JP2974546B2 - 疲労特性に優れた極細鋼線 - Google Patents

疲労特性に優れた極細鋼線

Info

Publication number
JP2974546B2
JP2974546B2 JP5134770A JP13477093A JP2974546B2 JP 2974546 B2 JP2974546 B2 JP 2974546B2 JP 5134770 A JP5134770 A JP 5134770A JP 13477093 A JP13477093 A JP 13477093A JP 2974546 B2 JP2974546 B2 JP 2974546B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pearlite
wire
cementite
steel wire
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5134770A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06346190A (ja
Inventor
剛 山▲崎▼
均 田代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5134770A priority Critical patent/JP2974546B2/ja
Publication of JPH06346190A publication Critical patent/JPH06346190A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2974546B2 publication Critical patent/JP2974546B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばタイヤ補強用の
ビードワイヤ、スチールコードに代表される伸線加工さ
れる極細鋼線などに応用でき、更に詳しくは疲労特性が
優れた極細鋼線に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、スチールコードの代表的な製造方
法は0.8%C共析炭素鋼を線径0.8〜1.6mmで最
終パテンティングして、伸線加工歪(以下、真歪と呼
称)3以上の強加工を行うことによって300〜340
kgf/mm2 程度の引張強さを得ている。スチールコードは
高強度化の要求とともに、一方で疲労特性改善の要求も
大きい。これまで疲労特性改善については、ゴム浸透性
の改善(特開昭60−42028号)、フィラメントの
型付け率適正化(特開昭59−124404号)などコ
ード構成面から検討が主に進められている。本発明はス
チールコードなど極細鋼線の素線自体の疲労特性改善に
より、コードの疲労特性をも改善するものである。
【0003】合金元素添加によるコード特性の改善例と
して、特公平2−10220号は過共析鋼に特定量のC
oを添加することで、デラミネーション発生限界の改善
を、特公平3−23674号は0.75〜0.90%C
鋼に特定量のNi,Cu,Vを添加することで腐食環境
下の疲労特性改善を図るものがある。しかしながら、前
者は撚り加工性の改善に限られており疲労特性改善の思
想はなく、後者は耐食性改善による腐食環境下での疲労
特性の改善であり、大気疲労特性は評価されていない。
両者とも高価な合金元素を含有するために、コストが高
くなる問題がある。
【0004】パテンティング方法での改善例として、特
開平4−289148号では0.7〜0.9%C鋼のパ
ーライト組織を長手方向へ45°以内の角度に調整して
極細線の強度、延性を改善するとしているが、延性改善
は絞りに限られている。
【0005】組織と伸線条件での改善例として、特開平
4−131323号ではVなどの合金元素を含む0.2
0〜0.50%C鋼を微細なフェライト−パーライト組
織とし減面率10〜40%の引抜加工を行って耐疲労性
及び耐摩耗性を改善するとしているが、C量が低く熱処
理が連続冷却であるために伸線材の引張強さが90kgf/
mm2 程度と低い問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】真歪3以上の加工を行
うことによって、極細鋼線の引張強さは増加するが、一
方で疲労強度は逆に低下する傾向にある。疲労強度の支
配因子は明確になっていないが、表面引張残留応力の増
加、パーライトの微視組織中の欠陥の増加、表面疵感受
性の増加などによって疲労強度が低下すると考えられて
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の真
歪範囲で伸線加工方法を改善すれば、パーライト組織中
の微細欠陥が発生しない領域が存在すること、その真歪
範囲はC量に依存すること、伸線加工後の組織はパーラ
イトコロニーの方向性、パーライトラメラー間隔、セメ
ンタイトの分断率で特徴付けられ、その条件範囲にあれ
ば、疲労特性が極めて優れること、また表面引張残留応
力も併せて小さくなることを見出し本発明に到達した。
すなわち、炭素含有量0.6〜1.0%の中〜高炭素鋼
線材を最終パテンティングして微細なパーライト組織と
し、伸線加工歪を−1.82〔%C〕+3≦真歪≦−
1.82〔%C〕+4.1の範囲で受け、パーライトコ
ロニーの90%以上が伸線方向と平行であり、かつ伸線
後のパーライトラメラー間隔が0.02〜0.06μm
の範囲であり、パーライトコロニーを構成するセメンタ
イトの分断率が20%以下である組織的特徴を有する引
張強さ180〜250kgf/mm2 の疲労特性に優れた極細
鋼線である。
【0008】ここで、本発明の限定理由は下記の通りで
ある。炭素含有量が0.6%未満になると、所定の真歪
を付与しても180kgf/mm2以上の高強度が得られなく
なること、一方炭素含有量が1.0%を超えるとパーラ
イト組織中に初析セメンタイトが析出して、伸線加工時
にパーライトコロニーの回転性が阻害されることから、
炭素含有量は0.6〜1.0%の範囲に限定した。
【0009】炭素以外の組成は特に限定を要するもので
はなく、通常この種の線材と同様の組成であれば良い。
例えば、Si:0.3〜0.6%、Mn:0.4〜0.
7%、P:0.005〜0.015%、S:0.005
〜0.015%、残部Fe及び不可避不純物で例示でき
る。必要に応じてCr,Mo,Ni,Vなどの合金元素
を含有しても良い。パテンティング熱処理は、通常の鉛
浴炉、流動層などが利用でき、微細なパーライト組織が
得られれば特に限定するものではない。
【0010】伸線加工歪(真歪)は炭素含有量に応じて
−1.82〔%C〕+3以上、−1.82〔%C〕+
4.1以下の範囲に規定した。パーライト鋼の伸線時の
結晶粒組織の変化挙動を模式的に図1,図2に示すが、
伸線初期はパーライトコロニーの回転で伸線長手方向に
パーライト組織が整列する過程、伸線中期では整列した
パーライトコロニー自体が引き延ばされる過程、伸線終
期ではセメンタイトの分断を伴いながら加工される過程
が存在する。図3にC量が異なる鋼種のハンター疲労強
度に及ぼす真歪の影響を示す。C量が高いほどパーライ
トコロニーの伸線方向への整列は速く、セメンタイトの
分断も早期に生じたためと考えられるが、C量によって
疲労強度が最大となるピークが異なることを見出し上記
範囲を規定した。
【0011】すなわち、−1.82〔%C〕+3未満の
真歪ではパーライトコロニーが伸線長手方向に整列する
のが不十分となり、一方−1.82〔%C〕+4.1超
の真歪ではパーライト中のセメンタイトの分断率が20
%を超えるために、各々疲労強度は低下すると考えられ
る。ここで、セメンタイトの分断率はパーライトコロニ
ー中で分断箇所のあるセメンタイト本数/コロニー中の
全セメンタイト本数で定義した。
【0012】伸線加工後の組織として、パーライトコロ
ニーの90%以上が伸線方向と平行であることを規定し
た。パーライトコロニーはパテンティング直後はランダ
ムな方向に配向している。フェライトとセメンタイトが
層状組織で伸線方向に配列される割合が高いほど、伸線
方向と直角方向へのクラック伝播阻止の効果が大きくな
り、疲労特性は改善されるものと考えられる。ただし、
パーライトコロニーの10%程度が伸線方向と平行(こ
こで伸線方向と平行とは伸線方向±10°以内を指す)
でなくともその効果は確保できるので、90%以上を規
定した。
【0013】伸線加工後のラメラー間隔は0.02〜
0.06μmを規定した。0.02μm未満のラメラー
間隔ではフェライトの厚みが薄く、かつフェライト内部
にすべり帯が発生してクラックが伝播し易くなる他、セ
メンタイトの分断も起こり易くなるので、0.02μm
以上を規定した。一方、0.06μm超のラメラー間隔
では180kgf/mm2 以上の所望の高強度が得られなくな
るため0.06μm以下を規定した。
【0014】次に、パーライトコロニーを構成するセメ
ンタイトの分断率は20%以下を規定した。ここで、分
断率はパーライトコロニーを構成する全セメンタイト本
数に対する1箇所でも分断箇所のあるセメンタイト本数
の割合を指す。セメンタイトが分断した箇所は必ずしも
ボイドが形成されるわけではなく、周囲のフェライトで
充満されるが、伸線方向と直角方向へのクラック伝播経
路となり、特にセメンタイト分断率が20%超となると
その傾向が顕著となることから、20%以下を規定し
た。なお、このようなパーライト組織に調整するには、
通常の湿式伸線方法が利用できるが、鋼線断面の表層〜
中間〜中心間の変形度がなるべく一定となるような伸線
用ダイスの配置、潤滑剤の適正化、伸線中の鋼線発熱防
止などの改善によって可能となる。
【0015】以上の条件を組み合わせることにより、例
えば0.82%C−0.20%Si−0.50Mn−
0.008%P−0.009%Sの成分を有する高炭素
鋼成分系で、最終パテンティング1.0mm、仕上げ線径
0.30mm(真歪2.4)とすることで、パーライトコ
ロニーの平行度92%、ラメラー間隔0.041μm、
セメンタイト分断率8%、引張強さ245kgf/mm2 の極
細鋼線でハンター疲労強度120kgf/mm2 の高い疲労特
性を有する極細鋼線が得られた。
【0016】
【実施例】本発明に基づき、表1に示す5種類の成分の
鋼を用いて0.30〜0.60mmの極細鋼線を試作し
た。最終パテンティング処理は鉛浴炉で行い、その後極
細伸線を行った。極細伸線方法としては種々の方法が考
えられるが、例えば伸線初期を減面率14%として、仕
上げ線に向かって9%程度まで徐々に低減させる方法が
考えられ、最終段から2段以内はダイスアプローチ角度
10°として鋼線中心部の引張応力を緩和し、水溶性潤
滑液中に全没として伸線時の鋼線発熱を防止した。
【0017】表2に最終LP材の機械的性質と仕上げ線
の機械的性質、組織的特徴、疲労強度、表面残留応力の
測定結果を併せて示す。ここで、組織的特徴を示すパー
ライトコロニーの平行度、ラメラー間隔、セメンタイト
の分断率は最終伸線材の透過電子顕微鏡観察によって測
定した。また、疲労強度は湿度50%の大気環境中のハ
ンター式回転曲げ疲労試験機で繰り返し数107 回以上
の疲労強度を測定し、仕上げ線の表面残留応力はX線回
折によった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】記号A〜Dは本発明例であり、記号E〜L
は比較例である。本発明例では素線のハンター疲労強度
が100kgf/mm2 以上と優れており、表面の引張残留応
力は20kgf/mm2 以下と低かった。比較例Eは真歪が
1.5と小さかったために、仕上げ線の引張強さが15
2.7kgf/mm2 と低くかつパーライトコロニーの平行度
が90%以下であったため、疲労強度が低かった例であ
る。逆に比較例Fは真歪が3.0と大きかったために、
仕上げ線の引張強さが250kgf/mm2 を超え、セメンタ
イト分断率も30%と大きかったために、疲労強度が低
下した例である。この場合表面引張残留応力も60kgf/
mm2 と極めて大きかった。
【0021】比較例Gは所定の真歪を受けたものの、伸
線加工条件の不良でパーライトコロニーの平行度が90
%以下であったために疲労強度が低下した例である。比
較例Hは所定の真歪を受けたものの、ラメラー間隔が
0.015μmと薄すぎたために、逆に比較例Iはラメ
ラー間隔が0.080μmと厚すぎたためにいずれも疲
労強度が低下した例である。比較例Jは所定の真歪を受
けたものの、伸線加工条件の不良でセメンタイトの分断
率が20%を超え同時に引張強さも250kgf/mm2 を超
えたために疲労強度が低下した例である。比較例Kは鋼
種のC量が0.48%と低かったためにパテンティング
後の初析フェライトが、また比較例Lは鋼種のC量が
1.05%と高かったためにパテンティング後に初析セ
メンタイトが各々析出してパーライトコロニーの回転が
阻害され、規定範囲のパーライトコロニー平行度、セメ
ンタイト分断率などが得られず、疲労強度が低下した例
である。
【0022】
【発明の効果】本発明は、引張強さ180〜250kgf/
mm2 の極細鋼線の疲労強度が飛躍的に向上できるため、
タイヤ補強用のビードワイヤ、スチールコードなど、特
に疲労強度が要求される用途への応用が可能である。ま
た、真歪が比較的少ないので、表層引張残留応力が低く
内部の微細組織上の欠陥も低いので、伸線加工時や撚り
加工時の断線が極めて低く抑えられる他、ダイス原単位
などの製造コストも改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】A,B及びCは本発明にかかる極細鋼線を得る
ための伸線加工に伴う極細鋼線の機械的性質の変化とパ
ーライトコロニーの関係を示す模式図である。
【図2】真歪と引張強さ、絞りの関係を示す図表であ
る。
【図3】C量が異なる鋼種別の真歪とハンター疲労強度
の関係を示す図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C22C 38/00 C21D 8/00 - 9/52

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で炭素含有量0.6〜1.0%の
    中〜高炭素鋼線材を最終パテンティングして微細なパー
    ライト組織とし、伸線加工歪を−1.82〔%C〕+3
    ≦真歪≦−1.82〔%C〕+4.1の範囲で受け、パ
    ーライトコロニーの90%以上が伸線方向と平行であ
    り、かつ伸線後のパーライトラメラー間隔が0.02〜
    0.06μmの範囲であり、パーライトコロニーを構成
    するセメンタイトの分断率が20%以下である組織的特
    徴を有する引張強さ180〜250kgf/mm2 の疲労特性
    に優れた極細鋼線。
JP5134770A 1993-06-04 1993-06-04 疲労特性に優れた極細鋼線 Expired - Fee Related JP2974546B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5134770A JP2974546B2 (ja) 1993-06-04 1993-06-04 疲労特性に優れた極細鋼線

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5134770A JP2974546B2 (ja) 1993-06-04 1993-06-04 疲労特性に優れた極細鋼線

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06346190A JPH06346190A (ja) 1994-12-20
JP2974546B2 true JP2974546B2 (ja) 1999-11-10

Family

ID=15136161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5134770A Expired - Fee Related JP2974546B2 (ja) 1993-06-04 1993-06-04 疲労特性に優れた極細鋼線

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2974546B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180070214A (ko) * 2016-12-16 2018-06-26 주식회사 포스코 고강도 강선 및 이의 제조방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783609B2 (en) * 2001-06-28 2004-08-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho High-carbon steel wire rod with superior drawability and method for production thereof
JP2005206853A (ja) 2004-01-20 2005-08-04 Kobe Steel Ltd 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180070214A (ko) * 2016-12-16 2018-06-26 주식회사 포스코 고강도 강선 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06346190A (ja) 1994-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100940379B1 (ko) 연성이 우수한 고강도 강선 및 그 제조 방법
JP5939359B2 (ja) 高炭素鋼線材及びその製造方法
JP5162875B2 (ja) 伸線特性に優れた高強度線材およびその製造方法
WO2012023483A1 (ja) 特殊鋼鋼線及び特殊鋼線材
JP3954338B2 (ja) 耐ひずみ時効脆化特性および耐縦割れ性に優れる高強度鋼線およびその製造方法
JP2007131945A (ja) 延性に優れた高強度鋼線およびその製造方法
WO2016021556A1 (ja) 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材
JP5201000B2 (ja) 高強度鋼線用線材、高強度鋼線及びこれらの製造方法
JP3536684B2 (ja) 伸線加工性に優れた鋼線材
JP3283332B2 (ja) 撚り線加工性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法
JP2974546B2 (ja) 疲労特性に優れた極細鋼線
JP3445674B2 (ja) 耐捻回割れ性に優れた高強度鋼線
JP3001572B1 (ja) 高強度高延性極細鋼線及び撚り線並びにその製造方法
JP4464511B2 (ja) 延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法
JP3277878B2 (ja) 伸線強化型高強度鋼線材およびその製造方法
JP3267833B2 (ja) 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法
JP6558255B2 (ja) 高強度極細鋼線およびその製造方法
JP3061918B2 (ja) 疲労特性の優れたスチールコードの製造方法
JPH062039A (ja) 中炭素極細鋼線の製造方法
JP3479724B2 (ja) ゴム製品補強用金属線
JPH0999312A (ja) 延性に優れた高強度極細鋼線の製造方法
JP3299857B2 (ja) 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法
JPH08232046A (ja) 耐捻回割れ性に優れた高強度鋼線
JP3182984B2 (ja) 高強度極細鋼線の製法
JP2017128746A (ja) 高強度極細鋼線およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990727

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees