JPH0999312A - 延性に優れた高強度極細鋼線の製造方法 - Google Patents

延性に優れた高強度極細鋼線の製造方法

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JPH0999312A
JPH0999312A JP25909095A JP25909095A JPH0999312A JP H0999312 A JPH0999312 A JP H0999312A JP 25909095 A JP25909095 A JP 25909095A JP 25909095 A JP25909095 A JP 25909095A JP H0999312 A JPH0999312 A JP H0999312A
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JP
Japan
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steel wire
wire
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less
strength
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JP25909095A
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Shoichi Ohashi
章一 大橋
Kenichi Nakamura
謙一 中村
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】 【課題】 自動車タイヤスチールコード用に使用される
超高張力極細鋼線の捻回試験中において長手方向に生ず
る割れの発生を抑制する技術を確立する。 【解決手段】 重量%で、C:0.60〜1.10%、
Si:0.10〜0.50%、Mn:0.20〜0.7
0%を含有し、Al:0.005%以下、P:0.02
%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下に規
制した高炭素鋼線を、連続的にダイスで伸線する工程に
おいて、伸線加工歪εが0≦ε≦0.3の段では1段当
たりの減面率:Rを10%≦R≦20%とし、0.3<
ε<3.0の段では1段当たりの減面率:Rを15%≦
R≦25%とし、ε≧3.0の段では1段当たりの減面
率:Rを2%≦R<15%の条件で伸線することによ
り、捻回試験時に縦割れが発生しない高強度極細鋼線を
製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車タイヤのス
チールコード用等に使用される高強度極細鋼線の製造方
法に関するものである。詳しくは、ダイスを用いて冷間
伸線加工強化された線径0.05〜0.60mm、強度
3500〜6000MPa級の極細鋼線の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車タイヤスチールコード用ワイヤに
おいては、タイヤの軽量化の要求から、鋼線の高張力化
に対するニーズが最近益々高まっている。このような要
請に応えるために、多数の研究が精力的に展開された結
果、鋼線の高張力化を図る上での最大の課題は、鋼線の
延性、特に捩り試験中に鋼線の長手方向に生ずる割れの
発生を抑制する技術を確立することであることが分かっ
てきた。
【0003】これに対して、例えば特開平2−1022
0号公報に記載されているように、Co等の特殊合金元
素を添加して初析セメンタイトの面積率を制御すること
等により、高強度極細鋼線の捻回試験時の縦割れを抑制
する技術がある。また、特開平7−118119号公報
には、湿式伸線の最終段減面率を2〜8%の低減面率と
することにより、線径0.1〜0.4mm、強度380
0MPa以上の高強度極細鋼線が製造可能となることが
記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
技術をもってしても、線径0.05〜0.60mm、強
度3500〜6000MPa級の極細鋼線を製造しよう
とした場合、特殊な合金元素を添加することは、コスト
高につながり実用化の障害となる。また、湿式伸線の最
終段の減面率の制御のみでは、総減面率を増加させて伸
線した場合、最終段の手前で延性が劣化し、たとえ最終
段減面率を制御しても延性を回復することには限界があ
る。
【0005】本発明は、以上のような現状を背景にし
て、自動車タイヤスチールコード用に使用される超高張
力極細鋼線の捻回試験中における長手方向に生ずる割れ
の発生を抑制する技術を確立することを目的としてなさ
れたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは下記のとおりである。重量%で、C:
0.60〜1.10%、Si:0.10〜0.50%、
Mn:0.20〜0.70%を含有し、Al:0.00
5%以下、P:0.02%以下、S:0.02%以下、
N:0.01%以下に規制し、残部は鉄および不可避不
純物よりなる高炭素鋼線を、連続的にダイスで伸線する
工程において、伸線加工歪〔ε=2×In(d0/d)
とする。ただし、d0:出発線径、d:伸線工程中の各
段の線径〕が、0≦ε≦0.3の段では1段当たりの減
面率:Rを10%≦R≦20%とし、0.3<ε<3.
0の段では1段当たりの減面率:Rを15%≦R≦25
%とし、ε≧3.0の段では1段当たりの減面率:Rを
2%≦R<15%とする条件で線径0.05〜0.60
mmまで伸線することを特徴とするフィラメントの引張
強さ3500〜6000MPa、絞り30%以上で、か
つ捻回試験時に縦割れが発生しない延性に優れた高強度
極細鋼線の製造方法。
【0007】
【作用】以下に、本発明について詳細に説明する。ま
ず、成分の限定理由について述べる。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有するパー
ライト組織とすることを目的として成分を規定してい
る。
【0008】C:0.60〜1.10% C含有量が0.60%未満ではパーライト組織中の特に
旧オーステナイト粒界にフェライトが析出する傾向が増
大し、伸線加工性を阻害する上、強度不足となり、目標
とする強度を確保することが困難となる。また、炭素含
有量が1.10%を超えると旧オーステナイト粒界に初
析セメンタイトが析出する傾向が増大し、著しく伸線加
工性を阻害するため、C含有量を0.60〜1.10%
と規定した。
【0009】Si:0.10〜0.50% Siは脱酸元素、固溶体強化元素としての作用を利用す
るために添加されるが、0.10%未満ではその効果が
不十分であり、また0.50%を超えて添加するとパー
ライト組織中のフェライトの延性が劣化して伸線加工性
が劣化するので、Si含有量を0.10〜0.50%と
規定した。
【0010】Mn:0.20〜0.70% Mnは脱酸元素、鋼中のSをMnSとして固定する作用
を利用するために添加されるが、0.20%未満ではそ
の効果が不十分であり、また0.70%を超えると偏析
起因のミクロマルテンサイトの発生により伸線加工性が
著しく劣化するので、Mn添加量を0.20〜0.70
%と規定した。
【0011】Al:0.005%以下 本来Alは脱酸元素として添加されるが、脱酸生成物で
あるAl2 3 は極細鋼線の伸線加工性を著しく劣化さ
せるため、本発明においてはSi、Mnによる脱酸を行
い、Alの添加量を極力抑える必要がある。このため、
Al添加量を0.005%以下に規定した。
【0012】P:0.02%以下、S:0.02%以
下、N:0.01%以下 P、S、Nは延性向上のためには少ない程よい。それぞ
れ、P、Sは0.02%、Nは0.01%を超えると延
性に悪影響を及ぼすので、P:0.02%以下、S:
0.02%以下、N:0.01%以下に規定した。本発
明においては、線径0.05〜0.60mm、強度35
00〜6000MPa級極細鋼線の捻回試験時の縦割れ
を抑制するために、前述の成分に規定した鋼を利用する
ことに加えて、その伸線加工工程において、可能な限り
均一変形を促進させることを特徴としている。出来れ
ば、鋼線C断面の中心と表層から0.1d(d:鋼線の
直径)内側のビッカース硬度の差を50以下に制御する
ように伸線工程において均一変形させる必要がある。
【0013】このため、特に伸線工程中の1段当たりの
減面率を規定した。線径0.05〜0.60mmにおい
て、強度3500〜6000MPa級の強度を確保する
ためには、伸線加工歪ε>3.5は必要となる。本発明
者らの研究により、伸線工程における1段当たりの減面
率をε=3.0を境として、ε<3.0では高減面率志
向、ε≧3.0では低減面率志向で伸線することが有効
であることを見出した。
【0014】つまり、ε<3.0の領域の段では出来る
限り1段当たりの減面率を高めることにより伸線段数を
低減し、鋼線の表層近傍に累積する付加的剪断歪を低減
することが鋼線の硬度分布の均一化に有効である。ただ
し、減面率<15%では硬度分布を均一化する効果が小
さく、減面率>25%では減面率が過大すぎて伸線中の
発熱による時効等によりむしろ延性が劣化し、伸線中の
断線等の問題が発生するので、ε<3.0の段の減面
率:Rを15%≦R≦25%に規定した。
【0015】ただし、伸線初期の段では伸線中のダイス
破損が多くなる傾向があるため、0≦ε≦0.3の段で
は1段当たりの減面率:Rを10%≦R≦20%とし
た。これは、減面率10%未満ではダイス破損を抑制す
る効果が小さく、また20%を超えると破損発生頻度が
高くなるためである。一方、ε≧3.0の段では、特に
最終段近傍では伸線速度が高速になるため、減面率が1
5%以上になると伸線中の加工発熱が過大となり、延性
が劣化する。また、2%未満の減面率では伸線中にダイ
スに掛かる面圧が急激に上昇し、ダイスの破損等が多発
するようになるため実用的でない。このため、ε≧3.
0の段の減面率Rを2%≦R<15%に規定した。
【0016】さらに、ε≧3.0の段では、1段当たり
の減面率を2分割し、前段を7〜14、後段に2〜7%
の減面率を組入れたダブルダイス化することが極細鋼線
の硬度分布均一化に有効である。低減面率のダイスを組
み入れたダブルダイスにより適切なバックテンションを
伸線中の鋼線に付与することが可能となり、鋼線表層に
付加的剪断歪が蓄積することを低減することが可能とな
る。
【0017】均一変形を目的とする場合、ダイスアプロ
ーチ角度の制御も重要であり、出来れば8〜12度の範
囲内のダイスを使用することが望ましい。以下に実施例
を示して本発明の効果を更に詳しく説明する。
【0018】
【発明の実施の形態】
【0019】
【実施例】表1、2、3、7、8、9に、本発明範囲内
に含有成分、ダイススケジュールを設定して伸線した線
径0.05〜0.60mmの鋼線の表層と中心の硬度
差、捻回縦割れの発生状況を示した(各段の減面率は表
13、14、15、16、17、18、19、20、2
1、22、23、24、29、30に示す)。表4、
5、6には、成分は本発明範囲内にあるが、ダイススケ
ジュールが本発明範囲から外れる場合の特性を示した
(各段の減面率は表25、26、27、28に示す)。
表10、11、12には、ダイススケジュールは本発明
範囲内にあるが、成分が本発明範囲より外れた場合の特
性を示した(各段の減面率は表29、30に示す)。表
に示すように、適切な成分、伸線減面率の設定により硬
度差が小さくなり、割れの発生抑制に効果的であること
が明白である。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】
【表6】
【0026】
【表7】
【0027】
【表8】
【0028】
【表9】
【0029】
【表10】
【0030】
【表11】
【0031】
【表12】
【0032】
【表13】
【0033】
【表14】
【0034】
【表15】
【0035】
【表16】
【0036】
【表17】
【0037】
【表18】
【0038】
【表19】
【0039】
【表20】
【0040】
【表21】
【0041】
【表22】
【0042】
【表23】
【0043】
【表24】
【0044】
【表25】
【0045】
【表26】
【0046】
【表27】
【0047】
【表28】
【0048】
【表29】
【0049】
【表30】
【0050】
【発明の効果】以上に詳しく説明したように、鋼線の捻
回試験中に発生する長手方向の割れの発生を防止する技
術について研究を進めた結果、伸線中の減面率を制御す
ることが割れの発生を抑えるために極めて効果的である
ことを見出した。本発明により、一層の高張力の鋼線を
製造することが可能となり、産業上の価値は極めて大き
い。
───────────────────────────────────────────────────── 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 38/04 C22C 38/04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 C:0.60〜1.10%、 Si:0.10〜0.50%、 Mn:0.20〜0.70%を含有し、 Al:0.005%以下、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下、 N:0.01%以下に規制し、残部は鉄および不可避不
    純物よりなる高炭素鋼線を、連続的にダイスで伸線する
    工程において、伸線加工歪〔ε=2×In(d0/d)
    とする。ただし、d0:出発線径、d:伸線工程中の各
    段の線径〕が、0≦ε≦0.3の段では1段当たりの減
    面率:Rを10%≦R≦20%とし、0.3<ε<3.
    0の段では1段当たりの減面率:Rを15%≦R≦25
    %とし、ε≧3.0の段では1段当たりの減面率:Rを
    2%≦R<15%とする条件で線径0.05〜0.60
    mmまで伸線することを特徴とするフィラメントの引張
    強さ3500〜6000MPa、絞り30%以上で、か
    つ捻回試験時に縦割れが発生しない延性に優れた高強度
    極細鋼線の製造方法。
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