JPH0949018A

JPH0949018A - ゴム補強用鋼線の製造方法

Info

Publication number: JPH0949018A
Application number: JP25538795A
Authority: JP
Inventors: Masato Shikaiso; 正人鹿礒; Nobuhiko Ibaraki; 信彦茨木; Kenji Ochiai; 憲二落合
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 1997-02-18
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: JP3499341B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造工程中にパテンティング処理を全く施さ
なくとも、強度・引張強さ等の機械的特性に優れたゴム
補強用鋼線を製造することのできる新規な方法を提供す
る。【解決手段】Ｃ：０．３５〜０．９％、Ｓｉ：０．１
〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜１．１％、Ｐ：０．０４％
以下（０％を含む）、Ｓ：０．０４％以下（０％を含
む）を含有する鋼線材を熱間圧延し、次いで冷却するこ
とによって該圧延材の初析フェライトを面積率で２０％
以下（０％を含む）とすることにより、パテンティング
処理を施すこと無しに仕上げ伸線を行って、下式（１）
を満足する引張強さのゴム補強用鋼線を得る方法であ
る。ＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）≦２４００−１６５０×ｌｏｇ₁₀Ｄ … （１）［式中、ＴＳは引張り強さ、Ｄは鋼線の最終線径（ｍ
ｍ）を夫々表す］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強度、靭性、延性
等に優れたゴム補強用鋼線を、パテンティング処理を施
すこと無しに製造することのできる新規な方法に関する
ものであり、特に自動車タイヤやホース等のゴム補強用
鋼線として好適に用いられる。尚、本発明におけるゴム
補強用鋼線とは、最終線径が約０．１５〜２．０ｍｍの
ものを意味する。そのうち、最終線径が約０．１５〜
０．４ｍｍのものはスチールコード用鋼線、約０．７〜
２．０ｍｍのものはビードワイヤと呼ぶことにする。

【０００２】

【従来の技術】自動車タイヤやホース等に使用される代
表的なゴム補強用鋼線としては、例えばスチールコード
用鋼線、ビードワイヤ、ホースワイヤ（最終線径が約
０．２５〜１．０ｍｍ）等が挙げられる。このうちスチ
ールコード用鋼線やホースワイヤを製造するには、通
常、炭素含有量が０．７〜０．８％程度の高炭素鋼［Ｊ
ＩＳＧ３５０２（ＳＷＲＳ７２Ａ，ＳＷＲＳ８２Ａ）
相当］を熱間圧延した後、冷却条件を制御することによ
り直径：５．０〜６．４ｍｍ程度の鋼線材とし、次いで
一次伸線加工、パテンティング処理、二次伸線加工、再
度のパテンティング処理、Ｃｕ−Ｚｎ二相めっき、ブル
ーイング処理を施した後、最終的に湿式伸線加工（仕上
げ伸線）を行うことによって所定の線径が得られる様に
製造されている。これに対してビードワイヤの場合は、
上述した製造工程のうち二次伸線加工までは同じである
が、その後は、ブルーイング処理・めっき処理を施すだ
けで所定の線径を得るものであり、スチールコード用鋼
線の場合に比べて、伸線処理回数が一回少なくなってい
る。即ち、上述したスチールコード用鋼線の製造工程に
おける二次伸線工程は、ビードワイヤにおける最終伸線
工程（仕上げ伸線）と同じである。

【０００３】この様に鋼線の種類によって製造工程は若
干異なるものの、いずれの場合においてもパテンティン
グ処理が必ず施されている。このパテンティング処理
は、伸線加工に適した均一微細なパーライト組織を得る
ために行われるが、高炭素鋼における伸線限界は、通
常、真歪みで４以下と低いために、最終線径が細くなれ
ばなるほど最終パテンティング後の線径も細くなり、そ
の為、パテンティング回数を増やす必要があるという問
題があった。

【０００４】そこで、伸線限界を向上させて線材の伸線
加工性を高めることを目的として、種々の改良方法が提
案されている。例えば特開平５−９８３４９号公報に
は、パテンティング処理時における冷却速度を制御する
ことによって伸線に悪影響を及ぼす初析セメンタイトの
析出を抑制する方法が、また特公平３−６０９００号公
報には熱間圧延線材の断面組織中の粗パーライト率を制
御する技術が開示されている。また、特開平５−１０５
９６５号および特開平５−１１７７６４号公報には、鋼
線組織を加工硬化の少ないベイナイト組織にすることに
よって、伸線による強度上昇を低く抑えて伸線限界を向
上させる技術が開示されている。更に、特開平６−２０
３９号公報には、炭素含有量が０．３０〜０．６０％の
中炭素鋼線材を用いて、最終パテンティング後の引張強
さ、パーライト組織および初析フェライトを制御するこ
とにより伸線限界の向上を図る技術が開示されている。

【０００５】これらの方法によれば、パテンティング回
数を従来より少なくしても伸線加工性を高めることはで
きるが、いずれの方法においても、少なくとも１回のパ
テンティング処理を必ず行う必要がある。

【０００６】一方、特公平１−１５５６３号公報には、
線径０．１５ｍｍ以下の極細線を工業的に製造し得る方
法が開示されている。具体的には、低炭素鋼線（Ｃ：
０．０１〜０．３０％）に熱処理を施して、フェライト
と、針状マルテンサイトまたはベイナイトの混合組織線
材とすることによって、その後の冷間伸線において何等
熱処理を施すことなく、線径０．１５〜２．０ｍｍの極
細線に伸線加工することができ、且つ優れた強度も付与
し得る方法である。しかしながら、この方法を線径０．
１５〜２．０ｍｍ程度のゴム補強用鋼線の製法に適用し
ようとすると、加工硬化が小さいために熱処理後の線径
を大きくする必要があり、その結果、鋼線の表面と中心
で組織が均一性を失い、伸線時の早期断線や機械的性質
の劣化を招くという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
着目してなされたものであり、その目的は、製造工程中
にパテンティング処理を全く施さなくとも、強度・引張
強さ等の機械的特性に優れたゴム補強用鋼線を製造する
ことのできる新規な方法を提供するものである。

【０００８】

【問題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の製造方法は、Ｃ：０．３５〜０．９
％、Ｓｉ：０．１〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜１．１
％、Ｐ：０．０４％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０４
％以下（０％を含む）を含有する鋼線材を熱間圧延し、
次いで冷却することによって該圧延材の初析フェライト
を面積率で２０％以下（０％を含む）とすることによ
り、パテンティング処理を施すこと無しに仕上げ伸線を
行って、下式（１）を満足する引張強さのゴム補強用鋼
線を得るところに要旨を有するものである。ＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）≦２４００−１６５０×ｌｏｇ₁₀Ｄ … （１）［式中、ＴＳは引張り強さ、Ｄは鋼線の最終線径（ｍ
ｍ）を夫々表す］

【０００９】本発明において、強度、靭性、延性等の機
械的特性の向上を目的として、鋼線材中に、更にＣｒ：
０．７％以下（０％を含まない）、Ｎｉ：０．７％以下
（０％を含まない）、Ｃｏ：１％以下（０％を含まな
い）、Ｖ：０．５％以下（０％を含まない）およびＣ
ｕ：０．２％以下（０％を含まない）よりなる群から選
択される少なくとも１種を含有するものは、本発明の好
ましい実施態様である。

【００１０】また、断線の防止や疲労特性の向上等を目
的として、鋼線材中のＡｌ量を０．００５％以下（０％
を含む）に抑制したり、或いは鋼線材中に含まれる酸化
物系介在物の含有量が、全酸化物系介在物を１００％と
したとき、ＳｉＯ₂ ：１５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：３５
％以下、ＳｉＯ₂ とＡｌ₂ Ｏ₃ の合計量：５０〜９０％
であり、且つ該鋼線材縦断面中に含まれるＴｉ（Ｃ，
Ｎ）系介在物のうち、直径２０μｍ以上のものが実質的
に零であるものも、本発明の好ましい実施態様である。

【００１１】上記の方法は、特にスチールコード用鋼線
（最終線径：０．１５〜０．４ｍｍ）や、ホースワイヤ
（最終線径：０．２５〜１．０ｍｍ）、ビードワイヤ
（最終線径：０．７〜２．０ｍｍ）を製造するのに有用
である。なかでもスチールコード用鋼線の線径はビード
ワイヤよりも小さく、断線の発生頻度が高くなることか
ら、この様な弊害を防止するためにも、鋼線材中のＡｌ
量を規定したり酸化物系介在物の量を制御することが推
奨される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者らは、従来、ゴム補強用
鋼線の製造工程において必須と考えられていたパテンテ
ィング処理を不要にして、製造効率を高めることのでき
る新規な方法について鋭意探索したところ、これまで全
く着目されていなかった熱間圧延材の初析フェライト面
積率をある特定範囲に制御すれば上記目的を達成し得る
ことを突き止め、本発明を完成したのである。

【００１３】以下、本発明の製造工程について順次説明
していく。まず、本発明に用いられる鋼線材の成分限定
理由について説明する。Ｃ：０．３５〜０．９％Ｃは強度の上昇に有効で、且つ経済的な元素であり、Ｃ
含有量の増加に伴って伸線時の加工硬化量、伸線後の強
度が増大する。更に、Ｃ量が少ないと圧延線材の初析フ
ェライト量を低減させることが困難となる。従って、本
発明ではその下限を０．３５％とすることが必要であ
る。好ましい下限値は０．４０％であり、より好ましく
は０．４５％である。

【００１４】しかし、Ｃ量が多くなり過ぎると中心偏析
を生じ易くなり、圧延線材のオーステナイト粒界にネッ
ト状の初析セメンタイトが生成して伸線加工時に断線が
発生し易くなるだけでなく、湿式伸線後における極細線
材の靭性・延性を著しく劣化させるため、Ｃ量の上限を
０．９％とする。

【００１５】Ｓｉ：０．１〜０．４％Ｓｉは脱酸剤として有用な元素であり、特に本発明の場
合、基本的にＡｌを含有しない鋼線材を対象とするた
め、その役割は重要である。また、Ｓｉは鋼の焼入性を
高めて圧延線材の初析フェライト量を低減させる効果も
有する。この様な作用を有効に発揮させるには、その下
限値を０．１％とする必要がある。好ましい下限値は
０．１５％である。

【００１６】一方、Ｓｉ量が多すぎるとメカニカルデス
ケーリング（以下、ＭＤと略記する）による伸線工程が
困難になるので、Ｓｉ量の上限値を０．４％とする。好
ましい上限値は０．３５％である。

【００１７】Ｍｎ：０．２〜１．１％ＭｎもＳｉと同様、脱酸剤として有用な元素であり、本
発明の様にＡｌを積極的に含有しない鋼線材の場合に
は、ＳｉだけでなくＭｎも添加して、上記脱酸作用を有
効に発揮させることが必要である。また、Ｍｎは鋼中の
ＳをＭｎＳとして固定し、鋼の靭性・延性を高める作用
も有する他、鋼の焼入性を高めて圧延材の初析フェライ
ト量を低減させる効果がある。これらの効果を有効に発
揮させるためには、その下限値を０．２％とすることが
必要である。好ましい下限値は０．３％であり、より好
ましくは０．４％である。

【００１８】この様にＭｎは焼入性等の向上に有用な元
素であるが、他方、偏析し易い元素でもあるため、過剰
に添加するとＭｎの偏析部にマルテンサイト、ベイナイ
トなどの過冷組織が生成して伸線加工性が劣化する恐れ
がある。従って、Ｍｎ量の上限を１．１％とする。好ま
しい上限値は０．８％である。

【００１９】Ｐ：０．０４％以下およびＳ：０．０４％
以下（共に、０％を含む）ＰとＳは、共に鋼の靭性・延性を劣化させる元素であ
り、伸線やその後の撚り工程における断線を防止するに
は、これらの元素量は少ない方がよく、本発明ではその
上限を夫々０．０４％とした。好ましい上限値は０．０
２％であり、より好ましくは０．０１％である。

【００２０】本発明に用いられる鋼線材は上記元素を基
本成分とするものであるが、更に強度、靭性、延性等の
機械的特性の向上を目的として、以下の様な選択的許容
添加元素を１種または２種以上、積極的に含有してもよ
い。Ｃｒ：０．７％以下、Ｎｉ：０．７％以下、Ｃｏ：１％
以下、Ｖ：０．５％以下、Ｃｕ：０．２％以下（いずれ
も０％を含まない）以下、各元素について説明する。

【００２１】Ｃｒ：０．７％以下Ｃｒはパーライトのラメラ間隔を微細化し、線材の強度
や伸線加工性等を向上させるのに有効な元素である。こ
の様な作用を有効に発揮させるには０．０５％以上の添
加が好ましく、より好ましくは０．１％である。

【００２２】一方、Ｃｒ量が多過ぎると変態終了時間が
長くなり、熱間圧延線材中にマルテンサイトやベイナイ
トなどの過冷組織が生じる恐れがあるほか、ＭＤ性も悪
くなるので、その上限を０．７％とするのが好ましい。
より好ましくは０．６％以下、更により好ましくは０．
５％以下である。

【００２３】Ｎｉ：０．７％以下Ｎｉは線材の強度上昇にはあまり寄与しないが、伸線材
の靭性を高める元素である。この様な作用を有効に発揮
させるには０．０５％以上の添加が好ましく、より好ま
しくは０．１％である。

【００２４】一方、Ｎｉを過剰に添加してもその効果が
飽和して経済的に無駄であるので、上限値を０．７％と
するのが好ましい。より好ましくは０．５％以下、更に
より好ましくは０．４％以下である。

【００２５】Ｃｏ：１％以下Ｃｏは、圧延材における初析セメンタイトの析出を抑制
するのに有効な元素である。この様な作用を有効に発揮
させるには０．０５％以上の添加が好ましく、より好ま
しくは０．１％以上である。

【００２６】一方、Ｃｏを過剰に添加してもその効果は
飽和して経済的に無駄であるので、その上限値を１％と
するのが好ましい。より好ましくは０．８％以下、更に
より好ましくは０．６％以下である。

【００２７】Ｖ：０．５％以下Ｖは鋼中で微細な炭窒化物を形成することにより、強度
上昇と加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止するの
みならず、鋼の焼入性を高めて圧延線材の機械的性質の
ばらつきを低減する効果がある。この様な作用を有効に
発揮させるには０．０１％以上の添加が好ましく、より
好ましくは０．０５％以上である。しかし、過剰に添加
し過ぎると、炭窒化物の形成量が多くなり過ぎると共
に、炭窒化物の粒子径も大きくなるため上限を０．５％
とするのが好ましい。より好ましくは０．４％以下、更
により好ましくは０．３％以下である。

【００２８】Ｃｕ：０．２％以下Ｃｕは、極細鋼線の耐食性を高めると共に、ＭＤ時のス
ケール剥離性を向上し、ダイスの焼き付きなどのトラブ
ルを防止するのに有効な元素である。この様な作用を有
効に発揮させるには０．０５％以上の添加が好ましく、
より好ましいのは０．０８％以上である。

【００２９】しかし過剰に添加すると、熱間圧延後の載
置温度を９００℃の如く高温度にした場合でさえ、線材
表面にブリスターが生成し、該ブリスター下の鋼母材に
マグネタイトが生成するため、ＭＤ性が劣化する。更
に、ＣｕはＳと反応して粒界中にＣｕＳを偏析するた
め、線材製造過程で鋼塊や線材などに疵を発生させる。
この様な悪影響を防止するために、その上限を０．２％
とするのが好ましい。より好ましくは０．１８％以下で
ある。

【００３０】更に、本発明法を、特に最終線径が２．０
〜０．７ｍｍのスチールコード用鋼線に適用する場合に
は、以下に記載する理由に基づいて、鋼線材中に含まれ
る（ａ）Ａｌ量や（ｂ）酸化物系介在物の量を制御する
ことが推奨される。

【００３１】（ａ）Ａｌ：０．００５％以下（０％を含
む）後記するＡｌ₂ Ｏ₃ ，ＭｇＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 等の酸化物系
介在物は、極細鋼線の製造時あるいは鋼線の撚り加工時
に断線を引き起こすと共に、極細鋼線および撚鋼線の疲
労特性も劣化させる他、最終湿式伸線工程におけるダイ
ス寿命にも悪影響を及ぼす。この様な酸化物系介在物の
混入による悪影響を回避するために、介在物の生成主体
元素であるＡｌ量を０．００５％以下とするのが好まし
い。より好ましくは０．００２％以下である。

【００３２】（ｂ）鋼線材中に含まれる介在物を以下の
（ｉ）および（ii）に規定する如く制御する。（ｉ）ＳｉＯ₂ ：１５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：３５％以
下およびＳｉＯ₂ とＡｌ₂ Ｏ₃ の合計量：５０〜９０％
（いずれも酸化物系介在物全質量に対する百分率であ
る）前記Ａｌの項目でも述べた様に、鋼線材中に存在するＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、Ｍｇ
Ｏ−ＳｉＯ₂ 等の非延性介在物は、その後の冷間加工で
断線原因となったり、疲労特性にも悪影響を及ぼすた
め、含有量を極力少なくすることが必要であり、しか
も、それらの非延性介在物が、熱間圧延時には延展性を
付与できる様作用することが望ましい。

【００３３】上記非延性介在物の組成は、副原料から混
入してくる不純物元素や、耐火物の溶損により混入して
くる元素、およびスラグ組成との平衡状態などによって
決定されるが、本発明で規定する組成を満たす鋼線材の
場合、酸化物系介在物の主成分としてはＳｉＯ₂ ，Ａｌ
₂ Ｏ₃ ，ＭｇＯ，ＭｎＯ，ＣａＯ，ＴｉＯ₂ 等が挙げら
れる。本発明では、これらのうち特にＡｌ₂ Ｏ₃ および
ＳｉＯ₂ の量を制御してやれば（即ち、ＳｉＯ₂ ：１５
〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：３５％以下およびＳｉＯ₂ とＡ
ｌ₂ Ｏ₃ の合計量：５０〜９０％）、極細鋼線への伸線
加工時およびその後の撚線時の断線が少なく、優れた疲
労特性を有することが判明した。

【００３４】その理由としては、上記介在物量が本発明
で規定する要件を満たす場合には、熱間圧延によって比
較的伸長され易くなるため、冷間での伸線加工性に悪影
響を及ぼさないことが考えられる。

【００３５】これに対してＡｌ₂ Ｏ₃ の含有量が３５％
を超える場合には、周囲をシリケートで囲まれたＡｌ₂
Ｏ₃ やＭｇＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ などが存在することがある。
このシリケートは熱間圧延中に伸びるか、あるいは伸線
加工時に微細に破壊する等して、その後の伸線性に悪影
響を及ぼすことはないが、残存するＡｌ₂ Ｏ₃ やＭｇＯ
−Ａｌ₂ Ｏ₃ などは非延性であるため、極細鋼線中にこ
れら非延性酸化物が残存して断線などの原因になる。よ
り好ましくは３０％以下である。

【００３６】更に、ＳｉＯ₂ 量は１５〜７５％の範囲が
好ましい。ＳｉＯ₂ 量が７５％を超えると酸化物系介在
物全体の延性が低下し、該介在物は極細鋼線への伸線加
工時においても破壊されにくいので、疲労特性に悪影響
を及ぼす様になる。より好ましいＳｉＯ₂ 量は６５％以
下である。一方、１５％未満の場合には、Ａｌ₂ Ｏ₃リ
ッチな介在物が生成し、スチールコード製造時の断線を
引き起こしたり、疲労破壊の原因となる。より好ましく
は４０％以上である。

【００３７】ここで、上記ＳｉＯ₂ とＡｌ₂ Ｏ₃ の合計
量は５０〜９０％の範囲とすることが好ましい。これら
の合計量が５０％未満の場合は、ＣａＯリッチな介在物
が生成することになり、この介在物自体はスチールコー
ド用鋼線製造時の断線に対してあまり悪影響を及ぼさな
いが、疲労破壊の原因となるので、その生成を極力抑え
ることが必要である。より好ましくは６０％以上であ
る。一方、これらの合計量が９０％を超えると、Ａｌ₂
Ｏ₃ リッチまたはＳｉＯ₂ リッチな介在物が生成するこ
とになり、スチールコード用鋼線の製造時に断線が生じ
たり、疲労破壊を招く等の不都合を生じる。より好まし
くは８０％以下である。

【００３８】（ii）鋼線材縦断面中に含まれるＴｉ
（Ｃ，Ｎ）系介在物は、直径２０μｍ以上のものが実質
的に零である。Ｔｉ系介在物のうちＴｉＮやＴｉＣ、ま
たはこれらの複合介在物であるＴｉ（Ｃ，Ｎ）は、スチ
ールコード用鋼線の製造時における断線誘発物質であ
り、殊にその径が２０μｍ以上の場合には、断線が顕著
に起こることが分かった。従って、この様な大きな径の
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）系介在物が実質的に存在しないことが好
ましい。具体的には、鋼線材断面（２００×２００μｍ
の顕微鏡視野にて、ｎ：１０〜２０個測定）を光学顕微
鏡で観察したときに、径が２０μｍ以上のＴｉ（Ｃ，
Ｎ）介在物が実質的に零であることが好ましい。

【００３９】尚、上述したＡｌ量や介在物量を制御する
方法は、特にスチールコード用鋼線を製造するのに有用
であるが、勿論、スチールコード用鋼線以外の他の鋼線
（ビードワイヤを含む）においても同様に制御すれば、
より優れた高強度・高延性等を備えた鋼線が得られるこ
とは言うまでもない。

【００４０】次に、上述した様な鋼線材を熱間圧延した
後、冷却条件を制御することによって圧延材の初析フェ
ライト面積率を２０％以下（０％を含む）とする。本発
明では、圧延材の初析フェライト面積率をこの様に制御
することによって、パテンティング処理を全く施さなく
とも優れた機械的特性を備えたゴム補強用鋼線が得られ
ることを見出した点に最大の特徴を有するものである。
尚、この初析フェライト面積率を制御する為の手段とし
て施される熱間圧延および冷却の条件については特に限
定されず、要するに、上記要件を満足することのできる
様、通常の適用範囲から適宜好ましい範囲を選択するこ
とができる。具体的には、圧延終了後の冷却時に、８０
０〜５００℃の温度範囲を３〜２００℃／秒の冷却速度
で冷却する方法等が採用される。

【００４１】以下、本発明において最も重要な要件であ
る圧延材の初析フェライトの限定理由について述べる。
鋼の化学成分が亜共析の場合には、通常、初析フェライ
トが生成するが、ゴム補強用鋼線の如く、仕上げ伸線加
工の後、更に伸線加工性を高めることを目的としてブル
ーイングを行う場合は、圧延材の初析フェライト面積率
の大小は、このブルーイングによる伸線加工性に大きな
影響を及ぼすことが分かった。

【００４２】図１は、圧延線材の初析フェライト面積率
（％）とブルーイング後の伸び（％）の関係を示したグ
ラフである。尚、初析フェライト面積率は、線材横断面
の４／Ｄ［Ｄ：鋼線の最終線径（ｍｍ）］付近における
組織を、光学顕微鏡を用いて４００倍にて１０枚撮影
し、その中に観察される初析フェライトの面積率を平均
して百分率で表したものである。

【００４３】同図から明らかな様に、初析フェライトの
面積率が２０％を超える場合、ブルーイングによる鋼線
温度の上昇にも拘らず伸びが劣化し、その後の湿式伸線
ができなくなることが分かった。これに対して、初析フ
ェライトの面積率を本発明で規定する如く２０％以下と
すれば、ブルーイング後の伸びが格段に良好になるので
ある。好ましくは１８％以下であり、より好ましくは１
５％以下である。

【００４４】この様に圧延線材の初析フェライト面積率
を制御することによってブルーイング後の伸びが極めて
良好になる理由は、詳細には未解明であるが、初析フェ
ライト面積率を２０％以下にすることによって、伸線後
の熱処理時に、初析フェライト中で生じる時効現象によ
る延性の低下を防止し得るためと考えられる。

【００４５】次に、初析フェライトの面積率を上述の如
く制御した熱間圧延材を、パテンティング処理を施すこ
と無しに仕上げ伸線加工するのであるが、前述した様
に、所望とする鋼線の種類によって、その後の製造工程
は若干異なってくる。

【００４６】即ち、スチールコード用鋼線を製造する場
合には、続いて二次（乾式）伸線処理→Ｃｕ−Ｚｎ二相
めっき→ブルーイング→湿式伸線処理（仕上げ伸線）を
行うが、ビードワイヤを製造する場合には、上記の乾式
伸線処理が仕上げ伸線となり、その後、ブルーイング→
めっき処理を行う。この様にスチールコード用鋼線とビ
ードワイヤの製造工程を比較すると、伸線の回数が異な
り（即ち、スチールコード用鋼線の方が一回多い）、ま
ためっきを施す時期についても若干異なるが、いずれの
場合においても、本発明では、これらの工程については
特に限定するものではなく、通常の方法を採用すること
ができる。

【００４７】また、スチールコード用鋼線を製造する場
合の湿式伸線加工は、真歪みで４以下とすることが好ま
しく、この様な処理を施すことによって、直径：３．０
〜６．０ｍｍの熱間圧延材を、最終的に所望の線径まで
伸線加工することができるのである。

【００４８】そして、この様にして最終的に得られたゴ
ム補強用鋼線の引張強さは、下式（１）を満足すること
が必要である。ＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）≦２４００−１６５０×ｌｏｇ₁₀Ｄ … （１）［式中、ＴＳは引張り強さ、Ｄは鋼線の最終線径（ｍ
ｍ）を夫々表す］この様にゴム補強用鋼線の引張り強さの上限を、鋼線の
最終線径によって規定したのは以下の理由によるもので
ある。

【００４９】即ち、伸線加工を行った後、最終的に得ら
れる線材における靭性（特に捻回試験における縦割れの
発生の有無）は、線材の線径と引張強さに大きく依存
し、高強度鋼の場合に頻繁に起こることが知られてい
る。しかしながら、本発明の様に大きな減面率で伸線加
工を行う場合には、縦割れの発生は、より低強度で発生
することが判明した。そこで、本発明者らが、この縦割
れの発生が起こる強度の限界を鋼線の線径との関係で調
べて決定したのが上式（１）である。即ち、上式（１）
で計算される引張強さを超える線材では、縦割れが発生
する危険性が非常に高くなるのである。

【００５０】実際に、上式を満足する伸線材を製造する
に当たっては、例えば上述した如く伸線加工時における
総減面率を制御する等の方法によって、圧延線材の線径
とそのときの引張強さを適切に制御する。

【００５１】以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではな
く、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施するこ
とは全て本発明の技術的範囲に包含される。

【００５２】

【実施例】実施例１（スチールコード用鋼線の製造）表１に示す化学成分を有する供試鋼（Ａ〜Ｒ）を用い、
製造要件を種々変化させてスチールコード用鋼線を製造
した。具体的には、上記供試鋼を熱間圧延した後、冷却
条件を変化させる（８００〜５００℃の温度域を０．５
〜２０℃／秒で冷却）ことによって圧延線材の初析フェ
ライト面積率を制御した。次に、この圧延線材にＭＤを
施した後、乾式伸線を行い、引き続きＣｕ−Ｚｎ二相め
っきとブルーイング（４５０℃×２０秒）を施した。そ
の後、最終線径まで湿式伸線を行い、得られた鋼線の引
張強さ、および捻回試験時における縦割れ発生の有無を
測定した。

【００５３】この様にして得られたスチールコード用鋼
線の諸特性を表２に示す。尚、表２に記載の「ＭＤ性」
とは、引張試験機で圧延線材に４％の引張歪みを付与し
たときの残留スケール量を測定したものであり、以下の
評価基準に則って判定した。 ○…残留スケール量が０．０２質量％以下であり、ＭＤ
性が良好である。 ×…残留スケール量が０．０２質量％を超え、ＭＤ性は
良好でない。

【００５４】また、同表に記載の「捻回試験時の異常破
面率（％）」とは、捻回試験を１０回行ったときの縦割
れ発生率を百分率で示したものであり、「計算によるＴ
Ｓ」とは、上式（１）にＤ（最終線径，ｍｍ）を代入す
ることによって得られる計算上の引張強さを示す。更
に、表中の「判定」は、各供試鋼のＭＤ性、ＴＳ、捻回
時の異常破面率等を総合的に評価して決定されたもので
ある。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】表２の結果から次の様に考察することがで
きる。Ｎｏ．２〜４，７，１６，１８〜２０，２１は、
いずれも本発明で規定される要件を全て満足する実施例
であり、伸線後の強度および靭性のいずれも良好であ
る。これに対して本発明の要件のいずれかを満足しない
比較例は、夫々以下の様な不具合を伴っている。

【００５８】Ｎｏ．１、９、１１は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ量
が、夫々本発明で規定する下限値を下回る供試鋼Ａ，
Ｆ，Ｈを用いているため、圧延線材の初析フェライト面
積率が多く、ブルーイング後の伸びが十分得られなかっ
た。従って、その後の湿式伸線中に断線が生じ、湿式伸
線を施すことができなかった。

【００５９】Ｎｏ．５は、本発明で規定する化学成分を
有する供試鋼Ｃを用いているが、圧延線材の初析フェラ
イト面積率が多すぎるため、ブルーイング後の伸びが回
復せず、その後の湿式伸線中に断線が生じ、湿式伸線を
施すことができなかった。Ｎｏ．６は、本発明で規定す
る化学成分を有する供試鋼Ｃを用いているが、総伸線減
面率が大きすぎるため、最終線径まで伸線した後の引張
強さが本発明で規定する計算値よりも大きく、捻回時の
異常破面率が１００％となってしまった。

【００６０】Ｎｏ．８は、Ｃ量が本発明で規定する上限
を超える供試鋼Ｅを用いているため、圧延線材中に初析
セメンタイトが生成し、乾式伸線時に断線が生じて乾式
伸線を施すことができなかった。Ｎｏ．１０は、Ｓｉ量
が本発明で規定する上限を超える供試鋼Ｇを用いている
ため、ＭＤ性が悪く（即ち、残留スケールが多く）、乾
式伸線時にダイス焼き付きが生じて乾式伸線を施すこと
ができなかった。

【００６１】Ｎｏ．１２、１７は、Ｍｎ，Ｃｒ量が、夫
々本発明で規定する上限を超える供試鋼Ｉ，Ｎを用いて
いるため、鋼の焼入性が増加してマルテンサイトが生成
すると共に、Ｎｏ．１７の場合はＭＤ性も不良であっ
た。従って、いずれの場合も乾式伸線時に断線が生じ、
乾式伸線を施すことができなかった。

【００６２】Ｎｏ．１３，１４は、Ｐ，Ｓ量が、夫々本
発明で規定する上限値を超える供試鋼Ｊ，Ｋを用いてい
るため、湿式伸線時に鋼線の延性が低下して断線が生
じ、湿式伸線を施すことができなかった。Ｎｏ．１５
は、Ａｌ量が本発明で規定する上限値を超える供試鋼Ｌ
を用いているため、鋼中に非延性の酸化物系介在物が多
量に生成し、湿式伸線時に断線が生じ、湿式伸線を施す
ことができなかった。

【００６３】実施例２（スチールコード用鋼線の製造）次に、スチールコード用鋼線の製造工程において、湿式
伸線時に生じる断線の発生に及ぼす鋼材介在物の影響に
ついて調べた。表３に、本実施例で用いた供試鋼Ｃ１〜
Ｃ１０の組成を示す。

【００６４】

【表３】

【００６５】ここで供試鋼Ｃ１〜Ｃ１０は、実質的に実
施例１における供試鋼Ｃで規定する範囲内の化学成分を
満足するもの（即ち、本発明で規定する鋼組成からなる
もの）であり、これら供試鋼を用いて極細鋼線を製造す
るに当たっては、実施例１と同様にして行った。

【００６６】尚、上記供試鋼中に存在する酸化物系介在
物の組成は、圧延線材の縦断面において、線材長さが約
１５ｍｍに相当する顕微鏡視野内に存在する介在物のう
ち、短径が５μｍ以上のものを２０個選択し、その成分
組成をＥＰＭＡで分析し、２０個中の平均組成を算出す
ることにより判定した。更にＴｉ（Ｃ，Ｎ）系介在物に
ついては、同一視野内で直径が２０μｍ以上の存在の有
無を調べた。

【００６７】本実施例に用いた供試鋼のうち、Ｃ１およ
びＣ２は、いずれも本発明で規定する要件を全て満足す
るものであり、湿式伸線時の断線回数は２回／トン以下
と、良好な伸線性を有することが分かる。

【００６８】これに対して供試鋼Ｃ３およびＣ４は、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 量がやや高く、湿式伸線時の断線回数は５回／
トンを超えた。また供試鋼Ｃ５は、ＳｉＯ₂ 量がやや高
い例であり、湿式伸線時の断線回数は６回／トンを超
え、伸線性が不良であった。

【００６９】更に供試鋼Ｃ６およびＣ７は、２０μｍ以
上のＴｉ（Ｃ，Ｎ）系介在物が認められたので、湿式伸
線時の断線回数が１０回／トンを超えた。供試鋼Ｃ８
は、ＳｉＯ₂ 量がやや低い例であり、供試鋼Ｃ９〜Ｃ１
０は、（Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋ＳｉＯ₂ ）の合計量がやや高い
か、またはやや低い例であり、いずれの鋼も伸線性が悪
かった。

【００７０】実施例３（ビードワイヤの製造）表１に記載の供試鋼（Ａ〜Ｒ）のうちＬを除く供試鋼を
用い、製造要件を種々変化させてビードワイヤを製造し
た。具体的には、上記供試鋼を実施例１と同様にして熱
間圧延した後、冷却条件を変化させることによって圧延
線材の初析フェライト面積率を制御した。次に、実施例
１と同様にしてＭＤを施した後、ブルーイング処理線径
まで乾式伸線を行い、この線径になった時点でブルーイ
ング処理（４２０℃×２秒）、次いでめっきを施した。
この様にして得られたワイヤーを用いて引張試験を行
い、引張強さ、全伸び及び破断絞りを測定した（ゲージ
間距離：２５０ｍｍ）。尚、引張強さは１８６２Ｎ／ｍ
ｍ² 以上、全伸びは５％以上、破断絞りは３０％以上を
もって合格とした。更に捻回試験を行い、捻回値を測定
すると共に縦割れ発生の有無を測定した。尚、捻回値
は、捻回試験を１０回行ったときの平均値で表し、縦割
れの評価は、１回でも割れが生じたら「有り」とし、割
れが１回も生じない場合のみを「無し」とした。この様
にして得られたワイヤーの諸特性を表４に示す。尚、表
に記載の「判定」は、各供試鋼のＭＤ性、ＴＳ、全伸
び、破断絞り、および捻回値等を総合的に評価して決定
されたものである。

【００７１】

【表４】

【００７２】表４の結果から次の様に考察することがで
きる。Ｎｏ．２〜４，７，１５および１７〜２０は、い
ずれも本発明で規定される要件を全て満足する実施例で
あり、伸線後の強度および靭性のいずれも良好である。
これに対して、本発明の要件のいずれかを満足しない比
較例は、夫々下記の様な不具合を伴っている。

【００７３】Ｎｏ．１、９、１１は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ量
が、夫々本発明で規定する下限値を下回る供試鋼Ａ，
Ｆ，Ｈを用いているため、圧延線材の初析フェライト面
積率が多く、ブルーイング後の伸びが十分得られなかっ
た。Ｎｏ．５は、本発明で規定する化学成分を有する供
試鋼Ｃを用いているが、圧延線材の初析フェライト面積
率が多すぎるため、ブルーイング後の伸びが回復しなか
った。

【００７４】Ｎｏ．６は、本発明で規定する化学成分を
有する供試鋼Ｃを用いているが、総伸線減面率が大きす
ぎるため、最終線径まで伸線した後の引張強さが本発明
で規定する計算値よりも大きく、結果的に捻回時の縦割
れが発生した。Ｎｏ．８は、Ｃ量が本発明で規定する上
限を超える供試鋼Ｅを用いているため、圧延線材中に初
析セメンタイトが生成し、伸線はできたものの捻回時に
縦割れが生じた。

【００７５】Ｎｏ．１０は、Ｓｉ量が本発明で規定する
上限を超える供試鋼Ｇを用いているため、ＭＤ性が悪く
（即ち、残留スケールが多く）、乾式伸線時にダイス焼
き付きが生じた。Ｎｏ．１２，１６は、Ｍｎ，Ｃｒ量
が、夫々本発明で規定する上限を超える供試鋼Ｉ，Ｎを
用いているため、鋼の焼入性が増加してマルテンサイト
が生成すると共に、Ｎｏ．１６の場合はＭＤ性も不良で
あった。従って、いずれの場合も乾式伸線時に断線が生
じた。Ｎｏ．１３，１４は、Ｐ，Ｓ量が、夫々本発明で
規定する上限値を超える供試鋼Ｊ，Ｋを用いているた
め、ブルーイング後の絞りが低下した。

【００７６】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、圧延線材から最終鋼線に至る製造工程において、パ
テンティング処理を全く施さなくとも、強度、延性、靭
性等の機械的特性に優れたゴム補強用鋼線を効率良く製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延線材の初析フェライト面積率（％）とブル
ーイング後の伸び（％）の関係を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：０．３５〜０．９％（質量％，以下
同じ），Ｓｉ：０．１〜０．４％，Ｍｎ：０．２〜１．
１％，Ｐ：０．０４％以下（０％を含む），Ｓ：
０．０４％以下（０％を含む）を含有する鋼線材を熱間
圧延し、次いで冷却することによって該圧延材の初析フ
ェライトを面積率で２０％以下（０％を含む）とするこ
とにより、パテンティング処理を施すこと無しに仕上げ
伸線を行って、下式（１）を満足する引張強さのゴム補
強用鋼線を得ることを特徴とするゴム補強用鋼線の製造
方法。ＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）≦２４００−１６５０×ｌｏｇ₁₀Ｄ … （１）［式中、ＴＳは引張り強さ、Ｄは鋼線の最終線径（ｍ
ｍ）を夫々表す］
【請求項２】前記鋼線材が、更にＣｒ：０．７％以下
（０％を含まない），Ｎｉ：０．７％以下（０％を含ま
ない），Ｃｏ：１％以下（０％を含まない），Ｖ：
０．５％以下（０％を含まない），Ｃｕ：０．２％以下
（０％を含まない）よりなる群から選択される少なくと
も１種を含有するものである請求項１に記載の製造方
法。
【請求項３】前記鋼線材において、Ａｌ：０．００５
％以下（０％を含む）に抑制したものである請求項１ま
たは２に記載の製造方法。
【請求項４】前記鋼線材中に含まれる酸化物系介在物
の含有量が、全酸化物系介在物を１００％としたとき、
ＳｉＯ₂ ：１５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：３５％以下、Ｓ
ｉＯ₂ とＡｌ₂ Ｏ₃ の合計量：５０〜９０％であり、且
つ該鋼線材縦断面中に含まれるＴｉ（Ｃ，Ｎ）系介在物
は、直径２０μｍ以上のものが実質的に零である請求項
１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の製造方
法によって得られる最終線径が０．７〜２．０ｍｍのビ
ードワイヤ。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の製造方
法によって得られる最終線径が０．１５〜０．４ｍｍの
スチールコード用鋼線。