JPH11256274A - 疲労特性の優れた高強度極細鋼線 - Google Patents
疲労特性の優れた高強度極細鋼線Info
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Abstract
の優れた高強度極細鋼線を提供する。 【解決手段】 C:0.80〜1.10%、Si:0.
05〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%を含有する鋼
線、あるいは更にCr:0.05〜1.0%、Ni:
0.1〜1.0%、V:0.01〜0.5%、Nb:
0.001〜0.1%の1種または2種以上を含み、と
もに残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼線におい
て、伸線加工されたパーライト組織を有し、かつ室温か
ら300℃に加熱する際に放出される水素量が0.5pp
m 以下であることを特徴とする。
Description
ード、スチールベルトコード等の素線として使用され、
引張強さが3500MPa 以上である疲労特性の優れた高
強度極細鋼線に関するものである。
強度化の要求は一段と高まっている。従来、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、高炭素鋼の熱間圧延線材から中間伸線、
パテンティング処理を繰り返し所定の線径にした後、最
終パテンティング処理を行い、伸線加工性およびゴムと
の接着性を向上させるめっき処理を施し所定の線径まで
湿式伸線加工することにより製造される。例えばスチー
ルタイヤコードは、上記のように製造される素線を最終
的にダブルツイスタなどの撚り線機を用いて撚り線加工
することによって製造される。
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の素線強度を上げるか、最終の伸線加工歪を増加させる
必要がある。ところが、最終パテンティング処理後の素
線強度ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強
度化を図っても、極細鋼線の疲労特性は向上せず、むし
ろ劣化するという問題点があり、極細鋼線の高強度化を
阻害する要因の一つであった。
せる手段として、例えば特開平2−179333号公報
には極細鋼線にショットピーニング処理を適用する技術
が開示されており、極細線表面層の引張残留応力を圧縮
残留応力に改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造する
方法が提案されている。本発明者らの詳細な試験によれ
ば、ショットピーニング処理によって、極細鋼線表面の
引張残留応力を圧縮残留応力に改善することは可能であ
るが、圧縮残留応力に変えるためには非常に強いショッ
トピーニング処理が必要である。このようなショットピ
ーニング処理を行うと、伸線加工によって非常に薄くな
った極細鋼線表層のブラスめっき層が剥離してしまい、
ゴムとの密着性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼
線の疲労特性を改善するためには限界があった。
状に鑑みなされたものであって、すなわち圧縮残留応力
に変えるために、強いショットピーニングすると、ブラ
スめっき層が剥離して、鋼線とゴムとの密着性の劣化が
生じ、疲労特性改善に限界があったが、これを解決し
て、線径が0.05〜0.4mmである疲労特性の優れた
高強度極細鋼線を提供することを目的とするものであ
る。
鋼線の疲労特性に及ぼす影響因子について種々解析した
結果、強加工されたパーライト組織中における極微量水
素が鋼線の疲労寿命に著しい影響を与えることを見い出
した。すなわち、強度が高い極細鋼線中に微量水素が存
在すると疲労特性が劣化し、高強度極細鋼線の疲労強度
を高めるためには水素量を低減させることが重要である
という全く新たな事実を見い出した。
イト組織中の水素量を制御すれば、高強度極細鋼線の疲
労特性を向上させることが出来るとの結論に達し本発明
をなしたものである。本発明は以上の知見に基づいてな
されたものであって、その要旨とするところは、重量%
で、 C:0.80〜1.10%、 Si:0.05〜2.0%、 Mn:0.2〜2.0%、 を含有する鋼線、あるいは更に、 Cr:0.05〜1.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 V:0.01〜0.5%、 Nb:0.001〜0.1%、 の1種または2種以上を含み、ともに残部はFe及び不
可避的不純物からなる鋼線において、伸線加工されたパ
ーライト組織を有し、かつ室温から300℃に加熱する
際に放出される水素量が0.5ppm 以下であることを特
徴とする疲労特性の優れた高強度極細鋼線にある。
詳細に説明する。はじめに、本発明の化学成分限定理由
について述べる。 C:Cはパテンティング処理後の引張強さの増加および
伸線加工硬化率を高める効果があり、より少ない伸線加
工歪で極細鋼線の引張強さを高めることができる。Cが
0.80%未満では本発明で目的とする3500MPa 以
上の高強度の極細鋼線を製造することが困難となり、一
方、1.10%を越えるとパテンティング処理時に初析
セメンタイトがオーステナイト粒界に析出して伸線加工
性が劣化し伸線加工工程あるいは撚り線加工工程で断線
が頻発するため、本発明ではCを0.80〜1.10%
の範囲に限定した。
強化させるためと鋼の脱酸のために有効な元素である。
Siが0.05%未満では上記の効果が期待できない。
一方、2.0%を越えると伸線加工性に対して有害な硬
質のSiO2 系介在物が発生し易くなるため、0.05
〜2.0%の範囲に制限する。
るばかりでなく、鋼の焼入性を向上させパテンティング
処理後の引張強さを高めるために有効な元素である。M
nが0.2%未満では上記の効果が得られず、一方、
2.0%を越えると上記の効果が飽和し、さらにパテン
ティング処理時のパーライト変態を完了させるための処
理時間が長くなり過ぎて生産性が低下するため、本発明
では0.2〜2.0%の範囲に限定した。
上記の元素に加えて、更にCr:0.05〜1.0%、
Ni:0.1〜1.0%、V:0.01〜0.5%、N
b:0.001〜0.1%の範囲で1種または2種以上
を含有することができる。 Cr:Crはパーライトのセメンタイト間隔を微細化し
パテンティング処理後の引張強さを高めるとともに特に
伸線加工硬化率を向上させる有効な元素であるが、0.
05%未満では前記作用の効果が少なく、一方、1.0
%を越えるとパテンティング処理時のパーライト変態終
了時間が長くなり生産性が低下するため、本発明では
0.05〜1.0%の範囲に限定した。
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにする作
用を有する。この作用は0.1%未満では上記の効果が
得られず、1.0%を越えても添加量に見合うだけの効
果が少ないため、1.0%を上限とした。
微細化し、パテンティング処理後の引張強さを高める効
果がある。この効果は0.01%未満では不十分であ
り、一方、0.5%を越えると効果が飽和するため、本
発明では0.01〜0.5%の範囲に制限した。
ンタイト間隔を微細化し、パテンティング処理後の引張
強さを高める効果がある。0.001%未満では不十分
であり、一方、0.1%を越えて添加しても効果が飽和
するため、本発明では0.001〜0.1%の範囲に制
限した。
15%以下、S:0.015%以下、N:0.0070
%以下が望ましい範囲である。また、Alは0.005
%を越えると鋼中の介在物の中で最も硬質なAl2 O 3
系介在物が生成し易くなり、伸線加工あるいは撚り線加
工の際の断線原因となるため、0.005%以下が好ま
しい範囲である。
の疲労特性を向上させる上で極めて重要となる鋼線中の
水素量の限定理由について述べる。まず、極細鋼線中の
水素量は、ガスクロマトグラフを用いて昇温分析法によ
って測定することができる。例えば、図1は100℃/
hrの昇温速度で加熱した場合の温度に対する水素放出速
度曲線である。図1から水素量を求めることができる。
図1において、300℃以下の温度域で鋼線中から放出
される水素が疲労特性に悪影響を及ぼす水素であり、3
00℃を越えて放出される水素は常温での疲労特性に対
して影響を及ぼさない。従って、本発明では室温から3
00℃の温度域で放出される水素量について限定してい
る。また、ブラスめっきのようなめっきを施している極
細鋼線では、めっき中に水素が多量に存在している場合
が多いため、めっきを除去してから水素量を測定してい
る。
1MPa の極細鋼線に関して、水素量(室温から300℃
に加熱される際に放出される水素量)と疲労強度の関係
について解析した一例を示す。同図から明らかなよう
に、水素量が0.5ppm を越えると疲労強度が著しく低
下することがわかる。従って、水素量の上限値を0.5
ppm に制限した。なお、極細鋼線の強度が高くなると同
一の水素量でも、疲労寿命が低下しやすいことから、
0.3ppm 以下の水素量がより好ましい条件である。ま
た、めっきを施している極細鋼線では、めっき中に水素
が存在していると疲労特性が劣化し易いことから、めっ
き中の水素量、すなわち室温から300℃に加熱される
際に放出される水素量も0.5ppm 以下にすることがよ
り好ましい範囲である。
以下に制御するためには、最終パテンティング処理以降
の製造工程に下記のA〜Fの製造方法を採用することで
達成できる。A〜Fの製造条件の中で、D,Fが特に重
要な技術である。このため、製造条件としてD,Fのい
ずれかあるいは両方の工程を必ず取り入れることが必須
である。
ト化加熱温度が高くなるほど、雰囲気から鋼線に侵入す
る水素量が多くなるため、オーステナイト化加熱温度を
出来る限り低くする。好ましい加熱温度は、Accm+2
0℃〜Accm+100℃の温度範囲である。 B:パテンティング処理時のオーステナイト化加熱雰囲
気中の水分あるいは水素ガスが多いと、雰囲気から鋼線
に侵入する水素量が多くなる。このため、加熱雰囲気中
の水分あるいは水素ガスを体積%で2%以下の雰囲気に
制御する。
て、パテンティング処理時に雰囲気から鋼線に侵入する
水素量を0.5ppm 以下にすることが好ましい加熱条件
である。 C:パテンティング処理後のスケール除去のための酸洗
は、酸濃度、酸洗時間あるいは電解酸洗を行う場合は電
流密度等を制御することによって、鋼線中に侵入する水
素量を低下させる。酸洗の工程で侵入する水素量は、
0.5ppm 以下が好ましい条件である。
ベーキング処理を行う。ベーキング処理は、100〜5
00℃の温度範囲で0.1〜300分間の処理が好まし
い条件である。 E:電気めっきを施す場合は、電流効率が100%近い
条件でめっきを行う。電気めっきの際に鋼線に侵入する
水素量を0.5ppm 以下にすることが好ましい条件であ
る。
ーキング処理を行う。ベーキング処理は、50〜400
℃の温度範囲で0.1〜300分間の処理が好ましい条
件である。
体的に説明する。表1に供試材の化学組成を示す。これ
らの供試材を熱間圧延により線径5.5mmにし、一次伸
線加工、一次パテンティング処理、二次伸線加工を行っ
た。その後、最終パテンティング処理、引き続きブラス
めっき処理を行い、伸線速度600m/分の条件で湿式
伸線加工を行った。
述のA〜F条件)および引張強さ、水素量、疲労強度を
示す。極細線中の水素量はブラスめっきを除去した後、
ガスクロマトグラフを用いて昇温分析(試料の加熱速度
は100℃/hr)によって測定し、室温から300℃の
温度範囲で放出される水素量を測定した。また、疲労強
度は、温度:20〜25℃、湿度:50〜60%の環境
での107 サイクルの回転曲げ疲労試験で評価した結果
である。
明例で、試験No. 11〜18が比較例である。同表に見
られるように本発明例の極細鋼線は水素量が0.5ppm
以下に制御されているために、いずれの鋼線も疲労強度
が高いことがわかる。これに対して、比較例であるNo.
11〜17はいずれも従来の極細鋼線である。水素量が
高いために、疲労強度が本発明例に比べ低い。また、比
較例であるNo. 18はC含有量が高すぎるためにパテン
ティング処理時に初析セメンタイトが析出した例であ
る。この結果、伸線加工性が劣化し、伸線加工時に断線
が頻発したものである。
明は引張強さが3500MPa 以上の高強度極細鋼線の疲
労特性を向上させる手段として、鋼線中の水素量を制御
することが極めて有効であることを見出し、疲労特性の
優れた高強度極細鋼線を実現したものであり、産業上の
効果は極めて顕著なものがある。
について解析した一例を示す図である。
係について解析した一例を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 C:0.80〜1.10%、 Si:0.05〜2.0%、 Mn:0.2〜2.0%、 残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼線におい
て、伸線加工されたパーライト組織を有し、かつ室温か
ら300℃に加熱する際に放出される水素量が0.5pp
m 以下であることを特徴とする疲労特性の優れた高強度
極細鋼線。 - 【請求項2】 重量%で、 Cr:0.05〜2.0%、 Ni:0.1〜1.0%、 V:0.01〜0.5%、 Nb:0.001〜0.1%、 の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求
項1記載の疲労特性の優れた高強度極細鋼線。
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JP05983598A JP3542489B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線 |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002050327A1 (fr) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Nippon Steel Corporation | Acier à ressorts haute résistance et fil d'acier à ressorts |
US6699335B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-03-02 | Nsk Ltd. | Machine part |
CN102766727A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-11-07 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种有效降低帘线钢钛含量的精炼脱氧工艺 |
JP2016074978A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | 高麗製鋼株式会社 | 応力腐食特性にすぐれる高強度pc鋼撚線 |
KR20170012467A (ko) | 2014-07-01 | 2017-02-02 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 강선용 선재 및 강선 |
JP2019056162A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼線 |
EP3527677A1 (fr) * | 2010-05-31 | 2019-08-21 | Arcelormittal Wire France | Fil de forme en acier a hautes caracteristiques mecaniques resistant a la fragilisation par l'hydrogene |
WO2020031268A1 (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | 住友電気工業株式会社 | 銅被覆鋼線および撚線 |
CN113088798A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高碳钢盘条及其生产方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102851433B (zh) * | 2012-08-29 | 2014-06-25 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种半钢冶炼帘线钢或硬线钢控制钢中氮含量的方法 |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP05983598A patent/JP3542489B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6699335B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-03-02 | Nsk Ltd. | Machine part |
US7789974B2 (en) | 2000-12-20 | 2010-09-07 | Nippon Steel Corporation | High-strength spring steel wire |
WO2002050327A1 (fr) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Nippon Steel Corporation | Acier à ressorts haute résistance et fil d'acier à ressorts |
EP4234749A2 (fr) | 2010-05-31 | 2023-08-30 | Arcelormittal Wire France | Fil de forme en acier à hautes caractéristiques mécaniques resistant à la fragilisation par l'hydrogène |
EP3527677A1 (fr) * | 2010-05-31 | 2019-08-21 | Arcelormittal Wire France | Fil de forme en acier a hautes caracteristiques mecaniques resistant a la fragilisation par l'hydrogene |
CN102766727A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-11-07 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种有效降低帘线钢钛含量的精炼脱氧工艺 |
KR20170012467A (ko) | 2014-07-01 | 2017-02-02 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 강선용 선재 및 강선 |
JP2016074978A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | 高麗製鋼株式会社 | 応力腐食特性にすぐれる高強度pc鋼撚線 |
JP2019056162A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼線 |
CN112534519A (zh) * | 2018-08-07 | 2021-03-19 | 住友电气工业株式会社 | 铜覆钢线以及绞合线 |
JPWO2020031268A1 (ja) * | 2018-08-07 | 2021-09-24 | 住友電気工業株式会社 | 銅被覆鋼線および撚線 |
US11505856B2 (en) | 2018-08-07 | 2022-11-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Copper-coated steel wire and stranded wire |
CN112534519B (zh) * | 2018-08-07 | 2023-03-10 | 住友电气工业株式会社 | 铜覆钢线以及绞合线 |
WO2020031268A1 (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | 住友電気工業株式会社 | 銅被覆鋼線および撚線 |
CN113088798A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高碳钢盘条及其生产方法 |
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