JPS63317626A - 超高強度極細線の製造方法 - 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】 １果よｑ肌朋分■ 本発明は、線径０．５１ｍ（５００μｍ）以下、強度３
００ｋｇｆ／ｍｍ”以上の超高強度極細線を冷間伸線加
工によって製造する方法に関する。

ｌ米皇技貞 本発明において、極細線とは、線径が０．５　ｍｍ以下
、通常、０．００５〜０．５＋ｎ　（５〜５００　、ｃ
ｚｍ）であって、線材から冷間伸線によって製造される
鋼線をいい、これらは、線径に応じて、ワイヤーカット
ソー、細物精密ばね、コロナワイヤー、ドツトプリンタ
用ワイヤー、金属、ゴム、プラスチック等の補強用ワイ
ヤーや繊維として用いられる。

これらの極細線は、従来は、通常、高炭素鋼５゜５ｍｍ
径圧延線材から中途に数度のパテンティング処理を行な
って、伸線加工ごとに伸線材の靭性が低下するのを防止
しつつ、数次にわたる冷間伸線加工によって製造されて
いるので、多くの装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。更に、細線のパテンティ
ングは、技術的に困難であるため、工業的に得られる極
細線の線径は、一般には、１００乃至１６０μｍ以上で
あり、また、その強度は、通常、３００　ｋｇｆ／ｍｍ
２乃至３２０ｋｇｆ／ｍｍ”以下である。

他方、純鉄や低炭素フェライト・バーライＨａｔ線材に
よれば、強加工による極細線への伸線自体は可能である
が、伸線加工による強度の上昇が少ないので、最終製品
としての極細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／ｍｍ”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／ｍｍ”以下
である。

また、熱処理によって焼入れ、焼戻しした焼戻しマルテ
ンサイト組織を有する線材が知られている。しかし、か
かる線材は、焼入れままでは良好な加工性を得ることが
できないので、焼戻し処理して線材の強度を大幅に低下
させて、加工性を得るものであり、従って、高強度高延
性鋼線を得ることができない。他方、焼入れままでは、
伸線前処理としての酸洗工程において、表面割れが発生
しやすく、延性自体も不足することが免れない。

が解′　しようとする口題今 本発明者らは、従来のフェライト・パーライト線材、パ
ーライト線材及び焼戻しマルテンサイト線材に代えて、
高強度極細線を得石べく、鋭意研究した結果、例えば、
特開昭６１−５６２６４号公報、特開昭６２−２０８２
４号公報、特開昭６２−５０４０８号公報、特開昭６２
−５０４１４号公報、特開昭６２−５０４３６号公報等
に記載されているように、所定の化学成分を有すると共
に、一部残留オーステナイトを含有していてもよい針状
のベイナイト、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
分散されてなる複合組織を有する線材がすぐれた強加工
性を有することを見出し、かかる線材の冷間伸線によっ
て、伸線の中途において、特に、熱処理を要せずして、
容易に極細線を製造することができることを見出してい
る。

本発明者らは、上記低温変態生成相を有する複合組織か
らなる線材の組織とその伸線加工性について、更に、広
い範囲にわたって鋭意研究した結果、予期し得ないこと
に、線径４．５　ｍｍ以下の線材において、鋼中の全Ｈ
量を１　ｐｐｍ以下とすると共に、一部、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であって、主として塊状用と針
状相との混合組織からなる低温変態生成相がフェライト
相中に体積分率１０〜７５％の範囲にて分散されている
複合組織とすることによって、かかる線材は、冷間伸線
加工によって線径０．５１以下、強度３００　ｋｇｆ／
ｍｍ”以上の超高強度極１１１４１を与えることを見出
し、同様に、線径２．０鰭以下の線材については、その
組織を低温変態生成相を実質的に塊状相とすることによ
って、かかる線材も、冷間伸線加工によって線径０．５
　ｍｍ以下、強度３００　ｋｇｆ／ｍｍ”以上の超高強
度極細線を与えることを見出して、本発明に至ったもの
である。

従って、本発明は、線径０．５ｍｍ　（５００，Ｉｊｍ
）以下、強度３００　ｋｇｆ／ｍｍ”以上の超高強度極
細線を冷間伸線加工によって製造する方法を提供するこ
とを目的とする。

問題点を解ンするための千一 本発明による線径０．５ｍｍ以下、強度３００ｋｇｆ／
ｍｍ”以上の超高強度極細線の製造方法の第１は、重量
％で Ｃ０．０１〜０．５０％、 Ｓｉ３．０％以下、及び Ｍｎ　　５．０％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼線材を線径４．５
ｍｍ以下においてＡｃ１〜１１００℃の温度に加熱し、
冷却する処理を行ない、一部、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
らの混合組織であって、主として塊状相と針状相との混
合組織からなる低温変態生成相がフェライト相中に体積
分率１０〜７５％の範囲にて分散されている複合組織と
なし、この線材を線径０．５　ｍｍ以下に冷間伸線する
一方、得られる極細線の鋼中全Ｈｌを１　ｐｐｍ以下と
することを特徴とする。

本発明による線径０．５　＋＋ｎ以下、強度３００ｋｇ
ｆ／ｌｌｌ１１１２以上の超高強度極細線の製造方法の
第２は、重量％で Ｃ０．０１〜０．５０％、 Ｓｉ３．０％以下、及び Ｍｎ５．０％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなるＳ線材を線径２、Ｏ
１以下においてＡｃ１〜１１００℃の温度に加熱し、冷
却する処理を行ない、一部、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
の混合組織であって、主として塊状相からなる低温変態
生成相がフェライト相中に体積分率１０〜７５％の範囲
にて分散されている複合組織となし、この線材を線径０
．５　ｍｍ以下に冷間伸線する一方、得られる極細線の
鋼中全Ｈ量を１　ｐｐｍ以下とすることを特徴とする。

先ず、本発明による極細線における化学成分について説
明する。

Ｃは、線材に所定の複合組織を有せしめると共に、線材
及びこれより得られる極ｍ線に所要の強度を与えるため
に、少なくとも０．０１％を添加することが必要である
。しかし、過多に添加するときは、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
するようになるので、添加量の上限を０．５０％とする
。

Ｓｔは、フェライト相の強化元素として有効であるが、
３．０％を越えて過多に添加するときは、変態温度を著
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３゜０％を上限とする。

Ｍｎは、極細線を強化すると共に、第２相の焼入れ性を
高める効果を有するが、５．０％を越えて過多に添加し
ても、これら効果が飽和するので、添加量の上限は５．
０％とする。

Ｈは、鋼を脆化させる有害な元素であって、強度が高く
なるほど、その影響が大きくなる。本発明においては、
線材の加工性及びこの線材を冷間伸線加工して得られる
極細線の特性を考慮して、線材における鋼中の全Ｈ量を
１　ｐｐｍ以下とすることが必要であり、特に、０．５
　ｐｐｍ以下とすることが好ましい。かかる鋼中のＩ（
の低減は、？８鋼から最終の極細線の製造に至る全工程
にてなされてよい。溶鋼での脱ガス処理、線材への熱間
圧延及び熱処理後の冷却制御、低温脱水素焼鈍等の手段
がＨの低減に有効であるｄ また、Ｈは、鋼中に含まれる非金属介在物、偏析、固溶
Ｃ及びＮと共存するときは、鋼の脆化作用を強めるので
、非金属介在物、偏析、固溶Ｃ及びＮｌが低減されてい
ることが好ましい。

特に、本発明においては、フェライト相中に固溶してい
る（Ｃ＋Ｎ）重量が４０ｐｐｍ以下であることが好まし
い。即ち、本発明においては、線材において、フェライ
ト相中に固溶している（Ｃ＋Ｎ）重量を４０ｐｐｍ以下
とすることによって、伸線速度によらずに、安定して超
高強度で高延性である極細線伸線を得ることができる。

更に、本発明における極細線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、Ｍｎ５ｉｉを少なくするために、０．００５％以
下とするのがよく、これにより延性を一層向上させるこ
とができる。

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。

Ａｆ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ので、ＡＩ
Ｍは、通常、０．０１％以下とするのが好ましい。

更に、本発明においては、鋼の有するＣ量（重量％）／
低温変態生成相の体積分率（％）が０．００６以下であ
ることが好ましい。即ち、鋼におけるＣｉに対して、第
２相量の下限が限定されることが好ましい。これによっ
て、低温変態生成相の延性を増して、線材に一層の強加
工性を付与することができるからである。特に、好まし
い上記比は、０．００５以下である。

また、線材におけるＳｔ／Ａ６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、伸線性を
劣化させるのみならず、伸線して得られる極細線の特性
を劣化させる。従って、本発明においては、Ｓｉ／ＡＪ
比を好ましくは１０００以下、特に好ましくは２５０以
下とする。

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、Ａ／等を
添加することにより、固溶ＣやＮを同定することもでき
る。更に、本発明による伸線の用途に応じて、用いる線
材にはＣｒを１８％以下、Ｃｕ及び／又はＭＯをそれぞ
れ２．０％以下、Ｎｉを８％以下、／ｌ及び／又はＰを
それぞれ０．１％以下、Ｂを０．０２％以下適宜に添加
することもできる。Ｃｒ及びＣｕは、得られる極細線の
耐食性を改善し、Ｍｏ及びＮｉは耐食性と共に強度を向
上させる。

次に、本発明の方法において、線材に９９％以上の強加
工を行なうことができると共に、得られる極細線が超高
強度を有するためには、線材は、その複合組織に応じて
、所定の線径を有することが必要である。即ち、線材の
金属ＭＬｍを一部、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
織であって、主として塊状相と針状相との混合組織から
なる低温変態生成相がフェライト相中に体積分率１０〜
７５％の範囲にて分散されている複合組織とするときは
、その線径は４．５　ｎ以下とすることが必要である。

他方、線材の金属組織を一部、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
らの混合組織であって、主として塊状相からなる低温変
態生成相がフェライト相中に体積分率１０〜７５％の範
囲にて分散されている複合組織とするときは、その線径
は２゜Ｑ　ａｍ以下とすることが必要である。本発明の
方法によれば、このように、線材の有する複合組織に応
じて、所定の線径とすることによって、かかる線材を線
径０．５ｍｍ以下に冷間伸線することによって、強度３
００　ｋｇｆ／ｍｍ”以上の超高強度極細線を得ること
ができる。

尚、得られる極細線の線径の下限は、特に、限定される
ものではないが、現行の技術からみて、通常、０．００
５ｆｌ（５μｍ）である。また、上記において、針状（
ｅｌｏｎｇａ　ｔｅｄ又はａｃｉｃｕｌａｒ）とは粒子
が方向性を有することをいい、塊状（ｇｌｏｂｕ−Ｉａ
ｒ）とは粒子が方向性を有しないことをいう。

更に、本発明においては、上記線材の有する複合組織に
おいて、フェライト相に占める低温変態生成相の体積分
率は、１５〜７５％の範囲にあることが必要である。上
記体積分率が１５％よりも小さいときは、かかる複合Ｍ
ｉ織を有する線材の冷間伸線加工によって、線径５〜５
００μｍの極細線を得ることはできても、得られる極細
線は、強度が３００　ｋｇｆ／ｍｍ”よりも低い。他方
、フェライト相に占める低温変態生成相の体積分率が７
５％よりも多いときは、伸線加工において線材が断線し
やすく、また、断線に至らず、伸線できても、得られる
極細線が３００　ｋｇｆ／ｍｍ”以上の強度をもたない
。

次に、本発明の方法において用いる線材の製造について
説明する。

先ず、上述したような化学成分を有する線材を７００〜
１１００℃の範囲の温度に加熱した後、冷却して（この
加熱、冷却は、複数回にわたって行なわれてもよい。）
、一部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
温変態生成相がフェライト相中に体積分率１５〜７５％
の範囲にて均一に分散されてなる複合組織を有する線材
を製造する。かかる複合組織を有する線材の製造方法は
、前記公開公報、特に、特開昭６２−２０８２４号公報
に記載されている。

前記特開昭６２−２０８２４号公報に記載されているよ
うに、低温変態生成相が針状である複合組織を有する線
材については、低温変態生成相は、体積分率にて約４０
％程度が組織制御上の限界である。しかし、低温変態生
成相を塊状とし、或いは針状と塊状の混合ｍ織とする場
合には、体積分率は何ら制限されることがなく、他方、
本発明の方法によって得られる極細線の強度は、低温変
態生成相の体積分率が高いほど、高強度となるので、本
発明の方法によれば、低温変態生成相の体積分率を高め
て、一層高強度の極ｍｖＡを得ることもできる。

次いで、上記のようにして得られた所定の複合組織と所
定の線径とを有する線材を線径０．５鶴以下に冷間伸線
することによって、途中に何らの熱処理も要せずして、
強度３００ｋｇｆ／ｍｍ！以上、の超高強度極細線を得
ることができる。

特に、本発明によれば、線径３．５　＊＊以下の複合組
織線材を用いる場合は、この複合組織線材を伸線加工に
て加工歪４以上、好ましくは５以上にて加工することに
よって、フェライト相と低温変態生成相とが複合化され
て、金属組織として、一方向に連続して伸びる微細な繊
維状組織を有する超高強度極細線を得ることができる。

更に、加工度を高めることによって、上記繊維状）１１
織を一層微細化させることができる。

かかる方法によれば、線径１６０μｍ以下、強度３００
ｋｇｆ／ｎ＋ｍ”以上を有し、好ましい場合には、線径
１００μｍ以下、強度３２０〜５００　ｋｇｆ／ａｍ！
を有する極細線を製造することができる。極細線の線径
の下限は、通常、５μｍである。加工歪が４よりも小さ
い伸線加工によって得られる細線では、繊維状組織の発
達の中途にあって、その組織が完全でなく、従って、強
度も３００ｋｇｆ／＠ａ＋”よりも小さい。

上記方法においても、上記線材の有する複合組織におい
て、フェライト相に占める低温変態生成相の体積分率は
、１５〜７５％の範囲にあることが必要である。上記体
積分率が１５％よりも小さいときは、かかる複合ｍｍを
有する線材の冷間伸線加工によって、線径５〜１６０μ
ｍの極細線を得ることはできても、得られる極細線は、
その金属組織が微細な上述したような繊維状組織をもた
ず、繊維状組織が不完全であって、強度も３００ｋｇ／
　ｍｍ２よりも低い。他方、フェライト相に占める低温
変態生成相の体積分率が７５％よりも多いときは、伸線
加工において線材が断線しやすく、また、断線に至らず
、伸線できても、得られる極細線は、同様に、微細なｌ
１Ｉｌ維状組織をもたず、繊維状組織が不完全であって
、強度も３００ｋｇｆ／ｍｍ”よりも低い。

更に、伸線加工される線材は、その低温変態生成相の形
態によって、その線径と低温変態生成相の体積分率とが
規制される。

即ち、低温変態生成相が主として針状であるときは、通
常、その８０％以上が針状であるときは、低温変態生成
相の体積分率は５０％以下、線径は３．５ｎ以下である
。低温変態生成相が針状と塊状の混合組織であるときは
、低温変態生成相の体積分率は７５％以下、線径は３．
５ｍｍ以下である。

また、低温変態生成相が主として塊状であるときは、通
常、その８０％以上が塊状であるときは、低温変態生成
相の体積分率は５０％以下、線径は２．０重１以下であ
る。尚、線材が有するべき線径の下限は、特に、限定さ
れるものではないが、現行の加工技術からみて、通常、
０．３　ｘｖｈである。

換言すれば、所定の分率にて所定の形態の低温変態生成
相を有し、更に、所定の線径を有する線材を加工歪４以
上、好ましくは５以上にて伸線加工することによって、
前述したような微細な繊維状組織を有し、従って、３０
０ｋｇｆ／ｍｍ”以上、好ましい場合には３２０〜４５
０ｋｇｆ／ＩＩＩＩＩＩ２ノ強度を有する線径１６０μ
ｍ以下、好ましい場合には１００μｍ以下の超高強度極
細線を得ることができ、上記条件を満たさない線材の場
合は、その伸線加工によって極細線を得ることはできて
も、その掘細線は、前述したような微細な繊維状組織を
有さず、従って、その強度は３００　ｋｇｆ／ｍｍ２を
大幅に下回る。

光浬しと丸果 本発明の方法によれば、線材が一部、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Ｍｉ織であって、主として塊状相と針状
用との混合組織からなる低温変態生成相、又は主として
塊状相からなる低温変態生成相がフェライト相中に分散
されている複合組織とすることによって、かかる線材の
線径を予め所定径としておくことによって、冷間伸線加
工によって線径０．５　ｖｓ以下、強度３００　ｋｇｆ
／ｍｍ”以上の超高強度極細線を容易に得ることができ
る。

特に、本発明によれば、フェライト相と低温変態生成相
とが複合化されて、一方向に連続して伸びる微細な繊維
状組織を有している極細線を得ることができる。このよ
うな極細線は、線径５〜１６０μｍ、強度３００〜５０
０　ｋｇｆ／ｍｍ”の超高強度を有し、更に、疲労特性
にもすぐれる。従来、このような高強度を有する極細線
を伸線加工によって製造する方法は知られていない。

大旌炎 以下に実施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。

実施例１ 第１表に示す化学組成を有する鋼番号１の鋼を熱間圧延
によって線径５．５〜７．５Ｎの線材とし、また、これ
ら線径５．５〜？、　５　＊＊の線材を伸線して、線径
０．７５〜４．２■ｌの鋼線とし、これらを８９０℃の
温度で２分間加熱、焼入れし、次いで、８１０℃で２分
間加熱、冷却して、鋼線の金属組織をフェライト相と針
状マルテンサイト主体の低温変態生成相の混合組織とし
た。これら線材をＡとする。

上記において、線径０．７５〜４．２Ｂの鋼線を８９０
℃の温度で２分間加熱、焼入れし、次いで、８４０℃で
２分間加熱、上記よりも速い冷却速度にて冷却して、ｗ
４線の金属組織をフェライト相と針状と塊状のマルテン
サイトが混在する低温変態生成相の混合組織とした。こ
れら線材をＢとする。

更に、上記熱間圧延して得た線材及び伸線加工して得た
鋼線をそのまま、８１０℃で２分間加熱、冷却すること
によって、銅線の金属組織をフェライト相と塊状マルテ
ンサイト主体の低温変態生成相の混合組織とした。これ
ら線材をＣとする。

上記線材Ａ、Ｂ及びＣにおける低温変態生成相の体積分
率は、それぞれ２２〜３３％、３０〜５７％及び２６〜
４４％であった。また、熱処理後で伸線前の線材のＨ量
を低減するために、真空脱ガス処理及び熱処理の冷却速
度を調整し、上記すべてにおける１］量をＱ、　３　ｐ
ｐＨ＋以下とした。

このようにして得られた線材を加工歪７までの条件にて
伸線加工試験した。結果を第１図に示す。

図において、ＡＳＢ及びＣは、前記線材の記号によって
、低温変態生成相の形態を示し、×は伸線加工が不可能
、△は伸線加工が可能であるものの、得られた極細線が
特性に劣る、○は伸線加工性にすぐれると共に、得られ
た極細線が特性にもすぐれるごとを示す。

実施例２ 次に、第１表鋼番号２〜４に示す化学成分を有する鋼を
線径５．５ｍｍに圧延し、衝風冷却して、フェライト・
パーライト組織とし、これを冷間伸線して、それぞれ鋼
番号２〜４に対応して、線径１゜５１ｍのｔ４線２〜４
を得た。次いで、これら鋼線２〜４を９００℃に再加熱
、焼入れし、８００℃に加熱、冷却して、第２表に示す
ように、フェライトと低温変態生成相との混合組織とし
た。得られた鋼線の低温変態生成相の形態、体積分率及
び鋼中のＣ量（重量％）／低温変態生成相の体積分率（
％）の比も第２表に示す。

次に、これら鋼線２〜４をそれぞれダイス減面率１５％
の一定値とする連続湿式伸線によって、線径０．２１ｍ
、０．１ｔｍ及び０．０５　ｍｍとした。得られた極細
線の強度を第２図に示す。− この結果から明らかなように、本発明の方法によれば、
線径１．５ｍｍから０．０５　ｍＷまで、中途で熱処理
することなしに伸線して、高強度極細線を得ることがで
きる。また、低温変態生成相和の体積分率を高くするこ
とによって、得られる極細線がより高強度化することが
理解される。

実施例３ 第１表鋼番号４に示す化学成分を有する鋼からなる線径
２．５　＊ｍ線材を９３０℃に加熱、焼入れし、次いで
、８１０℃に加熱、冷却して、フェライト相と、針状及
び塊状の混合した低温変態生成相との混合組織とした。

冷却後、酸洗処理した線材を比較線材４Ａとする。この
線材４Ａの酸洗前に低温脱水素焼鈍した線材を４Ｂ、酸
洗後に低温脱水素焼鈍した線材を４０とする。

これら線材４Ａ、４Ｂ及び４Ｃの鋼組織、鋼中Ｈ量、及
び伸線加工によって得られた極細線の強度最高値を第３
表に示す。

この結果から明らかなように、比較線材４Ａは、鋼中Ｈ
ｌが高いために、延性が劣化して、強度３００ｋｇｆ／
ｍｍ”以上の極細線を与えない。他方、低温脱水素焼鈍
した線材４Ｂ及び４Ｃは、鋼中Ｈ量がそれぞれ０．４　
ｐｐｍ及び０．１　ｐｐｍ以下に低減されているので、
得られる極細線は特性にすぐれ、３５０　ｋｇｆ／ｍｍ
”の強度を有している。また、固溶（Ｃ＋Ｎ）量は、線
材４Ｂ及び４Ｃ共に、４０ｐｐｍ以下であった。

実施例４ 第４表に示す化学組成を有する鋼番号１．２及び５の線
材を伸線して極細線を得た。これら極細線の線径、強度
及び金属組織を第５表に示す。

本発明に従って、極細線がフェライト相とマルテンサイ
ト相とが複合化して、一方向に延びる均一な繊維状微細
組織を有するとき、かかる極細線は３００ｋｇｆ／ｍｍ
”以上の強度を有する。同じ化学組成をもつ極細線であ
っても、金属組織が不完全な繊維状組織を有するときは
、強度が３００ｋｇｆ／ｍｍ”よりも低い。

次に、上記のような本発明による極細線の製造について
具体的に説明する。

第４表鋼番号１．２及び５に示す化学成分を有する線径
１．５ｍｍ　（１５００μｍ）の線材を８９０℃の温度
にて連続加熱、焼入れし、次いで、８１Ｏ℃にて連続加
熱、冷却して、いずれも、フェライト相と、一部に残留
オーステナイトを含むマルテンサイト相の２相組織を有
する複合組織線材を得た。マルテンサイトの体積分率は
鋼番号１．２及び５の線材において、それぞれ２６％、
４８％及び５９％であり、また、鋼番号１の線材におけ
るマルテンサイトは主として針状であり、他方、鋼番号
２及び５の線材においては、マルテンサイト相は、針状
と塊状の混合であった。

一方、比較例として、鋼番号５の化学成分を有する線径
１．５　ｍｍの線材を加熱温度を変えて熱処理して、マ
ルテンサイト分率が７９％であって、このマルテンサイ
トが針状と塊状の混合物である線材を得た。この線材を
鋼番号５Ｒとする。

このようにして得られたそれぞれの線材を冷間伸線して
、得られた伸線の強度と金属組織を調べた。結果を第３
図に示す。鋼番号１．２及び５の線材は、加工歪５以上
にて、３００ｋｇｆ／ｍｍ”以上の強度を有する極細線
を与えることが理解される。

第４図に低温変態生成相が針状である鋼番号１の線材を
加工歪６．９にて伸線して得た線径４８μｍの極細線の
金属組織の３０００倍の走査型電子顕微鏡写真を示し、
第５図に１００００倍の電子顕微鏡写真を示す、この組
織において、白い部分はマルテンサイト粒子であり、黒
い部分はフェライト粒子である。フェライト相と低温変
態生成相とを複合化し、一方向に連続して伸びる微゛細
な繊維状組織を形成していることが明らかである。

同様に、第６図に低温変態生成相が針状と塊状との混合
である鋼番号５の線径１．５１■の線材を加工歪６．９
にて伸線して得た線径４８μｍの極細線の金属組織の３
０００倍の電子顕微鏡写真を示し、第７図に１００００
倍の電子顕微鏡写真を示す。

また、比較のためにミ低温変態生成相が針状と塊状との
混合である鋼番号５の線径５．５鰭の線材を加工歪６．
１にて伸線して得た線径２６０μｍの極細線の金属組織
の３０００倍の電子顕微鏡写真を第８図に示す。

本発明による極細線は、第４図、第５図、第６図及び第
７図に示すように、いずれもその金属組織として、一方
向に均一に延びる微細な繊維状組織を有する。しかし、
低温変態生成相が針状と塊状との混合であって、低温変
態生成相の分率が本発明で規定する範囲内にあっても、
線材の線径が本発明にて規定する条件を満たさないとき
は、第８図に示すように、その金属組織は不完全な繊維
状組織であって、強度も３００ｋｇｆ／ｍｍ”を下回る
。

鋼番号ｌに示す化学成分を有する線径０．８　ｔｒｙｓ
の線材を９００℃と８００℃の温度で連続加熱、冷却処
理して、フェライト相と体積分率２８％の塊状マルテン
サイトの２相組織となし、この線材を加工歪６．９にて
伸線して得た線径２５μｍの極細線の金属組織の３００
０倍の電子顕微鏡写真を第９図に示す。また、比較のた
めに、線径２．５　ｍｍである以外は、上記と同じ線材
を加工歪６．５にて伸線して、線径９８μｍの極細線を
得た。この極細線の金属組織の３０００倍の走査型電子
顕微鏡写真を第１０図に示す。繊維状組織が不完全であ
ることが明らかである。

更に、比較のために、鋼番号５に示す化学成分を有する
線径２．５鰭の線材を９００°Ｃと８１０°Ｃの温度に
て連続加熱、焼入れして、フェライト相と、体積分率５
３％の塊状マルテンサイト相の２相ｍ織を有する複合組
織線材を得た。この線材は、伸線加工によって容易に破
断した。その金属組織は、第１１図に示すように、繊維
状組織の発達が極めて低いことが明らかである。

次に、第３図に示すように、前記比較鋼線材５Ｒは、２
８０　ｋｇｆ／ｍｍ”程度の強度にて伸線による強度増
加が飽和することが明らかである。比較鋼線材５Ｒを加
工歪５．２にて伸線して得た線径９８μｍの極細線の金
属組織も、繊維状組織の形成が不十分であることが認め
られた。

次に、第４表鋼番号１〜８に示す化学組成を有する線径
０．９〜２．５　ｘｓの線材を熱処理してフェライト相
と低温変態生成相とからなる複合組織線材とした後、こ
れらを極細線に伸線加工した。これら極細線の強度及び
金属組織を第６表に示す。比較のために、鉛パテンテイ
ングと伸線を４回繰り返して得た高炭素鋼ピアノ極細線
の線径と強度とを比較例９として併せて第６表に示す。

第６表に示す結果から明らかなように、本発明の極細線
は、３００ｋｇｆ／ｎ＋ｍ”以上の強度を有し、ピアノ
線よりも格段に高強度である。更に、水中紡糸法によっ
て製造されるアモルファス線は、最高強度が３３０〜３
７０　ｋｇｆ／ｍｍ”程度（線径３０〜９０μｍ）であ
ることが知られているので、本発明による極細線は、こ
れよりも高い強度を有する。従来、このような高強度極
細線を伸線加工によって製造する方法は知られていない
。

実施例５ Ｃ０．１２％、 Ｓｉ０．８％、 Ｍｎ　　１．１２％、 Ｓ　　　０．００２％、 Ｎ　　　０．００３％、及び Ａ！！　０．００３％ なる化学成分を有し、全ＨＩＪを０．１　ｐ’ｐｍ以下
とした線径２．５ｍｍの線材Ａ及びＢを８９０℃に再加
熱、焼入れし、続いて、８００℃に加熱、冷却して複合
Ｍｉ織化した。尚、この冷却においては、水溶性焼入れ
剤を用いて冷却速度を調整することによって、金属組織
の低温変態生成相の分率を線材Ａでは３５％、Ｂでは５
７％とし、その形態を極細線Ａでは針状、Ｂでは針状と
塊状との混合とした。

これら線材を湿式連続伸線によって線径１３０μｍに伸
線し、それぞれ本発明によるばね用極細線Ａ及びＢを得
た。

別に、比較のために、上記化学成分を有する線径２．５
鶴の線材Ｃ及びＤを８９０℃で再加熱、焼入れすること
なしに、８００℃で加熱、冷却し、いずれもフェライト
反塊状の低温変態生成相とからなる複合組織線材とし、
低温変態生成相の分率を線材Ｃでは２９％、線材りでは
４８％とした。

これら線材を上記と同様に湿式連続伸線によって線径１
３０μｍに伸線し、それぞればね用比較例極細線Ｃ及び
Ｄを得た。

以上のようにして得たそれぞれの極細線について、その
引張強さ、疲労限界強度及び強度比を第７表に示す。こ
こに、疲労限界強度は、ハンタ一式疲労試験機を用いて
、２０℃の大気中における１０７回の応力を疲労限界強
度とし、更に、引張強さとの比を強度比とした。

極細線Ａ及びＢは、本発明による微細な繊維状組織を有
し、高い強度と共に高い疲労限界強度を有することが明
らかである。このように、本発明による極細線が高い疲
労限界強度を有するのは、極細線の引張強さが高くなる
ことと共に、引張強さに対する強度比が大きくなること
によるものである。他方、比較例極細線Ｃ及びＤは、繊
維状組織が不完全であって、強度及び疲労限界強度のい
ずれも低い。即ち、引張強さは、組織の平均的な微細化
等に依存するのに対して、疲労強度は、組織の弱い部分
から破壊する疲労破壊の特徴を反映して、繊維状組織の
不完全な部分の混在する比較極細線では、疲労限界強度
に対する強度比が低いのである。

このように、本発明による極細線は、高強度であると共
に、疲労特性にすぐれるので、例えば、ばね用極細線と
して好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、線材の線径、その複合組織における低温変態
生成相の形態及び冷間伸線性の関係を示すグラフ、第２
図は、伸線した鋼線における加工歪（線径）と強度との
関係を示すグラフである。 第３図は、針状の低温変態生成相を有する複合組織線材
から得られた本発明による極細線の金属組織を示す３０
００倍の走査型電子顕微鏡写真、第４図は、同じ＜１０
０００倍の電子顕微鏡写真、第５図は、種々の組織を有
する線材を伸線加工したときの加工歪と得られる伸線の
強度との関係を示すグラフ、第６図は、針状と塊状の低
温変態生成相を有する複合組織線材から得られた本発明
による極細線の金属組織を示す３０００倍の走査型電子
顕微鏡写真、第７図は、同じ＜１００００倍の電子顕微
鏡写真、第８図は、針状と塊状の低温変態生成相を有す
る複合組織線材から得られた比較例としての極細線の金
属組織を示す３０００倍の走査型電子顕微鏡写真、第９
図は、塊状の低温変態生成相を有する複合組織線材から
得られた本発明による極細線の金属組織を示す３０００
倍の走査型電子顕微鏡写真、第１０図は、塊状の低温変
態生成相を有する複合組織線材から得られた比較例とし
ての極細線の金属組織を示す３０００倍の走査型電子顕
微鏡写真、第１１図は、塊状Ｍｉ織を有する比較例とし
ての線材の金属組織を示す３０００倍の走査型電子顕微
鏡写真である。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　　牧　野　逸　部 第１図 イｔ（５品（偵１待９号Ｌ１５（＾４］の９Ｌ多１（ビ
、造汗をｍ−）　　　第２図 ｙｒａｆ−１−２ノーどｄ、／、ｌ　）第１０１閃５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ０．０１〜０．５０％、 Ｓｉ３．０％以下、及び Ｍｎ５．０％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼線材を線径４．５
   ｍｍ以下においてＡｃ＿１〜１１００℃の温度に加熱し
   、冷却する処理を行ない、一部、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
   れらの混合組織であつて、主として塊状相と針状相との
   混合組織からなる低温変態生成相がフェライト相中に体
   積分率１０〜７５％の範囲にて分散されている複合組織
   となし、この線材を線径０．５ｍｍ以下に冷間伸線する
   一方、得られる極細線の鋼中全Ｈ量を１ｐｐｍ以下とす
   ることを特徴とする線径０．５ｍｍ以下、強度３００ｋ
   ｇｆ／ｍｍ＾２以上の超高強度極細線の製造方法。
2. （２）フェライト相中に固溶している（Ｃ＋Ｎ）重量が
   ４０ｐｐｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の超高強度極細線の製造方法。
3. （３）重量％で Ｃ０．０１〜０．５０％、 Ｓｉ３．０％以下、及び Ｍｎ５．０％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼線材を線径２．０
   ｍｍ以下においてＡｃ＿１〜１１００℃の温度に加熱し
   、冷却する処理を行ない、一部、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
   れらの混合組織であつて、主として塊状相からなる低温
   変態生成相がフェライト相中に体積分率１０〜７５％の
   範囲にて分散されている複合組織となし、この線材を線
   径０．５ｍｍ以下に冷間伸線する一方、得られる極細線
   の鋼中全Ｈ量を１ｐｐｍ以下とすることを特徴とする線
   径０．５ｍｍ以下、強度３００ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の
   超高強度極細線の製造方法。
4. （４）フェライト相中に固溶している（Ｃ＋Ｎ）重量が
   ４０ｐｐｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の超高強度極細線の製造方法。