KR101870063B1

KR101870063B1 - 고강도 스틸 코드용 필라멘트

Info

Publication number: KR101870063B1
Application number: KR1020167029255A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 히라카미; 마코토 오코노기
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2018-06-22
Also published as: JP6229793B2; US10156001B2; KR20160138164A; CN106232848B; US20170044642A1; WO2015163409A1; EP3144404A4; EP3144404A1; JPWO2015163409A1; CN106232848A

Abstract

선 직경 R이 0.1mm 이상 0.4mm 이하이고, 성분 조성이, 질량％로, C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하, Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하, N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하, Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하, 잔부가 Fe 및 불순물이며, 표층부와 중심부를 갖고, 표층부의 두께는, 0.01×R 이상 0.10×R 이하이고, 중심부는, 펄라이트 조직을 면적％로 95％ 이상 100％ 이하의 비율로 함유하고 있고, 표층부의 C 함유량은, 중심부에 있어서의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하이고, 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율이 95％ 이하이고, 고강도성과 가공성을 갖고, 딜라미네이션 현상에 기인하는 균열 등을 방지할 수 있는 고강도 스틸 코드용 필라멘트이다.

Description

고강도 스틸 코드용 필라멘트{FILAMENT FOR HIGH STRENGTH STEEL CORD}

본 발명은 자동차용 타이어, 고압 고무 호스, 컨베이어 벨트 등의 고무 제품의 보강재로서 사용되는 고강도 스틸 코드용 필라멘트에 관한 것이다.

본원은, 2014년 4월 24일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-090604호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

예를 들어, 자동차용 타이어 등의 고무 제품에 있어서는, 보강재로서, 레이온, 나일론, 폴리에스테르 등의 화학 섬유나, 선재로 제조되는 필라멘트로 제조되는 스틸 코드가 사용되고 있다. 이 보강재는, 자동차용 타이어의 골격 역할을 하는 것이며, 이 자동차용 타이어를 장착한 차량의 연비, 고속 내구성, 조종 안정성에 큰 영향을 준다. 최근에는, 이 특성을 향상시키는 관점에서, 보강재로서 스틸 코드의 사용 비율이 증가하고 있다.

여기서, 스틸 코드는, 예를 들어 특허문헌 6, 7에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 강소선(이하, 「필라멘트」라고 한다.)을 서로 꼬이게 한 연선 구조로 된 것이 널리 제안되어 있다.

이러한 필라멘트를 사용한 스틸 코드는, 다음과 같은 공정을 거쳐서 제조된다.

먼저, 선 직경 3.5∼8.0mm의 선재에 대하여 건식 신선을 행하고, 선 직경 1.0∼4.0mm 정도의 강선으로 하고, 강선에 페이턴팅 처리라고 불리는 열처리를 실시하여 강선을 연화시킨다.

이어서, 연화된 강선의 표면에 고무와 스틸 코드의 밀착성을 확보하기 위하여 브라스 도금을 형성하고, 또한, 습식 신선(마무리 신선)을 행하여, 선 직경 0.15∼0.35mm의 필라멘트를 형성한다.

이와 같이 하여 얻어진 필라멘트를 연선 가공함으로써, 연선 구조의 스틸 코드가 제조된다.

최근에는, 환경 부하 저감의 관점에서, 자동차의 저연비화를 추진하기 위하여 자동차용 타이어의 경량화가 진행되고 있어, 스틸 코드에 대하여 고강도화가 요구되고 있다. 그로 인해, 재료로 되는 스틸 코드용의 필라멘트에도 고강도화가 요구되고 있다.

고강도의 스틸 코드를 형성하기 위해서는, 페이턴팅 처리 후에 고강도화할 필요가 있어, C 함유량을 증가시키는 등의 성분 조정에 의해 고강도화를 도모하고 있다.

그러나, C 함유량을 증가시켰을 뿐인 성분 조정만의 고강도화로는, 페이턴팅 후의 신선 가공 시의 연성이 부족하여 가공성이 저하된다. 그로 인해, 습식 신선(마무리 신선) 가공 및 연선 가공에 있어서, 균열 등의 결함이 발생한다.

특허문헌 1은, 스틸 코드 등의 용도에 바람직한, 신선 가공성이 우수하고, 진변형량으로 2.60을 초과하여 신선 가공해도 단선을 발생하는 경우가 없는 고탄소강 선재를 염가로 제공하는 것을 목적으로 하여, 강선재의 횡단면에 있어서, 외주로부터 상기 강선재의 반경의 1/50의 깊이의 위치까지의 영역에서의 C 함유량의 평균값이 선재의 C 함유량에 대하여 0.6∼0.9×C％인 선재를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 운반 시의 취급 등에 의해 발생하는 흠집에 기인하는 단선이 일어나기 어려운 선재를 제공하는 것을 목적으로 하여, 직경 4.0mm부터 16mm의 직접 페이턴팅 선재에 있어서, 그 표층으로부터 300㎛의 층의 탄소량이 전체 단면에서의 평균 탄소량의 0.97배 이하이며, 상기 층 내의 평균의 라멜라 간격이 95nm 이상으로 되는 표층에 찰과 마르텐사이트가 생성되기 어려운 층으로 한 고강도의 직접 페이턴팅 선재를 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 스틸 코드 등의 제조 소재로서 바람직한 냉간 가공성이 우수한 선재를 제공하는 것을 목적으로 하여, 선재를, 펄라이트 블록의 크기를 강의 오스테나이트 결정립도 번호로 6∼8번으로, 초석 시멘타이트의 생성량을 체적률로 0.2％ 이하로, 펄라이트 중의 시멘타이트 두께를 20nm 이하로, 그리고 당해 시멘타이트 중에 포함되는 Cr의 함유량을 1.5％ 이하로 조정한 선재를 개시하고 있다.

특허문헌 4는, 고탄소강 선재의 직경을 D로 했을 때, 고탄소강 선재의 표면으로부터 0.05D 이하의 부위를 표층부, 표면으로부터 0.20D를 초과하는 부위를 내부로 하고, 표층부의 조직의 90％ 이상이 라멜라 간격 0.10㎛ 이상의 조 라멜라 펄라이트 조직이며, 또한, 내부의 조직의 95％ 이상이 라멜라 간격 0.10㎛ 미만의 미세 펄라이트 조직 또는 의사 펄라이트 조직인 신선 가공용 고탄소강 선재를 개시하고 있다.

특허문헌 5는, 길이 방향으로 수직인 단면에 있어서, 펄라이트의 면적률이 95％ 이상이고, 잔부가 베이나이트, 의사 펄라이트, 초석 페라이트, 초석 시멘타이트 중의 1종 이상을 포함하는 비펄라이트 조직이며, 펄라이트의 평균 블록 입경이 15㎛∼35㎛이며, 블록 입경이 50㎛ 이상인 펄라이트 면적률이 20％ 이하이고, 표면으로부터 깊이 1mm까지의 영역에서, 상기 펄라이트에 있어서의 라멜라 간격이 150nm 이하인 영역이 20％ 이하인 고탄소강 선재를 개시하고 있다.

일본 특허 공개 제2000-119805호 공보 일본 특허 공개 제2001-181793호 공보 일본 특허 공개 제2004-091912호 공보 일본 특허 공개 제2011-219829호 공보 국제 공개 제2014/208492호 공보 일본 특허 공개 제2005-054260호 공보 일본 특허 공개 제2005-036356호 공보

그러나, 특허문헌 1∼특허문헌 5에 개시된 선재로 제조된 필라멘트나, 특허문헌 6∼특허문헌 7에 개시된 필라멘트는, 딜라미네이션 현상이 발생한다는 문제가 있다.

딜라미네이션 현상이란, 필라멘트에 비틀림 변형을 실시했을 때에 길이 방향으로 갈라지는 세로 균열이 발생하는 현상이며, 필라멘트의 강도가 높아지면 발생하기 쉽다.

특히, 강도를 높게 하면, 딜라미네이션 현상에 기인하는 꼬임 결함이 발생하여, 연선 가공을 양호하게 행할 수 없게 된다.

이와 같이, 종래에는, 마무리 신선 공정 후에 있어서, 고강도이면서도 가공성을 유지하면서, 딜라미네이션 현상에 기인하는 균열 등을 방지할 수 있는 스틸 코드용 필라멘트를 얻을 수 없었다.

본 발명은 마무리 신선 공정 후에 있어서, 고강도이면서도 가공성을 유지하면서, 딜라미네이션 현상에 기인하는 균열 등을 방지할 수 있는 스틸 코드용 필라멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 예의 연구 개발의 결과, 다음과 같은 것을 알아냈다. 즉, 스틸 코드용 필라멘트는, 후술하는 성분 조성을 갖고, 또한, 표층부와 중심부를 갖고, 표층부는, 상기 중심부에 비하여 C 함유량이 낮고, 또한 라멜라 시멘타이트를 가늘게 하면, 단선의 기점이 되는 시멘타이트의 균열이 미세하게 되고, 중심부에서의 강도를 확보하면서 표층부의 연성이 현저하게 향상된다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 제1 형태는, 고강도 스틸 코드용 필라멘트이며,

선 직경 R이 0.1mm 이상 0.4mm 이하이며;

성분 조성이, 질량％로, C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하, Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하, N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하, Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하, 잔부가 Fe 및 불순물이며;

표층부와 중심부를 갖고, 상기 표층부는 상기 중심부를 덮고;

상기 표층부의 두께는, 0.01×R 이상 0.10×R 이하이며;

상기 중심부는, 펄라이트 조직을 면적％로 95％ 이상 100％ 이하의 비율로 함유하고 있고;

상기 표층부의 C 함유량은, 상기 중심부에 있어서의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하이며;

상기 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 상기 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율이 95％ 이하이다.

(2) 상기 (1)의 형태에 있어서,

상기 성분 조성이, 질량％로, Ti: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Cr: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Co: 0％ 초과 0.5000％ 이하, V: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Cu: 0％ 초과 0.2000％ 이하, Nb: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Mo: 0％ 초과 0.2000％ 이하, W: 0％ 초과 0.200％ 이하, B: 0％ 초과 0.0030％ 이하, REM: 0％ 초과 0.0050％ 이하, Ca: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Mg: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Zr: 0.0005％ 초과 0.0100％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 더 포함해도 된다.

본 발명의 상기 형태에 관한 고강도 스틸 코드용 필라멘트는, 표층부의 연성이 향상되어 있고, 중심부에서는 강도가 확보되어 있어, 딜라미네이션 현상의 발생을 억제하여 꼬임 결함의 발생을 방지하고, 또한, 그 인장 강도가 3200MPa 이상이 된다는 현저한 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 단면 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 신선 펄라이트강의 C 함유량과 라멜라 시멘타이트 두께의 관계를 도시하는 개념도이다.
도 4는 신선 펄라이트강의 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율과 연성의 관계를 도시하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 단면도를 사용하여 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 라멜라 시멘타이트의 두께를 계측하는 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 실시 형태는, 이하의 (A) 또는 (B)에 기재하는 고강도 스틸 코드용 필라멘트이다.

(A) 본 발명의 제1 형태는, 고강도 스틸 코드용 필라멘트로서,

선 직경 R이 0.1mm 이상 0.4mm 이하이며;

상기 표층부의 두께는, 0.01×R 이상 0.10×R 이하이며;

(B) 상기 (A)의 형태에 있어서,

상기 성분 조성이 또한, 질량％로, Ti: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Cr: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Co: 0％ 초과 0.5000％ 이하, V: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Cu: 0％ 초과 0.2000％ 이하, Nb: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Mo: 0％ 초과 0.2000％ 이하, W: 0％ 초과 0.200％ 이하, B: 0％ 초과 0.0030％ 이하, REM: 0％ 초과 0.0050％ 이하, Ca: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Mg: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Zr: 0.0005％ 초과 0.0100％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 포함해도 된다.

<금속 조직의 특징>

도 1을 사용하여, 본 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 금속 조직의 특징을 설명한다.

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트(20)는, 그 직경인 선 직경(이하, 「선 직경」이라고 한다.) R이,

이며, 표층부(21)와 중심부(22)를 갖고 있다. 바람직하게는,

이다.

(표층부)

도 1에 도시한 바와 같이, 표층부(21)는, 고강도 스틸 코드용 필라멘트(20)의 외주면으로부터 두께 t의 부분이다. 또한, 표층부(21)의 두께(이하, 「표층부의 두께」라고 한다.) t는, 고강도 스틸 코드용 필라멘트(20)의 선 직경 R에 대하여,

의 범위 내의 영역이다. 바람직하게는,

이다.

표층부(21)는 중심부(22)에 비하여 C 함유량이 낮아, 고강도 스틸 코드용 필라멘트(20)의 중심부(22)에 있어서의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하이다.

표층부의 두께 t가, 선 직경 R에 대하여 0.01×R 이상 0.10×R 이하로 되어 있는 이유에 대하여 설명한다.

첫번째, 표층부의 두께 t가 0.01×R 이상, 0.10×R 이하로 되어 있으면, 가공성을 충분히 확보할 수 있어, 마무리 신선 가공 및 연선 가공에 있어서, 균열 등의 결함이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

두번째, 표층부의 두께 t가 0.10×R 이하로 되어 있으면, 스틸 코드의 강도를 충분히 확보할 수 있다.

이어서, 외주면으로부터 깊이 t/2의 위치이며, 도 1에 점선으로 나타내는 위치를 표층부의 두께의 중심(이하, 「표층부의 중심」이라고 한다.)이라고 정의한다.

표층부의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께가, 후술하는 중심부(22)에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 95％ 이하이다.

(중심부)

중심부(22)는, 고강도 스틸 코드용 필라멘트(20)의 중심 O를 포함하고, 표층부 이외의 부분이다.

중심부(22)의 C 함유량은 거의 일정하고, 펄라이트 조직을 면적％로 95％ 이상 100％ 이하의 비율로 함유하는 금속 조직인 영역이다.

이렇게 함으로써, 중심부(22)에 있어서는, 강도가 충분히 확보되어, 스틸 코드의 경량화를 도모하는 것이 가능하게 된다.

(라멜라 시멘타이트의 두께 계측)

라멜라 시멘타이트 두께는, 표층으로부터 동일 깊이에서, 필라멘트의 단면에 있어서 중심각 90° 간격으로 4개소를, TEM으로 500000배로 사진 촬영하고, 관찰 사진의 최소 라멜라 간격부에서, 100nm의 선분과 수직으로 교차하는 라멜라 시멘타이트로부터 각 시야에서의 라멜라 시멘타이트 두께를 구하고, 4개소에서의 평균값으로 하였다.

또한, 이렇게 하여 구한 표층부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께, 필라멘트의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율(％)을 구하였다.

이하, 계측점에 대하여 도 5를 사용하여 설명한다.

도 5는, 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 단면도를 사용하여 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 라멜라 시멘타이트의 두께 계측 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트(20)의 단면도에 있어서, 그 중심으로부터 방사상으로, 중심각 90° 간격으로 4개의 점선이 그어져 있고, 4개의 검정색 동그라미(26)가 중심부의 계측점이며, 4개의 흰색 동그라미(25)가 표층부의 계측점이다.

표층부의 라멜라 시멘타이트의 두께 평균값을 ds로 하고, 중심부의 라멜라 시멘타이트의 두께 평균값을 di로 하면, 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께 비율 p는,

로서 구해진다.

p가 95％ 이하인 것이, 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 특징이다.

(작용 효과)

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트는, 표층부의 연성이 향상되어 있고, 중심부에서는 강도가 확보되어 있어, 고강도를 가짐과 함께, 스틸 코드를 제조할 때에 실시되는 연선 가공에 있어서, 우수한 가공성을 갖는다는 현저한 효과를 발휘한다.

<성분 조성>

성분 조성은, 질량％로, C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하, Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하, N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하, Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하, 잔부가 Fe 및 불순물이다.

상기 성분 조성은, 또한, Ti: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Cr: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Co: 0％ 초과 0.5000％ 이하, V: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Cu: 0％ 초과 0.2000％ 이하, Nb: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Mo: 0％ 초과 0.2000％ 이하, W: 0％ 초과 0.200％ 이하, B: 0％ 초과 0.0030％ 이하, REM: 0％ 초과 0.0050％ 이하, Ca: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Mg: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Zr: 0.0005％ 초과 0.0100％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 포함해도 된다.

(C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하)

C는, 강의 강도를 향상시키는 원소이다. 공석 조직인 펄라이트 조직을 얻기 위해서는, C 함유량을 0.8％ 근방으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, C 함유량이 0.70％ 미만이면, 아공석이 되어, 비펄라이트 조직이 많이 존재하게 된다. 한편, C 함유량이 1.20％를 초과하면, 초석 시멘타이트가 석출되어, 필라멘트의 가공성이 저하될 우려가 있다. 이 때문에, C 함유량을, 0.70％ 이상 1.20％ 이하의 범위 내로 설정하였다.

(Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하)

Si는, 강의 탈산에 유효한 원소이며, 페라이트 중에 고용하여 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 여기서, Si 함유량이 0.15％ 미만이면, 상술한 작용 효과를 충분히 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, Si 함유량이 0.60％를 초과하면, 가공성이 저하될 우려가 있다. 이 때문에, Si 함유량을, 0.15％ 이상 0.60％ 이하의 범위 내로 설정하였다.

(Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하)

Mn은, 강의 탈산에 유효한 원소이며, 강 중의 S를 고정하여 강의 취화를 억제하는 작용 효과를 갖는다. 여기서, Mn 함유량이 0.10％ 미만이면, 상술한 효과를 충분히 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, Mn 함유량이 1.00％를 초과하면, 가공성이 저하될 우려가 있다.

이 때문에, Mn 함유량을, 0.10％ 이상 1.00％ 이하의 범위 내로 설정하였다.

(N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하)

N은, Al, Ti와 질화물을 형성하고, 오스테나이트 입경의 조대화를 억제하는 작용 효과를 갖는 원소이다. 여기서, N 함유량이 0.0010％ 미만이면, 상술한 작용 효과를 충분히 발휘하지 못할 우려가 있다. 한편, N 함유량이 0.0050％를 초과하면, 연성이 저하될 우려가 있다.

이 때문에, N 함유량을, 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하의 범위 내로 설정하였다.

(Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하)

Al은, 탈산 작용을 갖는 원소이다. 경질 비변형의 알루미나계 개재물이 생성되어 필라멘트의 연성 열화와 신선성 열화를 초래하지 않도록 0％ 초과 0.010％ 이하로 설정하였다.

또한, 0.001％ 미만은, Al 검출 한계값이다.

또한, 불순물인 P와 S는 특별히 규정하지 않지만, 종래의 필라멘트와 동일 정도의 연성을 확보하는 점에서, 각각 0.0200％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기한 기본 성분 및 불순물 원소 이외에, 본 실시 형태에 따른 고강도 스틸 코드용 선재는, 추가로, 선택 성분으로서, Ti, Cr, Co, V, Cu, Nb, Mo, W, B, REM, Ca, Mg, Zr 중 적어도 하나를 함유해도 된다. 이하에, 선택 성분의 수치 한정 범위와 그 한정 이유를 설명한다. 여기서, 기재하는 ％는, 질량％이다.

(Ti: 0％ 초과 0.1000％ 이하)

Ti는, 탈산 작용을 갖는 원소이다. 또한, 질화물을 형성하고, 오스테나이트 입경의 조대화를 억제하는 작용 효과를 갖는다.

여기서, Ti 함유량이 0.1000％를 초과하면, 조대한 탄질화물(TiCN 등)에 의해 가공성이 저하될 우려가 있다.

Ti 함유량이 0.005％ 미만이면, 상술한 작용 효과를 충분히 발휘할 수 없을 우려가 있고, 통상은, Ti 함유량을 0.005％ 이상으로 한다. 그러나, Al을 함유하고 있는 경우에는, Ti의 함유량을 0.0050％ 미만으로 해도 된다.

이 때문에, Ti 함유량을, 0％ 초과 0.1000％ 이하의 범위 내로 설정한다. 보다 바람직하게는, Ti 함유량은, 0.0050％ 이상 0.1000％ 이하의 범위이다.

(Cr: 0％ 초과 0.5000％ 이하)

Cr은, 펄라이트의 라멜라 간격을 미세화하여, 필라멘트의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cr 함유량이 0％ 초과 0.5000％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Cr 함유량이 0.0010％ 이상 0.5000％ 이하이다. Cr 함유량이 0.5000％ 초과이면, 펄라이트 변태가 너무 억제되어서 페이턴팅 처리 중의 선재 금속 조직에 오스테나이트가 잔류하여, 페이턴팅 처리 후의 선재 금속 조직에 마르텐사이트나 베이나이트 등의 과냉 조직이 발생할 우려가 있다. 또한, 메커니컬 디스케일링에 의한 표면 산화물의 제거가 곤란해지는 경우가 있다.

(Co: 0％ 초과 0.5000％ 이하)

Co는, 초석 시멘타이트의 석출을 억제하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Co 함유량이 0％ 초과 0.5000％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Co 함유량이 0.0010％ 이상 0.5000％ 이하이다. Co 함유량이 0.5000％ 초과이면, 그 효과가 포화되어, 함유 비용이 낭비가 되는 경우가 있다.

(V: 0％ 초과 0.5000％ 이하)

V는, 미세한 탄질화물을 형성함으로써, 고온도 영역에서의 오스테나이트 입자의 조대화를 억제하고, 또한, 필라멘트의 강도를 상승시키는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, V 함유량이 0％ 초과 0.5000％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, V 함유량이 0.0010％ 이상 0.5000％ 이하이다. V 함유량이 0.5000％ 초과이면, 탄질화물의 형성량이 많아지고, 탄질화물의 입자 직경도 커지기 때문에, 필라멘트의 연성이 저하하는 경우가 있다.

(Cu: 0％ 초과 0.2000％ 이하)

Cu는, 내식성을 높이는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량이 0％ 초과 0.2000％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Cu 함유량이 0.0001％ 이상 0.2000％ 이하이다. Cu 함유량이 0.2000％ 초과이면, S와 반응하여 입계 중에 CuS로서 편석하기 때문에, 필라멘트에 흠집을 발생시키는 경우가 있다.

(Nb: 0％ 초과 0.1000％ 이하)

Nb는, 내식성을 높이는 효과가 있다. 또한, Nb는, 탄화물이나 질화물을 형성하고, 고온도 영역에서의 오스테나이트 입자의 조대화를 억제하는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Nb 함유량이 0％ 초과 0.1000％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Nb 함유량이 0.0005％ 이상 0.1000％ 이하이다.

Nb 함유량이 0.1000％ 초과이면, 페이턴팅 처리 중의 펄라이트 변태가 억제되는 경우가 있다.

(Mo: 0％ 초과 0.2000％ 이하)

Mo는, 펄라이트 성장 계면에 농축되어, 소위 솔루트 드래그 효과에 의해 펄라이트의 성장을 억제하는 원소이다. 또한, Mo는, 페라이트 생성을 억제하고, 비펄라이트 조직을 저감시키는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량이 0％ 초과 0.2000％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Mo 함유량이 0.0010％ 이상 0.2000％ 이하이다.

더욱 바람직하게는, 0.005％ 이상 0.0600％ 이하이다.

Mo 함유량이 0.2000％ 초과이면, 펄라이트 성장이 억제되어, 페이턴팅 처리에 장시간을 필요로 하여, 생산성의 저하를 초래하는 경우가 있다.

또한, Mo 함유량이 0.2000％ 초과이면, 조대한 Mo₂C 탄화물이 석출되어, 신선 가공성이 저하하는 경우가 있다.

(W: 0％ 초과 0.2000％ 이하)

W는, Mo와 마찬가지로, 펄라이트 성장 계면에 농축되어, 소위 솔루트 드래그 효과에 의해 펄라이트의 성장을 억제하는 원소이다. 또한, W는, 페라이트 생성을 억제하고, 비펄라이트 조직을 저감시키는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, W 함유량이 0％ 초과 0.2000％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, W 함유량이 0.0005％ 이상 0.2000％ 이하이다.

더욱 바람직하게는, 0.0050％ 이상 0.0600％ 이하이다.

W 함유량이 0.20％ 초과이면, 펄라이트 성장이 억제되어, 페이턴팅 처리에 장시간을 필요로 하여, 생산성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 또한, W 함유량이 0.2000％ 초과이면, 조대한 W₂C 탄화물이 석출되어, 신선 가공성이 저하하는 경우가 있다.

(B: 0％ 초과 0.0030％ 이하)

B는, 페라이트, 의사 펄라이트, 베이나이트 등의 비펄라이트의 생성을 억제하는 원소이다. 또한, B는, 탄화물이나 질화물을 형성하고, 고온도 영역에서의 오스테나이트 입자의 조대화를 억제하는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, B 함유량이 0％ 초과 0.0030％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, B 함유량이 0.0004％ 이상 0.0025％ 이하이다.

더욱 바람직하게는, 0.0004％ 이상 0.0015％ 이하이다.

가장 바람직하게는, 0.0006％ 이상 0.0012％ 이하이다.

B 함유량이 0.0030％ 초과이면, 조대한 Fe₂₃(CB)₆ 탄화물의 석출을 촉진하여, 연성에 악영향을 미치는 경우가 있다.

(REM: 0％ 초과 0.0050％ 이하)

REM(Rare Earth Metal)은 탈산 원소이다. 또한, REM은, 황화물을 형성함으로써, 불순물인 S를 무해화하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, REM 함유량이 0％ 초과 0.0050％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, REM 함유량이 0.0005％ 이상 0.0050％ 이하이다.

REM 함유량이 0.0050％ 초과이면, 조대한 산화물이 형성되어, 신선 시의 단선을 일으키는 경우가 있다. 또한, REM이란 원자 번호가 57인 란탄부터 71인 루테튬까지의 15 원소에, 원자 번호가 21인 스칸듐과 원자 번호가 39인 이트륨을 첨가한 합계 17 원소의 총칭이다. 통상은, 이 원소의 혼합물인 미슈 메탈의 형으로 공급되어, 강 중에 첨가된다.

(Ca: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하)

Ca는, 경질의 알루미나계 개재물을 저감하는 원소이다. 또한, Ca는, 미세한 산화물로서 생성되는 원소이다. 그 결과, 필라멘트의 펄라이트 블록 사이즈가 미세화하여, 필라멘트의 연성이 향상된다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량이 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Ca 함유량이 0.0005％ 이상 0.0040％ 이하이다.

Ca 함유량이 0.0050％ 초과이면, 조대한 산화물이 형성되어, 신선 시의 단선을 일으키는 경우가 있다. 또한, 통상의 조업 조건에서는, 불가피하게, Ca가 0.0003％ 정도 함유된다.

(Mg: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하)

Mg는, 강 중에 미세한 산화물로서 생성되는 원소이다. 그 결과, 필라멘트의 펄라이트 블록 사이즈가 미세화하여, 필라멘트의 연성이 향상된다. 이 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량이 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Mg 함유량이 0.0005％ 초과 0.0040％ 이하이다.

Mg 함유량이 0.0050％ 초과이면, 조대한 산화물이 형성되어, 신선 시의 단선을 일으키는 경우가 있다.

또한, 통상의 조업 조건에서는, 불가피하게, Mg가 0.0001％ 정도 함유된다.

(Zr: 0.0005％ 초과 0.0100％ 이하)

Zr은, ZrO로서 정출되어 오스테나이트의 정출핵이 되기 때문에, 오스테나이트의 등축율을 높이고, 오스테나이트 입자를 미세화하는 원소이다.

그 결과, 필라멘트의 펄라이트 블록 사이즈가 미세화하여, 필라멘트의 연성이 향상된다. 이 효과를 얻기 위해서는, Zr 함유량이 0.0005％ 초과 0.010％ 이하인 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, Zr 함유량이 0.0005％ 이상 0.0050％ 이하이다.

Zr 함유량이 0.0100％ 초과이면, 조대한 산화물이 형성되어, 신선 시의 단선을 일으키는 경우가 있다.

(작용 효과)

이러한 성분 조성 및 금속 조직인 것에 의해, 본 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 중심부는, 펄라이트 조직을 면적％로 95％ 이상 100％ 이하의 비율로 함유하고, 중심부에 있어서는, 강도가 충분히 확보되고, 또한, 우수한 연성을 갖는다.

그 결과, 딜라미네이션 현상의 발생을 억제하여 꼬임 결함의 발생을 방지할 수 있고, 또한, 스틸 코드의 경량화를 도모할 수 있다.

<제조 방법>

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 제조 방법은 크게 2가지의 방법이 있다.

제1 방법은, 후술하는 인라인 열처리 공정 S02를 실시한 고강도 스틸 코드용 선재를, 조신선을 실시한 후에 마무리 신선함으로써 제조한다.

제2 방법은, 후술하는 인라인 열처리 공정 S02를 실시하지 않는 선재를, 후술하는 페이턴팅 공정 S07에 있어서, 강선을 산화 분위기에서 950℃ 이상 1250℃ 이하로 가열하고, 강선 표층으로부터 탈탄을 촉진시켜, 페이턴팅 후에 C 함유량이 서로 다른 표층부 및 중심부를 갖는 강선으로 한 후에, 조신선을 실시한 후에 마무리 신선함으로써 제조한다.

이하, 주로 도 2를 사용하여 상세하게 설명한다.

(성분 조성)

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 제조 시에는, 다음과 같은 성분 조성으로 조정된 빌렛을 사용한다.

예를 들어, 성분 조성은, 질량％로, C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하, Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하, N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하, Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하, 잔부가 Fe 및 불순물이다.

(열간 압연 공정 S01)

빌렛을 가열로에서 950℃ 이상 1250℃ 이하로 가열하고, 열간으로 3.5mm 이상 8.0mm 이하의 선 직경까지 마무리 압연을 행하는 공정이다. 마무리 압연 온도는 950℃∼1050℃이며, φ8mm 이하의 선 직경의 마무리 압연에 요하는 시간은, 0.1∼10초이다.

가열로에서 가열될 때에는, 압연 후의 선재의 표층 근방의 C 함유량이 중심 O에 있어서의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하로 되도록 표층으로부터의 탈탄량을 가열로 분위기, 가열 온도 및 가열 시간에 의해 제어한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 탈탄량 제어에 의해, 열간 압연 후의 선재의 중심 부근과 표층부(21)에서 C 함유량이 서로 다르게 되어, 중심부(22) 및 표층부(21)가 형성된다.

(인라인 열처리 공정 S02)

마무리 압연된 선재를 900℃±100℃에서 권취하고, 10℃/초∼20℃/초로 공랭하고, 500℃∼600℃에서, 보유 지지 또는 DLP를 실시한다. 500℃∼600℃에서, 보유 지지 또는 DLP를 실시하고 있는 동안에는, 선재의 중심 온도는 530℃∼630℃이다.

본 인라인 열처리 공정에 의해, 선재의 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 선재의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대하여 그 비율이 95％ 이하로 되는 것을 발명자들은 알아냈다.

이상과 같이, 열간 압연 공정 S01 및 인라인 열처리 공정 S02에 의해, 선재의 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 선재의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께 비율이 95％ 이하로 되는 고강도 스틸 코드용 선재가 제조된다.

이렇게 제조된 고강도 스틸 코드용 선재를 사용함으로써 표층부의 중심의 C 함유량이 중심부의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하로 되는 표층부(21) 및 중심부(22)를 갖는 고강도 스틸 코드용 필라멘트를 제조할 수 있다.

(공랭 공정 S03)

마무리 압연된 선재는, 인라인 열처리 공정 S02를 실시하지 않을 경우에는, 공랭 공정 S03에 있어서, 스텔모어에 의한 강제 공랭 또는 방냉이 실시된다.

(페이턴팅 공정 S04)

상기 공랭 공정 S03을 거친 선재에는, 재가열에 의한 열처리가 실시되는 경우가 있다.

공랭 공정 S03 및 페이턴팅 공정 S04에 의해, 고강도 스틸 코드용 선재가 제조된다.

(디스케일링 공정 S05)

인라인 열처리 공정 S02, 또는, 공랭 공정 S03 및 페이턴팅 공정 S04를 거쳐서 제조된 고강도 스틸 코드용 선재는, 그 표면에 형성된 산화 스케일이 산 세정 등의 화학 처리 또는 기계 처리에 의해 제거된다.

(조신선 공정 S06)

산화 스케일을 제거된 고강도 스틸 코드용 선재에는, 건식 신선이 실시되어서, 선 직경 1.0mm 이상 3.5mm 이하의 강선이 제조된다.

(페이턴팅 공정 S07)

(S07-1) 인라인 열처리 공정 S02를 행하지 않는 경우

공랭 공정 S03 및 페이턴팅 공정 S04를 거쳐서 제조된 고강도 스틸 코드용 선재, 또는, 공랭 공정 S03만을 거쳐서 제조된 고강도 스틸 코드용 선재를 사용하여 조신선 공정 S06에 의해 제조된 고강도 스틸 코드용 강선은, 850℃ 이상 1000℃ 이하로 가열된 후, 즉시 530℃ 이상 580℃ 이하의 온도 조건으로 페이턴팅 처리가 실시되어서 고강도화된다.

당해 페이턴팅의 가열 공정에 있어서 표층부의 중심의 C 함유량이 중심부의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하로 되도록 표층으로부터 탈탄량을 제어하면, 페이턴팅 후의 강선의 중심부(22)와 표층부(21)에서 C 함유량이 서로 다르게 되어, 중심부 및 감탄된 표층부가 형성된 강선을 제조할 수 있는 것을 발명자들은 알아냈다.

(S07-2) 인라인 열처리 공정 S02를 행한 경우

인라인 열처리 공정 S02를 거쳐서 제조된 고강도 스틸 코드용 선재를 사용하여 조신선 공정 S04에 의해 제조된 고강도 스틸 코드용 강선은, 850℃ 이상 1000℃ 이하로 가열된 후, 즉시 530℃ 이상 580℃ 이하의 온도 조건으로 페이턴팅 처리가 실시되어서 고강도화된다.

상술한 고강도 스틸 코드용 강선을 마무리 신선 가공함으로써 표층부의 중심의 C 함유량이 중심부의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하로 되는 표층부(21) 및 중심부(22)를 갖는 고강도 스틸 코드용 필라멘트를 제조할 수 있다.

즉, 페이턴팅 공정 S07 후에 있어서도, 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 강선의 표층부의 C 함유량이 낮은 상태가 이어져서, 고강도 스틸 코드용 필라멘트에 있어서도 표층부의 C 함유량이 낮아, 표층부의 라멜라 시멘타이트의 미세한 상태가 유지된다.

(브라스 도금 공정 S08)

고강도 스틸 코드용 강선에는 표면에 브라스 도금이 실시된다. 브라스 도금은, 고무와 스틸 코드의 밀착성을 확보하기 위하여 형성되는 것이다.

(마무리 신선 공정 S09)

브라스 도금된 고강도 스틸 코드용 강선에 대하여 습식 신선을 행하여, 선 직경 0.1mm 이상 0.4mm 이하, 바람직하게는 0.15mm 이상 0.35mm 이하로 한다.

이에 의해, 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트가 제조된다.

도 3은, 신선 펄라이트강의 C 함유량과 라멜라 시멘타이트 두께의 관계를 도시하는 개념도이다. 도 3에 있어서, 횡축은 C 함유량이며, 종축은 라멜라 시멘타이트의 두께이다. 횡축에 있어서 우측으로 갈수록 C 함유량이 높고, 종축에 있어서 위로 갈수록 라멜라 시멘타이트 두께가 두껍다.

본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트는, 표층부의 C 함유량 저하에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 표층 라멜라 시멘타이트 두께가 얇다.

도 4는, 신선 펄라이트강의 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율과 연성의 관계를 도시하는 개념도이다. 도 4에 있어서, 횡축은 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율이며, 종축은 연성이다. 횡축에 있어서 우측으로 갈수록 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율이 높고, 종축에 있어서 위로 갈수록 연성이 높다.

도 4에 도시한 바와 같이, 표층부(21)와 중심부(22)의 시멘타이트 두께의 비가 95％ 이하로 되면, 연성이 향상된다.

(연선 가공 공정 S10)

본 발명의 실시 형태인 복수의 고강도 스틸 코드용 필라멘트를 사용하여 연선 가공을 행한다. 이에 의해, 연선 구조로 된 고강도 스틸 코드가 제조되게 된다.

(작용 효과)

이상, 본 발명의 실시 형태인 고강도 스틸 코드용 필라멘트에 대하여 설명했지만, 열간 압연 선재의 선 직경이나 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 선 직경 등에 대해서는, 본 실시 형태의 범위라면, 이하에 기술하는 실시예에 한정될 일은 없다.

실시예 1

성분 조성이, 질량％로, C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하, Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하, N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하, Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하, 잔부가 Fe 및 불순물일 경우에 대해서, 본 발명의 효과를 본 발명예와 비교예를 사용하여 설명한다.

표 1에는, 본 발명예와 비교예의 성분 조성을 기재하였다.

표 1의 Al 조성에 있어서, 「---」의 기재는, Al 검출 한계값 미만인 것을 나타낸다.

본 발명예 1-24 및 비교예 25-34의 고강도 스틸 코드용 필라멘트는, 1) 인라인 열처리 공정 S02를 실시한 고강도 스틸 코드용 선재를, 조신선을 실시한 후에 마무리 신선함으로써 제조하였다.

마무리 신선은, 브라스 도금된 고강도 스틸 코드용 강선에 대하여 습식 신선을 행하고, 선 직경 0.15mm 이상 0.35mm 이하로 하였다.

제조된 고강도 스틸 코드용 필라멘트에 대해서, 중심 펄라이트 면적률(％), 신선 후의 선 직경 R(mm), 표층부 두께(㎛), 표층부와 중심부의 라멜라 시멘타이트의 두께비(％), 딜라미네이션의 유무 및 인장 강도(MPa)를 평가하였다.

또한, 딜라미네이션의 발생 유무는, 필라멘트에 비틀림 시험을 행함으로써 판정하였다. 필라멘트에 비틀림 시험을 행한 경우, 딜라미네이션이 발생하면 비틀림 파단에 의해 발생하는 파면이 전단 파면이 아니고 세로 균열에 따른 파면이 되므로, 비틀림 파단한 강선의 파단 형상을 눈으로 검사함으로써, 딜라미네이션의 유무를 판정할 수 있다.

또한, 인장 강도 TS는, JIS Z 2241 「금속 재료의 인장 시험 방법」에 준거한 인장 시험에 의해 구하였다.

평가 결과를 표 2에 나타낸다.

본 발명예 1-24는, 필라멘트의 인장 강도가 3200MPa 이상이고, 딜라미네이션 현상의 발생이 없고, 종합 평가는 우량(G)이었다.

비교예 25∼34의 종합 평가는 불량(B)이었다. 이하, 비교예 25∼34의 종합 평가가 불량(B)인 이유에 대하여 설명한다.

비교예 25는, C 함유량이 하한 미만의 0.68％이기 때문에, 필라멘트의 중심 펄라이트 면적률이 하한 미만의 93％이며, 인장 강도가 3134MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

비교예 26은, C 함유량이 상한 초과의 1.23％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 27은, Si 함유량이 하한 미만의 0.12％이기 때문에, 인장 강도가 3142MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

비교예 28은, Si 함유량이 상한 초과의 0.65％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 29는, Mn 함유량이 하한 미만의 0.09％이기 때문에, 인장 강도가 3136MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

비교예 30은, Mn 함유량이 상한 초과의 1.04％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 31은, Al 함유량이 상한 초과의 0.012％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 32는, N 함유량이 상한 초과의 0.0055％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 33은, 표층부가 측정 하한 이하 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다. 또한, 표층부가 측정 하한 이하란, 표층의 C 함유량이 중심부의 C 함유량의 95％ 초과로 되는 경우를 말한다. 이 경우, 라멜라 시멘타이트 두께비는 96％로 95％ 초과의 값으로 되었다. 계측 시에는, (수학식 3) 또는 (수학식 4)에 의해, 미리 결정된 부위를 표층부로 간주하여 라멜라 시멘타이트 두께비를 계측하였다.

비교예 34는, 표층부의 두께가 상한 초과의 21.3㎛이기 때문에, 필라멘트의 인장 강도가 3108MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

실시예 2

성분 조성이, 또한, 질량％로, Ti: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Cr: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Co: 0％ 초과 0.5000％ 이하, V: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Cu: 0％ 초과 0.2000％ 이하, Nb: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Mo: 0％ 초과 0.2000％ 이하, W: 0％ 초과 0.200％ 이하, B: 0％ 초과 0.0030％ 이하, REM: 0％ 초과 0.0050％ 이하, Ca: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Mg: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Zr: 0.0005％ 초과 0.0100％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 경우에 대해서, 본 발명의 효과를, 본 발명예와 비교예를 사용하여 설명한다.

표 3에는, 본 발명예와 비교예의 성분 조성을 기재하였다.

표 3의 Al 조성에 있어서, 「---」의 기재는, Al 검출 한계값 미만인 것을 나타낸다.

표 3에 있어서, Al 이외의 성분 조성에서, 「---」의 기재는, 함유하고 있지 않은 것을 나타낸다.

본 발명예 35-58 및 비교예 59-68의 고강도 스틸 코드용 필라멘트는, 1) 인라인 열처리 공정 S02를 실시한 고강도 스틸 코드용 선재를, 조신선을 실시한 후에 마무리 신선함으로써 제조하였다.

얻어진 고강도 스틸 코드용 필라멘트에 대해서, 중심 펄라이트 면적률(％), 선 직경 R(mm), 표층부의 두께(㎛), 표층부와 중심부의 라멜라 시멘타이트의 두께비(％), 딜라미네이션의 유무 및 인장 강도(MPa)를 평가하였다.

마무리 신선은, 브라스 도금된 고강도 스틸 코드용 강선에 대하여 습식 신선을 행하여, 선 직경 0.15mm 이상 0.35mm 이하로 한다.

또한, 딜라미네이션의 발생 유무는, 필라멘트에 비틀림 시험을 행함으로써 판정하였다. 딜라미네이션이 발생하고 있는 필라멘트에 비틀림 시험을 행한 경우, 비틀기 파단에 의해 발생하는 파면이 전단 파면이 아니고 세로 균열에 따른 파면이 되므로, 비틀림 파단한 강선의 파단 형상을 눈으로 검사함으로써, 딜라미네이션의 유무를 판정할 수 있다.

평가 결과를 표 4에 나타낸다.

본 발명예 35-58은, 필라멘트의 인장 강도가 3200MPa 이상이고, 딜라미네이션 현상의 발생이 없고, 종합 평가는 우량(G)이었다.

비교예 59∼68의 종합 평가는 불량(B)이었다. 이하, 비교예 59∼68의 종합 평가가 불량(B)인 이유에 대하여 설명한다.

비교예 59는, C 함유량이 하한 미만의 0.68％이기 때문에, 필라멘트의 중심 펄라이트 면적률이 하한 미만의 94％로 되고, 인장 강도가 3146MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

비교예 60은, C 함유량이 상한 초과의 1.23％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 61은, Si 함유량이 하한 미만의 0.12％이기 때문에, 인장 강도가 3168MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

비교예 62는, Si 함유량이 상한 초과의 0.65％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 63은, Mn 함유량이 하한 미만의 0.09％이기 때문에, 인장 강도가 3154MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

비교예 64는, Mn 함유량이 상한 초과의 1.04％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 65는, Al 함유량이 상한 초과의 0.012％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 66은, N 함유량이 상한 초과의 0.0055％이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다.

비교예 67은, 표층부가 측정 하한 이하이기 때문에, 딜라미네이션이 발생하였다. 또한, 표층부가 측정 하한 이하란, 표층의 C 함유량이 중심부의 C 함유량의 95％ 초과로 되는 경우를 말한다. 이 경우, 라멜라 시멘타이트 두께비는 96％로 95％ 초과의 값이 되었다. 계측 시에는, (수학식 3) 또는 (수학식 4)에 의해, 미리 결정된 부위를 표층부로 간주하여 라멜라 시멘타이트 두께비를 계측하였다.

비교예 68은, 표층부의 두께가 상한 초과인 21.1㎛이기 때문에, 필라멘트의 인장 강도가 3129MPa로 3200MPa 미만의 값이었다.

이상으로부터, 본 발명에 따르면, 강도가 높고, 또한, 가공성이 우수하여, 고강도의 스틸 코드를 안정되게 제조하는 것이 가능한 고강도 스틸 코드용 필라멘트의 제공 가능한 것이 확인되었다.

본 발명의 고강도 스틸 코드용 필라멘트는, 스틸 코드의 제조에 이용 가능하다.

20: 고강도 스틸 코드용 필라멘트
21: 표층부
22: 중심부
25: 표층부의 계측점
26: 중심부의 계측점

Claims

선 직경 R이 0.1mm 이상 0.4mm 이하이며;
성분 조성이, 질량％로, C: 0.70％ 이상 1.20％ 이하, Si: 0.15％ 이상 0.60％ 이하, Mn: 0.10％ 이상 1.00％ 이하, N: 0.0010％ 이상 0.0050％ 이하, Al: 0％ 초과 0.0100％ 이하, 잔부가 Fe 및 불순물이며;
표층부와 중심부를 갖고, 상기 표층부는 상기 중심부를 덮고;
상기 표층부의 두께는, 0.01×R 이상 0.10×R 이하이며;
상기 중심부는, 펄라이트 조직을 면적％로 95％ 이상 100％ 이하의 비율로 함유하고 있고;
상기 표층부의 C 함유량은, 상기 중심부에 있어서의 C 함유량의 40％ 이상 95％ 이하이며;
상기 표층부의 두께의 중심에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께의 상기 중심부에 있어서의 라멜라 시멘타이트의 두께에 대한 비율이 71% 이상 95％ 이하인;
것을 특징으로 하는 고강도 스틸 코드용 필라멘트.
제1항에 있어서, 상기 성분 조성이, 질량％ Ti: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Cr: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Co: 0％ 초과 0.5000％ 이하, V: 0％ 초과 0.5000％ 이하, Cu: 0％ 초과 0.2000％ 이하, Nb: 0％ 초과 0.1000％ 이하, Mo: 0％ 초과 0.2000％ 이하, W: 0％ 초과 0.200％ 이하, B: 0％ 초과 0.0030％ 이하, REM: 0％ 초과 0.0050％ 이하, Ca: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Mg: 0.0005％ 초과 0.0050％ 이하, Zr: 0.0005％ 초과 0.0100％ 이하 중 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 스틸 코드용 필라멘트.