JP3448459B2 - 鋼線用線材 - Google Patents
鋼線用線材Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スケール密着性お
よびメカニカルデスケーリング時のスケール剥離性がよ
い鋼線用線材に関する。
よびメカニカルデスケーリング時のスケール剥離性がよ
い鋼線用線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼線の製造は、鋼片から圧延によって得
られた線材を伸線加工することによって行われる。鋼材
から線材への圧延直後の熱処理により、その後の伸線性
に大きく影響する鋼材の冶金学的組織が形成される。
られた線材を伸線加工することによって行われる。鋼材
から線材への圧延直後の熱処理により、その後の伸線性
に大きく影響する鋼材の冶金学的組織が形成される。
【０００３】これまで、０．７％以上の炭素が含まれる
鋼では、伸線に有害なマルテンサイトを出さないため
に、圧延後に空冷する事により組織をパーライトに調整
していた。しかし、パーライト組織は伸線加工中に硬化
するために一定の加工量を行った後、パテンティングに
より組織を整えてやる必要があった。これを中間パテン
ティングという。例えば、直径５．５mmから２．０mmま
で伸線したのち、中間パテンティングとして９５０℃で
オーステナイト化し、６５０℃でパーライト変態をさせ
ていた。パテンティングの際に線材の表面にはスケール
が生成し、パテンティング後にスケールの除去が必要と
なる。
鋼では、伸線に有害なマルテンサイトを出さないため
に、圧延後に空冷する事により組織をパーライトに調整
していた。しかし、パーライト組織は伸線加工中に硬化
するために一定の加工量を行った後、パテンティングに
より組織を整えてやる必要があった。これを中間パテン
ティングという。例えば、直径５．５mmから２．０mmま
で伸線したのち、中間パテンティングとして９５０℃で
オーステナイト化し、６５０℃でパーライト変態をさせ
ていた。パテンティングの際に線材の表面にはスケール
が生成し、パテンティング後にスケールの除去が必要と
なる。
【０００４】また、圧延後の線材の表面には酸化鉄を主
成分とするスケールが付着する。スケールは疵の原因と
なるために、伸線加工時には除去することが必要であ
り、スケールは応力負荷によるスケール除去（メカニカ
ルデスケーリング）で容易に剥離することが望ましい。
メカニカルデスケーリングではスケールが剥離しない場
合は、希塩酸等を使った酸洗によってスケールを除去す
るが、酸洗処理設備を必要とし、工程が複雑になってし
まう。従来はこのようなスケールの制御は、スケールの
剥離性に重点をおき、Ｓ等の元素を添加し成分を調整す
ることにより行ってきた。
成分とするスケールが付着する。スケールは疵の原因と
なるために、伸線加工時には除去することが必要であ
り、スケールは応力負荷によるスケール除去（メカニカ
ルデスケーリング）で容易に剥離することが望ましい。
メカニカルデスケーリングではスケールが剥離しない場
合は、希塩酸等を使った酸洗によってスケールを除去す
るが、酸洗処理設備を必要とし、工程が複雑になってし
まう。従来はこのようなスケールの制御は、スケールの
剥離性に重点をおき、Ｓ等の元素を添加し成分を調整す
ることにより行ってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在の工程では、細い
直径を有する線材を製造するためには、中間パテンティ
ングが不可欠とされているが、生産性を向上し、熱処理
コストを削減するために中間パテンティングを省略でき
るような伸線加工性に優れた線材が必要とされてきた。
また、スケールの発生を防ぎ歩留まりの向上を図るとと
もに脱スケール工程の省略のためにも中間パテンティン
グが省略できることが求められていた。
直径を有する線材を製造するためには、中間パテンティ
ングが不可欠とされているが、生産性を向上し、熱処理
コストを削減するために中間パテンティングを省略でき
るような伸線加工性に優れた線材が必要とされてきた。
また、スケールの発生を防ぎ歩留まりの向上を図るとと
もに脱スケール工程の省略のためにも中間パテンティン
グが省略できることが求められていた。
【０００６】一方、これまで線材圧延後のスケール剥離
性を重視した結果、線材製造工程から伸線加工にいたる
過程でスケールが剥離し、表面に地鉄を露出してしま
い、錆が生じてしまうことが問題となった。そこで、工
程間の移動の途中では剥離しにくく錆の防止に利用で
き、伸線加工の直前で容易に剥離するようなスケール特
性が求められてきた。つまり、工程間の搬送中に生じる
応力下では密着性がよく、しかも一定以上の応力を負荷
するメカニカルデスケーリングなどで容易に剥離する、
スケールが好都合でありそのための研究がなされてき
た。
性を重視した結果、線材製造工程から伸線加工にいたる
過程でスケールが剥離し、表面に地鉄を露出してしま
い、錆が生じてしまうことが問題となった。そこで、工
程間の移動の途中では剥離しにくく錆の防止に利用で
き、伸線加工の直前で容易に剥離するようなスケール特
性が求められてきた。つまり、工程間の搬送中に生じる
応力下では密着性がよく、しかも一定以上の応力を負荷
するメカニカルデスケーリングなどで容易に剥離する、
スケールが好都合でありそのための研究がなされてき
た。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、状況に応じたスケール密着性および剥離性の改善を
図ることが可能な鋼線用線材を提供することを目的とす
る。
で、状況に応じたスケール密着性および剥離性の改善を
図ることが可能な鋼線用線材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】本発明は重量％で
Ｃ ：０．６０〜１．２％
Ｓｉ：０．１０〜０．４０％
Ｍｎ：０．２０〜０．９０％
Ｐ ：０．０２％以下
Ｓ ：０．００１２％以下
更に必要に応じて、Ｃｒ：０．０２〜０．３％
を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなり、
かつ下記式（１）により規定される引張強さを有するこ
とにより伸線加工時の中間焼鈍を省略可能とし、中間焼
鈍に伴うスケール除去工程を省略できることを特徴とす
る鋼線用線材であり、 ＴＳ≦８５×（Ｃ）＋７０ ・・・（１） ただし、Ｃ ：炭素含有量（重量％） ＴＳ：引張強さ（kgf/mm2 ） また、上部ベイナイト組織率が面積率で８０％以上のミ
クロ組織を有することにより伸線加工時の中間焼鈍を省
略可能とし、中間焼鈍に伴うスケール除去工程を省略で
きることを特徴とする上記記載の鋼線用線材であり、さ
らに、線材圧延後の鋼材表面に付着したスケールと鋼材
との界面のＳの濃化領域において、Ｓの最大値が０．０
７％以下であるスケール密着性および剥離性がよいこと
を特徴とする上記記載の鋼線用線材である。
かつ下記式（１）により規定される引張強さを有するこ
とにより伸線加工時の中間焼鈍を省略可能とし、中間焼
鈍に伴うスケール除去工程を省略できることを特徴とす
る鋼線用線材であり、 ＴＳ≦８５×（Ｃ）＋７０ ・・・（１） ただし、Ｃ ：炭素含有量（重量％） ＴＳ：引張強さ（kgf/mm2 ） また、上部ベイナイト組織率が面積率で８０％以上のミ
クロ組織を有することにより伸線加工時の中間焼鈍を省
略可能とし、中間焼鈍に伴うスケール除去工程を省略で
きることを特徴とする上記記載の鋼線用線材であり、さ
らに、線材圧延後の鋼材表面に付着したスケールと鋼材
との界面のＳの濃化領域において、Ｓの最大値が０．０
７％以下であるスケール密着性および剥離性がよいこと
を特徴とする上記記載の鋼線用線材である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の成分限定理由を述
べる。Ｃは熱処理により硬鋼線として十分な強度を得る
ために、パーライト組織とすることが望ましく、０．６
０％以上必要であるが、１．２％を超えると黒鉛化の傾
向が増大し、靭性の低下が著しくなるために、その範囲
を０．６０〜１．２％とした。
べる。Ｃは熱処理により硬鋼線として十分な強度を得る
ために、パーライト組織とすることが望ましく、０．６
０％以上必要であるが、１．２％を超えると黒鉛化の傾
向が増大し、靭性の低下が著しくなるために、その範囲
を０．６０〜１．２％とした。
【００１０】Ｓｉはフェライト中に固溶することにより
素地の強度を上げるとともに、析出炭化物の微細化を促
進し、さらに結晶粒の微細化にも有効である。このよう
な理由により、Ｓｉの範囲を０．１％以上としたが、
０．４％を超えると鋼材とスケール界面にＳｉ酸化物Ｓ
ｉＯ2 が多く発生し、スケール剥離性が大きくなるの
で、その範囲を０．１〜０．４％とした。
素地の強度を上げるとともに、析出炭化物の微細化を促
進し、さらに結晶粒の微細化にも有効である。このよう
な理由により、Ｓｉの範囲を０．１％以上としたが、
０．４％を超えると鋼材とスケール界面にＳｉ酸化物Ｓ
ｉＯ2 が多く発生し、スケール剥離性が大きくなるの
で、その範囲を０．１〜０．４％とした。
【００１１】Ｍｎは焼入れ性を高め、鋼線としての強度
を得るための元素であり、０．２％以上必要であるが、
０．９％を超えて含有させると靭性を害するため、その
範囲を０．２〜０．９％とした。
を得るための元素であり、０．２％以上必要であるが、
０．９％を超えて含有させると靭性を害するため、その
範囲を０．２〜０．９％とした。
【００１２】Ｐは鋼材の強度の向上に寄与はするが、同
時に脆性を高めるため、しかも、０．０２％を超えると
伸線加工に供することができないため、０．０２％以下
とした。
時に脆性を高めるため、しかも、０．０２％を超えると
伸線加工に供することができないため、０．０２％以下
とした。
【００１３】Ｓはスケールと地鉄界面を脆化し易くする
働きがあり、応力負荷によるスケール除去（メカニカル
デスケーリング）でのスケール剥離性を高める。スケー
ルの密着性を向上させる元素が添加されていない場合、
０．００１２％を超えるとスケール評点が著しく低下す
るために、その範囲を０．００１２％以下とした。
働きがあり、応力負荷によるスケール除去（メカニカル
デスケーリング）でのスケール剥離性を高める。スケー
ルの密着性を向上させる元素が添加されていない場合、
０．００１２％を超えるとスケール評点が著しく低下す
るために、その範囲を０．００１２％以下とした。
【００１４】以上が、本発明鋼の基本成分である。更
に、ベイナイト組織率を上げ、伸線加工性を向上する目
的で、Ｃｒを０．０２％以上添加することも可能であ
る。しかし、０．３％を超えるとベイナイト変態時にマ
ルテンサイトを生成しやすくなり伸線時に断線し易くな
るため、上限は０．３％とする。
に、ベイナイト組織率を上げ、伸線加工性を向上する目
的で、Ｃｒを０．０２％以上添加することも可能であ
る。しかし、０．３％を超えるとベイナイト変態時にマ
ルテンサイトを生成しやすくなり伸線時に断線し易くな
るため、上限は０．３％とする。
【００１５】上記の成分を有する鋼を圧延直後の線材を
雰囲気炉または、ソルトバスにより３５０〜５００℃の
範囲の一定温度に保持してやることにより、線材の組織
はベイナイトに調整される。特に、下記（１）式で示さ
れる特性を有する線材は伸線加工性が高いことが明らか
となった。さらに、この特性を安定して有する条件とし
ては、上部ベイナイト組織率が面積率で８０％以上のミ
クロ組織を有することが必要であることが判明した。こ
の条件を満たす線材においては中間パテンティングを省
略できるため、それに伴うデスケーリングを省略できる
ことが判明した。 ＴＳ≦８５×（Ｃ）＋７０ ・・・（１） ただし、Ｃ ：炭素含有量（重量％） ＴＳ：引張強さ（kgf/mm2 ）
雰囲気炉または、ソルトバスにより３５０〜５００℃の
範囲の一定温度に保持してやることにより、線材の組織
はベイナイトに調整される。特に、下記（１）式で示さ
れる特性を有する線材は伸線加工性が高いことが明らか
となった。さらに、この特性を安定して有する条件とし
ては、上部ベイナイト組織率が面積率で８０％以上のミ
クロ組織を有することが必要であることが判明した。こ
の条件を満たす線材においては中間パテンティングを省
略できるため、それに伴うデスケーリングを省略できる
ことが判明した。 ＴＳ≦８５×（Ｃ）＋７０ ・・・（１） ただし、Ｃ ：炭素含有量（重量％） ＴＳ：引張強さ（kgf/mm2 ）
【００１６】さらにこれまでの研究の結果、スケール中
にはＳは検出限界である０．０００１％以下しか存在せ
ず、スケールと鋼材の界面に濃化することが判明した。
これは、鋼材の圧延直後の冷却過程において１０００〜
９００℃の温度域でのスケール成長時にＦｅが優先的に
酸化し、Ｓをスケール中から排出するためである。冷却
速度を変えると１０００〜９００℃の温度域の通過時間
が変わり、Ｓ濃化部のＳ最大値は変化する。界面のＳ濃
化領域は、ＥＰＭＡにより、直径０．１μｍの電子線を
スケールと鋼材との界面に垂直な方向に走査することに
より、そのＳ濃度を測定し、最大値を特定することがで
きる。このＳ最大値が０．０７％以下である時がスケー
ルの密着性がたかくなり、搬送中の接触等の衝撃にも十
分たえ、デスケーリングの応力負荷時には４．５％以上
の歪み量で鋼との界面が降伏して剥離性が良好となるこ
とを今回見いだした。
にはＳは検出限界である０．０００１％以下しか存在せ
ず、スケールと鋼材の界面に濃化することが判明した。
これは、鋼材の圧延直後の冷却過程において１０００〜
９００℃の温度域でのスケール成長時にＦｅが優先的に
酸化し、Ｓをスケール中から排出するためである。冷却
速度を変えると１０００〜９００℃の温度域の通過時間
が変わり、Ｓ濃化部のＳ最大値は変化する。界面のＳ濃
化領域は、ＥＰＭＡにより、直径０．１μｍの電子線を
スケールと鋼材との界面に垂直な方向に走査することに
より、そのＳ濃度を測定し、最大値を特定することがで
きる。このＳ最大値が０．０７％以下である時がスケー
ルの密着性がたかくなり、搬送中の接触等の衝撃にも十
分たえ、デスケーリングの応力負荷時には４．５％以上
の歪み量で鋼との界面が降伏して剥離性が良好となるこ
とを今回見いだした。
【００１７】以上が本発明の鋼の基本成分とスケール中
Ｓ濃度である。この製造に際しては、通常の製鋼、造塊
あるいは連続鋳造、分塊圧延、更に棒鋼圧延または線材
圧延の工程を経て、線材を得ることができる。その後、
デスケーリング工程を含む伸線加工工程を経て、所定の
線径を有する最終製品となる。次に、本発明の効果を実
施例により具体的に述べる。
Ｓ濃度である。この製造に際しては、通常の製鋼、造塊
あるいは連続鋳造、分塊圧延、更に棒鋼圧延または線材
圧延の工程を経て、線材を得ることができる。その後、
デスケーリング工程を含む伸線加工工程を経て、所定の
線径を有する最終製品となる。次に、本発明の効果を実
施例により具体的に述べる。
【００１８】
【実施例】表１は供試鋼の化学成分を示したものであ
る。表１において、Ａ１〜Ａ５は本発明鋼、Ｂ１〜Ｂ１
２は比較材である。通常の転炉精錬、連続鋳造によって
得られたブルーム（断面３００mm×５００mm）を分塊圧
延、線材圧延を経て線材（断面７mmφ）に圧延した。圧
延直後に４５０℃に設定したソルトバス中にて完全に変
態させた。
る。表１において、Ａ１〜Ａ５は本発明鋼、Ｂ１〜Ｂ１
２は比較材である。通常の転炉精錬、連続鋳造によって
得られたブルーム（断面３００mm×５００mm）を分塊圧
延、線材圧延を経て線材（断面７mmφ）に圧延した。圧
延直後に４５０℃に設定したソルトバス中にて完全に変
態させた。
【００１９】得られた線材について通常の方法にて評価
した。得られた線材について伸線加工限界およびスケー
ル評点と残留スケール量を測定した。表２にその結果を
示す。伸線加工限界は伸線加工して断線しなかった最終
ダイス径を元線径に対する真歪みとして表した。伸線限
界真歪みが３．５以上あれば中間パテンティングは省略
可能である。本発明の鋼においてＴＳと上部ベイナイト
組織率をを所定の範囲に制御することによって、高い伸
線加工性が得られることが分かる。
した。得られた線材について伸線加工限界およびスケー
ル評点と残留スケール量を測定した。表２にその結果を
示す。伸線加工限界は伸線加工して断線しなかった最終
ダイス径を元線径に対する真歪みとして表した。伸線限
界真歪みが３．５以上あれば中間パテンティングは省略
可能である。本発明の鋼においてＴＳと上部ベイナイト
組織率をを所定の範囲に制御することによって、高い伸
線加工性が得られることが分かる。
【００２０】スケール評点は、鋼材の全表面に対するス
ケールが剥離した面積の比を指数化したもので、数字が
高いものほどスケール剥離が大きい。スケール評点が
１．５以下であれば、防錆剤の塗布等を必要としない。
本発明によりスケール評点が小さくなり、スケールが安
定して付着していることがわかる。
ケールが剥離した面積の比を指数化したもので、数字が
高いものほどスケール剥離が大きい。スケール評点が
１．５以下であれば、防錆剤の塗布等を必要としない。
本発明によりスケール評点が小さくなり、スケールが安
定して付着していることがわかる。
【００２１】残留スケール量とは、鋼材に応力を負荷し
てスケールを除去する方法（メカニカルデスケーリン
グ）を行なった後に鋼材表面に残るスケールのことであ
る。通常、メカニカルデスケーリング後に、希塩酸によ
る酸洗を行い、酸洗前後の重量差を残留スケール量とす
る。通常残留スケール指標は、残留スケールの鋼材の重
量に対する比を指数化した値で示され、大きいほど悪
い。残留スケール指標が０．２以下であれば、酸洗を必
要としない。本発明により、残留スケールが著しく改善
されていることがわかる。
てスケールを除去する方法（メカニカルデスケーリン
グ）を行なった後に鋼材表面に残るスケールのことであ
る。通常、メカニカルデスケーリング後に、希塩酸によ
る酸洗を行い、酸洗前後の重量差を残留スケール量とす
る。通常残留スケール指標は、残留スケールの鋼材の重
量に対する比を指数化した値で示され、大きいほど悪
い。残留スケール指標が０．２以下であれば、酸洗を必
要としない。本発明により、残留スケールが著しく改善
されていることがわかる。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、線材の組織をベイナイ
ト化することにより伸線加工性が向上し、中間パテンテ
ィングが省略可能となり、生産性の向上と加熱に要する
燃料の節約が図られた。工程間でのスケール密着性が良
くなるために、防錆剤塗布の省略が可能となり、省力化
が図られた。また、防錆剤の塗布及び剥離に必要となる
化学物質による環境汚染が防止できる。さらに、スケー
ル除去工程をメカニカルデスケーリングとすることによ
り、酸洗工程省略による省力化と、酸処理設備の除却が
図れる。産業上のメリットのみならず、環境にも配慮し
た優れた発明である。
ト化することにより伸線加工性が向上し、中間パテンテ
ィングが省略可能となり、生産性の向上と加熱に要する
燃料の節約が図られた。工程間でのスケール密着性が良
くなるために、防錆剤塗布の省略が可能となり、省力化
が図られた。また、防錆剤の塗布及び剥離に必要となる
化学物質による環境汚染が防止できる。さらに、スケー
ル除去工程をメカニカルデスケーリングとすることによ
り、酸洗工程省略による省力化と、酸処理設備の除却が
図れる。産業上のメリットのみならず、環境にも配慮し
た優れた発明である。
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(56)参考文献 特開 平６−17191（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−17192（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−324923（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 38/00 - 38/60
B21C 1/00
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ ：０．６０〜１．２％ Ｓｉ：０．１０〜０．４０％ Ｍｎ：０．２０〜０．９０％ Ｐ ：０．０２％以下 Ｓ ：０．００１２％以下 を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
成分で、かつ下記式（１）により規定される引張強さを
有することにより伸線加工時の中間焼鈍を省略可能と
し、中間焼鈍に伴うスケール除去工程を省略できること
を特徴とする鋼線用線材。 ＴＳ≦８５×（Ｃ）＋７０ ・・・（１） ただし、Ｃ ：炭素含有量（重量％） ＴＳ：引張強さ（kgf/mm2 ） - 【請求項２】 鋼成分が、更に、Ｃｒ：０．０２〜０．
３％含有した事を特徴とする請求項１記載の鋼線用線
材。 - 【請求項３】 上部ベイナイト組織率が面積率で８０％
以上のミクロ組織を有することにより伸線加工時の中間
焼鈍を省略可能とし、中間焼鈍に伴うスケール除去工程
を省略できることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼
線用線材。 - 【請求項４】 線材圧延後の鋼材表面に付着したスケー
ルと鋼材との界面のＳの濃化領域において、Ｓの最大値
が０．０７％以下であるスケール密着性および剥離性が
良好なことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載
の鋼線用線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15206797A JP3448459B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 鋼線用線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15206797A JP3448459B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 鋼線用線材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111748A JPH111748A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3448459B2 true JP3448459B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=15532337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15206797A Expired - Fee Related JP3448459B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 鋼線用線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448459B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4875358A (en) * | 1987-05-21 | 1989-10-24 | Stephan Marsh | Preparation of condoms by the user |
| KR101789949B1 (ko) * | 2013-10-08 | 2017-10-25 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 선재, 과공석 베이나이트 강선 및 그것들의 제조 방법 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15206797A patent/JP3448459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH111748A (ja) | 1999-01-06 |
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