JP2713780B2 - 高強度高延性極細鋼線およびその製造方法 - Google Patents

高強度高延性極細鋼線およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はスチールコードなどの高強度で高延性の極細
線の製造方法に関し詳しくは、伸線により直径0.4mm以
下であって引張強さ360kgf/mm2以上であるスチールコー
ド用高強度、高延性の極細線及びその製造方法に関す
る。
[従来の技術] 高炭素鋼極細線は、通常必要に応じて熱間圧延した後
に調整冷却した直径5.0〜5.5mmの線材を一次伸線加工
後、最終パテンティング処理を行ない、その後プラスメ
ッキ処理をへて最終湿式伸線加工により製造されてい
る。このような極線鋼線の多くは、撚り線加工を施した
状態でスチールコードとして使用されている。撚り線加
工は、必要に応じて2本撚り、5本撚りなどと使い分け
がされているが、高速(18000rpm以上)での加工に耐え
る延性が必要とされる。
更には、引張強さが大きいこと靭性や耐疲労性に優れ
ること等が必要であり、従来からこのような要望に応じ
て高品質の鋼材が開発されている。
例えば、特開昭60−204865号公報には、Mn含有量を0.
3%未満に規制して鉛パテンティング後の過冷組織の発
生を抑え、C、Si、Mn等の元素量を規制することによっ
て、撚り線時の断線が少なく高強度および高靭延性の極
細線およびスチールコード用高炭素鋼線材が開示されて
おり、また、特開昭63−24046号公報には、Si含有量
を、1.00%以上とすることによって鉛パテンティング材
の引張強さを高くして伸線加工率を小さくした高靭性高
延性極細線用線材が開発されている。
[発明が解決しようとする課題] 前記特開昭60−204865号公報に開示されているのは、
伸線により直径0.5mm以下であって、引張強さ250kgf/mm
2以上である極細線を製造するための高炭素鋼線材であ
り、また、特開昭63−24046号公報のものは、引張強さ3
00kgf/mm2以上線径0.5mm以下の極細線を製造するための
高炭素鋼線材に関するものである。
しかしながら、タイヤの軽量化、高性能化にあわせ
て、スチールコードのハイテン化が急速に進展しつつあ
り、これに応えてスチールコードも引張強さ340kgf/mm2
級のものが開発され、更には引張強さ360kgf/mm2以上の
スチールコードの出現が期待されている。
[課題を解決するための手段] 本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであ
って、 (1)重量%で C :0.85〜0.90%,Si:0.4%未満, Mn:0.3%を越えて0.5%未満, Cr:0.10〜0.30%, を主成分とし残部鉄及び不可避的不純物よりなりかつ不
可避的に入るAl含有量を0.003%以下とし、直径0.4mm以
下であって引張強さ360kgf/mm2以上の高強度高延性極細
鋼線。
(2)重量%で C :0.85〜0.90%,Si:0.4%未満, Mn:0.3%越えて0.5%未満, Cr:0.10〜0.30%, を主成分とし残部鉄及び不可避的不純物よりなりかつ不
可避的に入るAl含有量を0.003%以下とした高炭素鋼線
を用い、最終パテンティング後の強度を135〜150kgf/mm
2とし、その後、引き抜き加工により真ひずみで3.4以上
の加工をおこない直径0.4mm以下であって引張強さ360kg
f/mm2以上の高強度高延性極細鋼線を製造することを特
徴とする高強度高延性極細鋼線の製造方法を要旨とする
ものである。
本発明の鋼組成の限定理由は下記のとおりである。
通常のパテンティング処理においては0.8%近傍の共
析成分においても旧オーステナイト粒界に沿って微量の
初析フェライトが析出すること、またこの初析フェライ
トが伸線後の延性低下の原因となることを本発明者らは
発見した。Cは経済的かつ有効な強化元素であるが、こ
の初析フェライトの析出量低下にも有効な元素である。
従って引張強さ360kgf/mm2以上の極細線とし延性を高め
るためには0.85%以上とすることが必要であるが、高す
ぎると延性が低下し伸線性が劣化するのでその上限は0.
90%とする。
Siは鋼の脱酸のために必要な元素であり、従ってその
含有量があまりに少ない時は、脱酸効果が不十分とな
る。またSiは熱処理後に形成されるパーライト中のフェ
ライト相に固溶しパテンティング後の強度を上げるが、
反面フェライトの延性を低下させ伸線後の極細線の延性
を低下させるため0.4%未満とする。
Mnは鋼の焼き入れ性を確保するために0.3%を越えるMn
を添加することが望ましい。然し、多量のMnの添加は偏
析を引き起こしパテンティングの際にベイナイト、マル
テンサイトという過冷組織が発生しその後の伸線性を害
するため0.5%未満とする。
本発明のような過共析鋼の場合、パテンティング後の
組織においてセメンタイトのネットワークが発生しやす
くセメンタイトの厚みのあるものが析出しやすい。この
鋼において高強度高延性を実現するためには、パーライ
トを微細にし、かつ先に述べたようなセメンタイトネッ
トワークや厚いセメンタイトを無くす必要がある。Crは
このようなセメンタイトの異常部の出現を抑制しさらに
パーライトを微細にする効果を持っている。しかし、多
量の添加は熱処理後のフェライト中の転位密度を上昇さ
せるため引き抜き加工後の極細線の延性を著しく害する
ことになる。従ってCr添加量はその効果が期待できる0.
10%以上としフェライト中の転位密度を増加させ延性を
害することの無い0.30%以下とする。
従来の極細鋼線と同様に延性を確保するためSの含有
量を0.020%以下とし、PもSと同様に線材の延性を害
するのでその含有量を0.020%以下とするのが望まし
い。
極細線の延性を低下させる原因としてAl2O3,MgO−Al2
O3等のAl2O3を主成分とする非延性介在物の存在があ
る。従って、本発明においては非延性介在物による延性
低下を避けるために、Al含有量を0.003%以下とする。
直径0.4mm以下であって引張強さ360kgf/mm2以上の強
度を得るためには、最終パテンティング強度を少なくと
も135kgf/mm2以上にする必要があり、最も強度の出やす
い場合でも150kgf/mm2以下にしなければ、初析セメンタ
イトおよび初析フェライトさらにはベイナイト等の異常
部が出現し延性が低下する。
また、引き抜き加工量を3.4以上にしなければ引張強
さを360kgf/mm2以上にすることができない。
[作用] 本発明における極細線用線材においては、パテンティ
ング処理後の強度増加のためC量を増加し、これによる
初析セメンタイトの出現とパーライトラメラーの形状悪
化を、Crを添加することで抑制しパーライトの微細化に
よる強度増加を実現した。また、パーライトが微細化さ
れることによりセメンタイト層の延性が従来鋼並となっ
た。さらにCr、Si、Mnの添加量を低く抑えることでフェ
ライト相の延性を従来鋼と同程度に保ち、材料の延性増
加を実現した。このような組織微細化のみによるパテン
ティング処理後の強度増加を実現する成分設計により、
パテンティング後の強度と延性を従来鋼以上に高めるこ
とに成功した。従って、パテンティング後の強度を高め
ているにもかかわらず、引き抜き加工率を上げて製造し
た微細線の延性劣化が従来鋼並に止まり、高強度と高延
性が可能となった。また、Alの含有量が0.003%以下と
することによって非金属介在物による極細線の延性劣化
が避けられる。
[実施例] 本発明に基づき表1に示す成分の鋼を用いてスチール
コードを製造した。鋼A〜Dは本発明鋼で あり、鋼E,Fは比較鋼である。表1に示すように、不可
避的な元素であるAlは、本発明鋼、比較鋼ともに0.003
%以下に調整されている。
製造工程および製造条件を第1図に示し、その結果を
まとめて表2および表3に示す。
本発明に従い、最終LP(鉛パテンティング)後の極細
線の強度は、表2に示すように135〜150kgf/mm2の範囲
内に調整されている。表3の撚り線加工性は撚り線を5m
mピッチで18000rpmで行なった際の破断応力を引張強さ
で割った値である。この表3より、比較鋼E,Fに比べ本
発明鋼(A〜D)は360kgf/mm2以上の高強度を示してい
るにもかかわらず優れた撚り線加工性を示すことが分か
る。また、本発明鋼と比較鋼のそれぞれの加工限界まで
の伸線減面率を引張強さの関係を第2図に示す。これよ
り、比較鋼に比べ本発明鋼の加工限界が高くなっている
ことが分かる。
[発明の効果] 本発明の鋼を用いて直径0.4mm以下の鋼線を製造した
場合、360kgf/mm2以上の強度を有し撚り線加工性の優れ
た高強度高延性極細線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の極細鋼線の製造条件の説明図、第2図
は、本発明鋼と比較鋼の加工限界までの伸線減面率と引
張強さの関係を示す図、 である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 C :0.85〜0.90%, Si:0.4%未満, Mn:0.3%を越えて0.5%未満, Cr:0.10〜0.30%, 残部鉄及び不可避的不純物よりなりかつ不可避的に入る
    Al含有量を0.003%以下とし、直径0.4mm以下であって引
    張強さ360kgf/mm2以上の高強度高延性極細鋼線。
  2. 【請求項2】重量%で、 C :0.85〜0.90%, Si:0.4%未満, Mn:0.3%を越えて0.5%未満, Cr:0.10〜0.30%, を主成分とし残部鉄及び不可避的不純物よりなりかつ不
    可避的に入るAl含有量を0.003%以下とした高炭素鋼線
    を用い、最終パテンティング後の強度を135〜150kgf/mm
    2として初析フェライトおよび初析セメンタイトの存在
    を面積率で、0.02%以下の組織とし、その後、引き抜き
    加工により真ひずみで3.4以上の加工を行い直径0.4mm以
    下であって引張強さ360kgf/mm2以上の高強度高延性極細
    鋼線を製造することを特徴とする高強度高延性極細鋼線
    の製造方法。
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