩耗によるダイス交換の必要性がない場合を（○）評価とした。（−）で示したのは、断線したためダイス摩耗を評価するに至らなかったものである。結果を表３に示す。

表３の結果から、本発明の成分要件および組織要件を満たす線材Ｎｏ．１、３、５、６、８、９、１１、１４、１７、１９、２０、２１、２２および２５は、厳しい伸線条件（３）でさえ断線が無く、またダイス摩耗も少ないことが示される。よってこれらは、際立って優れた伸線加工性を有することが分かる。

本発明の成分要件および組織要件を満たす線材Ｎｏ．４、７および１３も、伸線条件（１）および（２）で断線が無く、ダイス摩耗も少ない。よってこれらも、優れた伸線加工性を有する。但しこれらは伸線条件（３）で断線している。これは、第二相フェライト面積率が比較的高いためであると考えられる。

本発明の第二相フェライト面積率の要件を満たさない線材Ｎｏ．２、１２、１６および２４、並びに本発明のパーライトラメラ間隔の要件を満たさない線材Ｎｏ．１０、１５、１８および２３は、本発明の成分要件を満たしているにもかかわらず、緩やかな伸線条件（１）でさえ断線が発生している。

一方、成分要件を満たさない線材、具体的にはＳｉおよびＡｌ量が範囲外の線材Ｎｏ．２６；ＭｎおよびＳ量が範囲外の線材Ｎｏ．２７；Ｐ、ＮおよびＮｂ量が範囲外の線材Ｎｏ．２８；並びにＣ量が範囲外の線材Ｎｏ．２９は、本発明の組織要件を満たしているにもかかわらず、緩やかな伸線条件（１）でさえ断線が発生している。

以上のように、組織要件（第二相フェライト面積率およびパーライトラメラ間隔）と成分要件を適正に制御することによって、耐断線性に優れ、かつダイス摩耗の少ない伸線加工性に優れた線材を得ることができる。

線材横断面Ｄ／４位置（Ｄは線材の直径である。）で撮影したＳＥＭ写真である（第二相フェライト組織を説明するためのＳＥＭ写真である）。 線材横断面Ｄ／４位置（Ｄは線材の直径である。）で撮影したＳＥＭ写真である（パーライトラメラ間隔の求め方を説明するためのＳＥＭ写真である）。 本発明の線材の製造方法における温度パターンを示す概略図である。

Claims (7)

1. Ｃ：０．６〜１．１％（質量％の意味、以下同じ）、
   Ｓｉ：０．１〜２．０％、
   Ｍｎ：０．１〜１％、
   Ｐ：０．０２０％以下（０％を含まない）、
   Ｓ：０．０２０％以下（０％を含まない）、
   Ｎ：０．００６％以下（０％を含まない）、
   Ａｌ：０．０３％以下（０％を含まない）、
   Ｏ：０．００３％以下（０％を含まない）
   を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼からなり、
   第二相フェライト面積率が１１．０％以下であり、
   パーライトラメラ間隔が１２０μｍ以上であるパーライト組織を有することを特徴とする線材。
2. Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）をさらに含む請求項１に記載の線材。
3. Ｃｕ：１％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：１％以下（０％を含まない）をさらに含む請求項１または２に記載の線材。
4. Ｖ：０．３０％以下（０％を含まない）、Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．１０％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：０．５％以下（０％を含まない）、Ｚｒ：０．１％以下（０％を含まない）から選ばれる少なくとも１種の元素をさらに含む請求項１〜３のいずれかに記載の線材。
5. Ｍｇ：５ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含まない）、Ｃａ：５ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含まない）、ＲＥＭ：１．５ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含まない）から選ばれる少なくとも１種の元素をさらに含む請求項１〜４のいずれかに記載の線材。
6. Ｂ：１５ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含まない）をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の線材。
7. 請求項１〜６のいずれかに規定する化学成分の要件を満たす鋼材を９００〜１２５０℃に加熱し、７８０℃以上の温度で熱間圧延すると共に１１００℃以下の温度で仕上げ圧延して線材に成形し、前記線材を７５０〜９５０℃の温度域まで水冷してから搬送装置上に巻取り載置し、載置から２０秒以内に、２０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却することによって、線材温度を５５０〜６３０℃の極小値（Ｔ１）まで降下させてから加熱し、載置から５０秒以内に、線材温度を前記極小値（Ｔ１）よりも高温である５８０〜７２０℃の極大値（Ｔ２）まで高めることを特徴とする線材の製造方法。