JPH05255833A - 伸線加工性に優れたブラス拡散めっき鋼線の製造方法 - Google Patents

伸線加工性に優れたブラス拡散めっき鋼線の製造方法

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JPH05255833A
JPH05255833A JP8663792A JP8663792A JPH05255833A JP H05255833 A JPH05255833 A JP H05255833A JP 8663792 A JP8663792 A JP 8663792A JP 8663792 A JP8663792 A JP 8663792A JP H05255833 A JPH05255833 A JP H05255833A
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diffusion
brass
steel wire
wire
plating
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JP8663792A
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Masaji Sasaki
正司 佐々木
Hitoshi Tashiro
均 田代
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラス拡散めっき後の伸線加工性の良好なブ
ラス拡散めっき鋼線を製造する。 【構成】 鋼線に銅めっき、亜鉛めっきを順次に施し総
厚さ0.5〜5μmとした後、加熱して金属の拡散によ
って合金化しブラスめっき鋼線を製造する方法におい
て、770−193log(t)≦T≦700−138
log(t)(T:拡散温度(℃)、t:拡散時間
(s))で拡散させる。 【効果】 βブラス率および表層酸化物が少なくなり、
伸線加工性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、タイヤ、ホース、コ
ンベアベルトなどのゴム物品補強用スチールワイヤおよ
びスチールコードに用いるめっき鋼線の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ゴム中に鋼線を埋め込んでゴムの強度、
耐久性を向上させる技術は多く実施されているが、なか
でもゴムとスチール補強材の複合物は、自動車用タイ
ヤ、高圧ゴムホース、コンベアベルトなどに応用されて
いる。
【0003】自動車用タイヤコードはゴムとの接着性を
付与させるために表面にブラスめっきを施すが、従来の
Cu、Zn同時析出のシアンめっき浴は猛毒性、廃液処
理公害などの問題から使用されなくなり、代わりにC
u、Znをそれぞれ単独でめっき後熱拡散により合金化
する拡散めっき方法が主流になってきた。しかし、拡散
の場合Cu:Zn=7:3の比率でめっきしてもCuと
Znが完全に固溶しないと加工性良好なα組織になら
ず、加工性の悪いβ組織が混入する。また、完全に固溶
させるためには高温または長時間の拡散が必要となる
が、その場合表面のZnの酸化も促進されるために加工
性の悪いZnOが生成しやすい。このβ組織およびZn
Oが多いとめっき後行われる伸線加工性が阻害され、断
線および伸線材特性劣化の原因となる。熱拡散における
ZnOを抑制するには雰囲気制御により酸素量を減少さ
せる方法が最も一般的であるが、N2 、Arガスシール
などコストが高くなる問題点がある。
【0004】特開昭62−243756号公報では、C
u/(Cu+Zn)=55〜63%となるようにCu、
Znを層状にめっきした後、減面率20〜40%/パス
で8パス以上行い、その伸線発熱を利用して拡散するこ
とによりβブラス率を10〜50%とする。しかし、2
0〜40%/パスで8パス伸線した場合、ダイスから引
抜くのに要する1パス毎の負荷が大きいので、加工発
熱、時効劣化も大きくなるために伸線可能な鋼種は加工
の極めて容易な軟鋼同等材に限られ、高強度材などの硬
鋼線になればなるほど伸線しにくくなり、そのためめっ
きの拡散はできても母材の機械的性質が劣化しやすく断
線もおきやすい。つまり20〜40%/パス伸線発熱を
利用した拡散方法は鋼種に制限が生じるという問題点が
ある。
【0005】特開昭58−58297号公報では、C
u、Znめっきを交互に2回以上繰り返し、最外層をC
uとした後加熱拡散する。さらに、特開昭58−612
97号公報では、同様にCu、Znめっきを交互に繰り
返した後伸線加工時の加工熱により拡散させる。これら
は各めっきが薄いために拡散しやすくより低温かつ短時
間で拡散でき、また最外層がCuなのでZnの脱落、酸
化が防げる。しかし、Cu、Znめっきを何回も繰り返
すためにはCu、Znめっき槽とその間の水洗槽設備が
多くなり設備的に複雑になる問題点があり、さらに複層
のCu、Znを拡散させるβブラス率の制御については
記載されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の問
題点を解決し、ブラス拡散めっき後の伸線加工性を良好
にさせるために、めっき中のβブラス率および表層酸化
物ZnOを抑制することが可能なブラス拡散めっき鋼線
の製造方法を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、鋼線に
銅めっき、亜鉛めっきを順次に施し総厚さ0.5〜5μ
mとした後、加熱して金属の拡散によって合金化しブラ
スめっき鋼線を製造する方法において、770−193
log(t)≦T≦700−138log(t)(T:
拡散温度(℃)、t:拡散時間(s))で拡散させるこ
とを特徴とする伸線加工性に優れたブラス拡散めっき鋼
線の製造方法である。具体的には、図1に示す領域で拡
散させるものである。
【0008】
【作用】拡散させる炉は温度制御が簡単でかつ熱伝達率
が比較的高いものであれば何でもよいが、好ましくは流
動層が良く、これは廃棄物処理がなくまた排気などの点
で公害上安全な設備であること、熱伝達率が高いため短
時間で拡散できること、さらに燃焼中の炉内は大気中よ
りも酸素量が少ないため表層の酸化が抑制できることと
いう利点があるためである。
【0009】関係式はブラスめっき厚さ0.5〜5μm
を施した鋼線に対して流動層内で温度、時間を変えて実
験した結果得られたものであり、770−193log
(t)≦Tはβブラス率が20%以下となる領域であ
る。βブラス率と伸線加工後の絞りの関係について調査
したところ、図2からもわかるようにβブラス率が20
%以上で急激な低下を示すために20%を境界と決め
た。また、T≦700−138log(t)は表層Zn
O層厚さが0.05μm以下となる領域である。表層Z
nO層厚さと伸線加工後の絞りの関係について調査した
結果、図3に示すように0.05μm以上で急激な低下
を示すために0.05μmを境界と決めた。また、図1
においては、拡散温度300℃以下では拡散時間が長く
なりすぎて実用的でないので300℃以上を示した。
【0010】ブラスめっき厚さを0.5〜5μmと限定
した理由であるが、めっき厚さが5μmを越えると前記
式の適用範囲を越えてしまい、拡散が不十分になるため
にβブラス率の低減が困難となるためである。その関係
を図4に示す。また、めっき厚さが0.5μm未満では
めっきによる伸線加工時の潤滑効果がなくなり、ダイス
磨耗が激しく断線回数も増えるからである。その関係を
図5に示す。
【0011】また、CuとZnの状態図において完全拡
散した場合Cuが約6.5以上であれば100%α組織
になるため、Cu重量比は約6.5以上、好ましくはC
u:Zn=7:3とする。Cu比率を6.5未満にする
と完全拡散でもβ組織が残存し、伸線加工性を劣化させ
るためである。
【0012】
【実施例】線径1.4mmのSWRS82A鋼を鉛パテ
ンティング処理し、電解酸洗、アルカリ洗浄、Cu、Z
nめっき、乾燥を順次行った後、流動層炉内でCu、Z
nを拡散させる試験を行った。ここで鉛パテンティング
は950℃(電気炉加熱、Arガス中)−550℃(鉛
浴)で、電解酸洗は硫酸20wt%溶液中、電流密度1
00A/dm2 のバイポーラ式の交流電解で、アルカリ
洗浄は電流密度10A/dm2 の交流電解で、Cuめっ
きはピロリン酸銅めっき浴を用いて電流密度10A/d
2 で、Znめっきは硫酸亜鉛めっき浴を用いて電流密
度20A/dm2 で行った。また、各めっき方式はオー
バーフロー式であり、めっき効率は95%である。C
u、Znはめっき厚さによらず、重量比でCu:Zn=
7:3になるようにめっきした。流動層炉は粒径150
μm程度のジルコンサンドを流動砂として用い、プロパ
ンガスを燃焼させ、そのガス量制御を行うことにより設
定温度±1℃以内にした。また、拡散時間は流動層内の
在炉時間とし、拡散温度は流動層設定温度である。評価
はX線回折によるβブラス率測定(β/(α+β)、
%)、オージェ電子分光装置を用いた深さ方向分析によ
る表層酸化物ZnO厚さ測定、さらに0.2mmまで伸
線加工を行った後の絞り測定、100,000m長さ伸
線当たりの断線回数による。合格平均断線回数は1回以
下/100,000mとする。伸線機は2軸20段伸線
機で各段減面率14%、0.2mmでの伸線速度600
m/min、潤滑剤は高級アルコールの燐酸エステルナ
トリウム塩水溶液を使用した。
【0013】表1に試験条件と結果を、本発明例と比較
例を合わせて示す。
【0014】
【表1】
【0015】比較例1では、めっき厚さが0.5μm以
下のため、条件式を満たす領域内で拡散を行ってβブラ
ス率およびZnOを抑えてもめっき厚さが薄すぎてめっ
き潤滑効果が発揮できず、断線回数が多くなった。
【0016】比較例2では、めっき厚が5μm以上のた
め本発明の式における拡散条件は適用できず、拡散を十
分に行うことができないのでβブラス率が高まり、延性
劣化のために伸線後の絞りの低下および断線回数の増加
が起こった。
【0017】比較例3では、拡散時間から計算した拡散
温度よりも温度が低く、拡散が不十分でβブラス率が2
0%を越えたために延性劣化により伸線後の絞りが低下
した。
【0018】比較例4では、拡散時間から計算した拡散
温度よりも温度が高く、表層酸化物ZnO厚さが0.0
5μmを越えたために延性劣化により伸線後の絞りが低
下した。
【0019】これに対し、本発明の実施例はいずれも延
性劣化の無い良好な結果を示し、伸線加工性に優れたブ
ラス拡散めっき鋼線を製造できることがわかる。
【0020】
【発明の効果】本発明によりブラス拡散めっきにおいて
βブラス率、表層酸化物を制御することが可能となり、
βブラス率、表層酸化物を低減させることにより伸線加
工性を格段と向上させることができ、高品質および生産
性の向上につながり工業的メリットは大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の拡散条件770−193log(t)
≦T≦700−138log(t)(T:拡散温度
(℃)、t:拡散時間(s))を示す図である。
【図2】線径1.4mmのSWRS82A鋼ブラス拡散
めっき線を0.2mmまで伸線したときの、伸線前のβ
ブラス率と伸線後の絞りの関係を示す図である。
【図3】線径1.4mmのSWRS82A鋼ブラス拡散
めっき線を0.2mmまで伸線したときの、伸線前の表
層酸化物ZnO厚さと伸線後の絞りの関係を示す図であ
る。
【図4】各めっき厚さにおいて本発明の最適拡散条件で
拡散したときのβブラス率を示す図である。
【図5】めっき厚さと実施例で100,000m長さ伸
線したときの平均断線回数との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 T=700−138log(t)を示す直線 2 T=770−193log(t)を示す直線 3 770−193log(t)≦T≦700−138
log(t)を示す領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼線に銅めっき、亜鉛めっきを順次に施
    し総厚さ0.5〜5μmとした後、加熱して金属の拡散
    によって合金化しブラスめっき鋼線を製造する方法にお
    いて、770−193log(t)≦T≦700−13
    8log(t)(T:拡散温度(℃)、t:拡散時間
    (s))で拡散させることを特徴とする伸線加工性に優
    れたブラス拡散めっき鋼線の製造方法。
JP8663792A 1992-03-11 1992-03-11 伸線加工性に優れたブラス拡散めっき鋼線の製造方法 Withdrawn JPH05255833A (ja)

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