JP5890149B2 - Method for manufacturing brass-plated steel wire - Google Patents
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Description
本発明は、ブラスめっき鋼線の製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）、ブラスめっき鋼線、スチールコードおよび空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ブラスめっき鋼線材の断線を防止し、かつ、最終伸線時におけるエネルギー消費量を低減することができるブラスめっき鋼線の製造方法、ブラスめっき鋼線、スチールコードおよび空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a brass-plated steel wire (hereinafter, also simply referred to as “manufacturing method”), a brass-plated steel wire, a steel cord, and a pneumatic tire (hereinafter, also simply referred to as “tire”). The present invention relates to a brass-plated steel wire manufacturing method, a brass-plated steel wire, a steel cord, and a pneumatic tire that can prevent the disconnection of the plated steel wire and reduce the energy consumption during the final wire drawing.
タイヤ用補強材のスチールコードを代表とするブラスめっき鋼線の製造過程は、主に乾式伸線による前段伸線を行い、その後にパテンティング熱処理によりパーライト鉄鋼組織の作り込みを行い、続いて鋼線材の表面にブラスめっきを施し最終伸線工程である湿式伸線に供する。ブラスめっきの手段として、銅めっき層の上に亜鉛めっきを行い、その後熱拡散によりブラスめっき層を生成する熱拡散めっき法が一般的に採用されている。 The manufacturing process of brass-plated steel wire, represented by steel cords for tire reinforcement, is mainly pre-drawn by dry-drawing, and then a pearlite steel structure is formed by patenting heat treatment, followed by steel. The surface of the wire is subjected to brass plating and used for wet wire drawing, which is the final wire drawing step. As a means of brass plating, a thermal diffusion plating method is generally employed in which zinc plating is performed on a copper plating layer and then a brass plating layer is generated by thermal diffusion.
しかしながら、ブラスめっき鋼線を上述した方法で伸線を行った場合には、ブラスめっき後伸線するまでの間において、ブラスめっき表面に酸化亜鉛（ＺｎＯ）が生成しやすい。この酸化亜鉛は、一般に針状で非常に硬質であり、湿式伸線時の特に入線側上流部のダイスでのブラスめっき鋼線を伸線する時に潤滑性を低下させるという問題を有している。 However, when the brass-plated steel wire is drawn by the above-described method, zinc oxide (ZnO) is likely to be generated on the surface of the brass plating until after the brass plating. This zinc oxide is generally needle-like and very hard, and has a problem that the lubricity is lowered when a brass-plated steel wire is drawn with a die on the upstream side of the incoming wire during wet drawing. .
また、伸線加工される前の鋼線材の表面にはある程度の凹凸（表面粗さ）があり、この鋼線材表面にブラスめっきを施すと、めっき粒子は線材表面の影響を受けた析出分布をとるため、めっき後も表面凹凸は依然として存在し、この表面凹凸のあるブラスめっき鋼線材を、従来のように伸線加工を一貫して湿式伸線法によって行った場合には、鋼線材のめっき表面を被覆する潤滑被膜が（乾式伸線法で行った場合の潤滑被膜に比べて）薄く、伸線前の凹凸のあるめっき表面全体を完全に潤滑剤で被覆することが難しいことから、めっき表面の尖った凸部分を潤滑剤で被覆することができず、ダイスと直接接触することになり、潤滑性が悪いことが原因で、かかる部分のめっきが脱落したり、ダイスと直接接触することでめっきがダイスに焼付いたりするおそれがある。 In addition, the surface of the steel wire before drawing is uneven to some extent (surface roughness). When this steel wire surface is subjected to brass plating, the plating particles have a precipitation distribution affected by the surface of the wire. Therefore, even after plating, surface irregularities still exist, and when a brass-plated steel wire with surface irregularities is consistently drawn by the wet wire drawing method as before, the steel wire is plated. Since the lubricating film covering the surface is thin (compared to the lubricating film when dry drawing is performed), it is difficult to completely coat the entire plated surface with unevenness before drawing with a lubricant. The sharp convex part of the surface cannot be covered with a lubricant and will be in direct contact with the die, so that the plating of this part may drop off or be in direct contact with the die due to poor lubricity. The plating is baked on the die. There is a risk that or.
このような問題を解決する手段として、特許文献１には、まず鋼線材のめっき表面を平滑化するための予備伸線を行い、次いで、複数のダイスを用いて連続的に湿式伸線を行う伸線方法が提案されている。この湿式伸線では、第１番目の伸線加工を第２番目以降の伸線加工よりも高濃度の液体潤滑剤を用いて行うブラスめっき鋼線材を連続的に伸線が行われる。 As means for solving such a problem, Patent Document 1 firstly performs preliminary wire drawing for smoothing the plating surface of a steel wire, and then continuously performs wet wire drawing using a plurality of dies. A drawing method has been proposed. In this wet wire drawing, a brass-plated steel wire material in which the first wire drawing process is performed using a liquid lubricant having a higher concentration than the second and subsequent wire drawing processes is continuously drawn.
近年、空気入りタイヤは地球環境負荷低減のために軽量化することについての技術開発が進められている。そのため、カーカスやベルトについては、スチールコードを層撚りのものから単撚りのものへ、さらには撚り無しのものに置き換えることによって、カーカスやベルト層を薄くすることが行われている。もっとも、単撚りのスチールコードや無撚りのスチールコードをカーカスやベルトに用いた場合であっても、空気入りタイヤの強度が低下することは避けなければならない。したがって、単撚りのスチールコードや無撚りのスチールコードには、所定の強度が求められる。 In recent years, technical development has been advanced on reducing the weight of pneumatic tires in order to reduce the global environmental load. Therefore, with respect to carcass and belt, thinning of the carcass and belt layer is performed by replacing the steel cord from a layer-twisted one to a single-twisted one and further to a non-twisted one. However, even when a single-twisted steel cord or a non-twisted steel cord is used for a carcass or a belt, it is necessary to avoid a decrease in the strength of the pneumatic tire. Therefore, a predetermined strength is required for a single-stranded steel cord or a non-twisted steel cord.
この強度を確保するためには、ブラスめっき鋼線の径を太くすることや、高炭素含有のブラスめっき鋼線を使用することが必要になる。しかしながら、このようなブラスめっき鋼線を得るために、太径や高炭素含有のブラスめっき鋼線材を最終湿式伸線に供すると、伸線末期に断線が生じるという問題が新たに発生した。また、ブラスめっき鋼線の製造プロセスにおける省エネルギー化も重要な課題である。 In order to ensure this strength, it is necessary to increase the diameter of the brass-plated steel wire or use a brass-plated steel wire containing a high carbon content. However, in order to obtain such a brass-plated steel wire, when a brass-plated steel wire material having a large diameter or a high carbon content is subjected to the final wet wire drawing, a new problem that breakage occurs at the end of the wire drawing has occurred. In addition, energy saving in the manufacturing process of brass-plated steel wire is also an important issue.
そこで、本発明の目的は、ブラスめっき鋼線材の断線を防止し、かつ、最終伸線時におけるエネルギー消費量を低減することができるブラスめっき鋼線の製造方法、ブラスめっき鋼線、スチールコードおよび空気入りタイヤを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a brass-plated steel wire manufacturing method, a brass-plated steel wire, a steel cord, and a brass-plated steel wire that can prevent breakage of the brass-plated steel wire and reduce energy consumption at the final wire drawing. It is to provide a pneumatic tire.
本発明者は、上記課題を解消するため、最終湿式伸線工程におけるブラスめっき鋼線材の断線の原因について鋭意検討した結果、ブラスめっき鋼線材の破断形態はシェブロンクラックの起点部に未加工組織が少量残留したセントラルバーストによる断線（ＣＢ断線）であることを見出した。図３は、ＣＢ断線の先端部の形状を示す説明図であり、図４はＣＢ断線の先端部の拡大斜視図であり、図５はＣＢ断線の先端のシェブロンクラックの起点部の拡大図である。このシェブロンクラック先端周辺には熱処理履歴が見られないため、最終伸線工程以前に生じた内部クラックではなく、また未加工組織の残留量も少量であることから、シェブロンクラックの発生工程は最終湿式伸線の初期であると考えられる。また、偏析や介在物等の材料欠陥が認められないことからも、伸線時の異常によりシェブロンクラックが生じたものと考えられる。 In order to solve the above problems, the present inventor has intensively studied the cause of the disconnection of the brass-plated steel wire rod in the final wet wire drawing step. As a result, the fracture form of the brass-plated steel wire rod has a raw structure at the starting point of the chevron crack. It was found that the disconnection was caused by a central burst that remained in a small amount (CB disconnection). FIG. 3 is an explanatory view showing the shape of the tip of the CB break, FIG. 4 is an enlarged perspective view of the tip of the CB break, and FIG. 5 is an enlarged view of the starting point of the chevron crack at the tip of the CB break. is there. Since there is no heat treatment history around the chevron crack tip, it is not an internal crack that occurred before the final wire drawing process, and the residual amount of raw structure is small. This is considered to be the initial stage of wire drawing. In addition, since no segregation or material defects such as inclusions are observed, it is considered that chevron cracks were caused by abnormalities during wire drawing.
伸線時の異常の原因として次のことが考えられる。太径や高炭素含有のブラスめっき鋼線材は高強度であるため大きな引き抜き力が必要であり、さらに熱拡散めっきによりブラスめっき表面に生じた酸化亜鉛は潤滑性がないため、特に最終湿式伸線工程における頭３パス程度は、無潤滑の状態でブラスめっき鋼線材を伸線していることになり、より大きな引き抜き力が必要となる。また、太径や高炭素含有のブラスめっき鋼線材は高強度であるため、スリップ式湿式伸線の径の小さいコーンに巻き付けることが困難で、頭ダイス付近で変動が大きいスリップ・グリップ現象が起こる。そのため、ブラスめっき鋼線材に急激な張力変動が生じ、引き抜き抵抗がさらに増大してしまう。さらに、この張力変動によりブラスめっき鋼線材の中心部に過大な張力が加わり、これがシェブロンクラックの原因であると考えられる。 The following are possible causes of abnormalities during wire drawing. Large diameter and high carbon content brass-plated steel wires have high strength and require a large pulling force. Furthermore, zinc oxide produced on the surface of brass plating by thermal diffusion plating is not lubricious, so the final wet wire drawing is particularly important. About three head passes in the process means that the brass-plated steel wire is drawn in a non-lubricated state, and a larger pulling force is required. In addition, because brass-plated steel wires with large diameters and high carbon content have high strength, it is difficult to wrap them around cones with small diameters of slip-type wet wire drawing, and slip-grip phenomenon with large fluctuations occurs near the head dies. . For this reason, a sudden tension fluctuation occurs in the brass-plated steel wire rod, and the drawing resistance further increases. Furthermore, it is considered that excessive tension is applied to the central portion of the brass-plated steel wire rod due to this fluctuation in tension, which is the cause of chevron cracks.
本発明者は、上記知見に基づいてさらに鋭意検討した結果、伸線時の潤滑状態を改善して伸線加工時のダイスによる引き抜き抵抗を小さくすることにより、具体的には、（ｉ）ブラスめっき鋼線の最終伸線工程前にブラスめっき鋼線の表面上の酸化亜鉛を低減すること、（ｉｉ）伸線の初期から高潤滑性能を付与することにより、ブラスめっき鋼線材の断線を防止し、かつ、最終伸線時におけるエネルギー消費量を低減することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of further intensive studies based on the above knowledge, the present inventor has improved the lubrication state at the time of wire drawing and reduced the drawing resistance by a die at the time of wire drawing, and specifically, (i) Brass Reduce zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire before the final drawing process of the plated steel wire, and (ii) prevent high-lubricating performance from the initial stage of wire-drawing to prevent breakage of the brass-plated steel wire And it discovered that the energy consumption at the time of final wire drawing could be reduced, and came to complete this invention.
すなわち、本発明のブラスめっき鋼線の製造方法は、鋼線材にブラスめっきを施すめっき工程と、得られたブラスめっき鋼線材に湿式伸線を施す最終伸線工程と、を含むブラスめっき鋼線の製造方法において、
前記最終伸線工程前に前記ブラスめっき鋼線材の表面の酸化亜鉛量を低減する酸化亜鉛低減工程と、得られた酸化亜鉛低減後のブラスめっき鋼線材の表面に潤滑被膜を設ける被膜処理工程と、を含み、前記酸化亜鉛低減工程における酸化亜鉛の低減をリン酸を用いて行い、前記ブラスめっき鋼線の表面の酸化亜鉛量が１０以上５０ｍｇ／ｍ２未満であることを特徴とするものである。
That is, the method of manufacturing a brass-plated steel wire according to the present invention includes a plating step for performing brass plating on a steel wire and a final wire drawing step for performing wet drawing on the resulting brass-plated steel wire. In the manufacturing method of
A zinc oxide reduction step for reducing the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire before the final wire drawing step, and a coating treatment step for providing a lubricating coating on the surface of the resulting brass-plated steel wire after reduction of zinc oxide; The zinc oxide is reduced in the zinc oxide reduction step using phosphoric acid, and the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire is 10 or more and less than 50 mg / m 2. is there.
本発明の製造方法においては、前記潤滑被膜はケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウムを主成分とする潤滑被膜からなることが好ましい。また、本発明の製造方法は、前記最終伸線工程後のブラスめっき鋼線の線径が０．４ｍｍ以上であるブラスめっき鋼線の製造に好適である。さらに、本発明の製造方法は、前記最終伸線工程後のブラスめっき鋼線の破断強度が３２００ＭＰａ以上のブラスめっき鋼線の製造に好適である。 In the manufacturing method of this invention, it is preferable that the said lubricating film consists of a lubricating film which has sodium silicate and / or potassium silicate as a main component. Moreover, the manufacturing method of this invention is suitable for manufacture of the brass plating steel wire whose wire diameter of the brass plating steel wire after the said last wire drawing process is 0.4 mm or more. Furthermore, the manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a brass-plated steel wire having a breaking strength of 3200 MPa or more after the final wire drawing step.
本発明によれば、ブラスめっき鋼線材の断線を防止し、かつ、最終伸線時におけるエネルギー消費量を低減することができるブラスめっき鋼線の製造方法、ブラスめっき鋼線、スチールコードおよび空気入りタイヤを提供することができる。 According to the present invention, a method of manufacturing a brass-plated steel wire, a brass-plated steel wire, a steel cord, and pneumatic that can prevent disconnection of the brass-plated steel wire and reduce energy consumption during final wire drawing Tires can be provided.
以下、本発明のブラスめっき鋼線の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明のブラスめっき鋼線の製造方法は、鋼線材にブラスめっきを施すめっき工程と、得られたブラスめっき鋼線に最終伸線を施す最終伸線工程と、を含む。図１は、本発明の製造方法の一好適な実施の形態のフローチャートである。図示例においては、まず、巻き出された鋼線材はパテンティング処理が施され、次いで酸洗および水洗を経て、銅めっき処理がなされている。その後、水洗、亜鉛めっき処理、水洗工程を経て、鋼線材の表面に銅および亜鉛が順次めっきされる。そしてその後、熱拡散処理により銅めっきおよび亜鉛めっきが合金化されブラスめっきとなる。
Hereinafter, the manufacturing method of the brass plating steel wire of the present invention is explained in detail using a drawing.
The method for producing a brass-plated steel wire according to the present invention includes a plating step for performing brass plating on a steel wire, and a final drawing step for performing final drawing on the obtained brass-plated steel wire. FIG. 1 is a flowchart of a preferred embodiment of the manufacturing method of the present invention. In the illustrated example, first, the unrolled steel wire is subjected to a patenting treatment, and then subjected to a copper plating treatment through pickling and water washing. Then, copper and zinc are sequentially plated on the surface of the steel wire through a washing process, a zinc plating treatment, and a washing process. Then, copper plating and zinc plating are alloyed by heat diffusion treatment to become brass plating.
本発明の製造方法においては、最終伸線工程前にブラスめっき鋼線材の表面の酸化亜鉛量を低減、好適には１０以上５０ｍｇ／ｍ２未満にする酸化亜鉛低減工程と、得られた酸化亜鉛低減後のブラスめっき鋼線材の表面に被膜を設ける被膜処理工程と、を設けることが重要である。ブラスめっき鋼線材の表面に潤滑被膜を形成することにより、最終伸線工程の初期における高潤滑性能を発現させることができ、頭ダイスから数パスにおけるブラスめっき鋼線材をダイスから引き抜く際の抵抗を低減させることができる。また、ブラスめっき鋼線材表面上の酸化亜鉛を低減することにより、最終伸線工程の後半において、ブラスめっき鋼線材をダイスから引き抜く際の抵抗を低減させることができる。 In the production method of the present invention, the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire is reduced before the final wire drawing step, preferably 10 to less than 50 mg / m 2 , and the obtained zinc oxide It is important to provide a coating treatment step for providing a coating on the surface of the reduced brass-plated steel wire. By forming a lubricating coating on the surface of the brass-plated steel wire, high lubrication performance in the initial stage of the final wire drawing process can be expressed, and resistance when pulling out the brass-plated steel wire from the head die in several passes is reduced. Can be reduced. Moreover, the resistance at the time of drawing | extracting a brass plating steel wire from a die | dye can be reduced in the latter half of a final wire drawing process by reducing the zinc oxide on the surface of a brass plating steel wire.
このように、本発明の製造方法では伸線初期から高潤滑性能を付与して、ダイスからの引き抜き抵抗を小さくすることにより、ブラスめっき鋼線材の伸線加工がスムーズになり、ブラスめっき鋼線材の中心で生じるシェブロンクラックを抑制し、断線を防止することができる。また、ブラスめっき鋼線材の引き抜き抵抗を低下させることにより、消費電力の低減も図れている。なお、最終伸線工程前にブラスめっき鋼線材の表面の酸化亜鉛量を低減、好適には１０以上５０ｍｇ／ｍ２未満としている理由は、酸化亜鉛量が５０ｍｇ／ｍ２以上であると、引く抜き抵抗を十分に低下させることができないためであり、一方、１０ｍｇ／ｍ２未満としても、表面の亜鉛が再び酸化して１０ｍｇ／ｍ２以上となってしまうためである。 Thus, in the manufacturing method of the present invention, high lubrication performance is imparted from the initial stage of wire drawing, and resistance to drawing from the die is reduced, so that the wire drawing of the brass plated steel wire becomes smooth, and the brass plated steel wire It is possible to suppress chevron cracks generated at the center of the wire and prevent disconnection. Moreover, the power consumption can be reduced by reducing the drawing resistance of the brass-plated steel wire. In addition, the reason for reducing the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire before the final wire drawing step, preferably 10 or more and less than 50 mg / m 2 is that the amount of zinc oxide is 50 mg / m 2 or more. This is because the punching resistance cannot be lowered sufficiently. On the other hand, even if it is less than 10 mg / m 2 , zinc on the surface is oxidized again and becomes 10 mg / m 2 or more.
また、引抜き抵抗を低下させることにより、工具負担が減り、摩耗低減およびダイス等の工具の寿命が改善されるという効果も得られる。すなわち、ダイス内面の摩耗状態が改善され、被膜処理、酸化亜鉛低減処理が施されたブラスめっき鋼線を使用したダイスのめっき凝着、縦キズ、リング摩耗が抑制される。さらに、酸化亜鉛低減処理がなされていないブラスめっき鋼線は、伸線加工の際の線速が増加するに従い引抜き力が増大する傾向が見られるが、伸線加工の前に酸化亜鉛低減処理が施されたブラスめっき鋼線においては、引抜き力には速度依存性が見られない。そのため、ブラスめっき鋼線材とダイスとの摩擦によるブラスめっき鋼線の性能、品質等の低下を抑制することができる。 Further, by reducing the pulling resistance, it is possible to reduce the burden on the tool, reduce the wear, and improve the life of the tool such as a die. That is, the wear state of the inner surface of the die is improved, and the plating adhesion, vertical scratches, and ring wear of the die using the brass-plated steel wire that has been subjected to coating treatment and zinc oxide reduction treatment are suppressed. In addition, brass-plated steel wires that have not been subjected to zinc oxide reduction treatment tend to have an increased drawing force as the drawing speed increases during wire drawing, but the zinc oxide reduction treatment must be performed before wire drawing. In the brass-plated steel wire applied, no speed dependence is seen in the drawing force. Therefore, it is possible to suppress deterioration in performance, quality, etc. of the brass-plated steel wire due to friction between the brass-plated steel wire and the die.
本発明においては、最終伸線前の酸化亜鉛低減工程における酸化亜鉛低減手段については特に制限はないが、酸洗処理により行われることが好ましい。また、酸洗処理に用いられる酸についても特に制限はないが、リン酸を用いることが好ましい。塩酸は塩化水素が製造工程の雰囲気に混入し鋼線を腐食して接着力や機械的性質の低下を招くことがあり、また、塩化水素の逸散防止管理が必要となる。硫酸を使用する場合、微量の残留した硫酸により水素脆化を招き疲労性が低下するので酸洗後の酸除去を充分に行える水洗設備を必要とする。このような見地から、好ましい無機酸はリン酸であり、リン酸は雰囲気中に逸散することもなく、水素脆化も招くこともなく、水洗後の鋼線に例え残存していてもリン酸塩となり接着に対し影響を及ぼさないという利点がある。 In the present invention, the zinc oxide reduction means in the zinc oxide reduction step before the final wire drawing is not particularly limited, but is preferably performed by pickling. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular also about the acid used for a pickling process, It is preferable to use phosphoric acid. Hydrochloric acid may be mixed with the atmosphere of the manufacturing process and corrode the steel wire, leading to a decrease in adhesive strength and mechanical properties, and it is necessary to manage the prevention of hydrogen chloride from escaping. When sulfuric acid is used, hydrogen embrittlement is caused by a small amount of residual sulfuric acid and fatigue resistance is lowered. Therefore, water washing equipment that can sufficiently remove the acid after pickling is required. From this standpoint, the preferred inorganic acid is phosphoric acid, which does not dissipate into the atmosphere, does not cause hydrogen embrittlement, and even if it remains in the steel wire after water washing There is an advantage that it becomes an acid salt and does not affect the adhesion.
本発明において、酸化亜鉛低減手段としてリン酸を用いた酸洗を採用する場合には、リン酸の濃度および洗浄時間については特に制限はないが、リン酸の濃度および酸洗処理時間が、下記関係式、
リン酸濃度（ｇ／Ｌ）×処理時間（ｓ）＞５．０（ｇ／Ｌ・ｓ）
を満足することが好ましい。上記関係式を満足することにより、ブラスめっき鋼線上の酸化亜鉛の量を十分に低下させることができる。
In the present invention, when pickling using phosphoric acid as a means for reducing zinc oxide is employed, the concentration of phosphoric acid and the washing time are not particularly limited, but the concentration of phosphoric acid and the pickling time are as follows: Relational expression,
Phosphoric acid concentration (g / L) × treatment time (s)> 5.0 (g / L · s)
Is preferably satisfied. By satisfying the above relational expression, the amount of zinc oxide on the brass-plated steel wire can be sufficiently reduced.
本発明においては、最終伸線前の被膜処理工程において形成する潤滑被膜は、ケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウムを主成分とするものであることが好ましいが、炭素数１２〜２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、リチウム、アルミニウムおよびマグネシウムからなる金属群から選ばれる少なくとも１種との塩と、融点が７０℃以上である天然ワックスおよび合成ワックスのうちのいずれか一方または双方と、を含むことがより好ましい。特にはさらに、硫酸塩、ホウ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいてもよい。 In the present invention, the lubricating coating formed in the coating treatment step before the final wire drawing is preferably composed mainly of sodium silicate and / or potassium silicate, but a saturated fatty acid having 12 to 26 carbon atoms. And a salt of at least one selected from the group consisting of zinc, calcium, barium, lithium, aluminum and magnesium, and one or both of a natural wax and a synthetic wax having a melting point of 70 ° C. or higher, More preferably. In particular, it may further contain at least one selected from the group consisting of sulfate, borate, molybdate and tungstate.
上記硫酸塩等としては、例えば、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、ホウ酸カリウム（四ホウ酸カリウム等）、ホウ酸ナトリウム（四ホウ酸ナトリウム）、ホウ酸アンモニウム（四ホウ酸アンモニウム等）、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸アンモニウム、タングステン酸ナトリウムなどが挙げられ、これらは単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。また、上記飽和脂肪酸の金属塩としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウムを好適に使用することができる。さらに、ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、カルナウバワックス等を挙げることができる。本発明に係る潤滑被膜における、ケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウムの含有比率は、固形分重量比率で５０％以上であることが必要であり、好適には８０〜９８％である。また、本発明に係る潤滑被膜における、かかるケイ酸ナトリウムおよび／またはケイ酸カリウム、並びに、所望に応じ用いる上記硫酸塩等の総量と、飽和脂肪酸の金属塩と、ワックスとの比率としては、固形分重量比率で、好適には１：０．６〜１０：０．０６〜６であり、より好適には１：１．０〜５：０．０７〜２である。 Examples of the sulfates include potassium sulfate, sodium sulfate, potassium borate (such as potassium tetraborate), sodium borate (sodium tetraborate), ammonium borate (such as ammonium tetraborate), and sodium molybdate. , Ammonium molybdate, sodium tungstate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, as the metal salt of the saturated fatty acid, for example, zinc stearate, calcium stearate, barium stearate, lithium stearate, and magnesium stearate can be preferably used. Further, examples of the wax include paraffin wax, microcrystalline wax, petrolatum wax, Fischer-Tropsch wax, polypropylene wax, polyethylene wax, montan wax, carnauba wax and the like. In the lubricating coating according to the present invention, the content ratio of sodium silicate and / or potassium silicate is required to be 50% or more in solid weight ratio, and preferably 80 to 98%. Further, in the lubricating coating according to the present invention, the ratio of the sodium silicate and / or potassium silicate, and the total amount of the sulfate used as desired, the metal salt of saturated fatty acid, and the wax is solid. The weight ratio is preferably 1: 0.6 to 10: 0.06 to 6, more preferably 1: 1.0 to 5: 0.07 to 2.
本発明において、鋼線表面への潤滑被膜の形成は、例えば、潤滑被膜成分を、適宜界面活性剤等の分散剤を用いて水に溶解、分散して水溶液を調製し、これを浸漬やスプレー、流し掛け等により鋼線表面に塗布、乾燥することにより行うことができる。この場合の乾燥は、例えば、６０〜１５０℃で１０〜６０分にて行うか、または、常温で放置することにより行ってもよい。また、潤滑被膜は、鋼線表面を少なくとも覆うように形成することが必要であるが、好適には、鋼線表面に対する潤滑被膜の付着量を、０．１ｇ／ｍ２以上２ｇ／ｍ２以下とする。この付着量が少なすぎると、伸線時における鋼線と工具との間の潤滑を十分に得ることができないおそれがあり、一方、多すぎると、１パス目で脱落するおそれがあり、また、余分な潤滑被膜成分が多くなるため好ましくない。 In the present invention, the formation of the lubricating coating on the surface of the steel wire is performed by, for example, preparing an aqueous solution by dissolving and dispersing the lubricating coating component in water using a dispersant such as a surfactant as appropriate, and immersing or spraying the solution It can be carried out by applying and drying the steel wire surface by pouring or the like. Drying in this case may be performed, for example, at 60 to 150 ° C. for 10 to 60 minutes, or by leaving at room temperature. Further, the lubricating coating needs to be formed so as to cover at least the surface of the steel wire. Preferably, the amount of the lubricating coating attached to the surface of the steel wire is 0.1 g / m 2 or more and 2 g / m 2 or less. And If this adhesion amount is too small, there is a possibility that sufficient lubrication between the steel wire and the tool at the time of wire drawing may not be obtained, while if too much, there is a risk of dropping off in the first pass, This is not preferable because excessive lubricating film components increase.
本発明の製造方法は、ブラスめっき鋼線の製造プロセスに広く適用することができ、鋼線の線径や材質等についても、特に制限されるものではなく、公知のものであればいずれも使用可能であるが、ダイスから引き抜く際に大きな引き抜き力が必要となる太径や高炭素含有のブラスめっき鋼線の製造に好適である。具体的には、線径が０．４ｍｍ以上のブラスめっき鋼線の製造や、炭素含有量０．９０質量％以上、クロム含有量が０．１０〜０．４０質量％のブラスめっき鋼線の製造に好適である。 The production method of the present invention can be widely applied to the production process of brass-plated steel wire, and the wire diameter and material of the steel wire are not particularly limited, and any known wire can be used. Although it is possible, it is suitable for manufacturing a brass-plated steel wire having a large diameter or a high carbon content that requires a large pulling force when pulling from a die. Specifically, the production of brass-plated steel wires having a wire diameter of 0.4 mm or more, and brass-plated steel wires having a carbon content of 0.90 mass% or more and a chromium content of 0.10 to 0.40 mass%. Suitable for manufacturing.
また、本発明の製造方法は、高強度のブラスめっき鋼線の製造に好適に用いることができるため、最終伸線後のブラスめっき鋼線の破断強力は、好ましくは３２００ＭＰａ以上、より好ましくは３６００ＭＰａ以上である。なお、伸線工程については、鋼線材の伸線工程において通常使用される伸線機を用いて、常法に従い伸線加工を行うものであれば、伸線条件等については特に制限はない。 Further, since the production method of the present invention can be suitably used for the production of high-strength brass-plated steel wire, the breaking strength of the brass-plated steel wire after the final wire drawing is preferably 3200 MPa or more, more preferably 3600 MPa. That's it. In addition, about a wire drawing process, if wire drawing is performed according to a conventional method using the wire drawing machine normally used in the wire drawing process of a steel wire, there will be no restriction | limiting in particular about wire drawing conditions.
本発明のブラスめっき鋼線は、上記本発明の製造方法により製造されたブラスめっき鋼線である。また、本発明のスチールコードは本発明のブラスめっき鋼線を撚り合わせずに平行に引き揃えて束としたスチールコードや、１＋ｎ構造、１×ｎ構造、２＋ｎ構造または２×ｎ構造で撚り合わせたスチールコードである。 The brass-plated steel wire of the present invention is a brass-plated steel wire produced by the production method of the present invention. In addition, the steel cord of the present invention is twisted in the steel cord of the present invention in which the brass-plated steel wire is bundled in parallel without being twisted, or in a 1 + n structure, 1 × n structure, 2 + n structure or 2 × n structure. Steel cord.
続いて本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて説明する。
図１は本発明の空気入りタイヤのトレッド部の一好適例の幅方向断面図である。図示するタイヤ１０は、左右一対のビード部（図示せず）間にわたりトロイド状に延在するカーカス１を骨格とし、カーカス１のタイヤ半径方向外側に、少なくとも１層のベルト層２（図示例においては４層）およびトレッド層３が順次積層配置されてなる。
Then, the pneumatic tire of this invention is demonstrated using drawing.
FIG. 1 is a cross-sectional view in the width direction of a preferred example of the tread portion of the pneumatic tire of the present invention. The illustrated tire 10 has a carcass 1 extending in a toroid shape between a pair of left and right bead portions (not shown) as a skeleton, and at least one belt layer 2 (in the illustrated example) on the outer side in the tire radial direction of the carcass 1. 4 layers) and the tread layer 3 are sequentially laminated.
本発明の空気入りタイヤは、ベルト層の少なくとも１層に本発明のスチールコードが用いられている。上述したとおり、本発明のスチールコードは本発明のブラスめっき鋼線を撚らずに平行に引き揃えて束としたものや、１＋ｎ構造、１×ｎ構造、２＋ｎ構造または２×ｎ構造で撚り合わせたものであり、コード径が小さい。したがって、本発明のスチールコードをベルト層の補強材として適用すれば、ベルト層の厚みを小さくすることができるため、タイヤの軽量化を図ることができる。 In the pneumatic tire of the present invention, the steel cord of the present invention is used for at least one of the belt layers. As described above, the steel cord of the present invention is the one in which the brass-plated steel wire of the present invention is aligned in parallel without twisting, and twisted in a 1 + n structure, 1 × n structure, 2 + n structure or 2 × n structure. The cord diameter is small. Therefore, if the steel cord of the present invention is applied as a reinforcing material for the belt layer, the thickness of the belt layer can be reduced, and the weight of the tire can be reduced.
本発明の空気入りタイヤ１０は、ベルト層の補強材として本発明のスチールコードを用いること以外に特に制限はなく、カーカス１のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されるトレッド層３の表面には適宜トレッドパターンが形成してもよく、タイヤの最内層にはインナーライナー（図示せず）を配置してもよい。さらに、本発明の空気入りタイヤ１０においては、タイヤ内に充填する気体として、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることが可能である。 The pneumatic tire 10 of the present invention is not particularly limited except that the steel cord of the present invention is used as a reinforcing material for the belt layer, and is provided on the surface of the tread layer 3 disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass 1. A tread pattern may be formed as appropriate, and an inner liner (not shown) may be disposed in the innermost layer of the tire. Furthermore, in the pneumatic tire 10 of the present invention, it is possible to use normal or changed oxygen partial pressure, or an inert gas such as nitrogen as the gas filled in the tire.
以下、本発明の製造方法について、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜８、参考例、比較例１、２および従来例＞
線径５．５ｍｍ、炭素含有量１．００質量％、クロム含有量０．２０質量％の鋼線材を乾式伸線に供して、線径２．６０ｍｍまで伸線した。次いで、得られた鋼線材について熱処理を行い、さらに銅めっきおよび亜鉛めっきを順次施し、熱拡散処理によりブラスめっき高炭素鋼線材を得た。得られたブラスめっき鋼線材に対して、下記表１に示す条件でリン酸による酸洗処理を施し、その後、同表に示す被膜物質を塗布して被膜処理を施した。その後、最終湿式伸線を施し、下記表１に示す線径のブラスめっき鋼線を０．５２ｍｍまで伸線した。酸洗処理後のブラスめっき鋼線材の表面上に残存する酸化亜鉛の量、潤滑被膜の付着量および得られたブラスめっき鋼線の破断強度を同表に併記する。
Hereinafter, the production method of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<Examples 1 to 8, Reference Examples, Comparative Examples 1 and 2 and Conventional Examples>
A steel wire material having a wire diameter of 5.5 mm, a carbon content of 1.00% by mass, and a chromium content of 0.20% by mass was subjected to dry drawing and drawn to a wire diameter of 2.60 mm. Next, the obtained steel wire was subjected to heat treatment, further subjected to copper plating and zinc plating in order, and a brass-plated high carbon steel wire was obtained by thermal diffusion treatment. The resulting brass-plated steel wire was subjected to a pickling treatment with phosphoric acid under the conditions shown in Table 1 below, and then a coating material shown in the same table was applied to perform the coating treatment. Thereafter, final wet wire drawing was performed, and a brass plated steel wire having a wire diameter shown in Table 1 below was drawn to 0.52 mm. The amount of zinc oxide remaining on the surface of the brass-plated steel wire after the pickling treatment, the adhesion amount of the lubricating coating, and the breaking strength of the resulting brass-plated steel wire are also shown in the same table.
＜従来例＞
リン酸による酸洗処理および被膜処理をしなかったこと以外は、実施例１と同様の手法でブラスめっき鋼線材の表面上に残存する酸化亜鉛の量および潤滑被膜の付着量を求めた。結果を表１に併記する。
<Conventional example>
The amount of zinc oxide remaining on the surface of the brass-plated steel wire and the adhesion amount of the lubricating coating were determined in the same manner as in Example 1 except that the pickling treatment with phosphoric acid and the coating treatment were not performed. The results are also shown in Table 1.
＜酸化亜鉛残存量および潤滑被膜付着量＞
潤滑被膜および酸化亜鉛量は、酸性溶液を使用して表面に付着している成分を溶解させ、プラズマ発光分光分析装置を用いてブラスめっき鋼線材表面のリン成分および酸化亜鉛量を求めた。
<Zinc oxide residual amount and lubricant coating adhesion amount>
The lubricating coating and the amount of zinc oxide were obtained by dissolving components adhering to the surface using an acidic solution, and determining the phosphorus component and the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire using a plasma emission spectrometer.
＜伸線電力の評価＞
酸洗処理および被膜処理後のブラスめっき鋼線材を湿式伸線に供し、湿式伸線に要した電力を、従来例を基準として指数にて評価した。得られた結果を同表に併記する。この値が小さいほど、消費電力が小さいことを示す。
<Evaluation of wire drawing power>
The brass-plated steel wire material after the pickling treatment and the coating treatment was subjected to wet drawing, and the electric power required for the wet drawing was evaluated by an index based on a conventional example. The obtained results are also shown in the table. It shows that power consumption is so small that this value is small.
表１より本発明の製造方法によれば、ブラスめっき鋼線の製造において断線が生じず、また、伸線加工に要する電力の消費量を抑えることができていることがわかる。 From Table 1, it can be seen that according to the production method of the present invention, disconnection does not occur in the production of the brass-plated steel wire, and the power consumption required for wire drawing can be suppressed.
１ カーカス
２ ベルト層
３ トレッド層
１０ 空気入りタイヤ
1 Carcass 2 Belt Layer 3 Tread Layer 10 Pneumatic Tire
Claims (4)
前記最終伸線工程前に前記ブラスめっき鋼線材の表面の酸化亜鉛量を低減する酸化亜鉛低減工程と、得られた酸化亜鉛低減後のブラスめっき鋼線材の表面に潤滑被膜を設ける被膜処理工程と、を含み、前記酸化亜鉛低減工程における酸化亜鉛の低減をリン酸を用いて行い、前記ブラスめっき鋼線の表面の酸化亜鉛量が１０以上５０ｍｇ／ｍ ２ 未満であることを特徴とするブラスめっき鋼線の製造方法。 In a method of manufacturing a brass-plated steel wire, including a plating step of performing brass plating on a steel wire, and a final wire drawing step of performing wet drawing on the obtained brass-plated steel wire,
A zinc oxide reduction step for reducing the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire before the final wire drawing step, and a coating treatment step for providing a lubricating coating on the surface of the resulting brass-plated steel wire after reduction of zinc oxide; , only it contains performs reduction of zinc oxide in the zinc oxide reduction step using phosphoric acid, and wherein the amount of zinc oxide on the surface of the brass-plated steel wire is less than 10 or more 50 mg / m 2 Brass Manufacturing method of plated steel wire.
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