JPH05295484A - メカニカルデスケーリング性に優れた硬鋼線材 - Google Patents

メカニカルデスケーリング性に優れた硬鋼線材

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JPH05295484A
JPH05295484A JP12415192A JP12415192A JPH05295484A JP H05295484 A JPH05295484 A JP H05295484A JP 12415192 A JP12415192 A JP 12415192A JP 12415192 A JP12415192 A JP 12415192A JP H05295484 A JPH05295484 A JP H05295484A
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JP
Japan
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wire rod
mechanical descaling
steel wire
hard steel
wire
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JP12415192A
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English (en)
Inventor
Motohisa Imafu
基久 今府
Akihiko Ishinoda
昭彦 石野田
Takao Shibata
隆雄 柴田
Shinzo Ashida
真三 芦田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸洗法と同等のスケール除去性を有する様
な、優れたメカニカルデスケーリング性を有する硬鋼線
材を提供する。 【構成】 C:0.5 〜1.1 重量%,Si:0.1 〜0.25重
量%,Mn:0.3 〜0.9重量%を夫々含有する他、Sを
[S]/[Mn]比(但し、[S],[Mn]は、S,Mnの重量%を示
す)で0.01〜0.05となる様に含有し、残部鉄および不可
避不純物からなり、且つ下記[I] 式で示される表面肌荒
れ指数が15%以下である。 【数1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸洗法と同等のスケー
ル除去性能を有する様な、優れたメカニカルデスケーリ
ング性を有する硬鋼線材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スチールコードやビードワイヤあるいは
ピアノ線等の線材の製造においては、熱間圧延を終えた
線材を室温まで一旦冷却した後再加熱し、空気焼入れ
(エアーパテンティング)や鉛浴焼入れ(鉛パテンティ
ング)を行なった後、酸洗法によって線材表面のスケー
ルを除去し、その後伸線加工して最終製品あるいは中間
製品とするのが一般的であった。しかるに近年では、省
エネルギーや工程数低減のため、熱間圧延を終えた線材
を熱処理しないでそのまま伸線加工する方法が採用され
ている。また上記酸洗法には、脱スケール後の素材表面
が梨地状となって伸線加工性が高められるという長所を
有している反面、作業が繁雑である、廃液処理費用
がかさむ、環境汚染を生じる、伸線設備ラインとの
連続化が困難である、といった様々の問題が指摘される
ことから、酸洗法に代わって二次スケールを機械的に剥
離除去するメカニカルデスケーリング法が多用される様
になってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】メカニカルデスケーリ
ング法の採用によって、作業面や環境面においては大幅
に改善されたと言えるが、この方法には酸洗法に比べて
スケール除去能力が劣るという欠点があり、時として線
材表面に筋状のスケールが残存し、冷間伸線加工に用い
るダイスの寿命低下の原因になっている。
【0004】こうした問題を解決する為、例えば特開昭
61-48558号公報には、鋼中の化学成分を規制した技術が
開示されている。しかしながら本発明者らがこの技術に
ついて検討したところ、化学成分のみを規制しただけで
は上記問題の解決には至らないことが分かった。
【0005】一方、特開平2-213448号公報には、Niを
添加した高炭素鋼線材において、化学成分を規制すると
共にその表面粗度をRa:15μm 以下にすることによっ
て線材のメカニカルデスケーリング性を高める技術が開
示されている。しかしながらこの技術においても、開示
された化学成分範囲では、線材の円周方向全面および長
手方向全長に亘ってその表面を平滑にすることは技術的
に困難である。即ち、本発明者らが検討したところによ
るとNiは線材の熱間加熱圧延時に界面に濃縮し、スケ
ールが界面に強固に密着してデスケールリング性を悪化
させ、その結果赤スケールが生じ易くなって厚板等では
スケールきずの原因になることが分かった。またNiを
含むと、脱炭が生じ易くなり、この脱炭と密着性の良い
スケールによって、線材の表面肌荒れが生じ易くなる。
【0006】本発明は上記の様な問題点に着目してなさ
れたものであって、その目的は、酸洗法と同等のスケー
ル除去性能を有する様な、優れたメカニカルデスケーリ
ング性を有する硬鋼線材を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明の構成は、C:0.5 〜1.1 重量%,S
i:0.1 〜0.25重量%,Mn:0.3 〜0.9 重量%を含有
する他、Sを[S]/[Mn]比(但し、[S],[Mn]は夫々S,M
nの重量%を示す)で0.001 〜0.05となる様に含有し、
残部鉄および不可避不純物からなり、且つ下記[I] 式で
示される表面肌あれ指数が15%以下である点に要旨を有
するものである。
【0008】
【数2】
【0009】
【作用】本発明者らは、メカニカルデスケーリング後の
線材におけるスケール残存状況の観察を行なう他、様々
な角度からの実験を行なった。その結果、まずスケール
の残存には、線材表面の肌あれが大きく原因しており、
この肌あれは圧延ロール当たりの圧延量が増加するに従
って大きくなる事実を突き止めた。またSiやSはスケ
ール剥離性と深い関係を有し、これらの元素をきめ細か
く規制することがメカニカルデスケーリング性を良好に
する上での有力な手段であることも見出した。まず本発
明の硬鋼線材の化学成分限定理由は、下記の通りであ
る。
【0010】C:0.5 〜1.1 重量% Cは線材の強度と靭性を支配する基本的な成分であり、
C量が多くなるにつれて強度が高まるが反対に靭性が低
下する。近年の要求に応じることのできる高強度を得る
為には、Cは少なくとも0.5 重量%添加する必要があ
る。しかしながらCが過剰になると、線材圧延後の衝風
冷却時に初析セメンタイトが出現して靭性が低下し、伸
線性を著しく阻害するので1.1 重量%以下とする必要が
ある。
【0011】Si:0.1 〜0.25重量% Siは線材圧延後の二次スケール生成量とスケール組成
を大きく変化させる元素であることを見出した。Si量
が少なくなる程スケール生成量は増加し、メカニカルデ
スケーリング性を向上させる傾向がある。従ってメカニ
カルデスケーリングを改善するには、Si量をできるだ
け少なくする必要がある。しかしながらSiは鋼の脱酸
に必要な成分であり、0.1 重量%を下限とした。一方S
iを増加すると、鋼との界面に低融点組成のファイアラ
イト(2FeO,SiO2)が多く生成され、デスケーリング性
を著しく阻害するので、メカニカルデスケーリング性を
改善するには上限を0.25重量%にする必要がある。また
上記ファイアライトが生成すると、粒界が選択的に酸化
され、後述する表面肌あれが著しく進行するので、表面
肌あれ防止という観点からもSiは低い方がよいことが
分かった。
【0012】Mn:0.3 〜0.9 重量% Mnは焼入れ性を向上させる作用があり、この作用は0.
3 重量%以上含有させることによって有効に発揮され
る。しかし含有量が多過ぎると線材圧延後の二次スケー
ル生成量が著しく減少し、生成した二次スケールはタイ
トスケールとなってメカニカルデスーリング性を阻害す
るので、0.9 重量%以下に抑えるべきである。
【0013】S:[S]/[Mn]比(但し、[S],[Mn]は、夫々
S,Mnの重量%を示す)で0.001 〜0.05 Sはメカニカルデスケーリング性に大きく影響を与え、
S量が多い方がメカニカルデスケーリング性は向上す
る。またSは被削性を向上させる快削鋼では積極的に利
用しているが、スチールコード,ビードワイヤ,ピアノ
線等の高炭素鋼線材は、高強度且つ高靭性の要望が一段
と厳しくなり、Sは不純物元素であると考えられており
S量は低レベルであることが必要となるが、極低S鋼に
するとメカニカルデスケーリング性がかえって低下する
ことが分かった。本発明者らが最適なS量について検討
したところ、[S]/[Mn]比が0.01以上でメカニカルデスケ
ーリング性が向上することを見出した。一方高靭性を確
保するという観点から、上記比は0.05以下にする必要が
ある。
【0014】本発明の硬鋼線材の基本的な化学成分は上
記の通りであり、残部は鉄および不可避不純物からなる
ものであるが、必要によりCo,Ni,Cr等の元素の
1種以上を添加してもよい。これらを添加するときの化
学成分の配合量及びその限定理由は下記の通りである。
【0015】Co:0.05〜0.6 重量% Coは初析セメンタイトの出現を抑制し、高炭素域での
靭性改善に効果のある元素である。その効果を発揮させ
る為には、0.05重量%以上添加する必要があるが、過剰
に添加してもその効果が飽和するので、0.6 重量%以下
とすべきである。 Cr:0.05〜0.3 重量% Crは焼入れ性を向上すると共に、パーライト組織を微
細化して靭性向上に効果のある元素である。これらの効
果を発揮させる為には、0.05重量%以上添加する必要が
あるが、過剰に添加するとマルテンサイトが出現して著
しく靭性が低下するので0.3 重量%以下とすべきであ
る。
【0016】本発明は、前記[I] 式で示される表面肌あ
れ指数を特定した点にも要旨を有するものであるが、こ
の様な着想に至った経緯は次の通りである。線材の熱間
圧延は孔型ロールを用いて圧延しており、孔型ロールが
摩耗するとロールの表面が損傷して肌あれが生じ、熱間
圧延線材の表面に肌あれが転写される。酸洗法を適用す
る場合は、線材表面に肌あれがあれば伸線時に潤滑剤が
付着し易いので、伸線性が良くなるという点からは肌あ
れが存在した方が好ましい。しかしながらメカニカルデ
スケーリング法を適用する場合は、線材表面に肌あれが
あると二次スケールが肌あれ部に充填してアンカー効果
によってスケール剥離性が劣ること、およびスケール層
に細かな剪断クラックが発生して同じくスケール剥離性
が劣ることを見出した。そして本発明者らは、メカニカ
ルデスケーリング性を安定化させる為の基準として、
(表面粗度Raが10μm 以上である粗面部の円周方向総
長さ)と(線材の円周長さ)の比(%)を表面肌あれ指
数として選び、この指数が15%以下であれば良好なメカ
ニカルデスケーリング性が発揮されることを見出した。
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発
明はもとより下記実施例によって制限を受けるものでは
ない。
【0017】
【実施例】表1に示す如く化学成分の異なる数種の高炭
素鋼ビレット(115mm 角)を使用し、熱間加工を行なっ
て線材(5.5mm φ)とした後、950 ℃で巻取り、ステル
モア冷却装置で衝風冷却した。本発明鋼と比較鋼を、同
一圧延チャンスで圧延し、線材のスケール特性を調査し
た。その結果を表面肌あれ指数とともに表2に示す。尚
メカニカルデスケーリング後のスケール残存率、伸線条
件および伸線結果の評価基準を下記に示す。 <スケール残存率>
【0018】
【数3】
【0019】<伸線条件> 伸線機:24″連伸機 メカニカルデスケラー:ロ−ラベンディングタイプ,ロ
ーラ径80mmφ 線径:5.5mm φ→メカニカルデスケーリング→4.85mmφ
→4.30mmφ→3.85mmφ→3.45mmφ→3.10mmφコイラー矯
正→巻取り 潤滑剤:乾式伸線用金属石けん 伸線量:500kg <伸線結果> ○:ダイス焼付けなし △:コイラーで焼付け ×:No.2ダイスで焼付け発生 ××:No.1ダイスで焼付け発生(伸線不可)
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】次に、表1のサンプルBの本発明鋼を用
い、表面肌あれ指数を変えないときのスケール特性(ス
ケール残存率)を調査したところ、表3に示す結果が得
られた。表3から明らかな様に、表面肌あれ指数が大き
くなるにつれてメカニカルデスケーリング性が悪化して
いるのが分かる。
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成されており、メ
カニカルデスケーリング性の優れた硬鋼線材が得られ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 真三 神戸市灘区灘浜東町2番地 株式会社神戸 製鋼所神戸製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.5 〜1.1 重量%,Si:0.1 〜0.
    25重量%,Mn:0.3 〜0.9 重量%を夫々含有する他、
    Sを[S]/[Mn]比(但し、[S],[Mn]は、夫々S,Mnの重
    量%を示す)で0.01〜0.05となる様に含有し、残部鉄お
    よび不可避不純物からなり、且つ下記 [I]で示される表
    面肌あれ指数が15%以下であることを特徴とするメカニ
    カルデスケーリング性に優れた硬鋼線材。 【数1】
  2. 【請求項2】 更に、Co:0.05〜0.6 重量%およびC
    r:0.05〜0.3 重量%よりなる群から選ばれる1種また
    は2種を含有するものである請求項1に記載の硬鋼線
    材。
JP12415192A 1992-04-16 1992-04-16 メカニカルデスケーリング性に優れた硬鋼線材 Pending JPH05295484A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007020916A1 (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho スケール剥離性に優れた鋼材の製造方法及びスケール剥離性に優れた鋼線材
JP2010222630A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Kobe Steel Ltd 伸線性に優れた高炭素鋼線材の製造方法

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Effective date: 20011016