JP3358134B2 - 線材の介在物評価方法 - Google Patents

線材の介在物評価方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は棒鋼、線材の最終製品加
工時の介在物起因による製品不良率と相関がみられる鋳
片、ビレット、線材の介在物評価方法及び試料採取方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼中の非金属介在物は大部分の鉄鋼材料
にとって有害なものであり、表面疵低減、疲労寿命延
長、加工性改善等のためには極力低減することが望まれ
ている。例えば、自動車用のラジアルタイヤの補強材に
用いられる、タイヤコードとなる線径100〜300μ
m程度の高炭素硬鋼線材においては、最終製品製造中の
断線原因となるアルミナ、スピネル等の硬質介在物を低
減させることが必要で、製品の品質管理を行う上で製造
工程の途中にて、製品の品質調査を行う必要がある。
【0003】従来では、製品の品質管理評価法として、
例えば、5.5mmφに圧延した線材を、図7に示すよう
に、線材直径の1/2断面で伸線方向に切断、研磨し測
定視野(5.5×11mm)全面を光学顕微鏡の200倍
で観察し、同図中に示した測定規準によりカウントされ
た介在物について、図中の表に示す評点づけで計算され
る介在物評価方法(以後A値と称する)を用いてきた。
これらの評価技術を用いることにより、鋳片、ビレッ
ト、線材において出現する、アルミナ、スピネル等の、
硬質で有害な介在物の発生状況を把握し、品質管理を行
ってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼材品
質の向上に伴い、製品の清浄性は年々向上し、最終製品
製造中の不良原因となるアルミナ、スピネル等の硬質介
在物の出現頻度が低下してきたため、例えばタイヤコー
ド等で、図2に示すように、前述の線材での介在物評価
方法で得られた介在物指数と最終製品製造中の断線指数
との相関が必ずしも、得られなくなってきた。本発明者
らが更に研究開発を進めた結果、図3に示すように、鋼
材の清浄性向上に伴い、有害な介在物の発生量が減少し
たため、A値を算出する検査面積では不足で、代表性に
欠けるためであることがわかった。従って、従来のA値
でも、検査面積を増やせば、製品成績が対応がとれるこ
とがわかった。
【0005】しかしながら、単純に検査面積を増加させ
るには、検査試料個数を増加させる必要があり、多大な
検査時間、費用を要するという問題点がある。このよう
な問題点は、軸受け鋼または他の冷間圧造用鋼等、清浄
度が厳しく要求される分野では共通である。
【0006】一方、例えば「鉄と鋼」第75年(198
9)第10号1897−1904頁、CAMP−ISI
J Vol.3(1990)−1197頁に示される、
電子ビーム(以下EBと称する)をメタル溶解の熱源と
し、メタル表面に浮上した介在物を定量化する方法を用
いれば、一定体積中の介在物を浮上させ、評価すること
が可能なので、わずか1〜3gの鋼材試料を溶解するこ
とにより、概略、光学顕微鏡によりA値を求める場合の
400〜1300倍の視野数を調査することに相当する
ことがわかった。
【0007】本発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
で、従来の問題点の根本原因の一つである検査試料の代
表性を高め、かつ検査時間を長時間化させない線材の介
在物評価方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明が要旨とするところは以下の通りである。 (1)線材中の炭素濃度(以下C濃度と称する)が0.
05〜1.2%でSi,Mn脱酸、二次精練等で清浄化
処理を行った棒鋼、線材用鋼材の清浄性を、電子ビーム
溶解法によって溶解浮上させた介在物を機器分析により
組成を調査し、硬質介在物の存在個数を計測することを
特徴とする介在物評価方法。 (2)上記(1)項において、分析用試料を線材圧延後
の線材より採取し計測することを特徴とする介在物評価
方法。
【0009】以下に本発明の詳細を本発明の実施に供さ
れる装置例をもとに述べる。溶銑予備処理、転炉、粉体
吹込み、連続鋳造の工程を経て表1に示す組成の300
×500mmの寸法のブルーム鋳片を鋳造し、分塊圧延に
て125×125mmのビレットを製造し、線材圧延によ
って5.5mmφの高炭素硬鋼線材を製造した。図4、図
5、図6に示すように、鋳片、ビレット、線材より、各
々1〜3gの
【表1】 EB溶解用試料を切り出し、加速電圧10KVで投入エ
ネルギーが3KJ未満になる条件下で溶解、冷却した。
EB溶解後の試料上に浮上した介在物(以後ラフトと称
する)をさらに走査型電子顕微鏡で観察し、ラフトの面
積及び介在物組成を調査し、アルミナ、スピネル等の硬
質介在物の存在個数を計測した。
【0010】図1に鋳片、ビレット、線材にて採取した
試料のEB溶解後のラフト中の硬質介在物出現率と伸線
工程での断線指数(単位圧延重量当りの断線回数)との
関係を示す。図より明らかなように鋳片、ビレット、線
材のいずれの位置で採取した試料であってもよい相関が
得られ、アルミナ、スピネル等の硬質介在物による断線
の評価が可能であることがわかる。
【0011】以上述べたように、鋳片、ビレット、線材
のいずれの位置で採取した試料によっても硬質介在物に
よる断線の評価が可能であるが、EB溶解用試料の重量
が1試料あたり1〜3gであるので、5.5mmφの線材
よりEB溶解用試料を製作する場合には、線材を0.5
〜1.5mmの長さに切断する単純加工で良いが、鋳片、
ビレットから、EB用試料を切り出すには、加工に手数
を要する。従って、加工の簡便化を図るためには、線材
よりEB溶解用試料を採取することが望ましい。また、
本実施例では、鋳片及びビレットで介在物量が多い、1
/2幅部の上面1/4厚部より、EB溶解用試験片を採
取したが、本発明は試験片採取位置に限定されるもので
はなく、品質管理上は、採取位置を一定にすれば問題無
い。
【0012】
【発明の効果】上記のように構成した本発明の適用によ
り、特殊脱酸、二次精練等で清浄化処理を行った棒鋼、
線材用鋼材の清浄性を、電子ビーム溶解法によって溶解
浮上させた介在物を機器分析し評価することにより、製
品の伸線加工時の断線率が予測可能となり、製品の品質
管理が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図。
【図2】従来技術による製品の介在物評点と最終製品の
断線率との関係を示す図。
【図3】従来技術の問題点を示す図。
【図4】鋳片でのEB試料採取方法を示す図。
【図5】ビレットでのEB試料採取方法を示す図。
【図6】線材でのEB試料採取方法を示す図。
【図7】従来法による介在物評価方法を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−70134(JP,A) 特開 平5−40085(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/20 G01N 1/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線材中の炭素濃度(以下C濃度と称す
    る)が0.05〜1.2%でSi,Mn脱酸、二次精練
    等で清浄化処理を行った棒鋼、線材用鋼材の清浄性を、
    電子ビーム溶解法によって溶解浮上させた介在物を機器
    分析により組成を調査し、硬質介在物の存在個数を計測
    することを特徴とする介在物評価方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、分析用試料を線材圧
    延後の線材より採取し計測することを特徴とする介在物
    評価方法。
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