JPH06330251A - 伸線加工性に優れたＦｅ基急冷凝固細線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐蝕性を維持しつつ、伸線加工性に優れたFe
基急冷凝固細線を提供する。 【構成】 Niが6.5 〜18.5重量％で、Crが10〜20重量％
で、C が0.075 〜0.4 重量％で、Siが2.5 〜5.5 重量％
で、残部が実質的にFeからなることを特徴とする伸線加
工性に優れたFe基急冷凝固細線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伸線加工性に優れたFe
基急冷凝固細線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鋳造、焼鈍、熱間加工および
冷間加工を利用する通常の金属材料の製造方法により、
Ni及びCrを含有する種々の鉄鋼材料が提供されており、
耐蝕性、加工性、溶接性等に優れた材料として各種化学
工業、建築、タービン関係、航空機、車両等に広く利用
されている。しかしながら、ステンレス鋼に代表される
耐蝕性と加工性に優れたこれらの鉄鋼材料においては、
300kg/mm² 以上の超強力細線を得ることが非常に困難で
あり、たとえ伸線加工における減面率を極限まで高めて
300kg/mm² 以上の超強力細線を得たとしても、そのよう
な超強力細線を製造するためには膨大な工程数が必要で
あり、生産性が低いという問題があった。

【０００３】また、特開平４−２８９１４８号公報や特
開平４−２８０９４４号公報などで代表されるスチール
コードは、400kg/mm² 以上もの高強度を示す金属材料と
して広く知られているが、NiやCrなどの耐蝕性改善元素
を含有しないため、腐食環境下で長期間使用することが
できないという問題があった。

【０００４】一方、近年、急冷凝固法による材料開発が
進展し、通常の金属材料における製造プロセスでは製造
することが困難な、優れた耐蝕性と加工性とを有する高
強度Fe基合金材料が開発されている。例えば、特開昭６
０−２４５７７０号公報には、オーステナイト単相また
はラスマルテンサイト単相およびオーステナイト相とラ
スマルテンサイト相の２相混在組織に、超微細な析出物
が均一に分散した組織からなる加工性に優れたFe-(Ni,M
n)-Cr-Si-(C,P,B)系合金急冷凝固材料が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開昭６０−２
４５７７０号公報には、優れた耐蝕性と380kg/mm² 以上
の高強度を有する加工性に優れたFe基合金細線が開示さ
れている。しかしながら、本発明者らが特開昭６０−２
４５７７０号公報に基づいて回転液中紡糸法によりFe基
合金細線を作製し、伸線加工により超強力線の製造を試
みたところ、得られるＦｅ基合金細線は、中間焼鈍なし
に減面率９０％以上に伸線加工が行える伸線加工性に優
れた合金細線ではあるが、減面率９０％以上に伸線した
同一組成からなる極細線の強度が、240kg/mm² 以上410k
g/mm² 以下と大幅にばらつき、信頼性に欠けるものであ
ることが判明した。

【０００６】また、特開昭６０−２４５７７０号公報に
基づき作製した細線は、減面率９５％以上の高加工度の
伸線時において切断が頻繁に発生し、高加工度における
伸線加工性が不十分であり、工業的に線径が３０μｍ以
下の超極細線を得ることが困難であることも判明した。
したがって、釣り糸、タイヤコード、高強度クロスや各
種補強材等の工業用材料として広く用いられる高耐食性
を備えた高強度極細線の開発が強く望まれている。本発
明は、耐蝕性を維持しつつ、伸線加工性に優れたFe基急
冷凝固細線を提供することを目的とするものである。

【０００７】本発明者らは、このような課題を解決する
ために鋭意研究の結果、特定の組成からなるFe基合金を
溶湯状態から急冷凝固させることにより、耐蝕性を維持
しつつ、伸線加工性に優れたFe基急冷凝固細線が得られ
るという事実を見い出し、本発明に到達した。すなわ
ち、第一の発明は、Niが6.5 〜18.5重量％で、Crが10〜
20重量％で、Cが0.075 〜0.4 重量％で、Siが2.5 〜5.5
重量％で、残部が実質的にFeからなることを特徴とす
る伸線加工性に優れたFe基急冷凝固細線を要旨とするも
のである。

【０００８】また、第二の発明は、Niが5 〜17.5重量％
で、Crが7 〜20重量％で、C が0.05〜0.95重量％で、Si
が2 〜7 重量％で、Cuが1.5 〜7.5 重量％で、残部が実
質的にFeからなることを特徴とする伸線加工性に優れた
Fe基急冷凝固細線を要旨とするものである。

【０００９】さらに、第三の発明は、Niが5 〜17.5重量
％で、Crが7 〜20重量％で、C が0.05〜0.95重量％で、
Siが2 〜7 重量％で、Coが3 〜25重量％で、残部が実質
的にFeからなることを特徴とする伸線加工性に優れたFe
基急冷凝固細線を要旨とするものである。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。まず、第
一の発明について説明すると、第一の発明のFe基急冷凝
固細線の合金組成は、急冷凝固細線において炭化物や金
属間化合物の析出物を全く含まない伸線加工性に優れた
非平衡オーステナイト相や、伸線加工後において強度の
ばらつきが少なく高強度でかつ靱性に優れた加工誘起マ
ルテンサイト相を得るために、次のように限定すること
が必要である。

【００１１】Niは、急冷凝固細線において優れた伸線加
工性を有する非平衡オーステナイト相を高い体積分率で
得るのに必須の元素であり、第一の発明においては、Ni
を6.5 〜18.5重量％含有することが必要であり、特に7.
5 〜17.5重量％含有することが好ましい。Niが6.5 重量
％未満の場合は、急冷凝固細線において伸線加工性に優
れた非平衡オーステナイト相が高い体積分率で得られ
ず、９０％以上の減面率に伸線加工すると、頻繁に切断
が生じるようになったり、伸線材の強度がばらついたり
して、安定して300kg/mm² 以上の強度を有する細線を得
ることが困難になる。また、Niが18.5重量％を越える場
合は、急冷凝固細線において伸線加工性に優れた非平衡
オーステナイト相が高い体積分率で得られるものの、非
平衡オーステナイト相の加工硬化能が低下し、室温近傍
において減面率９５％以上の伸線加工を行っても、300k
g/mm² 以上の強度を有する細線を得ることが困難にな
る。

【００１２】C は、非平衡オーステナイト相を得るのに
必須の元素であり、第一の発明においては、C を0.075
〜0.4 重量％含有することが必要であり、特に0.1 〜0.
35重量％含有することが好ましい。C が0.075 重量％未
満の場合は、急冷凝固細線において伸線加工時に強度に
優れたマルテンサイト相に変態する非平衡オーステナイ
ト相が高い体積分率で得られず、中間焼鈍なしに減面率
９５％以上の伸線加工を行っても、300kg/mm² 以上の強
度を有する細線を得ることが困難になる。また、C が0.
4 重量％を越える場合は、急冷凝固細線において非平衡
オーステナイト相は得られるものの、伸線加工性に劣っ
ており、９０％以上の減面率に伸線加工すると、頻繁に
切断が生じるようになり、安定して300kg/mm² 以上の高
強度を有する細線を製造することが困難になる。

【００１３】Crは、耐蝕性を付与するのに必須の元素で
あり、第一の発明においては、Crを１０〜２０重量％含
有することが必要であり、特に、１２〜１８重量％含有
することが好ましい。Crが１０重量％未満では耐蝕性が
不足し、工業材料として実用に供する範囲が制限され
る。また、２０重量％を超える場合は、延性及び靭性が
低下し、不均一に粗大化した析出物が析出するようにな
るため、脆く伸線加工性がなくなる。

【００１４】Siは、溶湯状態から急冷凝固させて直接細
線状材料を得るために必要な成型性を付与する元素であ
り、第一の発明においては、Siを2.5 〜5.5 重量％含有
することが必要であり、特に、３〜５重量％含有するこ
とが好ましい。Siが2.5 重量％未満の場合は、溶湯状態
から急冷凝固させて直接細線状の材料を連続して得るこ
とが困難となる。また、Siが5.5 重量％を超える場合に
は、Si化合物を生じ、靭性及び加工性が低下する。Si
は、急冷凝固細線の靭性、硬さを向上させ、伸線加工を
加えて機械的性質を改善する際、特に低加工率領域から
加工誘起マルテンサイト変態を生じさせ、著しく強度を
向上させることができる。

【００１５】第一の発明のFe基急冷凝固細線は、非平衡
オーステナイト単相あるいは非平衡オーステナイト相と
ｂｃｃ構造を有するマルテンサイト相の２相混合からな
り、炭化物や金属間化合物の析出物を全く含まないこと
が好ましい。第一の発明のFe基急冷凝固細線において、
ｂｃｃ構造を有するマルテンサイト相の体積分率が８０
％以上になると、伸線加工時の加工硬化能が低下し、30
0kg/mm² 以上の高強度を有する細線が得られなくなる傾
向がある。また、急冷凝固細線において、伸線加工性な
らびに加工硬化能を阻害しない体積分率の範囲で、ｂｃ
ｃ構造を有するフェライト相を含有していても、第一の
発明を達成するにはなんら支障をきたすものではない。

【００１６】なお、Fe基合金細線中にAlを0.01〜0.5 重
量％含有していても、第一の発明のFe基急冷凝固細線を
得ることができる。また、鉄鋼材料の耐力や降伏応力を
改善する元素として知られているMo、Nb、W 、Taを急冷
凝固細線において炭化物を析出させない範囲で２重量％
以下含有していても、第一の発明を達成するにはなんら
支障をきたすものではない。さらに、上記の合金におい
て、通常の工業材料中に存在する程度の不純物、例えば
S、 P、Sn、 H、As、Sb、O 、N 等が少量含まれていて
も、第一の発明を達成するにはなんら支障をきたすもの
ではない。

【００１７】さらに、第二の発明について説明すると、
第二の発明のFe基急冷凝固細線の合金組成は、急冷凝固
細線において炭化物や金属間化合物の析出物を全く含ま
ない伸線加工性に優れた非平衡オーステナイト相や、伸
線加工後において強度のばらつきが少なく高強度でかつ
靱性に優れた加工誘起マルテンサイト相を得るために、
次のように限定することが必要である。

【００１８】Niは、急冷凝固細線において優れた伸線加
工性を有する非平衡オーステナイト相を高い体積分率で
得るのに必須の元素であり、第二の発明においては、Ni
を5〜17.5重量％含有することが必要であり、特に7 〜1
5重量％含有することが好ましい。Niが５重量％未満の
場合は、急冷凝固細線において伸線加工性に優れた非平
衡オーステナイト相が高い体積分率で得られず、９０％
以上の減面率に伸線加工すると、頻繁に切断が生じるよ
うになったり、伸線材の強度がばらついたりして、安定
して300kg/mm² 以上の強度を有する細線を得ることが困
難になる。また、Niが17.5重量％を越える場合は、急冷
凝固細線において伸線加工性に優れた非平衡オーステナ
イト相が高い体積分率で得られるものの、非平衡オース
テナイト相の加工硬化能が低下し、室温近傍において減
面率９５％以上の伸線加工を行っても、300kg/mm² 以上
の強度を有する細線を得ることが困難になる。

【００１９】C は、非平衡オーステナイト相を得るのに
必須の元素であり、第二の発明においては、C を0.05〜
0.95重量％含有することが必要であり、特に0.25〜0.8
重量％含有することが好ましい。C が0.05重量％未満の
場合は、急冷凝固細線において伸線加工時に強度に優れ
たマルテンサイト相に変態する非平衡オーステナイト相
が高い体積分率で得られず、中間焼鈍なしに減面率９５
％以上の伸線加工を行っても、300kg/mm² 以上の強度を
有する細線を得ることが困難になる。また、C が0.95重
量％を越える場合は、急冷凝固細線において非平衡オー
ステナイト相は得られるものの、伸線加工性に劣ってお
り、９０％以上の減面率に伸線加工すると、頻繁に切断
が生じるようになり、安定して300kg/mm² 以上の高強度
を有する細線を製造することが困難になる。

【００２０】Crは、耐蝕性を付与するのに必須の元素で
あり、第二の発明においては、Crを７〜２０重量％含有
することが必要であり、特に、１２〜１８重量％含有す
ることが好ましい。Crが７重量％未満では耐蝕性が不足
し、工業材料として実用に供する範囲が制限される。ま
た、２０重量％を超える場合は、延性及び靭性が低下
し、不均一に粗大化した析出物が析出するようになるた
め、脆く伸線加工性がなくなる。

【００２１】Siは、溶湯状態から急冷凝固させて直接細
線状材料を得るために必要な成型性を付与する元素であ
り、第二の発明においては、Siを２〜７重量％含有する
ことが必要であり、特に、 3〜5.5 重量％含有すること
が好ましい。Siが２重量％未満の場合は、溶湯状態から
急冷凝固させて直接細線状の材料を連続して得ることが
困難となる。また、Siが７重量％を超える場合には、Si
化合物を生じ、靭性及び加工性が低下する。Siは、急冷
凝固細線の靭性、硬さを向上させ、伸線加工を加えて機
械的性質を改善する際、特に低加工率領域から加工誘起
マルテンサイト変態を生じさせ、著しく強度を向上させ
ることができる。

【００２２】Cuは、急冷凝固細線において優れた伸線加
工性を有する非平衡オーステナイト相を高い体積分率で
得るのに必須の元素であり、第二の発明においては、Cu
を1.5 〜7.5 重量％含有することが必要であり、特に、
２〜６重量％含有することが好ましい。Cuが1.5 重量％
未満の場合は、Ni及び Cのオーステナイト形成元素の効
果により、急冷凝固細線において非平衡オーステナイト
相は得られるものの、伸線加工性が不十分であり、９０
％以上の減面率に伸線加工すると、頻繁に切断が生じる
ようになったり、伸線材の強度がばらついたりして、安
定して300kg/mm² 以上の高強度を有する細線を製造する
ことが困難になる。また、Cuが7.5 重量％を超える場合
は、急冷凝固細線において伸線加工性に優れた非平衡オ
ーステナイト相が高い体積分率で得られるものの、非平
衡オーステナイト相の加工硬化能が低下し、室温近傍に
おいて減面率９５％以上の伸線加工を行っても、300kg/
mm² 以上の強度を有する細線を得ることが困難になる。

【００２３】第二の発明のFe基急冷凝固細線は、非平衡
オーステナイト単相あるいは非平衡オーステナイト相と
ｂｃｃ構造を有するマルテンサイト相の２相混合からな
り、炭化物や金属間化合物の析出物を全く含まないこと
が好ましい。第二の発明のFe基急冷凝固細線において、
ｂｃｃ構造を有するマルテンサイト相の体積分率が８０
％以上になると、伸線加工時の加工硬化能が低下し、30
0kg/mm² 以上の高強度を有する細線が得られなくなる傾
向がある。また、急冷凝固細線において、伸線加工性な
らびに加工硬化能を阻害しない体積分率の範囲で、ｂｃ
ｃ構造を有するフェライト相を含有していても、第二の
発明を達成するにはなんら支障をきたすものではない。

【００２４】なお、Fe基合金細線中にAlを0.01〜0.5 重
量％含有していても、第二の発明のFe基急冷凝固細線を
得ることができる。また、鉄鋼材料の耐力や降伏応力を
改善する元素として知られているMo、Nb、W 、Taを急冷
凝固細線において炭化物を析出させない範囲で２重量％
以下含有していても、第二の発明を達成するにはなんら
支障をきたすものではない。さらに、上記の合金におい
て、通常の工業材料中に存在する程度の不純物、例えば
S、 P、Sn、 H、As、Sb、O 、N 等が少量含まれていて
も、第二の発明を達成するにはなんら支障をきたすもの
ではない。

【００２５】次に、第三の発明について説明すると、第
三の発明のFe基急冷凝固細線の合金組成のうち、Ni、C
r、C 、Siについては、第二の発明と同様に含有させる
ことが必要である。

【００２６】さらに、Coは急冷凝固細線において優れた
伸線加工性を有する非平衡オーステナイト相を高い体積
分率で得るのに必須の元素であり、第三の発明において
は、Coを3 〜25重量％含有することが必要であり、特
に、４〜２０重量％含有することが好ましい。Coが３重
量％未満の場合は、Ni及び Cのオーステナイト形成元素
の効果により、急冷凝固細線において非平衡オーステナ
イト相は得られるものの、伸線加工性が不十分であり、
９０％以上の減面率に伸線加工すると、頻繁に切断が生
じるようになったり、伸線材の強度がばらついたりし
て、安定して300kg/mm² 以上の高強度を有する細線を製
造することが困難になる。また、Coが２５重量％を超え
る場合は、急冷凝固細線において伸線加工性に優れた非
平衡オーステナイト相が高い体積分率で得られるもの
の、非平衡オーステナイト相の加工硬化能が低下し、室
温近傍において減面率９５％以上の伸線加工を行って
も、300kg/mm² 以上の強度を有する細線を得ることが困
難になる。

【００２７】第三の発明のFe基急冷凝固細線は、非平衡
オーステナイト単相あるいは非平衡オーステナイト相と
ｂｃｃ構造を有するマルテンサイト相の２相混合からな
り、炭化物や金属間化合物の析出物を全く含まないこと
が好ましい。第三の発明のFe基急冷凝固細線において、
ｂｃｃ構造を有するマルテンサイト相の体積分率が８０
％以上になると、伸線加工時の加工硬化能が低下し、30
0kg/mm² 以上の高強度を有する細線が得られなくなる傾
向がある。また、急冷凝固細線において、伸線加工性な
らびに加工硬化能を阻害しない体積分率の範囲で、ｂｃ
ｃ構造を有するフェライト相を含有していても、第三の
発明を達成するにはなんら支障をきたすものではない。

【００２８】なお、Fe基合金細線中にAlを0.01〜0.5 重
量％含有していても、第三の発明のFe基急冷凝固細線を
得ることができる。また、鉄鋼材料の耐力や降伏応力を
改善する元素として知られているMo、Nb、W 、Taを急冷
凝固細線において炭化物を析出させない範囲で２重量％
以下含有していても、第三の発明を達成するにはなんら
支障をきたすものではない。さらに、上記の合金におい
て、通常の工業材料中に存在する程度の不純物、例えば
S、 P、Sn、 H、As、Sb、O 、N 等が少量含まれていて
も、第三の発明を達成するにはなんら支障をきたすもの
ではない。

【００２９】本発明のFe基急冷凝固細線を製造するに
は、上記組成の合金を溶融し、冷却液体中で急冷凝固さ
せることにより得ることができる。急冷凝固させる方法
としては、種々の方法があげられるが、好ましい方法と
して、例えば、特開昭５６−１６５０１６号公報または
特開昭５７−７９０５２号公報に記載の、いわゆる回転
液中紡糸法があげられる。

【００３０】この方法は、回転ドラム中に冷却液体を入
れ、遠心力でドラム内壁に冷却液体膜を形成させ、その
冷却液体膜中に溶融した上記組成を有する合金を紡糸ノ
ズルより噴出して急冷凝固させるもので、回転ドラムの
内径としては、３００〜９００ｍｍφであることが好ま
しい。また、回転ドラム内に形成された冷却液体膜の深
さとしては、２〜７ｃｍあることが好ましく、紡糸ノズ
ルと回転冷却液面との距離としては、0.2 〜２０ｍｍで
あることが好ましい。

【００３１】特に、真円度が高く、線径斑が少ない連続
細線を得るには、回転ドラムの周速度を紡糸ノズルより
噴出される溶融金属流の速度よりも５〜３０％速くする
こと、また、紡糸ノズルより噴出される溶融金属流とド
ラム内壁に形成された冷却液体膜とのなす角度を２０〜
７０゜にすることが好ましい。また、紡糸ノズルの孔径
としては、５０〜２００μｍφ、特に８０〜１８０μｍ
φであることが好ましい。孔径が５０μｍφ未満では、
溶湯がノズルより噴出しにくくなり、急冷された線材が
得られにくくなる。一方、２００μｍφを超えると、真
円度が低く、線径斑が大きくなり、高品質な細線が得ら
れにくくなる傾向がある。

【００３２】また、特開昭５８−１７３０５９号公報に
記載のいわゆるコンベアー法を用いることもできる。こ
のコンベアー法は、溶融金属を紡糸ノズルより噴出し、
走行している溝付コンベアーベルト上に形成された冷却
液体層に接触させて急冷凝固させるものであり、特に真
円度が高く、線径斑が少ない連続したFe基急冷凝固細線
を得るには、コンベアー上の走行冷却液体の速度を３０
０ｍ／分以上、溶融金属噴出流と走行冷却液体との速度
比を、１を越えて１．３以下の比率で走行冷却液体の速
度を速くすることが好ましい。また、紡糸ノズルより噴
出される溶融金属流とコンベアーベルト上に形成された
冷却液体層との接触角を３０゜より大きく、しかも紡糸
ノズルの孔径を０．２mmφ以下にすることが好ましい。

【００３３】また、上記のFe基急冷凝固細線の製造に用
いる冷却液体としては、安価な水以外に、さらに冷却速
度を高めるために、１０〜２５重量％の塩化ナトリウム
水溶液、５〜１５重量％のカ性ソーダ水溶液、５〜２５
重量％の塩化マグネシウム、塩化リチウム、５０重量％
の塩化亜鉛水溶液を用いることが好ましい。

【００３４】本発明のFe基急冷凝固細線は、連続して伸
線加工（冷間伸線）を行うことができ，リダクション角
７〜１３°、減面率が３〜１５％のダイスを用いて室温
付近で線引き加工することにより、容易に減面率９５％
以上、線径にして３０μｍ以下の強度のばらつきの少な
い信頼性の高い超強度極細線を製造することが可能であ
る。また、加工工程中に焼鈍等の熱処理を加えることは
不要であり、液体急冷法の高速化、行程の単純さは、本
発明のFe基急冷凝固細線を製造するに際して製造費の低
減、省エネルギーといった効果をもたらす。

【００３５】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によって具
体的に説明する。 実施例１〜７、比較例１〜９ 表１に示す各種組成からなる合金を、石英管中でアルゴ
ン雰囲気下にて溶融した後、約２８０〜３５０ｒｐｍで
回転している内径５００ｍｍφの円筒ドラム内に形成さ
れた、温度４℃、深さ２．５ｃｍの冷却液体膜中に、孔
径１５０μｍφの石英製紡糸ノズルを用いて、溶融金属
をアルゴンガス噴出圧4.5kg/cm² で噴出し、円形断面を
有した線径１５０μｍ、長さ１００ｍの連続したFe基急
冷凝固細線を得た。なお、冷却液体として、水を用い
た。

【００３６】このときの紡糸ノズルと回転冷却液面との
距離は１ｍｍであり、紡糸ノズルより噴出された溶融金
属流とその回転冷却液面とのなす角は５５°であった。
また、結晶質相の同定は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回析
測定より判別した。次に、作製した細線を一般に市販さ
れている、リダクション角１２°のダイヤモンドダイス
を用い、一つのダイスにおける減面率が５〜１２％の範
囲において、室温で中間焼鈍なしで連続して冷間伸線を
行い、線径３０μｍの極細線を作製した。

【００３７】冷間伸線後の細線の強度については、連続
して伸線された最大長を測長した後、インストロン型引
張試験機を用いて引張試験を行った。引張試験は、各最
大長を持つ伸線材について試料長１２ｃｍ、歪速度4.17
×10^-3／ｓの条件下で３０本の試料について行い、得ら
れた引張強度の最大値と最小値を検討した。

【００３８】さらに、冷間伸線後の細線の耐蝕性につい
ては、各伸線材１ｍを１Ｎの HCl溶液と１ＮのH₂SO₄ 溶
液に３０℃において８時間浸漬し、浸漬後の残留重量分
率（％）を測定する重量減量法により検討した。作製し
た線径３０μｍの極細線の最大長と得られる引張強度の
最大値と最小値ならび溶液浸漬後の残留重量分率（％）
を、急冷凝固細線の合金組成とともに表１に示す。

【００３９】なお、比較例１〜８は、本発明の合金組成
の範囲外のFe基急冷凝固細線であり、比較例９は、線径
１５０μｍ、長さ１００ｍの市販のステンレス３０４線
を用いたものであり、実施例１〜７と同様に冷間伸線す
ることによって作製した線径３０μｍの極細線に対する
結果である。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より明らかなように、実施例１〜７の
Fe基急冷凝固細線は、線径１５０μｍから冷間伸線する
ことにより、切断なしに線径３０μｍ、すなわち減面率
９６％まで加工でき、非常に優れた伸線加工性を示し
た。また、３０μｍの冷間伸線材の強度も、300kg/mm²
以上の高強度を示し、耐蝕性についても、比較例９の市
販のステンレス３０４細線に比べて、１Ｎの HCl溶液、
１ＮのH₂SO₄ 溶液のいずれにおいても、重量減量が少な
く、優れた耐蝕性を示した。

【００４２】一方、比較例１、３、６、および８は、Ｃ
量、Ｃｒ量、Ｓｉ量のいずれかが多かったり、Ｎｉ量が
少なかったりしたため、減面率９６％まで加工できる部
分は存在するが、連続して伸線できる部分が少なかっ
た。また、３０μｍの冷間伸線材の強度は、350kg/mm²
以上の高強度を示す部分もあるが、250kg/mm² 以下の強
度の低い部分も存在し、ばらつきの大きい信頼性に欠け
る細線であった。

【００４３】比較例２および４は、Ｃ量が少ないかＮｉ
量が多いかのいずれかであったため、減面率９６％まで
加工できる非常に優れた伸線加工性は備えているもの
の、３０μｍの冷間伸線材の強度が300kg/mm² 未満とな
り、十分な強度が得られなかった。また、比較例５は、
Ｃｒ量が少なかったため、伸線加工性と強度は兼ね備え
ているものの、耐蝕性が比較例９の市販のステンレス３
０４細線に比べて劣り、耐蝕性の悪い細線であった。さ
らに、比較例７は、Ｓｉ量が少なかったため、合金を溶
融し冷却液体中で急冷凝固させても、連続した細線が得
られなかった。

【００４４】実施例８〜２１、比較例１０〜１９ 表２に示す各種組成からなる合金を、石英管中でアルゴ
ン雰囲気下にて溶融した後、約２８０〜３５０ｒｐｍで
回転している内径５００ｍｍφの円筒ドラム内に形成さ
れた、温度４℃、深さ２．５ｃｍの冷却液体膜中に、孔
径１５０μｍφの石英製紡糸ノズルを用いて、溶融金属
をアルゴンガス噴出圧4.5kg/cm² で噴出し、円形断面を
有した線径１５０μｍ、長さ１００ｍの連続したFe基急
冷凝固細線を得た。なお、冷却液体として、水を用い
た。

【００４５】このときの紡糸ノズルと回転冷却液面との
距離は１ｍｍであり、紡糸ノズルより噴出された溶融金
属流とその回転冷却液面とのなす角は５５°であった。
また、結晶質相の同定は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回析
測定より判別した。次に、作製した細線を一般に市販さ
れているリダクション角１２°のダイヤモンドダイスを
用い、一つのダイスにおける減面率が５〜１２％の範囲
において、室温で中間焼鈍なしで連続して冷間伸線を行
い、線径３０μｍの極細線を作製した。

【００４６】冷間伸線後の細線の強度については、連続
して伸線された最大長を測長した後、インストロン型引
張試験機を用いて引張試験を行った。引張試験は、各最
大長を持つ伸線材について試料長１２ｃｍ、歪速度4.17
×10^-3／ｓの条件下で３０本の試料について行い、得ら
れた引張強度の最大値と最小値を検討した。

【００４７】さらに、冷間伸線後の細線の耐蝕性につい
ては、各伸線材１ｍを１Ｎの HCl溶液と１ＮのH₂SO₄ 溶
液に３０℃において８時間浸漬し、浸漬後の残留重量分
率（％）を測定する重量減量法により検討した。作製し
た線径３０μｍの極細線の最大長と得られる引張強度の
最大値と最小値ならび溶液浸漬後の残留重量分率（％）
を、急冷凝固細線の合金組成とともに表２に示す。

【００４８】なお、比較例１０〜１９は、本発明の合金
組成の範囲外のFe基急冷凝固細線であり、実施例８〜２
１と同様に冷間伸線することによって作製した線径３０
μｍの極細線に対する結果である。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２より明らかなように、実施例８〜２１
のFe基急冷凝固細線は、線径１５０μｍから冷間伸線す
ることにより、切断なしに線径３０μｍ、すなわち減面
率９６％まで加工でき、非常に優れた伸線加工性を示し
た。また、３０μｍの冷間伸線材の強度も、300kg/mm²
以上の高強度を示し、耐蝕性についても、比較例９の市
販のステンレス３０４細線に比べて、１Ｎの HCl溶液、
１ＮのH₂SO₄ 溶液のいずれにおいても、重量減量が少な
く、優れた耐蝕性を示した。

【００５１】一方、比較例１０、１２、１５、１７およ
び１８は、Ｃ量、Ｃｒ量、Ｓｉ量のいずれかが多かった
り、Ｎｉ量、Ｃｕ量のいずれかが少なかったりしたた
め、減面率９６％まで加工できる部分は存在するが、連
続して伸線できる部分が少なかった。また、３０μｍの
冷間伸線材の強度は、350kg/mm² 以上の高強度を示す部
分もあるが、250kg/mm² 以下の強度の低い部分も存在
し、ばらつきの大きい信頼性の欠ける細線であった。

【００５２】比較例１１、１３および１９は、Ｃ量が少
なかったり、Ｎｉ量、Ｃｕ量のいずれかが多かったりし
たため、減面率９６％まで加工できる非常に優れた伸線
加工性は備えているものの、３０μｍの冷間伸線材の強
度が300kg/mm² 未満となり、十分な強度が得られなかっ
た。また、比較例１４は、Ｃｒ量が少なかったため、伸
線加工性と強度は兼ね備えているものの、耐蝕性が比較
例９の市販のステンレス３０４細線に比べて劣り、耐蝕
性の悪い細線であった。さらに、比較例１６は、Ｓｉ量
が少なかったため、合金を溶融し冷却液体中で急冷凝固
させても、連続した細線が得られなかった。

【００５３】実施例２２〜３５、比較例２０〜２９ 表３に示す各種組成からなる合金を、石英管中でアルゴ
ン雰囲気下にて溶融した後、約２８０〜３５０ｒｐｍで
回転している内径５００ｍｍφの円筒ドラム内に形成さ
れた、温度４℃、深さ２．５ｃｍの冷却液体膜中に、孔
径１５０μｍφの石英製紡糸ノズルを用いて、溶融金属
をアルゴンガス噴出圧4.5kg/cm² で噴出し、円形断面を
有した線径１５０μｍ、長さ１００ｍの連続したFe基急
冷凝固細線を得た。なお、冷却液体として、水を用い
た。

【００５４】このときの紡糸ノズルと回転冷却液面との
距離は１ｍｍであり、紡糸ノズルより噴出された溶融金
属流とその回転冷却液面とのなす角は５５°であった。
また、結晶質相の同定は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回析
測定より判別した。次に、作製した細線を一般に市販さ
れている、リダクション角１２°のダイヤモンドダイス
を用い、一つのダイスにおける減面率が５〜１２％の範
囲において、室温で中間焼鈍なしで連続して冷間伸線を
行い、線径３０μｍの極細線を作製した。

【００５５】冷間伸線後の細線の強度については、連続
して伸線された最大長を測長した後、インストロン型引
張試験機を用いて引張試験を行った。引張試験は、各最
大長を持つ伸線材について試料長１２ｃｍ、歪速度4.17
×10^-3／ｓの条件下で３０本の試料について行い、得ら
れた引張強度の最大値と最小値を検討した。

【００５６】さらに、冷間伸線後の細線の耐蝕性につい
ては、各伸線材１ｍを１Ｎの HCl溶液と１ＮのH₂SO₄ 溶
液に３０℃において８時間浸漬し、浸漬後の残留重量分
率（％）を測定する重量減量法により検討した。作製し
た線径３０μｍの極細線の最大長と得られる引張強度の
最大値と最小値ならび溶液浸漬後の残留重量分率（％）
を、急冷凝固細線の合金組成とともに表３に示す。

【００５７】なお、比較例２０〜２９は、本発明の合金
組成の範囲外のFe基急冷凝固細線であり、実施例２２〜
３５と同様に冷間伸線することによって作製した線径３
０μｍの極細線に対する結果である。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３より明らかなように、実施例２２〜３
５のFe基急冷凝固細線は、線径１５０μｍから冷間伸線
することにより、切断なしに線径３０μｍ、すなわち減
面率９６％まで加工でき、非常に優れた伸線加工性を示
した。また、３０μｍの冷間伸線材の強度も、300kg/mm
² 以上の高強度を示し、耐蝕性についても、比較例９の
市販のステンレス３０４細線に比べて、１Ｎの HCl溶
液、１ＮのH₂SO₄ 溶液のいずれにおいても、重量減量が
少なく、優れた耐蝕性を示した。

【００６０】一方、比較例２０、２２、２５、２７およ
び２８は、Ｃ量、Ｃｒ量、Ｓｉ量のいずれかが多かった
り、Ｎｉ量、Ｃｏ量のいずれかが少なかったりしたた
め、減面率９６％まで加工できる部分は存在するが、連
続して伸線できる部分が少なかった。また、３０μｍの
冷間伸線材の強度は、350kg/mm² 以上の高強度を示す部
分もあるが、250kg/mm² 以下の強度の低い部分も存在
し、ばらつきの大きい信頼性に欠ける細線であった。

【００６１】比較例２１、２３および２９は、Ｃ量が少
なかったり、Ｎｉ量、Ｃｏ量のいずれかが多かったりし
たため、減面率９６％まで加工できる非常に優れた伸線
加工性は備えているものの、３０μｍの冷間伸線材の強
度が300kg/mm² 未満となり、十分な強度が得られなかっ
た。また、比較例２４は、Ｃｒ量が少なかったため、伸
線加工性と強度は兼ね備えているものの、耐蝕性が比較
例９の市販のステンレス３０４細線に比べて劣り、耐蝕
性の悪い細線であった。さらに、比較例２６は、Ｓｉ量
が少なかったため、合金を溶融し冷却液体中で急冷凝固
させても、連続した細線が得られなかった。

【００６２】

【発明の効果】本発明のFe基急冷凝固細線は、切断する
ことなく、減面率９５％以上に伸線加工できる優れた伸
線加工性を有している。また、本発明のFe基急冷凝固細
線は、伸線加工すれば、300kg/mm² 以上の極めて高い強
度を示し、そのばらつきも少ない。さらに、本発明のFe
基急冷凝固細線は、Ｃ量が多く、伸線加工した後、多量
のマルテンサイト相を含む組織であるにも関わらず、ス
テンレス鋼と同等程度あるいは合金の最適組成を選べ
ば、ステンレス鋼を凌ぐ高耐食性を示す。また、本発明
のFe基急冷凝固細線は、耐疲労性についても、従来のス
テンレス線、ピアノ線と比較して、より高い疲労限を有
しているため、疲労に対して強い細線であり、さらに耐
酸化性にも優れていることから、各種工業材料、複合材
料用補強材、及びフィルター等として用いることができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Niが6.5 〜18.5重量％で、Crが10〜20重
   量％で、C が0.075〜0.4 重量％で、Siが2.5 〜5.5 重
   量％で、残部が実質的にFeからなることを特徴とする伸
   線加工性に優れたFe基急冷凝固細線。
2. 【請求項２】 Niが5 〜17.5重量％で、Crが7 〜20重量
   ％で、C が0.05〜0.95重量％で、Siが2 〜7 重量％で、
   Cuが1.5 〜7.5 重量％で、残部が実質的にFeからなるこ
   とを特徴とする伸線加工性に優れたFe基急冷凝固細線。
3. 【請求項３】 Niが5 〜17.5重量％で、Crが7 〜20重量
   ％で、C が0.05〜0.95重量％で、Siが2 〜7 重量％で、
   Coが3 〜25重量％で、残部が実質的にFeからなることを
   特徴とする伸線加工性に優れたFe基急冷凝固細線。