JPH10280051A - 伸線加工性の優れた線材または鋼線およびその製造方法 - Google Patents

伸線加工性の優れた線材または鋼線およびその製造方法

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JPH10280051A
JPH10280051A JP8364697A JP8364697A JPH10280051A JP H10280051 A JPH10280051 A JP H10280051A JP 8364697 A JP8364697 A JP 8364697A JP 8364697 A JP8364697 A JP 8364697A JP H10280051 A JPH10280051 A JP H10280051A
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JP
Japan
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wire
steel
cementite
less
drawability
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JP8364697A
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Tsugunori Nishida
世紀 西田
Akifumi Kawana
章文 川名
Satoshi Sugimaru
聡 杉丸
Atsuhiko Yoshie
淳彦 吉江
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伸線加工特性の優れた線材または鋼線と製造
コストの安価な線材または鋼線の製造方法を提供する。 【解決手段】 熱間圧延によって得られるC量が0.6
%以上の鋼線材において、線材横断面に存在するセメン
タイトの形状が平均のセメンタイトの長さが0.7μ
m以下、セメンタイトの平均間隔が900Å以上、の
特徴を持つ生引き性の優れた線材であることに加え引張
強さが(30+100×Cmass%)以下に調整されてい
ることを特徴とする線材あるいは鋼線。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】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
スチールコードや弁バネ、ロープなどの高強度で高延性
の硬鋼線の製造に用いられる線材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高炭素鋼よりなる線材は、一般的に熱間
圧延によって5mmφから16mmφの線径に加工した後、
線材の機械的特性を調整するために調整冷却を行い線材
となる。その後、調整冷却された線材は、冷間での引き
抜き加工による伸線と中間熱処理を繰り返すことでより
細い線径となり、例えば、弁バネであればスパイラル状
に成形後、焼入れ、焼き戻しを行い最終バネ製品とな
る。また、スチールコードの場合であれば、最終パテン
ティング処理を行なった後に伸線加工をおこない高強度
のワイヤとなる。従って、最終製品を製造するにあたっ
ては、熱間圧延後の線材の加工性が優れているほど、製
造コストを低減することが容易となる。
【0003】従来から熱間圧延線材の機械的性質を調整
する方法として、衝風冷却によるステルモア法や冷却媒
体として溶融塩を用いるDLP方法がある。溶融塩を用
いる発明としては特公昭59−37725号公報がある
が、加工性を良くする事より鉛パテンティング相当の高
強度が得られるような直接熱処理法となるものである。
【0004】ベイナイトを利用する発明としては特開平
6−17190号公報、特開平6−17191号公報、
特開平6−17192号公報などが開示されているが、
これらはベイナイト組織を80%以上とし、所定の強度
延性に調整することを特徴とする加工性の優れた鋼線材
である。しかし、この従来の発明に示されるベイナイト
率を80%以上にしても、圧延ままでは引張強さを11
00MPa 以下に調整する事は極めて困難である問題点が
ある。
【0005】また、高炭素ベイナイト組織を利用する技
術として特開昭62−241136号公報が開示されて
いるが、これは1.2mmφ以下の線材を鉛パテンティン
グ処理によって上部ベイナイト組織とし、伸線加工によ
り0.3mmφ以下の疲労特性の優れたワイヤとするもの
である。近年、経済性を高める必要性からより伸線加工
性の優れた材料の開発が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、C量が重量
%で0.6%以上含まれる高炭素鋼の分野において、加
工性が優れ、かつ疲労特性の優れた線材あるいは鋼線、
及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 (1)熱間圧延によって得られるC量が0.6%以上の
鋼線材において、線材横断面に存在するセメンタイトの
形状が下記を満足する生引き性の優れた線材である
ことに加え、引張強さが(300+980×Cmass%)
MPa 以下であることを特徴とする線材あるいは鋼線。 平均のセメンタイトの長さが0.7μm以下 セメンタイトの平均間隔が900Å以上 (2)鋼成分が重量%で C :0.6%以上1.5%以下 Si:0.1%以上2.0%以下 Mn:0.1%以上2.0%以下 となる鋼からなることを特徴とする(1)記載の伸線加
工性の優れた線材あるいは鋼線。 (3)Cr:0.1%以上2.0%以下 添加した事を特徴とする(2)記載の伸線加工性の優れ
た線材あるいは鋼線。(4)引張強さを(300+98
0×Cmass%)MPa 以下に調整するため、ベイナイト変
態終了後に550〜650℃の焼き鈍し処理を行う事を
特徴とする請求項(1)〜(3)のいずれか1項記載の
伸線加工性の優れた線材あるいは鋼線の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】線材の加工性は、線材内のセメン
タイト形態に大きく影響されている。線材横断面に観察
されるセメンタイトの長さが短ければ短いほど加工中に
導入される転位の増殖が抑えられるので、少なくとも平
均のセメンタイトの長さを0.7μm以下とする必要が
ある。平均のセメンタイトの長さと伸線加工性の関係を
図1に示す。
【0009】また同様に、線材横断面に観察されるセメ
ンタイトの平均間隔が大きければ大きいほど加工中に導
入される転位の増殖が抑えられるので、少なくともセメ
ンタイトの平均間隔を900Å以上とする必要がある。
セメンタイトの平均間隔と伸線加工性の関係を図2に示
す。伸線加工限界4.0以上を得るためには、セメンタ
イトの平均間隔が900Å以上必要であり、900Å未
満では、加熱処理をしても所望の伸線加工限界には達し
ない。
【0010】さらに、引張強さはセメンタイトの形態に
加えて、フェライト相に存在する転位密度によっても変
化する。伸線加工性は一般的に強度が低いほど向上する
ので、この転位密度を回復させる事ができれば、加工性
は向上する。一般に、転位を回復させる方法としては、
高温に保定することで可能となる。その一例として40
0℃の恒温変態で作製したベイナイト組織を550℃で
保定した時の強度変化を図3に示す。
【0011】引張強さが高く成りすぎると加工硬化が大
きくなり伸線加工特性が低下するので、引張強さを(3
00+980×Cmass%)MPa 以下とする。また、あま
りに低くなりすぎる場合には、セメンタイトが大きくな
り過ぎて却って加工性を低下させるので影響の無い(−
300+980×Cmass%)MPa 以下とするのが望まし
い。
【0012】上記の様にセメンタイト相の形態とフェラ
イト相の転位密度を調整できれば、線材の初期強度を低
下させると共に加工硬化率を下げることができるので加
工性の優れた線材とすることができる。
【0013】次に、鋼中の成分元素の限定理由について
も述べる。Cは経済的かつ有効な強化元素である。鋼線
としての必要強度を確保するためにはCは少なくとも
0.6%以上とすることが必要である。高すぎると延性
が低下するので上限は1.5%とする。
【0014】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
不十分になるので下限を0.1%とする。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るので、伸線後性に悪影響を与えな
い2.0%以下とする。
【0015】Mnは鋼の焼き入れ性を確保するために
0.1%以上添加する。しかし、多量のMn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2.0%以下とする。
【0016】Sは多量に含まれると線材の延性を害する
のでその含有量を0.02%以下とするのが望ましい。
PもSと同様に線材の延性を害するのでその含有量を
0.02%以下とするのが望ましい。
【0017】Cr、Ni、Cu、Mo、Coは以下の理
由で必要に応じて添加する事が望ましい。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2.0%以下とする。
【0018】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2.0%とする。
【0019】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
2.0%とする。
【0020】Moは線材の焼き入れ性を向上するために
添加する元素で、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。Moも添加量が多くな
り過ぎると焼入れ性が高まり、偏析部にミクロマルテン
サイトが析出しやすくなるので上限を2.0%とする。
【0021】Coは線材の延性を向上するために添加す
る元素で、必要によりその効果を発揮する0.01%以
上添加する事が望ましい。Coは高価な元素であるので
経済性を損なわない2.0%以下の添加とする。
【0022】Ti、Nb、V、Alはγ粒径を微細にし
その後に形成される組織単位を微細にし、靱性値を向上
することが出来るので必要に応じてその効果を発揮する
0.005%以上を添加し、その他の特性に悪影響を与
える事のない0.03%以下添加することが望ましい。
【0023】Bは焼入れ性を改善する効果を有するの
で、その必要に応じてその効果が認められる0.000
1%以上添加し、焼入れ性が高くなり過ぎるためその処
理が困難となる0.010%以下とする事が望ましい。
【0024】また、セメンタイトが板状に存在する形態
からより粒状に近い形態にコントロールする事で加工に
おける転位の増殖を低下し、さらには、フェライト相中
の転位密度を下げる事でより、より軟質の線材とするこ
とが可能となる。
【0025】
【実施例】本発明法に従って熱間圧延線材を作製し、そ
の線材を用いて伸線加工性の評価を行った。供試鋼とし
て表1に示す番号1から10番の鋼組成の122mm角の
ビレットを熱間圧延によって4〜16mmφに圧延し、本
発明鋼1〜7は溶融塩ソルトを用いて本発明に従った組
織となるよう調整冷却を行ない表2に示すセメンタイト
形態を有する組織の線材とした。
【0026】これらの供試線材において伸線加工性を調
査するため、乾式伸線による試験を行った。伸線は、各
パスにおける減面率が15〜20%の間に調整した。生
引き性の評価は、伸線限界まで加工を行い、真ひずみで
4.0以上の加工が可能であった場合を○、できなかっ
た場合を×で表2に示した。
【0027】本発明鋼1〜7は、セメンタイトの形態が
本発明に従って調整されているため優れた生引き性を示
す。比較鋼8は、セメンタイトの長さが本発明と異なる
場合で、引張強さが高伸線加工特性も劣る結果となって
いる。比較鋼9は、セメンタイトの平均間隔が本発明と
異なる場合で、引張強さが高く、伸線加工特性も劣る結
果となっている。比較鋼10においては、セメンタイト
形態に限っては本発明に従って調整されているが、加熱
処理せずにフェライト相中に存在する転位を多くしたた
め、引張強さが高くなった場合である。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、5mmから16mmの線材
において従来鋼に比べ伸線加工性の優れた線材を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】セメンタイトの長さと伸線限界歪みの関係を示
す図。
【図2】セメンタイトの平均間隔と伸線加工限界の関係
を示す図。
【図3】熱処理による強度低下の効果を説明するための
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉江 淳彦 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間圧延によって得られるC量が0.6
    %以上の鋼線材において、線材横断面に存在するセメン
    タイトの形状が下記を満足する生引き性の優れた線
    材であることに加え、引張強さが(300+980×C
    mass%)MPa以下であることを特徴とする線材あるいは
    鋼線。 平均のセメンタイトの長さが0.7μm以下 セメンタイトの平均間隔が900Å以上
  2. 【請求項2】 鋼成分が重量%で C :0.6%以上1.5%以下 Si:0.1%以上2.0%以下 Mn:0.1%以上2.0%以下 となる鋼からなることを特徴とする請求項1記載の伸線
    加工性の優れた線材あるいは鋼線。
  3. 【請求項3】 Cr:0.1%以上2.0%以下添加し
    た事を特徴とする請求項2記載の伸線加工性の優れた線
    材あるいは鋼線。
  4. 【請求項4】 引張強さを(300+980×Cmass
    %)MPa 以下に調整するため、ベイナイト変態終了後に
    550〜650℃の焼き鈍し処理を行う事を特徴とする
    請求項1〜3のいずれか1項記載の伸線加工性の優れた
    線材あるいは鋼線の製造方法。
JP8364697A 1997-04-02 1997-04-02 伸線加工性の優れた線材または鋼線およびその製造方法 Pending JPH10280051A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431848B1 (ko) * 1999-12-28 2004-05-20 주식회사 포스코 저온조직이 없는 고실리콘 첨가 고탄소 선재의 제조방법
US7850793B2 (en) 2002-09-26 2010-12-14 Kobe Steel, Ltd. Hot milled wire rod excelling in wire drawability and enabling avoiding heat treatment before wire drawing
JP2016180147A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 新日鐵住金株式会社 導電性に優れた鋼線材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100431848B1 (ko) * 1999-12-28 2004-05-20 주식회사 포스코 저온조직이 없는 고실리콘 첨가 고탄소 선재의 제조방법
US7850793B2 (en) 2002-09-26 2010-12-14 Kobe Steel, Ltd. Hot milled wire rod excelling in wire drawability and enabling avoiding heat treatment before wire drawing
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Effective date: 20040525