JP2009095859A - Steel wire excellent in twisting properties, and its manufacturing method - Google Patents

Steel wire excellent in twisting properties, and its manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a steel wire that hardly causes a vertical crack and to provide a steel cord stable in its quality. <P>SOLUTION: A steel wire 3 produced by dry-drawing process is subjected to a patenting process, a plating process, and further, a wet-drawing process using a lubricating oil 2 at temperature of 25 to 50°C. By this way, the steel wire is formed which is excellent in the twisting properties satisfying the expression (1): TN≥-0.025×A+52, herein, 400≤A≤2,080 and the expression (2): A=(TS-TS<SB>0</SB>)/exp(ε/4) wherein TN is a twisting value (times), A is a work hardening coefficient, ε is a true distortion by wet-drawing process, TS is a tensile strength [MPa] after wet-drawing process, TS<SB>0</SB>is a tensile strength [MPa] before wet-drawing process. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、捻回特性に優れた鋼線材及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、スチールコードに用いられる鋼線材に関するものである。   The present invention relates to a steel wire excellent in twisting characteristics and a method for manufacturing the same, and more particularly to a steel wire used for a steel cord.

複数の鋼線材を撚り合わせて構成されるスチールコードは、ゴム製品の補強材として用いられるものであり、自動車タイヤやコンベアベルトなど、さまざまな工業分野に広く用いられている。スチールコードの素線として用いられている鋼線材は、次のようにして製造されている。まず、熱間圧延によって製造された高炭素鋼線材を線径0.95mm〜3.00mmまで乾式伸線し、その後、乾式伸線で発生した歪みを除去するために、鉛パテンティング処理を行なうことによって鋼線材にパーライト組織を析出させる。次に、伸線性を向上させるため、鋼線材にめっき処理を施す。最後に、湿式伸線によって所望の線径(0.150mm〜0.410mm)の極細鋼線材を得る。   A steel cord formed by twisting a plurality of steel wires is used as a reinforcing material for rubber products, and is widely used in various industrial fields such as automobile tires and conveyor belts. A steel wire used as an element wire of a steel cord is manufactured as follows. First, a high carbon steel wire manufactured by hot rolling is dry-drawn to a wire diameter of 0.95 mm to 3.00 mm, and then lead patenting is performed in order to remove distortion generated by dry drawing. As a result, a pearlite structure is deposited on the steel wire. Next, in order to improve the drawability, the steel wire is subjected to a plating treatment. Finally, an ultrafine steel wire having a desired wire diameter (0.150 mm to 0.410 mm) is obtained by wet drawing.

上記のようにして製造された極細鋼線材は、特許文献1に記載されているように、バンチャー或いはチューブラー式の撚り線機で極細鋼線材同士が撚り合わされ、タイヤ加硫されることによりスチールコードが製造される。
特開2006−249635号公報
As described in Patent Document 1, the ultrafine steel wire manufactured as described above is obtained by twisting the ultrafine steel wires with a buncher or a tubular-type strand wire machine and vulcanizing the tire. A code is manufactured.
JP 2006-249635 A

しかし、鋼線材を撚り合わせる際には、鋼線材に捻り方向の応力が加えられるため、鋼線材にデラミネーション(縦割れ)が発生しやすいという問題がある。   However, when twisting the steel wire, stress in the twisting direction is applied to the steel wire, so that there is a problem that delamination (longitudinal cracking) is likely to occur in the steel wire.

斯かる問題を解決する為の方法として、特開2002−28716号公報には、鋼線材を連続伸線する際に、5℃以下(又は0℃以下)の温度で湿式潤滑剤を用いて伸線加工する方法(特開2002−28716号公報の請求項1等)が記載されており、潤滑液の温度を低くすることにより、スチールコードに用いるワイヤの縦割れを防止できることが記載されている(特開2002−28716号公報の図1)。   As a method for solving such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-28716 discloses that when a steel wire is continuously drawn, a wet lubricant is used at a temperature of 5 ° C. or lower (or 0 ° C. or lower). A method of wire processing (Claim 1 of JP-A-2002-28716, etc.) is described, and it is described that vertical cracking of a wire used for a steel cord can be prevented by lowering the temperature of the lubricating liquid. (FIG. 1 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-28716).

この特許公報に記載されているように、潤滑液を低温にすることによりスチールコードに用いるワイヤの縦割れを防止できることも踏まえ、本発明者は、鋼線材の縦割れを防止することを課題として多数の試験と研究を積み重ねてきた。その結果、潤滑剤の温度を低くした場合には捻回特性はむしろ悪化し、潤滑液の温度を高くすれば捻回特性が高くなることを突き止めた。さらには、捻回特性が湿式伸線による加工硬化係数(後述)とも特定の関係を有することを見出し、本発明を完成した。   As described in this patent publication, based on the fact that the longitudinal cracking of the wire used in the steel cord can be prevented by lowering the lubricating liquid, the present inventor has the problem of preventing the longitudinal cracking of the steel wire rod. Numerous tests and research have been accumulated. As a result, it was found that when the temperature of the lubricant is lowered, the twisting characteristic is rather deteriorated, and when the temperature of the lubricating liquid is increased, the twisting characteristic is enhanced. Furthermore, the present inventors have found that the twisting characteristic has a specific relationship with a work hardening coefficient (described later) by wet drawing, and completed the present invention.

上記課題を解決できた鋼線材の製造方法は、乾式伸線された鋼線材をパテンティング処理し、めっき処理し、さらに温度25〜50℃の潤滑液を用いた湿式伸線により伸線するものである。   A method of manufacturing a steel wire rod that has solved the above-mentioned problems is a method of performing a patenting treatment on a steel wire that has been dry-drawn, performing a plating treatment, and further drawing by wet drawing using a lubricating liquid at a temperature of 25 to 50 ° C. It is.

また、上記課題を解決できた鋼線材は、上記の製造方法により得られ、下記(1)式及び(2)式を満たすものである。
TN≧−0.025×A+52・・・(1)
但し、400≦A≦2080
A=(TS−TS0)/exp(ε/4)・・・(2)
但し、TN[回]:捻回値、A:加工硬化係数、ε:湿式伸線による真歪み、TS[MPa]:湿式伸線後の引張強さ、TS0[MPa]:湿式伸線前の引張強さである。
Moreover, the steel wire which has solved the above-mentioned problems is obtained by the above production method, and satisfies the following formulas (1) and (2).
TN ≧ −0.025 × A + 52 (1)
However, 400 ≦ A ≦ 2080
A = (TS−TS 0 ) / exp (ε / 4) (2)
However, TN [times]: twist value, A: work hardening coefficient, ε: true strain by wet wire drawing, TS [MPa]: tensile strength after wet wire drawing, TS 0 [MPa]: before wet wire drawing The tensile strength of

また、上記鋼線材は、上記湿式伸線の際に用いた潤滑液が、60質量%以上、90質量%以下の範囲の水を含む態様とすることができる。   Moreover, the said steel wire can be made into the aspect in which the lubricating liquid used in the case of the said wet wire drawing contains the water of the range of 60 mass% or more and 90 mass% or less.

上記鋼線材は、上記湿式伸線が没式(浸漬式)により行われる態様が好ましく用いられる。   In the steel wire, an embodiment in which the wet wire drawing is performed by a submerged type (immersion type) is preferably used.

上記鋼線材は、上記湿式伸線が複数のダイスにより行われ、最初に通るダイスによる減面率が2番目に通るダイスによる減面率よりも小さくしたものであることが好ましい。   The steel wire material is preferably such that the wet drawing is performed by a plurality of dies, and the area reduction rate by the first passing die is smaller than the area reduction rate by the second passing die.

上記鋼線材は、上記湿式伸線が複数のダイスにより行われ、最後に通るダイスがダブルダイスであり、かつ、最終ダイスを通過した後、ローラー又はブレードによる矯正を行なうものであることが好ましい。   In the steel wire material, it is preferable that the wet wire drawing is performed by a plurality of dies, the last die to be passed is a double die, and correction is performed by a roller or a blade after passing through the final die.

上記いずれかの鋼線材同士を撚り合わせることによりスチールコードを製造することができる。   A steel cord can be manufactured by twisting one of the above steel wires.

本発明によれば、温度25〜50℃の潤滑液を用いて鋼線材を湿式伸線により伸線することにより、撚り線による縦割れが起こりにくい鋼線材を製造することができ、品質の安定したスチールコードを提供することができる。   According to the present invention, by drawing a steel wire by wet drawing using a lubricating liquid at a temperature of 25 to 50 ° C., it is possible to produce a steel wire that is less prone to vertical cracking due to stranded wire, and stable quality. Steel cord can be provided.

以下、本発明の実施の形態にかかる鋼線材の製造方法について説明する。図1は、本発明の実施の形態における伸線工程のフローチャートである。   Hereinafter, the manufacturing method of the steel wire material concerning embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a flowchart of a wire drawing process in the embodiment of the present invention.

(スチールコードの製造工程例の概略)
図1において、伸線前処理を施した線径5.5mmの鋼線材を乾式伸線法により伸線することにより線径0.95〜2.10mmの鋼線を得る。次に、鋼線材をパテンティング処理し、ブラスめっき処理する。続いて、鋼線材を潤滑液に浸して伸線する湿式伸線によって線径0.150mm〜0.410mmの鋼線材を得る。最後に、バンチャー或いはチューブラー式の撚り線機で鋼線材同士が撚り合わされ、タイヤ加硫され、スチールコードが製造される。
(Outline of steel cord manufacturing process example)
In FIG. 1, a steel wire having a wire diameter of 0.95 to 2.10 mm is obtained by drawing a steel wire having a wire diameter of 5.5 mm subjected to the pre-drawing process by a dry drawing method. Next, the steel wire is subjected to patenting treatment and brass plating treatment. Subsequently, a steel wire rod having a wire diameter of 0.150 mm to 0.410 mm is obtained by wet wire drawing in which the steel wire rod is immersed in a lubricating liquid. Finally, the steel wires are twisted together with a buncher or a tubular type twisted wire machine, and the tire is vulcanized to produce a steel cord.

(各工程の詳細)
伸線前処理までの工程は、鋼片を約1150℃に加熱し、熱間圧延して直径5.5mmの鋼線材を作製する。その後、ステルモアコンベア上にて鋼線材を制御(調整)冷却し、鋼線材をフェライト・パーライト組織とする。さらに、鋼線材表面に付着したスケールを除去してから鋼線材に皮膜処理を施す。
(Details of each process)
In the process up to the pre-drawing treatment, the steel piece is heated to about 1150 ° C. and hot-rolled to produce a steel wire having a diameter of 5.5 mm. Thereafter, the steel wire material is controlled (adjusted) and cooled on the stealmore conveyor, so that the steel wire material has a ferrite / pearlite structure. Furthermore, after the scale adhering to the surface of the steel wire is removed, the steel wire is coated.

従来、伸線前処理は、鋼線材を酸洗した後にリン酸亜鉛(ボンデ)被膜を行うことが通常であったが、環境問題から酸を用いずにメカニカルデスケーラーによりスケール除去を行ない、伸線工程中で(インラインで)、後述するボラックス皮膜処理を施すことが一般的になりつつある。   Conventionally, the wire drawing pretreatment was usually performed after the steel wire was pickled, and then the zinc phosphate (bonde) coating was applied. However, due to environmental problems, the scale was removed by a mechanical descaler without using acid, and the wire drawing was performed. During the wire process (in-line), it is becoming common to perform a borax film treatment described below.

乾式伸線工程においては、ロットから供給される線径5.5mmの鋼線材を乾式伸線法により伸線することにより、例えば線径0.95〜2.10mmの鋼線を得る。乾式伸線装置には、複数のダイス(図示せず)が直列に配置されており、1つのダイスを通過するたびに鋼線材は順次細く減面されていく。目標とする線径やそのときの線速に応じて乾式伸線装置に通す回数は1回であってもよいし、複数回に分けてもよい。   In the dry wire drawing step, for example, a steel wire having a wire diameter of 0.95 to 2.10 mm is obtained by drawing a steel wire having a wire diameter of 5.5 mm supplied from a lot by a dry wire drawing method. In the dry wire drawing device, a plurality of dies (not shown) are arranged in series, and the steel wire material is gradually thinned each time it passes through one die. Depending on the target wire diameter and the wire speed at that time, the number of passes through the dry wire drawing device may be one or may be divided into a plurality of times.

乾式伸線装置には、被膜液付着装置であるボラックス装置が設けられている。ボラックス装置内には、ボラックス液(Na247・10H2Oで表される10水塩の化合物)が貯留されている。ボラックス液は、40〜95℃、好ましくは80〜90℃に加熱されている。鋼線材がこのボラックス液中を走行することにより、鋼線材の表面にボラックスが付着する。ボラックス装置の後には、200℃の温風を供給する乾燥路が設けられており、ボラックスの乾燥が行われる。一般的には、2〜3水塩程度にまで乾燥させると、鋼線材に乾式伸線のための固形潤滑剤を付着させ易くなる。 The dry wire drawing apparatus is provided with a borax apparatus which is a coating liquid adhesion apparatus. In the borax apparatus, a borax solution (a compound of 10 hydrate represented by Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O) is stored. The borax liquid is heated to 40 to 95 ° C, preferably 80 to 90 ° C. As the steel wire travels in the borax liquid, borax adheres to the surface of the steel wire. After the borax apparatus, a drying path for supplying hot air of 200 ° C. is provided, and the borax is dried. Generally, when it is dried to about 2-3 hydrates, it becomes easy to adhere a solid lubricant for dry drawing to a steel wire.

このような被膜液付着装置で用いる被膜液としては、ボラックスの他にも、例えば、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)、メタケイ酸ナトリウム(Na2SiO3)、オルトケイ酸ナトリウム(Na2SiO4)等のナトリウム塩を主成分とする水溶液や、硫酸カリウム(K2SO4)、テトラホウ酸カリウム(K247)、ペンタホウ酸カリウム(KB58)、メタホウ酸カリウム(KB52)、メタケイ酸カリウム(K2SiO3)、テトラケイ酸カリウム(K2Si49)、ケイ酸水素カリウム(KHSi25)等のカリウム塩を主成分とする水溶液、又は、ナトリウム塩とカリウム塩との混合水溶液、または、石灰液等を選択することもできる。これらの被膜液は、予め40〜95℃に加熱されていることが好ましい。 As a coating solution used in such a coating solution deposition apparatus, besides borax, for example, sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), sodium metasilicate (Na 2 SiO 3 ), An aqueous solution mainly composed of sodium salt such as sodium orthosilicate (Na 2 SiO 4 ), potassium sulfate (K 2 SO 4 ), potassium tetraborate (K 2 B 4 O 7 ), potassium pentaborate (KB 5 O 8) ), Potassium metaborate (KB 5 O 2 ), potassium metasilicate (K 2 SiO 3 ), potassium tetrasilicate (K 2 Si 4 O 9 ), potassium hydrogen silicate (KHSi 2 O 5 ), etc. An aqueous solution as a component, a mixed aqueous solution of sodium salt and potassium salt, lime solution, or the like can also be selected. These coating solutions are preferably heated to 40 to 95 ° C. in advance.

乾式伸線が終了した後は、加工歪みを除去するとともに、微細パーライトを得るため、パテンティング処理(オーステナイト化後、ソルト浴や鉛浴等により急冷する)を施す。上記したように乾式伸線を複数回に分けて行なう場合には、1回の乾式伸線が終了する度に中間のパテンティング処理を行ってもよい。   After the dry wire drawing is completed, a patenting process (after austenitizing, rapid cooling with a salt bath, a lead bath, etc.) is performed in order to remove processing distortion and obtain fine pearlite. As described above, when dry drawing is performed in a plurality of times, an intermediate patenting process may be performed every time one dry drawing is completed.

次に、湿式伸線における伸線性の向上と、タイヤゴムとの密着性の向上を目的として、Cu及びZnからなるブラスを鋼線材の表面にめっきする。めっきは均一に行なうことが好ましく、めっき厚は、1〜6μm(好ましくは2〜5μm)とすることが望ましい。   Next, for the purpose of improving drawability in wet drawing and improving adhesion to tire rubber, brass made of Cu and Zn is plated on the surface of the steel wire. Plating is preferably performed uniformly, and the plating thickness is desirably 1 to 6 μm (preferably 2 to 5 μm).

続いて、鋼線材を潤滑液に浸して伸線する湿式伸線によって、線径が例えば0.150mm〜0.410mmの鋼線材を得る。図2は、本発明の実施の形態における湿式伸線機を示す図である。図2に示すように、湿式伸線機1内には潤滑液2が貯留されている。この潤滑液2中には、鋼線材3を減面するためのダイス群(最初に通るダイス4S、最後に通るダブルダイス4E、これらの間に位置するダイス4M(図面の複雑化を避けるために符号は図示していない)を含む)、及び鋼線材3がこれらのダイスを通るように案内する一対のキャプスタン5及び6が設けられている。キャプスタン5及び6は伸線機モーターの回転により駆動され、鋼線材3がダイス4S〜4Eにより順次減面されていく。   Subsequently, a steel wire having a wire diameter of, for example, 0.150 mm to 0.410 mm is obtained by wet drawing in which the steel wire is dipped in a lubricating liquid. FIG. 2 is a diagram showing a wet wire drawing machine in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a lubricating liquid 2 is stored in the wet wire drawing machine 1. In this lubricating liquid 2, a group of dies for reducing the surface of the steel wire 3 (first die 4S, last double die 4E, die 4M located between them (to avoid drawing complexity) And a pair of capstans 5 and 6 for guiding the steel wire 3 to pass through these dies. The capstans 5 and 6 are driven by the rotation of the wire drawing machine motor, and the steel wire 3 is successively reduced by the dies 4S to 4E.

潤滑液2には、水60〜90質量%(好ましくは70〜80質量%)を含み、脂肪酸、アミン塩、界面活性剤(例えば、ステアリン酸ナトリウム等)を混合させた溶液を用いた。   As the lubricating liquid 2, a solution containing 60 to 90% by mass (preferably 70 to 80% by mass) of water and mixed with a fatty acid, an amine salt, and a surfactant (for example, sodium stearate) was used.

また、潤滑液2中にはヒーター7が設けられており、潤滑液2の温度は、25〜50℃の範囲に設定されている。潤滑液2の温度をこの範囲に制御することにより、後述の実験でも示すように、鋼線材3の捻回特性が向上する。なお、潤滑液2の温度が20℃未満になると、潤滑液乳化(エマルジョン化)しにくくなり、脂肪酸が鋼線材3に吸着しにくくなる。本発明は、潤滑液2の温度を25℃以上とすることにより鋼線材3の捻回特性を向上させることに要旨を有するため、温度上限は特に制限されるものではないが、潤滑液2の温度が50℃を超えると潤滑液2の長期の使用により脂肪酸が劣化し、焼付き及び断線の頻度が高くなり、また、捻回値も低下することから、潤滑液2の上限温度を上記の通りとした。潤滑液2の温度のより好ましい範囲は、30〜45℃である。   Moreover, the heater 7 is provided in the lubricating liquid 2, and the temperature of the lubricating liquid 2 is set to the range of 25-50 degreeC. By controlling the temperature of the lubricating liquid 2 within this range, the twisting characteristic of the steel wire 3 is improved as will be shown in the later-described experiment. When the temperature of the lubricating liquid 2 is less than 20 ° C., it is difficult to emulsify (emulsify) the lubricating liquid, and the fatty acid is difficult to be adsorbed to the steel wire 3. Since the gist of the present invention is to improve the twisting characteristics of the steel wire 3 by setting the temperature of the lubricating liquid 2 to 25 ° C. or higher, the upper limit of the temperature is not particularly limited. When the temperature exceeds 50 ° C., the fatty acid deteriorates due to the long-term use of the lubricating liquid 2, the frequency of seizure and disconnection increases, and the twist value also decreases. It was street. A more preferable range of the temperature of the lubricating liquid 2 is 30 to 45 ° C.

以上のように製造された鋼線材は、捻回特性に優れている。すなわち、伸線された鋼線材の捻回値をTN[回]、加工硬化係数をA、湿式伸線による真歪みをε、湿式伸線後の引張強さをTS[MPa]、湿式伸線前の引張強さをTS0[MPa]と定義すれば、下記(1)式が満たされ易い。
TN≧−0.025×A+52・・・(1)
但し、400≦A≦2080
A=(TS−TS0)/exp(ε/4)・・・(2)
The steel wire manufactured as described above has excellent twist characteristics. That is, the twist value of the drawn steel wire is TN [times], the work hardening coefficient is A, the true strain due to wet wire drawing is ε, the tensile strength after wet wire drawing is TS [MPa], and wet wire drawing. If the previous tensile strength is defined as TS 0 [MPa], the following equation (1) is easily satisfied.
TN ≧ −0.025 × A + 52 (1)
However, 400 ≦ A ≦ 2080
A = (TS−TS 0 ) / exp (ε / 4) (2)

上記(1)式において400≦Aとするのは、加工硬化係数が400未満であれば、通常は縦割れの問題は起こらないためであり、A≦2080とするのは、Aが2080を超えると、捻回値TNが0を下回り、これは物理的にあり得ないためである。   In the above formula (1), 400 ≦ A is because if the work hardening coefficient is less than 400, the problem of vertical cracks usually does not occur, and A ≦ 2080 is set because A exceeds 2080. The twist value TN is less than 0, which is physically impossible.

本発明の実施の形態における湿式伸線は、必ずしも全没式(浸漬式)により行う必要はなく、噴射式により行ってもよいが、全没式によって行えば、潤滑液に浸漬させたヒーターを使うことにより、潤滑液を万遍なく温度制御することができ、捻回特性を向上させるという本発明の効果をより確実に得ることができる。   The wet wire drawing in the embodiment of the present invention does not necessarily have to be performed by the all-immersion method (immersion method), but may be performed by the injection method, but if performed by the all-immersion method, the heater immersed in the lubricating liquid is used. By using it, the temperature of the lubricating liquid can be uniformly controlled, and the effect of the present invention of improving the twisting characteristics can be obtained more reliably.

本発明の実施の形態における湿式伸線において、スリップ型伸線機を用い、最初に通るダイス4Sの減面率を2番目に通るダイス4Mによる減面率よりも小さくすることが望ましい。言い換えれば、1パス目は軽めに減面することが望ましい。例えば、2番目に通るダイス4Mによる減面率を15%以上、16%以下とした場合、最初に通るダイス4Sによる減面率を10%以上、15%未満とすることが好ましい。10%未満、或いは15%以上となれば、スリップ率に対応できず、断線が生じる可能性があるからである。   In the wet wire drawing in the embodiment of the present invention, it is desirable to use a slip-type wire drawing machine and make the area reduction rate of the first die 4S to be smaller than the area reduction rate by the second die 4M. In other words, it is desirable that the first pass be lightly reduced. For example, when the area reduction rate by the second passing die 4M is 15% or more and 16% or less, the area reduction rate by the first passing die 4S is preferably 10% or more and less than 15%. This is because if it is less than 10% or 15% or more, the slip ratio cannot be accommodated, and disconnection may occur.

なお、スリップ型伸線機とは、ダイスの孔径や摩耗を見込んで、キャプスタンの周速度を線速よりもやや早めとする湿式伸線機である。スリップ率とは、キャプスタンの周速度に対するキャプスタン周上を通る鋼線材の遅れを表すものであり、なるべく小さい値で一定であることが望ましい。   The slip-type wire drawing machine is a wet wire drawing machine in which the peripheral speed of the capstan is slightly faster than the line speed in anticipation of the hole diameter and wear of the die. The slip ratio represents the delay of the steel wire passing over the capstan circumference with respect to the capstan circumferential speed, and is desirably as small as possible and constant.

上記の製造方法において、湿式伸線が複数のダイスにより行われ、最後に通るダイスがダブルダイス4Eであり、かつ、このダブルダイス4Eを通過した後、ローラー又はブレードによる矯正を行なうことが好ましい。これにより、鋼線材の捻回特性の向上がより確実なものとなる。   In the above manufacturing method, it is preferable that wet wire drawing is performed with a plurality of dies, and the last die to be passed is a double die 4E, and after passing through the double die 4E, correction with a roller or a blade is performed. Thereby, the improvement of the twist characteristic of a steel wire becomes more reliable.

ダブルダイスは、既に示した図2、或いは、ダブルダイスの拡大図である図3に示すように、2枚のダイスを連続して配置されているものであり、2つめのダイスでは軽めに減面(例えば、減面率2〜7%)される構成を有している。また、ローラーによる矯正の状態を図4に示す。図4において示したのは、複数のベンディングローラーで鋼線材を挟み込み、鋼線材のクセを矯正する工程である。   As shown in FIG. 2 or FIG. 3 which is an enlarged view of the double die, the double die is a continuous arrangement of two dies, and the second die is lighter. The surface is reduced (for example, the reduction rate is 2 to 7%). Moreover, the state of correction by a roller is shown in FIG. FIG. 4 shows a process of sandwiching the steel wire with a plurality of bending rollers and correcting the peculiarity of the steel wire.

本実施の形態において用いる線材の化学成分や組織は特に制限されないが、線材の耐縦割れ性を更に向上するためには、鋼の化学成分を、C:0.6〜1.2質量%(好ましくは0.8〜1.1質量%)、Si:0.05〜1.2質量%(好ましくは0.1〜0.8質量%)、Mn:0.2〜1.0質量%(好ましくは0.3〜0.8質量%)、P:0.02質量%以下(0質量%を含まない)、S:0.03質量%以下(0質量%を含まない)、Cr:0.01〜1.0質量%(好ましくは0.02〜0.5質量%)、残部:鉄および不可避的不純物とすることが望ましい。   Although the chemical composition and structure of the wire used in the present embodiment are not particularly limited, in order to further improve the longitudinal crack resistance of the wire, the chemical composition of steel is C: 0.6 to 1.2% by mass ( Preferably 0.8 to 1.1 mass%), Si: 0.05 to 1.2 mass% (preferably 0.1 to 0.8 mass%), Mn: 0.2 to 1.0 mass% ( Preferably 0.3 to 0.8 mass%), P: 0.02 mass% or less (excluding 0 mass%), S: 0.03 mass% or less (not including 0 mass%), Cr: 0 Desirably, 0.01 to 1.0% by mass (preferably 0.02 to 0.5% by mass), balance: iron and inevitable impurities.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記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。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

連続鋳造機により、表1に示す化学成分を有するブルーム鋳片を製造し、これを3時間加熱した後、分塊圧延によって断面形状が155mm×155mmのビレットを作製することができる。これを1150℃に加熱した後、熱間圧延を行なって線径:5.5mmの線材を得る。巻き取った鋼線材をステルモア冷却装置にかけ、ステルモアコンベア上で鋼線材を制御冷却し、フェライト・パーライト組織を得た。   A billet having a chemical composition shown in Table 1 is produced by a continuous casting machine, heated for 3 hours, and then a billet having a cross-sectional shape of 155 mm × 155 mm can be produced by split rolling. After heating this to 1150 degreeC, hot rolling is performed and the wire diameter: 5.5 mm is obtained. The wound steel wire was applied to a stealmore cooling device, and the steel wire was controlled and cooled on a stealmore conveyor to obtain a ferrite / pearlite structure.

Figure 2009095859
Figure 2009095859

得られた鋼線材をメカニカルデスケーラーによって表面のスケールを除去した後、ボラックス被膜を塗布し、ステアリン酸ナトリウムを主成分とした固形潤滑剤を付着させながら線径0.95mm〜2.10mmまで乾式伸線を行った。得られた鋼線材を微細パーライト組織に制御するため、最終のパテンティング(加熱温度960℃、恒温保持温度560℃)を行った。得られた鋼線材にCu及びZnからなるブラスをめっきして供試鋼線材とした。なお、めっき厚は、3.7μmとした。   After removing the scale of the surface of the obtained steel wire with a mechanical descaler, a borax film is applied, and a solid lubricant mainly composed of sodium stearate is adhered to dry wire diameters from 0.95 mm to 2.10 mm. Drawing was performed. In order to control the obtained steel wire to a fine pearlite structure, final patenting (heating temperature 960 ° C., constant temperature holding temperature 560 ° C.) was performed. The obtained steel wire was plated with brass made of Cu and Zn to obtain a test steel wire. The plating thickness was 3.7 μm.

得られた供試鋼線材をスリップ型連続湿式伸線機にかけて最終線径が0.170〜0.410mmとなるまで伸線を行った。湿式伸線の条件は、以下の通りである。
湿式伸線機:株式会社サイカワ社製のFM26型連続伸線機
潤滑液 :ADEKAケミカルサプライ社製のエフコリューベ30質量%に、
水70質量%を加えたものを調製した。
潤滑液温度:7℃、20℃、40℃
ダイスの減面率:15%
最初(1パス目)のダイスの減面率:表2〜4記載の通り
最終ダイス(ダブルダイス)の減面率:前段・・・12.3%、後段・・・3.0%
The obtained test steel wire was subjected to a slip-type continuous wet wire drawing machine and drawn until the final wire diameter became 0.170 to 0.410 mm. The conditions for wet wire drawing are as follows.
Wet wire drawing machine: FM26 type continuous wire drawing machine manufactured by Saikawa Co., Ltd. Lubricant: 30% by mass of F. Colube manufactured by ADEKA Chemical Supply Co., Ltd.
What added 70 mass% of water was prepared.
Lubricating liquid temperature: 7 ° C, 20 ° C, 40 ° C
Die area reduction: 15%
Area reduction ratio of the first die (first pass): as described in Tables 2 to 4 Area reduction ratio of the final die (double die): front stage ... 12.3%, rear stage ... 3.0%

ダブルダイスを通した鋼線材については、併せて、図4に示す矯正処理も行った。
得られた鋼線材について行った捻回試験の結果を表2〜4に記載する。捻回試験は、鋼線材から長さ200mmの試験片を採取して、標点間距離:50mm、捻り速度:1rpmの条件で試験を行い、破断するまでの捻れ回数(回)と破断トルク(N・m)を測定し、標点間距離が[直径(D)×100]の場合の捻れ回数(100D換算の捻回値)を下記(3)式に基づいて算出した。
捻回値(100D換算)=捻れ回数×(直径/標点間距離)×100・・・(3)
About the steel wire which passed the double die, the correction process shown in FIG. 4 was also performed.
The result of the twist test done about the obtained steel wire is described in Tables 2-4. In the twisting test, a test piece having a length of 200 mm is taken from a steel wire, and the test is performed under the conditions of a distance between gauge points: 50 mm and a twisting speed: 1 rpm, and the number of twists (times) and breaking torque ( N · m) was measured, and the number of twists (twist value in terms of 100D) when the distance between the gauge points was [diameter (D) × 100] was calculated based on the following formula (3).
Twist value (100D conversion) = twist number × (diameter / distance between gauge points) × 100 (3)

Figure 2009095859
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Figure 2009095859
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Figure 2009095859
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表2〜4において、計算値である(1)式の右辺よりも、実験値から導いた(3)式の値が大きい場合、すなわち、(1)式の不等式が成立する場合、鋼線材の縦割れは発生していない。   In Tables 2 to 4, when the value of the expression (3) derived from the experimental value is larger than the right side of the expression (1) that is the calculated value, that is, when the inequality of the expression (1) is established, Longitudinal cracks have not occurred.

図5は、表2〜4の実験結果を、横軸に加工硬化係数A、縦軸に捻回値TNをとってプロットしたものである。図5において、(□)は、潤滑液の温度が40℃の場合を示すもの、(◇)は、潤滑液の温度が20℃の場合を示すもの、(△)は、潤滑液の温度が7℃の場合を示すものであり、各記号の内部が塗りつぶされたもの(例えば、(◆)、(▲))は、縦割れが発生した試験例をそれぞれ示す。   FIG. 5 is a plot of the experimental results in Tables 2 to 4, with the work hardening coefficient A on the horizontal axis and the twist value TN on the vertical axis. In FIG. 5, (□) indicates that the temperature of the lubricating liquid is 40 ° C., (◇) indicates that the temperature of the lubricating liquid is 20 ° C., and (Δ) indicates that the temperature of the lubricating liquid is The case of 7 ° C. is shown, and the inside of each symbol (for example, (♦), (▲)) indicates a test example in which vertical cracking occurred.

図5から明らかなように、捻回特性が向上すると従来考えられていた低温(7℃)の潤滑液の場合では、殆どの場合で捻回値(▲)が低い。そして、潤滑液の温度が40℃の場合を示す(□)は、潤滑液の温度が20℃の場合を示す(◇)よりも捻回値が全体的に高い位置にあり、捻回特性が向上していることがわかる。   As is apparent from FIG. 5, in the case of a low temperature (7 ° C.) lubricating liquid which has been conventionally considered to improve the twisting characteristic, the twisting value (▲) is low in most cases. And (□) showing the case where the temperature of the lubricating liquid is 40 ° C. is located at a position where the twist value is generally higher than (□) showing the case where the temperature of the lubricating liquid is 20 ° C., and the twist characteristic is It can be seen that it has improved.

また、表3に示すように、ダブルダイスを通さず、矯正処理もしていない鋼線材44では縦割れが発生しているが、ダブルダイスを通し、かつ、矯正処理も行った鋼線材41(伸線条件は鋼線材44と同じ)では、縦割れが発生しておらず、同様に、鋼線材45では縦割れが発生しているが、鋼線材43(伸線条件は鋼線材45と同じ)では、縦割れが発生していない。これらはいずれも潤滑液の温度が20℃の場合の例ではあるが、鋼線材にダブルダイス及び矯正処理を施すことが縦割れ防止に有効であることが理解される。   Moreover, as shown in Table 3, although the vertical crack occurred in the steel wire rod 44 that did not pass through the double die and was not subjected to the straightening treatment, the steel wire rod 41 (stretched through the double die and subjected to the straightening treatment). In the wire condition, the vertical crack is not generated in the steel wire material 44). Similarly, although the vertical crack is generated in the steel wire material 45, the steel wire material 43 (the wire drawing condition is the same as the steel wire material 45). Then, no vertical crack has occurred. Although these are examples in which the temperature of the lubricating liquid is 20 ° C., it is understood that it is effective to prevent vertical cracks by subjecting the steel wire material to double die and straightening treatment.

図1は、本発明の実施の形態における伸線工程のフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart of a wire drawing process in the embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態における湿式伸線装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a wet wire drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態における湿式伸線装置の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the wet wire drawing apparatus in the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態における矯正装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a correction device according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例における捻回特性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing twist characteristics in the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 湿式伸線機
2 潤滑液
3 鋼線材
4S ダイス
4M ダイス
4E ダブルダイス
5 キャプスタン
6 キャプスタン
7 ヒーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wet wire drawing machine 2 Lubricating liquid 3 Steel wire rod 4S Dies 4M Dies 4E Double dies 5 Capstan 6 Capstan 7 Heater

Claims (7)

乾式伸線された鋼線材をパテンティング処理し、めっき処理し、さらに温度25〜50℃の潤滑液を用いた湿式伸線により伸線することを特徴とする捻回特性に優れた鋼線材の製造方法。   A steel wire rod excellent in twisting characteristics, characterized in that a dry-drawn steel wire rod is subjected to patenting treatment, plating treatment, and wire drawing by wet drawing using a lubricating liquid at a temperature of 25 to 50 ° C. Production method. 請求項1に記載の製造方法により得られ、下記(1)式及び(2)式を満たす捻回特性に優れた鋼線材。
TN≧−0.025×A+52・・・(1)
但し、400≦A≦2080
A=(TS−TS0)/exp(ε/4)・・・(2)
但し、TN[回]:捻回値、A:加工硬化係数、ε:湿式伸線による真歪み、TS[MPa]:湿式伸線後の引張強さ、TS0[MPa]:湿式伸線前の引張強さである。
A steel wire rod obtained by the production method according to claim 1 and having excellent twisting characteristics satisfying the following formulas (1) and (2).
TN ≧ −0.025 × A + 52 (1)
However, 400 ≦ A ≦ 2080
A = (TS−TS 0 ) / exp (ε / 4) (2)
However, TN [times]: twist value, A: work hardening coefficient, ε: true strain by wet wire drawing, TS [MPa]: tensile strength after wet wire drawing, TS 0 [MPa]: before wet wire drawing The tensile strength of
前記湿式伸線に用いた潤滑液が、60質量%以上、90質量%以下の範囲の水を含有したものであることを特徴とする請求項2に記載の鋼線材。   The steel wire according to claim 2, wherein the lubricating liquid used for the wet wire drawing contains water in a range of 60 mass% or more and 90 mass% or less. 前記湿式伸線が没式により行われることを特徴とする請求項2または3に記載の鋼線材。   The steel wire rod according to claim 2 or 3, wherein the wet wire drawing is performed by a submerged type. 前記湿式伸線が複数のダイスにより行われ、最初に通るダイスによる減面率が2番目に通るダイスによる減面率よりも小さいことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の鋼線材。   The steel according to any one of claims 2 to 4, wherein the wet drawing is performed by a plurality of dies, and the area reduction rate by the first passing die is smaller than the area reduction rate by the second passing die. wire. 前記湿式伸線が複数のダイスにより行われ、最後に通るダイスがダブルダイスであり、かつ、最終ダイスを通過した後、ローラー又はブレードによる矯正を行なうことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の鋼線材。   6. The wet drawing is performed by a plurality of dies, the last passing die is a double die, and after passing through the final die, correction is performed by a roller or a blade. Steel wire rod according to crab. 請求項2〜6のいずれかに記載の鋼線材同士を撚り合わせることにより得られるスチールコード。   The steel cord obtained by twisting together the steel wire materials in any one of Claims 2-6.
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