JPH07308707A - ブラスめっき鋼線の製造方法 - Google Patents

ブラスめっき鋼線の製造方法

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JPH07308707A
JPH07308707A JP12586894A JP12586894A JPH07308707A JP H07308707 A JPH07308707 A JP H07308707A JP 12586894 A JP12586894 A JP 12586894A JP 12586894 A JP12586894 A JP 12586894A JP H07308707 A JPH07308707 A JP H07308707A
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JP
Japan
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steel wire
brass
wire
shot
plated steel
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JP12586894A
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Shoichi Ohashi
章一 大橋
Masaji Sasaki
正司 佐々木
Hitoshi Tashiro
均 田代
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はブラスめっき鋼線の製造方法に関
し、特に疲労特性、ゴムとの接着性および耐腐食性が要
求されるゴム物品補強用硬線の製造方法を提供する。 【構成】 伸線工程の最終段も含めて最終段から上流の
1段以上4段以下において、減面率2〜10%のスキン
パスダイスによる伸線を実施して製造した線径0.1〜
0.4mmで引張強さ300 kgf/mm2 以上であるブラス
めっき鋼線に、ショット粒径:200μm以下、ショッ
ト粒のHV硬度:500以上、Sp:2〜100 kgf/
cm2 ・秒(Sp=空気噴射圧(kgf/cm2 ) ×ショットピ
ーニング処理時間(秒))の条件で圧縮空気を用いた空
気投射方式のショットピーニング処理を行うことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブラスめっき鋼線の製造
方法に関し、特に疲労特性、ゴムとの接着性および耐腐
食性が要求されるゴム物品補強用鋼線に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】自動車用タイヤ、産業用各種ベルト類な
どの補強用に使用されている極細鋼線は、熱間圧延線材
より、中間伸線、パテンティングを繰り返し、仕上げ伸
線によって所定のサイズに伸線される。その後、最終パ
テンティングを行い、伸線加工性およびゴムとの接着性
を付与するためにブラスめっき処理を行ない、仕上げ伸
線することにより作製される。このブラスめっき鋼線の
表層引張残留応力を制御して、疲労寿命を向上する方法
は過去いくつかの方法が提案されている。例えば特開平
2−179333号公報では、鋼球のショットピーニン
グ処理を行い、表層に圧縮残留応力を導入して、伸線鋼
線の疲労寿命が向上するとしている。しかし、ショット
ピーニング処理単独で疲労寿命を改善しようとすると、
不可避的にブラスめっき鋼線の表面肌を劣化させること
になり、鋼線の耐腐食性、ゴムとの接着性が低下するこ
ととなる。
【0003】また、特開平3−113084号公報で
は、伸線後のロール矯直加工により表層の残留応力を制
御する事が提案されている。しかし、残留応力を低減す
るレベルまでロール矯直加工を施すと、加工後のブラス
めっき鋼線の直進性の低下、ブラスめっき表層に疵が発
生する等の問題がある。スキンパス伸線により残留応力
を制御する方法も、古くから知られているが、例えば、
西岡多三郎:日本金属学会誌vol.21、No. 9、(19
57)によれば、その結論において減面率=約0.7%
の非常に軽い落し率で、表層部に圧縮、中心部では引張
残留応力が最大になり、これによる疲労寿命の改善効果
が確認されているが、このような微少な減面率は実際の
工業規模で適用することは、ダイス摩耗の問題から困難
となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ショットピーニングの
強度を強くすれば、ブラスめっき鋼線の疲労寿命は向上
するが、めっきの損傷による耐腐食性、ゴムとの接着性
が低下する事となる。そのため、ショットピーニングの
強度には限界があり、Sp=100 kgf/cm2 ・秒が上
限であり、疲労寿命改善効果にも限界があった。そこ
で、スキンパス伸線の後に、ショットピーニングを行う
ことにより、従来のショットピーニング強度でも大幅に
表層の引張残留応力を低減し、圧縮残留応力を導入する
ことも可能となる。スキンパス単独では、減面率2%以
下にしないと圧縮残留応力を導入することが出来ない
が、より実用的な減面率の範囲で、疲労寿命向上するこ
とが可能となる。また、0.1〜0.4mmの極細鋼線に
ショットピーニング処理を行うために、ショット粒径と
して、100μm以下、ショット粒のHV硬度は700
以上の特殊なものが必要であったが、スキンパスをショ
ットピーニング処理前に実施することにより、ショット
粒径として、200μm以下、ショット粒のHV硬度は
500以上の一般的なものでも十分効果を得ることが可
能となる。以上のことに注目し、本発明は、ブラスめっ
き鋼線にスキンパス伸線後のショットピーニング処理を
施すことにより、ブラスめっきの劣化によるゴムとの接
着性を低下させること無く、表層残留応力を制御し、疲
労寿命を改善する技術を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するものでその要旨とするところは、(1)伸線工程
の最終段も含めて最終段から上流の1段以上4段以下に
おいて、減面率2〜10%のスキンパスダイスによる伸
線を実施して製造した線径0.1〜0.4mmで引張強さ
300 kgf/mm2 以上であるブラスめっき鋼線に、ショ
ット粒径:200μm以下、ショット粒のHV硬度:5
00以上、Sp:2〜100 kgf/cm2 ・秒(Sp=空
気噴射圧(kgf/cm2 ) ×ショットピーニング処理時間
(秒))の条件で圧縮空気を用いた空気投射方式のショ
ットピーニング処理を行うことを特徴とするブラスめっ
き鋼線の製造方法にある。
【0006】
【作用】以下に、本発明の限定理由を作用を含めて説明
する。本発明はパテンティング熱処理等を施し良好な伸
線加工性を付与した後に伸線加工されるブラスめっき鋼
線を対象とするものである。本発明者らは、伸線中のス
キンパス加工に関して、その条件が上記鋼線の疲労寿命
に及ぼす影響を調べた。
【0007】図1は、0.8%C炭素鋼線材より最終段
の減面率1〜18%として伸線加工して製造した0.2
mmの350 kgf/mm2 の強度を有するブラスめっき鋼線
の表層残留応力を測定した結果である。減面率=10%
以下で表層の引張残留応力が低下する傾向であることが
判明した。そこで、本発明の範囲をスキンパスの減面率
を10%以下と規定した。また、2%未満では、工業規
模で生産する際、ダイスの線径管理等が極めて難しくな
り、現実的でないので、スキンパスの減面率を2%以上
とした。
【0008】図2は、0.8%C炭素鋼線材よりスキン
パス減面率=2%とし、スキンパスの段数を1〜9段と
して伸線加工して製造した0.2mmの350 kgf/mm2
の強度を有するブラスめっき鋼線と通常の14%減面率
で伸線加工して製造した0.2mmの350 kgf/mm2
強度を有するブラスめっき鋼線にショット粒径=80μ
m、ショット粒HV硬度=850の条件でSp=20 k
gf/cm2 ・秒の強度でショットピーニング処理した。そ
の後に、その鋼線より1×7×0.2撚りのコードを製
造し、そのコードの疲労限を調査した結果である。この
図から明かなように、本発明の範囲内であるスキンパス
段数=1〜4段の場合のみ疲労寿命の改善効果がある。
これは、スキンパスの段数を増やし過ぎると、鋼線の表
層と内部で、不均一な繊維組織が発達するようになるた
めに、疲労限が低下するものと予想される。
【0009】次に、本発明者らは、スキンパス加工後の
ショットピーニング条件に関して、その条件がブラスめ
っき鋼線のゴム接着性、表層残留応力及び疲労寿命に及
ぼす影響を調べた。図3は、スキンパス減面率=2%と
し、スキンパスの段数を1段として伸線加工して製造し
た0.2mmの350 kgf/mm2 の強度を有するブラスめ
っき鋼線にショット粒径=80μm、ショット粒HV硬
度=850の条件でSp=5〜150 kgf/cm2 ・秒の
範囲でショットピーニング処理した。その後に、その鋼
線より1×7×0.2撚りのコードを製造し、そのコー
ドのゴム接着性を調べた結果である。この図より明かな
ようにSP=100 kgf/cm2 ・秒を越えると急激にゴ
ム接着性が劣化する事が分かる。
【0010】図4は、スキンパス減面率=2%とし、ス
キンパスの段数を1段として伸線加工して製造した0.
2mmの350 kgf/mm2 の強度を有するブラスめっき鋼
線と通常の14%減面率で伸線加工して製造した0.2
mmの350 kgf/mm2 の強度を有するブラスめっき鋼線
にショット粒径=80μm、ショット粒HV硬度=85
0の条件でSp=1〜150 kgf/cm2 ・秒の範囲でシ
ョットピーニング処理した。その後に、その鋼線より1
×7×0.2撚りのコードを製造し、そのコードの疲労
限を調査した結果である。この図より明かなようにSp
=2 kgf/cm2・秒以上で疲労限の改善効果があるの
で、Spの範囲を2〜100 kgf/cm2 ・秒と規定し
た。
【0011】また、明らかにスキンパス伸線を実施した
場合のほうが、疲労限が高く、これは、図5に示すよう
に、スキンパス伸線の方が表層の引張残留応力が低減し
ており、Sp=100 kgf/ kgf/cm2 ・秒では圧縮レ
ベルまで達しているためと考えられる。図6には、スキ
ンパス減面率=2%とし、スキンパスの段数を1段とし
て伸線加工して製造した0.2mmの350 kgf/mm2
強度を有するブラスめっき鋼線と通常の14%減面率で
伸線加工して製造した0.2mmの350 kgf/mm2 の強
度を有するブラスめっき鋼線に、表層の引張残留応力が
0にするために、粒径=80μm、HV硬度=850の
ショット粒を使用し、スキンパス伸線材には、Sp=8
0 kgf/cm2 ・秒で、通常伸線材には、Sp=200 k
gf/cm2 ・秒の条件で処理したものの表面性状を示した
ものである。この写真からも明かなように、ショットピ
ーニング処理を行う前に、スキンパスを行う事により、
同じ表層残留応力に制御しようとした場合でも、ショッ
トピーニング処理の強度を軽減出来るために、ブラスめ
っきの剥離、疵の発生を低減する事が出来る。それ故
に、ショットピーニング処理前のスキンパス伸線により
ブラスめっき鋼線の耐食性、ゴム接着性の劣化を抑制出
来る事は明かである。
【0012】図7には、スキンパス減面率:2%とし、
スキンパスの段数を1段として伸線加工して製造した
0.2mmの350 kgf/mm2 の強度を有するブラスめっ
き鋼線と通常の14%減面率で伸線加工して製造した
0.2mmの350 kgf/mm2 の強度を有するブラスめっ
き鋼線に、表層の引張残留応力を0にするために、粒
径:80μm、HV硬度:850のショット粒を使用
し、図7(a)のスキンパス伸線材には、Sp:80 k
gf/cm2 ・秒で、図7(b)の通常伸線材には、Sp:
200 kgf/cm2 ・秒の条件で処理したものの表面粗さ
をレーザー粗さ計で測定した結果である。図6の表面性
状と同様に、ショットピーニング処理を行う前に、スキ
ンパスを行う事により、同じ表層残留応力に制御しよう
とした場合でも、ショットピーニング処理の強度を軽減
出来るために、表面粗さを大幅に低減する事が可能とな
り、ブラスめっき鋼線の耐食性、ゴム接着性の劣化を抑
制出来る。
【0013】
【実施例】以下、本発明について実施例に基づいてさら
に説明する。本発明に基づき、0.8%C炭素鋼線材よ
り線径0.2mm、強度350 kgf/mm2 級のブラスめっ
き鋼線を表1〜表6に示す条件で伸線加工して製造し
た。その後にショットピーニング処理を行ない、その鋼
線より1×7×0.2撚りのコードを製造し、そのコー
ドの疲労限、ゴム接着性を調査した結果である。ゴム接
着性はゴムからコードの引抜力でもって表した。本実施
例からも、本発明の範囲内にある条件で製造したスチー
ルコードは、良好なゴム接着性を有し、且つ高い疲労限
を有する事は明かである。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】
【表5】
【0019】
【表6】
【0020】なお、本発明例No. 1〜19は1回スキン
パスでその減面率:2〜10%、でSp:2〜100 k
gf/cm2 ・秒、ショット粒径:20〜200μm、ショ
ット粒硬度:500〜900HVの条件のもとで、No.
20〜25は、2回スキンパスで2回目のスキンパス減
面率:2.0〜10.0%のもので、No. 26〜38は
3回スキンパス、No. 39〜52では4回スキンパスを
行なったものであって、全て本発明範囲内のものでゴム
とコードの接着性およびコード疲労限は良好な結果を示
している。一方、比較例No. 53〜63はスキンパスの
減面率もしくはSp値が、本発明範囲外のもので、No.
54は両者が範囲外である。No. 64〜65はショット
粒径もしくはショット粒硬度が本発明範囲を外れたもの
である。これら比較例においては、TSは満足するもの
の、ゴムとコードの接着性もしくはコードの疲労限にお
いて、低めの値を示し、本発明例より劣っている。
【0021】
【発明の効果】本発明の条件でスキンパス伸線後にショ
ットピーニング処理により鋼線の疲労寿命が向上する事
はもちろん、ショットピーニング処理後でもゴムとの初
期接着性および耐湿老化接着性劣化防止可能であり、工
業的にも利用価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダイスの減面率と表層の残留応力の関係を示す
図である。
【図2】スキンパスの段数とブラスめっき鋼線の疲労限
の関係を示す図である。
【図3】パラメータSpとゴムからの引抜き荷重の関係
を示す図である。
【図4】パラメータSpとブラスめっき鋼線の疲労限の
関係を示す図である。
【図5】パラメータSpと極細鋼線表層の残留応力との
関係を示す図である。
【図6】本発明と比較例の表面金属組織写真で(a)本
発明、(b)比較例を示す。
【図7】本発明と比較例の表面粗さで、(a)本発明、
(b)比較例を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伸線工程の最終段も含めて最終段から上
    流の1段以上4段以下において、減面率2〜10%のス
    キンパスダイスによる伸線を実施して製造した線径0.
    1〜0.4mmで引張強さ300 kgf/mm2 以上であるブ
    ラスめっき鋼線に、ショット粒径:200μm以下、シ
    ョット粒のHV硬度:500以上、Sp:2〜100 k
    gf/cm2 ・秒(Sp=空気噴射圧(kgf/cm2 ) ×ショッ
    トピーニング処理時間(秒))の条件で圧縮空気を用い
    た空気投射方式のショットピーニング処理を行うことを
    特徴とするブラスめっき鋼線の製造方法。
JP12586894A 1994-05-17 1994-05-17 ブラスめっき鋼線の製造方法 Withdrawn JPH07308707A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1688191A2 (en) * 2002-12-18 2006-08-09 The Goodyear Tire & Rubber Company Drawing of steel wire
JP2008110667A (ja) * 2006-10-30 2008-05-15 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ
JP2011115886A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Fuji Seisakusho:Kk 線材のブラスト加工方法及び線材用ブラスト加工装置

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Effective date: 20010731