JP4323691B2

JP4323691B2 - 鋼線の製造方法ならびにその製造に使用する潤滑剤

Info

Publication number: JP4323691B2
Application number: JP2000207328A
Authority: JP
Inventors: 世紀西田; 真樹夫菊地
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002028716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱間圧延された線材を伸線加工によって、より細い線径に加工し、これらを複数本を撚って製造される、スチールコード、釣り糸、カットワイヤ、放電加工ワイヤ、ソーワイヤなどの線径の小さな高強度のワイヤの加工方法ならびに伸線加工に使用する潤滑剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高炭素鋼極細線は熱間圧延した後に必要に応じて調整冷却し、直径５〜１６mmの線材とされる。その後、この線材は中間パテンティング処理を含む伸線加工により、さらに細い線径の鋼線とされ、最終ワイヤの強度を調整する最終パテンティング処理を行なった後、ブラスなどのメッキ処理を行い最終伸線加工により、さらに細い線径のワイヤに加工されている。
【０００３】
このような工程で製造されるスチールコードを始めとするワイヤは、生産性をあげるため伸線速度を向上させたいが、伸線速度を上げれば上げるほどワイヤの延性が低下するという問題がある。従って、その後の伸線がない、最終伸線における伸線速度を向上することが肝要である。
例えば、特許番号２５００７８６号公報には、線材の一次伸線速度を向上するため、Cuを適量添加することによりメカニカルデスケーリング性を向上して、伸線加工速度を向上する技術が開示されている。しかし、このような方法では、酸洗によりデスケーリングを行いめっき処理を行ったワイヤの最終伸線加工速度を向上することは難しく、めっき処理後の最終伸線加工速度を向上する技術が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スチールコード、ソーワイヤなどのようにめっき処理を行い伸線加工を行う工程において、伸線加工速度を向上し、鋼線加工工程全体の生産性を向上する高速伸線加工方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は、鋼を連続伸線する際に、−２０℃以上５℃以下、好ましくは０℃以下とした潤滑剤を用いて伸線加工を行うことを特徴とする鋼線の製造方法であり、また、この鋼線は成分として質量％で、Ｃ：0.６〜1.3%を含み、更に好ましくはSi：0.1 〜2.0%、Mn：0.1 〜2.0%を含むものである。更に、本発明においては鋼線の伸線加工に使用する上述した潤滑剤が、グリセリン、メチルアルコール、エチルアルコールの１種以上を含む潤滑剤である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
一般に鋼線の製造は、鋼を溶製した後にブルームあるいはビレットに連続鋳造する。ブルームとされた鋼は、分塊圧延でビレットに熱間圧延される。これらのビレットは熱間圧延で直径5.0 〜16mmに加工され、さらに調整冷却により初析セメンタイトの無いパーライト組織となる線材とされる。この時の調整冷却には衝風冷却、溶融塩冷却、気水冷却などいずれでも良い。次に、これらの線材は、伸線加工、或いは、中間熱処理を間に含む伸線加工で直径1.0mm 〜2.0mm のワイヤに加工される。この時の伸線加工は、孔ダイスを用いた引き抜き加工、ローラーダイスが用いられる。また、中間熱処理はパテンティング、焼き鈍しなど強度を低下し延性が回復する熱処理であればいづれでも良い。このワイヤは最終パテンティング処理が施され、微細なパーライト組織に調整される。最終パテンティング処理には、鉛パテンティング、流動層処理などを用いることができる。組織調整されたワイヤはブラスめっきなどの処理が施された後、湿式連続伸線を用いて直径0.02mm〜1.0mm の極細鋼線とされる。この時のワイヤ強度は、およそ2.5GPa〜5GPaの引張強さになる。
【０００７】
このような工程で生産性を向上する際に最も重要なのは最終の湿式伸線での伸線方法である。本発明者らは、このような高強度のワイヤの伸線加工においては、湿式伸線での冷却能を高めることが重要であり、そのために、水溶性の潤滑剤の温度を5 ℃以下、望ましくは0 ℃以下で使用すると、高速伸線が可能となることはもちろんのこと、その他に最終ワイヤの延性が高くなり、場合によってはデラミネーションの発生が抑えられる事を見いだした。図１に潤滑剤の温度を最終ワイヤの捻回値の関係を示した。潤滑剤を低温にする場合、特に０℃以下とする場合には、水溶性の潤滑剤にグリセリンを混ぜて使用することで、潤滑剤の凍結を防ぐことができ潤滑剤の潤滑性能そのものにも悪影響を与えないことを見いだした。
なお、本発明では、潤滑剤の温度の下限を、図１及び後述の実施例に基づいて、−２０℃とした。
【０００８】
また、グリセリンを使用する代わりにメチルアルコールやエチルアルコールを水溶性の潤滑剤の希釈に使用しても、0 ℃以下の温度でも凍結なく潤滑性能を保てることを見いだした。グリセリンを使用する場合もアルコール類を使用する場合も添加量は使用する潤滑剤の温度域において凍結しない程度に添加すれば上記の効果が得られるので、使用温度によって添加量を調整することができる。
【０００９】
次に、鋼組成の限定理由について説明する。成分は全て質量％である。
Ｃは強化に有効な元素であり高強度の鋼線を得るためにはC 量を0.6 ％以上とすることが必要であるが、高すぎると初析セメンタイトが析出しやすいため、延性が低下し、かつ伸線性が劣化するのでその上限は1.3 ％とする。
Ｓｉは鋼の脱酸のために必要な元素であり、従ってその含有量があまりに少ないとき、脱酸効果が不十分になるので0.1 ％以上添加する。また、Siは熱処理後に形成される
パーライト中のフェライト相に固溶しパテンティング後の強度を上げるが、反面、熱処理性を阻害するので2.0 ％以下とする。
【００１０】
Ｍｎは鋼の焼き入れ性を確保するために0.1 ％以上のMnを添加する。しかし、多量のMnの添加は、パテンティングの際の変態時間を長くしすぎるので2.0 ％以下とする。
【００１１】
【実施例】
以下に実施例に基づいて本発明の効果を記す。表1 に試作に用いた供試鋼の化学成分を示す。表１に示す鋼を溶製し、連続鋳造で鋳造した後、熱間圧延でビレットとした。このビレットを再加熱後、線材圧延のより直径5.5mm の線材とし、衝風冷却によるパテンティング、即ち、ステルモア冷却処理を行ない線材とした。この線材をメカニカルデスケーリングした後、ボラックス処理を行い、1.85mmに伸線加工した。この1.85mmのワイヤを950 ℃に加熱し、575 ℃で12〜20秒のパテンティング処理を施した。
【００１２】
これらのワイヤを本発明法は5 ℃以下の潤滑剤を使用し、比較法は20℃の潤滑剤を使用して0.3mm に伸線加工した。但し、潤滑方法は全没式の連続伸線機を使用した。表２に潤滑剤の温度ならびに得られたワイヤの機械的性質を示す。比較法ではデラミネーションが発生するのに対し、本発明法ではデラミネーションが発生せず、捻回値も高い。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は低温の潤滑剤を用いて伸線加工を行うことにより容易に高強度高延性の極細鋼線を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】潤滑剤の温度と捻回値の関係を示す図。

Claims

鋼を連続伸線する際に、−２０℃以上５℃以下とした潤滑剤を用いて伸線加工を行うことを特徴とする鋼線の製造方法。
前記潤滑剤を−２０℃以上０℃以下としたことを特徴とする請求項１記載の鋼線の製造方法。
前記鋼線の成分が、質量％で、Ｃ：0.６〜1.3 ％を含むことを特徴とする請求項１乃至２記載の鋼線の製造方法。
前記鋼線が、更に質量％で、Si：0.1 〜２．０% 、Mn：0.1〜２．０% を含むことを特徴とする請求項３記載の鋼線の製造方法。
請求項１乃至４記載の鋼線の製造方法に用いる潤滑剤が、グリセリン、メチルアルコール、エチルアルコールの１種以上を含むことを特徴とする鋼線の製造に使用する潤滑剤。