JPH042662B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は高強度高靭性極細線を製造するための
線材に係り、特に、線径0.5mm以下の極細線であ
つて、引張強さが330Kg／mm²以上を有する高強度
高靭性のスチールコード、ベルトコード、ホース
ワイヤ等の極細線を製造するのに好適な線材に関
する。 （従来の技術及び解決しようとする問題点） スチールコード等々の極細線用の線材は、通
常、所定の化学成分を有する鋼を熱間圧延した
後、必要に応じて調整冷却し、得られた4.0〜6.4
mm径の素材線材を一次伸線加工、パテンテイング
処理、二次伸線加工、再度のパテンテイング処理
及びブラスメツキ処理を経て、最終湿式伸線加工
を加えて製造されている。そして、得られた極細
線用線材は、例えば、スチールコードの場合、撚
線加工により数十本を撚り合わせてスチールコー
ドに形成される等、製品加工に供されている。 ところで、かゝる製造工程において、ブラスメ
ツキ後の細線は最終湿式伸線加工で93〜98％の強
加工が施され、また、撚線加工等の製品加工では
上記最終湿式伸線加工時よりも一層強い捩り、引
張り及び曲げ応力等を受けるため、極細線用線材
としては高強度であることが必要とされる。 この点、通常の極細線用線材は、引張強さが
250〜300Kgｆ／mm²と非常に高いので、僅かの欠陥
があつても湿式伸線工程や後続する撚線工程にお
いて断線が発生する。特に、近年、製造されてい
る300〜330Kgｆ／mm²の高強度スチールコードの場
合には、用いる素材極細線の靭延性が一層低いの
で、断線が増加している。 かゝる断線は、湿式伸線工程及び撚線工程での
生産性及び歩留りの低下をもたらすばかりでな
く、最終製品としてのスチールコード等に接合部
分が増えることとなる等、最終製品の品質を低下
させるという問題がある。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、湿式
伸線工程及び後続する撚線工程等の製品加工にお
いて断線を著減し、高歩留りにてスチールコード
用等の極細線、特に、約330Kgｆ／mm²以上の高強
度極細線を製造することができ、しかも、得られ
る極細線が従来よりも高靭性を有する極細線用線
材を提供することを目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者らは、従来
より一般に用いられているＣ量0.65〜0.85％の高
炭素鋼線材において上記問題点と化学成分との関
連について分析し、これを解決し得る各種合金元
素の添加効果について種々基礎研究を重ねた結
果、特に高Ｃ量であつてもSi及びNiを適度に添
加することにより、高強度で且つ高靭性の極細線
用線材を製造可能であることを見い出したもので
ある。 以下に上記知見を見い出すに至つた基礎研究の
結果の一例を図面を参照しつゝ説明する。 なお、各線材とも、常方により、各種化学成分
（wt％）を有する鋼を熱間圧延した後、一次伸線
加工、鉛パテンテイング処理、二次伸線加工、再
度の鉛パテンテイング処理及びブラスメツキ処理
を経て、最終湿式伸線加工により0.250mmφの極
細線用線材を得たものである。 第１図は0.84％Ｃ−Ｘ％Si−0.25％Ni−0.50％
Mnの組成でSi量（Ｘ）を変化させたときのSi量
と鉛パテンテイング時の引張強さの関係を示した
ものであり、Si量が多くなるほどパテンテイング
処理材の引張強さを高めることができる。 第２図は、第１図の結果に基づきSi量を高めた
0.82％Ｃ−0.70％Si−0.50％Mnを基本組成とし、
これにNi及びCr量を変化させて添加し、それぞ
れ0.01％Niと0.01％Crを添加した場合、0.50％Ni
と0.23％Crを添加した場合及び0.50％Niと0.01％
Crを添加した場合の３種類の各鋼について、最
終湿式伸線加工に際して加工硬化特性（加工硬化
率と引張強さの関係）を調べた結果を示したもの
であり、同図より、高Ｃ量で適量のSiを添加する
と共にCrを適量添加すると、加工硬化率を高め
ることができ、最終湿式伸線加工での総加工率を
小さくできることがわかる。 第３図及び第４図は、Si及びNi量をそれぞれ
変化させた0.82％Ｃ−0.72％Si−0.50％Ni−0.51
％Mn鋼ａと、0.82％Ｃ−0.71％Si−0.01％Ni−
0.52％Mn鋼ｂと、0.82％Ｃ−0.23％Si−0.01％Ni
−0.52％Mn鋼ｃの３種類の各鋼について絞り及
び捻回値に及ぼす引張強さの影響を調べた結果を
示している。ｃ鋼に比べてSi量を高めたｂ鋼は引
張強さの高い領域でも絞り及び捻回値を低下する
ことがなく、またｂ鋼に比べてNi量を高めたａ
鋼は更に絞り及び捻回値に好効果が得られること
がわかる。 このように、高Ｃ量で、Si量を高めると共に
Niを適量添加することにより、パテンテイング
処理材での引張強さを高くできると共に湿式伸線
加工での加工率を小さくでき、したがつて、高強
度で且つ高靭延性の極細線を得ることが可能とな
ることが判明した。 また、第５図は、Cr及びＶを添加した0.82％Ｃ
−0.72％Si−0.50％Ni−0.51％Mn−0.01％Cr−
0.002％Ｖ鋼ａと0.83％Ｃ−0.72％Si−0.52％
Ni0.51％Mn−0.22％Cr−0.105％Ｖ鋼ｂの２種類
の各鋼について腐食試験を実施し、腐食期間と腐
食減量の関係を示したものであり、Cr又はＶを
適量添加することによつて耐食性を向上できるこ
とがわかる。なお、腐食試験条件は、0.200mmφ
の極細線につき30℃×３時間、20℃×１時間のサ
イクルを繰り返しつつ、４時間に一度の割にて２
％食塩水を霧状に吹き付けた。 以上の基礎研究の結果に基づき、更に種々の実
験研究を重ね、高強度高靭性を具備し得る化学成
分を確定するに至り、ここに本発明をなしたもの
である。 すなわち、本発明は、Ｃ：0.70〜1.00％、Si：
0.50〜1.50％、Ni：0.05〜1.50％及びMn：0.20〜
1.00％を含み、更に必要に応じてCr：0.05〜0.50
％及びＶ：0.05〜0.50％のうちの１種又は２種、
及び／又は、Co：0.05〜1.00％を含み、Ｐ≦
0.020％、Ｓ≦0.020％及びAl≦0.003％に規制し、
残部が鉄及び不可避的不純物よりなり、引張強さ
が330Kgｆ／mm²以上で線径0.5mm以下であることを
特徴とする高強度高靭性極細線用線材を要旨とす
るものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 まず、本発明に係る高強度高靭性極細線用線材
における化学成分の限度理由について説明する。 引張強さ330Kgｆ／mm²以上の高強度極細線を得
るにはパテンテイング強度をできる限り高くする
ことが有利であり、また最終の極細線での捻回値
を高くするためにも、パテンテイング処理材での
引張強さを高くし、且つ湿式伸線加工での総加工
率を小さくすることが有利である。 そのためには、以下に示すように、Ｃ、Si、
Ni及びMnを必須成分とし、それらの含有量を適
切にコントロールする必要がある。 Ｃ： 一般に、線材におけるＣ量を高めるほど高強
度の極細線を得ることが容易となるが、反面、
Ｃは偏析しやすい元素であるので、Ｃ量を高め
るとＣの中心偏析が生じて湿式伸線工程及び撚
線工程において断線が発生し易くなる。特に、
1.00％を超えるＣ量の場合には、再度のパテン
テイング処理において旧オーステナイト結晶粒
界に網目状のセメンタイトが発生し、その後の
伸線加工性を悪化させるばかりでなく、極細線
の靭延性を著しく劣化させ、その結果、湿式伸
線加工時及び撚線加工時に断線が多発すること
になる。 かゝる理由から、本発明鋼においては、Ｃの
添加量は0.70〜1.00％の範囲とし、好ましくは
0.70〜0.90％の範囲とする。 Si： Siはフエライトを固溶強化するため、パテン
テイング処理材の引張強さを高めるのに有効で
ある。したがつて、Ｃの場合と同様、所定の引
張強さの極細線を得る目的のもとで添加する
が、Siの場合は更に最終湿式伸線加工での加工
率を小さくすることができ、その結果、最終の
極細線で高い捻回値を得ることができる。 また、Ｃの場合は、その含有量を増量して
も、一定の引張強さのもとでは、延性の指針で
ある絞りはＣ量に依存せず一定であるが、Siを
増量添加した鋼では、一定の引張強さのもとで
も高い絞りを示す、したがつて、Siの添加は高
強度高靭性の極細線を得るのに効果的である。 一方、Siの適度の添加はパテンテイング処理
材の引張強さを高めるのに有効である。しか
し、多量に添加すると却つてフエライトの靭延
性を劣化させる。また、Si量を1.5％を超えて
多量に添加するとSiO₂系の非延性介在物が生
成されるため、湿式伸線工程及び撚線工程にお
いて断線回数を増加させることになる。 したがつて、本発明鋼においては、Siの添加
量は0.50〜1.50％の範囲とし、好ましくは0.50
〜1.20％の範囲とする。 Ni： Niは、Siと同様、フエライト中に固溶し、
僅かにパテンテイング処理材の引張強さを高め
る効果がある。Niを適量添加した鋼について
伸線実験を行なつた結果、NiはＣやＮによる
時効を遅らせ、鋼線の靭延性を低下させること
なく、高強度極細線を製造できることを見い出
した。この時効を遅らせる効果は、捻回試験に
おける縦割れ発生を抑制するばかりでなく、一
定の極細線の引張強さのもとでも従来の高炭素
鋼に比べて高い絞りを示すため、伸線時の断線
を低減することができる。 しかし、Niは鋼線の焼入れ性を上げるため、
1.5％を超えて添加すると鉛パテンテイング時
に完全なパーライト組織が得られず、マルテン
サイトやベーナイト組織が発生し、伸線加工が
困難となる。また、NiはMs点を下げるため、
多量に添加すると組織中の残留オーステナイト
量が増加し、伸線加工時にこれらがマルテンサ
イトに変態するので伸線加工ができなくなる。 したがつて、本発明鋼においては、Niの添
加量は0.05〜1.50％の範囲とし、好ましくは
0.05〜1.0％の範囲とする。 Mn： Mnは製鋼工程での脱酸を促進するために添
加するが、本発明のように、上記Siを0.50〜
1.50％添加した鋼においてはSiにより十分な脱
酸が行なわれるので、Mnによる脱酸は不必要
である。しかし、Mnは鋼中のＳをMnSとして
固定する作用があり、鋼中に固溶しているＳに
よる鋼線の靭延性の低下を防止する効果がある
ので、そのためにMnを少なくても0.20％添加
する必要がある。更に、Mnは湿式伸線工程及
び撚線工程での断線原因となる非金属介在物の
組成を複合組成の延性なものにコントロールす
る上で重要な元素であり、そのためにも適量を
添加す必要がある。 一方、Mnは鋼線の焼入れ性を上げると共に
偏析し易い元素であるため、1.00％を超えて過
多に添加すると偏析部にマルテンサイトが発生
し、カツピー断線の原因となる。 したがつて、本発明鋼においては、Mnの添
加量は0.20〜1.00％の範囲とする。 上記の元素を必須成分として含有する鋼には不
可避的不純物が含まれるが、本発明鋼において
は、特にＰ、Ｓ及びAlを以下のように規制する
のが好ましい。 Ｓは、上述したように、鋼の靭延性を低下させ
る元素であり、また、偏析しやすい元素である。
したがつて、本発明鋼においては、Ｓ量は0.020
％以下に規制し、好ましくは0.010％以下とする。 ＰもＳと同様に鋼の靭延性を低下させる元素で
あり、また、偏析しやすい元素であるので、本発
明鋼においては、Ｐ量を0.020％以下に規制する。 Alは、0.003％を超えて添加するとAl₂O₃や
MgO−Al₂O₃などの非延性介在物が多量に生成
し、湿式伸線工程及び撚線工程での断線原因とな
る。また、これらの非金属介在物は最終湿式伸線
でのダイス寿命を悪化させるばかりでなく、スチ
ールコード及びスチールコード用素線の疲労特性
を劣化させる。したがつて、本発明鋼において
は、Al量は可能な限り少ないのが好ましく、
0.003％以下に規制する。 なお、本発明鋼では、上記元素の適量を必須成
分として含有すると共に不可避的不純物量を上記
の如く規制した組成を基本組成とするが、必要に
応じて、更にCr及びＶの１種又は２種以上、及
び／又は、Coを適量添加することができる。 Crは伸線加工における加工硬化率を高くする
ため、Crを添加すると低い加工率で高強度鋼線
を得ることができる。また、ＣやSiと同様、最終
極細線の靭延性を向上させる硬化もある。更に、
Crは鋼の耐食性を高めるので、タイヤなどゴム
製品中においてスチールコードが受ける腐食疲労
に対しても有効に作用する。そのためにはCrを
0.05％以上添加する必要があるが、添加量が多す
ぎると、焼入性が上昇してバテンテイング処理が
困難になり、また多量に添加すると酸洗性も低下
させるので、Crの上限は0.50％とすべきである。
したがつて、Cr量は0.05〜0.50％の範囲とする。 ＶはCrのように加工硬化率を高める効果はな
いが、耐食性を高める効果はCrよりも高い、そ
のためにも0.05％以上添加する必要があるが、多
量に添加するとCrと同様に焼入性が上がりすぎ
てパテンテイング処理が困難になる。したがつ
て、Ｖ量は0.05〜0.50％の範囲とする。 Coは鉛パテンテイング時の処理温度を低温側
に移行させる効果がある。本発明鋼のようにSiと
Niを必須成分として添加した鋼線では、鉛パテ
ンテイング時の処理温度が高温側に移行するた
め、Coを添加すれば処理温度が高温側に移行す
るのを防止でき、鉛パテンテイング処理を安定し
て行なうことが可能となる。そのためにはCoを
0.05〜1.00％の範囲で添加すれば足りる。 なお、上記化学成分を有する鋼から極細線用線
材並びにスチールコード等の製品を製造する方法
としては、従来と同様、通常の製造工程及び条件
により線径0.5mm以下の極細線用線材を製造し、
次いでこれを捻線加工等により製品にすればよ
い。かくして、引張強さが330Kgｆ／mm²以上、特
に370Kgｆ／mm²以上の高強度を有し、且つ絞りが
40％以上、特に42％以上の高延性で、しかも捻回
値が高い高強度高靭性極細線用線材を得ることが
可能となる。 次に本発明の一実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分（wt％）を有する鋼を
常法により溶解、鋳造し、熱間圧延により素材線
材（線径5.5mm）を得た。 次いで、この素材線材を一次伸線加工、鉛パテ
ンテイング処理、二次伸線加工、再度の鉛パテン
テイング処理及びブラスメツキ処理を経て、最終
湿式伸線加工（総加工率98.1％）により極細線用
線材（線径0.20mm）を製造した。 得られた極細線用線材について引張強さ及び絞
りを調べると共にJISに準拠した捻回試験により
捻回値（破断するまでの捻り回数）を求めた。そ
れらの結果を同表に併記する。 同表から明らかなとおり、本発明鋼Ａ〜Ｊはい
ずれも370Kgｆ／mm²以上高い引張強さを有すると
共に絞りも充分であり、しかもこのような高強度
であつても高い捻回値を得ることができる。一
方、比較鋼Ｋは引張強さが330Kgｆ／mm²以下で捻
回値も低く、また比較鋼Ｌは330Kgｆ／mm²以上の
引張強さは得られるものの、やはり捻回値が低
く、断線を生じるものであつた。 なお、本発明鋼はいずれも湿式伸線工程及び撚
線工程において断線事故は皆無であつた。また
Cr、Ｖを添加した本発明鋼の一部について腐食
試験を実施したところ、良好な耐食性を示した。
なお、腐食試験条件は、0.20mmφの極細線につき
30℃×３時間、20℃×１時間のサイクリを繰り返
しつつ、４時間の一度の割にて２％食塩水を霧状
に吹き付けた。

【表】 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、高Ｃ含
有鋼を特定の化学成分に調整し、特にSiを0.5〜
1.50％添加することによりパテンテイング材の引
張強さを高くして伸線加工率を小さくすると共
に、Niを0.05〜1.50％添加することにより鋼線の
脆化の防止を図るので、従来よりも高強度で且つ
靭延性に富んだ極細線を、湿式伸線工程及び撚線
工程で断線事故を殆ど生じることなく、高歩留り
で製造することができる。更には耐食性を向上す
ることもでき、またパテンテイング処理性を改善
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はSi添加量と鉛パテンテイング時の引張
強さの関係を示す図、第２図は湿式伸線加工にお
ける加工硬化特性を示す図、第３図は極細線の絞
りと引張強さの関係を示す図、第４図は極細線の
捻回値と引張強さの関係を示す図、第５図はCr、
Ｖ添加鋼の耐食性を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％で（以下、同じ）、Ｃ：0.70〜1.00％、
   Si：0.50〜1.50％、Ni：0.05〜1.50％及びMn：
   0.20〜1.00％を含み、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.020％
   及びAl≦0.003％に規制し、残部が鉄及び不可避
   的不純物よりなり、引張強さが330Kgｆ／mm²以上
   で線径0.5mm以下であることを特徴とする高強度
   高靭性極細線用線材。 ２ Ｃ：0.70〜1.00％、Si：0.50〜1.50％、Ni：
   0.05〜1.50％及びMn：0.20〜1.00％を含み、更に
   Cr：0.05〜0.50％及びＶ：0.05〜0.50％のうちの
   １種又は２種を含み、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦0.020％
   及びAl≦0.003％に規制し、残部が鉄及び不可避
   的不純物よりなり、引張強さが330Kgｆ／mm²以上
   で線径0.5mm以下であることを特徴とする高強度
   高靭性極細線用線材。 ３ Ｃ：0.70〜1.00％、Si：0.50〜1.50％、Ni：
   0.05〜1.50％及びMn：0.20〜1.00％を含み、更に
   Co：0.05〜1.00％を含み、Ｐ≦0.020％、Ｓ≦
   0.020％及びAl≦0.003％に規制し、残部が鉄及び
   不可避的不純物よりなり、引張強さが330Kgｆ／
   mm²以上で線径0.5mm以下であることを特徴とする
   高強度高靭性極細線用線材。 ４ Ｃ：0.70〜1.00％、Si：0.50〜1.50％、Ni：
   0.05〜1.50％及びMn：0.20〜1.00％を含み、更に
   Cr：0.05〜0.50％及びＶ：0.05〜0.50％のうちの
   １種又は２種と、Co：0.05〜1.00％を含み、Ｐ≦
   0.020％、Ｓ≦0.020％及びAl≦0.003％に規制し、
   残部が鉄及び不可避的不純物よりなり、引張強さ
   が330Kgｆ／mm²以上で線径0.5mm以下であることを
   特徴とする高強度高靭性極細線用線材。