JPH04310372A

JPH04310372A - カットワイヤ用ワイヤの製造方法

Info

Publication number: JPH04310372A
Application number: JP7276391A
Authority: JP
Inventors: Tsugunori Nishida; 世紀西田; Yukio Ochiai; 落合　征雄
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1992-11-02
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0790465B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はショットブラストなどの
ショットボールに用いられる高強度カットワイヤ用ワイ
ヤの製造方法に関し、詳しくは、伸線加工によって得ら
れるビッカース硬度Ｈｖ＝７５０以上のカットワイヤ用
ワイヤの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カットワイヤはラウンディングなどを行
った後、材料の表面に圧縮残留応力を導入するために行
われるショットブラスト用のショットボールとして使用
されている。ショットボールには、特開平０２−１９０
２６６号公報のような鋼線を切断して製造されるショッ
トボール、セラミック製のショットボール、アトマイズ
法によるショットボールなどがある。

【０００３】セラミック製のショットボールは割れ易い
ためショットを行う材料の強度が高い場合には、割れた
ショットボールでショットされた材料が傷つくといった
問題点がある。アトマイズ法によるショットボールは、
強度を調整することが難しく、また高強度のショットボ
ールが得られたとしてもビッカース硬度で５００程度に
すぎない。このため高強度材のショットでは、材料に十
分な圧縮残留応力を導入できないといった問題点がある
。

【０００４】一方、鋼線より製造されたショットボール
においては今まで強度が低いために、高強度材ショット
に用いると、ショット後に導入される圧縮残留応力が低
いといった問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は高強度材ショ
ットに適したビッカース硬度の高く寿命の長い高強度カ
ットワイヤ用ワイヤの製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は重量％でＣ：０
．９０〜１．１０％、Ｓｉ：０．４％以下、Ｍｎ：０．
５％以下、Ｃｒ：０．１０〜０．３０％、Ａｌ：０．０
５０％以下、残部鉄及び不可避的不純物よりなる高炭素
鋼線を用い、最終パテンティング後の強度を１３５以上
１４５ｋｇｆ／ｍｍ２　未満とし、その後、引き抜き加
工により真ひずみで３．０〜３．１０の加工を行い、直
径０．４ｍｍφ以上０．８ｍｍφ未満かつビッカース硬
度をＨｖ＝７５０以上８００未満とすることを特徴とす
るカットワイヤ用ワイヤの製造方法である。

【０００７】更に本発明は最終パテンティング後の強度
を１４５以上１５５ｋｇｆ／ｍｍ２　未満とし、その後
、引き抜き加工により真ひずみで３．１０〜３．３０の
加工を行い、直径０．４以上０．８ｍｍφ未満かつビッ
カース硬度Ｈｖ＝８００以上８５０以下とし、更に最終
パテンティング後の強度を１４０以上１５０ｋｇｆ／ｍ
ｍ２　以下とし、その後、引き抜き加工により真ひずみ
で３．００〜３．２０の加工を行い、直径０．８以上１
．０ｍｍφ未満かつビッカース硬度７５０以上８００以
下とするカットワイヤ用ワイヤの製造方法である。

【０００８】

【作用】本発明の鋼組成の限定理由は下記のとおりであ
る。通常のパテンティング処理においては０．８％近傍
の共析成分のおいても、旧オーステナイト粒界に沿って
初析フェライトが析出すること、またこの初析フェライ
トが伸線後の延性低下の原因となることを本発明者らは
見いだした。Ｃは経済的かつ有効な強化元素であるが、
この初析セメンタイトの析出量低下にも有効な元素であ
る。

【０００９】従って、直径０．４ｍｍφ以上０．８ｍｍ
φ未満かつビッカース硬度７５０以上８００未満のカッ
トワイヤの製造の場合には、Ｃ量が０．９０％未満の場
合には、ビッカース硬度がＨｖ＝７５０以上を得ること
ができないので、Ｃ量を０．９０％以上とする。また、
Ｃ量が１．１０％を超えて添加された場合には、初析セ
メンタイトの析出を抑えることが難しく、カットワイヤ
の寿命を著しく低下させるためＣ量を１．１０％以下と
する。

【００１０】直径０．４以上０．８ｍｍφ未満かつビッ
カース硬度８００以上８５０以下のカットワイヤ用ワイ
ヤの製作の場合には、Ｃ量が０．９５％未満の場合には
、ビッカース硬度がＨｖ＝８００以上を得ることができ
ないのでＣ量を０．９５％以上とする。また、Ｃ量が１
．１０％を超えて添加された場合には、初析セメンタイ
トの析出を抑えることが難しく、カットワイヤの寿命を
著しく低下させるためＣ量を１．１０％以下とする。

【００１１】直径０．８以上１．０ｍｍφ未満かつビッ
カース硬度７５０以上８００以下のカットワイヤ用ワイ
ヤの製作の場合にはＣ量が０．９５％未満の場合には、
ビッカース硬度がＨｖ＝８００以上を得ることができな
いのでＣ量を０．９５％以上とする。また、Ｃ量が１．
１０％を超えて添加された場合には、初析セメンタイト
の析出を抑えることが難しく、カットワイヤの寿命を著
しく低下させるためＣ量を１．１０％以下とする。

【００１２】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時、脱酸効果が不
十分となる。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、反面フェライトの延性を低下させ伸線後の極
細線の延性を低下させるため０．４％以下とする。

【００１３】Ｍｎは鋼の焼き入れ性を確保するために小
量のＭｎを添加することが望ましい。しかし、多量のＭ
ｎの添加は偏析を引き起こしパテンティングの際にベイ
ナイト、マルテンサイトという過冷組織が発生し、その
後の伸線性を害するため０．５％以下とする。

【００１４】本発明のような過共析鋼の場合、パテンテ
ィング後の組織においてセメンタイトのネットワークが
発生しやすく、セメンタイトの厚みのあるものが析出し
やすい。この鋼において高強度高延性を実現するために
は、パーライトを微細にし、かつ先に述べたようなセメ
ンタイトのネットワークや厚いセメンタイトを無くす必
要がある。Ｃｒはこのようなセメンタイトの異常部の出
現を抑制しさらにパーライトを微細にする効果を持って
いる。しかし、多量の添加は熱処理後のフェライト中の
転位密度を上昇させるため、引き抜き加工後の極細線の
延性を著しく害することになる。従ってＣｒ添加量はそ
の効果が期待できる０．１０％以上とし、フェライト中
の転位密度を増加させ延性を害することの無い０．３０
％以下とする。

【００１５】従来の極細鋼線と同様に延性を確保するた
めＳの含有量を０．０２０％以下とし、ＰもＳと同様に
線材の延性を害するので、その含有量を０．０２０％以
下とするのが望ましい。

【００１６】極細線の延性を低下させる原因としてＡｌ
２　Ｏ３　，ＭｇＯ−Ａｌ２　Ｏ３　等のＡｌ２　Ｏ３
を主成分とする非延性介在物の存在がある。従って、本
発明においては非延性介在物による延性低下を避けるた
めに、Ａｌ含有量を０．０５０％以下とする。

【００１７】本発明の製造方法の限定理由は以下に述べ
る通りである。本発明法に示す直径０．４ｍｍφ以上０
．８ｍｍφ未満かつビッカース硬度７５０以上８００以
下のカットワイヤの製造の場合には、最終ＬＰの際に強
度を１３５ｋｇｆ／ｍｍ２　以下とした場合には、ビッ
カース硬度を７５０以上とすることは難しい。また、引
張強さを１４５ｋｇｆ／ｍｍ２以上とした場合には、ビ
ッカース硬度がＨｖ＝８００を超えてしまうので、引張
強さを１３５ｋｇｆ／ｍｍ２　以上１４５ｋｇｆ／ｍｍ
２　以下とする。

【００１８】この一定の強度範囲に調整されたワイヤを
繰り返し引き抜き加工を行うことにより、０．４ｍｍφ
以上０．８ｍｍφ以下に加工する。この時、加工量が真
ひずみで３．０以下の加工の場合には、ビッカース硬度
Ｈｖ＝７５０以上のワイヤを得ることができない。また
、真ひずみで３．１０以上の加工を行うと、ビッカース
硬度が８００を超えてしまうので、引き抜き加工量を真
ひずみで３．０以上３．１０以下とする。

【００１９】本発明法に示す直径０．４以上０．８ｍｍ
φ未満かつビッカース硬度８００以上８５０以下のカッ
トワイヤ用ワイヤの製造の場合には、最終ＬＰの際の強
度を１４５ｋｇｆ／ｍｍ２　以下とした場合にはビッカ
ース硬度を８００以上とすることは難しい。また、引張
強さを１５０ｋｇｆ／ｍｍ２　以上とした場合には、ビ
ッカース硬度がＨｖ＝８５０を超えてしまうので、引張
強さを１４５ｋｇｆ／ｍｍ２　以上１５０ｋｇｆ／ｍｍ
２　以下とする。

【００２０】この一定の強度範囲に調整されたワイヤを
、繰り返し引き抜き加工を行うことにより、０．４ｍｍ
φ以上０．８ｍｍφ以下に加工する。この時、加工量が
真ひずみで３．１０以下の加工の場合にはビッカース硬
度Ｈｖ＝８００以上のワイヤを得ることができない。ま
た、真ひずみで３．３０以上の加工を行うと、ビッカー
ス硬度が８５０を超えてしまい、ショット粒の寿命が著
しく低下するので、引き抜き加工量を真ひずみで３．１
０以上３．３０以下とする。

【００２１】本発明法に示す直径０．８以上１．０ｍｍ
φ未満かつビッカース硬度７５０以上８００以下のカッ
トワイヤ用ワイヤの場合には、最終ＬＰの際の強度を１
４０ｋｇｆ／ｍｍ２　以下とした場合には、ビッカース
硬度を７５０以上とすることは難しい。また、引張強さ
を１５０ｋｇｆ／ｍｍ２　以上とした場合には、ショッ
ト粒の寿命が著しく低下してしまうため、引張強さを１
４０ｋｇｆ／ｍｍ２　以上１５０ｋｇｆ／ｍｍ２　以下
とする。

【００２２】この一定の強度範囲に調整されたワイヤを
繰り返し引き抜き加工を行うことにより、０．４ｍｍφ
以上０．８ｍｍφ以下に加工する。この時、加工量が真
ひずみで３．００以下の加工の場合にはビッカース硬度
Ｈｖ＝７５０以上のワイヤを得ることができない。また
、真ひずみで３．２０以上の加工を行うと、ビッカース
硬度が８００を超えてしまい、ショット粒の寿命が著し
く低下するので、引き抜き加工量を真ひずみで３．００
以上３．２０以下とする。

【００２３】本発明材は過共析鋼であるため、熱間圧延
後の線径で得られる組織に不良部分が発生しやすい。こ
の不良部分は、引き抜き加工過程における微小クラック
の発生源となる。しかし微小クラックの発生を組織の改
善により低減することは、本発明鋼が過共析鋼であるた
め難しい。本発明者らは、引き抜き加工に１０°を基準
にして８°〜１２°の引き抜きダイスを用いることで、
容易にこの問題が解決できることを見いだした。

【００２４】一般的に、高炭素鋼線の引き抜き加工は、
引き抜き力が最も低下するアプローチ角が１４°を基準
にして、１２°〜１６°の引き抜きダイスが使用されて
いる。しかし、この場合、中心部には引張応力が働くた
め、中心部分に微細クラックが発生しやすい状態となっ
ている。

【００２５】そこで、より容易に微細クラックのない引
き抜き加工を行うには、中心部まで十分な圧縮応力の働
く１０°を基準にして、８°〜１２°の引き抜きダイス
を用いるのが望ましい。また、引き抜き加工に使用する
ダイスのアプローチ角を低下することで、引き抜き加工
における内部欠陥の発生を低下し、より高寿命のショッ
トボールを実現することが可能となった。

【００２６】これらのワイヤの切断長さが線径の１倍未
満の場合、切断が困難となるためワイヤの切断長さを１
倍以上とする。また、切断長さが線径の２倍を超えた場
合、ショット粒の寿命が著しく低下するので、切断長さ
を線径の２倍以下とするのが望ましい。

【００２７】

【実施例】本発明に基づき表１に示す成分の鋼を用いて
カットワイヤを製造した。１〜４は本発明法第１項によ
るもの、５〜７は本発明法第３項によるもの、８〜１０
は本発明法第５項によるもので、用いた鋼の化学成分お
よび製造方法は本発明に従って調整されている。また、
本発明例１，２，５，７，８，９は、最終引き抜き加工
の際にアプローチ角が１４°のダイスを用いている。

【００２８】１１〜１５は比較例によるもので、以下の
違いがある。比較例１１は本発明法と使用した鋼の化学
成分のうちＣ量およびＣｒ量が異なる水準である。

【００２９】比較例１２は本発明法と使用した鋼の化学
成分のうちＣｒ量が異なる水準である。比較例１３は本
発明法に比べ最終引き抜き加工における減面率が本発明
法より高い水準である。比較例１４は本発明法に比べ最
終引き抜き加工における減面率が本発明法より低い水準
である。比較例１５は本発明法とカットワイヤの切断長
さが異なる水準である。表１に示される成分の鋼を熱間
圧延によって５．５ｍｍφに製造し、これを引き抜き加
工により表１に示される最終ＬＰ線径のワイヤとした。このワイヤに表１に示されるＬＰ処理を行うことで、表
１に示される引張強さのワイヤとした。本発明例による
１〜１０はいずれも本発明法の範囲に強度が調整されて
いる。この後、本発明例においては、アプローチ角を１
０°と１４°で行い、比較例においてはアプローチ角が
１４°のダイスを用いて引き抜き加工を行った。

【００３０】引き抜き加工後、切断機によりワイヤをカ
ットし、硬度を測定した。また、カットワイヤの寿命を
調べるため、連続１０００時間のショットを行い、ショ
ット粒の損耗量を初期ショット粒の重量からショット後
の所定サイズ以上のショット粒の重量を差し引いた重量
％で求めた。

【００３１】表１に示されるように、本発明例を用いる
ことでビッカース硬度Ｈｖ＝７５０以上で、寿命の優れ
たカットワイヤを得ることができる。また、引き抜き加
工の際にアプローチ角を１０°とすることでより高寿命
のカットワイヤを得ることができる。一方、比較例１１
では表１に示されるようにビッカース硬度Ｈｖ＝７５０
以上を得ることができない。

【００３２】比較例１２でも表１に示されるようにビッ
カース硬度Ｈｖ＝７５０以上を得ることができない。比
較例１３は本発明法に比べ最終引き抜き加工における減
面率が高いため、ビッカース硬度Ｈｖ＝７５０以上の硬
度が得られているが、カットワイヤの損耗率が大きくな
ってカットワイヤの寿命が短くなっている。比較例１４
は本発明法に比べ最終引き抜き加工における減面率が低
いため、ビッカース硬度Ｈｖ＝７５０以上が得られてい
ない。比較例１５は本発明法に比べカットワイヤの切断
長さが長いため、カットワイヤの損耗率が大きくなって
寿命が短くなっていることが判る。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明の鋼を用いてショットブラスト用
のショットボールを製造した場合、ビッカース硬度Ｈｖ
＝７５０以上の高強度ショットボールを得ることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　重量％でＣ　　：０．９０〜１．１０
％、Ｓｉ：０．４％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ：
０．１０〜０．３０％、Ａｌ：０．０５０％以下、残部
鉄及び不可避的不純物よりなる高炭素鋼線を用い、最終
パテンティング後の強度を１３５以上１４５ｋｇｆ／ｍ
ｍ２　未満とし、その後、引き抜き加工により真ひずみ
で３．０〜３．１０の加工を行い、直径０．４ｍｍφ以
上０．８ｍｍφ未満かつビッカース硬度をＨｖ＝７５０
以上８００未満とすることを特徴とするカットワイヤ用
ワイヤの製造方法。
【請求項２】　　最終パテンティング後の強度を１４５
以上１５５ｋｇｆ／ｍｍ２　未満とし、その後、引き抜
き加工により真ひずみで３．１０〜３．３０の加工を行
い、直径０．４以上０．８ｍｍφ未満かつビッカース硬
度Ｈｖ＝８００以上８５０以下とすることを特徴とする
請求項１記載のカットワイヤ用ワイヤの製造方法。
【請求項３】　　最終パテンティング後の強度を１４０
以上１５０ｋｇｆ／ｍｍ２　以下とし、その後、引き抜
き加工により真ひずみで３．００〜３．２０の加工を行
い、直径０．８以上１．０ｍｍφ未満かつビッカース硬
度７５０以上８００以下とする請求項１記載のカットワ
イヤ用ワイヤの製造方法。
【請求項４】　　引き抜き加工のダイスアプローチ角が
、８°〜１２°のダイスを使用することを特徴とする請
求項１記載のカットワイヤ用ワイヤの製造方法。
【請求項５】　　引き抜き加工のダイスアプローチ角が
、８°〜１２°のダイスを使用することを特徴とする請
求項２記載のカットワイヤ用ワイヤの製造方法。
【請求項６】　　引き抜き加工のダイスアプローチ角が
、８°〜１２°のダイスを使用することを特徴とする請
求項２記載のカットワイヤ用ワイヤの製造方法。