JP3520109B2 - 高強度亜鉛めっき鋼線およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高強度の亜鉛めっき鋼線
に関するもので、詳しくは、Ａｌ送電線などの補強用、
エレベータ用ケーブルなどに使用される。

【０００２】

【従来の技術】ＡＣＳＲ（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｃａｂ
ｌｅ ｓｔｅｅｌ ｒａｉｎｆｏｒｃｅｄ）用鋼線に用
いられる高強度亜鉛めっき鋼線は、通常、熱間圧延した
後に調整冷却した直径５．５〜８．０ｍｍの線材あるい
は熱間圧延後冷却された線材を再度パテンティング処理
で強度を調整し、伸線加工により１．８〜２．５ｍｍφ
に伸線加工し、溶融亜鉛めっきを施し、さらに寄り合わ
せて使用されている。

【０００３】このような高強度亜鉛めっき鋼線は、補強
用として使われたり、重量物を保持するために使用され
るので、軽量化のためにより高強度の材料が必要とさ
れ、 １．より高強度であること ２．捻回特性が優れていること ３．耐食性に優れていること ４．クリープ特性が優れていること ５．熱処理性が優れていること 等の特性を必要とされている。

【０００４】このため、従来から要望に応じた高品質の
鋼材が開発されている。例えば特公平３−７３６２５号
公報には重量％でＣ：０．７〜１．０％、Ｓｉ：２．０
％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：０．５〜１．５％
以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｂ：
０．００３％以下で伸線加工における総減面率を真歪み
で２以上とする捻回特性の優れた亜鉛メッキ鋼線と製造
方法が開示されている。しかし、このようなＳｉ、Ｍｎ
を高める成分設定を用いた場合には、パテンティング処
理に必要な時間が長くなるので、生産性が著しく低下す
る問題点がある。そこで、より高強度で熱処理性に優れ
た高強度亜鉛めっき鋼線の開発が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生産におけ
る熱処理性が優れ、さらに高強度でかつ延性の優れた高
強度亜鉛めっき鋼線を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重量％
で、Ｃ：０．８％以上１．１％以下、Ｓｉ：０．５％以
下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：
０．０２％以下、Ａｌ：０．００３％以下、残部鉄およ
び不可避不純物からなる鋼からなり、熱間圧延によって
製造される５ｍｍφ以上８．０ｍｍφ以下の線材を熱間
圧延後調整冷却あるいは、その後のパテンティング処理
により、引張強さを１３５０ＭＰａ以上１５５０ＭＰａ
以下に調整し、伸線加工による総減面率を真ひずみで
２．６以下とし、溶融亜鉛めっきにおける引張強さの低
下代を２５０ＭＰａ以下として亜鉛めっきすることを特
徴とする耐デラミネーション性の優れた高強度亜鉛めっ
き鋼線の製造方法。

【０００７】重量％で、Ｃ：０．８％以上１．１％以
下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．００
３％以下、を含有し、さらに、Ｃｒ：０．５％以下とＮ
ｉ：１．０％以下のいずれか１種またはそれ以上の組合
せ又はＣｒ：０．５％以下とＮｉ：１．０％以下の何れ
か１種とＣｕ：０．８％以下との組合せを含有し、残部
鉄および不可避不純物からなる鋼からなり、熱間圧延に
よって製造される５ｍｍφ以上８．０ｍｍφ以下の線材
を熱間圧延後調整冷却あるいは、その後のパテンティン
グ処理により、引張強さを１３５０ＭＰａ以上１５５０
ＭＰａ以下に調整し、伸線加工による総減面率を真ひず
みで２．６以下とし、溶融亜鉛めっきにおける引張強さ
の低下代を２５０ＭＰａ以下として亜鉛めっきすること
を特徴とする耐デラミネーション性の優れた高強度亜鉛
めっき鋼線の製造方法である。

【０００８】

【作用】以下本発明を詳細に説明する。先ず、鋼組成の
限定理由について説明する。成分は全て重量％である。
Ｃは強化に有効な元素であり高強度の鋼線を得るために
Ｃは０．８％以上とすることが必要であり、０．９％以
上が望ましいが、高すぎると延性が低下し伸線性が劣化
するのでその上限は１．１％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とき、脱酸効果
が不十分になる。また、Ｓｉは熱処理後に成形されるパ
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、熱処理性を阻害するので０．５
％以下とする。

【００１０】 Ｍｎは鋼の焼き入れ性を確保するために小
量のＭｎを添加することが望ましい。しかし、多量のＭ
ｎ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、マルテンサイトという過冷組織が発生しその後
の伸線性を害するため０．８％以下とする。

【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無くす必要
がある。

【００１２】 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
中の転移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を添
加する場合はその効果が期待できる０．１％以上としフ
ェライト中の転移密度を増加させ延性を害することの無
い０．５％以下とする。

【００１３】 ＮｉもＣｒと同じ効果があるため、必要に
よりその効果を発揮する０．１％以上添加する。Ｎｉも
添加量が多くなり過ぎるとフェライト相の延性を低下さ
せるので上限を１．０％とする。

【００１４】 Ｃｕは線材の腐食疲労特性を向上させる元
素であるので、必要によりその効果を発揮する０．１％
以上添加することが望ましい。Ｃｕも添加量が多くなり
過ぎるとフェライト相の延性を低下させるので上限を
０．８％とする。

【００１５】 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０．０２％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０．０２％以下と
するのが望ましい。

【００１６】 Ａｌは多量に存在すると、硬質介在物であ
るＡｌ₂ Ｏ₃ の発生原因となるためその上限を０．００
３％とする。

【００１７】 以下、鋼線の特徴の限定理由について述べ
る。線径は、１９００ＭＰａ以上の強度にするため少な
くとも２．５ｍｍ以下の線径にする必要がある。また、
１．８ｍｍ以上の線径としなければ、使用される撚れた
ケーブルの破断荷重を十分確保すると撚り本数が多くな
り、生産性が著しく低下する。また、２５００ＭＰａ以
上とするとデラミネーションが発生するのでこの強度以
下とする。但し、ここでの引張強さは、めっきを行う前
の場合は伸線のままの引張強さとし、めっきを行なった
場合はめっき後のめっき厚さの部分を除いた鋼そのもの
の強度とする。

【００１８】 以下、製造方法の限定理由について述べ
る。熱間圧延によって製造される線材の線径は、伸線過
程における減面率を一定以上確保するためには、少なく
とも５．０ｍｍφ以上にする必要がある。しかし、８ｍ
ｍφを越えると減面率が大きくなりすぎ、デラミネーシ
ョンが発生するので８ｍｍφ以下とする。

【００１９】 その後の熱間圧延後の調整冷却あるいは冷
却後のパテンティング処理による引張強さを１３５０Ｍ
Ｐａ以下の場合、デラミネーションが発生しない状態で
１９００ＭＰａ以上の強度にすることが困難となる。ま
た、この時の引張強さを１５５０ＭＰａを越えるとデラ
ミネーションが発生しやすくなるので１５５０ＭＰａ以
下に調整する必要がある。

【００２０】 その後、伸線加工により高強度亜鉛めっき
鋼線を製造する場合、伸線加工による総減面率を真ひず
みで２．６以下としなければ、溶融亜鉛めっきの際の強
度低下が２５０ＭＰａ以上となり、加えてデラミネーシ
ョンが発生するので伸線加工による総減面率を真ひずみ
で２．６以下とする（図１）。

【００２１】

【実施例】以下に実施例に基づいて本発明の効果を記
す。表１に試作に用いた供試鋼の化学成分を示す。表２
に亜鉛めっき鋼線の製造方法およびワイヤの機械的性質
を示す。表２に示すめっき後Ｔ．Ｓ．は、めっき厚みを
測定し、引張試験における破断荷重をワイヤ全体の断面
積からめっき部の面積を差し引いた値で割って計算で求
めた。また絞り、デラミネーションはめっき処理後の特
性を示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】本発明鋼１〜１１は本発明の高強度亜鉛め
っき鋼線の成分範囲に調整され、さらに製造方法も本発
明法に従った場合である。比較鋼１２、１３は本発明と
鋼成分が異なり、ＪＩＳにおける硬鋼線の規格を満たし
た場合である。比較鋼１４〜１６は本発明と鋼成分が同
じで、製造方法が異なる場合である。

【００２５】 本発明鋼１、２、５、６、７、９、１０、
１１は、溶融亜鉛めっきあるいは溶融亜鉛合金めっきに
よる鋼線そのものの引張強さの低下が２５０ＭＰａ以下
に抑えられ、なおかつ１９００ＭＰａ以上の高い引張強
さと捻回試験においてデラミネーションが発生しないと
いった優れた延性を示している。

【００２６】 また、本発明鋼３、４および８はＬＰ処理
によって製造されているが、ＬＰ温度を５６５℃と低い
温度に設定しても良好な溶融亜鉛めっき鋼線が得られて
おり、従来と同等の熱処理特性を具備することが判る。

【００２７】 比較鋼１２、１３は本発明と鋼成分が異な
る場合である。比較鋼１４は、調整冷却後の引張強さが
１５５０ＭＰａを越えた場合で、デラミネーションが発
生している。

【００２８】 比較鋼１５は、伸線加工における減面率が
大きすぎるため、溶融亜鉛めっきの際に強度低下が２５
０ＭＰａを越えるためデラミネーションが発生してい
る。比較鋼１６は、初線径が５．０ｍｍ以下であるため
１９００ＭＰａ以上の十分な強度が得られていない。

【００２９】

【発明の効果】本発明を用いることで、高強度亜鉛めっ
き鋼線は高強度とデラミネーションの発生がない優れた
延性のワイヤを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸線減面率と引張強さの関係を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−116745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−4016（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271322（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−195455（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177245（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−25796（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236756（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−1027（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−265936（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−235023（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 9/52,8/06 C22C 38/00 - 38/60 B21C 1/00 C23C 2/00 - 2/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．８％以上１．１％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：０．８％以下、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．０２％以下、 Ａｌ：０．００３％以下、 残部鉄および不可避不純物からなる鋼からなり、熱間圧
   延によって製造される５ｍｍφ以上８．０ｍｍφ以下の
   線材を熱間圧延後調整冷却あるいは、その後のパテンテ
   ィング処理により、引張強さを１３５０ＭＰａ以上１５
   ５０ＭＰａ以下に調整し、伸線加工による総減面率を真
   ひずみで２．６以下とし、溶融亜鉛めっきにおける引張
   強さの低下代を２５０ＭＰａ以下として亜鉛めっきする
   ことを特徴とする耐デラミネーション性の優れた高強度
   亜鉛めっき鋼線の製造方法。
2. 【請求項２】 重量％で、 Ｃ：０．８％以上１．１％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：０．８％以下、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．０２％以下、 Ａｌ：０．００３％以下、 を含有し、さらに、Ｃｒ：０．５％以下とＮｉ：１．０
   ％以下のいずれか１種またはそれ以上の組合せ又はＣ
   ｒ：０．５％以下とＮｉ：１．０％以下の何れか１種と
   Ｃｕ：０．８％以下との組合せを含有し、残部鉄および
   不可避不純物からなる鋼からなり、熱間圧延によって製
   造される５ｍｍφ以上８．０ｍｍφ以下の線材を熱間圧
   延後調整冷却あるいは、その後のパテンティング処理に
   より、引張強さを１３５０ＭＰａ以上１５５０ＭＰａ以
   下に調整し、伸線加工による総減面率を真ひずみで２．
   ６以下とし、溶融亜鉛めっきにおける引張強さの低下代
   を２５０ＭＰａ以下として亜鉛めっきすることを特徴と
   する耐デラミネーション性の優れた高強度亜鉛めっき鋼
   線の製造方法。