JPS634039A - 加工性に優れた高強度極細鋼線用線材 - 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〕 本発明は加工性に優れた高強度極細Ｐ４腺用線材に関し
、タイヤ、工業用ベルト、耐圧ホース用ワイヤーなどの
ゴム製品の補強材の分野で利用される。

〔従来の技術〕

一般にゴム製品の補強材としての極細鋼線は熱間圧延線
材から冷間伸線と熱処理の繰返しにより最終的に０４〜
０．１ｍｍ線径に加工され、その後撚り加工機で各種の
スチールコードに撚られる。従来からのスチールコード
製造側からみれば、極細鋼線のため寸法精度面から生産
性が悪く、伸線あるいは撚線工程の真速化が望まれてい
る。

−方スチールコード使用側からすれば、例えばタイヤの
場合、軽量化のため高強度化が要求されており、高速加
工および高強度化は工業的に極めて重要な課題であると
思われろ。

これらに対処する方法として、伸線速度、撚り加工速度
の増大、累積減面率の増加、炭素量を増やした高炭素鋼
の適用等が実施されている。しかしながら、例えば撚秒
加工速度の増大は当然スチールコード素線にかかるねじ
り応力等が増加し断線を招く恐れがあり、累積加工度の
増大や単純に炭素量を増やすことで高強度化は比較的容
易に得られても、加工後の延靭性の劣化は避けられない
。

従って生産性向上や高強度化のための上記方法；ま必ず
しも有効な結果が得られない状況にあった。

従来、高強度掻細線に関して特開昭５２−８２６２１が
開示されているが、これは高強度、高靭性を有する極細
線用過共析鋼線材を指向したもので、Ｃ，Ｓｉ、Ｍｎの
他にＣｒ、　ＶＸＮｂ、　Ｔｉ　。

ＡＩ、Ｃｏが添加されており、オーステナイト結晶粒の
微細化、フェライト地の強靭化、パーライトラメラ−間
隔の微細化を有効に利用しようとするものである。

本発明者らの研究の結果、例えばＡＩは０．０１０％以
下でも伸線加工性に有害な角状のＡｌ２Ｏ３系酸化物が
認められ、０００３％未満に抑える必要のあることを特
開昭５２−８５０１６に開示している。Ｔ１も同様の酸
化物を形成すると考えられ、またＣＯは非常に高価であ
るなど、これらの合金元素を添加することには問題があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し、合金元
素の添加を減少した安価な加工性に優れた高強度極細鋼
線用線材を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明のこ
の目的は次の２発明によって達成される。

第１発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、重量比にて Ｃ：０．７０〜０９５％　　Ｓｉ：０．２〜０５％Ｍｎ
：　０．４〜０．７％　　　ｖ：　ｏ、ｏ　５〜０．２
０％を含み残余がＦｅおよび不可避的不純物から成る熱
間圧延高炭素鋼線材であり、冷間伸線と熱処理を繰返し
付与し０．３＋ｗ径以下の極細鋼線となすことを特徴と
する加工性に優れた高強度極細鋼線用線材である。

第２発明の要旨とするところは第１発明と同一の基本成
分の他に更にＮｉ：０．１〜０．５％を含有する加工性
に優れた高強度極細＃Ｉ線用線材である。

本発明者らは伸線加工される高炭素鋼線材の機械的特性
に及ぼすＶおよびＮｉの効果を鋭意研究した結果、冷間
伸線加工後の高強度化と延Ｕ性確保には■およびＮｉの
微量添加が有効であることを見い出した。本発明はこの
知見に基づいてなされたものである。

スチールコードの一般的な製造工程は熱間圧延線材を途
中径に１次伸線し、その後エアーパテンティングあるい
は鉛パテンテイング（以下り、Ｐと称する）を施し、更
に減面を加える２次伸線により大略０．８〜１５１１１
１１１の線径とする。

ここで再度り、Ｐ　　を施し所定の強度に調整しゴムと
の付着性を考慮しためつき工程を経た後３次伸線によっ
て０４〜０．１醜径に仕上げる。その後撚り加工を施し
、各種のスチールコードとする。

この工程から明らかな如く高強度を得るには仕上伸線前
のり、Ｐ　による初期強度と仕上伸線時の加工度が非常
に重要であることが理解される。通常ＪＩＳに定められ
た成分系を用いて初期強度を高めるにはり、Ｐ、条件を
調整することによっである程度可能であるが、大きな強
度上昇は望めない。

本発明はＶを０．０５〜０２０％添加し焼入性を向上し
同−Ｌ　Ｐ１条件でもパーライトラメラ−間隔を制御す
ることにより飛躍的に初期強度を上昇し、更に必要によ
り１１１線加工後の延靭性確保のためＮｉ：０．１０〜
０，５０％を複合添加したのである。

次に本発明における成分限定理由について説明する。

Ｃニ 一般に伸線加工によって強度は上昇するが、Ｃの増加に
伴っても強度ζよ上昇するので、スチールコード用とし
ては０．７０％以上のＣを必要とする。

−方、Ｃが０９５％を越すと中心偏析が顕著になり、時
として加工性を阻害するする初析セメンタイトを析出し
延性劣化が著しくなる。従ってＣは０．７０Ａ−０，９
５％に限定した。

Ｓｉ　： Ｓｉは脱酸剤として用いる他にフェライト地を強化する
作用を有するが、これらの機能を発揮させるには０２％
以上が必要であり、また０、５％を越えても効果が飽和
し増加が期待できないので０．２〜０．５％の範囲に限
定した。

Ｍｎ　； Ｍｎは焼入性を確保する上で０．４％以上を必要とする
が、中心偏析を考慮すると低い方が望ましく、また０、
７％を越すと伸線加工性を阻害するのでＭｎは０．４〜
０７％の範囲に限定した。

Ｖ： ＶはＣ，Ｎとの親和力が強く炭窒化物生成元素である。

■の含有量とオーステナイト結晶粒度風との関係を第１
図に示したが、■はオーステナイト粒の細粒化に有効で
００５％以上で阪７以上の細粒が得られる。同時に焼入
性も向上し、パーライトラメラ−間隔の微細化と均一化
が図られ大きな強度上昇をもたらすが、これらの効果は
０．２０％を越えると飽和する。従ってＶは００５〜０
．２０％の範囲に限定した。

上記Ｃ，Ｓｉ、Ｍｎ５Ｖの各限定量をもって本発明の高
強度極細鋼線用線材の基１本成分とするが、更に下記限
定量のＮ１を含有する場合も本発明の目的をより有効に
達成することができる。その限定理由は次の如くである
。

Ｎｉ　： Ｎｉはフェライト地の固溶強化を向上する元素で圧延材
あるいはり、Ｐ　後には無添加の場合と大差ないが、冷
間伸線加工度を増しても延靭性を損わない作用を有し、
そのためには最低０．１％は必要である。−方０５％を
越えても明確な向上効果は認められないので、０１〜０
．５％の範囲に限定した。

一般にスチールコード用として０．４ｍ径以下のスチー
ルコード用素線が用いられるが、０．３＋ｗ径以下にな
ると安定した加工性を得るのが難しくなるので、本発明
はスチールコード用素線の中でも特に０．３Ｍ径以下極
細径用の線材に限定した。

〔実施例〕

高周波溶解炉で溶製した本発明鋼および連続鋳造製の比
較鋼の化学成分を第１表に示した。

第　　　　　１　　　　　表 １］ｉ 本発明鋼は高周波溶解した１００ｋｇｆｉ塊を１５０ｍ
角の鋼片に熱間鍛造し、これを５．５＋ｎａａ径の線材
に圧延した。比較鋼には連続鋳造製の５５鵬径の５ＷＲ
Ｈ７２Ａ、５ＷＲＨ８２Ａおよび５ＷＲ３８７Ａを用い
た。

１５０ｍ角から５，５Ｍ径への圧延条件はいずれも同一
条件でステルモア処理を行った。

これらの熱間圧延線材を３段階で０゜２５ＩＩＩＩＩ径
の極細鋼線に仕上げた。すなわち、第１次伸線は２．８
ｍｍ径まで伸線しエアーパテンティングを施し、第２次
伸線は１．２５ａ＋＋ａ径まで行い、その後り、Ｐ処理
を行った。このり、Ｐ、条件は過熱温度９７０℃、鉛浴
温度は５７５℃とした。その後０．２５ｍｍ径まで湿式
伸線を行った。

０．２５ｍ径極細鋼線の機械的性質を第２表に示した。

また０、２５ｍ径極細鋼線の強度に対する絞り値の変化
を第２図に、捻回値の変化を第３図に示した。第２図、
および第３図において、炭素含有量に応じて下記の如く
分類して表示した。

・：Ｃ＝０．７０〜０．７１％ ム：　Ｃ＝０．８２〜０．８３％ 閣：　Ｃ＝０．８９〜０．９０％ これらの結果から明らかな如く、本発明鋼の強度は、０
，７％Ｃ材で３１０ｋｇｆ／ｍｕ２．０．８％Ｃ材で３
３０〜３５０ｋｇｆ／ｓ２．０９％Ｃ材で約３６０ｋｇ
　ｆ　／硼２と比較鋼の５ＷＲＨ７２Ａ、　５ＷＲＨ８
２Ａおよび５ＷＲ３８７Ａに比べ大幅に高いレベルにあ
る。更に延靭性の指標となる絞り値および捻回値は比較
鋼と同等あるいはそれ以上の値を示している。また、ス
チールコードとして重要な回転曲げ疲労限も比較鋼より
かなり高いレベルにある。

添加合金の効果についてみると、Ｖ単味の添加は強度を
著しく向上させておし、その効果は炭素含有量が少ない
場合により顕著である。これは炭素含有量が増加するこ
と自体焼入性が上がり同一温度でり、Ｐ　処理した時、
パーライトラメラ−間隔が小さくなり■の効果が小さく
なると思われろ。

しかし比較鋼に比し強度は高いにもかかわらず延靭性の
劣化は認められず、パーライト組織の均一化が寄与して
いると考えられる。

一方、Ｎｉの添加は絞り、捻回値の向上に有効に作用し
、３５０　ｋｇ　ｆ　／ｍａ２以上の高強度になっても
延靭性は低下せず、回転曲げ疲労限の向上にも有効であ
る。

〔発明の効果〕

本発明の高炭素ｍ線材は、上記実施例からも明らかな如
く、成分時にＶおよびＮｉを限定することにより、極細
ｍ線において、極めて高い強度と優れた延靭性および耐
疲労性を有している。極細ｍ線において、絞抄、捻回値
等の延靭性の優れていることは冷間加工性およびスチー
ルコード撚り加工性の良好なことを示唆しており、強度
およびｗ４疲労性の高いことはゴム製品の耐久性向上は
勿論、軽量化等が図れるものであり、本発明の線材はス
チールコード用素材として工業的に著効を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は■含有量とオーステナイト結晶粒度歯との関係
を示す線図、第２図は極細鋼線の引張強さと絞りとの関
係を示す関係図、第３図は極細鋼線の引張強さと捻回値
との関係を示す関係図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比にて Ｃ：０．７０〜０．９５％Ｓｉ：０．２〜０．５％Ｍｎ
   ：０．４〜０．７％Ｖ：０．０５〜０．２０％を含み残
   余がＦｅおよび不可避的不純物から成る熱間圧延高炭素
   鋼線材であり、冷間伸線と熱処理を繰返し付与し０．３
   ｍｍ径以下の極細鋼線となすことを特徴とする加工性に
   優れた高強度極細鋼線用線材。
2. （２）重量比にて Ｃ：０．７０〜０９５％Ｓｉ：０．２〜０．５％Ｍｎ：
   ０．４〜０．７％Ｖ：０．０５〜０．２０％を基本成分
   として含み更にＮｉ：０．１〜０．５％を含有し残余が
   Ｆｅおよび不可避的不純物から成る熱間圧延高炭素鋼線
   材であり、冷間伸線と熱処理を繰返し付与し０．３ｍｍ
   径以下の極細鋼線となすことを特徴とする加工性に優れ
   た高強度極細鋼線用線材。