JPH04202621A - 伸線用鋼線材の製造方法と装置 - 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、伸線用鋼線材の製造方法とのそれに使用する
冷却・加工装置に関する。

（従来の技術） 従来より一般にタイヤその他に用いられるコードワイヤ
、ビードワイヤは、直径０．２　ｍｖａ前後の高炭素鋼
製フィラメント、つまりコードワイヤを撚って得たスト
ランドで、現状ではフィラメントの強度は３２０ｋｇｆ
／ｎｎ＋”前後のものが多い。

従来のコードワイヤの製造方法とそれによって得られる
特性は次の通りである。

従来法の製造工程の１例を示す。

最終ＬＰ÷酸洗・メツキ−→最終伸線−→０．２　φ最
終鉛パテンティング（ＬＰ）工程では、約９００℃加熱
後、最終パテンティング処理として６００　’Ｃ前後の
鉛浴に浸漬し、ＴＳ＝１２５ｋｇｆ／ａｍ２とした伸線
用綱線材を得、これを酸洗・メツキ後、伸線してＴＳ　
＃３２０ｋｇｆ／ａｍ２前後のフィラメントを得ていた
。

この製造工程・条件においては、伸線加工後ε＝３．２
程度であり、これを、さらに上げて、強度を得ようとし
ても、延性低下のため不可能であった。

そこで、特開昭６４−１５３２２号公報においては、最
終パテンティング処理の代わりに加工熱処理を行い、パ
ーライトブロックサイズを６〜７μ謡程度に微細化し、
伸線性を向上させ４００ｋｇｆ／ｍｍ２クラスの強度を
得ることを示したが、加工後再びオーステナイト域へ加
熱し、次いで徐冷するという再結晶化処理を行うため、
安定した微細化が達成されず、また工程数が多くなりま
た所要時間が長くなりコスト上昇を免れない。しかも、
高加工度域への加工のため伸線後の絞りが３０％台と低
く、その後のコードワイヤへの撚り線加工で断線等が起
こり易く、安定性に欠けていた。

そこで、特願平２−３４５２５号発明では、炭素０７〜
０．９重量％含有する鋼線材を最終伸線前のパテンティ
ング処理においてＡｃ３点以上のオーステナイト域温度
に加熱してから、恒温変態曲線におけるパーライト変態
開始温度を切らない範囲の冷却速度で、Ａｅ１点以下５
００℃以上の温度範囲に冷却し、この温度域で加工度２
０％以上の塑性加工を行い、次いでオーステナイト域に
加熱することなくパーライト変態させることを特徴とす
る伸線用鋼線材の製造方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 今日、自動車用タイヤは、高速走行時の安定性向上のた
め、タイヤに要求される仕様が一層厳しく、タイヤのス
チールコードの高張力化が求められている。それに伴い
コードワイヤも伸線後の機械的特性としてＴＳ＝４００
ｋｇｆ／ｍｍ”以上、絞り４０％以上が要求されている
。フィラメントの強度は、素材である高炭素鋼線を伸線
して細線化する過程で、加工硬化により徐々に高められ
てい（が、従来のパテンティング処理では、伸線加工度
ε＝３．２程度であった。

また、特開昭６４−１５３２２号公報のように加工熱処
理によって結晶粒径（パーライトプロ・ツク）を微細化
した後、再びオーステナイト化するプロセスがある。

しかしながら、これらのいずれの方法でも伸線によって
４００ｋｌｊ４７ｍｍ２以上の強度で４０％以上の延性
を有するフィラメントを得ることはできない。

本発明は、例えば上述のような今日求められているコー
ドワイヤ用の高強度伸線用鋼線材の製造方法を明らかに
し、それらの実際的な実施方法および装置を擢供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上述の目的達成のため、本発明者らは種々の検討を行っ
た結果、最終伸線の前に加工熱処理を施し、パーライト
ブロックサイズを微細化することにより、伸線性を向上
させる製造方法に注目し、この微細パーライト組織を簡
便な方法でもって得るための加工熱処理条件を詳細に比
較した。その結果、従来はパーライトブロックサイズを
小さくするため、加工後オースナナ４１Ｍ域への加熱に
よって再結晶処理を行うことが考えられていたが、加工
条件をコントロールできれば十分にパーライトブロック
サイズを微細化できることがわかり、この点を先ムこ特
願平２−３４５２５号として提案した。

本発明は、前記先願発明における鋼線材のオーステナイ
ト域から加工温度域までの冷却と加工とを表面温度が調
整できるロールを用いて行うことを特徴とする伸線用ｍ
線材の製造方法と装置を要旨とするものである。

なお、本明細書において、最終伸線前の鋼線材は「伸線
用鋼線材Ｊあるいは「素線づまたは単に「線Ｊというが
、「伸線用鋼線材」は最終伸線後の鋼線材をいう。

（作用） 次ムこ、本発明を添付図面を参照してさらに詳細に説明
する。

まず、第１図は、この方法を実施するラインの略図であ
り、第２図はこのラインで処理される線材のヒートバク
ーンを示すグラフであり、そして第３図はロールの表面
温皮調ｊ［ＩＩ構の説明図である。

本発明にかかる装置は、好ましくはそれぞれ内部に冷却
水通路８を設けた一対の表面温度調整可能な水平ロール
２と竪ロール３とから成り、さらに鋼線材の測温装置５
およびその測温装置の測温データに基づき線材表面温度
をＡｅ、意思下５００　’Ｃ以上に調整すべく前記水平
ロール２および垂直ロール３の冷却水通路８に設けた冷
却水開閉弁４を作動するコントローラ６を備えている。

鋼線材の冷却・加工に際しては、図示のように、鋼線材
７を加熱炉１の左端入側Ｅから送り込み、この加熱炉ｌ
でオーステナイト域に加熱した後、上下一対の表面温度
調整可能な水平ロール２に入る。

この水平ロール２は、第３図に示すように、冷却水通路
８を有し、冷却水調整弁４、測温装置５、コントローラ
６とからなる温度調整機構を備えている。水平ロール表
面は冷却水調整弁４による流量調整によって表面温度が
調整される。

従って加熱炉ｌを出てこの水平ロール２に接触した鋼線
材７は直ちに冷却が始まると共に必要な圧下が加えられ
て前記２０％以上の加工が施こされる。水平ロール２を
出た線材の温度は測温装置５でその温度が測定され、そ
の測定値はコントローラ６に送られる。ここで予め設定
された温度と測定値との対比、両温度の偏差に基づく制
御信号によって冷却調整弁４の開度調整がなされる。

次に、この水平ロール２を出た後の線材は同しく表面温
度調節可能とした左右一対の竪ロール３で同様な冷却と
加工を同時に加えられる。

場合によっては、竪ロール３には殆ど冷却水を流さない
ことによって、加工によって発生する熱量と冷却とがつ
り合い加工温度一定の条件が得られるようにしてもよい
。

本発明にかかる上述の冷却　加工装置における被処理鋼
線材のヒートパターンは第２図に示すが、その位置関係
は図中カッコ書きで示すように第１図に対応する。

かくして、本発明によれば、オーステナイト域温度に加
熱してから、恒温変態曲線におけるパーライト変態開始
温度領域を切らない範囲の冷却速度で、Ａｅ、点以下５
００℃以上の温度範囲に冷却することができる。パーラ
イト変態開始温度領域を切るとパーライト変態が生じ、
目的とする強度向上が図れず、また上記温度範囲を外れ
て塑性加工を行っても細粒化は実現できず、また余り低
いとマルテンサイト生成の恐れがあるからである。

本発明における冷却加工温度を確保するためには被処理
鋼線材に比べて圧倒的に熱容量の大きいロールで接触、
冷却を行うことが好ましく、その場合適冷オーステナイ
ト組織を得ることは容易であり、しかもこの表面温度が
調整可能なロールで加工の温度の調整も容易である。

ロール表面温度調節手段としては、上記例では冷却水通
路を設けて内部水冷で行っているが、その他冷媒として
油、蒸気などで行ってもよい。

本発明の対象とする鋼線材の組成は炭素を除いて特に制
限されない。

炭素は、鋼線の強度を確保するのに必要な元素である。

その下限値を０．７％としたのは、これより少ない含有
量では最終伸線後でも目標とする４００ｋｇｆ／■１１
２以上の強度が得られないためである。

また、上限値を０．９％としたのは、これを超えると初
析セメンタイトの影響で伸線性が悪くなり、強度がかえ
って低下するため０９％とした。

その他、必要によりＳｌおよびＭｎさらにＰおよびＳの
各含有量を適宜限定してもよい。例えば、Ｃ１０，７０
−０，９０％、Ｓｉ：０．１５〜１．２０％、Ｍｎ：０
．３０〜０．９０％、Ｐ：０．０１以下、Ｓ：０．００
２％以下の組成が例示される。

次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
。

（実施例） 本例では第１表に示す組成の鋼を、真空溶解炉にて２０
０　ｋｇ７ｇ製し、熱間圧延によって直径５．５　ｍｍ
の線材とした後、慣用装置によって伸線を行い、直径２
２５Ｉとした。

次いで、このようにして得られた鋼線を出発鋼線材とし
て、第２表に示す条件で第１図の装置によって加工熱処
理パテンティングを行った。

処理および加工条件は、ＡＣ３点以上の温度域である９
５０℃に加熱してから、パーライト変態を起こすことな
く１９０℃／５ｅｃＴ：急冷し、次いで減面率５０％の
加工を加え、加工後オーステナイト域に再加熱すること
なくパーライト変態を行わせた。

このようにして得られた伸線用鋼線材の特性を第２表に
まとめて示す。

最終伸線後の伸線鋼線材はＴＳ＝４１０ｋｇｆ／＋ｕ＋
２、ＲＡ＝３０％であった。

第２表に示す従来例は、加工熱処理を行わずオーステナ
イト域まで加熱後、直ちに鉛浴炉に浸漬して行うパテン
ティングの例を示す。

比較例は、本発明例を使用せず変態点以下に適冷された
オーステナイトを圧延機で加工し、その後オーステナイ
ト域に加熱することなくパーライト変態させた場合を示
す。

同表から明らかなように、従来例および比較例に比べ本
発明例によって処理したものは、パテンティング材とし
て延性および伸線性に優れていることが判明した。特に
比較例と本発明例とを比べると通合オーステナイト加工
中の保温の効果が大きいことが判る。

（発明の効果） 本発明は以上詳述してきたように構成されているから、
加工熱処理パテンティングにおいて適冷オーステナイト
を温度低下をおこさないで一定の温度範囲で加工するこ
とが可能となり、すぐれた特性の鋼線材を擾供すること
ができ、産業１益するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を用いた加工熱処理ラインの説明図： 第２図は、本発明におけるヒートパターンの説明図、お
よび 第３図は、本発明において使用する表面温度の調整可能
なロールの詳細を示す断面図である。 Ｉ；加熱炉　　　　２：水平ロール ３・竪ロール　　　４：冷却水調整弁 ５：測温装置　　　　６：コントローラ７二線材　　　
　　８：冷却水道路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素：０．７〜０．９重量％を含有する鋼線材を
   、最終伸線前のパテンティング処理においてＡｃ＿３点
   以上のオーステナイト域温度に加熱後、表面温度調整可
   能なロールを用いて、恒温変態曲線におけるパーライト
   変態開始温度を切らない範囲の冷却速度で、Ａｅ＿１点
   以下５００℃以上の温度範囲に冷却するとともにこの温
   度域で加工度２０％以上の塑性加工を行い、次いでオー
   ステナイト域に加熱することなくパーライト変態させる
   ことを特徴とする伸線用鋼線材の製造方法。
2. （２）それぞれ内部に冷却水通路を設けた一対の水平ロ
   ールと竪ロールとから成り、被処理鋼線材の測温装置お
   よび前記測温装置の測温データにより前記水平ロールお
   よび垂直ロールの冷却水通路に設けた冷却水開閉弁を作
   動するコントローラを備えた伸線用鋼線材の冷却および
   加工装置。