JP3300932B2 - 高張力鋼線の製造方法 - Google Patents

高張力鋼線の製造方法

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JP3300932B2 JP10705292A JP10705292A JP3300932B2 JP 3300932 B2 JP3300932 B2 JP 3300932B2 JP 10705292 A JP10705292 A JP 10705292A JP 10705292 A JP10705292 A JP 10705292A JP 3300932 B2 JP3300932 B2 JP 3300932B2
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世紀 西田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトラック、バス、乗用車
などのゴム製タイヤの補強用に使用されるスチールコー
ドあるいはベルトの補強用に使用されるベルトコードな
どの高強度の細径ワイヤを撚り合わせることによって得
られる高張力鋼線の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーライト変態を利用した鋼線の製造方
法は、古くから用いられている。一般的にA3 点以上の
温度域(750〜1100℃)に加熱し、γ化処理した
後、急冷して550〜680℃の温度範囲で恒温変態処
理を行いパーライト組織を得、さらにこの組織を伸線加
工してワイヤとして使用している。
【0003】パーライト変態をコントロールする方法と
して特開平1−316420号公報記載の方法がある。
これはオーステナイト域の900〜800℃に冷却し、
この温度域で加工度20〜40%の範囲で塑性加工した
後、鉛中に浸漬する高強度、高疲労強度コードワイヤの
製造方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】高張力鋼線を製造する
場合に最も重要なのが最終パテンティングにおいて形成
される組織である。一般的にはパテンティング処理によ
って均一なパーライト組織をつくるように熱処理過程を
調整している。しかし、今までのパテンティング処理に
おいては過共析鋼においても旧γ粒界に沿って薄いフェ
ライトあるいは擬似パーライト組織が析出する。この相
は、伸線過程においてクラックの起点となるため、でき
るだけ抑える必要がある。そこでこの相を無害化する製
造方法の出現が期待されている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記のとおりである。 (1) 最終パテンティング処理後の鋼線に伸線加工を
行うことからなる鋼線の製造方法において、オーステナ
イト化した後、A1 変態温度以下の温度において、最終
パテンティング処理により引き起こされる鋼の変態、す
なわちパーライト変態の初期に形成される薄いフェライ
トあるいは疑似パーライト組織が生成する前あるいはパ
ーライト変態途中の鋼線に加工を施しつつ前記最終パテ
ンティング処理を行うことを特徴とする高張力鋼線の製
造方法。
【0006】(2) 最終パテンティング処理後の鋼線
に伸線加工を行うことからなる鋼線の製造方法におい
て、重量%で C :0.90%以上1.10%以下、 Si:0.4%以下、 Mn:0.5%以下、 さらに Cr:0.10%以上0.30%以下、 Ni:0.10%以上1.00%以下、 Cu:0.10%以上0.80%以下 の1種以上を含み、残部鉄及び不可避的不純物よりな
り、かつ不可避的に入るAl含有量を0.003%以下
とした鋼線を用い、オーステナイト化した後、A1変態
温度以下の温度において、最終パテンティング処理によ
り引き起こされる鋼の変態、すなわちパーライト変態の
初期に形成される薄いフェライトあるいは疑似パーライ
ト組織が生成する前あるいはパーライト変態途中の前記
鋼線に加工を施しつつ前記最終パテンティング処理を行
うことを特徴とする高張力鋼線の製造方法。
【0007】(3) 最終パテンティング処理後の鋼線
に伸線加工を行うことからなる鋼線の製造方法におい
て、オーステナイト化した後、A1 変態温度以下の温度
において、最終パテンティング処理により引き起こされ
る鋼の変態、すなわちパーライト変態の初期に形成され
る薄いフェライトあるいは疑似パーライト組織が生成す
る前あるいはパーライト変態途中の鋼線に、D/d≦2
0(D:ロール直径、d:ワイヤの直径)を満足するロ
ールによる曲げ加工を施しつつ前記最終パテンティング
処理を行うことを特徴とする高張力鋼線の製造方法。
【0008】
【作用】本発明の鋼組成の限定理由は下記のとおりであ
る。Cは経済的かつ有効な強化元素であるが、このCの
効果を十分に発揮させるには添加量を0.90%以上と
する必要がある。しかし、高すぎると延性が低下し、伸
線性が劣化するのでその上限を1.10%とする。
【0009】Siは鋼の脱酸のために必要な元素であ
り、従ってその含有量があまりに少ない場合には脱酸効
果が不十分となる。またSiは熱処理後に形成されるパ
ーライト中のフェライト相に固溶し、パテンティング後
の強度を上げるが、反面フェライトの延性を低下させ、
伸線後の極細線の延性を低下させるため0.4%以下と
する。
【0010】Mnは鋼の焼入れ性を確保するために小量
添加することが望ましい。しかし、多量のMnの添加は
偏析を引き起こし、パテンティングの際にベイナイト、
マルテンサイトなどの過冷組織が発生し、その後の伸線
性を害するため0.5%以下とする。Cr、Ni、Cu
は以下の理由で1種以上添加するものとする。
【0011】本発明のような過共析鋼の場合、パテンテ
ィング後の組織においてセメンタイトのネットワークが
発生しやすく、セメンタイトの厚みのあるものが析出し
やすい。この鋼において高強度高延性を実現するために
は、パーライトを微細にし、かつ先に述べたようなセメ
ンタイトネットワークや厚いセメンタイトをなくす必要
がある。Crはこのようなセメンタイトの異常部の出現
を抑制しさらにパーライトを微細にする効果を持ってい
る。しかし、多量の添加は熱処理後のフェライト中の転
位密度を上昇させるため、引き抜き加工後の極細線の延
性を著しく害することになる。従ってCr添加量はその
効果が期待できる0.10%以上とし、フェライト中の
転位密度を増加させ、延性を害することのない0.30
%以下とする。
【0012】NiもCrと同じ効果を持つため、必要に
よりその効果を発揮する0.10%以上添加する。Ni
も添加量が多くなりすぎるとフェライト相の延性を低下
させるので、上限を1.00%とする。Cuはワイヤの
腐食疲労特性を向上させる元素であるのでその効果を発
揮する0.10%以上添加することが望ましい。Cuも
添加量が多くなりすぎるとフェライト相の延性を低下さ
せるので、上限を0.80%とする。
【0013】従来の極細鋼線と同様に延性を確保するた
めSの含有量を0.020%以下とし、PもSと同様に
線材の延性を害するのでその含有量を0.020%以下
とするのが望ましい。極細線の延性を低下させる原因と
してAl2 3 、MgO−Al2 3 等のAl2 3
主成分とする非延性介在物の存在がある。従って、本発
明においては非延性介在物による延性低下を避けるため
に、Al含有量を0.003%以下とする。
【0014】本発明の製造方法の限定理由は以下に述べ
るとおりである。最終熱処理によって旧オーステナイト
粒界に添ってフェライト相あるいは擬似パーライト相が
析出する。この相は伸線加工の際に割れの起点となるた
めできるだけ析出を抑制するか、析出形態を割れが発生
しにくい形態に変える必要がある。通常のパテンティン
グ処理においてはこの析出を抑えることができない。従
って、この析出形態を変えることによって無害化する必
要がある。析出形態を無害化するには、旧オーステナイ
ト粒界に歪みを与えて析出のサイトを面から点に変える
必要がある。このためには、最も加工歪みの入りやす
い、オーステナイト化した後にA1 変態温度以下の温度
で、最終パテンティング処理により引き起こされる鋼の
変態、すなわちパーライト変態の初期に形成される薄い
フェライトあるいは疑似パーライト組織が生成する前あ
るいはパーライト変態途中の鋼線に加工を施しつつ最終
パテンティング処理を行う必要がある。
【0015】また、加工としては、加工歪みを与えるこ
とが可能であれば、どのような加工でもよい。例えば、
圧延、曲げ加工、スウェージング加工など、いずれでも
効果がある。さらに、曲げ加工は加工によるワイヤの形
状の変化がほとんどないので、導入が最も容易に行え
る。しかし、曲げ加工ではワイヤに導入される加工歪み
が小さいので、少なくともD/d≦20(D:ロール直
径、d:ワイヤの直径)を満足する曲げ加工を行う必要
がある。
【0016】
【実施例】表1(化学成分)および表2(加工条件およ
び特性)に示すように、本発明に基づく1〜10の製造
方法と比較のために製造方法11〜14を用いてソーワ
イヤを製造した。製造工程は図1に示すとおりで、熱間
圧延によって製造された5.5mmφの線材を伸線加工
とLP処理によって表2に示す最終パテンティング処理
を行う線径のワイヤとする。このワイヤを用いて表2に
示す本発明法と比較法に従って熱処理を行った。その
後、ダイスアプローチ角が14°のものを用いて伸線加
工により最終線径のワイヤとした。この時、伸線加工に
おける減面率が真歪みで約1.0となるところでワイヤ
中のミクロクラックの存在数をL断面1/2部で測定を
行った。また、最終ワイヤにおいて引張試験と捻回試験
を行い、最終ワイヤの機械的性質の調査を行った。
【0017】番号1〜10は伸線途中でのミクロクラッ
クは観察されず、その後の伸線加工によって製造された
ワイヤにおいても捻回試験によってデラミネーションの
発生しないワイヤが得られている。番号11はA1 点以
下での加工を行わなかった水準である。伸線過程でミク
ロクラックが発生し、最終ワイヤにおいてもデラミネー
ションが発生している。
【0018】番号12はA1 点以下での加工を行わなか
った水準である。伸線過程でミクロクラックが発生し、
最終ワイヤにおいてもデラミネーションが発生してい
る。番号13は加工をA1 点超で行った場合である。こ
の場合は、加工温度が高いために加工の影響が残らず、
不良組織の改善が期待できない。このため、伸線過程で
ミクロクラックが発生し、最終ワイヤにおいてもデラミ
ネーションが発生している。
【0019】番号14は曲げ加工においてD/d値が2
0を越えた場合である。この場合は、加工が軽いために
加工の影響が残らず、不良組織の改善が期待できない。
このため、伸線過程でミクロクラックが発生し、最終ワ
イヤにおいてもデラミネーションが発生している。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】本発明に従った最終パテンティング処理
により、伸線加工性の優れたワイヤが得られるため、そ
の後の伸線加工により、より延性の優れた高張力鋼線を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工程を示す説明図である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最終パテンティング処理後の鋼線に伸線
    加工を行うことからなる鋼線の製造方法において、オー
    ステナイト化した後、A1 変態温度以下の温度におい
    て、最終パテンティング処理により引き起こされる鋼の
    変態、すなわちパーライト変態の初期に形成される薄い
    フェライトあるいは疑似パーライト組織が生成する前あ
    るいはパーライト変態途中の鋼線に加工を施しつつ前記
    最終パテンティング処理を行うことを特徴とする高張力
    鋼線の製造方法。
  2. 【請求項2】 最終パテンティング処理後の鋼線に伸線
    加工を行うことからなる鋼線の製造方法において、重量
    %で C :0.90%以上1.10%以下、 Si:0.4%以下、 Mn:0.5%以下、 さらに Cr:0.10%以上0.30%以下、 Ni:0.10%以上1.00%以下、 Cu:0.10%以上0.80%以下 の1種以上を含み、残部鉄及び不可避的不純物よりな
    り、かつ不可避的に入るAl含有量を0.003%以下
    とした鋼線を用い、オーステナイト化した後、A1変態
    温度以下の温度において、最終パテンティング処理によ
    り引き起こされる鋼の変態、すなわちパーライト変態の
    初期に形成される薄いフェライトあるいは疑似パーライ
    ト組織が生成する前あるいはパーライト変態途中の前記
    鋼線に加工を施しつつ前記最終パテンティング処理を行
    うことを特徴とする高張力鋼線の製造方法。
  3. 【請求項3】 最終パテンティング処理後の鋼線に伸線
    加工を行うことからなる鋼線の製造方法において、オー
    ステナイト化した後、A1 変態温度以下の温度におい
    て、最終パテンティング処理により引き起こされる鋼の
    変態、すなわちパーライト変態の初期に形成される薄い
    フェライトあるいは疑似パーライト組織が生成する前あ
    るいはパーライト変態途中の鋼線に、D/d≦20
    (D:ロール直径、d:ワイヤの直径)を満足するロー
    ルによる曲げ加工を施しつつ前記最終パテンティング処
    理を行うことを特徴とする高張力鋼線の製造方法。
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