JPH0379721A - 高延性メッキ鋼線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、伸線強化鋼線、例えば、タイヤ、その他の製
品に用いられるコードワイヤーの素線となる、伸線によ
る強化を図った鋼線の製造方法に関する。特に、本発明
は、従来のコードワイヤー用鋼線に比較して、強度ばか
りでなく、絞り、捻回値等の延性にも優れた高張度、高
延性のメッキ鋼線の製造方法に関する。

（従来の技術） 一般的にタイヤ用のスチールコードとして使用される鋼
線は、直径が０．２■程度の高炭素鋼製フィラメント、
つまり素線であって、複数のこれら素線を一本の線に撚
ることによりスチールコードとするもので、素線として
は現状では強度が３２０ｋｇｆ／＋Ｉ１ｍ”　、絞り４
０％、捻回値３０回程度のものが多い。

ところで近年、自動車の軽量化の一環としてタイヤ用ス
チールコードの高強度化に対する要求が高まっている。

そこで、従来より、素線としての鋼線の強度を高める方
法が種々提案されている。

例えば「組成および介在物の粒径、成分を特定した極細
伸線用線」が、特公昭５４−３１７３３号公報に開示さ
れている。これは、介在物の粒径、酸分を特定すること
が耐疲労性改善に有効なことを利用して鋼線の断線を防
ぎ疲労特性を向上させようとするものである。

第１表　　　（ｗｔ％） これらの従来法により得られる強度の限界は、高々３２
０　ｋｇｆ／ａｍ”　テアル、　例ｔハ、第１表に示す
組成を有する鋼材を所定線径まで、冷間伸線後、従来法
のパテンティング処理（６００″Ｃの鉛浴に３分間浸漬
）を施し、その後電気メッキによりＣｕ−Ｚｎ合金メッ
キ（通常、ｒプラスメッキｊと呼称）を行った直径１　
、９＋＋ｍの線を二次伸線して得たｗ４線の加工度曲線
は第１図に示す通りである。横軸の１ｎ（Ａｏ／Ａｎ）
は減面率で表わす加工度である。これによれば、強度限
界は３２０　ｋｇｆ／ｍ−前後である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述のような高強度化の要請から、−層の高
強度化が求められている。そこで熱処理、酸洗メッキ、
伸線の手段によって３２０　ｋｇｆ／ｓｍ”以上の高強
度を図る試みを行ったところ、次のような点が知見され
た。

第１図からも分かるように、確かに３２０ｋｇｆ／ｎｃ
＋ｅ”程度の強度までは、メッキによる脆化の影響は認
められない。しかしながら、３２０ｋｇｆ／ｍｍ”を越
えた強度の鋼線を得ようとすると、電気メッキによる影
響が大きくなり実現が困難となることが判明した。

すなわち、電気メッキによる水素吸蔵がその後の伸線に
おける脆化を促進し、延性を著しく劣化させるためと考
えられる。

第２図および第３図には、同様に第１表の組成を有する
線材を所定線径まで冷間伸線後、前述と同し従来法のパ
テンティング処理を施し、電気メッキ後、伸線した場合
のｍ線の１念回値（Ｔｌｌ）および１８０°屈曲試験に
よる破壊確率を各々示すが、第１図での絞り同様、加工
度ｔ　　（＝Ｉ！ｎ　ＡＯ／Ａ１１）が３．３を越える
と、延性が劣化することが判る。捻回値が２０回を下廻
ると、また破壊確率が１０％を上廻るとスチールコード
への撚り合わせが困難になるといわれている。

ここに、本発明の目的は、３２０ｋｇｆ／ｍｍ”という
上記の従来技術の限界を越えた強度を有し、しかもフィ
ラメントにまで伸線してから撚り合わせてスチールコー
ドに加工するのに十分な延性を備えた、高延性メッキ鋼
線の製造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は前記の課題を解決するため種々検討を行い、
前述のように延性劣化の原因の１つがメッキ時に見られ
る水素吸蔵によるとの知見にもとすき、この水素脆化を
防止することに着目して、従来見過されていたメッキ前
に行われる一次伸線での内部欠陥発生を可及的に少なく
するとともに、後続のメッキ時の水素吸蔵それ自体をも
減少させることによって、上述の課題が効果的に解決さ
れることを知り、本発明を充放した。

すなわち、本発明は、メッキによる水素の吸蔵は、メッ
キ時の線材内部に存在するミクロボイドの量、および陰
１ｍ（ワイヤー）に吸引されるＨ゛イオン量に比例する
ことに注目し、これらをあるレベル以下に下げることで
脆化を抑制することができるとの知見に基づくものであ
る。

そして本発明によれば、そのための具体的方法として、
メッキ前に行う一次伸線に代えて、オーステナイト域で
の塑性加工を行うことにより、ミクロボイド（その後の
パテンティング処理の際の加熱処理後も残留する欠陥）
を減少させ、また、電気メッキに先立って化学メッキに
より、メッキ層を作り、電気メッキの際にみられる母材
部への水素の侵入を押さえるのである。

もちろん、本発明にあってオーステナイト域における塑
性加工を行った後には、慣用法にしたがって、パテンテ
ィング処理を行い、酸洗してから後で詳述する条件下で
の化学メッキを行い、次いで同じく慣用法にしたがい電
気メッキを行うのである。

電気メッキ後の伸線上程は本発明にあって特に制限され
ず、従来法を繰り返せばよい。

なお、本発明におけるオーステナイト域での塑性加工は
圧延、引抜きまたはベンデング法等により行えばよい。

（作用） 本発明の構成について詳述する。

まず、本発明によれば、メッキ前に所定線径にまで縮径
する温間での一次伸線をオーステナイト域で行う理由は
、高温のオーステナイト域で加工を行うことにより、塑
性加工に際しての内部欠陥の発生を極力抑えることにあ
る。

かかる塑性加工は通常８５０〜１０００°Ｃに加熱して
から、圧延、引抜き、あるいはベンデング法などにより
行い、一般にこのときの加工度は合計減面率で略８０％
である。

塑性加工後はバテンテング処理により金属組織学的には
ラメラ間隔λ−０，１５μ程度のパーライトの出現を図
るのが好ましい。このときの処理条件は一例を挙げれば
６１０〜６３０℃に保持した鉛浴に２〜３分間浸漬する
ことである。

なお、パテンティング処理としては、その他空冷法を行
ってもよく、本発明においてこれらの点は特に制限され
ない。

次に、電気メッキの前に、化学メッキを行う理由は、化
学メッキによりできたメッキ層により、その後に行われ
る電気メッキに際して鋼線内部への水素の侵入を減少さ
せるためである。

したがって、その限りにおいてはその具体的態様は制限
されないが、好ましくは、Ｎｉ、　Ｃｕなとの水素吸蔵
が少ない金属のメッキを０．１〜０．５　ｔｓ厚程度行
うのがよい、これは連続処理によって行われるため、特
に連続ラインのようなａ様で行うのが好ましい。

化学メッキの場合、電気メッキと異なり、比較的短時間
でメッキが完了するとともに陰極における水素発生がみ
られないため、水素吸蔵の心配はない、−旦メッキ層が
形成されると、次工程で電気メッキを行って水素発生が
起こってもメッキ金属を適切に選べば防止できる。

第４図に、第１図で示したと同様、加工度曲線を示すが
、これは前述の第１表に示す組成を有する線材を、直径
１．９ｍ−まで略９００〜７００°Ｃのオーステナイト
域で圧延加工後、パテンティング処理を施し、酸洗後、
置換メッキにより、メッキ層厚さ略０．５−のメッキを
施し、次いでさらに電気メッキにより２声厚のメッキを
施し、そして直径０．２９８問まで冷間伸線を行った場
合の例である。化学メッキ金属はＣｕ、電気メッキ金属
はＣｕであった。

このようにして得た第４図のデータと第１図のそれと比
較すると明らかな通り、本発明によれば、加工限界は加
工度と−３，７近くまで上昇し、強度も３５０　ｋｇｆ
／ｓ＋ｍ”程度まで上昇している。さらに絞りも４０％
以上を示し、良好な延性を有しているのが分かる。

本発明における電気メッキは後続の冷間二次伸線時に潤
滑作用を行うために施すものであって、これは従来法に
あっても行われており、本発明においてもこの点につい
て従来法に同しであってもよい、このことは次いで行わ
れる冷間二次伸線にあっても同様である。

このように、従来法にあって不可欠であると考えられて
いた冷間−次伸線をオーステナイト域での温間加工に代
えることにより、ξクロボイドを減少させ、さらに電気
メッキに先立って化学メッキを施すことで、その後に行
われる電気メッキでのｌｉｌ線内部への水素の侵入を効
果的に抑えることにより、本発明方法によれば、強度、
延性ともに、従来法よるそれよりはるかに優れた鋼線を
得るとかできる。

なお、本発明にあって鋼線の鋼＆ｌＩ或は制限されない
が、一般には、重量ルで、 Ｃ：　０．７５〜０．８５％、 Ｍｎ：　０．２０〜０．４０％、 Ｓｉ：　０．２０〜０．４０％、 ｐ　：　Ｏ，ＯＯ７〜０゜０１５％以下、Ｓ　：　０．
００７〜０．０１５％以下、であれば十分である。その
他、ｃｙ、　ｖなどの元素を適宜添加してもよい。

（実施例） 以下に本発明に従う実施例を示す。

出発線材として、化学成分は前述の第１表に示す組成を
有する直径５，５間の線材を用いた。

この線材を電気加熱炉で連続的に９００°Ｃまで加熱後
、オーステナイト域での塑性加工を行うべく、マイクロ
ミルで直径１．９ｍｍまで８００℃以上の温度域で加工
した。

比較のため、同じ出発鋼線を冷間で直径１．９＋ｇｍま
で伸線した。

その後、６１０〜６３０°Ｃで２〜３分間鉛パテンテイ
ング処理を行ってから、両鋼線に酸洗を施し、Ｃｕ９０
％〜Ｚｎ１Ｏ％合金をＳ０４　イオンベースの溶液とし
たメッキ浴に浸漬し、略３０秒で０．３　ｔｓ厚のメッ
キ層を付着させた後、同じ溶液により電気メッキ（１２
５ＡＸ　４分）を行い、さらに略２μ厚のメッキ層を付
着させた。

比較例として、上述のオーステナイト域での加工を行っ
たものについて、電気メンキ（１２０ＡＸ５分〉のみを
行い、略２，３μ厚のメッキ層を付着させたものも製造
した。

これらのメッキ線を、次いで同一条件で伸線し、直径０
．３　ｍｍを目標に伸線を行った。直径０．３ｍｍに到
る前に延性が劣化（ＲＡ＜３０％）したワイヤーは、そ
の段階での特性を求めた。これらの結果をまとめて第２
表に示す。

例Ｍａｌ　　（比較例）では、従来の方法を、また例阻
３　（比較例）では化学メッキ無しの例を、さらに例Ｎ
ａ４　　（比較例）では、−次加工を冷間伸線で行った
場合の例を各々示す。

例Ｎｉ１ｌでは↑、Ｓ、が十分でなく、−前駆３．４で
は↑、Ｓは十分であるが延性が十分でない。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したとおり構成されているから従来
のコードワイヤーの製造工程ではメンキ時の水素脆化の
ため得られなかった高い延性と強度を併せて実現するこ
とが可能となり、産業上極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来法におけるプラスメッキ鋼線の伸線加工
曲線を示すグラフ、 第２図は、同じく捻回値を示すグラフ、第３図は、同じ
＜１８０°屈曲試験における破壊確率を示すグラフ、お
よび 第４図は、本発明によるメッキｗＡｖＡの伸線加工曲線
を示すグラフである。 Ｊ完、ＷＪｆ直 （！ＸＪ） ＲＡ（％） ＴＳ（ｋ＃ＶＲｓ２） ＡＡ　（−／、） 丁５ （ｋｌｔＩ／、、！）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気メッキ後、伸線する鋼線の製造方法であって
   、オーステナイト領域で塑性加工を行い、化学メッキを
   施した後、電気メッキを行い、次いで伸線することを特
   徴とする高延性メッキ鋼線の製造方法。
2. （２）前記塑性加工は、圧延、引抜きまたはベンディン
   グの方法により行う請求項１記載の高延性メッキ鋼線の
   製造方法。