JP3398174B2 - 疲労特性の優れた極細鋼線およびその製造方法 - Google Patents
疲労特性の優れた極細鋼線およびその製造方法Info
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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、スチールタイヤコー
ド、スチールベルトコード等の素線として使用され、線
径が０．０５〜０．４mmである疲労特性の優れた極細鋼
線およびその製造方法に関するものである。
ド、スチールベルトコード等の素線として使用され、線
径が０．０５〜０．４mmである疲労特性の優れた極細鋼
線およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および問題点】軽量化などのために極細鋼
線に対する高強度化の要求は一段と高まっている。従
来、自動車用タイヤ、産業用各種ベルト類などの補強用
に使用されている極細鋼線は、高炭素鋼の熱間圧延線材
から中間伸線、パテンティング処理を繰り返し所定の線
径にした後、最終パテンティング処理を行い、伸線加工
性およびゴムとの接着性を向上させるめっき処理を施し
所定の線径まで湿式伸線加工することにより製造され
る。例えばスチールタイヤコードは、上記のように製造
される素線を最終的にダブルツイスタなどの撚り線機を
用いて撚り線加工することによって製造される。
線に対する高強度化の要求は一段と高まっている。従
来、自動車用タイヤ、産業用各種ベルト類などの補強用
に使用されている極細鋼線は、高炭素鋼の熱間圧延線材
から中間伸線、パテンティング処理を繰り返し所定の線
径にした後、最終パテンティング処理を行い、伸線加工
性およびゴムとの接着性を向上させるめっき処理を施し
所定の線径まで湿式伸線加工することにより製造され
る。例えばスチールタイヤコードは、上記のように製造
される素線を最終的にダブルツイスタなどの撚り線機を
用いて撚り線加工することによって製造される。
【０００３】上記のような製造工程において、極細鋼線
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の素線強度を上げるか、最終の伸線加工歪を増加させる
必要がある。ところが、最終パテンティング処理後の素
線強度ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強
度化を図っても、極細鋼線の疲労特性は向上せず、むし
ろ劣化するという問題点があり、極細鋼線の高強度化を
阻害する要因の一つであった。
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の素線強度を上げるか、最終の伸線加工歪を増加させる
必要がある。ところが、最終パテンティング処理後の素
線強度ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強
度化を図っても、極細鋼線の疲労特性は向上せず、むし
ろ劣化するという問題点があり、極細鋼線の高強度化を
阻害する要因の一つであった。
【０００４】これに対して極細鋼線の疲労特性を向上さ
せる手段として、例えば特開平２−１７９３３３号公報
には極細鋼線にショットピーニング処理を適用する技術
が開示されており、極細鋼線表面層の引張残留応力を圧
縮残留応力に改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造す
る方法が提案されている。本発明者らの詳細な試験によ
れば、ショットピーニング処理によって極細鋼線表面の
引張残留応力を圧縮残留応力に改善することは可能であ
るが、圧縮残留応力に変えるためには非常に強いショッ
トピーニング処理が必要である。このようなショットピ
ーニング処理を行うと、伸線加工によって非常に薄くな
った極細鋼線表層のブラスめっき層が剥離してしまい、
ゴムとの密着性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼
線の疲労特性を改善するためには限界があった。
せる手段として、例えば特開平２−１７９３３３号公報
には極細鋼線にショットピーニング処理を適用する技術
が開示されており、極細鋼線表面層の引張残留応力を圧
縮残留応力に改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造す
る方法が提案されている。本発明者らの詳細な試験によ
れば、ショットピーニング処理によって極細鋼線表面の
引張残留応力を圧縮残留応力に改善することは可能であ
るが、圧縮残留応力に変えるためには非常に強いショッ
トピーニング処理が必要である。このようなショットピ
ーニング処理を行うと、伸線加工によって非常に薄くな
った極細鋼線表層のブラスめっき層が剥離してしまい、
ゴムとの密着性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼
線の疲労特性を改善するためには限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上記の如き
実状に鑑みなされたものであって、伸線加工によって線
径０．０５〜０．４mmである極細鋼線を製造する際に生
じる疲労特性の劣化を防止し、疲労特性の優れた極細鋼
線を実現するとともにその製造方法を提供することを目
的とするものである。
実状に鑑みなされたものであって、伸線加工によって線
径０．０５〜０．４mmである極細鋼線を製造する際に生
じる疲労特性の劣化を防止し、疲労特性の優れた極細鋼
線を実現するとともにその製造方法を提供することを目
的とするものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段、作用】本発明者らはま
ず、鋼線材の組成、パテンティング熱処理条件、
伸線加工歪を種々変化させることにより極細鋼線の引張
強さを変化させた試料を用いて疲労特性の支配要因につ
いて詳細に解析を行った。この結果、図１に示すよう
に、極細鋼線の疲労強度は、引張強さが支配的要因であ
り引張強さが高くなるほど疲労強度が低下することが明
らかとなった。このことは、引取強さが同一の極細鋼線
であれば、鋼線材の組成、パテンティング熱処理条件、
伸線加工歪を変えたところで疲労特性には影響が少ない
ことを示すものである。
ず、鋼線材の組成、パテンティング熱処理条件、
伸線加工歪を種々変化させることにより極細鋼線の引張
強さを変化させた試料を用いて疲労特性の支配要因につ
いて詳細に解析を行った。この結果、図１に示すよう
に、極細鋼線の疲労強度は、引張強さが支配的要因であ
り引張強さが高くなるほど疲労強度が低下することが明
らかとなった。このことは、引取強さが同一の極細鋼線
であれば、鋼線材の組成、パテンティング熱処理条件、
伸線加工歪を変えたところで疲労特性には影響が少ない
ことを示すものである。
【０００７】そこでさらに、極細鋼線の疲労強度を向上
させる手段について検討を重ねた結果、極細鋼線におい
て伸線加工されたパーライト組織中のフェライトの一部
を再結晶化させると疲労強度が格段に向上することを発
見した。即ち、同一強度の極細鋼線であれば、伸線加工
ままの極細鋼線よりもパーライト組織中の一部のフェラ
イトが再結晶化している極細鋼線の疲労強度は大幅に高
くなるという全く新たな知見を得たのである。さらに詳
細に述べると、鋼線材をパテンティング処理により均一
なパーライト組織にした後、伸線加工を行うと伸線加工
前にパーライトの層状結晶の方向がランダムであって
も、組織は伸線方向にフェライトとセメンタイトが伸ば
された繊維状組織となる。この際、フェライト中には高
密度の転位が導入される。従来方法で製造されているス
ティールコード等の極細鋼線の組織は、上記のようなセ
メンタイトと高密度の転位が導入されているフェライト
から構成されている。このような高密度の転位を含むフ
ェライトの一部を転位密度の非常に少ない再結晶フェラ
イトに組織制御することが、極細鋼線の疲労強度向上に
対して非常に有効な手段となることを明らかにしたので
ある。再結晶フェライトの導入により疲労強度が大幅に
向上する理由は、極細鋼線の内部応力が低下するためと
推定している。
させる手段について検討を重ねた結果、極細鋼線におい
て伸線加工されたパーライト組織中のフェライトの一部
を再結晶化させると疲労強度が格段に向上することを発
見した。即ち、同一強度の極細鋼線であれば、伸線加工
ままの極細鋼線よりもパーライト組織中の一部のフェラ
イトが再結晶化している極細鋼線の疲労強度は大幅に高
くなるという全く新たな知見を得たのである。さらに詳
細に述べると、鋼線材をパテンティング処理により均一
なパーライト組織にした後、伸線加工を行うと伸線加工
前にパーライトの層状結晶の方向がランダムであって
も、組織は伸線方向にフェライトとセメンタイトが伸ば
された繊維状組織となる。この際、フェライト中には高
密度の転位が導入される。従来方法で製造されているス
ティールコード等の極細鋼線の組織は、上記のようなセ
メンタイトと高密度の転位が導入されているフェライト
から構成されている。このような高密度の転位を含むフ
ェライトの一部を転位密度の非常に少ない再結晶フェラ
イトに組織制御することが、極細鋼線の疲労強度向上に
対して非常に有効な手段となることを明らかにしたので
ある。再結晶フェライトの導入により疲労強度が大幅に
向上する理由は、極細鋼線の内部応力が低下するためと
推定している。
【０００８】そこで、伸線加工を行った極細鋼線の再結
晶フェライトを導入する手段として種々検討を重ねた結
果、伸線加工後、３００℃以上の温度で１４０００≧Ｔ
×（２０＋log t ）≧１１０００なる関係を満足するよ
うな条件で加熱処理することが極めて有効な方法である
ことを明らかにした。以上の検討結果に基づき、最終伸
線加工後、適正な加熱処理を行い極細鋼線のフェライト
形態を最適に制御することにより、疲労特性の優れた線
径０．０５〜０．４mmである極細鋼線を製造できるとい
う結論に達し、本発明をなしたものである。
晶フェライトを導入する手段として種々検討を重ねた結
果、伸線加工後、３００℃以上の温度で１４０００≧Ｔ
×（２０＋log t ）≧１１０００なる関係を満足するよ
うな条件で加熱処理することが極めて有効な方法である
ことを明らかにした。以上の検討結果に基づき、最終伸
線加工後、適正な加熱処理を行い極細鋼線のフェライト
形態を最適に制御することにより、疲労特性の優れた線
径０．０５〜０．４mmである極細鋼線を製造できるとい
う結論に達し、本発明をなしたものである。
【０００９】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、（１）線径が
０．０５〜０．４mmのブラスめっき層を有する引張強さ
が３８９０ＭＰａ以下の鋼線において、伸線加工された
パーライト組織中のフェライト総面積に対して５〜９０
％のフェライトが再結晶していることを特徴とする疲労
特性の優れた極細鋼線、（２）前記（１）記載の極細鋼
線を製造する方法であって、パテンティング処理後ブラ
スめっきを行い、線径０．０５〜０．４mmに伸線加工を
行って製造した鋼線を３００℃以上の加熱温度で１４０
００≧Ｔ×（２０＋log t ）≧１１０００なる関係
（Ｔ：絶対温度で表示される加熱温度、ｔ：加熱時間）
を満足するように加熱処理することを特徴とする疲労特
性の優れた極細鋼線の製造方法である。
のであって、その要旨とするところは、（１）線径が
０．０５〜０．４mmのブラスめっき層を有する引張強さ
が３８９０ＭＰａ以下の鋼線において、伸線加工された
パーライト組織中のフェライト総面積に対して５〜９０
％のフェライトが再結晶していることを特徴とする疲労
特性の優れた極細鋼線、（２）前記（１）記載の極細鋼
線を製造する方法であって、パテンティング処理後ブラ
スめっきを行い、線径０．０５〜０．４mmに伸線加工を
行って製造した鋼線を３００℃以上の加熱温度で１４０
００≧Ｔ×（２０＋log t ）≧１１０００なる関係
（Ｔ：絶対温度で表示される加熱温度、ｔ：加熱時間）
を満足するように加熱処理することを特徴とする疲労特
性の優れた極細鋼線の製造方法である。
【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。まず、疲
労特性を向上させるために本発明の最も重要な点である
伸線加工されたパーライト組織中のフェライト総面積に
対するフェライト再結晶率（再結晶したフェライト面積
／フェライト総面積）の限定理由について述べる。図２
に極細鋼線のフェライト再結晶率と回転曲げ疲労強度の
関係の一例を示す。極細鋼線の引張強さは、化学成分、
パテンティング熱処理条件、伸線加工歪およびフェライ
ト再結晶率によって変化するが、図２はこれらの製造条
件を種々変化させて引張強さを３２００〜３４００ＭＰ
ａとほぼ一定にしたものである。またフェライト再結晶
率の測定は、透過型電子顕微鏡、電気抵抗測定、等の方
法で容易に求めることができる。本発明では、フェライ
ト再結晶率を透過型電子顕微鏡を用いて測定している。
同図から明らかなごとく、疲労強度は従来鋼線である伸
線加工ままの状態、即ち、フェライト再結晶率が「０」
では疲労強度が低く、フェライト再結晶率が５０％前後
まではフェライト再結晶率が増加するほど疲労強度は向
上する。ここで、フェライト再結晶率が５％未満では、
疲労強度向上効果が少ないためフェライト再結晶率の下
限を５％にした。一方、フェライト再結晶率が９０％を
越えると疲労強度の低下が大きくなり、また引張強さが
低下するため上限を９０％に限定した。伸線加工を行っ
た極細鋼線に再結晶したフェライトを導入することによ
り、極細鋼線の疲労強度は大幅に向上させることが可能
となる。図３に、従来鋼線であるフェライト再結晶率が
「０」の極細鋼線（同図中○印）および本発明の再結晶
したフェライトを含む極細鋼線（同図中●印）の引張強
さと疲労強度の関係の一例を示す。再結晶したフェライ
トを含む極細鋼線の疲労強度は、従来の鋼線より格段に
高いことがわかる。実施例で後述するように、再結晶し
たフェライトを含む極細鋼線の引張強さが３８９０ＭＰ
ａ以下であれば、１０７０ＭＰａ以上の疲労強度が得ら
れた。また、図４に本発明の極細鋼線の透過型電子顕微
鏡写真の一例を示す。図４から明らかなように、本発明
の極細鋼線では、転位密度の非常に少ない再結晶フェラ
イトが含まれており、再結晶フェライトの導入により従
来鋼線に比べ疲労強度を格段に向上させることが可能と
なる。
労特性を向上させるために本発明の最も重要な点である
伸線加工されたパーライト組織中のフェライト総面積に
対するフェライト再結晶率（再結晶したフェライト面積
／フェライト総面積）の限定理由について述べる。図２
に極細鋼線のフェライト再結晶率と回転曲げ疲労強度の
関係の一例を示す。極細鋼線の引張強さは、化学成分、
パテンティング熱処理条件、伸線加工歪およびフェライ
ト再結晶率によって変化するが、図２はこれらの製造条
件を種々変化させて引張強さを３２００〜３４００ＭＰ
ａとほぼ一定にしたものである。またフェライト再結晶
率の測定は、透過型電子顕微鏡、電気抵抗測定、等の方
法で容易に求めることができる。本発明では、フェライ
ト再結晶率を透過型電子顕微鏡を用いて測定している。
同図から明らかなごとく、疲労強度は従来鋼線である伸
線加工ままの状態、即ち、フェライト再結晶率が「０」
では疲労強度が低く、フェライト再結晶率が５０％前後
まではフェライト再結晶率が増加するほど疲労強度は向
上する。ここで、フェライト再結晶率が５％未満では、
疲労強度向上効果が少ないためフェライト再結晶率の下
限を５％にした。一方、フェライト再結晶率が９０％を
越えると疲労強度の低下が大きくなり、また引張強さが
低下するため上限を９０％に限定した。伸線加工を行っ
た極細鋼線に再結晶したフェライトを導入することによ
り、極細鋼線の疲労強度は大幅に向上させることが可能
となる。図３に、従来鋼線であるフェライト再結晶率が
「０」の極細鋼線（同図中○印）および本発明の再結晶
したフェライトを含む極細鋼線（同図中●印）の引張強
さと疲労強度の関係の一例を示す。再結晶したフェライ
トを含む極細鋼線の疲労強度は、従来の鋼線より格段に
高いことがわかる。実施例で後述するように、再結晶し
たフェライトを含む極細鋼線の引張強さが３８９０ＭＰ
ａ以下であれば、１０７０ＭＰａ以上の疲労強度が得ら
れた。また、図４に本発明の極細鋼線の透過型電子顕微
鏡写真の一例を示す。図４から明らかなように、本発明
の極細鋼線では、転位密度の非常に少ない再結晶フェラ
イトが含まれており、再結晶フェライトの導入により従
来鋼線に比べ疲労強度を格段に向上させることが可能と
なる。
【００１１】次に、伸線加工組織中のフェライトを再結
晶させる方法の限定理由を述べる。フェライト再結晶率
は、加熱温度と加熱時間によって変化し、加熱温度が高
いほど、また加熱時間が長いほど増加する。加熱温度と
加熱時間で定義される加熱パラメーター：Ｔ×（２０＋
log t ）が１１０００〜１４０００の範囲であれば、伸
線加工歪が３以上の条件で製造した極細鋼線のフェライ
ト再結晶率を５〜９０％にすることが可能である。ここ
で、Ｔは絶対温度、ｔは時間（ｈｒ）である。図５にＴ
×（２０＋log t ）とフェライト再結晶率の関係の一例
を示す。なお、伸線加工歪は３以上である。同図から明
らかなごとく、Ｔ×（２０＋log t ）が１１０００以下
であればフェライト再結晶率を５％以上にすることが困
難であり、一方１４０００を越えるとフェライト再結晶
率が９０％を越える。従って、伸線加工後の加熱条件を
Ｔ×（２０＋log t ）の式で定義される加熱パラメータ
ーにおいて上限を１４０００とし、下限を１１０００と
した。また、加熱温度が３００℃未満では、加熱パラメ
ーターを上記の範囲にするために時間がかかりすぎて生
産性が低下するために、加熱温度の下限を３００℃に限
定した。なお、加熱温度の上限は特に限定しないもの
の、５００℃を越えると加熱雰囲気の条件によってはブ
ラスめっきが酸化しやすくなり、例えばゴムとの密着性
が低下するため、好ましい加熱温度の上限は５００℃以
下である。また、極細鋼線を製造する際の伸線加工歪
（伸線加工歪＝１ｎ（初線径／最終線径））の条件は、
特に制限しないものの高強度化の観点から伸線加工歪と
して３以上が好ましい範囲である。
晶させる方法の限定理由を述べる。フェライト再結晶率
は、加熱温度と加熱時間によって変化し、加熱温度が高
いほど、また加熱時間が長いほど増加する。加熱温度と
加熱時間で定義される加熱パラメーター：Ｔ×（２０＋
log t ）が１１０００〜１４０００の範囲であれば、伸
線加工歪が３以上の条件で製造した極細鋼線のフェライ
ト再結晶率を５〜９０％にすることが可能である。ここ
で、Ｔは絶対温度、ｔは時間（ｈｒ）である。図５にＴ
×（２０＋log t ）とフェライト再結晶率の関係の一例
を示す。なお、伸線加工歪は３以上である。同図から明
らかなごとく、Ｔ×（２０＋log t ）が１１０００以下
であればフェライト再結晶率を５％以上にすることが困
難であり、一方１４０００を越えるとフェライト再結晶
率が９０％を越える。従って、伸線加工後の加熱条件を
Ｔ×（２０＋log t ）の式で定義される加熱パラメータ
ーにおいて上限を１４０００とし、下限を１１０００と
した。また、加熱温度が３００℃未満では、加熱パラメ
ーターを上記の範囲にするために時間がかかりすぎて生
産性が低下するために、加熱温度の下限を３００℃に限
定した。なお、加熱温度の上限は特に限定しないもの
の、５００℃を越えると加熱雰囲気の条件によってはブ
ラスめっきが酸化しやすくなり、例えばゴムとの密着性
が低下するため、好ましい加熱温度の上限は５００℃以
下である。また、極細鋼線を製造する際の伸線加工歪
（伸線加工歪＝１ｎ（初線径／最終線径））の条件は、
特に制限しないものの高強度化の観点から伸線加工歪と
して３以上が好ましい範囲である。
【００１２】本発明は、伸線加工された極細鋼線に関す
るものであり鋼線の組成は特に限定しないが、鋼線の高
強度化の観点から、鋼線の組成として、 Ｃ：０．７〜１．０％ Ｓｉ：０．２〜２．０％
Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５％以下を
含有し、更に必要に応じて Ｃｒ：０．０５〜１．０％ Ｖ：０．０１〜０．５％
Ｍｏ：０．０１〜０．３％以下 Ｎｉ：０．０５
〜１．０％ の１種または２種以上含有することが望ましい範囲であ
る。これは以下の理由によるものである。Ｃ，Ｓｉ，Ｍ
ｎの添加範囲が前述より少ない場合は、パテンティング
処理後の強度が低いので極細鋼線の強度を高くするため
に、伸線加工歪を大きくする必要がある。ところが、伸
線加工歪を大きくすると、伸線加工中に断線する頻度が
増大し生産性が低下する。一方、これらの元素の添加範
囲が前述した上限値を越えると、パテンティング処理に
要する時間が長くなりすぎ実用的でない。また、Ａｌは
０．００５％を越えると硬質なＡｌ2 Ｏ3 系介在物が生
成しやすくなり、伸線加工の際に断線原因となるためで
ある。更に、Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｎｉはパテンティング処
理後の引張強さを増加させる目的で添加する。添加量が
前述した下限より少ない場合は効果が十分に発揮でき
ず、一方、前述した上限を越えると、パテンティング処
理に要する時間が長くなり実用的でないためである。
るものであり鋼線の組成は特に限定しないが、鋼線の高
強度化の観点から、鋼線の組成として、 Ｃ：０．７〜１．０％ Ｓｉ：０．２〜２．０％
Ｍｎ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．００５％以下を
含有し、更に必要に応じて Ｃｒ：０．０５〜１．０％ Ｖ：０．０１〜０．５％
Ｍｏ：０．０１〜０．３％以下 Ｎｉ：０．０５
〜１．０％ の１種または２種以上含有することが望ましい範囲であ
る。これは以下の理由によるものである。Ｃ，Ｓｉ，Ｍ
ｎの添加範囲が前述より少ない場合は、パテンティング
処理後の強度が低いので極細鋼線の強度を高くするため
に、伸線加工歪を大きくする必要がある。ところが、伸
線加工歪を大きくすると、伸線加工中に断線する頻度が
増大し生産性が低下する。一方、これらの元素の添加範
囲が前述した上限値を越えると、パテンティング処理に
要する時間が長くなりすぎ実用的でない。また、Ａｌは
０．００５％を越えると硬質なＡｌ2 Ｏ3 系介在物が生
成しやすくなり、伸線加工の際に断線原因となるためで
ある。更に、Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｎｉはパテンティング処
理後の引張強さを増加させる目的で添加する。添加量が
前述した下限より少ない場合は効果が十分に発揮でき
ず、一方、前述した上限を越えると、パテンティング処
理に要する時間が長くなり実用的でないためである。
【００１３】また本発明での鋼線表層のブラスめっき層
とは、重量％で Ｃｕ：５０〜７５％ Ｚｎ：２５〜５０％ 残部は不可避的不純物よりなるめっきである。ブラスめ
っきは伸線加工性を向上させ、更にゴムとの接着性向上
のためにパテンティング処理後にめっき処理を行うもの
である。めっき厚さは１〜３μｍが好ましい範囲であ
る。本発明ではブラスめっき層を有する極細鋼線を対象
としているが、疲労強度の向上効果はＣｕ，Ｓｎ，Ｎ
ｉ，Ｚｎ等のめっき層あるいはこれらの合金めっき層を
有する極細鋼線でも効果が発揮でき、なんら制限を受け
るものではない。
とは、重量％で Ｃｕ：５０〜７５％ Ｚｎ：２５〜５０％ 残部は不可避的不純物よりなるめっきである。ブラスめ
っきは伸線加工性を向上させ、更にゴムとの接着性向上
のためにパテンティング処理後にめっき処理を行うもの
である。めっき厚さは１〜３μｍが好ましい範囲であ
る。本発明ではブラスめっき層を有する極細鋼線を対象
としているが、疲労強度の向上効果はＣｕ，Ｓｎ，Ｎ
ｉ，Ｚｎ等のめっき層あるいはこれらの合金めっき層を
有する極細鋼線でも効果が発揮でき、なんら制限を受け
るものではない。
【００１４】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果をさらに具
体的に説明する。 実施例−１ 表１に供試材の化学組成を示す。これらの供試材を熱間
圧延により線径５．５mmにし、一次伸線加工、一次パテ
ンティング処理、二次伸線加工を行った。その後、最終
パテンティング処理（オーステナイト化温度：９５０
℃、鉛浴温度：５６０〜６３０℃、パテンティング処理
後の鋼線の引張強さ：１４５０〜１５５０ＭＰａ）、引
き続きブラスめっき処理を行い、伸線速度６００ｍ／分
の条件で湿式伸線加工を行った。
体的に説明する。 実施例−１ 表１に供試材の化学組成を示す。これらの供試材を熱間
圧延により線径５．５mmにし、一次伸線加工、一次パテ
ンティング処理、二次伸線加工を行った。その後、最終
パテンティング処理（オーステナイト化温度：９５０
℃、鉛浴温度：５６０〜６３０℃、パテンティング処理
後の鋼線の引張強さ：１４５０〜１５５０ＭＰａ）、引
き続きブラスめっき処理を行い、伸線速度６００ｍ／分
の条件で湿式伸線加工を行った。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】表２に、表１に示す供試材を用いて疲労強
度に及ぼすフェライト再結晶分率の影響およびフェライ
ト再結晶分率と加熱条件との関係を示す。疲労強度は、
温度：２０〜２５℃、湿度：５０〜６０％の試験条件で
行い、１０7 サイクルの回転曲げ疲労試験で評価した結
果である。また、同表中に加熱後の鋼線の引張強さを併
記する。表２の試験Ｎｏ．２，３，５，６，９，１０，
１４，１５，１８〜２１，２４，２５，２８，２９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
に本発明例の鋼線は、最適なフェライト再結晶を含み、
いずれの鋼線も疲労強度が高いことがわかる。これに対
して、比較例であるＮｏ．１，８，１２，１６，２３，
２７はいずれも従来の極細鋼線であり、再結晶したフェ
ライト相を含まないものである。この結果、疲労強度は
本発明例の鋼線に比べ大幅に劣っている。比較例である
Ｎｏ．４，１１，２２，３０は、いずれもフェライト再
結晶率が９０％を越えている例である。Ｔ×（２０＋lo
g t ）が不適切なために極細鋼線のフェライト再結晶率
が９０％を越え引張強さが低下しており、また従来の鋼
線と比べ疲労強度は向上しているものの、本発明例の鋼
線より疲労強度が低下している。さらに比較例であるＮ
ｏ．７，１３，１７，２６は、いずれもフェライト再結
晶率が５％未満の例である。即ち、Ｎｏ．７，１３，１
７は加熱温度が３００℃未満であるために、長時間保定
してもフェライトが再結晶せず、またＮｏ．２６はＴ×
（２０＋log t ）の値が低すぎるために、フェライト再
結晶率が５％未満であり、疲労強度向上効果が十分に発
揮されていない例である。
度に及ぼすフェライト再結晶分率の影響およびフェライ
ト再結晶分率と加熱条件との関係を示す。疲労強度は、
温度：２０〜２５℃、湿度：５０〜６０％の試験条件で
行い、１０7 サイクルの回転曲げ疲労試験で評価した結
果である。また、同表中に加熱後の鋼線の引張強さを併
記する。表２の試験Ｎｏ．２，３，５，６，９，１０，
１４，１５，１８〜２１，２４，２５，２８，２９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
に本発明例の鋼線は、最適なフェライト再結晶を含み、
いずれの鋼線も疲労強度が高いことがわかる。これに対
して、比較例であるＮｏ．１，８，１２，１６，２３，
２７はいずれも従来の極細鋼線であり、再結晶したフェ
ライト相を含まないものである。この結果、疲労強度は
本発明例の鋼線に比べ大幅に劣っている。比較例である
Ｎｏ．４，１１，２２，３０は、いずれもフェライト再
結晶率が９０％を越えている例である。Ｔ×（２０＋lo
g t ）が不適切なために極細鋼線のフェライト再結晶率
が９０％を越え引張強さが低下しており、また従来の鋼
線と比べ疲労強度は向上しているものの、本発明例の鋼
線より疲労強度が低下している。さらに比較例であるＮ
ｏ．７，１３，１７，２６は、いずれもフェライト再結
晶率が５％未満の例である。即ち、Ｎｏ．７，１３，１
７は加熱温度が３００℃未満であるために、長時間保定
してもフェライトが再結晶せず、またＮｏ．２６はＴ×
（２０＋log t ）の値が低すぎるために、フェライト再
結晶率が５％未満であり、疲労強度向上効果が十分に発
揮されていない例である。
【００１８】実施例−２
表３にゴム付きのスチールコードの回転曲げ疲労特性に
及ぼすフェライト再結晶率の影響を示す。スチールコー
ドは１×７×０．２撚りのコードを用い、またゴムは表
４に示す配合ゴムを使用した。
及ぼすフェライト再結晶率の影響を示す。スチールコー
ドは１×７×０．２撚りのコードを用い、またゴムは表
４に示す配合ゴムを使用した。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】回転曲げ疲労特性は、試験本数１５本のス
テアケース法で繰り返し数６×１０6 回におけるゴム付
きコードの疲労強度を求めた。表３の試験Ｎｏ．３２，
３３，３５が本発明例であり、３１，３４が従来の極細
鋼線を用いたスティールコードの比較例である。同表に
見られるように本発明例はいずれもスティールコードに
おいても従来コードより疲労強度が高い。これに対して
比較例であるＮｏ．３１，３４は再結晶したフェライト
を含まないために本発明例に比べコード疲労強度が低
い。
テアケース法で繰り返し数６×１０6 回におけるゴム付
きコードの疲労強度を求めた。表３の試験Ｎｏ．３２，
３３，３５が本発明例であり、３１，３４が従来の極細
鋼線を用いたスティールコードの比較例である。同表に
見られるように本発明例はいずれもスティールコードに
おいても従来コードより疲労強度が高い。これに対して
比較例であるＮｏ．３１，３４は再結晶したフェライト
を含まないために本発明例に比べコード疲労強度が低
い。
【００２２】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなごとく、本
発明は極細鋼線にフェライト再結晶を新たに導入し、こ
のフェライト再結晶率を最適に選択するとともに、伸線
加工後、適切な加熱処理を施すことにより疲労特性が極
めて優れた再結晶したフェライトを含む極細鋼線の製造
を可能にしたものであり、産業上の効果は極めて顕著な
ものがある。
発明は極細鋼線にフェライト再結晶を新たに導入し、こ
のフェライト再結晶率を最適に選択するとともに、伸線
加工後、適切な加熱処理を施すことにより疲労特性が極
めて優れた再結晶したフェライトを含む極細鋼線の製造
を可能にしたものであり、産業上の効果は極めて顕著な
ものがある。
【図１】従来の極細鋼線の引張強さと疲労強度の関係の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図２】極細鋼線のフェライト再結晶率と極細鋼線の疲
労強度の関係を解析した一例を示す図である。
労強度の関係を解析した一例を示す図である。
【図３】再結晶したフェライトを含む極細鋼線と含まな
い極細鋼線について引張強さと疲労強度の関係の一例を
示す図である。
い極細鋼線について引張強さと疲労強度の関係の一例を
示す図である。
【図４】再結晶したフェライトを含む極細鋼線の透過型
電子顕微鏡による金属組織写真の一例を示す図である。
電子顕微鏡による金属組織写真の一例を示す図である。
【図５】フェライト再結晶率に及ぼすＴ×（２０＋log
t ）の影響について解析した一例を示す図である。
t ）の影響について解析した一例を示す図である。
【表２のつづき】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−293938（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 9/52 103
C21D 7/04
C23C 30/00
Claims (2)
- 【請求項１】 線径が０．０５〜０．４mmのブラスめっ
き層を有する引張強さが３８９０ＭＰａ以下の鋼線にお
いて、伸線加工されたパーライト組織中のフェライト総
面積に対して５〜９０％のフェライトが再結晶している
ことを特徴とする疲労特性の優れた極細鋼線。 - 【請求項２】 請求項１記載の極細鋼線を製造する方法
であって、パテンティング処理後ブラスめっきを行い、
線径０．０５〜０．４mmに伸線加工を行って製造した鋼
線を３００℃以上の加熱温度で１４０００≧Ｔ×（２０
＋log t ）≧１１０００なる関係（Ｔ：絶対温度で表示
される加熱温度、ｔ：加熱時間）を満足するように加熱
処理することを特徴とする疲労特性の優れた極細鋼線の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10880093A JP3398174B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 疲労特性の優れた極細鋼線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10880093A JP3398174B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 疲労特性の優れた極細鋼線およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299252A JPH06299252A (ja) | 1994-10-25 |
| JP3398174B2 true JP3398174B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=14493809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10880093A Expired - Fee Related JP3398174B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 疲労特性の優れた極細鋼線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398174B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102124129A (zh) * | 2008-08-20 | 2011-07-13 | 株式会社普利司通 | 高强度金属线材的制造方法 |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP10880093A patent/JP3398174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06299252A (ja) | 1994-10-25 |
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