JPH10183242A - 高強度鋼線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】引張強さが４２５０ＭＰａ以上で、且つ、デラ
ミネーションの発生に対して大きな抵抗性を有する高強
度鋼線の製造方法の提供。 【解決手段】重量％でＣ：０．７〜１．１％、Ｓｉ：
０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、Ｖ：０．
０５〜０．５％、Ｃｒ：０〜０．５％、残部Ｆｅ及び不
可避不純物の組成を有する線材から加工された鋼線を、
５℃／秒以上の加熱速度で下記の式を満たす温度Ｔ1℃
に加熱昇温して時間ｔ1秒保持した後、１０℃／秒以上
の冷却速度で６２５〜５５０℃の温度域の温度まで冷却
して、その温度域で５〜６０秒保持し、更に、真歪εが
３．５以上となる冷間伸線加工を行う。但し、９００℃
≦Ｔ1≦１１００℃、ｔ1≦３００秒で、且つ、（１１０
０−Ｔ1）³×５．０×１０^-6＋１秒≦ｔ1 ≦（１１００
−Ｔ1）³×５．１×１０^-5＋１５秒。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度鋼線の製造
方法に関し、より詳しくは自動車タイヤの補強材に用い
られるスチールコードワイヤー用のフィラメントなど高
強度鋼線の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、周辺技術が高度化するにつれて、
経済性の面から鋼線に対して高強度化が要求され出し
た。

【０００３】例えば、自動車の燃費向上を目的に自動車
タイヤを軽量化したいとする動きがあり、これに応える
ための高強度のスチールコードワイヤー（以下、単にコ
ードワイヤーという）に対する要望が大きくなってい
る。

【０００４】自動車タイヤ用に用いられるコードワイヤ
ーは、直径０．２ｍｍ前後のフィラメントと呼ばれる鋼
線をストランドに撚ったもので、従来のコードワイヤー
に用いられるフィラメントの強度は３２００ＭＰａ前後
であった。すなわち、従来のコードワイヤーの強度レベ
ルは３２００ＭＰａ前後のものであった。

【０００５】上記の従来タイプのコードワイヤーは通常
以下の方法で製造されてきた。すなわち、熱間圧延して
製造した直径５．５ｍｍの線材を素材に、鉛パテンティ
ング（以下、ＬＰという）と伸線を繰り返すことによっ
て直径１．２ｍｍ前後の鋼線とし、次いで、この鋼線に
酸洗・メッキを施して直径０．２ｍｍ前後まで伸線して
フィラメントとし、更に、このフィラメントを撚り合わ
せて所望のコードワイヤーを製造していた。

【０００６】つまり、通常の方法で直径１．２ｍｍ前後
まで伸線された鋼線は、最終のＬＰ工程で約９００℃に
加熱された後、６００℃前後の鉛浴に浸漬されて、引張
強さが１２００ＭＰａ前後のパテンティング鋼線とな
る。そして、上記のパテンティング鋼線は酸洗・メッキ
を施されてから直径０．２ｍｍ前後まで伸線されて、引
張強さが３２００ＭＰａ前後のフィラメントになる。そ
して、上記フィラメントを所定の本数撚り合わせて所望
の３２００ＭＰａ前後の強度を有するコードワイヤーを
得ていた。

【０００７】しかし、前記したように自動車の燃費向上
に対する面から、より高強度のコードワイヤーが要求さ
れるようになってきた。最近では４０００ＭＰａ以上の
高強度を有するコードワイヤー、なかでも４２５０ＭＰ
ａ以上の高強度を有するコードワイヤーを求める声が大
きくなっている。

【０００８】このため、母材鋼のＣ含有量を高め、更
に、合金元素を添加することによって、フィラメントつ
まりコードワイヤの高強度化が図られている。

【０００９】合金元素のうちでもＶ、Ｍｏ及びＮｂは、
鋼材の組織がパーライトの場合には炭化物（ＶＣ、Ｍｏ
₂Ｃ、ＮｂＣ）として存在し、鋼材をＡc₁ 点以上に加熱
してオーステナイト化すると、上記炭化物は鋼材の加熱
温度、加熱時間に応じて、オーステナイト中に固溶して
行く。このため、上記のＶ、Ｍｏ及びＮｂは、例えば、
特開平６−２７９９２４号公報や特開平７−９０４９５
号公報で提案された技術の母材鋼に用いられている。

【００１０】このうち特開平６−２７９９２４号公報に
は、０．０２〜０．１５％のＭｏ及び０．０５〜０．３
５％Ｖの１種又は２種を含む「高強度極細線用低合金鋼
線材」が開示されている。しかしながら、上記公報に記
載の鋼を母材鋼として用いた場合でも、通常のパテンテ
ィングのためのオーステナイト化の加熱を行うだけで
は、つまり、オーステナイト化の加熱温度及び加熱時間
を適正に制御しない場合には、必ずしも引張強さが４０
００ＭＰａ以上を有する線径（直径）０．４０ｍｍ以下
の鋼線が安定して得られるというものでもなかった。こ
れは、パテンティング時のオーステナイト化のための加
熱温度及び加熱時間が適正でないと、ＶＣやＭｏ₂Ｃ の
オーステナイト中への固溶量が不安定となるので、伸線
加工性や強度のばらつきが大きくなるからである。例え
ば、ＶＣやＭｏ₂Ｃ の固溶量が多すぎるとパテンティン
グ後の鋼線の引張強さは高くなるが、延性が低下するた
め冷間伸線が困難になる。一方、ＶＣやＭｏ₂Ｃ の固溶
量が少ないと、パテンティング後の引張強さが低いた
め、冷間伸線後の引張強さも低くなる。仮に、引張強さ
が４０００ＭＰａ以上を有する線径（直径）０．４０ｍ
ｍ以下の鋼線が安定して得られるとしても、前記公報の
実施例における記載からも明らかなように、フィラメン
トは最も引張強さの高いものでも４２３５ＭＰａであ
り、４２５０ＭＰａ以上の高強度コードワイヤーに対す
る要望には応えきれないものである。

【００１１】特開平７−９０４９５号公報には、母材鋼
がＶ及びＮｂの少なくとも一方を０．０２〜１．０％含
有し、パーライト組織のフェライト中に０．１μｍ以下
のＶもしくはＮｂの炭化物を体積％で０．０５〜１．０
％析出させて高強度化を図った「高強度鋼線及びその製
造方法」が開示されている。しかし、上記公報に記載の
技術は、パテンティング時にＶＣなどの炭化物を全てオ
ーステナイ中に一旦固溶させ、伸線後に３００〜５００
℃に加熱して２次析出させ、鋼線の強度を確保しようと
するものである。このため、上記公報の実施例における
記載からも明らかなように、得られる鋼線の引張強さは
最も高い場合でも約４０００ＭＰａと低いものである。
更に、工業的な規模で行われる伸線の速度は１０００ｍ
／分を超える場合が多いため、伸線中の鋼線温度は３０
０℃以上になることがあり、伸線中に二次硬化が起こっ
て鋼線が断線してしまう場合もある。

【００１２】上記の特開平６−２７９９２４号公報、特
開平７−９０４９５号公報に記載の技術を用いれば、極
細鋼線の高強度化が一応は可能である。しかし、上記し
たようにパテンティング条件によって製品特性がばらつ
いたり、伸線して得た鋼線の引張強さが４２５０ＭＰａ
に達しないなどの問題点が残っている。更に、製品特性
がばらつくため、フィラメントを撚り線加工した場合に
所謂「デラミネーション」と呼ばれる長手方向に沿った
割れが発生することもある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、単
に、Ｖ、ＭｏやＮｂを添加しただけでパテンティングの
オーステナイト化の加熱温度及び加熱時間を適性に制御
しない場合には、伸線後に引張強さが４２５０ＭＰａ以
上である高強度鋼線を安定して得ることは不可能であっ
た。更に、撚り線加工時のデラミネーションの発生を抑
えることも困難であった。このような状況に鑑み、本発
明は、引張強さが４２５０ＭＰａ以上で、且つ、撚り線
工程で問題となるデラミネーションの発生に対して大き
な抵抗性を有する高強度鋼線の製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
高強度鋼線の製造方法にある。

【００１５】すなわち、「重量％でＣ：０．７〜１．１
％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜０．８
％、Ｖ：０．０５〜０．５％、Ｃｒ：０〜０．５％、残
部Ｆｅ及び不可避不純物の組成を有する線材から加工さ
れた鋼線を、５℃／秒以上の加熱速度で下記の式を満た
す温度Ｔ1℃に加熱昇温して時間ｔ1秒保持した後、１０
℃／秒以上の冷却速度で６２５〜５５０℃の温度域の温
度まで冷却して、その温度域で５〜６０秒保持し、更
に、真歪εが３．５以上となる冷間伸線加工を行うこと
を特徴とする高強度鋼線の製造方法。但し、９００℃≦
Ｔ1≦１１００℃、ｔ1≦３００秒で、且つ、（１１００
−Ｔ1）³×５．０×１０^-6＋１秒≦ｔ1 ≦（１１００−
Ｔ1）³×５．１×１０^-5＋１５秒」である。

【００１６】なお、真歪εは、Ａ₀ を伸線前の鋼線の断
面積、Ａを伸線後の鋼線の断面積とした時、下記（イ）
式で表されるものである。

【００１７】ε＝ln（Ａ₀／Ａ）・・・・・（イ） 本明細書において「線材」とは、「棒状に熱間圧延され
た鋼で、コイル状に巻かれた鋼材」を指し、所謂「バー
インコイル」を含むものである。又、「鋼線」とは、
「線材を主として伸線など冷間加工しコイル状に巻いた
もの」を指す。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明者らは、先ず、母材鋼の化
学組成を種々に変えて実験・研究を重ねた。その結果、
母材鋼がＶを必須成分として含有しており、且つＣとＶ
の含有量が特定の範囲内にあれば、伸線後の鋼線が４２
５０ＭＰａ以上の大きな引張強さを有し、しかも、伸線
後の鋼線を撚り線加工してもデラミネーションが生じな
い場合があることが判明した。

【００１９】そこで、次に、伸線後の鋼線に４２５０Ｍ
Ｐａ以上の大きな引張強さを付与し、しかも、伸線後の
鋼線を撚り線加工してもデラミネーションを生じさせな
いために、ＣとＶを含んだ母材鋼の化学組成とパテンテ
ィング条件とを種々に変えて実験・研究を重ねた。その
結果、下記〜の知見を得た。

【００２０】鋼線を伸線して４２５０ＭＰａ以上の引
張強さを得るためにはパテンティング後の強度を高めて
おけば良い。Ｖ添加鋼の場合には、パテンティングのオ
ーステナイト化の加熱でＶＣをオーステナイト中に固溶
させ、パーライト変態時に析出させればパテンティング
後の鋼線に大きな強度を付与できる。

【００２１】パテンティング後の鋼線の伸線加工性を
高めるためには、パテンティング時のオーステナイト粒
径を微細にしておけば良い。このためには、オーステナ
イト中にセメンタイトを完全に固溶させるが、ＶＣは完
全には固溶させないで残しておくことが重要である。

【００２２】伸線後の鋼線に高い引張強さを付与し、
しかも撚り線加工時にデラミネーションを発生させない
ためには、オーステナイト粒が粗大化しない範囲でＶＣ
がオーステナイト中に固溶している必要がある。

【００２３】パテンティングによって微細なパーライ
ト組織としておけば、冷間伸線時の加工性は良好で、伸
線後に高強度が得られ、しかも撚り線加工時にデラミネ
ーションが生じない。

【００２４】上記〜を同時に満たすことで、冷間
伸線加工性に優れた高い引張強さを有する耐デラミネー
ション性に優れた鋼線を得ることが可能で、このために
は、先ず、パテンティングのオーステナイト化の加熱速
度、加熱温度及び加熱時間を制御すれば良い。

【００２５】パテンティングで微細なパーライト組織
を得るためには、オーステナイト域からの冷却速度及び
パーライト変態の温度域を制御すれば良い。

【００２６】真歪εで３．５以上の冷間伸線加工を行
った場合に、鋼線に４２５０ＭＰａ以上の引張強さを安
定して付与できる。

【００２７】本発明は上記の知見に基づいて完成された
ものである。

【００２８】以下、本発明の各要件について詳しく説明
する。なお、成分含有量の「％」は「重量％」を意味す
る。

【００２９】（Ａ）化学組成 本発明が対象とする鋼線は、例えば、通常の方法で素材
鋼を熱間線材圧延した後、冷間での中間伸線加工と中間
ＬＰなどの中間熱処理を行い、更に最終熱処理としての
パテンティングを行った後、最終の冷間伸線加工を施し
て、所定の特性（４２５０ＭＰａ以上の引張強さと耐デ
ラミネーション性）を有する鋼線に加工される。この鋼
線の素材となる線材の母材鋼の化学組成は下記のとおり
とする必要がある。

【００３０】Ｃ：０．７〜１．１％ Ｃは、鋼線の強度を高めるのに有効な元素である。しか
し、その含有量が０．７％未満であると、最終パテンテ
ィング後のＶ含有鋼に真歪で３．５以上の冷間伸線加工
を施しても所望の４２５０ＭＰａ以上の引張強さを確保
できない。一方、１．１％を超えると初析セメンタイト
が生成して、冷間での伸線加工時に断線が頻発する。し
たがって、Ｃ含有量を０．７〜１．１％とした。

【００３１】Ｓｉ：０．１〜１．０％ Ｓｉは、鋼線の強度を高めるのに有効な元素であるほ
か、脱酸剤として必要な元素である。しかし、その含有
量が０．１％未満では添加効果に乏しい。一方、１．０
％を超えると伸線加工性が低下する。したがって、Ｓｉ
の含有量を０．１〜１．０％とした。

【００３２】Ｍｎ：０．２〜０．８％ Ｍｎは、鋼線の強度を高める作用に加えて、Ｓを固定し
て熱間脆性を防止する作用も有する。これらの効果を発
揮させるためには、Ｍｎを０．２％以上含有させる必要
がある。一方、Ｍｎは、その含有量が０．８％を超える
と鋼線の中心部に偏析し易くなり、本発明の条件でパテ
ンティングを行っても鋼線の中心部にマルテンサイトや
ベイナイトを生成させてしまい、伸線加工性の低下をも
たらす。したがって、Ｍｎ含有量を０．２〜０．８％と
した。

【００３３】Ｖ：０．０５〜０．５％ Ｖは、オーステナイト化時にオーステナイト中に固溶す
れば鋼線の強度を上げるのに有効な元素である。一方、
Ｖはオーステナイト化時にＶＣの形態で残存しておれ
ば、オーステナイト粒を微細にして伸線加工性、延性及
び強度を高めるのに有効な元素である。こうした効果を
発揮させるためにはＶは０．０５％以上の含有量とする
ことが必要である。一方、Ｖを０．５％を超えて含有さ
せると、製鋼時に粗大なＶＣが生成し、これが熱間圧延
後にも残存するため、冷間伸線加工時に断線が頻発す
る。したがって、Ｖの含有量を０．０５〜０．５％とし
た。

【００３４】Ｃｒ：０〜０．５％ Ｃｒは添加しなくても良い。鋼が上記した量のＣ、Ｓ
ｉ、Ｍｎ及びＶを必須成分として含有しておれば、Ｃｒ
を含有させることなく、鋼線に所定の特性（４２５０Ｍ
Ｐａ以上の引張強さと耐デラミネーション性）を付与す
ることが可能である。しかし、Ｃｒには、パーライトの
ラメラ間隔を小さくして、鋼線の強度をより高くする作
用がある。この効果は、Ｃｒ含有量が０．１％以上の場
合に確実に発揮される。しかし、Ｃｒ含有量が０．５％
を超えるとオーステナイトからパーライトへの変態に要
する時間が６０秒を超えてしまい、生産性が低下する。
したがって、Ｃｒの含有量を０〜０．５％とした。

【００３５】なお、本発明が対象とする鋼線の素材とな
る線材の母材鋼における不純物のうち、Ｐ、Ｓ、Ａｌ及
びＮはそれぞれ下記のとおりとすることが望ましい。

【００３６】Ｐ：０．０３％以下 Ｐは、結晶粒界に偏析して伸線加工性を低下させる。特
に、Ｐの含有量が０．０３％を超えると伸線加工中の断
線が発生しやすくなる。したがって、Ｐ含有量を０．０
３％以下とすることが好ましく、０．０２％以下とする
ことがより好ましい。

【００３７】Ｓ：０．０２％以下 Ｓは、鋼中でＭｎＳを主とする介在物を形成して伸線加
工中の断線の原因となる。特に、Ｓの含有量が０．０２
％を超えると伸線加工中の断線が発生しやすくなる。し
たがって、Ｓ含有量は０．０２％以下とすることが望ま
しく、０．０１％以下とすればより望ましい。

【００３８】Ａｌ：０．０１％以下 Ａｌは、鋼中でＡｌ₂Ｏ₃を主とする介在物を形成して伸
線加工中の断線の原因となる。特に、Ａｌの含有量が
０．０１％を超えると伸線加工中の断線が発生しやすく
なる。したがって、Ａｌ含有量を０．０１％以下とする
ことが好ましく、０．００３％以下とすれば一層好まし
い。

【００３９】Ｎ：０．０１％以下 Ｎは、冷間での伸線加工中に温度が上昇すると時効硬化
の原因となり、伸線加工性を低下させる。特に、Ｎの含
有量が０．０１％を超えると伸線加工中の断線が発生し
やすくなる。したがって、Ｎ含有量は０．０１％以下と
することが望ましく、０．００７％以下とすればより好
ましい。

【００４０】（Ｂ）加熱 冷間での伸線加工性に優れ、且つ、高い引張強さを有す
るとともに耐デラミネーション性にも優れた鋼線を得る
ためには、パテンティングのオーステナイト化の加熱速
度、加熱温度及び加熱時間を制御して、オーステナイト
粒を粗大化させない範囲でＶＣをオーステナイト中に固
溶させ、しかもセメンタイトはオーステナイト中にすべ
て固溶させることが必要である。このためには、先ず、
オーステナイト化の加熱速度を５℃／秒以上とする必要
がある。オーステナイト化の加熱速度が５℃／秒未満の
場合には、加熱の途中でオーステナイト中にＶＣが固溶
し始めるため、後述の温度Ｔ1℃に加熱昇温して時間ｔ1
秒保持すると、ＶＣのほとんどすべてが固溶してしま
う。このため、熱処理後（パテンティング後）の絞りが
低くなり、冷間での伸線加工性が劣化して伸線中に断線
が生じたり、断線しない場合でも、撚り線加工時にデラ
ミネーションが発生してしまう。したがって、オーステ
ナイト化の加熱速度を５℃／秒以上とした。

【００４１】なお、上記の「加熱速度」は、「被加熱材
である鋼線の表面部の常温（室温）から所定の温度まで
の平均加熱速度」のことを指す。この「加熱速度」の上
限は特に規定する必要はない。設備的な面からの上限の
加熱速度で良く、例えば直接通電加熱法による１０００
０℃／秒の超急速加熱であっても良い。

【００４２】オーステナイト粒を粗大化させない範囲で
ＶＣをオーステナイト中に固溶させ、しかもセメンタイ
トはオーステナイト中にすべて固溶させるためには、次
に、上記した加熱速度で下記の式を満たす温度Ｔ1℃に
加熱昇温して時間ｔ1秒保持する必要がある。

【００４３】９００℃≦Ｔ1≦１１００℃、ｔ1≦３００
秒で、且つ、（１１００−Ｔ1）³×５．０×１０^-6＋１
秒≦ｔ1 ≦（１１００−Ｔ1）³×５．１×１０^-5＋１５
秒。

【００４４】後述する実施例で示すように、温度Ｔ1 が
９００℃未満の場合には、オーステナイト中にセメンタ
イトが完全に固溶しないため、冷間での伸線時に断線が
頻発する。一方、温度Ｔ1 が１１００℃を超えると、雰
囲気調整するための熱処理炉の耐久性が劣化してコスト
が嵩んでしまうし、高温での使用に堪える熱処理炉の場
合には雰囲気調整が困難であるため鋼線に脱炭が生じて
冷間伸線後に所望の鋼線が得られなくなる。時間ｔ1 が
（１１００−Ｔ1）³×５．０×１０^-6＋１秒未満の場
合、ＶＣの固溶量が少ないため、真歪で３．５以上の冷
間伸線加工を行っても４２５０ＭＰａ以上の高い引張強
さが得られない。一方、時間ｔ1が（１１００−Ｔ1）³
×５．１×１０^-5＋１５秒を超える場合には、オーステ
ナイト粒が粗大化して熱処理後（パテンティング後）の
絞りが低くなるため、冷間での伸線加工性が劣化して伸
線中に断線が発生したり、断線しない場合でも、撚り線
加工時にデラミネーションが発生してしまう。ところ
で、時間ｔ1 が（１１００−Ｔ1）³×５．１×１０^-5＋
１５秒以下であれば所望の特性（４２５０ＭＰａ以上の
引張強さと耐デラミネーション性）が得られるが、ｔ1
が長時間になると工業的な生産性が低下しコストが嵩ん
でしまう。このため、ｔ1 の上限を３００秒と規定し
て、上記の加熱速度で前記の温度Ｔ1℃に加熱昇温して
時間ｔ1秒保持するようにした。

【００４５】図１は、後に詳述する実施例における加熱
速度が１０〜２０℃／秒の本発明の条件を満たす場合の
結果を、縦軸を保持時間ｔ1（秒）、横軸を加熱温度Ｔ1
（℃）として、冷間で伸線加工した後の鋼線の特性を整
理した図である。図において「○」は冷間伸線加工後の
引張強さが４２５０ＭＰａ以上で、捻回試験時にデラミ
ネーションが発生しなかったことを示す。一方、「×」
は冷間での伸線加工後の引張強さが４２５０ＭＰａに達
しなかったか、捻回試験時にデラミネーションが発生し
たもの、あるいは冷間での伸線加工中に断線したことを
示す。

【００４６】図１から、本発明で規定する条件で加熱、
保持した場合に、冷間での伸線加工性に優れ、且つ、高
い引張強さを有するとともに耐デラミネーション性にも
優れた鋼線が得られることがわかる。

【００４７】（Ｃ）冷却 冷間での伸線加工性に優れ、且つ、高い引張強さを有す
るとともに耐デラミネーション性にも優れた鋼線を得る
ためには、パテンティングのオーステナイト化の加熱速
度、加熱温度及び加熱時間を上記（Ｂ）に記載した条件
とするとともに、１０℃／秒以上の冷却速度で６２５〜
５５０℃の温度域の温度まで冷却して、その温度域で５
〜６０秒保持することが必要である。

【００４８】６２５〜５５０℃の温度域の温度まで冷却
する場合の冷却速度が１０℃／秒未満の場合には、６２
５℃を上回る温度でパーライト変態が始まるため、パー
ライトのラメラ間隔が広くなるために「絞り」が低下し
て冷間での伸線加工性が劣化し、冷間伸線時に断線が生
じてしまうからである。したがって、前記（Ｂ）の条件
で加熱した後の冷却速度を１０℃／秒以上とした。この
冷却速度の上限は特に規定する必要はなく、１０℃／秒
以上の冷却速度を得るための冷却方法についても、特に
制限しなくても良い。５５０℃を下回る温度域への過冷
却さえ生じなければ良いので、所定温度に加熱された鉛
浴中や流動床炉中に浸漬したり装入したりする方法や、
風冷やミスト水冷などで冷却する方法など、通常の冷却
方法で行えば良い。

【００４９】なお、上記の「冷却速度」は「被冷却材で
ある鋼線の表面部のオーステナイト化温度から所定の冷
却温度までの平均冷却速度」のことを指す。

【００５０】上記の冷却速度で冷却する温度が６２５℃
を超える場合には、たとえその後に６２５〜５５０℃の
温度域で保持しても、６２５℃を超える温度でパーライ
ト変態が始まることがあり、その場合には、パーライト
のラメラ間隔が広くなるために「絞り」が低下して冷間
での伸線加工性が劣化し、冷間伸線時に断線が生じてし
まう。一方、上記の冷却速度で冷却する温度が５５０℃
を下回る場合には、たとえその後に６２５〜５５０℃の
温度域で保持しても、５５０℃未満で変態が起こること
があり、その場合には、たとえその後に６２５〜５５０
℃の温度域で保持しても、パーライトに加えてベイナイ
トが生成するため、やはり冷間での伸線加工性が劣化
し、冷間伸線時に断線が生じてしまう。したがって、上
記の冷却速度で冷却する温度を、６２５〜５５０℃の温
度域の温度とした。

【００５１】前記の条件で冷却した後で、６２５〜５５
０℃の温度域に保持するのは、６２５℃を超える温度で
保持すると、パーライトのラメラ間隔が広くなるために
「絞り」が低下して冷間での伸線加工性が劣化し、冷間
伸線加工時に断線が生じてしまうからである。一方、保
持温度が５５０℃未満の場合には、パーライトに加えて
ベイナイトも生成するため、やはり冷間での伸線加工性
が劣化し、冷間伸線加工時に断線が発生するからであ
る。上記の理由で、保持する温度域を６２５〜５５０℃
とした。

【００５２】上記の温度域での保持時間を５〜６０秒と
するのは、保持時間が５秒未満の場合には、ベイナイト
やマルテンサイトが生成して冷間での伸線加工性が劣化
し、冷間伸線加工時に断線が発生するからである。一
方、保持時間が６０秒を超えると生産性が低下してコス
トが嵩んでしまう。したがって、前記の温度域での保持
時間を５〜６０秒とした。

【００５３】なお、「６２５〜５５０℃の温度域で５〜
６０秒保持する」とは、「６２５〜５５０℃の温度域の
ある温度まで冷却した後、その一定温度で５〜６０秒保
持」しても良いし、「６２５〜５５０℃の温度域のある
温度まで冷却した後、例えば連続的にあるいはステップ
状に温度を６２５〜５５０℃の間で変化させて、その合
計時間が５〜６０秒」であっても良いことを意味する。

【００５４】（Ｄ）冷間伸線加工 鋼線に所望の４２５０ＭＰａ以上の引張強さを付与する
ためには、前記した（Ｂ）及び（Ｃ）の加熱と冷却を行
った後、真歪εが３．５以上となる冷間伸線加工を行う
必要がある。冷間伸線加工時の真歪εが３．５未満の場
合には、たとえ（Ａ）に記載の化学組成を有する鋼線を
（Ｂ）及び（Ｃ）に記載の条件で処理しても所望の４２
５０ＭＰａ以上の引張強さが得られない。なお、真歪ε
の上限値は特に制限されるものではないが、（Ａ）に記
載の化学組成を有する鋼線を（Ｂ）及び（Ｃ）に記載の
条件で処理しても、一般に真歪εで４．５程度が冷間伸
線加工の上限になってしまう。

【００５５】

【実施例】表１に示す化学組成を有する鋼を通常の方法
により１５０ｋｇ真空炉を用いて溶製した。表１におけ
る鋼Ｂ〜Ｅ、鋼Ｈ〜Ｊ及び鋼Ｌ〜Ｎは、化学組成が本発
明で規定する範囲内の鋼（本発明方法の対象鋼）であ
る。鋼Ａ、Ｆ、Ｇ及びＫは、成分のいずれかが本発明で
規定する含有量の範囲から外れた本発明の対象にはなら
ない比較鋼である。

【００５６】

【表１】

【００５７】次いで、これらの鋼を通常の方法によって
直径５．５ｍｍの線材に熱間圧延した後、コイル状に巻
き取って常温（室温）まで冷却し、更に、通常の方法で
冷間伸線加工して直径３．２ｍｍの鋼線（真歪ε＝１．
１）とした。

【００５８】この後、図２に示す装置を用いて、上記の
直径３．２ｍｍの各鋼線をパテンティングした。すなわ
ち、鋼線を矯正機で直線矯正後に加熱炉に装入し、５℃
／秒の加熱速度で９５０℃まで昇温して６０秒保持した
後、５７５℃の鉛浴炉中に３０秒浸漬してパテンティン
グを行った。なお、９５０℃から５７５℃への冷却速度
は２０℃／秒であった。パテンティングした直径３．２
ｍｍの鋼線は、次に通常の方法で直径１．２ｍｍ（真歪
ε＝２．０）あるいは直径１．５ｍｍ（真歪ε＝１．
５）まで冷間伸線加工した。

【００５９】上記のようにして得られた直径が１．２ｍ
ｍあるいは１．５ｍｍの鋼線を供試材として、図２に示
す装置を用いて、表２、表３に示す条件で熱処理（パテ
ンティング）を行った後、引張試験を行ってパテンティ
ング後の引張強さと絞りを測定した。

【００６０】次いで、湿式伸線機を用いた通常の冷間伸
線加工によって、パテンティング後の直径が１．２ｍｍ
あるいは１．５ｍｍの鋼線から直径０．２ｍｍの鋼線
（パテンティング後の直径が１．２ｍｍの場合の真歪ε
は３．６で、パテンティング後の直径が１．５ｍｍの場
合の真歪εは４．０）を得た。このようにして得た直径
０．２ｍｍの鋼線を用いて引張試験と捻回試験とを行っ
た。表２と表３に、試験結果を併せて示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】表２、表３から、本発明の製造方法によれ
ば、引張強さが４２５０ＭＰａ以上で、且つ、撚り線工
程で問題となるデラミネーションの発生に対して大きな
抵抗性を有する高強度鋼線が得られることが明らかであ
る。

【００６４】これに対して、供試鋼線の素材となる線材
の母材鋼の化学成分、処理条件のいずれかが本発明で規
定する条件から外れた比較例の場合には、冷間での伸線
加工性が劣るため伸線加工時に断線したり、冷間伸線加
工した後の鋼線の引張強さが４２５０ＭＰａ未満で所望
の強度が得られなっかったり、捻回試験時にデラミネー
ションが発生して撚り線加工できなかったりすることが
わかる。

【００６５】すなわち、試験番号１４、１５及び２３は
記載の温度Ｔ1での保持時間ｔ1が（１１００−Ｔ1）³×
５．１×１０^-5＋１５秒を上回るため、ＶＣがオーステ
ナイト中に多く固溶して、冷間での伸線加工時に断線す
るか、捻回試験時にデラミネーションが発生した。

【００６６】試験番号２８及び２９は記載の温度Ｔ1で
の保持時間ｔ1が（１１００−Ｔ1）³×５．０×１０^-6
＋１秒を下回るため、ＶＣの固溶が不充分なため、伸線
後の引張強さが４２５０ＭＰａに達していない。

【００６７】試験番号２０は所定の温度域での保持時間
が５秒を下回るため、試験番号２７は鉛浴温度が５５０
℃未満であるため、それぞれベイナイトなどの低温変態
生成物が生じて冷間伸線加工時に断線するか、捻回試験
時にデラミネーションが発生した。

【００６８】試験番号１８は鉛浴温度が６２５℃を上回
るため、パーライトのラメラ間隔が広くなって、冷間伸
線加工時に断線した。

【００６９】試験番号３０は加熱温度が９００℃を下回
るので、オーステナイト中にセメンタイトが完全には固
溶せず、このため冷間での伸線加工性が低く、冷間伸線
加工時に断線した。

【００７０】試験番号１はＣの含有量が０．７％未満の
ため、試験番号７はＶの含有量が０．０５％未満のた
め、それぞれ冷間伸線加工後の引張強さが４２５０ＭＰ
ａに達していない。

【００７１】試験番号６はＣの含有量が１．１％を上回
るため、試験番号１１はＶの含有量が０．５％を上回る
ため、冷間での伸線加工性が低く、伸線加工時に断線し
た。

【００７２】

【発明の効果】本発明の高強度鋼線の製造方法によれ
ば、引張強さが４２５０ＭＰａ以上で、且つ、撚り線工
程で問題となるデラミネーションの発生に対して大きな
抵抗性を有する高強度鋼線が比較的容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における、加熱速度が１０〜２０℃／秒
の本発明の条件を満たす場合の結果を、縦軸を保持時間
ｔ1（秒）、横軸を加熱温度Ｔ1（℃）として、冷間で伸
線加工した後の鋼線の特性を整理した図である。

【図２】実施例で用いた鋼線の処理装置を示す図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％でＣ：０．７〜１．１％、Ｓｉ：
   ０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、Ｖ：０．
   ０５〜０．５％、Ｃｒ：０〜０．５％、残部Ｆｅ及び不
   可避不純物の組成を有する線材から加工された鋼線を、
   ５℃／秒以上の加熱速度で下記の式を満たす温度Ｔ1℃
   に加熱昇温して時間ｔ1秒保持した後、１０℃／秒以上
   の冷却速度で６２５〜５５０℃の温度域の温度まで冷却
   して、その温度域で５〜６０秒保持し、更に、真歪εが
   ３．５以上となる冷間伸線加工を行うことを特徴とする
   高強度鋼線の製造方法。ここで、９００℃≦Ｔ1≦１１
   ００℃、ｔ1≦３００秒で、且つ、（１１００−Ｔ1）³
   ×５．０×１０^-6＋１秒≦ｔ1 ≦（１１００−Ｔ1）³×
   ５．１×１０^-5＋１５秒である。