JP5467789B2 - 伸線加工性の良好なAlめっき鋼線およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)素材鋼線を溶融Alめっき浴に浸漬し、浸漬時間を、鋼素地とAlめっき層の間に介在するFe−Al系合金反応層の平均厚さが凝固後に6μm以下となる一定時間にコントロールして溶融Alめっき浴から引き上げる製造方法、あるいは、
(2)表面に平均厚さ0.2〜2μmのNiめっき層を有する素材鋼線を溶融Alめっき浴に浸漬し、浸漬時間を、Niめっき層が凝固後に全部消失するに足る時間、かつ鋼素地とAlめっき層の間に介在するFe−Al系合金反応層の平均厚さが凝固後に6μm以下となる一定時間にコントロールして溶融Alめっき浴から引き上げる製造方法、
が提供される。その際、前記素材鋼線を、300〜800℃の還元性雰囲気で活性化したのち、溶融Alめっき浴に浸漬してもよい。前記溶融Alめっき浴はSi含有量が0〜12質量%のものを使用することができる。
[伸線加工率(%)]=([伸線加工前の断面積]−[伸線加工後の断面積])/[伸線加工前の断面積]×100
[クラック発生率(%)]=θTOTAL(°)/360°×100
[反応層の平均厚さh]=S1/(πD)
ここで、分母のπDは鋼素地の円周長さに相当する。反応層は概念的にその円周より外側に存在するので、数学的な正確さからは、反応層の平均厚さhは上式により定まる値よりも僅かに小さい値となる。しかし、hはπDに比べ十分に小さいので、本願では上式により近似したhの値を反応層の平均厚さとして採用することができる。なお、上記のDおよびS1は例えば断面の観察画像(例えばSEM画像)を画像処理することにより求めることができる。
素材鋼線として、線径0.2mmの鋼線(JIS G3505の軟鋼線相当材)を用意した。溶融Alめっき浴として、Alおよび不可避的不純物からなるめっき浴を用い、前記素材鋼線を、10%H2−N2ガス、600℃の雰囲気に曝すことにより表面の活性化を行った後、溶融Alめっき浴に浸漬し、垂直に引き上げる方法で溶融Alめっきに供した。その際、ライン速度を70m/minとし、めっき浴中への浸漬時間を0.8秒とした。窒素ガスワイピングによってめっき付着量を調整した。
伸線加工率30%のとき、クラック発生率38%
伸線加工率42%のとき、クラック発生率45%
40%程度の伸線加工率においてクラック発生率は50%未満に抑えられており、良好な伸線加工性を有していることが確認された。
実施例1において、溶融Alめっきのライン速度を45m/minとして、めっき浴中への浸漬時間を1.1秒としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。結果は以下のとおりであった。
実施例1において、溶融Alめっきのライン速度を30m/minとして、めっき浴中への浸漬時間を1.6秒としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。結果は以下のとおりであった。
実施例1において、素材鋼線を平均厚さ0.5μmのNiめっき層を有する電気Niめっき鋼線としたこと、溶融めっき前の活性化処理を省略したこと、および溶融Alめっきのライン速度を35m/minとして、めっき浴中への浸漬時間を1.4秒としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。結果は以下のとおりであった。
伸線加工率29%のとき、クラック発生率35%
伸線加工率42%のとき、クラック発生率44%
実施例1と同様、良好な伸線加工性を有することが確認された。
実施例1において、溶融Alめっき浴をSi:4質量%、残部Al及び不可避的不純物となるめっき浴としたことを除き、実施例1と同様の実験を行った。反応層はFe−Al系合金反応層であり、その平均厚さ、Al濃度、Alめっき層の面積率は実施例1と同様の傾向であった。
伸線加工率29%のとき、クラック発生率36%
伸線加工率42%のとき、クラック発生率44%
実施例1と同様、良好な伸線加工性を有することが確認された。
実施例1において、窒素ガスワイピングの条件を調整してめっき付着量を低下させ、Alめっき層の面積率が実施例1よりも小さいAlめっき鋼線を製造した。
Alめっき層の面積率が18%のもの、クラック発生率48%
Alめっき層の面積率が39%のもの、クラック発生率46%
実施例1と同様、良好な伸線加工性を有することが確認された。
実施例4において、窒素ガスワイピングの条件を調整してめっき付着量をさらに低下させ、断面におけるAlめっき層の面積率がさらに小さいAlめっき鋼線を製造した。
Claims (5)
- 鋼芯線の周囲に溶融Alめっき層を有しており、溶融Alめっき後にまだ伸線加工を受けていないAlめっき鋼線であって、長手方向に垂直な断面において、鋼素地の部分の円相当径が0.1〜1mmであり、鋼素地とAlめっき層の間に介在するFe−Al系合金反応層の平均厚さが0.5〜6μmであり、当該断面に占めるAlめっき層(反応層を除く)の面積率が30%以上である伸線加工性の良好なAlめっき鋼線。
- 請求項1に記載のAlめっき鋼線を伸線加工してなるAlめっき鋼線であって、下記(1)式で定義される伸線加工率が10%以上、かつ下記(A)で定義されるクラック発生率が50%未満であるAlめっき鋼線。
[伸線加工率(%)]=([伸線加工前の断面積]−[伸線加工後の断面積])/[伸線加工前の断面積]×100 …(1)
(A)伸線加工後の溶融Alめっき鋼線の断面において、鋼素地の最も長い部分の径(長径)の中点を中心点Oとして、中心点Oを一端とする半直線を想定し、その半直線を中心点Oを軸として断面内を360°回転させたとき、その直線がクラック上を通るときの回転角度を積算し、これをθ TOTAL (°)として、下記(2)式によりクラック発生率を算出する。
[クラック発生率(%)]=θ TOTAL (°)/360°×100 …(2) - 表面に平均厚さ0.2〜2μmのNiめっき層を有する素材鋼線を溶融Alめっき浴に浸漬し、浸漬時間を、Niめっき層が凝固後に全部消失するに足る時間、かつ鋼素地とAlめっき層の間に介在するFe−Al系合金反応層の平均厚さが凝固後に6μm以下となる一定時間にコントロールして溶融Alめっき浴から引き上げる、伸線加工性に優れたAlめっき鋼線の製造方法。
- 前記素材鋼線を、300〜800℃の還元性雰囲気で活性化したのち、溶融Alめっき浴に浸漬する請求項3に記載のAlめっき鋼線の製造方法。
- 溶融Alめっき浴中のSi含有量が0〜12質量%である請求項3、4のいずれか1項に記載のAlめっき鋼線の製造方法。
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