JP2000319757A - 鋼線材、鋼線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】伸線加工性や冷間圧延加工性に優れた線材を得
て、それを素材とする鋼線を高い生産性の下に歩留り良
く廉価に提供する。 【解決手段】C：0.93〜1.20％、Si：0.1〜1.0％、Mn：
0.1〜1.0％、Cr≦1.0％、Cu≦0.5％、Ni≦1.0％、Co≦
2.0％、Mo≦0.5％、W≦0.5％、V≦0.2％、Nb≦0.1％、R
EM≦0.03％、Ca≦0.003％、Mg≦0.003％、B≦0.005％を
含有し、残部はFe及び不純物で不純物中のAl≦0.0020
％、insol.Al≦0.0012％、Ti≦0.0020％、N≦0.0050
％、P≦0.012％、S≦0.01％、O≦0.0020％で、Ti(％)×
N(％)≦６×１０^-6、N(％)−1.3B(％)−0.3Ti(％）≦0.
0035％である線材。不純物中のSn≦0.005％、As≦0.003
％、Sb≦0.003％であれば一層よい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼線材、鋼線及び
その製造方法に関する。より詳しくは、例えば、自動車
のラジアルタイヤや、各種産業用ベルトやホースの補強
材として用いられるスチールコード、更には、ソーイン
グワイヤなどの用途に好適な鋼線材と、前記の鋼線材を
素材とする鋼線及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のラジアルタイヤや、各種のベル
ト、ホースの補強材として用いられるスチールコード用
鋼線、あるいは、ソーイングワイヤ用の鋼線は、一般
に、熱間圧延後調整冷却した線径（直径）が５〜６ｍｍ
の鋼線材（以下、「鋼線材を」単に「線材」という）
を、１次伸線加工して直径を３〜４ｍｍにし、次いで、
パテンティング処理を行い、更に２次伸線加工して１〜
２ｍｍの直径にする。この後、最終パテンティング処理
を行い、次いで、ブラスメッキを施し、更に最終湿式伸
線加工を施して直径０．２〜０．４ｍｍにする。このよ
うにして得られた極細鋼線を、更に撚り加工で複数本撚
り合わせて撚鋼線とすることでスチールコードが製造さ
れる。

【０００３】一般に、線材を鋼線に加工する際や鋼線を
撚り加工する際に断線が生ずると、生産性と歩留りが大
きく低下してしまう。したがって、上記技術分野に属す
る線材や鋼線は、伸線加工時、冷間圧延加工時や撚り加
工時に断線しないことが強く要求される。

【０００４】一方では、近年、種々の目的からスチール
コードなどを軽量化する動きが高まってきた。このた
め、前記の各種製品に対して高強度が要求されるように
なり、上記のＣ含有量が０．８％未満の炭素鋼線材など
では、所望の高強度が得られなくなっている。このた
め、Ｃ含有量が高くて鋼線に高い強度を確保させること
ができる線材に対する要求が極めて大きくなっている。

【０００５】上記した近年の産業界からの要望に対し
て、偏析やミクロ組織を制御し、線材の伸線加工性や冷
間圧延加工性を高めて大きな真歪量の冷間加工を施し、
この際の加工硬化を利用して高強度化を図る技術が提案
されている。

【０００６】例えば、特公平７−１１０６０号公報に
は、線材のＭｎの偏析を制御する「伸線加工性のすぐれ
た高強度鋼線材」が開示されている。しかし、この公報
で提案された技術は、線材におけるＭｎの偏析ピーク幅
を小さくするために、鋳片サイズを大きくとって圧減
比を高める、中心偏析を改善するために鋳造時の溶鋼
過熱度を低めとする、鋳型内電磁攪拌を行う、凝固
末期に鋳片に圧下をかける、鋳片を均熱炉中で加熱し
偏析元素を拡散させる、などの特殊な処理を必要とす
る。このため、線材の製造工程や製造設備が異なる場合
には、必ずしも適用できないものであるし、たとえ適用
できたとしても製造コストが嵩むものであった。更に、
Ｍｎの偏析を制御するものの、不純物元素に対する配慮
がなされていないので、大きな真歪量の冷間加工を施す
と断線する場合があって、必ずしも所望の高強度を鋼線
に付与できるというものではなかった。

【０００７】特開平６−１４５８９５号公報には、特定
の化学組成を有する鋼材からなり、初析セメンタイトの
含有平均面積率、更には、非金属介在物組成をも規定し
た「高強度高靱性鋼線材、該鋼線材を用いた極細鋼線お
よびその製法並びに撚り鋼線」が開示されている。しか
し、この公報で提案された技術においても不純物元素に
対する配慮がなされていないので、必ずしも所望の高強
度を鋼線に付与できるというものではなく、例えば、そ
の実施例に示されているように、直径０．２０ｍｍの極
細線における引張強さは高々４１８ｋｇｆ／ｍｍ² （４
０９９ＭＰａ）と低いものである。

【０００８】特許番号第２７３５６４７号公報には、
「高強度高延性鋼線材および高強度高延性極細鋼線の製
造方法」が開示されている。しかし、この公報で提案さ
れた技術は、不純物元素のうち単にＡｌの含有量を０．
００３重量％以下に制限したり、あるいは、前記Ａｌ含
有量の制限に加えてＣ、Ｍｎ及びＣｒの偏析を抑制する
だけで、冷間加工性、なかでも伸線加工性に影響を及ぼ
す他の不純物元素に対する配慮がなされていない。この
ため、必ずしも所望の高強度を鋼線に付与できるという
ものではなく、例えば、その実施例中の第１図及び表４
に示されているように、直径０．４ｍｍの極細線の引張
強さは高々４１９．０ｋｇｆ／ｍｍ² （４１０９ＭＰ
ａ）と低い。なお、この公報で提案された技術の場合、
冷間加工性、なかでも伸線加工性に悪影響を及ぼすＡｌ
以外の不純物元素に対する配慮がなされていないため、
高い伸線加工度（大きな真歪量）で伸線加工する場合に
は加工中に断線することが多くなる。このため、たとえ
直径０．１ｍｍで４７０〜５１０ｋｇｆ／ｍｍ² （４６
０９〜５００１ＭＰａ）の強度を有する極細鋼線が得ら
れても、工業的な規模での安定した生産性という点から
は必ずしも満足できるものではなかった。

【０００９】特開平８−２６００９７号公報には、炭素
を０．８０〜０．８５重量％含有する炭素鋼線材を使用
する「ゴム補強用極超高強度スチールワイヤおよびスチ
ールコード」が開示されている。しかし、この公報で提
案された技術は、素材となる線材の炭素含有量が０．８
０〜０．８５重量％と低いため、パテンティング材の引
張強さが十分でなく、又、伸線加工時や冷間圧延加工時
の単位真歪み量あたりの引張強さ増加量、つまり、加工
硬化率も十分でない。したがって、最終伸線で極めて大
きな加工度で伸線加工する必要があるが、不純物元素に
対する配慮がなされていないので、大きな真歪量の伸線
加工を施すと断線する場合があって、必ずしも所望の高
強度を鋼線に付与できるというものではなかった。

【００１０】なお、上記の真歪（ε）とは加工（伸線や
冷間圧延加工）前の線材や鋼線の直径（ｄ₀ ）と加工後
の鋼線の直径（ｄ）を用いて下記の（ｉ）式で表される
ものである。

【００１１】ε＝２ｌｏｇ_e（ｄ₀／ｄ）・・・（ｉ）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、スチールコードやソ
ーイングワイヤなどの用途に好適な伸線加工性や冷間圧
延加工性に優れた線材を得るとともに、前記の線材を素
材とする鋼線を高い生産性の下に歩留り良く廉価に提供
することである。本発明のもう１つの目的は、前記の鋼
線として、特に、直径が０．４ｍｍ以下、引張強さが４
５００ＭＰａ以上で、しかも、撚り加工を模擬した捻回
試験で縦割れを生じない高強度鋼線を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）と（２）に示す線材、（３）に示す鋼線及び
（４）に示す鋼線の製造方法にある。

【００１４】（１）重量％で、Ｃ：０．９３〜１．２０
％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０
％、Ｃｒ：１．０％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｎｉ：
１．０％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｍｏ：０．５％以
下、Ｗ：０．５％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｎｂ：０．
１％以下、ＲＥＭ（希土類元素）：０．０３％以下、Ｃ
ａ：０．００３％以下、Ｍｇ：０．００３％以下、Ｂ：
０．００５％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純
物から成り、不純物中のＡｌは０．００２０％以下、ｉ
ｎｓｏｌ．Ａｌは０．００１２％以下、Ｔｉは０．００
２０％以下、Ｎは０．００５０％以下、Ｐは０．０１２
％以下、Ｓは０．０１％以下、Ｏ（酸素）は０．００２
０％以下で、更に、下記式で表されるｆｎ１の値が６
×１０^-6以下、且つ、下記式で表されるｆｎ２の値が
０．００３５％以下を満足する鋼線材。

【００１５】 ｆｎ１＝Ｔｉ(％)×Ｎ(％)・・・・・ ｆｎ２＝Ｎ(％)−１．３Ｂ(％)−０．３Ｔｉ(％)・・・・・ （２）重量％で、更に不純物中のＳｎが０．００５％以
下、Ａｓが０．００３％以下、Ｓｂが０．００３％以下
である上記（１）に記載の鋼線材。

【００１６】（３）上記（１）又は（２）に記載の化学
組成を有し、直径が０．４ｍｍ以下で、引張強さが４５
００ＭＰａ以上である鋼線。

【００１７】（４）上記（１）又は（２）に記載の鋼線
材を冷間加工後に、最終熱処理、メッキ処理、湿式伸線
加工をこの順に施す鋼線の製造方法。

【００１８】ここで、「ｉｎｓｏｌ．Ａｌ」とは、所謂
「酸不溶Ａｌ」で、本発明においてはＡｌ₂Ｏ₃としての
Ａｌを指す。

【００１９】又、「線材」とは、棒状に熱間圧延された
鋼で、コイル状に巻かれた鋼材を指し、所謂「バーイン
コイル」を含むものである。

【００２０】線材を鋼線に加工するための「冷間加工」
には、通常の穴ダイスを用いた伸線加工だけでなく、ロ
ーラダイスを用いた伸線加工、所謂「２ロール圧延
機」、「３ロール圧延機」や「４ロール圧延機」を用い
た冷間圧延加工を含む。

【００２１】「最終熱処理」とは、最終のパテンティン
グ処理を指す。又、「メッキ処理」は、ブラスメッキ、
Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなどのように、次の湿式伸線の
過程における引き抜き抵抗の低減や、スチールコード用
途の場合におけるようなゴムとの密着性を高めることな
どを目的に施されるものをいう。

【００２２】以下、上記の（１）〜（４）に記載のもの
をそれぞれ（１）〜（４）の発明という。

【００２３】本発明者らは、伸線加工性や冷間圧延加工
性に優れ、スチールコードやソーイングワイヤなどの用
途に好適な線材を得て、それによって前記の線材を素材
とする鋼線を高い生産性の下に歩留り良く製造するため
に、調査・研究を重ねた。その結果、下記の知見を得
た。

【００２４】（ａ）引張強さ（以下、ＴＳという）を高
めるためには、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒなどの合金元素の
含有量を増やせばよい。しかし、これら合金元素の含有
量の増加は線材の伸線加工性や冷間圧延加工性（以下、
単に「伸線加工性」ともいう）の低下、つまり、線材を
伸線加工したり冷間圧延加工する際の限界加工度の低下
を招くため、伸線加工時や冷間圧延加工時に断線する頻
度が増加する。又、鋼線の撚り加工性（以下、単に「撚
り加工性」ともいう）が低下して、撚り加工時に縦割れ
が発生する頻度が大きくなる。

【００２５】（ｂ）伸線加工性を高めるとともに、撚り
加工性を高めるためには、不純物元素であるＡｌ、Ｔ
ｉ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｏ（酸素）の含有量を厳しく制限すれ
ばよい。

【００２６】（ｃ）不純物元素のなかのＴｉとＮの含有
量について、前記式で表されるｆｎ１が特定の値以下
の場合、ＴｉＮの析出する温度が低くなってＴｉＮが微
細化するので、良好な伸線加工性と撚り加工性が得られ
る。

【００２７】（ｄ）不純物元素としてのＮを、同じ不純
物元素であるＴｉと結合させて微細なＴｉＮとして固定
することに加えて、Ｂを添加してＢＮを形成させてＮを
固定すれば、鋼中の固溶Ｎ(所謂「フリーＮ」)量が大き
く減少するので、伸線加工性や撚り加工性が大きく向上
する。

【００２８】（ｅ）Ｏ（酸素）の含有量を低くして酸化
物系介在物の総量を減らすことに加えて、硬質の酸化物
系介在物であるＡｌ₂Ｏ₃の生成量、換言すればｉｎｓｏ
ｌ．Ａｌの量を低減すれば、伸線加工性や撚り加工性が
大きく向上する。

【００２９】（ｆ）不純物元素としてのＳｎ、Ａｓ及び
Ｓｂの含有量を厳しく制限すれば、伸線加工性や撚り加
工性が極めて良好になる。

【００３０】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各要件について詳
しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は
「重量％」を意味する。

【００３２】（Ａ）化学組成 Ｃ：０．９３〜１．２０％ Ｃは、線材の強度を高めるのに有効な元素である。しか
し、その含有量が０．９３％未満の場合には、ＴＳで４
５００ＭＰａ以上といった高い強度を安定して鋼線に付
与させることが困難である。一方、Ｃの含有量が多すぎ
ると鋼材が硬質化して伸線加工性や撚り加工性の低下を
招く。特に、Ｃ含有量が１．２０％を超えると、初析セ
メンタイト（つまり、旧オーステナイト粒界に沿うセメ
ンタイト）の生成を防止することが困難になって、後述
の不純物元素を規定の含有量まで低減しても、伸線加工
時に断線が頻発する。又、撚り加工時に縦割れが多発す
る。したがって、Ｃの含有量を０．９３〜１．２０％と
した。

【００３３】Ｓｉ：０．１〜１．０％ Ｓｉは、強度を高めるのに有効な元素である。更に、脱
酸剤として必要な元素でもある。しかし、その含有量が
０．１％未満では添加効果に乏しく、一方、１．０％を
超えると伸線加工での限界加工度が低下し、ＴＳで４５
００ＭＰａ以上という所望の高強度が得られない。した
がって、Ｓｉの含有量を０．１〜１．０％とした。

【００３４】Ｍｎ：０．１〜１．０％ Ｍｎは、強度を高める作用に加えて、鋼中のＳをＭｎＳ
として固定して熱間脆性を防止する作用を有する。しか
し、その含有量が０．１％未満では前記の効果が得難
い。一方、Ｍｎは偏析しやすい元素であり、１．０％を
超えると特に線材の中心部に偏析し、その偏析部にはマ
ルテンサイトやベイナイトが生成するので、伸線加工性
が低下してしまう。したがって、Ｍｎの含有量を０．１
〜１．０％とした。

【００３５】Ｃｒ：１．０％以下 Ｃｒは添加しなくてもよい。添加すれば、パーライトの
ラメラ間隔を小さくして圧延後及びパテンティング後の
強度を高める作用を有する。又、伸線加工を初めとする
冷間加工時の加工硬化率を高める働きがあるので、Ｃｒ
の添加によって比較的低い加工率でも高強度を得ること
ができる。こうした効果を確実に得るには、Ｃｒは０．
１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が１．０％を超えると、パーライト変態が終了す
るまでの時間が長くなり、熱間圧延後の線材の中心部に
マルテンサイトやベイナイトが生成するため、伸線加工
中の断線頻度が増加する。したがって、Ｃｒの含有量を
１．０％以下とした。

【００３６】Ｃｕ：０．５％以下 Ｃｕは添加しなくてもよい。添加すれば耐食性を高める
作用がある。この効果を確実に得るには、Ｃｕは０．０
５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が０．５％を超えると結晶粒界に偏析して鋼塊の
分塊圧延や線材の熱間圧延など熱間加工時における割れ
や疵の発生が顕著になる。したがって、Ｃｕの含有量を
０．５％以下とした。

【００３７】Ｎｉ：１．０％以下 Ｎｉは添加しなくてもよい。添加すれば、フェライト中
に固溶してフェライトの靱性を向上させる効果を発揮す
る。この効果を確実に得るには、Ｎｉは０．１％以上の
含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が
１．０％を超えると、焼入れ性が高くなり過ぎてマルテ
ンサイトが生成し易くなり伸線加工性が劣化する。した
がって、Ｎｉの含有量を１．０％以下とした。

【００３８】Ｃｏ：２．０％以下 Ｃｏは添加しなくても良い。添加すれば、初析セメンタ
イトの析出を防止し、更にパーライトを微細化して強度
を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｃ
ｏは０．２％以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、２．０％を超えて含有させても前記の効果は飽和
し、コストが嵩むばかりである。したがって、Ｃｏの含
有量を２．０％以下とした。

【００３９】Ｍｏ：０．５％以下 Ｍｏは添加しなくてもよい。添加すれば、セメンタイ
ト、フェライト中に固溶し、強度を高める作用がある。
この効果を確実に得るには、Ｍｏは０．０５％以上の含
有量とすることが好ましい。一方、０．５％を超える
と、焼入れ性が高くなり過ぎてマルテンサイトが生成し
易くなり伸線加工性が劣化する。したがって、Ｍｏの含
有量を０．５％以下とした。

【００４０】Ｗ：０．５％以下 Ｗは添加しなくてもよい。添加すれば、セメンタイト、
フェライト中に固溶し、強度を高める作用がある。この
効果を確実に得るには、Ｗは０．０５％以上の含有量と
することが好ましい。一方、０．５％を超えると、焼入
れ性が高くなり過ぎてマルテンサイトが生成し易くなり
伸線加工性が劣化する。したがって、Ｗの含有量を０．
５％以下とした。

【００４１】Ｖ：０．２％以下 Ｖは添加しなくてもよい。添加すれば、オーステナイト
結晶粒を微細化させ、延性及び靱性を高める作用を有す
る。この効果を確実に得るには、Ｖは０．０５％以上の
含有量とすることが好ましい。しかし、０．２％を超え
て含有させても前記の効果は飽和し、コストが嵩むばか
りである。したがって、Ｖの含有量を０．２％以下とし
た。

【００４２】Ｎｂ：０．１％以下 Ｎｂは添加しなくてもよい。添加すれば、オーステナイ
ト結晶粒を微細化させ、延性及び靱性を高める作用を有
する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．０１％以
上の含有量とすることが好ましい。しかし、０．１％を
超えて含有させても前記の効果は飽和し、コストが嵩む
ばかりである。したがって、Ｎｂの含有量を０．１％以
下とした。

【００４３】ＲＥＭ（希土類元素）：０．０３％以下 ＲＥＭは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工性
を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｒ
ＥＭは０．００１％以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、ＲＥＭを０．０３％を超えて含有させても
前記の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。した
がって、ＲＥＭの含有量を０．０３％以下とした。な
お、本発明でいう「ＲＥＭの含有量」は、「ＲＥＭの合
計の含有量」を指す。

【００４４】Ｃａ：０．００３％以下 Ｃａは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工性を
高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｃａ
は０．０００１％以上の含有量とすることが好ましい。
しかし、Ｃａを０．００３％を超えて含有させても前記
の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。したがっ
て、Ｃａの含有量を０．００３％以下とした。

【００４５】Ｍｇ：０．００３％以下 Ｍｇは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工性を
高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｍｇ
は０．０００１％以上の含有量とすることが好ましい。
しかし、Ｍｇを０．００３％を超えて含有させても前記
の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。したがっ
て、Ｍｇの含有量を０．００３％以下とした。

【００４６】Ｂ：０．００５％以下 Ｂは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼中に固溶した
Ｎと結合してＢＮを形成し、固溶Ｎを低減して、伸線加
工性を向上させ、更に、撚り加工時の縦割れ発生を抑制
する効果がある。この効果を確実に得るには、後述する
ように不純物元素としてのＮ、Ｔｉの含有量にもよる
が、０．０００３％以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、Ｂを０．００５％を超えて含有させると粗
大なＢＮが生成するので、伸線加工性や撚り加工性が低
下する。したがって、Ｂの含有量を０．００５％以下と
した。

【００４７】更に、（１）の発明においては、不純物元
素であるＡｌ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｏ（酸素）の含有量
を下記のとおりに制限する。

【００４８】Ａｌ：０．００２０％以下 ＡｌはＡｌ₂Ｏ₃を主成分とする酸化物系介在物を形成し
て伸線加工性や撚り加工性を低下させてしまう。特にそ
の含有量が０．００２０％を超えると、前記酸化物系介
在物が粗大化して、伸線加工中の断線や撚り加工時の縦
割れが多発する。したがって、Ａｌの含有量を０．００
２０％以下とした。

【００４９】ｉｎｓｏｌ．Ａｌ：０．００１２％以下 既に述べたように、「ｉｎｓｏｌ．Ａｌ」とは所謂「酸
不溶Ａｌ」で、本発明においてはＡｌ₂Ｏ₃としてのＡｌ
を指す。トータルのＡｌ含有量を前記の０．００２０％
以下に制限した上で、ｉｎｓｏｌ．Ａｌ量を０．００１
２％以下に制限すれば、伸線加工中の断線や撚り加工時
の縦割れの発生頻度が低下して工業的な規模で十分な生
産性を確保することができる。したがって、ｉｎｓｏ
ｌ．Ａｌ量を０．００１２％以下とした。

【００５０】Ｔｉ：０．００２０％以下 ＴｉはＮと結合してＴｉＮを形成する。このＴｉＮが粗
大な場合、伸線加工中の断線や撚り加工時の縦割れ発生
の起点となるので伸線加工性や撚り加工性が低下してし
まうが、後述のように、ＴｉとＮの含有量について前記
式で表されるｆｎ１が６×１０^-6以下の場合には、Ｔ
ｉＮの析出する温度が低くなってＴｉＮが微細化するの
で、伸線加工性や撚り加工性が低下することはない。し
かし、ｆｎ１の値を６×１０^-6以下にするために、Ｎの
含有量を０．００３％程度を下回って低くすることは製
鋼コストが嵩んで経済性に欠ける。このため、Ｔｉの含
有量を低く制限するのがよいので、Ｔｉの含有量を０．
００２０％以下とした。

【００５１】Ｎ：０．００５０％以下 Ｎは冷間での伸線加工中に転位に固着して鋼線の強度を
上昇させる反面で、伸線加工性を低下させ、更に撚り加
工時の縦割れ発生を助長する。特に、その含有量が０．
００５０％を超えると伸線加工性や撚り加工性の低下が
著しくなる。したがって、Ｎの含有量を０．００５０％
以下とした。

【００５２】Ｐ：０．０１２％以下 Ｐは粒界に偏析して伸線加工性や撚り加工性を低下させ
てしまう。特に、その含有量が０．０１２％を超えると
伸線加工性や撚り加工性の低下が著しくなる。したがっ
て、Ｐの含有量を０．０１２％以下とした。

【００５３】Ｓ：０．０１％以下 Ｓは伸線加工性や撚り加工性を低下させてしまう。特
に、その含有量が０．０１％を超えると伸線加工性や撚
り加工性の低下が著しくなる。したがって、Ｓの含有量
を０．０１％以下とした。

【００５４】Ｏ（酸素）：０．００２０％以下 Ｏは酸化物系介在物を形成して伸線加工性や撚り加工性
を低下させてしまう。特に、Ｏの含有量が０．００２０
％を超えると、酸化物系介在物が粗大化するので伸線加
工性や撚り加工性の低下が著しくなって、伸線加工時や
撚り加工時に断線が多発する。したがって、Ｏの含有量
を０．００２０％以下とした。

【００５５】ｆｎ１：６×１０^-6以下 ＴｉはＮと結合してＴｉＮを形成する。このＴｉＮが粗
大な場合、伸線加工時や撚り加工時の断線起点となるの
で伸線加工性や撚り加工性が低下してしまう。上記Ｔｉ
Ｎのサイズは鋼中での析出温度と密接な関係を有し、高
温で析出するほど粗大になる。ＴｉＮの析出温度は前記
した式で表されるｆｎ１で決定され、この値が６×１
０^-6を超えると、ＴｉＮの析出する温度が高くなってＴ
ｉＮが粗大化し、伸線加工性や撚り加工性が低下する。
このためｆｎ１の値を６×１０^-6以下とした。

【００５６】ｆｎ２：０．００３５％以下 鋼材の素地（マトリックス）中に固溶したＮは、冷間で
の伸線加工中や冷間圧延加工中に転位に固着して鋼線の
強度を上昇させる反面で、伸線加工性や撚り加工性を低
下させてしまう。Ｎは、Ｔｉ、Ｂと結合してＴｉＮ、Ｂ
Ｎを形成する傾向が強いため、上記の固溶Ｎ量は前記し
た式で表されるｆｎ２で見積もることができ、この値
が０．００３５％を超えると伸線加工性や撚り加工性の
低下が大きい。したがって、ｆｎ２の値を０．００３５
％以下とした。

【００５７】不純物元素としてのＳｎ、Ａｓ及びＳｂの
含有量を制限すれば、伸線加工性や撚り加工性を一層高
めることができる。このため、極めて優れた伸線加工性
や撚り加工性が要求される場合には、前記した各種元素
に加えてＳｎ、Ａｓ及びＳｂの含有量を厳しく制限する
のがよい。したがって、（２）の発明においては、不純
物元素であるＳｎ、Ａｓ及びＳｂの含有量を下記のとお
りに制限する。

【００５８】Ｓｎ：０．００５％以下 Ｓｎは、特に製鋼原料にスクラップを用いる場合に不純
物元素として混入するが、その含有量を０．００５％以
下に制限すると極めて良好な伸線加工性と撚り加工性が
得られる。したがって、Ｓｎの含有量を０．００５％以
下とした。

【００５９】Ａｓ：０．００３％以下 Ａｓは、特に製鋼原料にスクラップを用いる場合に不純
物元素として混入するが、その含有量を０．００３％以
下に制限すると極めて良好な伸線加工性と撚り加工性が
得られる。したがって、Ａｓの含有量を０．００３％以
下とした。

【００６０】Ｓｂ：０．００３％以下 Ｓｂも、特に製鋼原料にスクラップを用いる場合に不純
物元素として混入するが、その含有量を０．００３％以
下に制限すると極めて良好な伸線加工性と撚り加工性が
得られる。したがって、Ｓｂの含有量を０．００３％以
下とした。

【００６１】（Ｂ）鋼線の直径とＴＳ 鋼線の強度を高めて最終製品の重量を軽減したいという
産業界の要請に応えるため、（３）の発明の鋼線におい
ては、前記（Ａ）項の化学組成に加えて、その直径とＴ
Ｓも規定する。つまり、（３）の発明に係る鋼線はその
直径を０．４ｍｍ以下とし、ＴＳを４５００ＭＰａ以上
とする。直径が０．４ｍｍを超えると、撚り加工性が低
下したり製品重量が大きくなってしまう。一方、ＴＳが
４５００ＭＰａを下回ると、直径が０．４ｍｍ以下の場
合には、最終製品に所望の強度を付与できないことがあ
る。

【００６２】したがって、（３）の発明に係る鋼線は、
その直径を０．４ｍｍ以下、ＴＳを４５００ＭＰａ以上
とした。鋼線のＴＳは４６００ＭＰａ以上であることが
好ましい。

【００６３】なお、鋼線の直径の下限値とＴＳの上限値
は特に規定されるものではない。しかし、自動車のラジ
アルタイヤの補強材として最も多く用いられるスチール
コードの直径が０．１５ｍｍ以上であるので、鋼線の直
径は０．１５ｍｍ以上であることが望ましい。一方、最
終製品の軽量化を果たすためにＴＳは高ければ高いほど
よい。

【００６４】（Ｃ）鋼線の製造方法 スチールコード用やソーイングワイヤ用の極細鋼線は、
（４）の発明の方法で製造される。つまり、前記（Ａ）
項に記した化学組成を有する線材に、穴ダイスを用いた
伸線加工、ローラダイスを用いた伸線加工、所謂「２ロ
ール圧延機」、「３ロール圧延機」や「４ロール圧延
機」を用いた冷間圧延加工など通常の冷間加工を施し
て、中間処理段階の鋼線が加工される。この中間処理段
階の鋼線に、通常の方法で、最終熱処理及び、ブラスメ
ッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなど、次の湿式伸線の過
程における引き抜き抵抗の低減や、ゴムとの密着性の向
上などを目的とするメッキ処理を施し、更に湿式伸線を
行うことで極細鋼線が製造される。

【００６５】なお、「最終熱処理」が最終のパテンティ
ング処理を指すことは既に述べたとおりで、この処理
は、その組織が微細なパーライトを主体とし、高強度で
伸線加工性や撚り加工性に優れた鋼線を得ることを目的
に施されるものである。なお、最終熱処理後の組織は、
パーライトの面積率が９０％以上であることが好まし
い。又、最終熱処理後の鋼線のＴＳは１５００ＭＰａ以
上であることが好ましく、１５７０ＭＰａ以上であれば
一層好ましい。

【００６６】鋼線にＴＳで４５００ＭＰａ以上の高強度
を確実に付与するためには、最終熱処理とメッキ処理を
施した後の湿式伸線は、下記式で表されるｆｎ３以上
の真歪量で行うことが好ましい。

【００６７】 ｆｎ３＝４．４−｛Ｃ(％)−０．９｝^3/4 −０．５｛Ｃｒ(％)^3/4 ｝−０．２Ｍ ｎ(％)−０．１５Ｓｉ(％)−０．２５｛Ｍｏ(％)＋Ｗ(％)｝・・・・・ なお、既に述べたように、真歪（ε）は伸線前の鋼線の
直径（ｄ₀ ）と伸線後の鋼線の直径（ｄ）を用いて下記
の（ｉ）式で表されるものである。

【００６８】ε＝２ｌｏｇ_e（ｄ₀／ｄ）・・・（ｉ） 上記のようにして得られた極細鋼線は、この後所定の最
終製品へと加工される。例えば、極細鋼線を更に撚り加
工で複数本撚り合わせて撚鋼線とすることでスチールコ
ードが成形される。

【００６９】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。

【００７０】

【実施例】表１、表２に示す化学組成を有する鋼Ａ〜Ｚ
及び鋼Ａ１〜Ｆ１を１５０ｋｇ真空溶解炉を用いて溶製
した。表１における鋼Ｂ〜Ｄ、鋼Ｆ〜Ｏ及び表２におけ
る鋼Ａ１〜Ｆ１は化学組成が本発明で規定する含有量の
範囲内にある本発明例である。一方、表１における鋼
Ａ、鋼Ｅ及び表２における鋼Ｐ〜Ｚは成分のいずれかが
本発明で規定する含有量の範囲から外れた比較例であ
る。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】次いで、これらの鋼を通常の方法で熱間鍛
造して直径８０ｍｍの丸棒とした後、１１５０℃に加熱
してから圧延仕上げ温度９００℃で直径５．５ｍｍの線
材に熱間圧延した。

【００７４】このようにして得た線材に一次伸線加工、
一次パテンティング処理、二次伸線加工を施し、直径
１．８ｍｍの鋼線とした。この後更に、最終のパテンテ
ィング処理（オーステナイト化条件：１０００℃×２０
秒、鉛浴処理：５７０℃×３０秒）を施し、引き続き通
常の方法でブラスメッキを行った後、各ダイスでの減面
率が平均で２０％となるパススケジュールで、直径０．
４ｍｍ以下（具体的には０．３０〜０．２３ｍｍ）まで
湿式伸線加工を行った。

【００７５】最終のパテンティング処理を施した直径
１．８ｍｍの鋼線について引張試験を行った。又、直径
０．４ｍｍ以下の０．３０〜０．２３ｍｍまで伸線でき
た鋼線について、それぞれ引張試験と捻回試験を行っ
た。なお、捻回試験は線径（直径）の１００倍の長さの
部分を１５ｒｐｍで断線するまで捻り、縦割れが生じた
かどうかをトルク曲線で判定した。すなわち、断線する
前に一旦トルクが減少した場合に縦割れが生じたと判断
した。

【００７６】表３及び表４に前記の各試験結果をまとめ
て示す。

【００７７】

【表３】

【００７８】

【表４】

【００７９】表３、表４から明らかなように、比較例の
鋼Ａ、鋼Ｅ及び鋼Ｐ〜Ｚを用いた試験番号の場合、つま
り、Ａｌとｉｎｓｏｌ．Ａｌの含有量がそれぞれ０．０
０２０％、０．００１２％を上回る試験番号１、Ｃ含有
量が１．２０％を上回る試験番号９、Ｂ含有量が０．０
０５％を上回る試験番号３１、Ｐ含有量が０．０１２％
を超える試験番号３２、Ａｌ含有量が０．００２０％を
上回る試験番号３３、ｉｎｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．０
０１２％を上回る試験番号３４、Ｎ含有量が０．００５
０％を上回る試験番号３５、前記式で表されるｆｎ１
の値が６．０×１０^-6を超える試験番号３６〜３８、前
記式で表されるｆｎ２の値が０．００３５％を上回る
試験番号３９、４０、Ｏ含有量が０．００２０％を超え
る試験番号４１は伸線加工性が低く、直径０．４ｍｍよ
り太い線径で断線した。

【００８０】上記の比較例に対して本発明例の鋼を用い
た試験番号、つまり、試験番号２〜８、１０〜３０及び
４２〜５３の場合には、伸線加工性が良好で０．４ｍｍ
以下に伸線可能なため高強度が得られている。

【００８１】上記の本発明例の鋼を用いた試験番号のう
ちでも、最終熱処理とメッキ処理を施した後の湿式伸線
を前記式で表されるｆｎ３以上の真歪量で行った場合
（試験番号４、６〜８、１１、１３〜１６、２３、２
５、２７、２９及び４２〜５３）には、ＴＳで４５００
ＭＰａを上回る高強度が確実に得られることがわかる。

【００８２】なお、本発明例の鋼を用いた試験番号のう
ちでも、鋼中不純物元素としてのＳｎ、Ａｓ、Ｓｂの含
有量が低く、それぞれ０．００５％以下、０．００３％
以下、０．００３％以下である場合（試験番号２〜８、
１０〜１３、１７〜１９、２２〜３０、４２、４３、４
６、４７、５０及び５１）には、線径０．３０〜０．２
３ｍｍの鋼線を用いた捻回試験でいずれも縦割れが発生
せず、撚り加工性は極めて優れていた。

【００８３】

【発明の効果】本発明の線材は伸線加工性に優れるの
で、この線材を素材としてスチールコードやソーイング
ワイヤなどを高い生産性の下に歩留り良く提供すること
ができる。更に、直径が０．４ｍｍ以下、引張強さが４
５００ＭＰａ以上で、しかも、撚り加工性に優れた高強
度鋼線を提供することもできる。

フロントページの続き (72)発明者 西村 彰二 福岡県北九州市小倉北区許斐町１番地住友 金属工業株式会社小倉製鉄所内 Ｆターム(参考） 4E096 EA02 EA13 FA02 FA03 GA03 HA10 HA22 KA09 4K024 AA03 AA09 BA03 BB01 BC03 GA03 GA07 4K032 AA02 AA06 AA07 AA08 AA09 AA10 AA14 AA16 AA19 AA22 AA23 AA31 AA36 AA37 AA40 BA02 CG02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．９３〜１．２０％、Ｓ
   ｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、Ｃ
   ｒ：１．０％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｎｉ：１．０
   ％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｍｏ：０．５％以下、
   Ｗ：０．５％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｎｂ：０．１％
   以下、ＲＥＭ（希土類元素）：０．０３％以下、Ｃａ：
   ０．００３％以下、Ｍｇ：０．００３％以下、Ｂ：０．
   ００５％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物か
   ら成り、不純物中のＡｌは０．００２０％以下、ｉｎｓ
   ｏｌ．Ａｌは０．００１２％以下、Ｔｉは０．００２０
   ％以下、Ｎは０．００５０％以下、Ｐは０．０１２％以
   下、Ｓは０．０１％以下、Ｏ（酸素）は０．００２０％
   以下で、更に、下記式で表されるｆｎ１の値が６×１
   ０^-6以下、且つ、下記式で表されるｆｎ２の値が０．
   ００３５％以下を満足する鋼線材。 ｆｎ１＝Ｔｉ(％)×Ｎ(％)・・・・・ ｆｎ２＝Ｎ(％)−１．３Ｂ(％)−０．３Ｔｉ(％)・・・・・
2. 【請求項２】重量％で、更に不純物中のＳｎが０．００
   ５％以下、Ａｓが０．００３％以下、Ｓｂが０．００３
   ％以下である請求項１に記載の鋼線材。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の化学組成を有し、
   直径が０．４ｍｍ以下で、引張強さが４５００ＭＰａ以
   上である鋼線。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載の鋼線材を冷間加工
   後に、最終熱処理、メッキ処理、湿式伸線加工をこの順
   に施す鋼線の製造方法。