JPS63179018A

JPS63179018A - 延性の優れた超高張力鋼線の製造方法

Info

Publication number: JPS63179018A
Application number: JP997887A
Authority: JP
Inventors: Osamichi Serikawa; 芹川　修道; Yukio Ochiai; 落合　征雄
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1988-07-23
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH089734B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は延性の優れた超高張力鋼線の製造方法に関する
。

（従来の技術とその問題点）ピアノ線およびこれに準じる鋼線は、ＰＷＳワイヤ、ば
ね、ホースワイヤ、タイヤコード等広い分野で使用され
ているが、近年、ＪＩＳ以上の強度レベルを有する鋼線
の開発に対する要望が高まっている。

通常、高張力鋼線という場合、ＪＩＳ　Ｇ　３５２２ピ
アノ線相当の強度を有する鋼線を指すのが通例であるた
め、以下、本発明においては、それ以上の強度を有する
鋼線を「超高張力鋼線」と称することとする。　ＪＩＳ
　Ｇ　３５２２では、直径６關から０．０８龍迄の鋼線
の引っ張り強さを規定しているが、引張強さは線径に依
存し、線径の細いほど容易に高強度を達成しうるため、
ＪＩＳにおいてもこれに準じた体系をなしており、引張
強さの上限は±１０ｋｇｆＺ−１２以内の誤差で次式で
表わせる。

ＴＳ−２５０−１００１ｏｇｄ　　　Ｃｋｇ／ｍｓ”）
　　　　（１）但し、ｄは鋼線の直径（龍）である。

＋１１式は、（ｉ〜０．０８龍の鋼線について求めたも
のであるが、凡そ１０〜０．０５　ａｍの範囲で妥当な
ものである。鋼線の断面形状は、円形が多く用いられる
が、角形、梯形、台形等であっても良い。

この場合、ｄとしては同じ断面積を有する円の直径を用
いる。

ピアノ線およびこれに準しるｗＪ線は、ピアノ線材相当
の線材を用い、これにパテンティング処理を施したのＩ
）、常温で伸線して、製造されるのが一般的である。

従来の伸線法で、（１）弐以上の強度レベルの超高張力
鋼線を製造しようとした。場合以下のような問題を生じ
る。

即ち強度を高めるためには、パテンティング処理時の強
度を高める方法と、伸ＬＡ減面率を大きくする方法があ
るが、いずれの方法においても、通常の伸線方法で製造
するかぎり、強度を高めることは可能であっても、超高
張力鋼線にとって重要な特性である延性、特に捻り特性
および絞りの低下が著しく、撚り線やコイリング等の工
程で、割れや断線などのトラブルが発生しやすくなる。

またピアノ線は、めっきあるいはブルーイング処理をし
て用いることが多いが、これらの処理により、時効が生
じ延性が低下し、超高張力レベルを達成することは困難
である。

また、伸線加工の代りに冷間圧延が行なわれる場合もあ
り、鋼線材の冷間圧延については、Ｗｌｒｅ、ｒ、　１
６　（１９８３）、°７．６４に例が示されているが、
例示されているような、通常の炭素鋼では、超高張力レ
ベルを達成することは困難である。

それは冷間圧延およびＵ−ラーダイス引抜きにおいては
、後に述べる理由により、加工限界は通常伸線より大き
いが、力Ｌ１−硬化率は、通常伸線より小さいため、通
常のピ°？ノ線材の組成では、超高張力レベルを達成す
るには著しく加工度を大きくする必要があり、そのため
に延性の低下がもたらされるためである。

また、特公昭５９−３３１７５号公報等に、中炭素鋼を
マルテンサイト化、ローラーダイス伸線する事例がある
が、これは焼戻しマルテンサイト系の高張力線材に関す
るものである。

更に、特開昭６１１８６１１８に孔ダイス伸線後ローラ
ーダイス伸線する方法が示されているが＼孔ダイス伸線
による減面率が１５〜６５％、総減面率が９１％以」二
と規定されている。これはローラーダイス伸線減面率は
７４％以上に相当するものであり、本発明の構成（伸線
減面率５０％以上、圧延又はローラーダイ反による減面
率３５％以−０とは明らかに相違する。

本発明は、このような延性の低下を来たすことなく、超
高張力を達成するための鋼線の製造方法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段）本発明は（ＩＩＣ：　０．　Ｇ　Ｏ〜！、０％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を基本成分
とする高炭素鋼線材を、減面率５０％以上の伸線加工の
途中、又は、伸線加工後、３５％以下の冷間圧延又はロ
ーラーダイス引抜加工をすることにより、２５０−１　
ＯＯｌｏｇ　ｄ　（ｋｇ／１ｍ”）以上の引張り強さと
なすことを特徴とする、延性の優れた超高張力鋼線の製
造方法であり、又（２）高炭素鋼線材がＣ：　０．６０
〜１．０％、　Ｓｉ　：　０．１〜２．０％、Ｍｎ：０
．１〜２．０％。

を含み、さらに、Ｃｒ：０．１＝１．０％、　　Ｖ　：
　０．００２〜０．５％、　Ｔｉ　：　０．００２〜０
．２％、　Ｎｂ：　０．００　’２゜、〜０．２％の１
種以上を含み、残部鉄および不可避的不純物からなる高
炭素鋼線材である、前記の第１項に記載の延性の優れた
超高張力鋼線の製造方法である。

（作　用）本発明の鋼組成の限定理由は下記による。

Ｃは経済的かつ有効な強化元素であるが、（１）弐以上
の強度を達成するには、０．６％以上必要である。

又、１．０％以上では、パテンティング時に初析セメン
タイトを生成し、冷間加工に適さない、但し、口）式以
−ヒの強度において、より優れた延性を得るためには、
後述のような合金元素を含有させることが望ましい。

Ｓｉは脱酸のために００１％以上必要であるｅｓｔは固
溶硬化元素として強化にも効果があるが、０．３５％以
下ではその効果は小さく、２％以上では延性が劣化する
ため適当でない。

鋼線の絞りはパーライトラメラ−間隔と密接な関係があ
り、約２８０Ａで最大となるが、Ｓｉは素材のパーライ
トラメラ−間隔をほとんど変えずに、フェライト層を強
化するため、延性の低下はほとんどなしに、鋼線の強度
をあげることに有効である。

Ｍｎは脱酸お、Ｉ、びＳの古を除くために０．１％以上
必要である。Ｍｎは焼入性向上元素として、特に太いサ
イズの線材のパテンティング強度を上げるのに有効であ
るが、２％を超えると延性が劣化するため適当でない。

Ｃ「はパーライトラメラ−間隔の微細化に有効な元素で
あり、細いサイズから太いサイズ塩、線材の強化に効果
があるが、１％を超えるとその効果を十分に発揮させる
ことは困難である。

■は焼入性向上元素として、特に太いサイズの線材のパ
テンティング強度を上げるのに有効である。またオース
テナイト結晶粒度を微細化し、延性の向上に有効である
。０．００２％以下ではその効果は少なく、０．５％を
趙えるとかえって延性が劣化するため適当でない。

ＮｂおよびＴｉはオーステナイト結晶粒度を微細化、し
、延性の向上に有効であるが、Ｏ，ＯＯ２％以下では効
果がなく、０．２％を超えると、かえって延性が劣化す
るため適当でない。

なおＡｌについてぽ、細粒鋼が望ましい場合には０．０
１〜０．１　ｃＨ，程度を加え、粗粒鋼あるいは介在物
の軟質化が必要な場合には、０．０１％以下とする。こ
れらのいずれの場合もあるため、Ａｌの含有量は特に規
定しない。

以上の鋼組成を有する鋼を５０％以上の伸線加工するこ
とにより延性の借れた超高張力鋼線を製造することが可
能であるが、通常の伸線加工では、超高張力レベルまで
強度を高めた場合、延性の低下が大きく、何らかの対策
が必要である。

延性の低下は、伸線中の発熱、或いは伸線後のブルーイ
ング処理により可動転位が固定される場合に顕著に現わ
れる。これに対し、発明者らが種々の調査を行なった結
果材料の破壊に至らないような軽微な加１．を加えた場
合、新たに可動転位が導入される結果、延性の回復が起
ることが観察された。特に伸線後の加工法として冷間圧
延又はローラーダイス引抜きを行なう場合には、５％以
下の軽圧下において、上記のように可動転位の導入によ
る延性の回復が得られるばかりでなく、５％以上の圧下
においても以下に述べるように、圧延に固有の変形様式
の故に、伸線加工だけで！！！造する場合に比べ優れた
延性を得ることができる。

通常の伸線加工は、（以下単に伸線加工と略す）孔ダイ
スに鋼線材を通し、引抜き加工を行うため、ダイスと鋼
線材との１１１力、ダイスからの圧縮力、および引抜力
の組合せによる、複雑な応力場における加工であるため
、鋼線材の長手方向に直角な断面内の歪は不均一である
。

特に、引抜力の割合が圧縮力に比べ大きいため、材料内
の非金属介在物等の周辺１に徽少な割れを生じやすく、
延性を低下させる原因となっている。

また、摩擦仕事が大きいため、表面の発熱が大きく、表
層部近傍の温度上昇による時効脆化が大きい。表層部の
脆化は、特に捻り特性に対して有害である。

冷間圧延およびローラーダイス引抜きにおいては、ロー
ルと鋼線材の間の摩擦仕事は、孔ダイスに比べて小さい
こと、引抜力が圧延法ではほぼ零であり、ローラーダイ
スにおいても、孔ダイスに比べて小さいこと、従って主
要な変形応力は、ロールからの圧縮応力であることから
変形が均一であり、非金属介在物周辺の微細な割れを生
じにくく、また、時効による脆化も起りにくいために、
延性の低下を防止しうるのである。

但し、通常、冷間圧雌装：６あるいは、！コーラーダイ
ス装置は伸線機に比べ構造が複雑で、かつすイズの変更
が困難である。従って冷間圧延又はローラーダイスによ
る工程は少ない程望ましいため、１組のロール対で、成
形可能な３５％以下の加工率、又は、延性回復効果だけ
を狙った５％以下の加工率とすることが実際的である。

従って強化のために必要な加工は、主として伸線加工で
行なうのが適当であり、伸線加工率は十分なファイバー
Ｓ、ＩＩ織を発達さ−Ｕるために５０９ｆ以上とするこ
とが望ましい。

（実施例）ｔＪ４線材を鉛パテンティング後酸洗し、スケールを除
去した後、リン酸亜鉛被膜処理を施した。伸線時には伸
ｖＡ潤滑剤を用いて、伸線した。

５０％以上の伸線後、又は、伸線最終ダイスの入側で、
冷間圧延又はローラーダイス引抜加工を行った。

加工後の鋼線は、加工ままの状態または４５０“Ｃで、
４５秒間のブルーイング処理を施して、引張試験と１２
回試験により材質評価を行った。

第１表に各種鋼成分により製造した結果を示す。

従来法の伸線まま、あるいは、伸線後ブルーイング処理
を行ったものは、「超高張力」レベルを達成しようとす
ると、捻回値が低下し、十分な性能が得られないが、冷
間圧延又はローラーダイス引抜加工を施した本発明法に
よれば、捻回値および絞りが高く、優れた延性が得られ
た。

（発明の効果）本発明は以上のように特定の成分を有する鋼線材を、伸
線加工の途中、又は伸線加工後、冷延圧延又はローラー
ダイス引抜加工をすることにより延性の劣化なしに、超
高張力鋼線を製造することを可能とした。本発明により
伸線および撚り線時の断線、成形時の加工割れ、使用時
の破壊を著しく減少せしめること示できた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃ：０．６０〜１．０％Ｓｉ：０．１〜２．０％Ｍｎ：０．１〜２．０％を基本成分とする高炭素鋼線材を、減面率５０％以上の
伸線加工の途中、又は、伸線加工後、３５％以下の冷間
圧延又はローラーダイス引抜加工をすることにより、２
５０−１００ｌｏｇｄ（ｋｇ／ｍｍ＾２）以上の引張り
強さとなすことを特徴とする、延性の優れた超高張力鋼
線の製造方法。
（２）高炭素鋼線材がＣ：０．６０〜１．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、を含み、さらに、Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．００２〜０．５％、
Ｔｉ：０．００２〜０．２％、Ｎｂ：０．００２〜０．
２％、の１種以上を含み、残部鉄および不可避的不純物
からなる高炭素鋼線材である、特許請求の範囲第１項に
記載の延性の優れた超高張力鋼線の製造方法。