JPH071027A - 高張力鋼線の製造方法 - Google Patents

高張力鋼線の製造方法

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JPH071027A
JPH071027A JP5731894A JP5731894A JPH071027A JP H071027 A JPH071027 A JP H071027A JP 5731894 A JP5731894 A JP 5731894A JP 5731894 A JP5731894 A JP 5731894A JP H071027 A JPH071027 A JP H071027A
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世紀 西田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイスベアリング長の変更で異なる強度の高
強度鋼線の製造を可能にする。 【構成】 ΔTS=290ΣΔ(BL/D)MPa
(ΔTS:引張強さの増分、BL:ダイスベアリング
長、D:ダイス孔径)で最終ワイヤの強度を変える高張
力鋼線の製造方法。+成分(C:0.7〜1.
1,Si:0.4以下、Mn:0.5以下、必要により
Cr,Ni,Cu添加)、最終パテンティング強度、最
終伸線での総減面率を規定した高張力鋼線の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はタイヤ、ベルトコードな
どのゴムおよび有機材料の補強用に使用されているスチ
ールコードなどの高強度で高延性の極細鋼線に関するも
のである。これらの鋼線は、長尺ゴムベルト、スチール
タイヤ用コード、ホースワイヤなどに使用される。
【0002】
【従来の技術】一般にスチールコードなど伸線された高
炭素鋼極細線は、通常必要に応じて熱間圧延した後に調
整冷却した直径4.0〜5.5mmの線材を一次伸線加工
後、最終パテンティング処理を行ない、その後ブラスメ
ッキ処理をへて最終湿式伸線加工により製造されてい
る。このような極細鋼線の多くは、2本撚り、5本撚り
などの撚り線加工を施した状態でスチールコードとして
使用されている。これらのスチールコードにおいては 1)より高強度であること 2)高速伸線性が優れていること、 3)疲労特性が優れていること、 4)高速撚り線性が優れること、等の特性を具備しなけ
ればならない。
【0003】このため、従来から要望に応じた高品質の
鋼材が開発されている。例えば、特開昭60−2048
65号公報には、Mn含有量を0.3%未満に規制して
鉛パテンティング後の過冷組織の発生を抑え、C,S
i,Mn等の元素量を規制することによって、撚り線時
の断線が少なく高強度および高靱延性の極細線およびス
チールコード用高炭素鋼線材が開示されており、また、
特開昭63−24046号公報には、Si含有量を1.
00%以上とすることによって鉛パテンティング材の引
張強さを高くして伸線加工率を小さくした高靱性高延性
極細線用線材が開示されている。
【0004】しかしながら、軽化、長寿命化の観点から
一層、高強度でかつ疲労特性の優れた材料が求められる
ようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の鋼線
では達成し得なかった高強度でかつ高延性の鋼線をより
低コストで製造する方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するもので、その要旨は、 (1)引き抜き加工において製造される鋼線の製造方法
において、使用するダイスのベアリング長をBL、線径
をD、全てBL/D=0.5のダイスを使用して引き抜
き加工した場合の最終ワイヤの引張強さをTS0.5 とし
た時、任意のベアリング長を使用した場合のワイヤの引
張強さTSを TS={TS0.5 +290ΣΔ(BL/D)}MPa として調整することを特徴とする高張力鋼線の製造方
法。
【0007】(2)重量%で C :0.7〜1.1% Si:0.4%以下 Mn:0.5%以下 P :0.020%以下 S :0.020%以下 Cr:0〜0.3%(無添加の場合を含む) Ni:0〜1.0%(無添加の場合を含む) Cu:0〜0.8%(無添加の場合を含む) 残部Fe及び不可避不純物からなる鋼成分で、ワイヤ径
を1.1mmφ以上2.7mmφ以下の線径に加工されたワ
イヤを パテンティング処理において引張強さを {(530+980×Cwt. %)±50}MPa に調整
し、 湿式伸線加工において真歪みで(−1.53×Lo
gD+2.89)±0.2の加工を行い、 上記(1)を利用して円相当直径0.15〜0.4
mmφ、引張強さ3500MPa 以上のワイヤとなすことを
特徴とする高張力鋼線の製造方法。
【0008】(3)上記(2)の製造方法においてパテ
ンティング処理後、めっき処理としてブラスメッキ、C
uめっき、Niめっき、のいづれかを施すことを特徴と
した高張力鋼線の製造方法。 (4)伸線加工の途中あるいは伸線加工後に、ワイヤの
表層の残留応力を圧縮側にコントロールすることを行う
上記(1)から(3)のいずれかに記載の高張力鋼線の
製造方法。
【0009】
【作用】以下本発明を詳細に説明する。なお、以下に示
す%は重量%である。本発明の鋼組成の限定理由は下記
の通りである。Cは経済的かつ有効な強化元素である
が、この初析フェライトの析出量低下にも有効な元素で
ある。従って、引張強さ3500MPa 以上の極細線とし
延性を高めるためにはCは少なくとも0.70%以上と
することが必要であるが、高すぎると延性が低下し伸線
性が劣化するのでその上限は1.10%とする。
【0010】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とき、脱酸効果
が不十分になる。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。
【0011】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。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移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を添加する場合、その添加量はそ
の効果が期待できる0.1%以上としフェライト中の転
移密度を増加させ延性を害することの無い0.3%以下
とする。
【0012】NiもCrと同じ効果があるため、必要に
よりその効果を発揮する0.1%以上添加する。Niも
添加量が多くなり過ぎるとフェライト相の延性を低下さ
せるので上限を1.0%とする。Cuは線材の腐食疲労
特性を向上させる元素であるので、必要によりその効果
を発揮する0.1%以上添加することが望ましい。Cu
も添加量が多くなり過ぎるとフェライト相の延性を低下
させるので上限を0.8%とする。
【0013】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。以下、製造方法の限定理由につ
いて述べる。先の鋼組成と含有する介在物が前記範囲内
にある鋼を熱間圧延により、4.0mmφ以上7.0mmφ
以下の線材とする。この時の線径は円相当直径で、実際
の断面形状は、円、楕円、三角などの多角形のいづれで
も良い。4.0mmφ未満の線径とする場合には生産性が
著しく低下する。また、7.0mmφを越えた場合には、
調整冷却において充分な冷却速度が得られないため、
7.0mmφ以下とする。
【0014】また線材圧延後の調整冷却において、初析
セメンタイトが出現すると伸線性が著しく低下するた
め、実質、初析セメンタイトの出現しない組織とする必
要がある。これらの熱間圧延線材を伸線加工により線径
を1.1から2.7mmφのワイヤとする。線径を1.0
mmφ以下にすると伸線ワイヤ中にクラックが入るため、
その後の加工に悪影響を与えるため1.1mmφ以上とす
る。また、2.7mmφ以上のワイヤとすると最終製品線
径を0.4以下とする場合に良好な結果を得ることがで
きないので最終パテンティング処理前の線径を2.7mm
φ以下とする。この時、伸線加工は引き抜き加工でもロ
ーラーダイスのどちらを用いても良い。
【0015】パテンティング処理により、引張強さが
(530+980×Cwt. %)MPa に調整された時、
3.4以上4.2以下の加工における強度延性バランス
が最も優れている。{(530+980×Cwt. %)−
50}MPa 以下となった場合、伸線加工後の引張強さを
充分に得ることができない。{(530+980×Cw
t.%)+50}MPa 以上となった場合には、強度は高い
がパーライト組織中にベイナイト組織が多く出現してい
るので、伸線加工中の加工硬化率が低下し、同一減面率
での到達強度が低下し、延性も低下する。従って、パテ
ンティング処理における引張強さを{(530+980
×Cwt. %)±50}MPa に調整する必要がある。
【0016】これらのワイヤは、乾式伸線、湿式伸線の
いづれかあるいは組み合わせで製造されているが、伸線
の過程においてダイスの磨耗を出来るだけ起こしにくく
するため表面にめっきを施すことが望ましい。これらの
めっきはブラスメッキ、Cuめっき、Niめっきなどが
経済的に望ましいがこれ以外のめっきでも良い。湿式伸
線加工において真歪みで(−1.53×LogD+2.
89)+0.2以上の加工では、強度が上がり過ぎるた
め疲労特性が低下する。また、(−1.53×LogD
+2.89)−0.5以下の加工では、3500MPa 以
上の強度を得ることができない。
【0017】伸線加工においては、最終熱処理後のワイ
ヤ径からの最終までの総減面率を一定にしてダイスのベ
アリング長を変化させた場合の強度変化と絞りの変化を
図1に示す。図1は横軸に基準となるダイスベアリング
長(BL/D=0.5)からの各ダイスにおけるダイス
ベアリング長の変化の和を横軸に取り、縦軸にこの時の
引張強さを取っている。この図に示されるように、C量
を0.80〜1.02wt. %の範囲において、ベアリン
グ長の影響を一定で次式で表すことができる。
【0018】 TS={TS0.5 +290ΣΔ(BL/D)}MPa また、ダイスベアリング長のコントロールを使用して、
より高強度のワイヤを製造する場合には曲げ加工、スキ
ンパス伸線、ダブルダイス伸線などの残留応力をコント
ロールできる加工技術と組み合わせることにより、ワイ
ヤ表層の残留応力を圧縮側にコントロールし、より高強
度の高張力鋼線を製造することが可能となる。
【0019】従って本発明を用いると、総減面率を変え
ずに引張強さの高いワイヤを製造することが可能とな
る。
【0020】
【実施例】以下に本発明に基づいてスチールコードを試
作した場合について説明する。熱間圧延後、ステルモア
冷却によって製造された表1および表2の化学成分の
5.5mmφの線材を使用した。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】この5.5mmφの線材を表3および表4に
示す工程に従って加熱温度900〜1100℃でオース
テナイト化した後、550〜600℃で恒温変態を行う
パテンティングを行いながら最終LPする線径のワイヤ
を作成した。このワイヤに、加熱温度900〜1100
℃でオーステナイト化後570〜610℃で恒温変態を
行うパテンティングを行うことで表3および表4に示す
引張強さのワイヤに調整した。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】この後、最終伸線を湿式伸線で行い、発明
法は表に示すBL/Dのダイスを表に示す個数を使用
し、それ以外のダイスはBL/Dが0.5のダイスを使
用した。比較法は、全てBL/Dが0.5のダイスを使
用した。比較法1〜15は、仕上部のダイスにL/Dが
0.5のダイスを使用する以外は、本発明法1〜15と
同じ水準である。また、本発明法の2,3,5,11,
13,14,15には表に示す残留応力をコントロール
する方法を適用した。
【0027】これらのワイヤの機械的特性を引張試験、
捻回試験により評価した。この結果を表2に示す。これ
により、本発明法を用いることで従来法と比較して10
0〜350MPa 強度の高いワイヤを延性をあまり低下さ
せることなく得ることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明を用いることで、従来に比べ10
0〜300MPa 強度の高いワイヤを容易に得ることがで
き、ダイスの変更で強度の異なるワイヤを製造すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダイスベアリング長と伸線ワイヤのT.S.と
の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/00 301 Y 38/04 38/18 38/20 C23C 30/00 B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 引き抜き加工において製造される鋼線の
    製造方法において、使用するダイスのベアリング長をB
    L、線径をD、全てBL/D=0.5のダイスを使用し
    て引き抜き加工した場合の最終ワイヤの引張強さをTS
    0.5 とした時、任意のベアリング長を使用した場合のワ
    イヤの引張強さTSを TS={TS0.5 +290ΣΔ(BL/D)}MPa として調整することを特徴とする高張力鋼線の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 重量%で C :0.7〜1.1% Si:0.4%以下 Mn:0.5%以下 P :0.020%以下 S :0.020%以下 Cr:0〜0.3%(無添加の場合を含む) Ni:0〜1.0%(無添加の場合を含む) Cu:0〜0.8%(無添加の場合を含む) 残部Fe及び不可避不純物からなる鋼成分で、ワイヤ径
    を1.1mmφ以上2.7mmφ以下の線径に加工されたワ
    イヤを パテンティング処理において引張強さを{(530
    +980×Cwt. %)±50}MPa に調整し、 湿式伸線加工において真歪みで(−1.53×Lo
    gD+2.89)±0.2の加工を行い、 請求項1を利用して円相当直径0.15〜0.4mm
    φ、引張強さ3500MPa 以上のワイヤとなすことを特
    徴とする高張力鋼線の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2の製造方法においてパテンティ
    ング処理後、めっき処理としてブラスメッキ、Cuめっ
    き、Niめっき、のいづれかを施すことを特徴とした高
    張力鋼線の製造方法。
  4. 【請求項4】 伸線加工の途中あるいは伸線加工後に、
    ワイヤの表層の残留応力を圧縮側にコントロールするこ
    とを行う請求項1から3のいずれかに記載の高張力鋼線
    の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113477731A (zh) * 2021-07-05 2021-10-08 大连环新精密特钢股份有限公司 一种单方向拉拔提高线材强度的方法及装置
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