JP2009138251A - 伸線性に優れた鋼線材 - Google Patents
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Abstract
【課題】パテンティング処理を施さずとも、鋼線材の伸線性を向上させること。
【解決手段】めっきされた鋼線材であって、鋼が、C:0.35〜0.90%(質量%の意味、成分組成について以下同じ)、Si:0.1〜0.4%、Mn:0.2〜1.1%、P:0.04%以下(0%を含まない)、S:0.04%以下(0%を含まない)、およびAl:0.005%以下(0%を含まない)を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、深さD/4(D:鋼線材の線径)位置の鋼断面において観察される炭化物が、(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65を満たす鋼線材。
【選択図】なし
【解決手段】めっきされた鋼線材であって、鋼が、C:0.35〜0.90%(質量%の意味、成分組成について以下同じ)、Si:0.1〜0.4%、Mn:0.2〜1.1%、P:0.04%以下(0%を含まない)、S:0.04%以下(0%を含まない)、およびAl:0.005%以下(0%を含まない)を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、深さD/4(D:鋼線材の線径)位置の鋼断面において観察される炭化物が、(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65を満たす鋼線材。
【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム(特に自動車タイヤやホース等)の補強などに用いられるスチールコード用鋼線等を製造するのに有用な鋼線材に関するものである。
自動車タイヤやホース等に使用されるゴム補強用鋼線としては、例えばスチールコード用鋼線、ホースワイヤ、およびビードワイヤ等が挙げられる。例えばスチールコード用鋼線およびホースワイヤは、通常、炭素含有量が0.7〜0.8%程度の高炭素鋼[JISG 3502(SWRS72A、SWRS82A)相当]を熱間圧延した後、冷却条件を制御することによって線径:5.0〜6.4mm程度の線材とし、次いで一次伸線(乾式伸線)、中間パテンティング処理、二次伸線(乾式伸線)、最終パテンティング処理、ブラスめっき(Cu−Zn二相めっき)、ブルーイング処理を施した後、最終的に仕上げ伸線(湿式伸線)を行うことによって、所望線径の鋼線材が得られるように製造されている。
これらスチールコード用鋼線材の製造やビードワイヤの製造では、多くの場合、パテンティング処理が施される。パテンティング処理は、伸線加工に適した均一微細なパーライト組織を得るために行われる。このパテンティング処理はコストがかかるため、パテンティング処理をできるだけ減らすことが求められている。そのため従来から、パテンティング処理を省略できる様々な技術が提案されている。
例えば特許文献1には、金属組織の80%以上をパーライト組織とし、且つ鋼線材の引張強さを、ラメラ間隔と炭素当量とで規定されるパラメーター以下に制限することによって、鋼線材(C:0.65〜1.20%)のパテンティング処理を省略できると記載されている。
また特許文献2には、金属組織の90面積%以上をパーライト組織とし、且つ引張強さの平均値および標準偏差、並びに破断絞りの平均値および標準偏差を制御することによって、熱間圧延線材(C:0.6〜1.0%)の伸線前の熱処理(特にパテンティング処理)を省略できると記載されている。
上述の特許文献1および2では、比較的、炭素量が多い鋼線材が開示されている。これに対して、例えば特許文献3では、比較的炭素量が少ない鋼線材(C:0.2〜0.55%)で、フェライト面積率が20%以上50%未満であり、残部の90%以上がパーライトである金属組織とすることによって、伸線中にパテンティング処理を施すことなしに鋼線材を製造できることが記載されている。但し特許文献3の技術では、伸線中にパテンティングを行わないが、伸線前にはパテンティングを行っている。
なお、本出願人は、炭素量(C:0.35〜0.9%)の線材(以下、炭素量が「中程度」と記載することもある)において、初析フェライトを面積率で20%以下に制限して伸線性を高めることによって、仕上げ伸線(湿式伸線)までパテンティング処理を行わずとも伸線できることを開示している(特許文献4)。
特開2005−206853号公報
特開2004−137597号公報
特開2004−359992号公報
特開平9−49018号公報
特許文献4で開示しているように、炭素量が中程度の線材において、初析フェライト面積率を20%以下に制限することによって、パテンティング処理を行わずに、湿式伸線(仕上げ伸線)まで行うことができる。詳しくは、線材の圧延後の冷却速度を調節することによって初析フェライトを制限した圧延線材を製造し、この圧延線材に、乾式伸線、めっき、熱処理(ブルーイング処理)および湿式伸線を順次施すことによって、スチールコード用鋼線などを製造することができるとしている。
しかし上記のパテンティング処理を行わない鋼線材の伸線を行うにあたり、めっきされた鋼線材の球状炭化物の割合を抑えることによって、最後の湿式伸線(仕上げ伸線)で一層優れた伸線性を示すめっき鋼線材が得られることを見出した。またこのめっき鋼線材を用いれば、湿式伸線後に得られる鋼線(フィラメント)の強度が、さらに高まることを見出した。従って本発明の目的は、伸線性に優れ、且つ高強度のスチールコード用鋼線を製造できる鋼線材を提供することにある。
上記目的を達成することができる本発明の伸線性に優れた鋼線材とは、めっきされた鋼線材であって、鋼が、
C:0.35〜0.90%(質量%の意味、成分組成について以下同じ)、
Si:0.1〜0.4%、
Mn:0.2〜1.1%、
P:0.04%以下(0%を含まない)、
S:0.04%以下(0%を含まない)、
Al:0.005%以下(0%を含まない)
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、
深さD/4(D:鋼線材の線径)位置の鋼断面において観察される炭化物が、下記式(1)を満たすことを特徴とするものである。
(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65 ・・・ (1)
[但し、式(1)における球状炭化物とは、前記炭化物のうち、(炭化物の短径)/(炭化物の長径)≧0.6を満たすものをいう。]
C:0.35〜0.90%(質量%の意味、成分組成について以下同じ)、
Si:0.1〜0.4%、
Mn:0.2〜1.1%、
P:0.04%以下(0%を含まない)、
S:0.04%以下(0%を含まない)、
Al:0.005%以下(0%を含まない)
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、
深さD/4(D:鋼線材の線径)位置の鋼断面において観察される炭化物が、下記式(1)を満たすことを特徴とするものである。
(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65 ・・・ (1)
[但し、式(1)における球状炭化物とは、前記炭化物のうち、(炭化物の短径)/(炭化物の長径)≧0.6を満たすものをいう。]
鋼線材の鋼は、さらにCr:0.7%以下(0%を含まない)、Ni:0.7%以下(0%を含まない)、Co:1%以下(0%を含まない)、V:0.5%以下(0%を含まない)、およびCu:0.2%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含有していても良い。
本発明の鋼線材から、高強度のスチールコード用鋼線を得ることができる。そのため本発明は、上記鋼線材を湿式伸線することによって得られるスチールコード用鋼線であって、線径が0.15〜0.45mmであり、引張強さが2800MPa以上であるスチールコード用鋼線も提供する。
本発明によれば、鋼中の球状炭化物率を制限することによって、パテンティング処理を施さずとも、伸線性に優れた鋼線材を得ることができる。このような鋼線材を湿式伸線することによって、高強度のスチールコード用鋼線を得ることができる。
本発明の鋼線材は、深さD/4(D:鋼線材の直径)位置の鋼断面において観察される炭化物が、下記式(1)を満たすことを大きな特徴とする。
(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65 ・・・ (1)
ここで「球状炭化物」とは、アスペクト比(短径/長径)が0.6以上となる炭化物を意味する。
(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65 ・・・ (1)
ここで「球状炭化物」とは、アスペクト比(短径/長径)が0.6以上となる炭化物を意味する。
本発明におけるめっきされた「鋼線材の球状炭化物率」は、以下のようにして算出する。まず、ブルーイング処理後の鋼線材から、SEM(電子走査型顕微鏡)観察用のサンプルを採取する。このサンプルの横断面を樹脂に埋め込んで、研磨し、ピクリン酸で腐食させてから、表面に金を蒸着する。このように調製したサンプルを用い、深さD/4(D:鋼線材の直径)の位置において、拡大倍率を10,000倍とし、撮影エリアが7.6μm×9.3μmのSEM写真を10枚撮影する。このようにして得られたSEM写真を、市販の画像編集ソフト(Adobe社製:「Photoshop 7.0.1」)によって、256階調の画像として読み込み、閾値を150として、これを2値化する。2値化したSEM写真に写っている球状炭化物(アスペクト比0.6以上)およびその他の炭化物(アスペクト比が0.6未満のラメラ炭化物)の個数をそれぞれ計数する。このとき、長径が0.05μm未満の炭化物は、細かすぎ形状が特定し難いため、無視し、計数しないこととした。
このようにして計数した「球状炭化物の個数」および「炭化物の個数(=球状炭化物の個数+その他の炭化物の個数)」から、上記式(1)を用いて各SEM写真の球状炭化物率を算出する。そして各SEM写真から得られた球状炭化物率の値を平均することによって、鋼線材の球状炭化物率の値を定める。
下記実施例で示すように、球状炭化物率を65%以下(好ましくは60%以下、さらに好ましくは55%以下、特に好ましくは50%以下)に制限することによって鋼線材の伸線性がさらに向上し、また湿式伸線によって得られるスチールコード用鋼線の引張強さも向上する。
次に本発明の鋼線材の鋼中の化学成分について説明する。
(C:0.35〜0.90%)
Cは鋼線の強度向上に有効な元素であり、C量の増加に伴って伸線時の加工硬化量、伸線後の強度が増大する。またC量が少ないと圧延線材の初析フェライト量を低減させることが困難となる。従って本発明では、その下限を0.35%とする。好ましい下限値は0.40%であり、より好ましくは0.45%である。
Cは鋼線の強度向上に有効な元素であり、C量の増加に伴って伸線時の加工硬化量、伸線後の強度が増大する。またC量が少ないと圧延線材の初析フェライト量を低減させることが困難となる。従って本発明では、その下限を0.35%とする。好ましい下限値は0.40%であり、より好ましくは0.45%である。
しかし、C量が多くなり過ぎると中心偏析が生じ易くなり、圧延線材のオーステナイト粒界にネット状の初析セメンタイトが生成して、伸線加工時に断線が発生し易くなる。さらに湿式伸線後における極細鋼線の靭性・延性を著しく劣化させる。そこでC量の上限を0.90%とする。好ましい上限値は0.80%であり、より好ましくは0.70%である。
(Si:0.1〜0.4%)
Siは脱酸剤として有用な元素であり、また鋼の焼入性を高めて圧延線材の初析フェライト量を低減させる効果も有する。この様な作用を有効に発揮させるには、Si量を0.1%以上とする必要がある。好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.2%以上である。
Siは脱酸剤として有用な元素であり、また鋼の焼入性を高めて圧延線材の初析フェライト量を低減させる効果も有する。この様な作用を有効に発揮させるには、Si量を0.1%以上とする必要がある。好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.2%以上である。
一方、Si量が多すぎると、スケール剥離性が低下するため、メカニカルデスケーリング(以下、MDと略記する)による伸線工程が困難になるので、Si量を0.4%以下とする。好ましくは0.35%以下、より好ましくは0.3%以下である。
(Mn:0.2〜1.1%)
MnもSiと同様、脱酸剤として有用な元素であり、SiだけでなくMnも添加して、上記脱酸作用を有効に発揮させることが必要である。またMnは、鋼中のSをMnSとして固定し、鋼の靭性・延性を高める効果がある。さらにMnは、鋼の焼入性を高めて圧延材の初析フェライト量を低減させる効果がある。これらの効果を有効に発揮させるためには、Mn量を0.2%以上とすることが必要である。好ましくは0.3%以上であり、より好ましくは0.4%以上である。
MnもSiと同様、脱酸剤として有用な元素であり、SiだけでなくMnも添加して、上記脱酸作用を有効に発揮させることが必要である。またMnは、鋼中のSをMnSとして固定し、鋼の靭性・延性を高める効果がある。さらにMnは、鋼の焼入性を高めて圧延材の初析フェライト量を低減させる効果がある。これらの効果を有効に発揮させるためには、Mn量を0.2%以上とすることが必要である。好ましくは0.3%以上であり、より好ましくは0.4%以上である。
しかしMnは偏析し易い元素でもあるため、過剰に添加するとMnの偏析部にマルテンサイト、ベイナイトなどの過冷組織が生成して伸線加工性が劣化する恐れがある。従って、Mn量を1.1%以下とする。好ましくは0.9%以下、より好ましくは0.7%以下である。
(P:0.04%以下およびS:0.04%以下(共に、0%を含まない))
PおよびSは、共に鋼の靭性・延性を劣化させる元素であり、伸線やその後の撚り工程における断線を防止するには、これらの元素量は少ない方が好ましい。従って本発明ではその上限を、夫々0.04%とする。好ましい上限値は0.02%であり、より好ましくは0.01%である。但し、工業的にこれらを0%にすることは困難である。
PおよびSは、共に鋼の靭性・延性を劣化させる元素であり、伸線やその後の撚り工程における断線を防止するには、これらの元素量は少ない方が好ましい。従って本発明ではその上限を、夫々0.04%とする。好ましい上限値は0.02%であり、より好ましくは0.01%である。但し、工業的にこれらを0%にすることは困難である。
(Al:0.005%以下(0%を含まない))
Al2O3、MgO−Al2O3等の酸化物系介在物は、極細鋼線の製造時または鋼線の撚り加工時に断線を引き起こすと共に、極細鋼線および撚鋼線の疲労特性も劣化させる。またこれらの酸化物系介在物は、最終湿式伸線工程におけるダイス寿命にも悪影響を及ぼす。この様な悪影響を回避するために、介在物の生成主体元素であるAl量を制限することが好ましい。従って本発明ではAl量を0.005%以下とする。好ましくは0.004%以下、さらに好ましくは0.003%以下である。
Al2O3、MgO−Al2O3等の酸化物系介在物は、極細鋼線の製造時または鋼線の撚り加工時に断線を引き起こすと共に、極細鋼線および撚鋼線の疲労特性も劣化させる。またこれらの酸化物系介在物は、最終湿式伸線工程におけるダイス寿命にも悪影響を及ぼす。この様な悪影響を回避するために、介在物の生成主体元素であるAl量を制限することが好ましい。従って本発明ではAl量を0.005%以下とする。好ましくは0.004%以下、さらに好ましくは0.003%以下である。
鋼の基本成分組成は上記の通りであり、残部は実質的に鉄である。但し原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物が鋼中に含まれることは、当然に許容される。さらに鋼は、必要に応じて、Cr,Ni,Co,V,Cuのうち1種以上の選択元素を含有していても良い。
(Cr:0.7%以下(0%を含まない))
Crはパーライトのラメラ間隔を微細化し、線材の強度や伸線加工性等を向上させるのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Cr量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.15%以上である。一方、Cr量が多過ぎると、変態終了時間が長くなり、熱間圧延線材中にマルテンサイトやベイナイトなどの過冷組織が生じる恐れがあるほか、MD性も悪くなる。従ってCr量を0.7%以下とするのが好ましく、より好ましくは0.6%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。
Crはパーライトのラメラ間隔を微細化し、線材の強度や伸線加工性等を向上させるのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Cr量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.15%以上である。一方、Cr量が多過ぎると、変態終了時間が長くなり、熱間圧延線材中にマルテンサイトやベイナイトなどの過冷組織が生じる恐れがあるほか、MD性も悪くなる。従ってCr量を0.7%以下とするのが好ましく、より好ましくは0.6%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。
(Ni:0.7%以下(0%を含まない))
Niは、伸線材の靭性を高める元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Ni量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.15%以上である。一方、Niを過剰に添加しても、その効果が飽和して経済的に無駄である。Ni量は、0.7%以下とするのが好ましく、より好ましくは0.6%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。
Niは、伸線材の靭性を高める元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Ni量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.15%以上である。一方、Niを過剰に添加しても、その効果が飽和して経済的に無駄である。Ni量は、0.7%以下とするのが好ましく、より好ましくは0.6%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。
(Co:1%以下(0%を含まない))
Coは、圧延材における初析セメンタイトの析出を抑制するのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Co量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上、さらにより好ましくは0.15%以上である。一方、Coを過剰に添加しても、その効果は飽和して経済的に無駄である。従ってCo量を1%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.8%以下、さらに好ましくは0.6%以下である。
Coは、圧延材における初析セメンタイトの析出を抑制するのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Co量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上、さらにより好ましくは0.15%以上である。一方、Coを過剰に添加しても、その効果は飽和して経済的に無駄である。従ってCo量を1%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.8%以下、さらに好ましくは0.6%以下である。
(V:0.5%以下(0%を含まない))
Vは、鋼中で微細な炭窒化物を形成することにより、強度上昇と加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止するほか、鋼の焼入性を高めて圧延線材の機械的性質のばらつきを低減する効果がある。この様な作用を有効に発揮させるために、V量は、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.03%以上、さらに好ましくは0.05%以上である。しかし、V量が過剰になると、炭窒化物の形成量が多くなり過ぎると共に、炭窒化物の粒子径も大きくなる。従ってV量を0.5%以下とするのが好ましく、より好ましくは0.4%以下、さらに好ましくは0.3%以下である。
Vは、鋼中で微細な炭窒化物を形成することにより、強度上昇と加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止するほか、鋼の焼入性を高めて圧延線材の機械的性質のばらつきを低減する効果がある。この様な作用を有効に発揮させるために、V量は、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.03%以上、さらに好ましくは0.05%以上である。しかし、V量が過剰になると、炭窒化物の形成量が多くなり過ぎると共に、炭窒化物の粒子径も大きくなる。従ってV量を0.5%以下とするのが好ましく、より好ましくは0.4%以下、さらに好ましくは0.3%以下である。
(Cu:0.2%以下(0%を含まない))
Cuは、極細鋼線の耐食性を高めると共に、MD時のスケール剥離性を向上させ、ダイスの焼き付きなどのトラブルを防止するのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Cu量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.08%以上、さらに好ましくは0.1%以上である。しかし過剰に添加すると、熱間圧延後の載置温度を900℃の如く高温度にした場合でさえ、線材表面にブリスターが生成し、該ブリスター下の鋼母材にマグネタイトが生成するため、MD性が劣化する。さらにCuは、Sと反応して粒界中にCuSを偏析させるため、線材製造過程で鋼塊や線材などに疵を発生させる。この様な悪影響を防止するために、Cu量を0.2%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.18%以下、さらに好ましくは0.16%以下である。
Cuは、極細鋼線の耐食性を高めると共に、MD時のスケール剥離性を向上させ、ダイスの焼き付きなどのトラブルを防止するのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させるために、Cu量は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.08%以上、さらに好ましくは0.1%以上である。しかし過剰に添加すると、熱間圧延後の載置温度を900℃の如く高温度にした場合でさえ、線材表面にブリスターが生成し、該ブリスター下の鋼母材にマグネタイトが生成するため、MD性が劣化する。さらにCuは、Sと反応して粒界中にCuSを偏析させるため、線材製造過程で鋼塊や線材などに疵を発生させる。この様な悪影響を防止するために、Cu量を0.2%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.18%以下、さらに好ましくは0.16%以下である。
球状炭化物率が60%以下である本発明の鋼線材は、上述の化学成分組成であり、且つ初析フェライト面積率が20%以下(好ましくは18%以下、より好ましくは15%以下)である圧延線材(ロッド)に、パテンティング処理無しで、乾式伸線、めっき、および熱処理(ブルーイング処理)を施すことによって製造することができる。以下、本発明の鋼線材の製造方法について説明する。
まず初析フェライト面積率が20%以下である圧延線材を得るためには、圧延終了後の冷却時に、800〜500℃の温度範囲を3〜200℃/秒の速度で冷却すればよい。特に、この温度範囲での冷却速度を、3℃/秒以上に調節することが重要である。この冷却速度が遅くなりすぎると、初析フェライト面積率が過剰になる。
なお上記の冷却速度を下限近くで設定する場合、冷却速度が下限を下回らないように配慮する必要がある。そしてステルモアコンベア上で線材を冷却する際には、線材リングの疎部に比べて、密部の冷却速度が遅くなる。そのため冷却速度を下限値付近に設定する場合は、線材リングの密部で温度を管理して、冷却速度を調節すればよい。
本発明において、圧延線材の初析フェライト面積率は以下のようにして測定する。まず、圧延線材の深さDlot/4(Dlot:圧延線材の線径)の位置から、光学顕微鏡で観察するためのサンプルを採取する。このサンプルから、倍率400倍で、撮影エリアが300μm×370μmの光学顕微鏡写真を10枚撮影する。これらの各写真から初析フェライト面積率を算出し、それらを平均することによって、圧延線材の初析フェライト面積率を定める。
上述のようにして得られた圧延線材に乾式伸線を施す。この乾式伸線に用いる圧延線材の線径は、好ましくは4.0〜5.5mmであり、乾式伸線後に得られる鋼線の線径は、好ましくは0.9〜1.2mmである。乾式伸線の出側の伸線速度は、好ましくは8〜17m/秒である。
乾式伸線後に得られる鋼線に、めっきを施す。めっきとしては、ブラスめっき(即ちCu−Zn二相めっき)が好ましい。ブラスめっきの好ましい組成は、Cuが60〜70質量%であり、Znが40〜30質量%である。めっきの膜厚は、好ましくは2〜7μmである。好ましいめっき方法は、電気めっきであり、以下のように行う。ピロリン酸銅及び硫酸亜鉛に、二枚の鉄板(アノード)と線材(カソード)を浸漬し、アノード・カソード間に外部電源から一定の電圧を印加することにより、線材表面にブラスを析出させる。
上述のようにして得られためっき鋼線材に、ブルーイング処理を施す。このブルーイング処理の条件が、球状炭化物率を60%以下に制御するために重要である。具体的には、球状炭化物率を制限するためには、ブルーイング処理を低温且つ短時間で行うことが好ましい。球状炭化物率は、ブルーイング処理の温度や時間、鋼の組成にも影響される。そのためブルーイング処理の温度および時間は、一義的に定めることはできないが、例えば、400℃〜600℃(450℃〜560℃)で、8秒〜15秒(好ましくは10秒〜13秒)に設定することが推奨される。
上記のようにして得られる本発明のめっき鋼線材の線径は、好ましくは0.9〜1.2mmである。このようなめっき鋼線から、パテンティング処理を行わずに、湿式伸線を行うことによって、線径が0.15mm以上、0.45mm以下(好ましくは0.40mm以下)であるスチールコード用鋼線を製造することが推奨される。このようにして得られる本発明のスチールコード用鋼線は、その引張強さが2800MPa以上であることが好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下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。
実施例1
表1に示す化学成分を有する供試鋼を用い、製造要件を変化させて圧延線材、めっき鋼線および最終的にスチールコード用鋼線を製造した。詳しくは、まず供試鋼を熱間圧延した後、800〜500℃の温度範囲を、表2に示す冷却速度に調節することによって、圧延線材の初析フェライト面積率を制御した。この圧延線材の初析フェライト面積率を、上述した方法によって算出した。その結果を表2に示す。
表1に示す化学成分を有する供試鋼を用い、製造要件を変化させて圧延線材、めっき鋼線および最終的にスチールコード用鋼線を製造した。詳しくは、まず供試鋼を熱間圧延した後、800〜500℃の温度範囲を、表2に示す冷却速度に調節することによって、圧延線材の初析フェライト面積率を制御した。この圧延線材の初析フェライト面積率を、上述した方法によって算出した。その結果を表2に示す。
800〜500℃の温度範囲における冷却は、線材リングをステルモアコンベア上で行った。この冷却速度は、表2に示すように、上述の速度範囲の下限近くに設定していたため、線材リングの密部で温度測定を行って、冷却速度を管理した。詳しくは、800℃から500℃に至るまでの冷却ゾーンの距離を特定し、この値を、コンベア速度の値で割ることで、冷却時間(冷却ゾーンでの滞在時間)を算出した。次いで冷却ゾーンの初めと終わりの温度を実測し、この温度差の値を、上記冷却時間の値で割ることによって、表2に示す冷却速度を算出した。
次いで圧延線材を乾式伸線し、この鋼線にCu−Zn二相めっきを施した。Cu−Zn二相めっきの条件は以下の通りである:
めっき浴組成: Cu:Zn=64:36
めっき浴の温度:50℃
鋼線の線速:10.0m/分
鋼線のめっき浴中での浸漬時間:43秒
めっき付着量:22g/m2(めっき膜厚3.2μm)
めっき浴組成: Cu:Zn=64:36
めっき浴の温度:50℃
鋼線の線速:10.0m/分
鋼線のめっき浴中での浸漬時間:43秒
めっき付着量:22g/m2(めっき膜厚3.2μm)
次いでめっき鋼線材に、表2に示す温度で12秒間ブルーイング処理を施すことによって、めっき鋼線材の球状炭化物率を制御した。このめっき鋼線材中の球状炭化物率を、上述した方法によって算出した。その結果を表2に示す。なお本発明の球状炭化物率の要件を満たす物と満たさない物との組織を対比するために、表2に示すめっき鋼線材No.5(球状炭化物率:71.6%)およびNo.6(球状炭化物率:6.2%)の2値化したSEM写真を、図1および図2に示す。このSEM写真の撮影エリアは、7.6μm×9.3μmである。
次いでめっき鋼線材を、連続伸線可能な限り湿式伸線を行い、スチールコード用鋼線を製造した。最終線径の結果を表2に示す。このときのスチールコード用鋼線の引張強さ(TS)を測定した。その結果も表2に示す。また表2には、伸線性の指標として、下記式(2)で示される伸線可能ひずみの値も記載する。なお湿式伸線における線通し中の先付け作業で、めっき鋼線材が折損したものは、表2に「伸線できず」と記載した。
伸線可能ひずみ=2×ln(圧延線材の線径/スチールコード用鋼線の最終線径) ・・・ (2)
伸線可能ひずみ=2×ln(圧延線材の線径/スチールコード用鋼線の最終線径) ・・・ (2)
No.10は、C量が過剰であるため、焼付きや脆化が原因となって断線が生じ、湿式伸線できなかった。No.1、11、12は、C量、Si量、またはMn量が、本発明の範囲から外れたものであり、湿式伸線できなかった。
No.13および14は、PまたはS量が過剰であるため、脆化が原因で湿式伸線できなかった。またNo.15は、Al量が過剰であるため、鋼中に酸化物系介在物が多量に生成して、湿式伸線できなかった。
No.4および9のめっき鋼線材は、有る程度の湿式伸線は可能であったが、湿式伸線後の線径が好ましい値(0.45mm以下(好ましくは0.40mm以下))を満たしていないため、引張強さが比較的低いものとなった。
No.5のめっき鋼線材は、化学成分が本発明の規定を満たす圧延線材から製造されたものであるが、ブルーイング温度が高く、球状炭化物率が過剰となっている。そのためNo.5のめっき鋼線材は、本発明の要件を全て満たすめっき鋼線材(No.2、3、4、6、7、8、16〜20)と比べて、伸線性(伸線可能ひずみ)が低い。但し、No.7のめっき鋼線材は、スチールコード用鋼線に伸線した場合の引張強さにやや劣る。
Claims (7)
- めっきされた鋼線材であって、鋼が、
C:0.35〜0.90%(質量%の意味、成分組成について以下同じ)、
Si:0.1〜0.4%、
Mn:0.2〜1.1%、
P:0.04%以下(0%を含まない)、
S:0.04%以下(0%を含まない)、
Al:0.005%以下(0%を含まない)
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、
深さD/4(D:線材の線径)位置の鋼断面において観察される炭化物が、下記式(1)を満たすことを特徴とする伸線性に優れた鋼線材。
(球状炭化物の個数/炭化物の個数)×100≦65 ・・・ (1)
[但し、式(1)における球状炭化物とは、前記炭化物のうち、(炭化物の短径)/(炭化物の長径)≧0.6を満たすものをいう。] - 鋼が、さらにCr:0.7%以下(0%を含まない)を含有する請求項1に記載の鋼線材。
- 鋼が、さらにNi:0.7%以下(0%を含まない)を含有する請求項1又は2に記載の鋼線材。
- 鋼が、さらにCo:1%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の鋼線材。
- 鋼が、さらにV:0.5%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の鋼線材。
- 鋼が、さらにCu:0.2%以下(0%を含まない)を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の鋼線材。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の鋼線材を湿式伸線することによって得られるスチールコード用鋼線であって、線径が0.15〜0.45mmであり、引張強さが2800MPa以上であることを特徴とするスチールコード用鋼線。
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-
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- 2007-12-10 JP JP2007318787A patent/JP2009138251A/ja not_active Withdrawn
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