JPH05255748A - 伸線用線材の製造方法および装置 - Google Patents

伸線用線材の製造方法および装置

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JPH05255748A
JPH05255748A JP5087992A JP5087992A JPH05255748A JP H05255748 A JPH05255748 A JP H05255748A JP 5087992 A JP5087992 A JP 5087992A JP 5087992 A JP5087992 A JP 5087992A JP H05255748 A JPH05255748 A JP H05255748A
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JP
Japan
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rolling
temperature
cooling
temp
wire rod
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JP5087992A
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English (en)
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Masatake Tomita
正威 富田
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】工具鋼、高速度鋼等の難加工材に加工熱処理を
行って伸線用線材を製造する。 【構成】鋼素材をAc3 点以上のオーステナイト域温度に
加熱後、オーステナイト域での再結晶温度以下、500 ℃
以上の温度に冷却してから、オーステナイト域において
減面率20%以上の塑性加工を行い、次いでパーライト変
態をさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼および合金鋼などの
鋼素材からの伸線用線材の製造方法および装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より鋼および合金鋼の伸線用線材
は、冷間圧延または穴ダイスによる伸線を行ってコード
ワイヤなどの最終フィラメントを得ている。しかしなが
ら、そのような低温変形の場合、材料が硬化し、延性の
低下または変形能力が使い果たされ、更なる加工が不可
能となることがある。
【0003】そこで、そのような場合には、冷間加工期
間中に加熱による軟化または中間焼鈍などの中間熱処理
が繰り返し施され、所望の最終寸法に到達する。しか
し、工具鋼および高速度鋼のような難加工材の場合は、
特に中間熱処理の回数が多く経済的な負担となってい
た。
【0004】また、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、最終直径0.2 mm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
たストランドであり、最終寸法を得ると同時に強度、延
性も要求される。ここに、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。
【0005】
【数1】
【0006】最終鉛パテンティング工程では、約900 ℃
加熱後、最終パテンティング処理として600 ℃前後の鉛
浴に浸漬、TS=125 kgf/mm2 とした伸線用鋼線材を得、
これを酸洗、メッキ後伸線してTS≒320 kgf/mm2 前後の
フィラメントを得ている。この製造工程条件によれば、
伸線加工度ε=3.2 程度であり、これをさらに加工して
強度を得ようとしても、延性低下のため不可能であっ
た。
【0007】そこで、特開昭64−15322 号公報および特
願平2−333636号(A30495)にて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
ズを微細化して伸線性を向上させる方法が提案されてい
る。しかしながら、そのような方法の実用化に際しては
多くの問題が見られ、特に経済的にかつ安定して高品質
の伸線用線材を製造する技術の確立にはまだまだ解決す
べき多くの問題がある。例えば、特性のバラツキが多
く、品質が安定化しない、などの問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明の目
的は、例えば上述のような難加工材等の伸線用線材に加
工熱処理を行って伸線性を向上させる際に、実際的な加
工熱処理方法および装置を提供することである。より具
体的には、本発明の目的は、コードワイヤ、ビードワイ
ヤ等の高強度伸線用鋼線材の製造方法であって、特願平
2−333634号に詳述されているような加工熱処理法を実
施する場合における経済的にも実用性のある方法とその
実際的な装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明者らは、種々の検討を行った結果、前述の製
造方法にあって、この方法を現実の製造ラインに適用で
きるようにするためには、圧延機直後に水冷装置を設定
し、パーライト変態の温度を制御することが重要である
ことを知り、本発明を完成した。
【0010】ここに、本発明の要旨とするところは、最
も広義には、最終伸線前のパテンティング処理におい
て、鋼素材をAc3 点以上のオーステナイト域温度に加熱
後、オーステナイト域での再結晶温度以下、500 ℃以上
の温度に冷却してから、オーステナイト域において減面
率20%以上の塑性加工を行い、次いでパーライト変態を
させることを特徴とする伸線用線材の製造方法である。
【0011】さらに別の面からは、本発明は、最終伸線
前のパテンティング処理において、鋼素材をAc3 点以上
のオーステナイト域温度に連続急速加熱後、オーステナ
イト域での再結晶温度以下、500 ℃以上の温度に冷却し
てから、オーステナイト域において多段ロールによって
全体として減面率20%以上の圧延加工を行い、それぞれ
のまたは複数の圧延変形の後に、圧延材料の冷却を行
い、次いでパーライト変態をさせることを特徴とする伸
線用線材の製造方法である。
【0012】さらに別の面からは、本発明の要旨とする
ところは、誘導加熱または直接通電による圧延材料への
エネルギーを供給する電気急速加熱装置である連続急速
加熱用の加熱装置、第一冷却装置、それぞれ2つまたは
それ以上のワークロールを持ち、少なくとも2つの圧延
スタンドが圧延方向に配置されている圧延装置、および
第二冷却装置にて構成されることを特徴とする伸線用線
材の製造装置列である。
【0013】本発明の実施態様によれば、前記圧延装置
による圧延は、圧延スタンドのロールが個々に適当な回
転数制御により、または一緒に適当な回転数増速により
駆動されることで行われてもよい。さらに、圧延スタン
ドの間に調整可能な第三冷却装置を設けるか、またはス
タンド内に調整可能な冷却水を供給することによって、
冷却媒体をロール表面および/または材料上に施すこと
で、圧延期間中に被圧延材を冷却するようにしてもよ
い。
【0014】
【作用】次に、本発明を添付図面を参照することにより
以下に詳述する。まず、図1は、この方法を実施する装
置の略図であり、図2はこのラインで処理される線材の
ヒートパターンを示す説明図である。本発明にかかる方
法を実施する装置は、図1に示すように、急速加熱装置
1、冷却装置2、そして変形加工機としての圧延機3お
よびミル出側冷却装置4から構成され、さらに加熱装置
1の出口、圧延機3入口および出口ミル出側冷却装置4
の出口にはそれぞれ素材の温度を測定する温度計5が設
けられており、これらの温度計5の測温度データは一般
にはマイクロコンピュータからなる制御装置に入力さ
れ、設定温度に対する温度補償を行っている。
【0015】急速加熱装置1は、通電加熱方式または誘
導加熱方式が用いられるが、素材がAc3 点以上に、加熱
速度200 ℃/s以上で、望ましくは300 ℃/s程度で加熱さ
れ、オーステナイト域での結晶粒の粗大化を少なくす
る。急速加熱装置は通電加熱方式または誘導加熱方式が
用いられるが、素材がAc3点以上に加熱速度200 ℃/s以
上で、望ましくは300 ℃/s程度で加熱されることで、オ
ーステナイト域での結晶粒の粗大化を少なくする。また
冷却装置2も水冷式あるいは空冷式が用いられる。例え
ば浸漬タイプの水冷装置が用いられ、共に急速加熱装置
を後続の圧延機の間でヒートパターンを変え、組織の制
御を行う目的で可動タイプが望ましい。
【0016】線材の加熱冷却加工に関しては、図2に示
すように加熱装置1でAc3 点以上オーステナイト域に加
熱後、冷却装置2において後続での圧延機3におけるオ
ーステナイト域での再結晶温度以下、500 ℃以上の温度
に冷却する。このように所定の温度範囲に冷却された線
材は、連続圧延機3によって20%以上の塑性加工を行
う。その場合、各スタンド毎に冷却水調整弁で流量が制
御でき、圧延による昇温と冷却がつり合うことで、加工
温度一定の条件で圧延が行われる。
【0017】線材の温度は適宜温度測定装置でその温度
が測定され、その測定データは一般にはマイクロコンピ
ューターからなる制御装置に入力され、予め設定された
温度と測定値の偏差に基づき加熱装置1の出力冷却装置
2の冷却水量、連続圧延機3の冷却水量が調整される。
また、冷却装置2も水冷式あるいは空冷式が用いられ
る。例えば浸漬タイプの水冷装置が用いられ、共に急速
加熱装置を後続の圧延機の間でヒートパターンを変え、
組織の制御を行う目的で可動タイプが望ましい。
【0018】線材の加熱冷却加工に関しては、図2に示
すように加熱装置1でAc3 点以上オーステナイト域に加
熱後、冷却装置2において後続の圧延機3におけるオー
ステナイト域での再結晶温度以下、500 ℃以上の温度に
冷却する。このように所定の温度範囲に冷却された線材
は、次いで連続圧延機3によって減面率で合計20%以上
の塑性加工を行う、その場合、各スタンド毎に冷却水調
整弁で流量が制御でき、圧延による昇温と冷却が例えば
つり合い加工温度一定の条件で圧延が行われる。線材の
温度は測定装置でその温度が測定され、その測定データ
は一般にはマイクロコンピュータからなる制御装置に入
力され、予め設定された温度と測定値の偏差に基づき加
熱装置1の出力、冷却装置2の冷却水量、連続圧延機3
の冷却水量が調整される。
【0019】連続圧延機3による塑性加工後、素材は図
2に示すように恒温変態曲線におけるパーライト変態開
始領域(Ps)を切る。この際パーライト変態における目的
とする強度は、温度によって決定されるパーライトのラ
メラ間隔に依存する。したがって、連続圧延機3を出た
素材は、ミル出側冷却装置4にて冷却され、パーライト
変態開始の温度を決めることができる。その後、パーラ
イト変態終了までの温度は理想を言えば変態温度一定が
望ましいが、自然放冷でも構わない。
【0020】図3は、さらに別の態様を示すものであっ
て、図中、基礎A上に組み付けられた直径5.5 mmの丸線
素材から直径2.0 mmの寸法を持つ伸線用線材を製造する
ための装置が示されている。この場合、ピン23によって
回転可能に支持装置22に取付けられている巻胴21により
貯蔵巻き枠2から素材1が引き出され、例えば高周波誘
導加熱による急速加熱装置3で100 〜200 ℃/Sの加熱速
度でAc3 点以上に加熱され、次いで例えば水冷スプレー
を備えた冷却装置4にてオーステナイト域での再結晶温
度以下、500 ℃以上の温度に冷却された後、連続圧延機
5によって温度一定の下に圧延され、その後、圧延機出
側の同じく水冷スプレーを備えた冷却装置6にて所定の
温度に冷却してからパーライト変態を開始させた後、最
終巻き枠7において、支持装置72に設けられかつ軸73に
より駆動される巻胴71への最終寸法に変形された線の巻
き取りが行われる。
【0021】連続圧延機5は図4に概略的に示されてい
るように、例えば3ロール3角キャリバーから構成され
るものであってもよい。この場合、ロール511 、512 、
513の動作面は圧延断面11を生ぜしめ、この圧延断面は
凸状に張り出した3角形を形成する。連続圧延機5の後
段の圧延スタンドには、図5に示されたような3ロール
3丸キャリバーを用いることができ、この場合、ロール
511'、512'、513'の動作面の形状は円形圧延断面12をも
たらす。
【0022】このように、連続圧延機5は、順次3角キ
ャリバーから後続の円形断面のキャリバーに移行してゆ
く構成となっており、断面を減少させていく。本発明を
適用する鋼組成は特に制限されないが、一般には難加工
材、つまり高炭素鋼および高速度鋼に本発明を適用した
場合に最も利益的である。次に、実施例によって本発明
をさらに具体的に説明する。
【0023】
【実施例】本例では、表1に示す各鋼組成の炭素鋼を用
い、図3の装置を使って伸線用線材の製造を行った。本
例におけるコードワイヤ用の伸線用鋼線の処理および加
工条件は、急速加熱装置3によってAc3 点以上の温度域
である950 ℃に 150℃/Sの加熱速度で加熱してから、冷
却装置4に送り、750 ℃まで冷却した後、連続圧延機3
に送り込む。ここで連続圧延機5は既に原理的に説明し
た装置により、直径5.5 mmから直径2.0 mmまで圧延さ
れ、圧延機出口温度600 ℃にてパーライト変態を行わせ
た。このとき、圧延入口速度1.5m/s、出口速度11.3m/s
であった。このようにして得られた伸線用鋼線材の特性
を表2にまとめて示す。最終伸線後のフィラメントの特
性はTS=413kgf/min、RA=38%であった。
【0024】かくして、本発明によれば、次のような利
益が得られる。 最終伸線前の寸法までの鉛パテンティング等を省略で
き経済的メリットが大。 最終伸線において伸線加工度が大になり、TS=400kgf
/mm2以上の強度が得られる。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上詳述してきたように、加
工熱処理を利用した伸線用線材の製造方法および装置で
あり、本発明によりはじめて実用的方法および装置とな
り、すぐれた特性の伸線用線材を経済的に製造すること
ができ、産業上益するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる装置列の略図である。
【図2】このラインで処理される代表的なヒートパター
ン図である。
【図3】直径5.5 mmの丸線材から直径2.0 mmの伸線用線
材を製造する装置列の略図である。
【図4】3ロール3角キャリバーの構成図である。
【図5】3ロール丸形キャリバーの構成図である。
【符号の説明】
1 : 加熱装置 2 : 冷却装置 3 : 連続圧延機 4 : ミル出側冷却
装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最終伸線前のパテンティング処理におい
    て、鋼素材をAc3 点以上のオーステナイト域温度に加熱
    後、オーステナイト域での再結晶温度以下、500 ℃以上
    の温度に冷却してから、オーステナイト域において減面
    率20%以上の塑性加工を行い、次いでパーライト変態を
    させることを特徴とする伸線用線材の製造方法。
  2. 【請求項2】 最終伸線前のパテンティング処理におい
    て、鋼素材をAc3 点以上のオーステナイト域温度に加熱
    速度200 ℃/s以上で連続急速加熱後、オーステナイト域
    での再結晶温度以下、500 ℃以上の温度に冷却してか
    ら、同じくオーステナイト域において多段ロールによっ
    て全体として減面率20%以上の圧延加工を行い、それぞ
    れの、または、複数の圧延変形の後に、圧延材料の冷却
    を行い、圧延による昇温と冷却がつり合うことで、加工
    温度一定の条件で圧延を行い、次いでパーライト変態を
    させることを特徴とする伸線用線材の製造方法。
  3. 【請求項3】 誘導加熱または直接通電による圧延材料
    へのエネルギーを供給する連続急速加熱装置、第一冷却
    装置、それぞれ2つまたはそれ以上のワークロールを備
    え、少なくとも2つの圧延スタンドが圧延方向に配置さ
    れている圧延装置、および第二冷却装置をこの順に配列
    したことを特徴とする伸線用線材の製造装置。
  4. 【請求項4】 前記圧延スタンドのワークロールが個々
    に適当な回転数制御により、または一緒に適当な回転数
    増速により駆動されることを特徴とする請求項3記載の
    装置。
  5. 【請求項5】 前記圧延スタンドの間に調整可能な第三
    冷却装置を設けるか、または冷却媒体をロール表面およ
    び/または被圧延材に適用するために圧延スタンド内に
    調整可能な冷却水を供給する手段を設けるかして、圧延
    期間中に被圧延材を冷却すること特徴とする請求項3ま
    たは4に記載の装置。
JP5087992A 1992-03-09 1992-03-09 伸線用線材の製造方法および装置 Withdrawn JPH05255748A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102719651A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 贵州大学 一种快速感应加热钢丝风冷热处理工艺
KR101359064B1 (ko) * 2012-10-24 2014-02-06 주식회사 포스코 신선 가공성이 우수한 극세선 강선 및 그 제조방법
CN105648557A (zh) * 2014-11-11 2016-06-08 江苏威腾人造草坪有限公司 一种用于塑料拉丝机烘烤板加热装置

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Effective date: 19990518