JPH0382709A - 靭性の優れた極細高張力鋼線の製造方法 - 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、伸線後の靭性に優れた線径０．４　ｍｍ以下
の引張強さ３５０ｋｇ／−以上の極細高張力鋼線の製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車タイヤ、産業用各種ベルト類、ゴムホースなどの
補強用に使用される極細鋼線は熱延線材よりパテンティ
ング、伸線を繰り返しながら製造される。タイヤなどの
軽量化のためこの極細鋼線の高張力化ニーズが強い。極
細用線材の成分糸として種々提案されているが、最も高
強度なものとして特公昭４６−６７０２号公報があげら
れる。しかし、同公報記載の発明は強度を出すため伸線
前のパテンティングを５００°Ｃ以下で行っている。こ
の成分糸ではパーライト変態の鼻の温度は５５０°Ｃ付
近のため非常にベーナイト組織が出やすくなっている。

そのため高張力鋼線の安定製造はむずかしく、靭性が不
良となる危険性が大きい、また、高い引張強さと強靭性
をもつという表現があるが、実施例にも具体的な靭性に
関する記述は見当らない。当時は高張力化といえば、引
張強さのみが優先されていたことと用途が今日はど多種
多様ではなかったためと考えられる。靭性の問題があり
工業的な利用には至っていないのが現状である。

靭性に冨んだ高張力極細鋼線のニーズは強いが、線材コ
ストが安く、パテンティング、伸線も行いやすい大量生
産に適した極細高張力鋼線はないのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

高張力鋼線の場合、引張強さが高いことは必須条件であ
るが、同時に十分な靭性も必要である。

靭性としては従来、絞り、捻回特性が使用されていたが
、最近の多様化する使い方に対しては評価として不十分
であり、疲労、撚り加工性、キンクが重要となっている
。疲労特性は設計強度を決める因子なので軽量化には高
張力化かつ高疲労強度化が重要である。

極細線は単線で使われるより、撚って使われることが多
いので、撚り加工できるかどうかが工業上重要である。

また極細線は低荷重で変形するので、伸線加工、撚り加
工、ゴムへの埋込みの際、曲げ変形を受ける。この時、
曲げ半径が小さかったり、結節ができた場合、簡単に折
損しては困る。

そのため最近キンク特性が要求されている。それ故、こ
こではこれらの要求特性を総称して靭性と称する。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもの
であり、靭性のすぐれた極細高張力鋼線を工業的に安定
製造する方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明者は鋼
線材の組成と最終パテンティング前の予備伸線量を特定
することにより、最終パテンティング時、ばらつきの少
ない非常に均一な微細パーライト組織を生成させ、その
後の最終伸線により、靭性に冨んだ高張力極細線を製造
できる条件を見出し、発明を充放させるに至った。

即ち、本発明の要旨は下記工程を結合したものである。

■　Ｃ：　０．８０〜１．００％、　Ｓｉ　：　０．４
０〜１．１０％、Ｍｎ：０．２０〜０．６０％、　Ｃｒ
　：　０．２０〜０．６０％、　Ｃｏ＋Ｎｉ　：　０．
０５〜０．６０％、　Ａｌ　：　０．０００５〜０．０
０５０％残部鉄および不可避的不純物からなる鋼線材を
使用すること ■　上記線材を最終パテンティング前に伸線加工歪１．
０〜３．０の予備伸線を行うこと■　上記予備伸線材を
最終パテンティングし、０．０４〜０．１０ｇ＋＋のラ
メラ−間隔の微細パーライト組織とすること ■　上記最終パテンティング材を伸線加工歪３．５〜４
．５（伸線加工歪−ｆ、（ｄｏ／ｄ、）２．ｄｏ：パテ
ンティング線径、ｄ４：伸線径）の最終伸線を行うこと により、引張強さ３５０ｋｇ／−以上の高張力高靭性極
細線を製造することである。

以上の構成要件について限定理由を説明する。

まずＣであるがＣは鋼の強度を上げる最も重要な元素で
ある。それ故、可能な限り利用する。Ｃが０．８０％以
上ないと他の合金元素をいくら添加してもパテンティン
グ後の引張強さが１５０ｋｇ／−以上とならないので下
限とした。他方、１．００％超とすると網目状セメンタ
イトの発生が抑えられず、伸線加工時のカッピー断線を
抑制できない。

Ｓｉは固溶硬化元素として知られている。パテンティン
グ後の引張強さを１５０ｋｇ／−以上とするには、パー
ライトラメラ−間隔を０．０４〜０．１０ｎとしても固
溶硬化の寄与を得る必要がある。そのためにはＳｉ０．
４０％以上の添加が必要である。

また、Ｓｉが１．１０％超になると硬質のＳｉｎｇ単体
介在物の出現が防止できず０．３鵬以下の鋼線での断線
発生頻度高くなり、疲労特性が大幅に劣化するので１，
１０％以下とした。

Ｍｎはパーライト変態を遅らせる。線材圧延後の冷却過
程で中心部にミクロマルテンサイトなどの異常組織を発
生させないように０．６０％以下とした。Ｍｎが０．２
０％未満になると熱間圧延時の表面割れを防止できなく
なるので０．２０％以上とした。

パテンティング材強度へ及ぼすＭｎの効果はＳｉ、　Ｃ
ｒに比べると小さいので０．２０〜０．６０％の範囲で
十分である。

Ｃｒはパーライトラメラ−間隔を微細化させる最も有効
な元素である。工業的に短時間でパテンティングを終了
させるためには、鼻の温度でのバーライト変態終了時間
を３０秒以内に抑える必要がある。そのためにはＣｒを
０．６０％以下とする必要がある。他方、最終パテンテ
ィングにおいてラメラ−間隔を０．１０ｎ以下とするに
はＣｒを０．２０％以上添加する必要がある。

ＮｉはＣＯと同時添加することにより、パーライトラメ
ラ−整列化効果を発揮することはよく知られている。し
かし、予備伸線の後の最終パテンティング時、炭素鋼だ
と未発達のラメラ−パーライトの間に非常に細かいセメ
ンタイトが点状に析出した組織が出現する。これは伸線
性を著しく阻害する。このため、予備伸線により最終パ
テンティング後の引張強さが上昇することがわかってい
たが、うまく利用できなかった。本発明者はＣｏとＮｉ
がこの非常に細かい点状のセメンタイトの析出防止に有
効であること、効果は同じであることを見出した。この
非常に細かい点状のセメンタイトの析出防止にはＣｏ十
Ｎｉが０．０５％以上必要である。０．６０％でこの析
出防止効果は飽和する。Ｃｏ、　Ｎｉは値段が高いので
コスト上から工業的利用を制約することになるので上限
規制した。

鋼中の介在物中で最も硬いものは単体のＭ２Ｏ３である
。しかし、複合酸化物の場合は酸化物系介在物中にとけ
込み融点を下げ軟質化させる作用がある。Ｍが０．００
０５％未満だと酸化物系介在物軟質化作用がないので０
．０００５％以上とした。また、ｏ、　ｏｏｓｏ％超だ
とＭ２Ｏ３単体介在物が発生するので０．００５０％以
下に規制した。

次に予備伸線であるが、炭素鋼だと最終パテンティング
時、未発達のラメラ−パーライトの間に非常に細かいセ
メンタイトが点状に析出した組織が出現し、最終伸線時
の伸線性を阻害するので、予備伸線による最終パテンテ
ィング材の引張強さの上昇効果をうまく利用できなかっ
た。Ｃｏ＋Ｎｉを０．０５〜０．５０％添加することに
より伸線性を阻害することなく、予備伸線による最終パ
テンティング材の引張強さの上昇効果が利用できる。予
備伸線の伸線加工歪が１．０未満だと、最終パテンティ
ング時のオーステナイト結晶粒微細化が十分でなく引張
強さの上昇効果が得られない。伸線加工歪が３．０超に
なるとＣｏ＋Ｎｉをいくら添加しても細かいセメンタイ
トの点状析出を防止できないので３．０以下とした。

最終パテンティングにおいてラメラ−間隔を０．１０ｎ
以下にしないとパテンティング材強度が１５０ｋｇ／−
以上とならず、伸線後の極細線で引張強さ３５０　）ｃ
ｇ　／　ｄに到達しない。他方、ラメラ−間隔が０．０
４ｎ未満になると、変態温度が鼻の温度以下となるので
１部にベーナイト組織が混じってくる。伸線性を確保す
るには全面を均一な微細パーライト組織とする必要があ
る。それ故、ラメラ−間隔を０．０４　ｕｍ以上とした
。

最終伸線の伸線加工歪であるが、線径０．４　ｔｒｉ以
下で引張強さ３５０ｋｇ／−以上とするためには３．５
以上必要である。しかし、伸線加工歪が４．５超になる
と靭性が確保できな（なる。それ故、伸線加工歪は４．
５以下とした。

本発明により安定して線径０．４　ｍｍ以下の靭性の高
い引張強さ３５０ｋｇ／−以上の極細高張力鋼線の製造
が可能になった。

以下、実施例によって本発明を説明する。

〔実施例〕

５０ｋｇ真空溶解炉を用いて第１表に示す成分の鋼を溶
製した。これらの鋼を７Ｍφ線材に圧延後、鉛パテンテ
イング、伸線加工を行い極細線を試作し特性把握した。

第２表に伸線条件と得られた極細線特性を示す。

Ｎα１，８，９．１４が本発明である。いずれも引張強
さ３５０ｋｇ／−以上であり、撚り加工性、疲労寿命、
キンク特性が優れている。

Ｎα２はＣが低いため、鉛パテンテイング材の引張強さ
が１５０ｋｇ／−に満たないので、０．２０　Ｋｍの引
張強さも３５０ｋｇ／−未満である。恥３はＣが高いた
め網目状セメンタイトが析出し、カッピー断線した。Ｎ
ｏ、　４はＳｉが高いため硬質の５ｉＯｚ介在物が存在
し、カッピー断線を起こした。Ｎα５はＣｒが高いため
パテンティング時、完全にパーライトに変態が終了せず
、中心部にミクロマルテンサイトが発生し、伸線時カッ
ピー断線を起こした。

Ｎα６はＣｏ＋Ｎｉの添加量が少なかったため、最終パ
テンティング時セメンタイトの点状析出が起こり、これ
によりカッピー断線した。Ｎａ　７はＮが０．００５５
％と高いので、Ａ！２０３介在物が発生し、伸線時、カ
ッピー断線した。Ｎα１０は予備伸線の伸線加工歪を３
を超えてとったため、最終パテンティング材の引張強さ
は高くなったが、Ｎｉ＋Ｃｏによるセメンタイトの点状
析出防止効果が得られず、カッピー断線した。Ｎｏ、１
１は予備伸線の伸線加工歪が小さいために最終パテンテ
ィング材の引張強さが１５０ｋｇ／−未満になり、最終
極細線でも引張強さが３５０ｋｇ／−未満となり疲労寿
命も低い。

Ｎα１２は最終伸線加工歪が小さいため最終極細線で引
張強さが３５０ｋｇ／−未満となり疲労寿命も低い。Ｎ
ｏ、１３は最終伸線加工歪が大きいため過伸線となり、
引張強さは高いが靭性不良となった。

以上の実施例からも本発明が靭性の優れた極細高張力鋼
線の製造法としていかに優れているかがわかる。

［発明の効果］ 以上延べたように本発明によれば低コストで靭性の優れ
た引張強さ３５０ｋｇ／−以上の極細高張力鋼線の工業
的製造が可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ：０．８０〜１．００％、Ｓｉ：０．４０〜１．１０
   ％Ｍｎ：０．２０〜０．６０％、Ｃｒ：０．２０〜０．
   ６０％Ｃｏ＋Ｎｉ：０．０５〜０．６０％、Ａｌ：０．
   ０００５〜０．００５０％残部鉄および不可避的不純物
   からなる鋼線材を最終パテンティング前に伸線加工歪１
   ．０〜３．０（伸線加工歪＝ｌ＿ｎ（ｄ＿０／ｄ＿ｎ）
   ＾２、ｄ＿０：パテンティング線径，ｄ＿ｎ：伸線径）
   の予備伸線を行った後、最終パテンティングを行い、０
   ．０４〜０．１０μｍのラメラー間隔の微細パーライト
   組織とし、伸線加工歪３．５〜４．５の最終伸線を行う
   ことを特徴とする靭性の優れた引張強さ３５０ｋｇ／ｍ
   ｍ＾２以上の極細高張力鋼線の製造方法