JPS62109983A - ブラスメツキ極細鋼線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラスメッキ極細鋼線及びその製造方法に関す
る。

（従来の技術） 本発明において、プラスメッキ極細鋼線とは線径が概ね
１龍以下乃至数十μｍであって、且つ、表面にプラスメ
ッキ層を有する鋼線をいい、タイヤコード用ワイヤ、高
圧ホース用ワイヤ等として使用されている。これらのプ
ラスメッキ極細鋼線は、従来は、伸線加工ごとに伸線材
の靭性が低下するので、通常、高炭素鋼５．５　ｍｍ径
圧延線材から中途に散度のパテンティング処理を行ない
つつ、数次にわたる冷間伸線加工によって、所定径の極
細鋼線を製造した後、これにプラスメッキを施して製造
されているので、多くの製造工程数を必要とすると共に
、製造費用が高くならざるを得ない。

他方、線材からの極細鋼線への強加工冷間伸線のみにつ
いてみれば、これが可能である純鉄や軟鋼線材もあるが
、伸線加工による強度の上昇が少ないので、最終製品と
しての瓶細鋼線における強度が低い。即ち、９５〜９９
％強加工伸線の場合でも、その強度は７０〜１３０　ｋ
ｇｆ／ｍｍ”であり、１７０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の強度
を達成することはできない。また、加工率９９％以上の
伸線加工によっても、強度は１９０ｋｇｆ／ｍｍ２以下
である。

本発明者らは、前記高炭素鋼線材や軟鋼線材に代えて、
強加工性にすぐれる低炭素鋼線材を得るべく鋭意研究し
た結果、既に特開昭６０−１５２６５５公報に記載され
ているように、冷間伸線用の低炭素鋼線材の組織を予め
残留オーステナイトを含有していてもよいベイナイト、
マルテンサイト又はこれらの微細混合Ｍｉ織（前組織）
とし、次いで、これより逆変態させたオーステナイトを
所定の冷却条件下に変態させることによって、最終組織
として、一部残留オーステナイトを含有していてもよい
針状のへイナイト、マルテンサイト又はこれらの混合組
織からなる微細な低温変態生成相がフェライト相中に均
一に分散されてなる複合組織とするとき、かかる複合組
織線材はすぐれた強加工性を有し、合計減面率９０％以
上の連続冷間伸線加工によって、径が１１■乃至数十μ
ｍの高強度極細鋼線を得ることができることを見出して
いる。

しかしながら、上記線材の連続冷間伸線加工においては
、従来のリン酸塩被覆による潤滑処理によれば、冷間加
工のための潤滑が加工度の増加につれて困難となり、加
工減面率９０％以上、好ましくは９８％以上にて連続冷
間伸線加工する場合、潤滑不足のために均一な表面性状
を有する極細鋼線を得ることができない。即ち、連続伸
線加工時に伸線とダイスとが接触する伸線の最表面に不
均一な変形層が生成されることを見出した。このような
不均一な変形層はダイスごとに成長拡大するので、強加
工するほど著しくなり、伸線の延性を害する程度に不均
一な変形層が拡大する。従来の高炭素鋼線材においては
、線材自体に強加工性が欠けるので、途中にパテンティ
ング処理を施すことから、上記不均一な変形層の蓄積拡
大に至らない。

より詳細には、伸線加工時に潤滑性が悪化すると、伸線
材とダイスとが金属接触するために、伸線材は表面が平
滑となって、粉末状の潤滑剤が伸線材に付着し難くなり
、ダイスへの導入量が減少する。伸線材の潤滑剤付着量
は上記潤滑性を表わす指標であって、この量はダイス角
を大きく、また、伸線速度を速くするほど小さくなる。

また、ダイス枚数、即ち、操り返しバス数の増加につれ
て、潤滑剤付着量は著しく減少する。

第４図は、従来の高炭素鋼鉛パテンテイング（Ｌ　Ｐ）
処理線材と、前述した強加工性を有する複合組織を有す
る線材についての伸線バス回数の増加に伴う潤滑剤付着
量の変化を示す。■及び■にて示すように、前記複合組
織線材を合計減面率９０％以上にて連続冷間伸線加工に
供する場合、バス回数が多く、このバス回数と共に潤滑
剤付着量が著しく減少するので、潤滑性の悪い冷間伸線
加工を避けることができず、その結果、伸線材は延性が
劣化する。

（発明の目的） そこで、本発明者らは、前述した強加工性を有する複合
組織線材を用いて、表面プラスメッキ極細鋼線を製造す
る方法について、更に研究を重ねた結果、上記複合組織
線材の連続冷間伸線加工の前に又は途中でプラスメッキ
処理を施し、そのメッキ層の潤滑作用を利用することに
よって、伸線途中にパテンティング処理等の熱処理を要
せずして、直ちに高強度高延性のプラスメッキ極細鋼線
を得ることができることを見出した。

他の側面からみれば、従来は、表面プラスメッキ極細鋼
線を製造するには、線材の伸線加工途中のパテンティン
グ又は伸線後の伸線にプラスメッキが施されるが、本発
明によれば、伸線加工の前にプラスメッキを施すことに
よって、又は伸線加工の途中でプラスメッキを施すこと
によって、このメッキの潤滑作用にて減面率９８％以上
、好ましい態様によれば９９％以上にて、容易に連続伸
線加工することができ、且つ、パテンティング処理等を
要せずして、プラスメッキ極細鋼線を得ることができる
のである。しかも、かかる方法によって得られるプラス
メッキ極細鋼線は、延性が改善されると共に、メッキ後
の強加工によってメッキ層の均質化が助長される結果、
ゴムとの密着性が著しく改善される。

従って、本発明は、−ｉ的には、プラスメッキ極細鋼線
及びその製造方法を提供することを目的とし、特に、所
定の複合組織を有する低炭素鋼線材をプラスメッキした
後に連続冷間伸線加工することによって、延性が改善さ
れ、且つ、メッキ層が均一化均質化されているためにゴ
ムとの密着性に格段にすぐれるプラスメッキ極細鋼線を
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によるプラスメッキ極細鋼線は、重量％で Ｃ０．０１〜０．３０％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ　　　０．３〜２．５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる化学組成を有し、且
つ、 Ｃｕ　４０〜６５％及び Ｚｎ　３５〜６０％ 残部不可避的不純物よりなるプラスメッキ層を有するこ
とを特徴とする。

また、本発明によるプラスメッキ極細鋼線の製造方法は
、重量％で Ｃ０．０１〜０．３０％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ　　０．３〜２．５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、針状マルテンサイ
ト、ベイナイト又はこれらの混合組織からなる低温変態
生成相が体積率１５〜４０％にてフェライト相中に均一
に分散されてなる複合組織を有する線材を減面率９８％
以上にて連続冷間伸線加工するに際して、この伸線の前
に又は途中でＣｕ　４０〜６５％及び Ｚｎ　３５〜４０％ 残部不可避的不純物よりなるプラスメッキ層を有せしめ
ることを特徴とする。

先ず、本発明の方法において用いる複合組織線材の化学
成分及びその製造について説明する。尚、以下において
、組織が針状（ｅ　ｌｏｎｇａ　ｔｅｄ又はａｃｉ−ｃ
ｕｌａｒ）とは組に１銭粒子が方向性を有することをい
い、塊状（ｇｌｏｂｕｌａｒ）とは粒子が方向性を有し
ないことをいう。また、針状粒子の換算粒子径とは、針
状粒子の面積を円に換算したときの直径を意味する。

Ｃは、鋼片からの熱間圧延線材を後述する所定の熱処理
によって所定の複合組織を有する線材とするために、０
．０１％以上を添加することが必要であるが、０．３０
％を越えて過多に添加するときは、針状のマルテンサイ
ト、ベイナイト又はこれらの混合組織からなる低温変態
生成相（以下、単に第２相ということがある。）の延性
が劣化するようになる。従って、本発明においては、Ｃ
添加量は０．０１〜０．３０％の範囲とする。

Ｓｉは、フェライト相の強化元素として有効であるが、
２．０％を越えて過多に添加するときは、変Ｂ温度を著
しく高温側にずらせ、また、線材の表面の脱炭を起こし
やすくするので、添加量は２゜０％を上限とする。

Ｍｎは、線材を強化すると共に、第２相の焼入れ性を高
め、また、その形態をｉＪ状化するために０．３％以上
を添加することが必要であるが、２．５％を越えて条里
に添加しても、その効果が飽和するので、Ｍｎ添加量は
０．３〜２．５％とする。

本発明においては、線材の金属Ｍｉ織を微細化するため
に、Ｎｂ、■及びＴｉから選ばれる少なくとも１種の元
素を更に添加することができる。この組織の微細化のた
めには、いずれの元素についても０．００５％以上の添
加を必要とするが、しかし、過多に添加してもその効果
が飽和し、また、経済的にも不利であるので、その上限
は、Ｎｂについては０．２％、■及びＴｉについてはそ
れぞれ０．３％とする。

更に、本発明における線材に不可避的に含まれる元素又
は含まれてもよい元素について説明する。

Ｓは線材中のＭｎＳ量を少なくするために、０．００５
％以下とするのがよく、これにより線材の延性が向上す
る。また、酸洗時やメッキ処理時の水素による延性劣化
を防止するためには０．００３％以下とするのが好まし
い。

Ｐは粒界偏析の著しい元素であるので、その含有量を０
．０１％以下とするのが好ましい。

Ｎは固溶状態で存在すると、最も時効しやすい元素であ
る。従って、加工中に時効して加工性を阻害し、或いは
加工後にも時効して、伸線により得られる極細線の延性
を劣化させるので、０．００３％以下とするのが好まし
い。

／ｌは酸化物系介在物を形成し、この酸化物系介在物は
変形し難いために、線材の加工性を阻害する場合があり
、線材を伸線する間にこの介在物を起点として破断が生
じやすい。従って、Ａ１の含有量は、通常、０．０１％
以下とするのが好ましい。特に、好ましくは０．００５
％以下とする。

また、線材におけるＳ　ｉ　／　Ａ　ｌ比が大きくなる
とき、シリケート系介在物が増大し、特に、Ａｌ量が少
ないときには、急激にシリケート系介在物が増大して、
線材の伸線性を劣化させるのみならず、伸線して得られ
る伸線材の疲労特性が劣化する。従って、本発明におい
ては、好ましくはＳｉ／Ａｌ比を５００以下とする。更
に、本発明によれば、Ｓｉ／Ｍｎ比を０．７以下とする
ことが好ましい。Ｓ　ｉ／　Ｍ　ｎ比が０．７を越える
ときは、介在物の組成や形態等が変化し、介在物の分散
や分布が原因となって、線材の伸線性を劣化させること
があるからである。

一方、ＣａやＣｅ等の希土類元素を添加することによっ
て、ＭｎＳ介在物の形状を調整することも好ましい。

また、前記したＮｂ、■及びＴｉを含めて、Ａｆｆ等を
添加することにより、固溶ＣやＮを固定することもでき
る。更に、本発明による極細ｆＡ線の用途に応じて、用
いる線材にはＣｒ、Ｃｕ及び／又はＭｏをそれぞれ１．
０％以下、Ｎｉを６％以下、Ａｌ及び／又はＰをそれぞ
れ０１１％以下、Ｂを０．０２％以下適宜に添加するこ
ともできる。

本発明における複合組織線材は、前記所定の化学成分を
有する熱間圧延線材を所定の条件にてオーステナイト化
して、所定の前［ｉを有せしめ、次いで、この線材につ
いて更に熱処理を行なって、所定の複合組織を存せしめ
ることによって得ることができる。

即ち、上述した化学成分を有する鋼片に所要の熱間加工
及び熱処理を施して、その８１　’ＩＩＡを旧オーステ
ナイト粒径が３５μ以下のベイナイト、マルテンサイト
又はこれらの混合Ｍｉ織とした後、これをＡｃ、〜Ａ　
Ｃ：ｌ　？Ｍ度域に加熱して、オーステナイト化分率が
約２０％以上となるようにオーステナイト化を進行させ
、次いで、このようにして得た線材を平均冷却速度４０
〜ｂ 至５００°Ｃまで冷却することによって、上記強加工性
にすぐれた複合組織線材を得ることができる。

本発明によるプラスメッキ極細鋼線は、かかる複合化＊
線材からの極細鋼線がＣｕ４０〜６５％及びＺｎ３５〜
６０％、残部不可避的不純物よりなるプラスメッキ層を
有する。

また、本発明によるかかる表面プラスメッキ極細鋼線線
の製造方法は、前記複合ｍ織線材を合計減面率９８％以
上にて冷間伸線加工するに際して、伸線前又は伸線途中
にてＣｕ４０〜６５％及びＺｎ３５〜６０％、残部不可
避的不純物よりなるプラスメッキを施し、その後に伸線
するものである。

先ず、第２相が微細な針状組織である複合組織線材を得
るために、前記所定の化学成分組成を有する熱間圧延線
材をＡｃ＋−Ａｃ３温度域に加熱する前に、所定の条件
での熱処理を施こすことにより、その組織を、一部残留
オーステナイトを含有していてもよい旧オーステナイト
粒径が３５μ以下、好ましくは２０μ以下のベイナイト
、マルテンサイト又はこれらの微細混合組織（以下、こ
れらを単に前組織ということがある。）とする。前組織
をこのように微細化することにより、最終組織を微細化
して複合Ｍｉ織綿線材延性及び靭性を向上させ、かくし
て所要の強度を付与することができる。

旧オーステナイト粒径を３５μ以下に調整するには、造
塊又は連続鋳造により得られた鋼片を熱間加工するに際
して、オーステナイトの再結晶や粒成長の進行が著しく
遅い温度域、即ち、９８０℃以下であって、且つ、Ａｒ
３点以上の温度範囲において減面率３０％以上で熱間加
工することが必要である。熱間加工温度が９８０℃を越
える温度であるときは、オーステナイトが再結晶や粒成
長しやすく、また、加工減面率が３０％よりも少ないと
きは、オーステナイト粒径を細粒化することができない
からである。更に、１０〜２０μ程度のオーステナイト
細粒を得るには、上記加工条件に加えて、最終加工パス
を９００℃以下とする必要があり、５〜１０μ程度の極
細粒を得るためには、上記最終加工を歪速度３００７秒
以上とする必要がある。

尚、旧オーステナイト粒径を調整するための上記熱間加
工後に冷間加工を加えて所望の形状とすることもできる
が、この場合、冷間加工の加工率は４０％までとする。

上記前組織に４０％よりも大きい冷間加工を加えたとき
は、後述するＡｃ、〜Ａｃ、温度域への加熱時にマルテ
ンサイトの再結晶が起こり、目的とする最終組織を得る
ことができない。

次に、前組織をベイナイト、マルテンサイト又はこれら
の混合組織とするためには、次の方法によることができ
る。

その第１は、圧延工程中に所要の前組織を得る方法であ
って、鋼片を制御圧延するか、又は熱間圧延した後に加
速冷却する。その冷却速度は５℃／秒以上とすることが
必要である。これよりも小さい冷却速度では、通常のフ
ェライト・パーライト組織となるからである。

前組織を得るための第２の方法は、圧延した鋼材を改め
て熱処理する方法であり、鋼をＡｃｚ点以上のオーステ
ナイト域に加熱した後に調整冷却する。この方法による
場合も、加熱温度は、第１の方法について説明したと同
様に、ＡＣ１〜ＡＣ３＋１ｏ　ｏ　”ｃの範囲であるこ
とが望ましい。

このようにＡｃ＋〜Ａｃ３域に加熱する前の組織を、従
来のフェライト・パーライト組織に替えて、残留オース
テナイトを含有していてもよいマルテンサイト、ベイナ
イト又はこれらの混合組織からなる低温変態生成相とし
た圧延鋼材をＡｃ＋〜Ａｃ３域に加熱することにより、
低温変態生成相のラス境界に存在している残留オーステ
ナイト若しくはセメンタイトを優先核として、初期オー
ステナイト粒が多数生成し、上記ラス境界に沿って成長
する。

次いで、所定の条件下での冷却によってこのオーステナ
イトから変態するマルテンサイト又はへイナイトを針状
にして、周囲のフェライト相に対して整合性のよいもの
とし、か（して、従来のフェライト・パーライト前組織
に比較して、第２相粒子を格段に微細化する。従って、
ＡＣ１〜Ａｃ３域への加熱及び冷却の条件が重要である
。即ち、条件によっては、第２相が塊状化し、或いは第
２相に塊状の粒子が混在して、強加工性を損なうことと
なるからである。

より詳細に説明すれば、微細なベイナイト、マルテンサ
イト又はこれらの混合組織からなる前組織をオーステナ
イト域に加熱する際の逆変態は、オーステナイト分率が
約２０％までは旧オーステナイト粒界から塊状オーステ
ナイトが生成し、また、粒内からは針状オーステナイト
が生成することにより開始されるので、この状態から、
例えば１５０〜２００°Ｃ／秒以上の冷却速度で急冷す
ることにより、針状と塊状の低温変態生成相がフエライ
ト中に分散した組織を得る。従って、旧オーステナイト
が細粒であるほど、塊状オーステナイトの生成頻度が高
い・オーステナイト化が約２０％以上進行すると、針状
オーステナイト粒子相互が合体して塊状オーステナイト
へと変化するので、この状態から急冷すると、フェライ
トと粗大な塊状の低温変態生成相との混合組織を形成す
る。更にオーステナイト化が約２０％以上進行すれば、
塊状オーステナイト相互が合体成長してオーステナイト
化が完了するので、この状態から急冷すれば、低温変態
生成相が主体の組織となる。

そこで、本発明においては、前記前組織に調整した鋼を
Ａ　ｃ　１−Ａ　（：ｌ域に加熱するに際して、そのオ
ーステナイト化をオーステナイト化分率が約２０％以上
とし、この状態から平均冷却速度４０〜１５０″Ｃ／秒
にて常温乃至５００℃の温度まで冷却することにより、
冷却中の変態過程において塊状オーステナイトからフェ
ライトと針状オーステナイトとを分離させ、この針状オ
ーステナイトを低温変態生成相に変態させることにより
、一部残留オーステナイトを含有していてもよい針状ベ
イナイト、マルテンサイト又はこれらの混合組織からな
る微細な低温変態生成相がフェライト相中に均一に分散
された最終金属組織を得るのである。

線材をＡｃ、〜Ａｃ＝域への加熱後の平均冷却速度は上
記のように限定される。冷却速度が４０℃／秒よりも遅
い場合には、塊状オーステナイトからポリゴナルフエラ
イトが生成し、残留する塊状オーステナイト粒子は塊状
第２相に変態し、一方、冷却速度が１５０℃／秒よりも
速い場合にも、上述したように塊状第２相が生成するか
らである。

また、本発明においては、フェライト相中における第２
相の体積分率は１５〜４０％の範囲とする。

第２相の体積分率がこの範囲にあるとき、第２相粒子は
針状であり、且つ、その平均換算粒子径が３μ以下とな
り、かくして、得られる線材は、従来にない独特の複合
組織を有するために、すぐれた強加工性を有する。第２
相の体積分率が上記範囲をはずれるときは、上記条件下
での冷却によっても、最終Ｍｉ繊織中塊状第２相が混入
しやすい。

冷却停止温度は常温乃至５００℃である。これは、低温
変態生成相としてベイナイト、マルテンサイト又はこれ
らの混合組織を得るためであると共に、ごの温度範囲内
で冷却速度を遅くし、又は停止することによって、生成
した第２相の焼戻しを兼ねさせることもできるからであ
る。

本発明の方法によれば、かかる線材に伸線前に又は途中
で所定の組成のプラスメッキ処理した後、９８％以上の
加工率による連続冷間伸線によって、メッキ層の良好な
潤滑性を得て、高強度高延性のプラスメッキ極細鋼線を
得ることができる。

本発明の方法において、プラスメッキ処理とは、展゛伸
性に冨むプラスメッキ層を電気的メッキ、化学的メッキ
又は溶融メッキ等の方法で線材に付着させることをいう
。本発明において、このプラスメッキ組成は、Ｃｕ　４
０〜６５％、Ｚｎ６０〜３５％の範囲である。従来のよ
うに、線材を伸線後にメッキして、表面メッキ極細鋼線
を製造する方法においては、プラスメッキ組成は、通常
、Ｃｕ６０〜７０％、Ｚｎ４０〜３０％であり、Ｚｎを
これよりも多量にすることは、プラスメッキ層が展伸性
に乏しいために、プラスメッキ極細鋼線の品質を劣化さ
せるとされている。しかし、本発明の方法によれば、上
記のようにＺｎｌを増大させても、このプラスメッキ層
を潤滑剤として強加工することによって、その理由は必
ずしも明らかではないが、プラスメッキ層が線材の伸線
時に良好な潤滑効果を発揮し、伸線時に伸線の表面に不
均一層の生成を防止して、すくれた連続冷間伸線性を確
保することができるのみならず、予期しないことに、得
られる伸線の延性が改善され、更に、均一均質なプラス
メッキ層を有する表面ブラスメ・ンキ極細鋼線を得るこ
とができる。特に、かかる表面プラスメッキ極細鋼線は
、従来の方法による通常の表面メッキ極細鋼線に比較し
て、ゴムとの密着性が格段に改善される。

本発明においては、プラスメッキ付着量は、強加工後に
も均一なプラスメッキ厚さを得るための量が必要であり
、極細畑線の径にもよるが、線材１　ｋｇ当り大略１〜
１５ｇが好ましい。特に、ブラスメッキ層を最終的に得
られる極細鋼線に対して重量にて０．２〜１．０％の範
囲で保持させることによって、プラスメッキ層自体の性
質、例えば、均一性や均質性を極めて高めることができ
る。

本発明においては、プラスメッキした後の線材の伸線加
工においては、伸線加工用のダイスのアプローチ角度を
４〜１５６とするのが好ましく、メッキ後の合計加工度
は約８０％、伸線強度として１２０　ｋｇｆ／ｍｍ２以
下の伸線前半においては上記アプローチ角度を４〜８６
とするのが好ましい。

この方法によって、メッキ層の均一加工が容易となり、
メッキ層の不均一化を防止することができる。

以上のように、本発明において用いる線材は、低炭素鋼
の組織を予めベイナイト、マルテンサイト又はこれらの
微細混合組織とし、これより逆変態した塊状オーステナ
イトを所定の冷却条件下に変態させて、微細な針状の低
温変態生成相が１５〜４０％の体積分率にてフェライト
相中に均一に分散されてなる従来にない特異な微細複合
組織を有し、プラスメッキ層の良好な潤滑性を得て、９
８％以上の加工率による連続冷間伸線によって高強度高
延性のプラスメッキ極細鋼線を得ることができる。

更に、本発明の方法によれば、上記した複合組織線材を
合計減面率９８％以上にて冷間伸線加工して、極細ｌｉ
！線を製造するに際して、伸線途中で再結晶温度以下の
温度に加熱した後、冷却する熱処理を施すことによって
、かかる熱処理をしない線材に比較して、減面率に対す
る強度の上昇が大きいので、最終的に強度がより高い極
細鋼線を得ることができる。

尚、本発明の方法においては、前記メッキ処理に際して
、溶融メッキを用いる場合は、メッキ組成を調整して、
その融点を望ましい温度とし、上記熱処理を同時に行な
うことができる。即ち、熱処理工程における加熱浴及び
冷却浴として、メッキ浴を利用することができる。

本発明の方法において、上記熱処理とは、加工方向に伸
長したフェライトとマルテンサイトの２相が形成する組
織フローを破壊しない程度の温度及び時間にて加熱する
ことを意味し、加熱温度は、加熱時間にもよるが、通常
、２００〜７００°Ｃの範囲であり、好ましくは３００
〜６００°Ｃの範囲である。

−４に、線材は、伸線加工によって、組織中の各相が加
工方向に伸長して、所謂組織フローを形成し、また、ミ
クロ的には各相内に転位等による下部Ｕ織が生じ、これ
らの変化に伴って伸線材の強度が上昇する。本発明の方
法によれば、伸線加工の途中でこの組織フローを破壊し
ない程度に加熱することによって、下部Ｍｉ織が一部回
復すると共に、Ｃ，Ｎ等の元素の微細析出が各相内に起
こる。そこで、かかる熱処理を施された伸線材を更に冷
間伸線加工するとき、下部組織中に存在する上記析出物
を核として新たな下部組織が形成されて発達し、他方、
組織フローはその前の伸線加工に引き続いて、各伸線工
程ごとに発達していくので、この結果として、線材の加
工限界が改善され、また、伸線材の強度も高められると
みられる。

従って、熱処理前の伸線加工によって組織フローと下部
組織とを形成させ、発達させるために、最小の伸線加工
度が規定され、また、熱処理後の伸線加工においては、
新たな下部組織を形成させ、発達させるために、最小の
伸線加工度が規定されることとな゛るが、本発明者らの
研究によれば、上記した最小加工度はいずれも、大略５
０〜８０％程度である。また、加熱処理時の下部組織の
回復の度合や、Ｃ，Ｎ等の元素の析出状態によって、加
熱処理後の強度や、その後の加工による加工硬化率が変
化するので、熱処理の温度及び時間は、目的に応じて最
適に設定されるのが好ましい。

尚、従来、加工限界近くまで加工した伸線を再結晶温度
以上に加熱し、加工組織を消却させて、加工前の状態に
戻し、再度、加工する方法が知られている。しかし、こ
の場合の加熱処理は、所謂焼なまし処理であり、他方、
本発明の方法における熱処理は、再結晶温度以下への加
熱であるので、従来の焼なまし処理とは異なる。本発明
の方法において、熱処理温度を再結晶温度以上とすると
きは、熱処理後の強度が低下すると共に、その後に再度
、冷間加工を行なっても、強度は向上せずに、単に加工
のみが可能となるにすぎない。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、所定の複合組織を有する線材を
冷間強加工して極細鋼線を製造するに際して、伸線前又
は途中で所定のプラスメッキ処理を施し、このメッキ層
の潤滑作用によって、良好な冷間伸線性を確保しつつ、
線材を冷間伸線することができ、且つ、このようにして
、均一均質なプラスメッキを有すると共に、延性が改善
された極１１１ｆｌ線を得ることができる。

特に、本発明による表面プラスメッキ穫細鋼線は、従来
にない多量のＺｎを含有するプラスメッキが線材の強加
工によって均一化均質化されているために、ゴムとの密
着性に格段にすぐれる。

また、上記伸線加工の途中で再結晶温度以下の温度以下
に加熱、冷却する熱処理を施すことによって、最終的に
得られる極細鋼線の強度を向上させることができる。

（実施例） 以下に実施例及び参考例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものでは
ない。

参考例１ （複合Ｍｉ織綿線材製造及び性質） 第１表及び第２表に示すように、本発明で規定する化学
組成を有する鋼Ａ及びＢを圧延後に水冷して、前組織を
微細なマルテンサイト組織としたものをそれぞれＡ１及
びＢ１とし、比較鋼として、鋼Ａ及びＢを圧延後空冷し
て、前組織をフェライト・パーライト組織としたものを
それぞれＡ２及びＢ２とする。旧オーステナイト粒径は
いずれも２０μ以下である。

次に、上記Ａ１及びＢｌを異なるオーステナイト分率を
有するようにＡｃ、〜Ａｃｔ域に３分間加熱保持し、種
々の平均冷却速度にて常温まで冷却した。加熱温度及び
冷却速度に対する第２相粒子の形態とその体積分率を第
１図に示す。実線はフェライトと針状第２相との均一な
混合組織を示し、破線はフェライトと塊状第２相、又は
フェライトと針状若しくは塊状第２相との混合組織を示
す。

Ａｌ及びＢ１をＡｃ、〜Ａｃ３域への加熱保持後、平均
冷却速度１２５℃／秒又は８０℃／秒で冷却したとき、
得られる圧延線材の第２相形態は針状であって、ｕ織は
この第２相がフェライト相中に均一に分散して形成され
ており、また、第２相の体積分率は加熱温度にかかわら
ずにほぼ一定である。これに対して、前組織が同じであ
っても、平均冷却速度が１７０℃／秒以上のときは、第
２相形態は塊状、又は塊状と針状の混合物となり、更に
第２相分率は加熱温度が高いほど多くなる。

第２図は、最終組織に含まれる第２相体積分率と第２相
粒子の形態及び平均換算粒子径の関係をマルテンサイト
前組織のＡ１及びＢ１、並びにフェライト・パーライト
前組織のＡ２及びＢ２についてそれぞれ示す。ここで、
平均換算粒子径は、いずれの形態についても、前記した
ように面積を円に換算したときの平均直径を意味する。

いずれの線材についても、第２相粒子の粒子径は、第２
相体積分率の増加に伴って大きくなるが、第２相分率が
同一である場合は、マルテンサイト前組織から得られる
粒子の粒子径は、フェライト・パーライト前組織から得
られる粒子の粒子径に比べて著しく小さい。即ち、同一
の組成を有する鋼であっても、前組織をフェライト・パ
ーライトからマルテンサイト組織に調整することにより
、第２相粒子を格段に微細化できる。この第２相粒子の
微細化によって、線材の延性は大幅に改善されるが、し
かし、必ずしも強加工性に富むとは限らない。即ち、第
２相の体積分率を１５〜４０％の範囲とすることによっ
て、第２相の形態は針状が主体となり、且つ、第２相が
平均換算粒子径３μ以下の微細な針状粒子からなり、更
に、このような微細な針状第２相がフェライト中に均一
に分散分布されるために強加工性にすぐれるのである。

勿論、上記は第２相が針状ベイナイト又はこれとマルテ
ンサイトとの混合組織の場合にも当てはまる。

次に、前ｍ織として微細なマルテンサイトを有する前記
圧延線材Ａ１及びＡ２を第２表に示す条件にて熱処理し
た。この熱処理における加熱及び冷却条件と、これによ
って得られた複合組織線材の最終組織並びに機械的性質
を第２表に示す。前組織が微細なマルテンサイトである
Ａ１をオーステナイト化分率が２０％以上となるように
Ａｃ、〜Ａｃ３域に加熱した後、１２５℃／秒で冷却し
て得られた綱番号３．４．５及び６の線材は、フェライ
ト相中に微細な針状マルテンサイト（第２相）が体積分
率１５〜４０％の範囲内で均一に混合分散されてなる複
合組織を有し、強度・延性バランスに格段にすぐれてい
ることが明らかである。

これに対して、前組織がフェライト・パーライトである
圧延線材Ａ２は、加熱及び冷却条件にかかわらずに、第
２相の形態が塊状である鋼番号１０．１１又は１２を与
え、これらはいずれも強度・延性バランスに劣っている
。

一方において、前組織はマルテンサイトであるが（Ａｌ
）、鋼番号１はＡｃ、〜Ａｃ３域に加熱後の冷却速度が
遅すぎるために、また、鋼番号２は、Ａｃ＋〜Ａｃ３域
に加熱した際のオーステナイト化分率が１６％であるた
めに、いずれもそのＭｉ織がフェライトと塊状及び針状
マルテンサイトとの微細な混合組織であり、上記鋼番号
１０〜１２よりは強度・延性バランスにすぐれているが
、鋼番号３．４．５及び６に比べて劣る。また、鋼番号
７〜９の線材は、いずれもフェライトと塊状マルテンサ
イトの混合組織であって、強度・延性バランスに劣るこ
とが明らかである。

次に、以上のようにして得られた異なる第２相形態を有
する６、　４　ｍｍ径線材に冷間伸線による強加工を加
えた。この加工後の性質を第３表に示す。

鋼番号１の線材は、フェライト中に微細な針状マルテン
サイトが均一に分散されてなる複合組織を有し、この線
材によれば、伸線加工率９０％にて引張強度９０ｋｇｆ
／…ＩＩ＋２、破断絞り５８％である２酊径線材を得る
ことができ、伸線加工率９９％によって、一層高強度の
０．７鶴径線材を得ることができる。一方、塊状の第２
相を有する鋼番号２の比較鋼線材によれば、加工度の増
大につれて急激に延性が劣化し、約９０％の加工度にお
いて断線が生じた。鋼番号３の比較鋼線材は、鋼番号２
の鋼よりも微細な組織を有して、強加工性は綱番号２の
線材よりもすぐれるものの、鋼番号１に比較すれば、加
工後の性質が劣る。

また、第１表に示すように、本発明で規定する化学組成
を有する鋼Ｂ及びＣを本発明に従ってフェライトと針状
マルテンサイトの均一な微細複合組織を有する５、５鶴
線径の線材とした。これらをそれぞれＢ１及びＣＩとす
る。Ｂ１及びＣ１は共に高延性を有し、９９．９％の強
加工が可能であり、このようにして得られる極細鋼線も
また高強度及び高延性を有する。線材Ｂ１及びＣ１の機
械的性質と、これら線材を線径１．　Ｏｗ以下に伸線し
て得た極細鋼線の機械的性質を第４表に示す。

また、鋼記号ＣＩの線材を加工率９７．０％で伸線しく
線径０．９５龍）、これを３００〜４００℃の温度で低
温熱処理（以下、低温焼鈍ということがある。）した。

これら低温焼鈍伸線の機械的性質をも第４表に示すよう
に、低温焼鈍によって伸線の延性が改善されていること
が明らかである。

強度低下は認められない。一般に、伸線を低温焼鈍する
ことによって、伸線加工によって生じる残留応力の除去
と降伏点の上昇が認められるが、本発明に従って、複合
組織線材から製造される伸線では延性も改善される。従
って、低温焼鈍によって、線材の延性改善を図ることが
でき、また、線材の伸線途中工程に低温焼鈍を組み合わ
せることによって、得られる線材の延性を一層増すこと
もできる。

実施例１ 第５表に示す鋼記号Ａ及びＢを５．５鶴径線材に熱間圧
延後、水冷して、それぞれの組織をマルテンサイト主体
とし、次いで、８２０℃に加熱後、８０℃／秒の速度に
て冷却して、フェライトと針状マルテンサイトの混合組
織とし、これらを鋼記号Ａ及びＢについて、それぞれＡ
２及びＢ２とする。他方、上記熱処理の加熱後の冷却速
度を１５℃／秒とした綱記号ＡをＡ１とする。このよう
な熱処理後の複合）１１１１線材Ａ１、Ａ２及びＢ２の
第２相体積分率、粒子径及び形態、並びに引張特性を第
６表に示す。線材Ａ１は針状第２相を主体とし、一部に
塊状第２相を含む複合組織線材であるので、線材Ａ２及
びＢ２に比較して、延性がやや劣る。Ｂ２はＡ２よりも
ＡＩ量が低く、延性が高い。

次に、上記５．５　ｍｍ径線材Ａ２を酸洗し、Ｃｕ６５
％−Ｚｎ３５％のプラスメッキ処理した後、９７％の合
計減面率にて連続冷間伸線して得た伸線の機械的性質を
第７表に示す。第７表には、比較のために、同じ線材Ａ
２を酸洗し、通常のリン酸塩被覆潤滑処理を施して、連
続冷間伸線して得た伸線の機械的性質をも併せて示す。

伸線前処理として、通常のリン酸塩被覆による潤滑処理
を施した線材は、潤滑剤の付着量が少なく、潤滑不良を
生じている。これに対して、伸線前にプラスメッキ処理
を施した場合は、伸線加工時の粉末状の潤滑剤の導入量
が不足しても、伸線表面のメッキ潤滑の存在によって、
伸線への悪影響が回避される。

即ち、伸線前のプラスメッキによって、伸線加工時の潤
滑性が良好となる。また、延性が改善されることが明ら
かである。

また、強加工性にすぐれる５、５Ｎ径複合組織線材Ａ２
を酸洗した後、通常のリン酸塩処理を施し、メッキ処理
なしに０．２９　＊＊径（加工度９９．７％）に伸線し
て得た伸線（比較例）と共に、伸線途中の１．５　ｍｍ
径、引張強さ１７９ｋｇｆ／ｍｍ”の伸線にプラスメッ
キした後に０．２９　＊＊径に伸線して得た伸線（本発
明）、及び酸洗した後の５．５ｍｍ径線材にプラスメッ
キした後に０．２９　＊＊径に伸線して得た伸線（本発
明伸線）について、伸線特性及びゴムとの密着性を評価
した。結果を第８表に示す。尚、上記のプラスメッキの
組成は、線材Ａ２についてはＣｕ６４％−Ｚｎ３６％で
あり、線材Ｂ２についてはＣｕ６４％−Ｚｎ３６％又は
Ｃｕ５５％−Ｚｎ４５％である。本発明による伸線は延
性にすぐれるのみならず、ゴムとの密着性に著しくすぐ
れることが明らかである。

次に、強加工性にすぐれる複合組織線材Ｂ２も、同様に
、伸線前の５．５龍径線材にプラスメッキして伸線した
。この伸線（本発明）についても、伸線特性及びゴムと
の密着性を第８表に示す。プラスメッキのＺ　ｎ　’４
度にかかわらず、いずれもすぐれた伸線性を得ることが
でき、伸線特性がすぐれる。また、Ｚｎ９４度の高いプ
ラスメッキを施した線材は、ゴムとの密着性に一層すぐ
れることが明らかである。このように、高濃度Ｚｎのプ
ラスメッキを施した線材であっても、良好な伸線性を確
保し得ることが本発明における重要な特徴の一つである
。

実施例３ （極細鋼線の製造） 第９表に示す化学成分を有する鋼記号Ａを５．５ｎ径線
材に熱間圧延し、圧延後、水冷した。この圧延線材を８
１０℃まで加熱した後、油冷してマルテンサイト化して
、第９表に示すように、針状マルテンサイトからなる第
２相とフェライトとからなる混合組織を有する線材Ａを
製造した。

上記線材Ａを酸洗し、組成Ｃｕ４５％−Ｚｎ５５％のプ
ラスメッキ処理した後、０．９６ｍ径に伸線し、所定の
温度にて加熱処理を施した後、更に、０．３０　ａｓ径
まで伸線した。比較のために、上記線′材Ａについて、
酸洗し、プラスメッキ処理した後、伸線途中での加熱処
理なしに、０．３０ｍ■径まで伸線した。

第３図に熱処理後の伸線束と得られた極細鋼線の引張強
度を示す。熱処理後に伸線することによって、強度が著
しく上昇することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で規定する組成を有する鋼をＡ　（１
〜Ａ（３域に加熱し、冷却したときの加熱温度と平均冷
却速度とに対する低温変態生成相の形態とそのフェライ
ト相中における体積分率の関係を示すグラフ、第２図は
、前組織としてフェライト・パーライト組織を有する比
較鋼線材とフェライト・マルテンサイト組織を有する本
発明鋼線材とについて、第２相の体積分率と、第２相の
形態及び粒子の平均換算粒子径との関係を示すグラフ、
第３図は、本発明の方法に従って、複合組織線材又はこ
れからの伸線材を熱処理したときの伸線束、熱処理温度
及び得られる伸線材の引張強度の関係を示すグラフ、第
４図は従来の高炭素鋼線材と、本発明において用いる複
合組織線材とをそれぞれ乾式連続伸線した場合の減面率
と潤滑剤付着量との関係を示すグラフである。 第１図 にＯｉｌｌθ　　　　　ｇ５０ 力口　走と　５星Ｋ（°Ｃ） 第２図 漆２　相　イ１ｍ’；ｒ卑　（’／、）第３図 碌杖（泄１ λ中（幣ｌ　ε・２　！！ｎ　（Ｑ　）（反。６＜申傘
諏鉛１騒呵ｆ、、（：＜中性′１支旙怪ン第４図 ０　　　　　　　　　　夕０　　　　７０　　１？０　
　　　’？０　　’ｌｆ　　　デ２．ｒデフ　　　　　
１００ ；／に向専（Ｚ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ０．０１〜０．３０％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ０．３〜２．５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる化学組成を有し、且
   つ、 Ｃｕ４０〜６５％及び Ｚｎ３５〜６０％ 残部不可避的不純物よりなるプラスメッキ層を有するこ
   とを特徴とするプラスメッキ極細鋼線。
2. （２）鋼線が０．００５％以下のＡｌを含有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラスメッキ極
   細鋼線。
3. （３）重量％で Ｃ０．０１〜０．３０％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ０．３〜２．５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、針状マルテンサイ
   ト、ベイナイト又はこれらの混合組織からなる低温変態
   生成相が体積率１５〜４０％にてフェライト相中に均一
   に分散されてなる複合組織を有する線材を減面率９８％
   以上にて連続冷間伸線加工するに際して、この伸線の前
   に又は途中で Ｃｕ４０〜６０％及び Ｚｎ３５〜５０％ 残部不可避的不純物よりなるプラスメッキ層を有せしめ
   ることを特徴とするプラスメッキ極細鋼線の製造方法。
4. （４）線材が０．００５％以下のＡｌを含有することを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載のプラスメッキ極
   細鋼線の製造方法。