JP3130445B2 - 高強度亜鉛めっき鋼線及びその製造方法 - Google Patents
高強度亜鉛めっき鋼線及びその製造方法Info
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- JP3130445B2 JP3130445B2 JP07102419A JP10241995A JP3130445B2 JP 3130445 B2 JP3130445 B2 JP 3130445B2 JP 07102419 A JP07102419 A JP 07102419A JP 10241995 A JP10241995 A JP 10241995A JP 3130445 B2 JP3130445 B2 JP 3130445B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、橋梁用鋼線、送電線の
補強用鋼線（ＡＣＳＲ）、或は海底光ファイバーケーブ
ル補強用の鋼線等に広く使われている高強度の亜鉛めっ
き鋼線の製造方法に関するものである。
補強用鋼線（ＡＣＳＲ）、或は海底光ファイバーケーブ
ル補強用の鋼線等に広く使われている高強度の亜鉛めっ
き鋼線の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】橋梁用鋼線等の亜鉛めっき鋼線は、軽量
化或は工事期間の短縮のために、鋼線の高強度化のニー
ズが強い。このような亜鉛めっき鋼線は、高炭素の鋼線
材をパテンティング処理後、伸線加工を行い、最終的に
耐食性を確保するために溶融亜鉛めっきを行う工程で製
造されているが、高強度化を達成する上での最大の課題
は、亜鉛めっき鋼線の延性、特に延性の評価方法の一つ
である捻回試験において、鋼線の長手方向に生じる割れ
の発生（デラミネーション）を抑制する技術を確立する
ことにある。
化或は工事期間の短縮のために、鋼線の高強度化のニー
ズが強い。このような亜鉛めっき鋼線は、高炭素の鋼線
材をパテンティング処理後、伸線加工を行い、最終的に
耐食性を確保するために溶融亜鉛めっきを行う工程で製
造されているが、高強度化を達成する上での最大の課題
は、亜鉛めっき鋼線の延性、特に延性の評価方法の一つ
である捻回試験において、鋼線の長手方向に生じる割れ
の発生（デラミネーション）を抑制する技術を確立する
ことにある。
【０００３】デラミネーションを抑制する従来の知見と
して、WIRE JOURNAL INTERNATIONAL, VOL16 (1983), p.
50には、鋼線の組織形態であるパーライト組織のセメン
タイトラメラ間隔を適正な大きさに制御することによっ
て亜鉛めっき鋼線の捻回試験におけるデラミネーション
を抑制できることが記載されている。また特公昭６０−
２６８０５号公報、特公昭６０−２６８０６号公報に
は、亜鉛めっき鋼線を対象とするものでないが、伸線加
工後或は伸線中の鋼線に特定条件の曲げ加工を施すこと
によって、その後２００〜４００℃でブルーイングされ
る鋼線の捻回試験におけるデラミネーションの発生を抑
制できることが記載されている。
して、WIRE JOURNAL INTERNATIONAL, VOL16 (1983), p.
50には、鋼線の組織形態であるパーライト組織のセメン
タイトラメラ間隔を適正な大きさに制御することによっ
て亜鉛めっき鋼線の捻回試験におけるデラミネーション
を抑制できることが記載されている。また特公昭６０−
２６８０５号公報、特公昭６０−２６８０６号公報に
は、亜鉛めっき鋼線を対象とするものでないが、伸線加
工後或は伸線中の鋼線に特定条件の曲げ加工を施すこと
によって、その後２００〜４００℃でブルーイングされ
る鋼線の捻回試験におけるデラミネーションの発生を抑
制できることが記載されている。
【０００４】しかし、本発明者らの詳細な研究によれ
ば、これらの技術では高強度の亜鉛めっき鋼線、例えば
線径７mmで引張強さ２１００MPa 以上、５mmで２２００
MPa 以上、３mmで２３００MPa 以上の亜鉛めっき鋼線の
捻回試験においてデラミネーションの発生を防止するこ
とはできない。また、本発明者らは特開平１−２１５９
２８号、特開平２−２８５０２６号公報において、デラ
ミネーションを抑制する方法として、伸線後の曲げ加
工、ブルーイング処理或はこの組み合わせが有効である
ことを提案したが、一層の高強度の亜鉛めっき鋼線を製
造することには限界があった。
ば、これらの技術では高強度の亜鉛めっき鋼線、例えば
線径７mmで引張強さ２１００MPa 以上、５mmで２２００
MPa 以上、３mmで２３００MPa 以上の亜鉛めっき鋼線の
捻回試験においてデラミネーションの発生を防止するこ
とはできない。また、本発明者らは特開平１−２１５９
２８号、特開平２−２８５０２６号公報において、デラ
ミネーションを抑制する方法として、伸線後の曲げ加
工、ブルーイング処理或はこの組み合わせが有効である
ことを提案したが、一層の高強度の亜鉛めっき鋼線を製
造することには限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き実
状に鑑みなされたものであって、橋梁用、送電線の補強
用或は海底光ファイバーケーブル補強用等に使用される
高強度の亜鉛めっき鋼線の捻回試験において、デラミネ
ーションの発生を抑制する技術を確立し、高強度の亜鉛
めっき鋼線を実現する製造方法を提供することを目的と
するものである。
状に鑑みなされたものであって、橋梁用、送電線の補強
用或は海底光ファイバーケーブル補強用等に使用される
高強度の亜鉛めっき鋼線の捻回試験において、デラミネ
ーションの発生を抑制する技術を確立し、高強度の亜鉛
めっき鋼線を実現する製造方法を提供することを目的と
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】亜鉛めっき鋼線を高強度
化するための方法として、（１）パテンティング処理材
の強度を増加させる、（２）伸線加工量を増加させる、
（３）溶融亜鉛めっき時の強度低下を抑制する、という
３つの手段がある。このうち、捻回試験において発生す
るデラミネーションを防止するという観点から、パテン
ティング処理材の強度をできるだけ高め、伸線加工量の
増加による高強度化は避けるとともに、溶融亜鉛めっき
時の強度低下が少ない化学成分を有する鋼線材を開発し
てきたが、例えば、パテンティング処理材の強度を１６
００MPa 以上にすると伸線加工性が劣化するという問題
点があり、鋼線材の化学成分だけでは高強度化に限界が
あった。
化するための方法として、（１）パテンティング処理材
の強度を増加させる、（２）伸線加工量を増加させる、
（３）溶融亜鉛めっき時の強度低下を抑制する、という
３つの手段がある。このうち、捻回試験において発生す
るデラミネーションを防止するという観点から、パテン
ティング処理材の強度をできるだけ高め、伸線加工量の
増加による高強度化は避けるとともに、溶融亜鉛めっき
時の強度低下が少ない化学成分を有する鋼線材を開発し
てきたが、例えば、パテンティング処理材の強度を１６
００MPa 以上にすると伸線加工性が劣化するという問題
点があり、鋼線材の化学成分だけでは高強度化に限界が
あった。
【０００７】そこで、本発明者らは高強度の亜鉛めっき
鋼線の捻回試験において発生するデラミネーションを防
止する技術について研究を進めた結果、捻りに起因する
らせん状の加工組織を有する鋼線では、デラミネーショ
ンが発生する強度が極めて高くなり、高強度化に対して
顕著な効果があることを見出した。更に、デラミネーシ
ョンを防止する最適ならせん状の加工組織を得る手段に
ついて検討を重ねた結果、亜鉛めっき前の鋼線に２回転
以上の捻りを付与することが極めて効果的であることを
明らかにした。また、鋼線の強度が高くなると捻り加工
を行う際に、デラミネーションが発生しやすくなる。そ
こで、捻り加工を行う際のデラミネーションの防止手段
として、本発明者らが特開平２−２８５０２６号公報で
開示した伸線加工後の曲げ加工、ブルーイング処理以外
に、伸線加工時に用いるダイスのアプローチ角度及びベ
アリング長さのダイス形状も重要な因子であることを明
らかにし、定量的な検討を重ねた。
鋼線の捻回試験において発生するデラミネーションを防
止する技術について研究を進めた結果、捻りに起因する
らせん状の加工組織を有する鋼線では、デラミネーショ
ンが発生する強度が極めて高くなり、高強度化に対して
顕著な効果があることを見出した。更に、デラミネーシ
ョンを防止する最適ならせん状の加工組織を得る手段に
ついて検討を重ねた結果、亜鉛めっき前の鋼線に２回転
以上の捻りを付与することが極めて効果的であることを
明らかにした。また、鋼線の強度が高くなると捻り加工
を行う際に、デラミネーションが発生しやすくなる。そ
こで、捻り加工を行う際のデラミネーションの防止手段
として、本発明者らが特開平２−２８５０２６号公報で
開示した伸線加工後の曲げ加工、ブルーイング処理以外
に、伸線加工時に用いるダイスのアプローチ角度及びベ
アリング長さのダイス形状も重要な因子であることを明
らかにし、定量的な検討を重ねた。
【０００８】本発明は以上の知見に基づいてなされたも
のであって、その要旨とするところは、重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し、或は更に Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｎｉ：０．１〜３．０％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｖ：０．０５〜０．５％ Ｎｂ：０．００５〜０．１％ の１種または２種以上を含み、残部はＦｅ及び不可避的
不純物からなり、捻りに起因する１００ｄ（ｄ：線径）
当たりの長さに対して同一方向に２回転以上のらせん状
の加工組織を有することを特徴とする高強度亜鉛めっき
鋼線、及び、上記化学成分を有する鋼線材をパテンティ
ング処理後、ダイスのアプローチ角度：８〜１２°、ダ
イスのベアリング長さ：（０．２〜０．５）Ｄ（Ｄ：ダ
イス径）の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行
い、（１）鋼線を１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに
対して２回転以上の捻り加工を行うか、または、（２）
伸線加工後に複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°
で通過させた後、上記捻り加工を行うか、或は（３）上
記捻り加工後、Ｔ（２０＋ｌｏｇｔ）＞１２７００
（Ｔ：ブルーイング温度（絶対温度）、ｔ：ブルーイン
グ時間（ｈｏｕｒ））なる関係を満足するようなブルー
イング処理を行うか、もしくは（４）上記曲げ加工と捻
り加工を施し、上記ブルーイング処理を行った後、亜鉛
めっきを行うことを特徴とする高強度亜鉛めっき鋼線の
製造方法にある。
のであって、その要旨とするところは、重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し、或は更に Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｎｉ：０．１〜３．０％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｖ：０．０５〜０．５％ Ｎｂ：０．００５〜０．１％ の１種または２種以上を含み、残部はＦｅ及び不可避的
不純物からなり、捻りに起因する１００ｄ（ｄ：線径）
当たりの長さに対して同一方向に２回転以上のらせん状
の加工組織を有することを特徴とする高強度亜鉛めっき
鋼線、及び、上記化学成分を有する鋼線材をパテンティ
ング処理後、ダイスのアプローチ角度：８〜１２°、ダ
イスのベアリング長さ：（０．２〜０．５）Ｄ（Ｄ：ダ
イス径）の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行
い、（１）鋼線を１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに
対して２回転以上の捻り加工を行うか、または、（２）
伸線加工後に複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°
で通過させた後、上記捻り加工を行うか、或は（３）上
記捻り加工後、Ｔ（２０＋ｌｏｇｔ）＞１２７００
（Ｔ：ブルーイング温度（絶対温度）、ｔ：ブルーイン
グ時間（ｈｏｕｒ））なる関係を満足するようなブルー
イング処理を行うか、もしくは（４）上記曲げ加工と捻
り加工を施し、上記ブルーイング処理を行った後、亜鉛
めっきを行うことを特徴とする高強度亜鉛めっき鋼線の
製造方法にある。
【０００９】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。まず本発明に
おける高強度亜鉛めっき鋼線とは、引張強さが線径によ
って異なるが、線径７mmで引張強さ２１００MPa 以上、
５mmで２２００MPa 以上、３mmで２３００MPa 以上の引
張強さを有する亜鉛めっき鋼線であることを意味してい
る。
おける高強度亜鉛めっき鋼線とは、引張強さが線径によ
って異なるが、線径７mmで引張強さ２１００MPa 以上、
５mmで２２００MPa 以上、３mmで２３００MPa 以上の引
張強さを有する亜鉛めっき鋼線であることを意味してい
る。
【００１０】次に本発明の対象とする鋼の成分の限定理
由について述べる。Ｃ ：Ｃはパテンティング処理後の引張強さの増加及び伸
線加工硬化率を高める効果があり、より少ない伸線加工
歪で鋼線の引張強さを高めることができる。０．８％未
満では合金元素を添加してもパテンティング処理後の引
張強さが低く、伸線加工硬化率も小さいため最終的に目
的とする亜鉛めっき鋼線の強度が得られない。一方１．
１％を越えるとパテンティング処理時に初析セメンタイ
トがオーステナイト粒界に析出して伸線加工性が劣化し
伸線加工工程で断線が発生しやすくなるため０．８〜
１．１％の範囲に限定した。
由について述べる。Ｃ ：Ｃはパテンティング処理後の引張強さの増加及び伸
線加工硬化率を高める効果があり、より少ない伸線加工
歪で鋼線の引張強さを高めることができる。０．８％未
満では合金元素を添加してもパテンティング処理後の引
張強さが低く、伸線加工硬化率も小さいため最終的に目
的とする亜鉛めっき鋼線の強度が得られない。一方１．
１％を越えるとパテンティング処理時に初析セメンタイ
トがオーステナイト粒界に析出して伸線加工性が劣化し
伸線加工工程で断線が発生しやすくなるため０．８〜
１．１％の範囲に限定した。
【００１１】Ｓｉ：Ｓｉはパーライト中のフェライトを
強化させるためと鋼の脱酸のために有効であり、更に伸
線加工後、ブルーイング処理或は、溶融亜鉛めっきを行
う際の強度低下の抑制に極めて有効な元素である。０．
５％未満では上記の効果が期待できず、一方２．０％を
越えると熱間圧延工程で表面脱炭が発生しやすくなるた
め、０．５〜２．０％の範囲に限定した。
強化させるためと鋼の脱酸のために有効であり、更に伸
線加工後、ブルーイング処理或は、溶融亜鉛めっきを行
う際の強度低下の抑制に極めて有効な元素である。０．
５％未満では上記の効果が期待できず、一方２．０％を
越えると熱間圧延工程で表面脱炭が発生しやすくなるた
め、０．５〜２．０％の範囲に限定した。
【００１２】Ｍｎ：Ｍｎは脱酸、脱硫のために必要であ
るばかりでなく、鋼の焼入性を向上させパテンティング
処理後の引張強さを高めるために有効な元素であるが、
０．２％未満では上記の効果が得られず、一方、１．０
％を越えると上記の効果が飽和し更にパテンティング処
理時のパーライト変態を完了させるための処理時間が長
くなりすぎて生産性が低下するため、０．２〜１．０％
の範囲に限定した。
るばかりでなく、鋼の焼入性を向上させパテンティング
処理後の引張強さを高めるために有効な元素であるが、
０．２％未満では上記の効果が得られず、一方、１．０
％を越えると上記の効果が飽和し更にパテンティング処
理時のパーライト変態を完了させるための処理時間が長
くなりすぎて生産性が低下するため、０．２〜１．０％
の範囲に限定した。
【００１３】Ａｌ：Ａｌは脱酸のためと窒化物を形成す
ることにより熱処理時の結晶粒の粗大化を防止させる元
素であるが、０．００５％未満では効果がなく、０．１
％を越えて添加しても効果が飽和するため、０．００５
〜０．１％の範囲に限定した。以上が本発明の対象とす
る鋼の基本成分であるが、本発明においては、更にこの
鋼に、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂの１種または２種以
上を含有せしめることができる。
ることにより熱処理時の結晶粒の粗大化を防止させる元
素であるが、０．００５％未満では効果がなく、０．１
％を越えて添加しても効果が飽和するため、０．００５
〜０．１％の範囲に限定した。以上が本発明の対象とす
る鋼の基本成分であるが、本発明においては、更にこの
鋼に、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂの１種または２種以
上を含有せしめることができる。
【００１４】Ｃｒ：Ｃｒはパーライトのセメンタイト間
隔を微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める
とともに特に伸線加工硬化率を向上させ、更にブルーイ
ング処理或は溶融亜鉛めっき時の強度低下を防止する有
効な元素であるが、０．１％未満では前記作用の効果が
少なく、一方１．０％を越えるとパテンティング処理時
にパーライト変態終了時間が長くなり生産性が低下する
ため、０．１〜１．０％の範囲に限定した。
隔を微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める
とともに特に伸線加工硬化率を向上させ、更にブルーイ
ング処理或は溶融亜鉛めっき時の強度低下を防止する有
効な元素であるが、０．１％未満では前記作用の効果が
少なく、一方１．０％を越えるとパテンティング処理時
にパーライト変態終了時間が長くなり生産性が低下する
ため、０．１〜１．０％の範囲に限定した。
【００１５】Ｎｉ：Ｎｉはパテンティング処理時に変態
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにさせ、
更に鋼線の耐食性を向上させる効果があるが、０．１％
未満では上記の効果が得られず、３．０％を越えても添
加量に見合うだけの効果が少ないため０．１〜３．０％
の範囲に限定した。Ｔｉ ：ＴｉはＡｌと同様に脱酸及び熱処理において炭窒
化物を形成することにより結晶粒の粗大化を防止する効
果を有しているが、０．００５％未満ではこれらの効果
が発揮されず、０．０５％を越えても効果が飽和するた
め０．００５〜０．０５％の範囲に限定した。
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにさせ、
更に鋼線の耐食性を向上させる効果があるが、０．１％
未満では上記の効果が得られず、３．０％を越えても添
加量に見合うだけの効果が少ないため０．１〜３．０％
の範囲に限定した。Ｔｉ ：ＴｉはＡｌと同様に脱酸及び熱処理において炭窒
化物を形成することにより結晶粒の粗大化を防止する効
果を有しているが、０．００５％未満ではこれらの効果
が発揮されず、０．０５％を越えても効果が飽和するた
め０．００５〜０．０５％の範囲に限定した。
【００１６】Ｖ：Ｖはパーライトのセメンタイト間隔を
微細化しパテンティング処理後の引張強さを高めるとと
もに、伸線加工後のブルーイング処理或は亜鉛めっき時
の強度低下を抑制させる有効な元素である。この効果は
０．０５％未満では不十分であり、一方０．５％を越え
ると効果が飽和するため０．０５〜０．５％の範囲に限
定した。
微細化しパテンティング処理後の引張強さを高めるとと
もに、伸線加工後のブルーイング処理或は亜鉛めっき時
の強度低下を抑制させる有効な元素である。この効果は
０．０５％未満では不十分であり、一方０．５％を越え
ると効果が飽和するため０．０５〜０．５％の範囲に限
定した。
【００１７】Ｎｂ：ＮｂはＴｉと同様に炭窒化物を生成
することにより結晶粒を微細化させるために有効な元素
であるが、０．００５％未満ではその効果が不十分であ
り、一方０．１％を越えるとこの効果が飽和するため
０．００５〜０．１％に限定した。他の元素は特に限定
しないが、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以
下、Ｎ：０．００７％以下が望ましい範囲である。
することにより結晶粒を微細化させるために有効な元素
であるが、０．００５％未満ではその効果が不十分であ
り、一方０．１％を越えるとこの効果が飽和するため
０．００５〜０．１％に限定した。他の元素は特に限定
しないが、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以
下、Ｎ：０．００７％以下が望ましい範囲である。
【００１８】パテンティング処理後の引張強さは特に限
定しないものの、１４００〜１６００MPa の強度が好ま
しい範囲である。これは強度が１４００MPa 未満では、
目的とする高強度の亜鉛めっき鋼線を得ることが困難で
あり、一方、１６００MPa を越えると伸線加工性の劣化
したパーライト組織になりやすいためである。次に本発
明で目的とする亜鉛めっき鋼線のデラミネーションの発
生を防止するために極めて有効な捻りに起因するらせん
状の加工組織の限定理由について述べる。図１は、線径
が５mmの亜鉛めっき鋼線においてデラミネーションが発
生する引張強さと１００ｄ（ｄ：線径）当たりの捻り回
転数の関係について解析した一例である。同図におい
て、捻り回転数が「０回転」、即ち従来の亜鉛めっき鋼
線は、引張強さが２０００MPa を越える強度域になると
デラミネーションが発生するようになる。これに対し
て、鋼線に捻りを付与していくと、即ち、らせん状の加
工組織になるに従い、デラミネーションが発生する強度
が増加していくことがわかり、亜鉛めっき鋼線の高強度
化に極めて有効であることがわかる。ここで、１００ｄ
当たりの捻り回転数が２回未満では、図１から明らかな
ようにデラミネーションの防止に対して顕著な効果がな
いことから、下限を２回転とした。上限は特に限定しな
いが、生産性の点で５〜１０回転が好ましい条件であ
る。
定しないものの、１４００〜１６００MPa の強度が好ま
しい範囲である。これは強度が１４００MPa 未満では、
目的とする高強度の亜鉛めっき鋼線を得ることが困難で
あり、一方、１６００MPa を越えると伸線加工性の劣化
したパーライト組織になりやすいためである。次に本発
明で目的とする亜鉛めっき鋼線のデラミネーションの発
生を防止するために極めて有効な捻りに起因するらせん
状の加工組織の限定理由について述べる。図１は、線径
が５mmの亜鉛めっき鋼線においてデラミネーションが発
生する引張強さと１００ｄ（ｄ：線径）当たりの捻り回
転数の関係について解析した一例である。同図におい
て、捻り回転数が「０回転」、即ち従来の亜鉛めっき鋼
線は、引張強さが２０００MPa を越える強度域になると
デラミネーションが発生するようになる。これに対し
て、鋼線に捻りを付与していくと、即ち、らせん状の加
工組織になるに従い、デラミネーションが発生する強度
が増加していくことがわかり、亜鉛めっき鋼線の高強度
化に極めて有効であることがわかる。ここで、１００ｄ
当たりの捻り回転数が２回未満では、図１から明らかな
ようにデラミネーションの防止に対して顕著な効果がな
いことから、下限を２回転とした。上限は特に限定しな
いが、生産性の点で５〜１０回転が好ましい条件であ
る。
【００１９】次に高強度亜鉛めっき鋼線の伸線加工及び
伸線後の加工条件について説明する。本発明では、亜鉛
めっき前に捻りを付与するため、捻り加工の工程でデラ
ミネーションの発生を防止することが必須の条件であ
る。このため、ダイス形状或は曲げ加工条件を限定して
いるものである。まず、ダイス形状の限定理由について
述べる。図２は、ダイスのアプローチ角度、ベアリング
長さが異なる種々のダイスを用いて伸線加工を行い、線
径が４．９mmで引張強さが２２８７〜２３０２MPa であ
る鋼線のデラミネーションの発生状況を解析した一例で
ある。同図において、○印がデラミネーションが発生し
ないことを、●印がデラミネーションが発生したことを
示す。図２から明らかなように、アプローチ角度が１２
°を越えるダイス、ベアリング長さが０．５Ｄ（Ｄ：ダ
イス径）を越えるダイスで伸線加工を行った鋼線では、
デラミネーションが発生するため、アプローチ角度の上
限を１２°、ベアリング長さの上限を０．５Ｄに制限し
た。
伸線後の加工条件について説明する。本発明では、亜鉛
めっき前に捻りを付与するため、捻り加工の工程でデラ
ミネーションの発生を防止することが必須の条件であ
る。このため、ダイス形状或は曲げ加工条件を限定して
いるものである。まず、ダイス形状の限定理由について
述べる。図２は、ダイスのアプローチ角度、ベアリング
長さが異なる種々のダイスを用いて伸線加工を行い、線
径が４．９mmで引張強さが２２８７〜２３０２MPa であ
る鋼線のデラミネーションの発生状況を解析した一例で
ある。同図において、○印がデラミネーションが発生し
ないことを、●印がデラミネーションが発生したことを
示す。図２から明らかなように、アプローチ角度が１２
°を越えるダイス、ベアリング長さが０．５Ｄ（Ｄ：ダ
イス径）を越えるダイスで伸線加工を行った鋼線では、
デラミネーションが発生するため、アプローチ角度の上
限を１２°、ベアリング長さの上限を０．５Ｄに制限し
た。
【００２０】一方、アプローチ角度は８°未満でもデラ
ミネーションの発生を抑制することが可能であるが、角
度が低下するにつれて伸線加工時の鋼線の引き抜き力が
増大するため、下限を８°に制限した。また、ベアリン
グ長さが０．２Ｄ未満でもデラミネーションを防止でき
るが、伸線加工後の鋼線の直線性が劣化しやすいため下
限を０．２Ｄとした。上記の条件を満たすダイスを用い
て伸線した鋼線では、捻り加工を行ってもデラミネーシ
ョンが発生せず、所定の捻り回転を鋼線に付与すること
が可能となる。
ミネーションの発生を抑制することが可能であるが、角
度が低下するにつれて伸線加工時の鋼線の引き抜き力が
増大するため、下限を８°に制限した。また、ベアリン
グ長さが０．２Ｄ未満でもデラミネーションを防止でき
るが、伸線加工後の鋼線の直線性が劣化しやすいため下
限を０．２Ｄとした。上記の条件を満たすダイスを用い
て伸線した鋼線では、捻り加工を行ってもデラミネーシ
ョンが発生せず、所定の捻り回転を鋼線に付与すること
が可能となる。
【００２１】次に、伸線加工後の曲げ加工の限定理由に
ついて述べる。曲げ加工も捻り加工時のデラミネーショ
ンの発生を防止することを目的として行うものであり、
より高強度の亜鉛めっき鋼線、例えば、線径が５mmで２
３００MPa 以上の亜鉛めっき鋼線を製造する場合には、
曲げ加工を取り入れた方法で製造することが好ましい。
曲げ加工は図３に示すような５個以上のロールを有する
治具を用いて実施することができる。ここで曲げ角度
は、角度が１５°未満では鋼線のデラミネーションの抑
制に対して顕著な効果を発揮できず、一方３０°を越え
るとデラミネーション抑制効果が減少するため、１５〜
３０°の範囲に限定した。曲げ角度は各ロールの直径、
進行方向及び上下方向のロール間隔を変化させて制御す
ることが可能である。なお、図３に示す治具を２個以上
配置して鋼線に対して多方面から曲げ加工を行うことが
好ましい。
ついて述べる。曲げ加工も捻り加工時のデラミネーショ
ンの発生を防止することを目的として行うものであり、
より高強度の亜鉛めっき鋼線、例えば、線径が５mmで２
３００MPa 以上の亜鉛めっき鋼線を製造する場合には、
曲げ加工を取り入れた方法で製造することが好ましい。
曲げ加工は図３に示すような５個以上のロールを有する
治具を用いて実施することができる。ここで曲げ角度
は、角度が１５°未満では鋼線のデラミネーションの抑
制に対して顕著な効果を発揮できず、一方３０°を越え
るとデラミネーション抑制効果が減少するため、１５〜
３０°の範囲に限定した。曲げ角度は各ロールの直径、
進行方向及び上下方向のロール間隔を変化させて制御す
ることが可能である。なお、図３に示す治具を２個以上
配置して鋼線に対して多方面から曲げ加工を行うことが
好ましい。
【００２２】本発明では、捻り加工後、亜鉛めっき前に
ブルーイング処理を施すこともできる。ブルーイング処
理を組み合わせると、更に高強度のデラミネーションが
発生しない亜鉛めっき鋼線をより安定的に製造すること
が可能となる。ブルーイング処理は、Ｔ（２０＋ｌｏｇ
ｔ）＞１２７００を満たす条件で行う必要がある。ここ
で、Ｔは絶対温度で示されるブルーイング温度、ｔは時
間（ｈｏｕｒ）で示されるブルーイング時間である。ま
た、ｌｏｇは常用対数である。ブルーイング温度または
ブルーイング時間を変化させることによって、上式が１
２７００以下では、顕著な効果が発揮できないため、下
限を１２７００超に限定した。なお、ブルーイング処理
は、塩浴、鉛浴、高周波加熱など加熱速度が大きい方法
で実施することが好ましい条件である。
ブルーイング処理を施すこともできる。ブルーイング処
理を組み合わせると、更に高強度のデラミネーションが
発生しない亜鉛めっき鋼線をより安定的に製造すること
が可能となる。ブルーイング処理は、Ｔ（２０＋ｌｏｇ
ｔ）＞１２７００を満たす条件で行う必要がある。ここ
で、Ｔは絶対温度で示されるブルーイング温度、ｔは時
間（ｈｏｕｒ）で示されるブルーイング時間である。ま
た、ｌｏｇは常用対数である。ブルーイング温度または
ブルーイング時間を変化させることによって、上式が１
２７００以下では、顕著な効果が発揮できないため、下
限を１２７００超に限定した。なお、ブルーイング処理
は、塩浴、鉛浴、高周波加熱など加熱速度が大きい方法
で実施することが好ましい条件である。
【００２３】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果を更に具体
的に説明する。表１に示す化学組成を有する供試材を熱
間圧延で所定の線径にした後、鉛浴を用いてパテンティ
ング処理を行った。パテンティング処理温度は、５６０
〜６００℃である。その後、伸線加工を行い、捻り加
工、或は、曲げ加工後に捻り加工、もしくは捻り加工後
にブルーイング処理を施した後、４５０℃の溶融亜鉛め
っきに鋼線を３０秒浸漬して亜鉛めっきを行った。この
亜鉛めっき鋼線の機械的性質を調べると共に、捻回試験
を行いデラミネーションとダイス形状、曲げ加工条件、
捻り回転数、ブルーイング処理条件の関係を調査した。
この結果を表２に示す。なお、同表において、デラミネ
ーションの有無とは、２０本の亜鉛めっき鋼線の捻回試
験を行い、このうち１本でもデラミネーションが発生し
た場合は「デラミネーションの発生有り」と評価したも
のである。また、ｌｏｇは常用対数である。
的に説明する。表１に示す化学組成を有する供試材を熱
間圧延で所定の線径にした後、鉛浴を用いてパテンティ
ング処理を行った。パテンティング処理温度は、５６０
〜６００℃である。その後、伸線加工を行い、捻り加
工、或は、曲げ加工後に捻り加工、もしくは捻り加工後
にブルーイング処理を施した後、４５０℃の溶融亜鉛め
っきに鋼線を３０秒浸漬して亜鉛めっきを行った。この
亜鉛めっき鋼線の機械的性質を調べると共に、捻回試験
を行いデラミネーションとダイス形状、曲げ加工条件、
捻り回転数、ブルーイング処理条件の関係を調査した。
この結果を表２に示す。なお、同表において、デラミネ
ーションの有無とは、２０本の亜鉛めっき鋼線の捻回試
験を行い、このうち１本でもデラミネーションが発生し
た場合は「デラミネーションの発生有り」と評価したも
のである。また、ｌｏｇは常用対数である。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表２の試験No. ４，５，８，９，１０，１
２，１３，１５，１６，１８，１９，２０，２１が本発
明例で、その他は比較例である。同表に見られるように
本発明例は、いずれも亜鉛めっき前に鋼線に捻りを付与
することによってデラミネーションの発生が無い高強度
の亜鉛めっき鋼線が実現されている。これに対して比較
例であるNo. １は、ＪＩＳ Ｇ ３５０２のＳＷＲＳ８
２Ｂの線材を用いた結果であるが、パテンティング処理
後の強度が低く、またＳｉ含有量が低いために亜鉛めっ
き時の強度低下が大きいため目的とする高強度の亜鉛め
っき鋼線が得られない。また、No. ２はＪＩＳ Ｇ ３
５０２のＳＷＲＳ９２Ｂの線材の結果である。パテンテ
ィング処理後の強度は高いものの、Ｓｉ量が低いために
亜鉛めっき時の強度低下が大きく、線径５mmの目標強度
である２２００MPa 以上に到達していない。
２，１３，１５，１６，１８，１９，２０，２１が本発
明例で、その他は比較例である。同表に見られるように
本発明例は、いずれも亜鉛めっき前に鋼線に捻りを付与
することによってデラミネーションの発生が無い高強度
の亜鉛めっき鋼線が実現されている。これに対して比較
例であるNo. １は、ＪＩＳ Ｇ ３５０２のＳＷＲＳ８
２Ｂの線材を用いた結果であるが、パテンティング処理
後の強度が低く、またＳｉ含有量が低いために亜鉛めっ
き時の強度低下が大きいため目的とする高強度の亜鉛め
っき鋼線が得られない。また、No. ２はＪＩＳ Ｇ ３
５０２のＳＷＲＳ９２Ｂの線材の結果である。パテンテ
ィング処理後の強度は高いものの、Ｓｉ量が低いために
亜鉛めっき時の強度低下が大きく、線径５mmの目標強度
である２２００MPa 以上に到達していない。
【００２７】比較例であるNo. ３は、従来の方法で製造
したものであり、亜鉛めっき前に捻りを鋼線に付与しな
かった例である。この結果、強度は目標を達成している
もののデラミネーションが発生した例である。また、N
o. １１は曲げ加工を施したものの捻り加工を行わない
ために、デラミネーションが発生した例である。更に比
較例であるNo. １７，２２は捻り加工条件が適切でない
ために、デラミネーションの発生を防止できなかった例
である。即ち、いずれも捻り回数が２回未満であるため
に亜鉛めっき鋼線の捻回試験においてデラミネーション
が発生した例である。
したものであり、亜鉛めっき前に捻りを鋼線に付与しな
かった例である。この結果、強度は目標を達成している
もののデラミネーションが発生した例である。また、N
o. １１は曲げ加工を施したものの捻り加工を行わない
ために、デラミネーションが発生した例である。更に比
較例であるNo. １７，２２は捻り加工条件が適切でない
ために、デラミネーションの発生を防止できなかった例
である。即ち、いずれも捻り回数が２回未満であるため
に亜鉛めっき鋼線の捻回試験においてデラミネーション
が発生した例である。
【００２８】比較例であるNo. ６，７，１４は伸線加工
時のダイス形状が不適切で捻り加工時にデラミネーショ
ンが発生した例である。即ち、No. ６はダイスのアプロ
ーチ角度が１２°を越えており、No. ７はベアリング長
さが０．５Ｄを越えており、またNo. １４はアプローチ
角度、ベアリング長さが共に適正範囲を越えている。こ
の結果、伸線加工後の捻り加工時にデラミネーションが
発生し、高強度の亜鉛めっき鋼線を製造できなかった例
である。
時のダイス形状が不適切で捻り加工時にデラミネーショ
ンが発生した例である。即ち、No. ６はダイスのアプロ
ーチ角度が１２°を越えており、No. ７はベアリング長
さが０．５Ｄを越えており、またNo. １４はアプローチ
角度、ベアリング長さが共に適正範囲を越えている。こ
の結果、伸線加工後の捻り加工時にデラミネーションが
発生し、高強度の亜鉛めっき鋼線を製造できなかった例
である。
【００２９】
【発明の効果】以上の実施例からも明かなごとく、本発
明は鋼の化学成分、伸線加工時のダイス形状、伸線加工
後の曲げ加工条件及び捻り加工条件を最適に選択するこ
とによって、亜鉛めっき前の鋼線に捻りを付与すること
が可能となり、この結果、捻回試験においてデラミネー
ションが発生しない高強度の亜鉛めっき鋼線を実現した
ものであり、産業上の効果は極めて顕著なものがある。
明は鋼の化学成分、伸線加工時のダイス形状、伸線加工
後の曲げ加工条件及び捻り加工条件を最適に選択するこ
とによって、亜鉛めっき前の鋼線に捻りを付与すること
が可能となり、この結果、捻回試験においてデラミネー
ションが発生しない高強度の亜鉛めっき鋼線を実現した
ものであり、産業上の効果は極めて顕著なものがある。
【図１】デラミネーションが発生しない亜鉛めっき鋼線
の強度と鋼線に付与した捻り回数の関係について解析し
た一例を示す図である。
の強度と鋼線に付与した捻り回数の関係について解析し
た一例を示す図である。
【図２】伸線加工まま（捻り加工前）の鋼線のデラミネ
ーション発生に及ぼすダイスのベアリング長さ、アプロ
ーチ角度の影響を解析した一例の図である。
ーション発生に及ぼすダイスのベアリング長さ、アプロ
ーチ角度の影響を解析した一例の図である。
【図３】鋼線に曲げ加工を施す治具の一例を示す図であ
る。
る。
１…ロール ２…鋼線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２３Ｃ 2/06 Ｃ２３Ｃ 2/06 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40 C22C 38/00 301 C22C 38/50 B21F 1/00,7/00
Claims (7)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し残部はＦｅ及び不可避的不純物からなり、捻り
に起因する１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに対して
同一方向に２回転以上のらせん状の加工組織を有するこ
とを特徴とする高強度亜鉛めっき鋼線。 - 【請求項２】 重量％で、更に Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｎｉ：０．１〜３．０％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｖ：０．０５〜０．５％ Ｎｂ：０．００５〜０．１％ の１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１
記載の高強度亜鉛めっき鋼線。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し残部はＦｅ及び不可避的不純物よりなる線材を
パテンティング処理後、 ダイスのアプローチ角度：８〜１２° ダイスのベアリング長さ：（０．２〜０．５）Ｄ（Ｄ：ダイス径） の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行い、引続き
鋼線に１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに対して２回
転以上の捻りを付与した後、亜鉛めっきを行うことを特
徴とする高強度亜鉛めっき鋼線の製造方法。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し残部はＦｅ及び不可避的不純物よりなる線材を
パテンティング処理後、 ダイスのアプローチ角度：８〜１２° ダイスのベアリング長さ：（０．２〜０．５）Ｄ（Ｄ：ダイス径） の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行い、引続き
複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°で通過させ、
その後、鋼線に１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに対
して２回転以上の捻りを付与した後、亜鉛めっきを行う
ことを特徴とする高強度亜鉛めっき鋼線の製造方法。 - 【請求項５】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し残部はＦｅ及び不可避的不純物よりなる線材を
パテンティング処理後、 ダイスのアプローチ角度：８〜１２° ダイスのベアリング長さ：（０．２〜０．５）Ｄ（Ｄ：ダイス径） の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行い、引続き
鋼線に１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに対して２回
転以上の捻りを付与し、更にＴ（２０＋ｌｏｇｔ）＞１
２７００（Ｔ：ブルーイング温度（絶対温度）、ｔ：ブ
ルーイング時間（ｈｏｕｒ））なる関係を満足するブル
ーイング処理を行った後、亜鉛めっきを行うことを特徴
とする高強度亜鉛めっき鋼線の製造方法。 - 【請求項６】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％ Ｓｉ：０．５〜２．０％ Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し残部はＦｅ及び不可避的不純物よりなる線材を
パテンティング処理後、 ダイスのアプローチ角度：８〜１２° ダイスのベアリング長さ：（０．２〜０．５）Ｄ（Ｄ：ダイス径） の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行い、引続き
複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°で通過させ、
その後、鋼線に１００ｄ（ｄ：線径）当たりの長さに対
して２回転以上の捻りを付与し、更にＴ（２０＋ｌｏｇ
ｔ）＞１２７００（Ｔ：ブルーイング温度（絶対温
度）、ｔ：ブルーイング時間（ｈｏｕｒ））なる関係を
満足するブルーイング処理を行った後、亜鉛めっきを行
うことを特徴とする高強度亜鉛めっき鋼線の製造方法。 - 【請求項７】 重量％で、更に Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｎｉ：０．１〜３．０％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｖ：０．０５〜０．５％ Ｎｂ：０．００５〜０．１％ の１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項３
ないし６のいずれか１項に記載の高強度亜鉛めっき鋼線
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07102419A JP3130445B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 高強度亜鉛めっき鋼線及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07102419A JP3130445B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 高強度亜鉛めっき鋼線及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296022A JPH08296022A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3130445B2 true JP3130445B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=14326934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07102419A Expired - Fee Related JP3130445B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 高強度亜鉛めっき鋼線及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130445B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019004454A1 (ja) | 2017-06-30 | 2019-01-03 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼線 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5315790B2 (ja) * | 2008-05-19 | 2013-10-16 | 新日鐵住金株式会社 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度ｐｃ鋼線 |
| FR2960556B3 (fr) | 2010-05-31 | 2012-05-11 | Arcelormittal Wire France | Fil de forme en acier a hautes caracteristiques mecaniques resistant a la fragilisation par l'hydrogene |
| JP5977699B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2016-08-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 生引き性に優れた高強度鋼線用線材、高強度鋼線、高強度亜鉛めっき鋼線、およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP07102419A patent/JP3130445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019004454A1 (ja) | 2017-06-30 | 2019-01-03 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼線 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08296022A (ja) | 1996-11-12 |
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