JP3303574B2 - 精密加工性に優れた鋼線およびその製造方法 - Google Patents
精密加工性に優れた鋼線およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密ばねなどに好適な
鋼線とその製造方法に関するものである。
鋼線とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】精密加工に適した鋼線は、長さ方向に均
一（組織の均一性，機械的特性〈引張強度など〉の均一
性など）であることが要求され、特に製造条件において
もその点に注意が払われている。一般的な製造工程は、
溶解鋳造後、熱間圧延した線材または必要に応じて所定
のサイズまで下引き伸線した線材を鉛浴中などで恒温変
態し、パーライト組織としたものを目的の線径まで冷間
伸線加工を行う。これらの工程の中で、長さ方向に均一
性を維持するため、圧延、熱処理、伸線加工などで温度
の管理が重要となっている。
一（組織の均一性，機械的特性〈引張強度など〉の均一
性など）であることが要求され、特に製造条件において
もその点に注意が払われている。一般的な製造工程は、
溶解鋳造後、熱間圧延した線材または必要に応じて所定
のサイズまで下引き伸線した線材を鉛浴中などで恒温変
態し、パーライト組織としたものを目的の線径まで冷間
伸線加工を行う。これらの工程の中で、長さ方向に均一
性を維持するため、圧延、熱処理、伸線加工などで温度
の管理が重要となっている。
【０００３】冷間で線引される鋼線の特徴は高強度であ
ること、靱性に優れることなどである。このため、ＰＣ
用鋼線、ばね用鋼線、スチールコードなどの広い分野に
応用されており、従来までは、高強度化、高靱性化を目
的とした開発に注力されがちであった。例えば、特開平
4-289148号，同4-346618号，同6-2071号，同6-2039号公
報などが挙げられる。これらの発明の直接の目的は高強
度化であるが、基本的には精密加工への可能性もあり、
組織的な均一性を確保する技術である。
ること、靱性に優れることなどである。このため、ＰＣ
用鋼線、ばね用鋼線、スチールコードなどの広い分野に
応用されており、従来までは、高強度化、高靱性化を目
的とした開発に注力されがちであった。例えば、特開平
4-289148号，同4-346618号，同6-2071号，同6-2039号公
報などが挙げられる。これらの発明の直接の目的は高強
度化であるが、基本的には精密加工への可能性もあり、
組織的な均一性を確保する技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、長さ方向への
均一性だけでは、近年ますます要求の高くなる加工後の
形状精度を満足するのは困難になってきている。ばねの
コイリング加工では、コイル径を決める曲げ加工と、
ピッチを決める捻り加工が線材に施される。この加工
で特に精度の要求されるのは自由長の均一さである。例
えば、昨今のオートメーション化、ロボット化の発展に
より、コイリングマシンで加工されたばねは、連続的に
ロボットにより次の部品に取り付けられる。そのため、
自由長がばらつくとうまく取り付けが行えず、操業での
大きな支障となる。
均一性だけでは、近年ますます要求の高くなる加工後の
形状精度を満足するのは困難になってきている。ばねの
コイリング加工では、コイル径を決める曲げ加工と、
ピッチを決める捻り加工が線材に施される。この加工
で特に精度の要求されるのは自由長の均一さである。例
えば、昨今のオートメーション化、ロボット化の発展に
より、コイリングマシンで加工されたばねは、連続的に
ロボットにより次の部品に取り付けられる。そのため、
自由長がばらつくとうまく取り付けが行えず、操業での
大きな支障となる。
【０００５】自由長の均一さを達成するには、従来、線
材長さ方向の均一性を追及してきたが、この自由長の精
度が厳しくなるに伴い、単に長さ方向の均一性だけでは
要求を満足できなくなってきた。一般に強加工される鋼
線の特性としては、捻回試験での破断までの捻回値、破
断形態に注目されていた。特に破断面の縦割れ（デラミ
ネーション）は、靱性を低下するということで、その対
策は種々図られている。しかし、捻回の加わる鋼線と精
密加工性との関係にはほとんど注目されていなかった
（鉄と鋼 1993 vol,79 No.9 P89) 。また、このような
加工では、表面状態や表面近傍の材料特性も非常に重要
であると考えられ、脱炭などを含め疲労特性に注目した
開発が多く手掛けられている。しかし、精密加工性の点
に注目した開発はほとんどなされていない。従って、本
発明の目的は、組織、弾塑性変形特性、特に断面内での
均一性に注目し、捻じり加工や曲げ加工が施される線材
の精密加工性を飛躍的に向上できる線材とその製造方法
を提供することにある。
材長さ方向の均一性を追及してきたが、この自由長の精
度が厳しくなるに伴い、単に長さ方向の均一性だけでは
要求を満足できなくなってきた。一般に強加工される鋼
線の特性としては、捻回試験での破断までの捻回値、破
断形態に注目されていた。特に破断面の縦割れ（デラミ
ネーション）は、靱性を低下するということで、その対
策は種々図られている。しかし、捻回の加わる鋼線と精
密加工性との関係にはほとんど注目されていなかった
（鉄と鋼 1993 vol,79 No.9 P89) 。また、このような
加工では、表面状態や表面近傍の材料特性も非常に重要
であると考えられ、脱炭などを含め疲労特性に注目した
開発が多く手掛けられている。しかし、精密加工性の点
に注目した開発はほとんどなされていない。従って、本
発明の目的は、組織、弾塑性変形特性、特に断面内での
均一性に注目し、捻じり加工や曲げ加工が施される線材
の精密加工性を飛躍的に向上できる線材とその製造方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するためになされたもので、その第一の特徴は、Ｃ：
０．６〜１．０重量％，Ｓｉ：０．１〜０．５重量％，
Ｍｎ：０．３〜０．６重量％を含有する鋼線において、
伸線加工後の組織が次の条件を満たすことにある。 パーライト組織のラメラ間隔が０．０９〜０．１３μ
ｍ。 セメンタイト組織全体に対し、長さが１０μｍ以上
で、長さ方向に対する角度が５°以内のセメンタイトの
割合が９５％以上。 線表面からＤ／２０（Ｄ：線径）の範囲のパーライト
の占める割合が９８％以上。
消するためになされたもので、その第一の特徴は、Ｃ：
０．６〜１．０重量％，Ｓｉ：０．１〜０．５重量％，
Ｍｎ：０．３〜０．６重量％を含有する鋼線において、
伸線加工後の組織が次の条件を満たすことにある。 パーライト組織のラメラ間隔が０．０９〜０．１３μ
ｍ。 セメンタイト組織全体に対し、長さが１０μｍ以上
で、長さ方向に対する角度が５°以内のセメンタイトの
割合が９５％以上。 線表面からＤ／２０（Ｄ：線径）の範囲のパーライト
の占める割合が９８％以上。
【０００７】また、第二の特徴は、上記の鋼線におい
て、捻回破断試験後における材料の長さ方向のうねりが
１５μｍ以下としたことにある。第三の特徴は、上記の
いずれかの鋼線において、伸線加工後の線表面が下記の
条件の少なくとも一つを満たすことにある。 表面粗さ（１０点平均Ｒtm）のｎ＝１０の標準偏差が
０．５〜２μｍ。 表面粗さにおける中間高さ（高い１０点の平均と低い
１０点の平均との中間値）よりも高い部分の面積が全面
積の６０〜８０％。 周方向の４箇所における表面粗さ（１０点平均Ｒtm）
のｎ＝１０の標準偏差のばらつきが２０％以下。
て、捻回破断試験後における材料の長さ方向のうねりが
１５μｍ以下としたことにある。第三の特徴は、上記の
いずれかの鋼線において、伸線加工後の線表面が下記の
条件の少なくとも一つを満たすことにある。 表面粗さ（１０点平均Ｒtm）のｎ＝１０の標準偏差が
０．５〜２μｍ。 表面粗さにおける中間高さ（高い１０点の平均と低い
１０点の平均との中間値）よりも高い部分の面積が全面
積の６０〜８０％。 周方向の４箇所における表面粗さ（１０点平均Ｒtm）
のｎ＝１０の標準偏差のばらつきが２０％以下。
【０００８】そして、このような鋼線を製造する方法
は、次の工程を含むことを特徴とする。 （１）Ｃ：０．６〜１．０重量％，Ｓｉ：０．１〜０．
５重量％，Ｍｎ：０．３〜０．６重量％を含有する炭素
鋼を熱間圧延する工程。 （２）次の条件でγ化し、恒温変態を行う工程。 γ化温度：９３０〜１０３０℃ 恒温変態させるための冷媒温度： ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃ ｘ：Ｃの含有量（重量％） ｙ：Ｓｉの含有量（重量
％） ｔ：鉛浴またはソルト浸漬時間（秒） （３）その後、１５０℃以下の温度で冷間線引加工を行
う工程。
は、次の工程を含むことを特徴とする。 （１）Ｃ：０．６〜１．０重量％，Ｓｉ：０．１〜０．
５重量％，Ｍｎ：０．３〜０．６重量％を含有する炭素
鋼を熱間圧延する工程。 （２）次の条件でγ化し、恒温変態を行う工程。 γ化温度：９３０〜１０３０℃ 恒温変態させるための冷媒温度： ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃ ｘ：Ｃの含有量（重量％） ｙ：Ｓｉの含有量（重量
％） ｔ：鉛浴またはソルト浸漬時間（秒） （３）その後、１５０℃以下の温度で冷間線引加工を行
う工程。
【０００９】
【作用】以下に、各構成要件の限定理由を説明する。ま
ず、化学成分比は公知の高炭素鋼を基準としており、一
般にパーライト鋼の線引材料成分でよい。次に、組織的
には伸線加工後の組織としてラメラ間隔が０．０９〜
０．１３μｍであり、セメンタイト組織全体に対し、長
さが１０μｍ以上で、引き抜き加工方向に対する角度が
５°以内のセメンタイトの割合が９５％以上であれば加
工性に優れる。これは、従来は熱処理後の組織に注目し
ていることが多かったが、精密加工性を向上させるため
には、伸線後の組織が重要であることを意味する。ま
た、セメンタイトは熱処理後にすでに小さいものが存在
したり（疑似パーライト、ベイナイトとよばれる）、伸
線加工中に寸断されたりして短くなることがあるが、こ
れら短いものはいずれも精密加工性を劣化する。さら
に、線表面からＤ／２０（Ｄ：線径）の範囲のパーライ
トの占める比を９８％以上とすることで、ばねの自由長
のばらつきを低減することができる。
ず、化学成分比は公知の高炭素鋼を基準としており、一
般にパーライト鋼の線引材料成分でよい。次に、組織的
には伸線加工後の組織としてラメラ間隔が０．０９〜
０．１３μｍであり、セメンタイト組織全体に対し、長
さが１０μｍ以上で、引き抜き加工方向に対する角度が
５°以内のセメンタイトの割合が９５％以上であれば加
工性に優れる。これは、従来は熱処理後の組織に注目し
ていることが多かったが、精密加工性を向上させるため
には、伸線後の組織が重要であることを意味する。ま
た、セメンタイトは熱処理後にすでに小さいものが存在
したり（疑似パーライト、ベイナイトとよばれる）、伸
線加工中に寸断されたりして短くなることがあるが、こ
れら短いものはいずれも精密加工性を劣化する。さら
に、線表面からＤ／２０（Ｄ：線径）の範囲のパーライ
トの占める比を９８％以上とすることで、ばねの自由長
のばらつきを低減することができる。
【００１０】また、従来より鋼線の特性、例えば撚線性
などを評価するのに捻回試験が利用されているが、本発
明では捻回試験後のうねりが精密加工性、特にコイリン
グ加工性において非常に重要であるとの知見を得た。こ
のうねりが１５μｍ以下ならばね形状が安定する。
などを評価するのに捻回試験が利用されているが、本発
明では捻回試験後のうねりが精密加工性、特にコイリン
グ加工性において非常に重要であるとの知見を得た。こ
のうねりが１５μｍ以下ならばね形状が安定する。
【００１１】表面粗さに関しては、上記〜の条件を
限定している。このような限定を行ったのは、これらの
範囲外では、特に曲げ加工などの加工治具と強く接触す
るところでの摩擦、発熱、弾塑性変形の不均一性のため
に精密加工性が劣化するからである。以上の成分，組
織，表面粗さの限定は、全て精密加工性の向上に寄与す
るが、組み合わせでさらに精密加工性が向上することは
明らかである。
限定している。このような限定を行ったのは、これらの
範囲外では、特に曲げ加工などの加工治具と強く接触す
るところでの摩擦、発熱、弾塑性変形の不均一性のため
に精密加工性が劣化するからである。以上の成分，組
織，表面粗さの限定は、全て精密加工性の向上に寄与す
るが、組み合わせでさらに精密加工性が向上することは
明らかである。
【００１２】そして、これらの材料を得る際のγ化温度
や恒温変態させるための冷媒温度あるいは冷間線引加工
時の温度を限定することによって、精密加工性を改善す
ることができる。これを外れる温度範囲では、熱処理後
のパーライトのラメラ間隔が大きくなるだけではなく、
伸線加工後のラメラ間隔も大きくなる。また、伸線加工
方向に垂直になったセメンタイトが加工中に寸断され易
くなる。さらに、恒温変態を行うにあたって、上記γ温
度と恒温変態条件を組み合わせることで、線表面からＤ
／２０の範囲におけるパーライト組織の比を９８％以上
とすることができる。
や恒温変態させるための冷媒温度あるいは冷間線引加工
時の温度を限定することによって、精密加工性を改善す
ることができる。これを外れる温度範囲では、熱処理後
のパーライトのラメラ間隔が大きくなるだけではなく、
伸線加工後のラメラ間隔も大きくなる。また、伸線加工
方向に垂直になったセメンタイトが加工中に寸断され易
くなる。さらに、恒温変態を行うにあたって、上記γ温
度と恒温変態条件を組み合わせることで、線表面からＤ
／２０の範囲におけるパーライト組織の比を９８％以上
とすることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。下記の成
分の合金を溶解鋳造し、１１００℃の加熱後、熱間圧延
で５．５ｍｍに加工した。その後、２．９ｍｍにまで下
引き伸線を行い、供試材とした。この供試材を以下の試
験例における各条件で熱処理（オーステナイト化、恒温
変態）し、その後１．０ｍｍまで１５０℃以下の冷間で
伸線加工を行った。そして、得られた線材で下記の諸元
のばねを１０００個作製し、自由長を測定して標準偏差
を算出し、そのばらつきを調べた。
分の合金を溶解鋳造し、１１００℃の加熱後、熱間圧延
で５．５ｍｍに加工した。その後、２．９ｍｍにまで下
引き伸線を行い、供試材とした。この供試材を以下の試
験例における各条件で熱処理（オーステナイト化、恒温
変態）し、その後１．０ｍｍまで１５０℃以下の冷間で
伸線加工を行った。そして、得られた線材で下記の諸元
のばねを１０００個作製し、自由長を測定して標準偏差
を算出し、そのばらつきを調べた。
【００１４】供試材の化学成分（ｗｔ％） Ｃ ：０．８１ Ｓｉ：０．２１ Ｍｎ：０．５１
【００１５】（試験例１：恒温変態温度と精密加工性の
関係）オーステナイト化温度を９３０℃、恒温変態温度
を次のＡ〜Ｅのそれぞれとし、伸線後の線材におけるパ
ーライト組織のラメラ間隔を測定した。 Ａ：５５０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） Ｂ：５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ−５℃（ｔ＝３〜１５） Ｃ：５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ−５℃（ｔ＝３〜１５） Ｄ：５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ−５℃（ｔ＝３〜１５） Ｅ：５９０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） その結果、ラメラ間隔は、Ａ：０．０８μｍ，Ｂ：０．
０９μｍ，Ｃ：０．１１μｍ，Ｄ：０．１３μｍ，Ｅ：
０．１５μｍであった。そして、各サンプルを用いてば
ねを作製し、自由長の標準偏差を算出した。ラメラ間隔
と標準偏差の関係を図１のグラフに示す。標準偏差０．
１ｍｍ以下のものを成形性良好とした（以下の各実施例
でも同様）が、同図に示すように、ラメラ間隔が０．０
９〜０．１３μｍのものは自由長のばらつきが小さいこ
とがわかる。
関係）オーステナイト化温度を９３０℃、恒温変態温度
を次のＡ〜Ｅのそれぞれとし、伸線後の線材におけるパ
ーライト組織のラメラ間隔を測定した。 Ａ：５５０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） Ｂ：５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ−５℃（ｔ＝３〜１５） Ｃ：５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ−５℃（ｔ＝３〜１５） Ｄ：５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ−５℃（ｔ＝３〜１５） Ｅ：５９０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） その結果、ラメラ間隔は、Ａ：０．０８μｍ，Ｂ：０．
０９μｍ，Ｃ：０．１１μｍ，Ｄ：０．１３μｍ，Ｅ：
０．１５μｍであった。そして、各サンプルを用いてば
ねを作製し、自由長の標準偏差を算出した。ラメラ間隔
と標準偏差の関係を図１のグラフに示す。標準偏差０．
１ｍｍ以下のものを成形性良好とした（以下の各実施例
でも同様）が、同図に示すように、ラメラ間隔が０．０
９〜０．１３μｍのものは自由長のばらつきが小さいこ
とがわかる。
【００１６】（試験例２：オーステナイト化温度と精密
加工性の関係）次に、恒温変態温度を一定｛５７０＋
（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５）｝にし、オ
ーステナイト化温度を変化させて得られた線材でばねを
作製し、その自由長のばらつきを調べてみた。その結果
を図２に示す。同図に示すように、オーステナイト化温
度が９３０〜１０３０℃のものにおいてばらつきが小さ
く、良好な結果が得られた。
加工性の関係）次に、恒温変態温度を一定｛５７０＋
（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５）｝にし、オ
ーステナイト化温度を変化させて得られた線材でばねを
作製し、その自由長のばらつきを調べてみた。その結果
を図２に示す。同図に示すように、オーステナイト化温
度が９３０〜１０３０℃のものにおいてばらつきが小さ
く、良好な結果が得られた。
【００１７】（試験例３：組織と精密加工性の関係）オ
ーステナイト化温度を９３０〜１０３０℃、恒温変態に
おける冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、その後１．０ｍｍφまで線引した。これらについ
て組織分析を行い、セメンタイト組織全体に対し、所定
の長さと長さ方向に対する角度をもつセメンタイトの占
める割合が９５％のものを選択してばね加工を行い、そ
の自由長のばらつきを標準偏差で評価した。図３におい
て、１は長さが１０μｍ以上で、長さ方向に対する角度
が５°以内のセメンタイト、２は長さが１０μｍに満た
ないセメンタイト、３は長さ方向に対する角度が５°を
越えるセメンタイトを示している。その結果を図４に示
す。同図に示すように、長さが１０μｍ以上、かつ長さ
方向に対する角度が５°以内のものが良好であることが
わかる。
ーステナイト化温度を９３０〜１０３０℃、恒温変態に
おける冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、その後１．０ｍｍφまで線引した。これらについ
て組織分析を行い、セメンタイト組織全体に対し、所定
の長さと長さ方向に対する角度をもつセメンタイトの占
める割合が９５％のものを選択してばね加工を行い、そ
の自由長のばらつきを標準偏差で評価した。図３におい
て、１は長さが１０μｍ以上で、長さ方向に対する角度
が５°以内のセメンタイト、２は長さが１０μｍに満た
ないセメンタイト、３は長さ方向に対する角度が５°を
越えるセメンタイトを示している。その結果を図４に示
す。同図に示すように、長さが１０μｍ以上、かつ長さ
方向に対する角度が５°以内のものが良好であることが
わかる。
【００１８】（試験例４：捻回うねりと精密加工性の関
係）オーステナイト化温度を９３０〜１０３０℃、恒温
変態における冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、組織が異なる計２７種類の線材を作製し、その後
１．０ｍｍφまで線引した。これらについて捻回試験を
行い、捻回うねりを測定した。捻回うねりとは、図５に
示すように、線材Ｗの一端を固定して他端側に回転を加
え、波状に変形して破断した際における線材表面の凹凸
差Ｄをいう。ここでは固定端と回転端の間隔を１００ｍ
ｍとした。また、試験に用いる線材の組織分析を行い、
セメンタイト組織全体に対し、長さが１０μｍ以上で、
長さ方向に対する角度が５°以内のセメンタイトが占め
る割合とパーライト組織のラメラ間隔を調査した。そし
て、捻回うねりが１０〜３０μｍ、上記セメンタイトが
占める割合が９３〜９７％、のものを選択してばね加工
を行い、その自由長のばらつきを標準偏差で評価した。
ラメラ間隔と標準偏差の関係を図６（Ａ）〜（Ｄ）に示
す。同図に示すように、上記セメンタイトの割合が９５
％以上で、ラメラ間隔が０．０９〜０．１３μｍのもの
は自由長のばらつきが小さい。さらに、捻回うねりとの
関係も併せてみると、１５μｍ以下のものでばらつきの
小さいことがわかる。
係）オーステナイト化温度を９３０〜１０３０℃、恒温
変態における冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、組織が異なる計２７種類の線材を作製し、その後
１．０ｍｍφまで線引した。これらについて捻回試験を
行い、捻回うねりを測定した。捻回うねりとは、図５に
示すように、線材Ｗの一端を固定して他端側に回転を加
え、波状に変形して破断した際における線材表面の凹凸
差Ｄをいう。ここでは固定端と回転端の間隔を１００ｍ
ｍとした。また、試験に用いる線材の組織分析を行い、
セメンタイト組織全体に対し、長さが１０μｍ以上で、
長さ方向に対する角度が５°以内のセメンタイトが占め
る割合とパーライト組織のラメラ間隔を調査した。そし
て、捻回うねりが１０〜３０μｍ、上記セメンタイトが
占める割合が９３〜９７％、のものを選択してばね加工
を行い、その自由長のばらつきを標準偏差で評価した。
ラメラ間隔と標準偏差の関係を図６（Ａ）〜（Ｄ）に示
す。同図に示すように、上記セメンタイトの割合が９５
％以上で、ラメラ間隔が０．０９〜０．１３μｍのもの
は自由長のばらつきが小さい。さらに、捻回うねりとの
関係も併せてみると、１５μｍ以下のものでばらつきの
小さいことがわかる。
【００１９】（試験例５：表面粗さと精密加工性の関
係）オーステナイト化温度を９５０℃、恒温変態におけ
る冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、得られた線材を冷間伸線（２．９ｍｍ→１ｍｍ）
する際、伸線潤滑剤やダイス摩耗などの条件を変え、表
面粗さの異なる供試材を得た。そして、各供試材を用い
てばねを作製し、その自由長のばらつきを標準偏差で評
価した。第一の評価基準は、１０点平均粗さ（Ｒtm：ド
イツ規格）によるものである。このＲtmを１０回測定
し、それらの標準偏差と自由長の標準偏差との関係を調
べた。第二の評価基準は、図７に示すように、表面粗さ
における中間高さＭ（高い１０点の平均と低い１０点の
平均の中間値）よりも高い部分Ｈが全表面積に占める比
率によるものである。この比率と自由長の標準偏差との
関係を調べた。第三の評価基準は、線材周方向における
表面粗さのばらつきによるものである。図８に示すよう
に、線材外周を４等分する各位置Ａ〜Ｄにおける表面粗
さＲtmを１０回測定し、各部の標準偏差のばらつき
｛（標準偏差の最大値−その最小値）／４箇所における
標準偏差の平均値｝を算出した。そして、その値と自由
長の標準偏差の関係を調べた。
係）オーステナイト化温度を９５０℃、恒温変態におけ
る冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、得られた線材を冷間伸線（２．９ｍｍ→１ｍｍ）
する際、伸線潤滑剤やダイス摩耗などの条件を変え、表
面粗さの異なる供試材を得た。そして、各供試材を用い
てばねを作製し、その自由長のばらつきを標準偏差で評
価した。第一の評価基準は、１０点平均粗さ（Ｒtm：ド
イツ規格）によるものである。このＲtmを１０回測定
し、それらの標準偏差と自由長の標準偏差との関係を調
べた。第二の評価基準は、図７に示すように、表面粗さ
における中間高さＭ（高い１０点の平均と低い１０点の
平均の中間値）よりも高い部分Ｈが全表面積に占める比
率によるものである。この比率と自由長の標準偏差との
関係を調べた。第三の評価基準は、線材周方向における
表面粗さのばらつきによるものである。図８に示すよう
に、線材外周を４等分する各位置Ａ〜Ｄにおける表面粗
さＲtmを１０回測定し、各部の標準偏差のばらつき
｛（標準偏差の最大値−その最小値）／４箇所における
標準偏差の平均値｝を算出した。そして、その値と自由
長の標準偏差の関係を調べた。
【００２０】各評価基準と自由長の標準偏差のばらつき
の関係を図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず同図（Ａ）に
示すように、１０点平均粗さの標準偏差が０．５〜２．
０μｍのとき、自由長のばらつきが小さいことがわか
る。また、同図（Ｂ）に示すように、中間高さよりも高
い部分が６０〜８０％のとき、自由長のばらつきが小さ
いことがわかる。さらに、同図（Ｃ）に示すように、周
方向のばらつきが２０％以下のとき、自由長のばらつき
が小さいことがわかる。
の関係を図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。まず同図（Ａ）に
示すように、１０点平均粗さの標準偏差が０．５〜２．
０μｍのとき、自由長のばらつきが小さいことがわか
る。また、同図（Ｂ）に示すように、中間高さよりも高
い部分が６０〜８０％のとき、自由長のばらつきが小さ
いことがわかる。さらに、同図（Ｃ）に示すように、周
方向のばらつきが２０％以下のとき、自由長のばらつき
が小さいことがわかる。
【００２１】（試験例６：断面組織と精密加工性の関
係）オーステナイト化温度を９３０〜１０３０℃、恒温
変態における冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、これを冷間伸線して、熱処理条件の相違により断
面組織の異なる供試材を得た。そして、図１０に示すよ
うに、線材断面において、線材表面からＤ／２０（Ｄは
線材直径）の範囲における組織を調査し、同範囲におい
てパーライトの占める面積比を測定した。そしてこの供
試材をばね加工し、自由長のばらつきを標準偏差で評価
した。その結果、前記面積比が９８％以上のものにおい
て自由長のばらつきが小さく、精密加工性に優れること
が確認された。
係）オーステナイト化温度を９３０〜１０３０℃、恒温
変態における冷媒温度を ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃（ｔ＝３〜１５） とし、これを冷間伸線して、熱処理条件の相違により断
面組織の異なる供試材を得た。そして、図１０に示すよ
うに、線材断面において、線材表面からＤ／２０（Ｄは
線材直径）の範囲における組織を調査し、同範囲におい
てパーライトの占める面積比を測定した。そしてこの供
試材をばね加工し、自由長のばらつきを標準偏差で評価
した。その結果、前記面積比が９８％以上のものにおい
て自由長のばらつきが小さく、精密加工性に優れること
が確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば長
さ方向のみならず断面方向における組織の均一性も確保
でき、精密加工性に優れた線材を得ることができる。特
に、ばね加工した際の自由長のばらつきを極力小さく抑
えることができる。
さ方向のみならず断面方向における組織の均一性も確保
でき、精密加工性に優れた線材を得ることができる。特
に、ばね加工した際の自由長のばらつきを極力小さく抑
えることができる。
【図１】ラメラ間隔と自由長の標準偏差の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２】オーステナイト化温度と自由長の標準偏差の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図３】線材長さ方向に対するセメンタイトの状態を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】セメンタイトの長さ，角度と標準偏差の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】捻回試験の説明図である。
【図６】ラメラ間隔と自由長の標準偏差の関係を示すグ
ラフで、（Ａ）は捻回うねりが１０μｍのもの、（Ｂ）
は同１５μｍのもの、（Ｃ）は同２０μｍのもの、
（Ｄ）は同３０μｍのものを示す。
ラフで、（Ａ）は捻回うねりが１０μｍのもの、（Ｂ）
は同１５μｍのもの、（Ｃ）は同２０μｍのもの、
（Ｄ）は同３０μｍのものを示す。
【図７】表面粗さに関する評価基準の説明図である。
【図８】表面粗さの測定位置を示す説明図である。
【図９】（Ａ）はＲtmの標準偏差と自由長の標準偏差と
の関係を示すグラフ、（Ｂ）は中間高さよりも高い面積
率と自由長の標準偏差との関係を示すグラフ、（Ｃ）は
周方向の表面粗さのばらつきと自由長の標準偏差との関
係を示すグラフである。
の関係を示すグラフ、（Ｂ）は中間高さよりも高い面積
率と自由長の標準偏差との関係を示すグラフ、（Ｃ）は
周方向の表面粗さのばらつきと自由長の標準偏差との関
係を示すグラフである。
【図１０】線材断面の説明図である。
【符号の説明】 １ 長さが１０μｍ以上で、長さ方向に対する角度が５
°以内のセメンタイト ２ 長さが１０μｍに満たないセメンタイト ３ 長さ方向に対する角度が５°を越えるセメンタイト
°以内のセメンタイト ２ 長さが１０μｍに満たないセメンタイト ３ 長さ方向に対する角度が５°を越えるセメンタイト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−170151（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−85843（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−346618（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−49592（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−226330（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271329（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−215626（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−136452（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ：０．６〜１．０重量％，Ｓｉ：０．
１〜０．５重量％，Ｍｎ：０．３〜０．６重量％を含有
する鋼線において、伸線加工後の組織が次の条件を満た
すことを特徴とする精密加工性に優れた鋼線。 パーライト組織のラメラ間隔が０．０９〜０．１３μ
ｍ。 セメンタイト組織全体に対し、長さが１０μｍ以上
で、長さ方向に対する角度が５°以内のセメンタイトの
割合が９５％以上。 線表面からＤ／２０（Ｄ：線径）の範囲のパーライト
の占める割合が９８％以上。 - 【請求項２】 捻回破断試験後における材料の長さ方向
のうねりが１５μｍ以下であることを特徴とする請求項
１記載の精密加工性に優れた鋼線。 - 【請求項３】 伸線加工後の線表面が下記の条件の少な
くとも一つを満たすことを特徴とする請求項１または２
記載の精密加工性に優れた鋼線。 表面粗さ（１０点平均Ｒtm）のｎ＝１０の標準偏差が
０．５〜２μｍ。 表面粗さにおける中間高さ（高い１０点の平均と低い
１０点の平均との中間値）よりも高い部分の面積が全面
積の６０〜８０％。 周方向の４箇所における表面粗さ（１０点平均Ｒtm）
のｎ＝１０の標準偏差のばらつきが２０％以下。 - 【請求項４】 次の工程を含むことを特徴とする鋼線の
製造方法。 （１）Ｃ：０．６〜１．０重量％，Ｓｉ：０．１〜０．
５重量％，Ｍｎ：０．３〜０．６重量％を含有する炭素
鋼を熱間圧延する工程。 （２）次の条件でγ化し、恒温変態を行う工程。 γ化温度：９３０〜１０３０℃ 恒温変態させるための冷媒温度： ５７０＋（ｘ＋ｙ）1/2 ×ｔ±５℃ ｘ：Ｃの含有量（重量％） ｙ：Ｓｉの含有量（重量
％） ｔ：鉛浴またはソルト浸漬時間（秒） （３）その後、１５０℃以下の温度で冷間線引加工を行
う工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33406994A JP3303574B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 精密加工性に優れた鋼線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33406994A JP3303574B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 精密加工性に優れた鋼線およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08170150A JPH08170150A (ja) | 1996-07-02 |
| JP3303574B2 true JP3303574B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=18273169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33406994A Expired - Lifetime JP3303574B2 (ja) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | 精密加工性に優れた鋼線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303574B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1063313B1 (en) | 1997-08-28 | 2008-04-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Steel wire and method of manufacturing the same |
| JP4743067B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2011-08-10 | 株式会社デンソー | スクロール型圧縮機 |
-
1994
- 1994-12-15 JP JP33406994A patent/JP3303574B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08170150A (ja) | 1996-07-02 |
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