JPH0790267B2 - スチ−ルワイヤ−及びその製造方法 - Google Patents

スチ−ルワイヤ−及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0790267B2
JPH0790267B2 JP62014309A JP1430987A JPH0790267B2 JP H0790267 B2 JPH0790267 B2 JP H0790267B2 JP 62014309 A JP62014309 A JP 62014309A JP 1430987 A JP1430987 A JP 1430987A JP H0790267 B2 JPH0790267 B2 JP H0790267B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel wire
wire
steel
iron
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62014309A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62203615A (ja
Inventor
マーチン・ボムベケ
ポール・ダムブレ
Original Assignee
エヌ・ヴイ・ベカルト・エス・エイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エヌ・ヴイ・ベカルト・エス・エイ filed Critical エヌ・ヴイ・ベカルト・エス・エイ
Publication of JPS62203615A publication Critical patent/JPS62203615A/ja
Publication of JPH0790267B2 publication Critical patent/JPH0790267B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/066Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being made from special alloy or special steel composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0007Reinforcements made of metallic elements, e.g. cords, yarns, filaments or fibres made from metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02Extraction of non-metals
    • C21D3/04Decarburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/525Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/0666Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being characterised by an anti-corrosive or adhesion promoting coating
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00Rope or cable materials
    • D07B2205/30Inorganic materials
    • D07B2205/3021Metals
    • D07B2205/3025Steel
    • D07B2205/3035Pearlite
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00Rope or cable materials
    • D07B2205/30Inorganic materials
    • D07B2205/3021Metals
    • D07B2205/3085Alloys, i.e. non ferrous
    • D07B2205/3089Brass, i.e. copper (Cu) and zinc (Zn) alloys
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10S156/91Bonding tire cord and elastomer: improved adhesive system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S57/00Textiles: spinning, twisting, and twining
    • Y10S57/902Reinforcing or tire cords
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12556Organic component
    • Y10T428/12562Elastomer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903Cu-base component
    • Y10T428/12917Next to Fe-base component
    • Y10T428/12924Fe-base has 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はスチールワイヤー、また限定されるものではな
いが特に弾性部材、たとえばゴムタイヤ、高圧ホース、
コンベアベルト等にの補強に使用される抗張力のスチー
ルワイヤーに関する。
[従来技術] 一般に黄銅被覆ワイヤーの亜鉛鍍金ワイヤー、さらには
そのケーブル、コード、織物等が主にゴム補強用スチー
ル部材として使用されている。黄銅被覆スチールワイヤ
ー及びスチールコードは、加硫製品に対してよく結合す
る性質があり、また機械的強度が高い(時には2000N/mm
2を越えることがある)ので、加硫ゴム製品、とくにラ
ジアルタイヤ内の補強部材として広く使用されている。
代表的な例として、ビードワイヤー(2mm以下)、中径
乃至細い径のケーブル、ホースワイヤー(0.8〜1.0mm以
下の径)及び抗張力が少なくとも2400N/mm2の細いスチ
ールワイヤー(0.1乃至0.4mmkの径)からなるタイヤコ
ードがある。このような黄銅被膜ワイヤーは通常、普通
炭素鋼(炭素濃度が少なくとも0.4%)を予め変形せし
めた後、パテンティング処理してパーライトワイヤー構
造とし、ワイヤー引抜き処理を行なって所定の最終ワイ
ヤー径及び抗張力のものを得、次いで被覆処理を行なっ
てワイヤー表面に所定の組成及び厚さ(通常銅60%以上
で被膜厚さ0.50μm以下のCu-Zn合金)のゴム被覆黄銅
層を形成することにより製造される。
ゴム付着性表面被膜を有し、あるいはこれを持たない従
来のパーライトスチールワイヤーは、水素脆化をうけや
すく、このため通常使用時の応力や環境下において、脆
性破壊が急激に生じたり腐蝕疲労劣化が生じたりする。
このことは特に黄銅被覆スチールワイヤー、又はスチー
ルコードをタイヤ使用中に湿気又は他の腐蝕剤中に置く
と著しい。しかしこのようなことは苛酷な運転条件では
避けることができない。
このため、通常のゴム付着性被膜、とくに薄い黄銅被膜
では、水素透過による脆化からスチールワイヤー基材を
適切に保護することができない。この事実は一般に知ら
れていることである。実際、従来のものでは被覆が不良
であったりた、操作ミスによりキズが付くことはさけら
れない。さらに加えて、コードを使用した結果腐蝕破損
が生じると、被膜に局部的に透過が生じてしていまう。
これは不可避的な現象である。
最近ワイヤーやコードの強度を高めてワイヤーやコード
が早く破壊するのを防ぐことが、とくに苛酷な条件下で
使用されるワイヤーの用途に対して強く要望されてい
る。従って一般的な強度を有する現在のワイヤー、コー
ドの水素脆性や腐蝕疲労に対する抵抗を高めてより恒久
的な補強をなし、タイヤの寿命を高めることが工業的に
要請されている。さらに、従来の高抗張力補強ワイヤー
が苛酷な負荷条件、特に湿度と腐蝕雰囲気下において多
く発生する確実性のない破壊挙動があることを考慮すれ
ば、抗張力が3000N/mm2を越えるような高抗張力ワイヤ
ー、コードを水素脆化による急速かつ予測不可能な破壊
や、腐蝕疲労、応力腐蝕効果による早期劣化に対して保
護することが大きく要請されている。
従来のワイヤーの上述した欠点を解消し、あるいは和ら
げるために種々の提案がなされている。これらの提案は
ゴム付着性黄銅被膜の保護特性を改良すること、たとえ
ば層の厚さを厚くして層を稠密とし、更に黄銅合金組成
を耐食性の高いものとする試み(例えばCuZn-Co、CuZn-
Niなど)がなされている。さらに別の提案として、化学
的手段、金属製上部フィルム及び/又は腐蝕抑制化合物
を形成することにより黄銅表面を密封しあるいは修正す
る試みがなされている。これらの方法は、ある程度表面
腐蝕速度を低下させるが、水素脆化を十分抑制すること
はできない。しかもゴム付着に関して副作用が生じる問
題がある。
またワイヤーの材料として耐食性合金鋼組成を選択する
方法が提案されているが、これらの材料はコストが高
く、多くは熱処理や引抜き性が困難である。
本発明者は従来のワイヤーの永続的な脆性破壊や腐蝕疲
労の問題に直面し、これら問題を解消しようとした上記
提案は未だ満足できるものではないことに鑑み、鋭意研
究及び実験を行ない、その結果上記材質の劣化の原因を
見出だした。即ち、破片層、微細金属組織、応力上昇因
子の存在、水素に対する鋭敏性や水素の拡散性、一般的
な耐食性及び選択的な箇所での局部腐蝕に関して、裸の
スチールワイヤーは、表面状態が最も重要であることが
わかった。従って、これらの因子の少なくともいくつか
を適切に制御することにより、スチールワイヤーの水素
脆性抵抗や腐蝕疲労寿命を改良することができる。特に
湿気や他の腐蝕環境下にさらされ、苛酷に使用されるタ
イヤに使用される黄銅被覆ワイヤーやスチールコード、
さらに抗張力が通常レベル2500〜3000N/mm2以上に向上
したワイヤーやコードを改良することができる。
即ち、本発明は、炭素濃度が少なくとも0.4%、抗張力
が少なくとも2000N/mm2の炭素鋼から引抜いたスチール
ワイヤーであって、このワイヤーは基本的にパーライト
結晶組織からなる加工硬化した芯部分とその外側のゴム
付着層とを有し、上記ワイヤーの芯部分は上記付着層の
下に鉄を含みかつセメンタイトや他の析出層が実質的に
ない連続的な表面領域を有し、上記表面領域は少なくと
も0.5μmの深さまで広がっている。またゴム付着層は
黄銅層とすることができる。
好適な例では、スチールワイヤーを被覆することにより
表面領域を形成するものであって、その表面に連続的に
鉄含有被膜を形成し、この被膜が実質的に析出層のない
表面領域を形成することを特徴とし、同様に連続被覆に
よりスチールワイヤーの処理方法を特徴とし、被膜が鉄
を含みかつ実質的に析出層のないことを特徴とする。従
ってこのように被覆されたスチールコードには次いでゴ
ム付着層、例えば黄銅が被覆される。
一つの具体例によれば、表面領域は電気鍍金鉄から得ら
れた実質的に純粋な鉄の被膜で構成されている。好適な
具体例では、この被膜は硬いワイヤーの芯部分に金属学
的に拡散結合している。そしてこの拡散結合工程をおこ
なった後に被覆スチールの芯部分をゴム付着層で被覆す
る。
他の具体例では表面領域は鉄合金からなり、この鉄合金
は合金鍍金あるいはそれぞれ鍍金した後拡散する方法な
どによってニッケル、クロム、マグネシウムまたは亜鉛
を合金成分として好ましくは80%以下含んだ鉄合金から
なる。最も好ましくは、鉄−ニッケル二元合金が使用さ
れる。さらにゴム付着層を形成する前に、合金被膜を硬
いワイヤーの芯部分に金属学的に拡散結合させることも
できる。
更に別の具体例によれば、スチールワイヤーの芯部分に
ある表面領域は、少なくとも0.02%の炭素及び必要によ
り合金成分を加えた鉄を含むフェライトから形成されて
いる。この構成はストリップをクラッドしあるいは前工
程で適切な他の被覆操作を行なうことにより得られる。
別のタイプのものでは、表面領域は基本となるスチール
ワイヤーを脱炭して形成され、例えば炭素を0.02%以下
含むフェライトの表面領域が形成される。従って、本発
明は、炭素濃度が少なくとも0.4%の炭素鋼を引抜いて
抗張力を少なくとも2000N/mm2とし、かつ基本的にパー
ライト構造のスチールワイヤーの処理方法であって、表
面領域は脱炭を行なって連続して形成され、これが実質
的に析出層がなく、少なくとも0.5μmの深さまで広が
っている。脱炭表面領域は、さらに外側にゴム付着層、
例えば黄銅層が被覆される。
多くの場合鉄基表面領域は歪みを有する構造であるのが
よい。この構造は、表面に歪みを形成する技術、あるい
は簡単には鉄基層を有する中間径の製品を引抜くことに
より得られる。
実際には上記鉄含有表面領域はその平均層厚(深さ)を
好ましくは1μmとして、実際の加工条件で連続的な層
とすることができるようにする。ここではワイヤーの表
面が疲労サイクルを受けて大変弱くなるために、その厚
さが10μmの上限を越えない方がよい。好ましい範囲は
0.5〜5μmであり、最も好ましい範囲は1〜2μmで
ある。
例えばタイヤに使用する場合、ワイヤーは鉄含有表面領
域上に黄銅のようなゴム付着材料の外側層を一般に形成
する。
スチールワイヤー芯部分とゴム付着外側被膜の組合わせ
には、各種のものが考えられるが、特にゴムタイヤに使
用する場合、高炭素のスチールワイヤー(及びこれから
得られたコード)にゴム付着性薄肉黄銅合金被膜(60%
〜75%Cu;厚さ0.5μm未満)の組合わせがよい。これら
のワイヤーは厚さが通常0.1〜0.5mmで、0.6〜1.0%Cの
パーライトスチール(多くは0.7〜0.8%C)引抜いてそ
の強度を2500N/mm2としたものである。
しかし本発明は、ゴム付着性被膜以外のもの(例えば金
属又はプラスチック被膜)を形成したスチールワイヤー
にも適用することができる。
また本発明は断面が円のものに限定されない。さらにス
トリップ、平板のラミネート、多角形などのものにも適
用でき、「ワイヤー」なる表現のものに限定されない。
特に有効な具体例では、ゴム付着性スチールコードの抗
張力が2700N/mm2であり、好ましくは3000N/mm2を越え、
高性能の車両用タイヤに使用され、このコードが脆性フ
ィラメント破壊(水素脆性)に対する予想以上の抵抗性
があり、腐蝕疲労限界を著しく増加し、このコードが硬
引抜きをしたパーライトスチールワイヤーを組合わせて
構成され、このスチールワイヤーが60〜70%Cuの薄い
(0.10〜0.40μm)黄銅被膜(通常は熱拡散黄銅被膜)
で被覆され、黄銅被膜の下にある硬いスチールワイヤー
コードは、実質的に純鉄を電気鍍金したセメンタイトの
ない表面領域を備え、連続して基本的に均一な少なくと
も0.5μmの厚さのバリア層をスチールワイヤーの芯部
分と外側の黄銅層との間に形成する。
本発明の好適な具体例では、鉄の「外縁」は上記スチー
ルの芯部分に金属学的に結合され、加工硬化歪み構造を
有している。
更に本発明は、弾性部材に関する。とくに車両用タイヤ
に関し、これはスチールワイヤー又はワイヤーコードで
補強されるものである。
第1a図は第1b図は、0.65〜0.85%炭素のスチールワイヤ
ーに関する。いくつかは、各種厚さの基本的に純鉄を適
当な中間径で電気鍍金したものである。黄銅被膜を形成
する前に、いくつかの鉄鍍金ワイヤーを拡散焼鈍(例え
ば最終パテンティング処理時)してスチールワイヤーの
芯部分と鉄鍍金との間に固体の金属学的な結合をおこな
う。次いでパーライト構造の処理ワイヤーは黄銅被覆さ
れ、更に湿式引抜きされて0.5mm以下の最終径となり、
強度が約2800N/mm2のゴム付着性高抗張力の黄銅被覆ワ
イヤーが得られる。このワイヤーは硬い引抜きパーライ
トスチール芯部分と外側の黄銅被膜との間に厚さの異な
るバリヤ層を設けている。第1a図に示すように、標準H2
SO4試験(曲げ応力600N/mm2下での水素の供給)での破
壊時間は、上記鉄含有層の存在により顕著に改善されて
いることがわかる。ここで符号「X」は金属学的に結合
された鉄を有するものの挙動を示し、符号「O」は最終
パテンティング処置後に鉄めっきしただけのものの挙動
を示す。固体の金属学的に結合された鉄の層は表面に黄
銅被膜を均一にめっきでき、このため被覆ワイヤーは黄
銅表面が平滑でかつ実質的に孔がないため、次の引抜き
工程で均一に変形すると思われる。このようなことは、
ゴム、特に時効及び湿度環境下後のゴムあるいは過硬化
後のゴムに対してその付着力維持特性を高める効果があ
る。また鉄被膜のないワイヤー、即ち従来のワイヤーに
ついても同様に示す。水素脆化の鋭敏性に関する十分安
全な領域は、破壊時間15分以上によって示され、これは
鉄の外縁の厚さを約0.8〜1μmとすることにより容易
に達成できる。
第1b図は、従来のスチールと本発明の処理を行なったワ
イヤー(閉じた、即ち厚さ約0.8〜1μmの拡散焼鈍Fe
層)とについて、平均H2破壊時間とワイヤー強度との関
係を示したものである。この図から、抗張力を高めた従
来のワイヤーは破壊のバラツキが増大するが、本発明ワ
イヤーを使用することにより相当減少することが分る。
第2図は、同じ強度を有する従来のワイヤー(「O」で
示す)と、鉄外縁が少なくとも0.5μmの本発明処理ワ
イヤー(「X」で示す)とについて連続曲げ腐蝕疲労試
験を行なった結果を示す。この試験は、95%の相対湿
度、温度75℃で腐蝕させた後の疲労サイクル、あるいは
直接湿式サイクルにより行なった。本発明ワイヤーの腐
蝕疲労限界(CFL)は従来のワイヤーに比較して顕著に
高い値を示した。即ち、従来ワイヤーのCFL限界は一般
に400N/mm2以下で、不安定であり、最終ワイヤー強度の
関数である平均限界が低い。
同様の効果は、好ましくは鉄被膜層をセメンタイトのな
いフェライト外縁(C≦0.02%及び好ましくは最大0.01
%)に置換えることにより達成できる。ただしこの場
合、上述の場合よりも若干効果が少ない。この外縁は最
終引抜き工程及び黄銅被覆工程での脱炭あるいはクラッ
ド工程(例えばスチールロッド材を超低炭素鋼ストリッ
プ又はアルムコ鉄箔で被覆する)により得ることができ
る。後者の方法では、通常の工業的な熱のばらつきや変
形工程のばらつきがあると、フェライト層の厚さを最適
な厚さ(0.5〜5μm)に制御するのが困難である。フ
ェライト層の厚さが大きすぎると(5μm以上、主に10
μm以上)、表面が弱くなり、水素破壊抵抗が大きくな
るものの、(乾燥)疲労抵抗が小さくなり、さらに微細
な表面組成変形をサイクル的に加えることにより比較的
小さな平均応力でクラッガ開始する可能性がある。
セメンタイトのない最適なフェライト層が存在すること
により水素脆化の鋭敏性を減少することができ、高い抗
張力のスチールワイヤー(外側に黄銅合金被膜を設ける
と否とにかかわらず)の腐蝕疲労抵抗を向上するのか必
ずしも明確とはいえない。しかしワイヤー表面上に存在
する主な応力向上因子が存在しないこと(ラミネート状
のセメンタイト及び鋭い破片;少ない変形破片;鉄の場
合含有物がない)、局部的な水素拡散特性の増大(水素
とピークの応力との臨界的な組合わせを避ける)及び純
粋フェライト及び鉄の固有の低い腐蝕速度(選択箇所で
の電池対形成効果が少ない)が全て有効に働くためと考
えられる。その結果脆性破壊や苛酷な腐蝕疲労条件に置
いても、スチールワイヤーはこれらに対する抵抗及び耐
性が向上する。
上述した議論は多くは純粋フェライトのようにセメンタ
イトのないフェライト層と電気めっき鉄の組合わせにか
かるが、ここで使用される鉄基表面組成は、更にNi、M
n、Cr、Znなどの第二の元素又はこれらを組合わせたも
のを含むものでもよい。電気めっき鉄層に次いで、最も
好ましくは電気めっきFe-Ni合金層又は電気めっきFe-Zn
層を使用できる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例1 0.70及び0.80%Cのスチールワイヤー材料(タイヤコー
ドに適用される)を引抜いてその径を1.2及び1.5mmとし
た。ついで清浄にし、適当な電解めっき浴(硫酸塩、塩
化物、又はスルホン酸塩)を用いて5乃至6μmの鉄層
を電気めっきにより形成した。このようにして得られた
ワイヤーを恒温パテンティング処理して(保護雰囲気で
の炉内オーステナイト化又は急速な直接加熱による表面
鉄酸化の防止)、更に67%Cuの黄銅合金めっきを行な
う。次いで処理ワイヤーを0.20乃至0.25mmの細い径に引
抜き、強度の異なる高い抗張力ワイヤーを得る。このワ
イヤーは実質的に純粋な(歪みを有する)鉄外縁で、平
均厚さが約1μmで、硬いスチールの芯部分と約0.23μ
mの厚さの外側黄銅被膜との間にある。
同様のスチールワイヤー材料で鉄電気めっきしないもの
を比較材としてパテンティング処理し、黄銅被覆し、同
じ条件で引抜いた。これらのワイヤー試料について、強
度、標準水素脆化H2SO4試験(曲げ応力600N/mm2で0.1NH
2SO4内に水素を供給)での破壊時間及び湿度条件下での
連続曲げ疲労試験での腐蝕疲労限界(CFL)を調べた。
表に示す結果から、従来のワイヤーにははっきりした破
壊抵抗や腐蝕疲労限界が見出だされなかったが、これは
苛酷な腐蝕及び水素供給条件で表面構造の応答にばらつ
きのあることを反映している。これに対し、本発明で処
理されたワイヤーの表面はH2脆性条件及び腐蝕疲労限界
(CFL)で顕著な信頼性を示しており、大半は400N/mm2
を越え、これは最終強度が3500N/mm2以上の時でさえも
言える。
実施例2 第二の実施例では、0.70%C及び0.80%Cの5.5mmワイ
ヤーロッド材を処理して、最終黄銅被覆ワイヤーの径を
0.23mm、抗張力をそれぞれ2700〜3000N/mm2及び3000〜3
300N/mm2とした。一部のロッド材を温度700〜1000℃で
湿度雰囲気(H2+H2O、露点20℃)で脱炭炉での焼鈍を
行なった。そして厚さ約0.13mmの脱炭表面層のうち厚さ
50〜60μmの純粋フェライト外縁を得た。連続した製造
工程(予備引抜き−恒温パテンティング処理、及び黄銅
めっき−0.23mmへの湿式引抜き)後、外側の黄銅被膜の
下に約0.9〜1.4μmのセメンタイトのないフェライト表
面層がスチールワイヤーに形成された。上記ワイヤーを
比較材である従来の脱炭されていないワイヤーとともに
H2SO4試験(水素脆化に対する鋭敏性)及び湿式ハンタ
ー試験(湿度下での連続曲げ腐蝕疲労)を行なった。こ
の結果、本発明ワイヤーのH2SO4中での破壊時間はいず
れも15分を越えているのに対し、従来のワイヤーは2〜
15分の間でばらついていた。しかし腐蝕疲労試験では、
本発明ワイヤーは従来のワイヤーよりもやや良好である
にすぎない(15〜50N/mm2の差)。また多くは目標CFL
(腐蝕疲労限界)の400N/mm2よりも低いままである。こ
のことは腐蝕疲労環境下ではフェライト層が純粋な鉄外
縁(含有物や鋼不純物がない)よりも劣っていることを
示している。
実施例3 第三の実施例では、本発明ワイヤーとしてスチール芯部
分と外側黄銅表面との間にセメンタイトのない実質的に
純粋な鉄合金バリヤ層を形成したものを用い、これにつ
いて水素に起因する破壊に対する抵抗を調べた。このワ
イヤーは0.83%C鋼で、引抜きにより3300〜3500N/mm2
の強度レベルで直径0.22mmとした。その結果を以下の表
2に示す。
上記表から、従来の高い抗張力タイプのコードワイヤー
は水素脆化条件では信頼性がなく、腐蝕疲労限界が表面
層組成を有する本発明ワイヤーに比べて著しく劣ってい
ることがわかる。
従って少なくともいくつかの好適な実施例では、ゴム付
着被膜を有するスチールワイヤーに生ずる短期間の脆性
破壊及び腐蝕破壊の問題を簡単かつ驚くべき効果で解決
することができる。従ってこのものはタイヤに使用され
る黄銅被覆ワイヤーやコードが短期間で破損するのを防
ぎ、高い抗張力を有するワイヤーの信頼性を向上する。
従来の常識とは逆に、本発明の解決方法は、主に比較的
柔らかいワイヤー表面組成を形成することに基礎をおい
ており、この組成は実質的にセメンタイトのない均一構
造で十分な純度を有する鉄基材料からなり、これが硬い
スチールワイヤーコードの回りに所定厚さの連続した外
縁を形成し、好ましくはそこに金属学的に結合している
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1a図及び第1b図は従来ワイヤーと本発明ワイヤーとに
ついて水素脆化条件下での破壊速度を示す図である。 第2図は従来のワイヤーと本発明ワイヤーとコードの異
なるワイヤー強度のものについて腐蝕疲労限界を示した
図である。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加硫エラストマーの補強に使用されるもの
    で、炭素鋼を引抜いて形成され、炭素濃度が少なくとも
    0.4%、抗張力が少なくとも2000N/mm2、芯部分が基本的
    に加工硬化したパーライト構造で、その外側にゴム付着
    層を形成しているスチールワイヤーにおいて、上記ワイ
    ヤーの芯部分は上記ゴム付着層の下に連続的な表面領域
    を有し、この領域が鉄を含み、実質的にセメンタイト及
    び他の析出層がなく、更にこの表面領域は少なくとも0.
    5μmの深さまで広がっているスチールワイヤー。
  2. 【請求項2】ゴム付着層は黄銅層である特許請求の範囲
    第1項記載のスチールワイヤー。
  3. 【請求項3】表面領域はスチールワイヤーに形成される
    被膜である特許請求の範囲第1項又は第2項記載のスチ
    ールワイヤー。
  4. 【請求項4】被膜は実質的に純鉄からなる特許請求の範
    囲第3項記載のスチールワイヤー。
  5. 【請求項5】上記被膜は硬いワイヤー芯部分に金属学的
    に拡散結合されている特許請求の範囲第4項記載のスチ
    ールワイヤー。
  6. 【請求項6】被膜は鉄合金からなり、その少なくとも一
    つの元素はニッケル、亜鉛、クロム及びマンガンから選
    択されている特許請求の範囲第3項記載のスチールワイ
    ヤー。
  7. 【請求項7】被膜は鉄−ニッケル二元合金である特許請
    求の範囲第6項記載のスチールワイヤー。
  8. 【請求項8】被膜はフェライトからなる特許請求の範囲
    第3項又は第4項記載のスチールワイヤー。
  9. 【請求項9】表面領域の深さは5μmまでである特許請
    求の範囲第1項乃至第8項のいずれか1に記載のスチー
    ルワイヤー。
  10. 【請求項10】スチールワイヤーの芯部分にセメンタイ
    トや他の析出層が実質的にない連続的な鉄含有被膜を形
    成する工程と、 上記被覆スチールワイヤーにゴム付着層を被覆する工程
    とを備えたスチールワイヤーの製造方法。
  11. 【請求項11】硬いワイヤーの芯部分に鉄含有層を金属
    学的に拡散結合してから、被覆スチールワイヤーの芯部
    分にゴム付着層を被覆する特許請求の範囲第10項記載の
    スチールワイヤーの製造方法。
  12. 【請求項12】炭素量が少なくとも0.4%、抗張力が少
    なくとも2000N/mm2、かつ基本的にパーライト構造であ
    る炭素鋼を引抜いて形成され、更に表面領域が脱炭され
    ているスチールワイヤーの処理方法において、脱炭処理
    を行なって連続的な表面領域を形成し、この領域が実質
    的に析出層のないもので、かつ少なくとも0.5μmの深
    さまで広がるようにし、ついでその外側にゴム付着層を
    形成するスチールワイヤーの処理方法。
  13. 【請求項13】ワイヤーの抗張力が少なくとも3000N/mm
    2である特許請求の範囲第1項記載のスチールワイヤ
    ー。
  14. 【請求項14】スチールコードによって補強された弾性
    部材であって、スチールコードは、加硫エラストマーの
    補強に使用され、炭素鋼を引抜いて形成され、炭素濃度
    が少なくとも0.4%、抗張力が少なくとも2000N/mm2、芯
    部分が基本的に加工硬化したパーライト構造で、その外
    側にゴム付着層を形成しているスチールワイヤーを有
    し、上記ワイヤーの芯部分は上記ゴム付着層の下に連続
    的な表面領域を有し、この領域が鉄を含み、実質的にセ
    メンタイト及び他の析出層がなく、更にこの表面領域は
    少なくとも0.5μmの深さまで広がっている弾性部材。
  15. 【請求項15】スチールコードによって補強された車両
    用タイヤであって、スチールコードは、加硫エラストマ
    ーの補強に使用され、炭素鋼を引抜いて形成され、炭素
    濃度が少なくとも0.4%、抗張力が少なくとも2000N/m
    m2、芯部分が基本的に加工硬化したパーライト構造で、
    その外側にゴム付着層を形成しているスチールワイヤー
    を有し、上記ワイヤーの芯部分は上記ゴム付着層の下に
    連続的な表面領域を有し、この領域が鉄を含み、実質的
    にセメンタイト及び他の析出層がなく、更にこの表面領
    域は少なくとも0.5μmの深さまで広がっている車両用
    タイヤ。
JP62014309A 1986-01-28 1987-01-26 スチ−ルワイヤ−及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0790267B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8601986 1986-01-28
GB868601986A GB8601986D0 (en) 1986-01-28 1986-01-28 Steel wire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62203615A JPS62203615A (ja) 1987-09-08
JPH0790267B2 true JPH0790267B2 (ja) 1995-10-04

Family

ID=10592037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62014309A Expired - Lifetime JPH0790267B2 (ja) 1986-01-28 1987-01-26 スチ−ルワイヤ−及びその製造方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5014760A (ja)
EP (1) EP0233659B1 (ja)
JP (1) JPH0790267B2 (ja)
AT (1) ATE54176T1 (ja)
AU (1) AU594114B2 (ja)
BR (1) BR8700340A (ja)
DE (1) DE3763428D1 (ja)
ES (1) ES2016331B3 (ja)
GB (1) GB8601986D0 (ja)
TR (1) TR23204A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167381A (ja) * 2011-02-09 2012-09-06 Bridgestone Corp ゴム物品補強用ワイヤの製造方法およびゴム物品補強用ワイヤ

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991001389A1 (en) * 1989-07-21 1991-02-07 N.V. Bekaert S.A. Steel substrate for reinforcement of elastomers
JPH03109104A (ja) * 1989-09-22 1991-05-09 Bridgestone Corp 重車両用ラジアルタイヤ
JP2955767B2 (ja) * 1990-06-13 1999-10-04 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
DE4023854C1 (en) * 1990-07-27 1991-07-25 Drahtcord Saar Gmbh & Co Kg, 6640 Merzig, De Steel wire prodn. - involves pre-drawing, heat treating and finishing
US5108697A (en) * 1990-10-19 1992-04-28 Westinghouse Electric Corp. Inhibiting stress corrosion cracking in the primary coolant circuit of a nuclear reactor
US5469481A (en) * 1993-07-14 1995-11-21 General Electric Company Method of preparing fuel cladding having an alloyed zirconium barrier layer
IT1273696B (it) * 1994-07-28 1997-07-09 Pirelli Filo metallico trattato superficialmente per la realizzazione di strutture di rinforzo di manufatti in elastomerico e procedimento per la sua realizzazione
US5437748A (en) * 1994-09-15 1995-08-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Process for patenting and brass plating steel wire
JP2772627B2 (ja) * 1995-05-16 1998-07-02 東京製綱株式会社 ゴム補強用超高強度スチールワイヤおよびスチールコード
WO1997023311A1 (fr) * 1995-12-21 1997-07-03 Bridgestone Metalpha Corporation Cable d'acier destine au renforcement d'articles en caoutchouc, procede de fabrication et cable d'acier faisant appel a ce cable
US6764143B2 (en) * 2002-05-09 2004-07-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Endless elastomeric track with corrosion resistant cables
US7866248B2 (en) 2006-01-23 2011-01-11 Intellectual Property Holdings, Llc Encapsulated ceramic composite armor
US20080236378A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-02 Intellectual Property Holdings, Llc Affixable armor tiles
US20090007997A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Thomas Wilson Tyl Methods and Systems for Preventing Iron Oxide Formulation and Decarburization During Steel Tempering
US20100282062A1 (en) * 2007-11-16 2010-11-11 Intellectual Property Holdings, Llc Armor protection against explosively-formed projectiles
TW201043367A (en) 2009-02-13 2010-12-16 Bekaert Sa Nv Fixed abrasive sawing wire
WO2012069314A1 (en) 2010-11-22 2012-05-31 Nv Bekaert Sa A structured sawing wire
JP2012218627A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気入りタイヤ
FR2995250B1 (fr) * 2012-09-07 2016-04-01 Michelin & Cie Fil d'acier a haute trefilabilite comprenant un taux de carbone en masse compris entre 0,6 % et 0,74 % bornes incluses
FR2995231B1 (fr) 2012-09-07 2014-08-29 Michelin & Cie Procede de trefilage
CN106232848B (zh) 2014-04-24 2018-12-04 新日铁住金株式会社 高强度钢帘线用长丝

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR544853A (fr) * 1921-04-07 1922-10-02 Cie Forges Et Acieries Marine Procédé de fabrication d'un métal décarburé superficiellement
FR852245A (fr) * 1938-04-01 1940-01-26 Goldschmidt Ag Th Procédé pour disposer des revêtements en métaux non ferreux sur de la fonte, et en particulier sur les coquilles de coussinets en fonte
GB604522A (en) * 1945-07-17 1948-07-06 Frederick Smith Improvements relating to the treatment of steel wire to render it suitable for further wire drawing
FR1210912A (fr) * 1958-09-10 1960-03-11 Nat Standard Co Produit à base de métal ferreux et son procédé de fabrication
FR2077770B1 (ja) * 1970-02-12 1973-03-16 Michelin & Cie
US4180418A (en) * 1973-09-11 1979-12-25 Stahlwerke Peine-Salzgitter A.G. Method of making a steel wire adapted for cold drawing
JPS5085560A (ja) * 1973-12-03 1975-07-10
US4090697A (en) * 1974-05-06 1978-05-23 The Electric Furnace Company Apparatus and method for treating wire
US3953250A (en) * 1974-10-30 1976-04-27 Monsanto Company Method for producing wire with a small cross-sectional area
US3923611A (en) * 1974-12-23 1975-12-02 Ferro Corp Direct-on ceramic coating of carbon-rich iron
US4050996A (en) * 1976-11-03 1977-09-27 General Motors Corporation Electochemically exchanging a steel surface with a pure iron surface
US4226918A (en) * 1978-08-03 1980-10-07 National-Standard Company Rubber adherent ternary Cu-Zn-Ni Alloy coated steel wires
JPS5890316A (ja) * 1981-11-25 1983-05-30 Suzuki Kinzoku Kogyo Kk 銅・ニツケル合金メツキ皮膜を潤滑剤とする鋼線の伸線、圧延方法
US4517066A (en) * 1982-07-23 1985-05-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Ion beam deposition or etching re rubber-metal adhesion
JPS5985843A (ja) * 1982-11-09 1984-05-17 Bridgestone Corp 高耐久性ラジアルタイヤ
US4545834A (en) * 1983-09-08 1985-10-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Method of making and using ternary alloy coated steel wire
JPH0717126B2 (ja) * 1984-03-01 1995-03-01 株式会社ブリヂストン 高耐久性ラジアルタイヤ
GB8500322D0 (en) * 1985-01-07 1985-02-13 Bekaert Sa Nv Steel elements
GB8500323D0 (en) * 1985-01-07 1985-02-13 Bekaert Sa Nv Steel reinforcing elements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012167381A (ja) * 2011-02-09 2012-09-06 Bridgestone Corp ゴム物品補強用ワイヤの製造方法およびゴム物品補強用ワイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
EP0233659A1 (en) 1987-08-26
GB8601986D0 (en) 1986-03-05
ATE54176T1 (de) 1990-07-15
EP0233659B1 (en) 1990-06-27
AU6801887A (en) 1987-07-30
US5014760A (en) 1991-05-14
BR8700340A (pt) 1987-12-08
DE3763428D1 (de) 1990-08-02
ES2016331B3 (es) 1990-11-01
AU594114B2 (en) 1990-03-01
TR23204A (tr) 1989-06-15
JPS62203615A (ja) 1987-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0790267B2 (ja) スチ−ルワイヤ−及びその製造方法
EP0179517B1 (en) Ferrous substrate with rubber adherent metal coating and method of making the same
JPS61222737A (ja) 加硫性ゴム物品補強用スチ−ル要素
US5437748A (en) Process for patenting and brass plating steel wire
JP4531170B2 (ja) 被覆金属ワイヤ、被覆金属ワイヤを含むワイヤ強化弾性製品及び製造方法
JPH01294873A (ja) 加硫性エラストマー強化用金属被覆を有する鋼基体
US2746135A (en) Wire-reinforced rubber article and method of making the same
JP2018119189A (ja) めっき鋼線、スチールコード及びゴム−スチールコード複合体
JP5333331B2 (ja) ゴムとの接着性に優れた極細めっき鋼線
JP3542489B2 (ja) 疲労特性の優れた高強度極細鋼線
JP6572783B2 (ja) めっき鋼線及びそれを用いたゴム複合体並びにめっき鋼線の製造方法
JP2018119190A (ja) めっき鋼線、スチールコード及びゴム−スチールコード複合体
JPS6192837A (ja) ゴム用補強材
WO2022047714A1 (en) A steel cord for rubber reinforcement
JP3057372B2 (ja) 耐蝕性と耐疲労性に優れたZn―Al合金めっき鋼線の製造方法
WO2020054673A1 (ja) ゴム物品補強用スチールコード
EP1004689B1 (en) Coated metal wire and method of manufacture
JP2017128745A (ja) 高強度極細鋼線およびその製造方法
JPH07119057A (ja) ゴム補強用ワイヤおよびその製造方法
JP5602657B2 (ja) ゴム物品補強用ワイヤの製造方法およびゴム物品補強用ワイヤ
US11447886B2 (en) Electroplated bead wire having excellent oxidation resistance
JP2018119191A (ja) めっき鋼線、スチールコード及びゴム−スチールコード複合体
JP2003096544A (ja) 高強度高炭素鋼線用線材及びその製造方法
JPH0417616A (ja) ステンレス鋼線の製造方法
JP3443999B2 (ja) 腐食疲労特性に優れた極細鋼線