JPH0526845B2

JPH0526845B2 -

Info

Publication number: JPH0526845B2
Application number: JP24955985A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yuzutori; Masaaki Katsumata
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-11-06
Filing date: 1985-11-06
Publication date: 1993-04-19
Also published as: JPS62109925A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は極細鋼線の製造方法に関し、詳しくは
所定の複合組織を有せしめた線材をメツキした後
に連続冷間伸線加工することによつて、高強度高
延性の表面メツキ極細鋼線を製造する方法に関す
る。（従来の技術）本発明において、表面メツキ極細鋼線とは線径
が概ね２mm以下乃至数十μｍであつて、且つ、目
的及び用途に応じて表面にメツキ層を有する極細
鋼線をいい、ロープワイヤ、ビードワイヤ、タイ
ヤコード用ワイヤ、高圧ホース用ワイヤ等として
使用されている。これらの表面メツキ極細鋼線
は、従来は、伸線加工ごとに伸線材の靭性が低下
するので、通常、高炭素鋼5.5mm径圧延線材から
中途に数度のパテンテイング処理を行ないつつ、
数次にわたる冷間伸線加工によつて、所定径の極
細鋼線を製造した後、これにメツキを施して製造
されているので、多くの製造工程数を必要とする
と共に、製造費用が高くならざるを得ない。他方、線材からの極細鋼線への強加工冷間伸線
のみについてみれば、これが可能である純鉄や軟
鋼線材もあるが、伸線加工による強度の上昇が少
ないので、最終製品としての極細鋼線における強
度が低い。即ち、95〜99％強加工伸線の場合で
も、その強度は70〜130Kgｆ／mm²であり、170Kg
ｆ／mm²以上の強度を達成することはできない。ま
た、加工率99％以上の伸線加工によつても、強度
は190Kgｆ／mm²以下である。本発明者らは、前記高炭素鋼線材や軟鋼線材に
代えて、強加工性にすぐれる低炭素鋼線材を得る
べく鋭意研究した結果、既に特開昭60−152655公
報に記載されているように、冷間伸線用の低炭素
鋼線材の組織を予め残留オーステナイトを含有し
ていてもよいベイナイト、マルテンサイト又はこ
れらの微細混合組織（前組織）とし、次いで、こ
れより逆変態させたオーステナイトを所定の冷却
条件下に変態させることによつて、最終組織とし
て、一部残留オーステナイトを含有していてもよ
いベイナイト、マルテンサイト又はこれらの混合
組織からなる微細な低温変態生成相がフエライト
相中に均一に分散されてなる複合組織とすると
き、かかる複合組織線材はすぐれた強加工性を有
し、合計減面率90％以上の連続冷間伸線加工によ
つて、径が２mm乃至数十μｍの高強度極細鋼線を
得ることができることを見出している。しかしながら、上記線材の連続冷間伸線加工に
おいては、従来のリン酸塩被覆による潤滑処理に
よれば、冷間加工のための潤滑が加工度の増加に
つれて困難となり、加工減面率90％以上、好まし
くは98％以上にて連続冷間伸線加工する場合、潤
滑不足のために均一な表面性状を有する極細鋼線
を得ることができない。即ち、連続伸線加工時に
伸線とダイスとが接触する伸線の最表面に不均一
な変形層が生成されることを見出した。このよう
な不均一な変形層はダイムごとに成長拡大するの
で、強加工するほど著しくなり、伸線の延性を害
する程度に不均一な変形層が拡大する。従来の高
炭素鋼線材においては、線材自体に強加工性が欠
けるので、途中にパテンテイング処理を施すこと
から、上記不均一な変形層の蓄積拡大に至らな
い。より詳細には、伸線加工時に潤滑性が悪化する
と、伸線材とダイスとが金属接触するために、伸
線材は表面が平滑となつて、粉末状の潤滑剤が伸
線材に付着し難くなり、ダイスへの導入量が減少
する。伸線材の潤滑剤付着量は上記潤滑性を表わ
す指標であつて、この量はダイス角を大きく、ま
た、伸線速度を速くするほど小さくなる。また、
ダイス枚数、即ち、繰り返しパス数の増加につれ
て、潤滑剤付着量は著しく減少する。第４図は、従来の高炭素鋼鉛パテンテイング
（LP）処理線材と、前述した強加工性を有する複
合組織を有する線材についての伸線パス回数の増
加に伴う潤滑剤付着量の変化を示す。及びに
て示すように、前記複合組織線材を合計減面率90
％以上にて連続冷間伸線加工に供する場合、パス
回数が多く、このパス回数と共に潤滑剤付着量が
著しく減少するので、潤滑性の悪い冷間伸線加工
を避けることができず、その結果、伸線材は延性
が劣化する。（発明の目的）そこで、本発明者らは、前述した強加工性を有
する複合組織線材から極細鋼線を製造する方法に
ついて、更に研究を重ねた結果、上記複合組織線
材の連続冷間伸線加工の前に又は途中でメツキ処
理を施し、その潤滑作用を利用することによつ
て、伸線途中にパテンテイング処理等の熱処理を
要せずして、直ちに高強度高延性の表面メツキ極
細鋼線を得ることができることを見出した。他の側面からみれば、従来は、表面メツキ極細
鋼線を製造するには、線材の伸線加工途中のパテ
ンテイング又は伸線後の伸線にメツキが施される
が、本発明によれば、伸線加工の前にメツキを施
すことによつて、又は伸線加工の途中でメツキを
施すことによつて、このメツキの潤滑作用にて減
面率90％以上、好ましい態様によれば98％以上に
て、容易に連続伸線加工することができ、且つ、
パテンテイング処理等を要せずして、表面メツキ
極細鋼線を得ることができるのである。しかも、
かかる方法によつて得られる表面メツキ極細鋼線
は、すぐれた延性と強度を有するのみならず、均
質性の非常に高いメツキ層を有する。従つて、本発明は、高延性高強度であり、且
つ、均質化されたメツキ層を有する極細鋼線の製
造方法を提供することを目的とする。（発明の構成）本発明による極細鋼線の製造方法の第１は、重
量％でＣ 0.01〜0.30％、 Si 2.0％以下、 Mn 0.3〜2.5％、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、針状マル
テンサイト、ベイナイト又はこれらの混合組織を
主体とする低温変態生成相が体積率10〜55％にて
フエライト相中に均一に分散されてなる複合組織
を有する線材を減面率90％以上にて冷間連続伸線
して極細鋼線を製造する方法において、上記伸線
前又は伸線途中にてメツキを施すことを特徴とす
る。また、本発明による極細鋼線の製造方法の第２
は、上記複合組織線材の伸線前に又は伸線途中に
てメツキを施すと共に、伸線途中において、伸線
の再結晶温度以下の温度に加熱し、冷却する低温
処理を施すことを特徴とする。先ず、本発明の方法において用いる複合組織線
材の化学成分及びその製造について説明する。
尚、以下において、組織が針状（elongated又は
acicular）とは組織粒子が方向性を有することを
いい、塊状（globular）とは粒子が方向性を有し
ないことをいう。また、針状粒子の換算粒子径と
は、針状粒子の面積を円に換算したときの直径を
意味する。Ｃは、鋼片からの熱間圧延線材を後述する所定
の熱処理によつて所定の複合組織を有する線材と
するために、0.01％以上を添加することが必要で
あるが、0.30％を越えて過多に添加するときは、
針状のマルテンサイト、ベイナイト又はこれらの
混合組織からなる低温変態生成相（以下、単に第
２相ということがある。）の延性が劣化するよう
になる。従つて、本発明においては、Ｃ添加量は
0.01〜0.30％の範囲とする。 Siは、フエライト相の強化元素として有効であ
るが、2.0％を越えて過多に添加するときは、変
態温度を著しく高温側にずらせ、また、線材の表
面の脱炭を起こしやすくするので、添加量は2.0
％以上を上限とする。 Mnは、線材を強化すると共に、第２相の焼入
れ性を高め、また、その形態を針状化するために
0.3％以上を添加することが必要であるが、2.5％
を越えて多量に添加しても、その効果が飽和する
ので、Mn添加量は0.3〜2.5％とする。本発明においては、線材の金属組織を微細化す
るために、Nb、Ｖ及びTiから選ばれる少なくと
も１種の元素を更に添加することができる。この
組織の微細化のためには、いずれの元素について
も0.005％以上の添加を必要とするが、しかし、
過多に添加してもその効果が飽和し、また、経済
的にも不利であるので、その上限は、Nbについ
ては0.2％、Ｖ及びTiについてはそれぞれ0.3％と
する。更に、本発明における線材に不可避的に含まれ
る元素又は含まれてもよい元素について説明す
る。Ｓは線材中のMnS量を少なくするために、
0.005％以下とするのがよく、これにより線材の
延性が向上する。また、酸洗時やメツキ処理時の
水素による延性劣化を防止するためには0.003％
以下とするのが好ましい。Ｐは粒界偏析の著しい元素であるので、その含
有量を0.01％以下とするのが好ましい。Ｎは固溶状態で存在すると、最も時効しやすい
元素である。従つて、加工中に時効して加工性を
阻害し、或いは加工後にも時効して、伸線により
得られる極細線の延性を劣化させるので、0.003
％以下とするのが好ましい。 Alは酸化物系介在物を形成し、この酸化物系
介在物は変形し難いために、線材の加工性を阻害
する場合があり、線材を伸線する間にこの介在物
を起点として破断が生じやすい。従つて、Alの
含有量は、通常、0.01％以下とするのが好まし
い。特に、好ましくは0.005％以下とする。また、線材におけるSi／Al比が大きくなると
き、シリケート系介在物が増大し、特に、Al量
が少ないときには、急激にシルケート系介在物が
増大して、線材の伸線性を劣化させるのみなら
ず、伸線して得られる伸線材の疲労特性が劣化す
る。従つて、本発明においては、好ましくはSi／
Al比を500以下とする。更に、本発明によれば、
Si／Mn比を0.7以下とすることが好ましい。Si／
Mn比が0.7を越えるときは、介在物の組成や形態
等が変化し、介在物の分散や分布が原因となつ
て、線材の伸線性を劣化させることがあるからで
ある。一方、CaやCe等の希土類元素を添加すること
によつて、MnS介在物の形状を調整することも
好ましい。また、前記したNb、Ｖ及びTiを含めて、Al等
を添加することにより、固溶ＣやＮを固定するこ
ともできる。更に、本発明による極細線の用途に
応じて、用いる線材にはCr、Cu及び／又はMoを
それぞれ1.0％以下、Niを６％以下、Al及び／又
はＰをそれぞれ0.1％以下、Ｂを0.02％以下適宜
に添加することもできる。本発明の方法は、上記した化学成分を有し、且
つ、針状マルテンサイト、ベイナイト又はこれら
の混合組織を主体とする低温変態生成相がフエラ
イト相中に均一に分散されてなる複合組織線材を
合計減面率90％以上にて冷間伸線するに際して、
伸線前に又は途中でメツキ処理を施し、伸線し
て、延性の改善されたメツキ極細鋼線を製造する
ものである。ここに、本発明において、針状マル
テンサイト、ベイナイト又はこれらの混合組織を
主体とする低温変態生成相とは、上記針状組織が
第２相において、約80％以上を占める組織をい
い、塊状の第２相組織を含んでいてもよい。但
し、フエライトと塊状の第２相組織のみからなる
複合組織を有する線材は、本発明における複合組
織線材ではない。本発明の方法において用いる複合組織線材は、
上記所定の化学成分を有する熱間圧延線材を所定
の条件にてオーステナイト化して、所定の前組織
を有せしめ、次いで、この線材について更に熱処
理を行なつて、所定の複合組織を有せしめること
によつて得ることができる。即ち、上記した化学成分を有する鋼片に所要の
熱間加工及び熱処理を施して、その組織を旧オー
ステナイト粒径が35μ以下のベイナイト、マルテ
ンサイト又はこれらの混合組織とした後、これを
Ac₁〜Ac₃温度域に加熱して、オーステナイト化
分率が約10％以上となるようにオーステナイト化
を進行させ、次いで、このようにして得た線材を
好ましくは平均冷却速度10〜200℃／秒にて常温
乃至500℃まで冷却することによつて、本発明で
用いる強加工性にすぐれた複合組織線材を製造す
る。本発明の方法は、かかる複合組織線材を合計
減面率90％以上にて冷間伸線加工して極細鋼線を
得る方法に関する。先ず、線材における第２相を微細な針状組織主
体とするために、前記所定の化学成分組成を有す
る熱間圧延線材をAc₁〜Ac₃温度域に加熱する前
に、所定の条件での熱処理を施こすことにより、
その組織を、一部残留オーステナイトを含有して
いてもよい旧オーステナイト粒径が35μ以下、好
ましくは20μ以下のベイナイト、マルテンサイト
又はこれらの微細混合組織（以下、これらを単に
前組織ということがある。）とする。前組織をこ
のように微細化することにより、最終組織を微細
化して複合組織線材の延性及び靭性を向上させ、
かくして所要の強度を付与することができる。旧オーステナイト粒径を35μ以下に調整するに
は、造塊又は連続鋳造により得られた鋼片を熱間
加工するに際して、オーステナイトの再結晶や粒
成長の進行が著しく遅い温度域、即ち、980℃以
下であつて、且つ、Ar₃点以上の温度範囲におい
て減面率30％以上で熱間加工することが必要であ
る。熱間加工温度が980℃を越える温度であると
きは、オーステナイトが再結晶や粒成長しやす
く、また、加工減面率が30％よりも少ないとき
は、オーステナイト粒径を細粒化することができ
ないからである。更に、10〜20μ程度のオーステ
ナイト細粒を得るには、上記加工条件に加えて、
最終加工パスを900℃以下とする必要があり、５
〜10μ程度の極細粒を得るためには、上記最終加
工を歪速度300／秒以上とする必要がある。尚、旧オーステナイト粒径を調整するための上
記熱間加工後に冷間加工を加えて所望の形状とす
ることもできるが、この場合、冷間加工の加工率
は40％までとする。上記前組織に40％よりも大き
い冷間加工を加えたときは、後述するAc₁〜Ac₃
温度域への加熱時にマルテンサイトの再結晶が起
こり、目的とする最終組織を得ることができな
い。次に、前組織をベイナイト、マルテンサイト又
はこれらの混合組織とするためには、次の方法に
よることができる。その第１は、圧延工程中に所要の前組織を得る
方法であつて、鋼片を制御圧延するか、又は熱間
圧延した後に加速冷却する。その冷却速度は５
℃／秒以上とすることが必要である。これよりも
小さい冷却速度では、通常のフエライト・パーラ
イト組織となるからである。前組織を得るための第２の方法は、圧延した鋼
材を改めて熱処理する方法であり、鋼をAc₃点以
上のオーステナイト域に加熱した後に調整冷却す
る。この方法による場合も、加熱温度は、第１の
方法について説明したと同様に、Ac₃〜Ac₃＋100
℃の範囲であることが望ましい。このようにAc₁〜Ac₃域に加熱する前の組織を、
従来のフエライト・パーライト組織に替えて、残
留オーステナイトを含有していてもよいマルテン
サイト、ベイナイト又はこれらの混合組織からな
る低温変態生成相とした圧延鋼材をAc₁〜Ac₃域
に加熱することにより、低温変態生成相のラス境
界に存在している残留オーステナイト若しくはセ
メンタイトを優先核として、初期オーステナイト
粒が多数生成し、上記ラス境界に沿つて成長す
る。次いで、所定の条件下での冷却によつてこのオ
ーステナイトから変態するマルテンサイト又はベ
イナイトを針状にして、周囲のフエライト相に対
して整合性のよいものとし、かくして、従来のフ
エライト・パーライト前組織に比較して、第２相
粒子を格段に微細化する。従つて、Ac₁〜Ac₃域
への加熱及び冷却の条件が必要である。即ち、条
件によつては、第２相が塊状化し、或いは第２相
に塊状の粒子が混在するからである。Ac₁〜Ac₃
域への加熱後の冷却速度は、通常、10〜200℃／
秒の範囲が適当である。より詳細に説明すれば、微細なベイナイト、マ
ルテンサイト又はこれらの混合組織からなる前組
織をオーステナイト域に加熱する際の逆変態は、
オーステナイト分率が約20％までは旧オーステナ
イト粒界から塊状オーステナイトが生成し、ま
た、粒内からは針状オーステナイトが生成するこ
とにより開始されるので、この状態から、例えば
150〜200℃／秒以上の冷却速度で急冷することに
より、針状と塊状の低温変態生成相がフエライト
中に分散した組織を得る。従つて、旧オーステナ
イトが細粒であるほど、塊状オーステナイトの生
成頻度が高い。オーステナイト化が約40％以上進
行すると、針状オーステナイト粒子相互が合体し
て塊状オーステナイトへと変化するので、この状
態から急冷すると、フエライトと粗大な塊状の低
温変態生成相との混合組織を形成する。更にオー
ステナイト化が約90％以上進行すれば、塊状オー
ステナイト相互が合体成長してオーステナイト化
が完了するので、この状態から急冷すれば、低温
変態生成相が主体の組織となる。しかし、本発明においては、前記前組織に調整
した鋼をAc₁〜Ac₃域に加熱するに際して、その
オーステナイト化をオーステナイト化分率が約10
％以上とし、好ましくは20％以上とし、この状態
から好ましくは平均冷却速度10〜150℃／秒にて
常温乃至500℃の温度まで冷却することにより、
冷却中の変態過程において塊状オーステナイトか
らフエライトと針状オーステナイトとを分離さ
せ、この針状オーステナイトを低温変態生成相に
変態させることにより、一部残留オーステナイト
を含有していてもよい針状ベイナイト、マルテン
サイト又はこれらの混合組織からなる微細な低温
変態生成相がフエライト相中に均一に分散された
最終金属組織を得るのである。本発明においては、フエライト相中における第
２相の体積分率は10〜55％の範囲とする。第２相
の体積分率がこの範囲にあるとき、第２相粒子が
主として針状であつて、すぐれた冷間伸線性を確
保することができるが、特に、第２相の体積率を
15〜40％の範囲とするとき、第２相粒子は実質的
にすべて針状となり、且つ、その平均換算粒子径
が3μ以下となり、かくして、得られる線材は、
従来にない独特の複合組織を有するために、格段
にすぐれた強加工性を有する。第２相の体積分率
が10〜55％の範囲をはずれるときは、前記条件下
での冷却によつても、最終組織が塊状第２相を主
体として有するようになる。冷却停止温度は常温乃至500℃である。これは、
低温変態生成相としてベイナイト、マルテンサイ
ト又はこれらの混合組織を得るためであると共
に、この温度範囲内で冷却速度を遅くし、又は停
止することによつて、生成した第２相の焼戻しを
兼ねさせることもできるからである。以上のように、本発明において用いる線材は、
低炭素鋼の組織を予めベイナイト、マルテンサイ
ト又はこれらの微細混合組織とし、これより逆変
態させた塊状オーステナイトを所定の冷却条件下
に変態させて、主として針状の低温変態生成相が
10〜55％の体積分率にてフエライト相中に均一に
分散されてなり、従来にない特異な微細複合組織
を有する。本発明の方法によれば、かかる線材に伸線前に
又は途中でメツキ処理した後、90％以上、好まし
い態様においては98％以上の加工率による連続冷
間伸線によつて、メツキ層の良好な潤滑性を得
て、高強度高延性のメツキ極細鋼線を得ることが
できる。特に、低温変態生成物の体積率を15〜40
％として、平均換算粒子径を3μ以下とする場合、
98％以上の加工率による冷間伸線によつて、従来
にない高強度高延性の極細鋼線を得ることができ
る。本発明の方法において、メツキ処理とは、展伸
性に富むメツキ層を電気的メツキ、化学的メツキ
又は溶融メツキ等の方法で線材に付着させること
をいう。メツキ組成は、特に制限されるものでは
なく、例えば、Cu、Cu合金、Al、Al合金等を挙
げることができる。また、メツキ付着物を単一層
又は複数層とし、その後に均質化することもでき
る。本発明においては、ブラスメツキの場合であれ
ば、その組成は、Cu40〜70％、Zn60〜30％の範
囲である。従来のように、線材を伸線後にメツキ
して、表面メツキ極細鋼線を製造する方法におい
ては、ブラスメツキ組成は、通常、Cu60〜70％、
Zn40〜30％であり、Znをこれよりも多量にする
ことは、メツキ層が展伸性に乏しいために、メツ
キ極細鋼線の品質を劣化させるとされている。し
かし、本発明の方法によれば、Zn量を増大させ
て、Cu40〜65％、Zn60〜35％の範囲としても、
このメツキ層を潤滑剤として強加工することによ
つて、その理由は必ずしも明らかではないが、メ
ツキ層が線材の伸線時に良好な潤滑効果を発揮
し、伸線時に伸線の表面に不均一層の生成を防止
して、すぐれた連続冷間伸線性を確保することが
できるのみならず、予期しないことに、得られる
伸線の延性が改善され、更に、均一均質なメツキ
層を有する表面メツキ極細鋼線を得ることができ
るのである。特に、Cu及びCu合金メツキした極
細鋼線、なかでも、Zn量を増大させた本発明に
よる表面ブラスメツキ極細鋼線は、従来の表面メ
ツキ極細鋼線に比較して、ゴムとの密着性が著し
く改善される。本発明においては、メツキ付着量は、強加工後
にも均一なメツキ厚さを得るための量が必要であ
り、極細鋼線の径にもよるが、線材１Kg当り大略
１〜15ｇが好ましい。特に、98％以上の強加工に
おいては、メツキ層を最終的に得られる極細鋼線
に対して重量にて0.2〜1.0％の範囲で保持させる
ことによつて、メツキ層自体の性質、例えば、均
一性や均質性を極めて高めることができる。本発明においては、メツキした後の線材の伸線
加工においては、伸線加工用のダイスのアプロー
チ角度を４〜15°とするのが好ましく、メツキ後
の合計加工度は約80％、伸線強度として120Kg
ｆ／mm²以下の伸線前半においては上記アプローチ
角度を４〜8°とするのが好ましい。この方法によ
つて、メツキ層の均一加工が容易となり、メツキ
層の不均一化を防止することができる。更に、本発明の方法によれば、前述した複合組
織線材を合計減面率90％以上にて連続冷間伸線加
工して、極細鋼線を製造するに際して、伸線途中
で再結晶温度以下の温度に加熱した後、冷却する
熱処理を施すことによつて、かかる熱処理をしな
い場合に比べて、減面率に対する強度の上昇が大
きいので、最終的に強度がより高い極細鋼線を得
ることができる。尚、本発明の方法においては、前記メツキ処理
に際して、溶融メツキを用いる場合、メツキ組成
を調整して、その融点を望ましい温度とし、上記
熱処理を同時に行なうこともできる。即ち、熱処
理工程における加熱浴及び／又は冷却浴として、
メツキ浴を利用することができる。本発明の方法において、上記熱処理とは、加工
方向に伸長したフエライトとマルテンサイトの２
相が形成する組織フローを破壊しない程度の温度
及び時間にて加熱することを意味し、加熱温度
は、加熱時間にもよるが、通常、200〜700℃の範
囲であり、好ましくは300〜600℃の範囲である。一般に、線材は、伸線加工によつて、組織中の
各相が加工方向に伸長して、所謂組織フローを形
成し、また、ミクロ的には各相内に転位等による
下部組織が生じ、これらの変化に伴つて伸線材の
強度が上昇する。本発明の方法によれば、伸線加
工の途中でこの組織フローを破壊しない程度に加
熱することによつて、下部組織が一部回復すると
共に、Ｃ、Ｎ等の元素の微細析出が各相内に起こ
る。そこで、かかる熱処理を施された伸線材を更
に冷間伸線加工するとき、下部組織中に存在する
上記析出物を核として新たな下部組織が形成され
て発達し、他方、組織フローはその前の伸線加工
に引き続いて、各伸線工程ごとに発達していくの
で、この結果として、線材の加工限界が改善さ
れ、また、伸線材の強度も高められるとみられ
る。従つて、熱処理前の伸線加工によつて組織フロ
ーと下部組織との形成させ、発達させるために、
最小の伸線加工度が規定され、また、熱処理後の
伸線加工においては、新たな下部組織を形成さ
せ、発達させるために、最小の伸線加工度が規定
されることとなるが、本発明者らの研究によれ
ば、上記した最小加工度はいずれも、大略50〜80
％程度である。また、加熱処理時の下部組織の回
復の度合や、Ｃ、Ｎ等の元素の析出状態によつ
て、加熱処理後の強度や、その後の加工による加
工硬化率が変化するので、熱処理の温度及び時間
は、目的に応じて最適に設定されるのが好まし
い。尚、従来、加工限界近くまで加工した伸線を再
結晶温度以上に加熱し、加工組織を消却させて、
加工前の状態に戻し、再度、加工する方法が知ら
れている。しかし、この場合の加熱処理は、所謂
焼なまし処理であり、他方、本発明の方法におけ
る熱処理は、再結晶温度以下への加熱であるの
で、従来の焼なまし処理とは異なる。本発明の方
法において、熱処理温度を再結晶温度以上とする
ときは、熱処理後の強度が低下すると共に、その
後に再度、冷間加工を行なつても、強度は向上せ
ずに、単に加工のみが可能となるにすぎない。（発明の効果）本発明の方法によれば、所定の複合組織を有す
る線材を冷間強加工して極細鋼線を製造するに際
して、伸線前又は途中でメツキ処理を施し、この
メツキ層の潤滑作用によつて、良好な冷間伸線性
を確保しつつ、線材を冷間伸線することができ、
且つ、このようにして、均一均質なメツキ層を有
すると共に、延性が改善された極細鋼線を得るこ
とができる。更に、上記伸線加工の途中で再結晶
温度以下の温度以下に加熱、冷却する熱処理を施
すことによつて、最終的に得られる極細鋼線の強
度を向上させることができる。（実施例）以下に実施例及び参考例を挙げて本発明を説明
するが、本発明はこれら実施例によつて何ら限定
されるものではない。参考例１（複合組織線材の製造及び性質）第１表及び第２表に示すように、本発明で規定
する化学組成を有する鋼Ａ及びＢを圧延後に水冷
して、前組織を微細なマルテンサイト組織とした
ものをそれぞれA1及びB1とし、比較鋼として、
鋼Ａ及びＢを圧延後空冷して、前組織をフエライ
ト・パーライト組織としたものをそれぞれA2及
びB2とする。旧オーステナイト粒径はいずれも
20μ以下である。

【表】

【表】 20μ以下である。次に、上記A1及びB1を異なるオーステナイト
分率を有するようにAc₁〜Ac₃域に３分間加熱保
持し、種々の平均冷却速度にて常温まで冷却し
た。加熱温度及び冷却速度に対する第２相粒子の
形態とその体積分率を第１図に示す。実線はフエ
ライトと針状第２相との均一な混合組織を示し、
破線はフエライトと塊状第２相、又はフエライト
と針状若しくは塊状第２相との混合組織を示す。 A1及びB1をAc₁〜Ac₃域への加熱保持後、平均
冷却速度125℃／秒又は80℃／秒で冷却したとき、
得られる圧延線材の第２相形態は針状であつて、
組織はこの第２相がフエライト相中に均一に分散
して形成されており、また、第２相の体積分率は
加熱温度にかかわらずにほぼ一定である。これに
対して、前組織が同じてあつても、平均冷却速度
が170℃／秒以上のときは、第２相形態は塊状、
又は塊状と針状の混合物となり、更に第２相分率
は加熱温度が高いほど多くなる。第２図は、最終組織に含まれる第２相体積分率
と第２相粒子の形態及び平均換算粒子径の関係を
マルテンサイト前組織のA1及びB1、並びにフエ
ライト・パーライト前組織のA2及びB2について
それぞれ示す。ここで、平均換算粒子径は、いず
れの形態についても、前記したように面積を円に
換算したときの平均直径を意味する。いずれの線材についても、第２相粒子の粒子径
は、第２相体積分率の増加に伴つて大きくなる
が、第２相分率が同一である場合は、マルテンサ
イト前組織から得られる粒子の粒子径は、フエラ
イト・パーライト前組織から得られる粒子の粒子
径に比べて著しく小さい。即ち、同一の組成を有
する鋼であつても、前組織をフエライト・パーラ
イトからマルテンサイト組織に調整することによ
り、第２相粒子を格段に微細化できる。この第２
相粒子の微細化によつて、線材の延性は大幅に改
善されるが、しかし、必ずしも強加工性を富むと
は限らない。即ち、第２相の体積分率を10〜55％
の範囲とすることによつて、第２相の形態は針状
が主体となり、特に、第２相の体積分率を15〜45
％の範囲とするとき、第２相が平均換算粒子径
3μ以下の微細な針状粒子からなり、更に、この
ような微細な針状第２相がフエライト中に均一に
分散分布されるために、格段に強加工性にすぐれ
るのである。勿論、上記は第２相が針状ベイナイ
ト又はこれとマルテンサイトとの混合組織の場合
にも当てはまる。次に、前組織として微細なマルテンサイトを有
する前記圧延線材A1及びA2を第３表に示す条件
にて熱処理した。この熱処理における加熱及び冷
却条件と、これによつて得られた複合組織線材の
最終組織並びに機械的性質を第２表に示す。前組
織が微細なマルテンサイトであるA1をオーステ
ナイト化分率が20％以上となるようにAc₁〜Ac₃
域に加熱した後、125℃／秒で冷却して得られた
鋼番号３、４、５及び６の線材は、フエライト相
中に微細な針状マルテンサイト（第２相）が体積
分率15〜40％の範囲内で均一に混合分散されてな
る複合組織を有し、強度・延性バランスに格段に
すぐれていることが明らかである。これに対して、前組織がフエライト・パーライ
トである圧延線材A2は、加熱及び冷却条件にか
かわらずに、第２相の形態が塊状である鋼番号
10、11又は12を与え、これらはいずれも強度・延
性バランスに劣つている。一方において、前組織はマルテンサイトである
が（A1）、鋼番号１はAc₁〜Ac₃域に加熱後の冷
却速度が遅いために、また、鋼番号２はAc₁〜
Ac₃域に加熱した際のオーステナイト化分率が小
さいために、いずれもその組織がフエライトと塊
状及び針状マルテンサイトとの混合組織であり、
従つて、上記鋼番号10〜12よりは強度・延性バラ
ンスにすぐれているが、鋼番号３、４、５及び６
に比べて劣る。また、鋼番号７及び８の線材は、
いずれもフエライトと塊状マルテンサイトの混合
組織であつて、強度・延性バランスに劣ることが
明らかである。次に、以上のようにして得られた異なる第２相
形態を有する6.4mm径線材に冷間伸線による強加
工を加えた。この加工後の性質を第３表に示す。

【表】 (b) 伸線途中で断線した。
鋼番号１の線材は、フエライト中に微細な針状
マルテンサイトが均一に分散されてなる複合組織
を有し（A1）、この線材によれば、伸線加工率90
％にて引張強度90Kgｆ／mm²、破断絞り58％である
２mm径線材を得ることができ、伸線加工率99％に
よつて、一層高強度の0.7mm径線材を得ることが
できる。一方、塊状の第２相を有する鋼番号２の
比較鋼線材によれば、加工度の増大につれて急激
に延性が劣化し、約90％の加工度において断線が
生じた。鋼番号３の本発明線材は、第２相が針状
及び塊状のマルテンサイトの混合物であり、鋼番
号２の比較鋼線材よりも微細な組織を有するの
で、90％以上の強加工性を保持している。また、第１表に示すように、本発明で規定する
化学組成を有する鋼Ｂ及びＣを本発明に従つてフ
エライトと針状マルテンサイトの均一な微細複合
組織を有する5.5mm線径の線材とした。これらを
それぞれB1及びC1とする。B1及びC1は共に高延
性を有し、99.9％の強加工が可能であり、このよ
うにして得られる極細鋼線もまた高強度及び高延
性を有する。線材B1及びC1の機械的性質と、こ
れら線材を線径1.0mm以下に伸線して得た極細鋼
線の機械的性質を第４表に示す。また、鋼記号C1の線材を加工率97.0％で伸線し
（線径0.95mm）、これを300〜400℃の温度で低温熱
処理（以下、低温焼鈍ということがある。）した。
これら低温焼鈍伸線の機械的性質をも第４表に示
すように、低温焼鈍によつて伸線の延性が改善さ
れていることが明らかである。強度低下は認めら
れない。一般に、伸線を低温焼鈍することによつ
て、伸線加工によつて生じる残留応力の除去と降
伏点の上昇が認められるが、本発明による複合組
織線材から製造される伸線では延性も改善され
る。従つて、低温焼鈍によつて、線材の延性改善
を図ることができ、また、線材の伸線途中工程に
低温焼鈍を組み合わせることによつて、得られる
線材の延性を一層増すこともできる。実施例１

【表】第５表に示す鋼記号Ａ及びＢを5.5mm径線材に
熱間圧延後、水冷して、それぞれの組織をマルテ
ンサイト主体とし、次いで、820℃に加熱後、80
℃／秒の速度にて冷却して、フエライトと針状マ
ルテンサイトの混合組織とし、これらを鋼記号Ａ
及びＢについて、それぞれA2及びB2とする。他
方、上記熱処理の加工後の冷却速度を15℃／秒と
した鋼記号ＡをA1とする。このような熱処理後
の複合組織線材A1、A2及びB2の第２相体積分
率、粒子径及び形態、並びに引張特性を第６表に
示す。線材A1は針状第２相を主体とし、一部に
塊状第２相を含む複合組織線材であるので、線材
A2及びB2に比較して、延性がやや劣る。B2は
A2よりもAl量が低く、延性が高い。次に、上記5.5mm径線材A1及びA2を酸洗し、
Cu、又はCu65％−Zn35％のブラスメツキ処理し
た後、97％の合計減面率にて連続冷間伸線して得
た伸線の機械的性質を第７表に示す。第７表に
は、比較のために、同じ線材A1及びＡ

【表】

【表】 (注) (a) 第２表と同じ。

【表】

【表】２を酸洗し、通常のリン酸塩被覆潤滑処理を施し
て、連続冷間伸線して得た伸線の機械的性質をも
併せて示す。伸線前処理として、通常のリン酸塩
被覆による潤滑処理を施した線材は、A1及びA2
共に付着量が少なく、潤滑不良を生じている。こ
れに対して、伸線前にブラスメツキ処理を施した
場合は、例えば、線材A1の伸線にみられるよう
に、伸線加工時の粉末状の潤滑剤の導入量が不足
しても、伸線表面のメツキ潤滑の存在によつて、
伸線への悪影響が回避される。即ち、本発明によ
れば、伸線前のブラスメツキによつて、伸線加工
時の潤滑性が良好となる。また、線材A2の伸線
によつて、延性が改善されることが明らかであ
る。また、強加工性にすぐれる5.5mm径複合組織線
材A2を酸洗した後、通常のリン酸塩処理を施し、
メツキ処理なしに0.29mm径（加工度99.7％）に伸
線して得た伸線（比較例）と共に、伸線途中の
1.5mm径、引張強さ179Kgｆ／mm²の伸線にブラスメ
ツキした後に0.29mm径に伸線して得た伸線（本発
明）、及び酸洗した後の5.5mm径線材にブラスメツ
キした後に0.29mm径に伸線して得た伸線（本発明
伸線）について、伸線特性及びゴムとの密着性を
評価した。結果を第８表に示す。尚、上記のブラ
スメツキの組成は、線材A2についてはCu64％−
Zn36％であり、線材B2についてはCu64％−Zn36
％又はCu55％−Zn45％である。本発明による伸
線は延性にすぐれるのみならず、ゴムとの密着性
に著しくすぐれることが明らかである。次に、強加工性にすぐれる複合組織線材B2も、
同様に、伸線前の5.5mm径線材にブラスメツキし
て伸線した。この伸線（本発明）についても、伸
線特性及びゴムとの密着性を第８表に示す。ブラ
スメツキのZn濃度にかかわらず、いずれもすぐ
れた伸線性を得ることができ、伸線特性がすぐれ
る。また、Zn濃度の高いブラスメツキを施した
線材は、ゴムとの密着性に一層すぐれることが明
らかである。このように、高濃度Znのブラスメ
ツキを施した線材であつても、良好な伸線性を確
保し得ることが本発明における重要な特徴の一つ

【表】である。実施例３（極細鋼線の製造）第９表に示す化学成分を有する鋼記号Ａを5.5
mm径線材に熱間圧延し、圧延後、水冷した。この
圧延線材を810℃まで加熱した後、油冷してマル
テンサイト化して、第９表に示すように、針状マ
ルテンサイトからなる第２相とフエライトとから
なる混合組織を有する線材Ａを製造した。上記線材Ａを酸洗し、組成Cu45％−Zn55％の
ブラスメツキ処理した後、0.96mm径に伸線し、所
定の温度にて加熱処理を施した後、更に、0.30mm
径まで伸線した。比較のために、上記線材Ａにつ
いて、酸洗し、ブラスメツキ処理した後、伸線途
中での加熱処理なしに、0.30mm径まで伸線した。第３図に熱処理後の伸線歪と得られた極細鋼線
の引張強度を示す。熱処理後に伸線することによ
つて、強度が著しく上昇することが明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で規定する組成を有する鋼を
Ac₁〜Ac₃域に加熱し、冷却したときの加熱温度
と平均冷却速度とに対する低温変態生成相の形態
とそのフエライト相中における体積分率の関係を
示すグラフ、第２図は、前組織としてフエライ
ト・パーライト組織を有する比較鋼線材とフエラ
イト・マルテンサイト組織を有する本発明鋼線材
とについて、第２相の体積分率と、第２相の形態
及び粒子の平均換算粒子径との関係を示すグラ
フ、第３図は、本発明の方法に従つて、複合組織
線材又はこれからの伸線材を熱処理したときの伸
線歪、熱処理温度及び得られる伸線材の引張強度
の関係を示すグラフ、第４図は従来の高炭素鋼線
材と、本発明において用いる複合組織線材とをそ
れぞれ乾式連続伸線した場合の減面率と潤滑剤付
着量との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％でＣ 0.01〜0.30％、 Si 2.0％以下、 Mn 0.3〜2.5％、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、針状マル
テンサイト、ベイナイト又はこれらの混合組織を
主体とする低温変態生成相が体積率10〜55％にフ
エライト相中に均一に分散されてなる複合組織を
有する線材を減面率90％以上にて冷間連続伸線し
て極細鋼線を製造する方法において、上記伸線前
又は伸線途中にてメツキを施すことを特徴とする
極細鋼線の製造方法。２線材が0.005％以下のAlを含有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の極細鋼線の
製造方法。３体積率15〜40％にて低温変態生成物を有し、
且つ、この低温変態生成物が針状である線材を減
面率98％以上にて冷間連続伸線することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の極細鋼線の製造
方法。４重量％でＣ 0.01〜0.30％、 Si 2.0％以下、 Mn 0.3〜2.5％、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、針状マル
テンサイト、ベイナイト又はこれらの混合組織を
主体とする低温変態生成相が体積率10〜55％にて
フエライト相中に均一に分散されてなる複合組織
を有する線材を減面率90％以上にて冷間連続伸線
して極細鋼線を製造する方法において、上記伸線
前又は伸線途中にてメツキを施すと共に、伸線途
中において、伸線の再結晶温度以下の温度に加熱
し、冷却する低温熱処理を施すことを特徴とする
極細鋼線の製造方法。５線材が0.005％以下のAlを含有することを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の極細鋼線の
製造方法。６体積率15〜40％にて低温変態生成物を有し、
且つ、この低温変態生成物が針状である線材を減
面率98％以上にて冷間連続伸線することを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載の極細鋼線の製造
方法。