TW409080B - Process for producing a drawn wire made of stainless steel, in particular a wire for reinforcing tyres, and wire obtained by the process - Google Patents

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A7 409080 五、發明説明（i) --- - - -- - - - - - -士^- ----- I - I - j-- 丁 , . *-*5 {請先閱讀背面之.注意事項再填寫本頁) 本發明關於製造不鏽鋼拉製線，特別是一種具 有直徑小於0.3毫米之強化輪胎線的方法，其係藉由 將具有適宜組合物，及以夾雜物而言具有適當性質 之鋼進行拉伸。由該方法所或得之線，可用於製造 容易因疲勞而破碎之組成份的領域中。 用於強化輪胎中彈性體之金屬線，必須具有小的 直徑（一般爲0.1毫米至0.3毫米），與高的機械性 質。抗張強度可大於23 00 Mpa，殘餘延性（藉由橫 切面張力或扭力之減小，或藉由捲繞試驗測量得） 必須不爲零，且疲勞耐性極限（於旋轉或改變中彎 度下）必須大於lOOOMPa。 此等特徵爲抵抗其所倂入輪胎中之組合，需面臨 的靜態或動態負荷所需要的。 而且，使不鏽鋼線直徑減至0.1至0.3毫米之拉伸 方法，必須於工業條件下爲可行，亦即，具有儘可 能低的破損頻率，同時有限使用昂貴之操作，例如 熱處理及中間之退火步驟。 對於強化輪胎之作用，己知係使用因拉伸方法產 生高度經應變-硬化狀態之不鏽鋼線。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 專利申請案FR 9 312 528係關於，使用具有直徑 介於0.05至0.5毫米之間，其抗張強度Rm大於2000 Mpa之不鏽鋼^^該線所包含之鋼（於其組合物中 )1含有至由以大於2.1 1之減小比例，及 中間之退火操作拉伸而獲得的鎳與鉻含 量之總合係介於20%至35%之間。 本發明之目的在於，藉由將具有直徑大於或等於 5 本紙伕尺度適用中囡國家標準（CNsYa4規格（210 乂297公^ > : 409080 A7 B7 五'發明説明（>) _5毫米之基礎線材鋼筋，或具有所給予組合物之鋼 製經預拉伸的基礎線材進行拉伸，而製造一種不鏽 鋼拉製線，特別是一種具有直徑小於0.3毫米之強化 輪胎線，該經簡化之製造方法（一方面）確保，以 夾雜物而言之品質可於拉伸期間產生較少損壞，且 (另一方面）確保其機械性質的確受到改良。 本發明之標的爲製造不鏽鋼拉製線的方法，其 係藉由將具有下列組合物（以重量計）之不鏽鋼基礎 線材進行拉伸'· -碳 S 40 XI Ο·3 % -氮 S40X 10-3〇/〇， 該碳與氣滿足關係式C+NS 50X10-3。/。， -0.2%S矽 S 1.0 %， -0.2%‘錳 S 5 %， 鎳 S 12 %， 15%S 鉻 S20 %， -1.50/〇S 銅 S4 %， -硫 S 10 X 10_3%， -磷 S0.050 %， 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 I---------辦衣-- (請先閲请背面之注意事項再填寫本頁) -40 X ΙΟ"4% S總氧 ^ 120 X 1〇4%， -0.1 X ΙΟ"4%;鋁 S20X ， -鎂 X 10令〇，

I •0.1 X 1 0 % S 鈣 S 5 X 1 0 "4 %， -鈦 S 5 0 X 1 0 4 %， -於製造中固有之雜質， 於該鋼中，以玻狀混合物形式存在之氧化物夾 本紙乐尺度適用中國國家橾準（CNS ) Λ4说格（2丨0>< 297公釐） 經濟部中夾標準局員工消t合作社印装 A7 B7 _ 五、發明説明（？） 雜物，具有以下比例（以重量計）： -3 0% S Si〇2$ 65 %， -5% 芸 MnO S 40 0/〇， -l0/〇SCa〇S30 %， -0%刍MgOS 10 %， -3%^ Al2〇3^25 % --0%^Cr2〇3^ 10 % 5 該組合物滿足下列關係式：

Si Mn< 2% ； IM = 551-462*(C°/〇 + N%)-9.2*Si%-8.1 *Μπ%-13.7*Cr0/〇-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo% * 其中 -150。。< IM< -55〇C，且 Si Mn^2°/〇 ； JM = 55 1-4 62*(C% + N%)-9.2 *Si%-20*Mn%- 13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo。/。，其中 -120°C < JM< -55°C， 該基礎線材進行滿足下列拉伸條件之拉伸作用 -累積變形比例ε大於6， -於拉伸期間及於拉伸操作之間，該線係保持於 低於650°C，且較佳地低於600°C之溫度下*而於通 _ 一—"-~喝.—_- 過拉伸之間並無退火。 ί 本發明之其他特徵爲： 於該拉伸操作前，最初之基礎線材於大於650°C 之溫度下，進行稱爲過硬化之退火； -該組合物包括少於5 X10·3%之硫；

J —-------'裝------訂 * I -(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁J 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（2I0X297公釐} 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（>) 該組合物包括3%至4%之銅； -該組合物另又包括少於3°/。之鉬； -拉製得具有直徑小於0.2毫米之線； -該拉伸係於變形比例ε大於6.6下完成： -該線進一步於該等拉伸操作前或之間，進行黃銅電 鍍操作： -該具有直徑大於5毫米之基礎線材鋼筋，含有少於 5種具有厚度大於10微米，面積多於1〇〇〇平方毫米 之氧化物夾雜物； -該具有直徑大於5毫米之基礎線材鋼筋，含有少於 10種具有厚度大於5微米，面積多於1〇〇〇平方毫米 之硫化物夾雜物。 本發明同樣關於，用於該方法中之不鏽鋼。 本發明亦關於，由該方法所製得之線，在輪胎 強化作用領域上的應用。 以下及所附圖式之敘述，皆以非限制性實例之 方式提供，其將使本發明更容易明瞭。 圖1列示，可能由拉伸操作之間並無退火之工業 拉伸獲得的累積變形比例ε，其係基於經滿足用於 含有少於2%錳之合金，的關係式所定義之ΙΜ指數 的函數作用。. 圖2列示，待將5.5毫米直徑拉伸減至0.18毫米後 ，其間無中間之退火，各種基於指數的函數作用 之組合物，之已退火線的麻田散鐵含量。 圖3列示，待將5.5毫米直徑拉伸減至0.18毫米後 ，其間無中間之退火，基於JM指數的函數作用之抗 8 本紙张尺度適中國國家標隼（CNS ) Λ4说格（2Ι0Χ 297公* ) <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 *?τ 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 409080 A7 ___ _ B7 五、發明説明（$ ) 張強度。 本發明關於一種用以製造拉製線，特別是一種 具有'll徑小於0.3毫米之供強化輪胎線的方法，其係 藉由將具有直徑大於5毫米之基礎線材鋼筋，或經 預拉伸的基礎線材進行拉伸。 其直徑於0,1至0.3毫米間變化之不鏽鋼強化線的 拉伸作用，必須滿足來自撓性、張力或扭力疲勞之 勝任性能需求，以及在潮濕環境中或於，潮濕環境 加上疲勞之組合應力狀態中，的強度需求。 該細線係經由將基礎線材鋼筋，或經預拉伸的 鋼線進行拉伸而製得。由於該鋼之組合物，致使最 終之拉製線，於無中間退火之直接拉伸作用後，具 有經改良的抗張強度性質與殘餘延性，足以使其組 裝於，例如，線網層或鋼索之形式中。 根據本發明，該拉伸作用係使用具有下列組合 物（以重量計）之不鏽鋼完成： -碳 S 40 X 10_3〇/〇 -氮 $ 40 X 10-3%， 該碳與氮滿足關係式C + NS50X 10-3%， -0‘20/〇 S 矽 g i .0 %， -0.2%S 錳 $5 0/〇 ’ -9%$鎳$12%’ ( 鉻 S20 %， -1. 5 % S 銅 S 4 % ’ 硫 S 10 X ’ -磷 S0.050 % ’ 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210x297公釐} -----.-----二衣------.1T ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印裝 409080 A7 B7 五、發明説明（厶） -40X 總氧芸 120X 10~4%， 0.1 X 鋁 S20X 10*4〇/〇， -鎂 X 10"4%， -0·1 X 鈣客 5 X 1〇4〇/〇， -鈦刍 50X ΙΟ"4。/。’ -於製造中固有之雜質， 於該鋼中，以玻狀混合物形式存在之氧化物夾 雜物，具有以下比例（以重量計）： -30%^Si〇2^65 % » -5%SMnO^40 % · -l%^CaO^30 % » -0%^MgO^ 10 % » -3%^ Al2〇3^25 % --0%^Cr2〇3^ l〇 % 5 .此具有受控夾雜物之鋼（其沃斯田鐵特別地藉 由接近周圍溫度之變形作用，而轉變成麻田散鐵） ，使能夠藉由拉伸（無中間退火）而使累積變形ε 達到大於6.84。由拉伸產生之表現累積變形ε，經瞭 解係意指最初橫切面對最終橫切面比例之自然對數 値（log [So/Sf])。 根據本發明，該組合物滿足下列關係式：

Si Μη < 2% ； ΙΜ = 55 1 -462*(C% + N% )-9.2 * S i%-8.1 * Mn%-13.7*Cr%-2 9*(Ni%+ Cu0/〇)-18.5*Mo。/。，其中 -150t < IM< -55°C，且 Si Μn ^ 2% ； 10 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） m - i In - —n - ! I ' '^私 ^1» I:— - HI ^^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局負工消費合作社印製 409080 A7 五、發明説明（1 ) JM - 55 1 -462^(0% + N% )-9.2 *Si°/〇-20 *Mn%- 13,7*Cr%-29*(Ni% 十 Cu%)-18.5*Mo%，其中 -120°C < JM< -55°C， 此鉬合條件欲達成由拉伸造成之大量減少，以 及曲應變_硬」丨匕满產牛之適宜硬化。 該基礎線進行滿足下列拉伸條件之拉伸作用 -累積變形比例εί於6 · -於拉伸期間及於拉伸操作之間，該線係保持於 低於650°C，且較佳地低於600°C之溫度下，而於通 過拉伸之間並無退火。 無退火意指，該線於拉伸操作的開始至終了期 間，無再加熱超過650°C.。高於650°C之退火會造成 使麻田散鐵轉變成沃斯田鐵，以及使再結晶應變硬 化消除之影響。 該線較佳係於多通道機器上進行拉伸，於一方 面將該線以鮰皂咸以輕體潤化劑)潤滑，而於另一方 面將溫度控制於20°C至180°C.之間。 該線亦可於該等拉伸操作之前或之間，進行黃 銅電鍍操作。該黃銅層能增加可拉伸性，以及增進 該線黏著至用於輪胎彈性體上》 從冶金學之立場而言，已知存在鋼組合物中之 合金元素，促使具有體心立方類型金相結構之肥粒 鐵相出現。此等元素稱爲阿伐系（alphagens)。於此 等元素中，有鉻、鉬與矽。 其他元素（稱爲加瑪（gammagens)素）則促使具 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4说格（210X297公釐) f靖先閲讀背|&'之注意事項再填寫本頁) •裝 ,?τ 403080 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明) 有面心立方類型金相結構之沃斯田鐵相出現。於此 等元素中’有碳、氮、錳、銅與鎳。 已觀察到’於拉伸時形成過量麻田散鐵之組合 物’會於拉伸期間變得易碎且會損壞。此麻田散鐵 之最大含量取決於，該鋼之總聪與象含量，且對於 總碳與氮含量小於0.030%者，大約係90%，對於總 碳與氮含量小於或等於〇. 05 0%者，大約係70%，而 對於總碳與氮含量介於0.050%至0.1%者，大約係 30〇/〇。 根據本發明，該鋼含有小於或等於0.050%之總 碳與氮含量，該拉伸條件滿足下列關係式：

Si Mn< 2% ； IM = 55 1-462*(C% -f N%)-9.2*Si%-8.1 *Mn%-13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo%，其中 -150°C < IM< -55°C，且 Si Mng20/〇 ; JM = 55 1-4 62*(C% + N%)-9.2*Si%-20*Mn%- 13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo。/。，其中 -120°C < JM< -55°C。 亦觀察到，該具有iM指數大於以上所指定値， 且總碳與氮含量爲約0.040%之組合物，會在能夠被 拉伸減至最終直徑之前，即變得易脆： 同樣地，存在過量之矽（即含量大於1%) ’具 有因於大量麻田散鐵存在下進行拉伸，所產生呈_廢 鸳-硬化狀態之農脆_裂虹览饗 根據本發明，該含有大於9%之鎳，大於 12 本紙掁尺度適用中國S家榡糸{ CNS } Λ4规格（2IOX 297公趁） 彳'11 ~- I n I , ' ~ ( 1 - (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 409080 經濟部中央標準局員工消费合作社印聚 B7 五、發明説明（1 ) 銅，大於15%之鉻，小於0.050%之總碳與氮含量， 小於2%之Μη含量，其IM指數小於-55°C，或含有大 於或等於2%之Μη含量，其:TM指數小於-55t之不鏽 鋼組合物，可於降低碎裂速率下，經拉伸減至最終 直徑，而該線仍保有可使其用於輪胎強化領域之機 械性質。 當Μη含量少於2%時，IM指數必須落於-150t至 -55°C之範圍內9此係因爲若IM小於-150°C，則所形 成麻田散獄之量仍舊很少_ (例如少於1 0。/。），而即 使於以累積變形ε接近8之拉伸作用後，抗張強度仍 無法達到髙的値（大於2200 MPa )。同樣地，當 Μη含量大於或等於2%時，JM指數必須落於-12(TC 至-55t：之間。當JM小’則麻田量 也於25%，而即使於累積減少爲約8之後，抗張強度 可能亦無法超過2200 MPa。 此項觀察證實，鉻含量限制在少於20%，而總 銅與鎳含量限制在少於1 6 %» 銅含量大於4%會導致，於固化期間產生偏析， 以及於熱輥壓期間產生斷裂或缺陷。 應用於根據本發明不鏽鋼拉伸之方法，使能夠 獲得具有，經由旋轉撓度伴隨2 X 1 〇6周轉耐性應力 大於1000 MPa所測量得之良好疲勞行爲。 所獲得之線材有少於75%之沃斯田鐵，或多於 少.....： .... ，- --一★ ·’ 2 5%夕麻田散鐵。該所使用具有總碳與氮含量小於 0.050¾之鋼，係保持於其中沃斯田鐵爲稍微不安定 之狀態下。 13 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公釐） _ I I !^衣 . 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 409080 A 7 ___ B7 ___ 五、發明説明（（L' ) 爲能獲得約爲2400 MPa之抗張強度，需要以夾 雜物而言具有高品質之基礎線材。 此係因爲，於線材拉製領域中已知，爲能從線 材鋼筋之拉伸，或從經預拉製之基礎線材獲得，具 有所稱直徑小於0.3毫米之細線，則所使用之不鏽鋼 必須不具有任何，其大小將使該線於拉伸期間造成 斷裂之夾雜物。 如同所有其他使用習知方法製得，且於經濟上 適合量產之鋼，在製造沃斯田鐵不鏽鋼中，會系統 性地且無可避免地產生硫化物或氧化物類型之夾雜 物。此係因爲，液體狀態下之不鏽鋼，可能由於該 製造方法，而含有以含量少於1 000 XI 〇·4%存於溶液 中之氧與硫。當將該鋼（呈液體或固體狀態）冷卻 時’氧與_硫元.，素.之-溶~解度減-抵，且達到氧化物與硫 化物之生成能。夾雜物因而產生，此等一方面係由 ，含有氧原子及易與氧反應之合金元素，例如鈣、 鎂、鋁、矽、錳及鉻的氧化物類型化合物，及，另 —方面係由，含有硫原子及易與硫反應之合金元素 ’例如錳、鉻、鈣及鎂的硫化物類型化合物所形成 。亦可能出現具氧硫化物類型混合化合物之夾雜物 3 其可能藉由使用有效力之還原劑，例如鎂、鋁 、鈣或鈦或數種此等之組合，而使不鏽鋼中所含氧 之總量減少，但此等還原劑皆導致，富含Mgo、 Al2〇3、CaO或Ti〇2的夾雜物形成，其於不鏽鋼之輕 壓條件下’係呈堅硬且無法變形之結晶化耐火材料 14 本紙張尺^適用中國國家標準（CNS ) Λ4規^ ( 2丨0X297公釐) —^ ；!. . I Ϊ~ ;~~1 1 ' 好衣. I. .(請先閱讀背面之；lx意事項再填寫本頁) 409080 A7 _B7___ 五、發明説明（丨丨） 形式。此等夾雜物之出現會造成拉伸問題，且使從 不鏽鋼製得之產物發生疲勞斷裂。 根據本發明，製造出具有經篩選低*爽.難J忽 之不鏽鋼，使能夠產生一種線材鋼筋珙經預拉製之 基礎線材，而根攄本發明該線係供拉製具有直徑小 於0.3毫米之強化輪胎用線，或產生可承受疲勞之組 成份。 本發明關於，一種具有以玻狀混合物形式存在 之氧化物夾雜物的不鏽鋼，此等氧化物之比例（以 重量計）如下： -30%^Si〇2^65 % - -5°/〇^MnO^40 % > -l%^CaO^30 % » -0%^MgO^ 10 % * -3%^ Al2〇3^25 % --0%SCr2O3g 10 %。 經濟部中央標隼局員工消费合作社印笨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於一項本發明之應用實例中，根攄本發明之鋼A ，於其組合物中含有（以重量計）〗9X10_3%之碳，23 X 10-3%之氮，0.53%之矽，0.72%之錳，17.3%之鉻 ，9.3%之鎳，3.1%之銅，0.055%之鉬，4X10-3%之 總鋁，2X104%之鎂，2X10·4%之鈣及1ΐχΐ〇·4%之 鈦。其IM安定性指數爲-77eC。該鋼係經於電爐中 ，然後於AOD轉化器中熔煉，並以橫切面爲205毫 米乘205毫米連續地進行鑄製，然後經熱輥壓成直 徑爲5.5毫米之線材。 本紙张尺度適用中國國家標率（CNS )八4规格（21〇>：297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 409080 A7 ____B7 五、發明説明（/二） 於該方法之此階段，將鋼A藉由沿縱向切割而進 行金相檢測，其顯露出（以1 000平方毫米面積計） 8個具有厚度爲5至10微米之夾雜物，以及一個厚度 爲12微米之夾雜物。 經於1050°C下呈線圈形式之再結晶退火，然後 再經水冷卻後，將該線酸洗然後依次於數種多通道 機器上，依序地進行拉伸（無中間退火）至直徑爲 0.18毫米。該拉製線之抗張強度爲2650 MPa，且該 線於拉伸試驗後橫切面減小。 業已發現，含組合物Β與C (列示於下表1中） ，而具有直徑爲5.5毫米之基礎線材，無過度脆裂及 斷裂下無法被拉伸，該脆裂導因於在拉伸試驗中橫 切面沒有減小。 表1 該鋼之組合物，單位％ (以重量計） 鋼 C H Si Μη Hi Cr Cu Mo S 7 Q Al Mg Ca Ti 10“ ：0— 10·1* 10— 1*0 — x 0-0130.Q23 0.53 0.72 9.3 17.3 3.L 0-055 0,0040,022 72 S 2 2 11 3 0.036 0.022 0.37 1.22 9.4 19.4 0,22 0.25 0.003 0.023 2S A3 5 9 17 C 0.0110,027 0.42 1 . 93 3,L 17.2 3.2 0-036 0.004 0.025 42 25 3 S S3 於將具有組合物B與C之線進行拉f申之個案中， 僅可能獲得分別具有直徑大於或等於1.0毫米至0.4 毫米之線。 此發現係於拉製期間無退火，且無高數量損壞 之5.5毫米基礎線材直接拉伸個案中，以列於表2之 16 本紙張足度適用中國國家標準< CNS ) Λ4規格（2]〇κ297公釐） --：--------，裝------訂 • (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 409080 A7 _______B7 五、發明説明（丨？） 累積變形ε及安定性指數IM證實 表2 鋼 IM 拉製直徑 ε 抗張強度 %麻田散鐵 °C 毫米 MPa 於拉製線中 A -77 0.18 6.84 2350 68 B -26 1.0 3.41 1980 30 C -49 0.4 5.24 2400 72 鋼Β無法用於直接從直徑爲5,5毫米，拉製具有 直徑小於0.3毫米之細線。其安定性指數ΙΜ高，且 其所組合得之碳與氮含量，使其當被拉伸至低於1 毫米之直徑時，即具有易碎之性質。 鋼C可從具有直徑爲5.5毫米之線，拉伸減至直 徑爲0.4毫米、對於較高之拉伸比例，其庆f有大量麻 田散鐵存在於其組合物中，而戀得易碎。 一................ .根據本發明之鋼A可從5.5毫米，經拉伸減至 0.1 8毫米’而無於所獲得線中諸牛脆度之渦桿。因 此而製得之線具有’可確保其可用於供強化輪胎線 領域中的抗張強度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 於另一線拉製實例中，係使用具有直徑爲5.5毫 米之經退火線，其組合物列示於表3中。 表3

C N Si Μη Ni Cr Cu Mo S P D 0.011 0.016 0.35 Q . 54 9.43 17,1 3. I〇 0 . L9 〇,〇02 0.027 E 0.017 0.015 0.34 3.85 9.52 17.5 3 . Lo 0.19 0.003 0.025 E* 0.020 0.015 0.34 3.86 10.5 13.9 3 . 13 0 . L9 0.001 0.024 G 0.019 0.QI4 0,36 3.Θ4 3.47 17 , L 3.12 0.2 〇,〇03 0.025 17 本紙張尺；ΐ適用中國國家標準< CNS ) Λ4現格（2丨〇><297公釐) 409080 A7 B7 五、發明説明（作） 該線係於使用肥皂之1 2個連續通路中拉伸減至 直徑爲1毫米，然後於使用肥皂之6個連續通路中拉 伸減至直徑爲0,48毫米，再於使用肥皂之9個連續通 路中拉伸減至直徑爲0.1 8毫米，自最初之狀態開始 至終，皆無任何退火作用。於此階段，使終產物接 受拉伸測量，並使用飽和磁化方法測量麻田散鐵倉 量。 表4列示，各組合物之ΙΜ與指數之値，以及 抗張強度Rm與終產物之麻田散鐵含量。 表4 鋼 ΙΜ JM Rm (MPa) 麻田散鐵 D -74 -81 2644 90% Ε -1 10 -156 1810 4.4% F -159 -205 1791 1.2% G -73 -1 19 2072 27% 圖2列示，0.18毫米直徑線基於指數之函數作 用的麻田散鐵含量。 圖3列示，0.18毫米直徑線基於JM指數之函數作 用的抗張強度。 JM指數對於給予評估，抗張強度與麻田散鐵含 量之變異上，尤其適當。 具有JM指數小於-120°C之線，於相當ε=6.84無 中間退火之重度拉伸後，將具有低的抗張強度’即 少於 2200 MPa。 具有指數大於-55°C之線*對於拉伸比例ε大 18 本紙張尺度適用中國围家標率（CNS ) Λ4現格（210'Χ297公釐） ^^ i I -Γ~ I i I (I~ n ί ϋ 訂 -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 409080 A7 _B7 五、發明説明（it) 於6 ’無中間退火而言，將具有多於90%麻田散鐵， 且將呈現易脆的性質。 於第三項應用實例中，係使用由鋼D (其組合物 列示於表3中）組成，具有最初直徑爲5.5毫米之已退 火線材。 該線係於使用肥皂之1 2個連續通路中拉伸減至 直徑爲1毫米，無中間之退火。對此1毫米直徑線於 介於500°C.至700SC之溫度下，進行各種處理總歷時 達2.5秒至10秒。此等處理可能係於電解沈積上薄銅 或鋅層之後所需，以經由擴散而獲得均質之黃銅層 ’其通常用做爲製造輪胎上之橡膠黏著層。 接著，測量熱處理線之抗張強度，以及其麻田 散鐵含量。所測量得之値與1毫米未經處理之參考 線材，共同列示於表5中。 —: -I I -!1 I 1· - I- - ‘士.¢1 —I- - - -- I ! II 丁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 表5 熱處理 時間 Rm 麻田散鐵 °c 秒 MPa % 未經處理 1780 46 500 2.5 5 10 1899 48 550 2.5 1847 46 5 1839 44 10 1650 39 600 2.5 1677 37 5 1502 27 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS > Λ4規格（210X297公釐> 409080 A7 ___B7 五、發明説明（b) 10 1409 18 650 2.5 1378 22 5 1354 9 10 1292 3 經觀察到，對於小於550°C者*該處理實質上保 持最初量之麻田散鐵，且可能造成些微短時間硬化 «於600°C下，且爲時短於2.5秒，有較少量之麻田 散鐵消失，且該線已稍微軟化。於6003C下歷時5或 10秒，則該軟化現象變得更大β於650 °C下，麻田 散鐵大多數趨於消失，且該線材之鋼大大地軟化。 從此等實施例結論得，於根據本發明之方法中 ，該線材可在數項拉伸操作之間，進行於小於650 °C(且較佳係小於600°C)之溫度下的熱處理，而不會 造成軟化或引起麻田散鐵過度流失，後二者將不利 於達成，於其中該拉製線已進行總拉伸變形ε大於6 之狀態下的，非常高機械性質》反之，任何於高於 650t之溫度下進行之處理（即使係短處理），大 大地使該線材之鋼於中間或最終階段軟化，此被視 爲係一種退火操作。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印焚 I J- I ^^1-_f 1 ^^1 1 --, 士 民 I 1^1 J.^— ^LJ. *τ (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 碳、氮、鉻、鎳、錳及矽爲可使形成沃斯田鐵 不鏽鋼之常見元素。 爲使能製得具有相當確定組合物客可變形硫化. 物，遂選用一定比例;和硫」含氧。 於具矽與錳之個案中，此等元素於比例之組合 物範圍，確保（根據本發明）存在著富含Si02，且 含有非不顯著量MnO之矽酸鹽類型夾雜物，此等夾 20 本紙浪尺度適用中®國家標莩（CNS)A4规格< 210X297公慶） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印11 409080 五、發明説明（/?) 雜物能夠於熱輥壓期間變形。 矽含量係介於0.2% (相當於因熔煉而產生之殘 餘量）至1 % (其爲高於經應變硬化之拉製線中，出 現過度脆裂的含量）之間。 可)§鉬趟罕孽五掘 〇 畆銅}ϋ□至根據本發明之鋼組合物中，因其能改 ft冷變形質」並進而安定該沃斯田鐵6然而，因 銅顯著降低該鋼可於輥壓前再加熱之上限，故爲避 免熱轉變作用困難，遂將銅含量限定於4%。 根據本發明，該總氧、鋁與鈣範圍，使可能獲 得含有非零部分A1203及CaO之矽酸錳鹽類型的夾雜 物。尤其，整體鋁與鈣含量各大於0.1 ΧΗΓ4%，以 使所希望之夾雜物含有多於1%之CaO，及多於3%之 A!2〇3。 總氧含量之値，根據本發明，介於40 X 10— 4 % 和120X UT 4 %之間。 對於總氧含量少於50Χ1ΪΤ4%者，該氧固定元素 鎂、鈣及鋁，且不會形成富含Si02與MnO之氧化物 夾雜物。 對於總氧含量大於丨2〇 X 1〇·4%者，於該氧化物 組合物中有多於10%之心203,其促進欲避免發生之 結晶作用。 鈣含量係少於5 X 1 (T4%，以使所希望之夾雜物 不會含有多於30%之CaO。 鋁含量係少於20 X 1 ，以避免所希望之夾雜 21 (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 --¾ 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX2W公釐） A7 409080 五、發明説明（I幻 物含有多於25%之A1203，其亦促進結晶作用發生。 可想見地，待已使用習知且經濟之方法製得含 有氧化物-與-硫化物-類型夾雜物之鋼後，將其藉由 使用經濟上不非常有效率之緩慢再熔方法，例如真 空氬再熔方法或電熔渣再熔方法，進行精煉以使此 等夾雜物消失。 此等再熔方法，藉由傾析燒瓶中之液體，僅能 消除部分已存在之夾雜物，而不會改變其本質或其 組合物。 本發明關於，含有具以計劃而得所選組合物之 夾雜物的不鏽鋼，該組合物係以使此等夾雜物之物 理性質，有利於該鋼之熱轉變期間變形，的該鋼整 體組合物關係式存在。 根據本發明，該鋼含有具確定組合之夾I.激， 其軟化點接近，於其下將該鋼進行輥壓，且致使結 晶之外觀較，於該輥壓溫度下之鋼更硬，的溫度， 例如，尤其使下列確定之化合物：Si〇2，呈鱗石英 、白矽石及石英之形式；3CaO- Si〇2 ; CaO : MgO ;Cr2〇3; Al2〇3-MgO或 Al2〇3-Cr2〇3-MnO-MgO類型 之鈣斜長石、富鋁紅柱石、鈣黃長石、鋼石1尖晶 石；CaO-Al2〇3 ; CaO-6Al2〇3 ; Ca〇，2Al2〇3 ; Ti〇2 受抑制。 根據本發明，該鋼主要含有，具致使其於所有 連續之鋼形成操作期間，形成笔眼或非晶形混合物 之組合物的氧化物夾雜物。所選夾雜物之黏度係卑 以，供完全抑制結晶化氧化物顆粒於，本發明所成 22 -If I . —r Γ— 訂 (請先聞讀背面之汰意事項再填寫本買) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印装 本紙張尺度適Μ中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公釐） 經濟部央標準局員工消費合作社印裝 409080 A7 B7 五、發明説明（P) 之夾雜物中成長，因爲事實上，於氧化物夾雜物中 ，僅有少的短範圍擴散，以及非常有限的對流運動 。此等夾雜物（其已於對該鋼進行熱處理之溫度範 圍內保持玻狀）亦具有，比相對應組合物之已結晶 夾雜物，較低的硬度及較低彈性係數。因此，可於 拉伸操作期間將該等夾雜物再進一步變形、壓縮和 伸長，且於該等夾雜物區域內之應力集中度大大地 減低，其顯著使，例如，於拉伸期間出現疲勞裂隙 ，或發生斷裂的危險減少。 根據本發明，該不鏽鋼含有確定組合的氧化物 夾雜物’使彼等之黏度於，使該鋼於其中進行熱輥 壓之溫度範圍內，不致太高，結果，該夾雜物之伏 服應力顯著較，存在熱輥壓條件（其溫度一般介於 800°C至13 50°C之間）下之鋼爲低。因此，該等氧化 物夾雜物與該鋼一樣，於熱輥壓期間產生變形，於 、是’在輥壓之後，此等夾雜辦羥完聱拉曼，並具直 菲常_.小.之厚度。此避免於拉伸期間造或任何斷裂問 題。 根據本發明，上述之夾雜物係使用習知且具高 度效率，用於不鏽鋼之電鋼結構製造方法，例如電 爐、AOD或VOD轉換器、長柄勺中冶金及連續鑄製 而製得。 根據本發明，以下具有所述較佳性質之氧化物 夾雜物，係由含Si〇2、MnO、CaO、八丨2〇3、MgO及

Cr2〇3與選擇性微量FeO、Ti02的玻狀混合物所組 成，且各別比例（以重量計）如下： 23 本紙張尺^適用ϋΐ家標牟（CNS ]T^4規格（210X297公犛) — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

,1T A7 409080 B7 五、發明説明（於） -30% ^ Si〇2^65 % --5%^MnO^40 % > -l%^CaO ^30 % ' -0% 芸 MgOS 10 %， -3% ^ Al2〇3^ 25 0/0 5 -00/〇SCr2〇3$ 1〇 %。 若Si02含量少於30%，則氧化物夾雜物之黏度太 >，且氧化物-結晶成長機制未受抑制。若Si02含量 大於65%，則產生非常硬且有害，呈鱗石英、白矽 石或石英形式之氧化矽顆粒。 該介於5%至40 %間之ΜηΟ含量，使能夠大量減 低該含有（尤其是）Si02、CaO及Α12〇3之氧化物混 合物的軟化點，並促進產生，在用於根據本發明鋼 之輥壓條件下，仍保持玻璃狀態的夾雜物。 對於CaO含量少於1%者，形成MnO-Al2〇3或富銘 紅柱石的晶體。當該CaO含量大於30¾時，則形成 Ca0-Si02 或（Ca,Mn)0-Si〇2 的晶體。對於大於 10% 之MgO含量，則形成具相當硬相之MgO、2MgO-SW2或MgO-Si〇2之結晶，或AI2〇3-MgO的晶體= 若3含量少於3 %，則形成较灰石之結晶，而 ‘虽八丨2〇3含里大於25¾ ’則出現（尤其是）Al2〇3_ MgO或Al2〇3-Cr2〇3-M* Ο-M。Ο類型之富鋁紅柱石、 鈣斜長石、鋼石、尖晶石之結晶，亦或CaO-6Al2〇3 或Ca0-Ai203類型之鋁酸鹽結晶，或鈣黃長石之結 晶。 隨著量大於1 0%之Cr2〇3 1亦出現Cr2〇3或A丨2〇3- 24 I— I -„11 I -I— I!— 1|_ « —ϋ ( 11-· I 11 -* ，τ (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裳 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 409080 五、發明説明（二丨）

Cr2〇3-MgO-MnO ' CaO-Cr2〇3 或 Mg〇_Cr2〇3 之硬結 晶。 根據本發明之一形式，爲獲得於經輥壓產物上 ，具有厚度不超過5微米之硫化物夾雜物，硫含量 必須少於0.01 0%。此係因爲硫化錳與硫化鉻類型之 夾雜物，當於下列條件下爲熱時，係完全可變形的 5%< Cr< 30% 30% < Μη < 60% 35%< S< 45%。 該等氧化物與硫化物類型之夾雜物，一般認爲 在關於供使用於細線拉伸領域，以及疲勞強度（尤 其是彎曲及/或扭力）領域上之性質方面，係有害的 〇 由經觀察之夾雜物可確定得一形狀係數，此爲 長度對厚度之比例》該等線中所含夾雜物之形狀係 數，可高達10或20,且結果，該夾雜物之厚度相當 地小。 此等夾雜物對細線拉伸成爲具有直徑少於0.3毫 米’或使組成物接受疲勞，例如彈簧及輪胎強化之 應用而言，係無害的。 該等夾雜物特徵係經由，自具有ϋ徑大於或等 於5毫米之線材鋼筋採樣，於面積爲10〇0平方毫米 上’存在少於5個具厚莩多於1 0徵;米之售化夾雜物 ，的事實而明瞭。於面積爲1000平方毫米上，具一艮 度大於5微米之硫化夾雜物，數量少於10。 25 (請先閱讀背而之注意事項#填寫本頁) 裝_ 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公釐） A7 409080 五、發明说明（^) 根據本發明，使用鋼之組成物經最適化用於冷 變形，及用於細線拉伸之方法，確保： 形成：麻田散鐵妁趨向弱-此形成量係以足以使 該鋼硬化’但不足以使該線材於拉伸後變得易脆裂 9 -非常漸進之堅實作用，以使對於一從5.5毫米無 退火而拉伸得之0.18毫米拉製線，或對於任何其他 以累積減少比例大於6，無中間退火而獲得之拉製 線而言，抗張強度可介於22〇0 MPa至3000MPa間： 、色赞之！崖物，其確保拉伸係以很少斷裂狀況 下發生。 根據本發明之線，可以其經由因拉伸而產生之 應變-硬化作用而硬化的狀態，亦或經介於300°C至 55(TC之時效熱處理後使用，其能夠藉由供製造， 例如，彈簧或輪胎強化之艾卜西隆銅（epsilon copper)析出作用，而進一步使其硬化。 亦可於最終直徑下，使其接受軟化退火操作， 且可用於製造各種物體，例如絲網或織網，用於軟 管之絲網包鞘，濾網等。 J--^-----'裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印袈 26 i 9 2

Claims (1)

1. 修正 Η Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 409080 1.一種用於製造拉製線，特別是具有直徑小於0.3 毫米之強化輪胎線的方法，其係藉由將具有直徑大 於5毫米之基礎線材鋼筋，或具有下列組合物（以重 量計）之鋼製經預拉伸的基礎線材進行拉伸： -碳 S 40 X 10-3 % -氮 ^ 40 X 10-3 %， 該碳與氮滿足關係式〇+>^50\10-3%， -0.2%$ 砂 ‘ 1.0 %， _0_2%$ 錳 $5 %， -9%S 鎳 S 12 %， -15%$鉻 $20 %， • 1 _ 5 % S 銅 S 4 %， -硫 S 10 X 10-3%， -磷 S 0.050 %， -4 0 X 1 0 _4 % $ 總氧 S 1 2 0 X 1 0 _4 %， -0_1 X 10-4%$鋁 S20X 10-4%， 鎂 S5 X 10-4%， -(Μ X 1 0 _4 % S 鈣 $ 5 X 1 0 _4 %， -鈦 S50X ΙΟ·4%， -於製造中固有之雜質， 於該鋼中，.以玻狀混合物形式存在之氧化 物夾雜物，具有以下比例（以重量計）： -30%^Si〇2^65 % > -5%SMnOS40%， -1 % ^ CaO ^ 30 % ' -0%^MgO^ 1〇 % f 1 本纸張尺度適用中國國家揉準< CNS ) A4規格（210X297公釐） .{請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 蝮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 修正 Η Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 409080 1.一種用於製造拉製線，特別是具有直徑小於0.3 毫米之強化輪胎線的方法，其係藉由將具有直徑大 於5毫米之基礎線材鋼筋，或具有下列組合物（以重 量計）之鋼製經預拉伸的基礎線材進行拉伸： -碳 S 40 X 10-3 % -氮 ^ 40 X 10-3 %， 該碳與氮滿足關係式〇+>^50\10-3%， -0.2%$ 砂 ‘ 1.0 %， _0_2%$ 錳 $5 %， -9%S 鎳 S 12 %， -15%$鉻 $20 %， • 1 _ 5 % S 銅 S 4 %， -硫 S 10 X 10-3%， -磷 S 0.050 %， -4 0 X 1 0 _4 % $ 總氧 S 1 2 0 X 1 0 _4 %， -0_1 X 10-4%$鋁 S20X 10-4%， 鎂 S5 X 10-4%， -(Μ X 1 0 _4 % S 鈣 $ 5 X 1 0 _4 %， -鈦 S50X ΙΟ·4%， -於製造中固有之雜質， 於該鋼中，.以玻狀混合物形式存在之氧化 物夾雜物，具有以下比例（以重量計）： -30%^Si〇2^65 % > -5%SMnOS40%， -1 % ^ CaO ^ 30 % ' -0%^MgO^ 1〇 % f 1 本纸張尺度適用中國國家揉準< CNS ) A4規格（210X297公釐） .{請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 蝮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 409080 六、申請專利範圍 -3%^ AI2〇3^25 % - -0%^Cr2〇3^ 1〇 % 1 該組合物滿足下列關係式： Si Mn< 2% ； IM = 55 1-462*(C% + N%)-9.2* Si%-8.1 *Mn%-13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo%，其中 -150°C < IM< -55°C，且 Si Mn^2% ； JM = 55 1 -462*(C°/〇 + N%)-9.2 * S i%-2 0 * Mn%-13.7*Cr%-2 9*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo%，其中 -120〇C < JM< -55〇C， 該基礎線材進行滿足下列拉伸條件之拉伸 作用： 、-累積變形比例ε大於6， -於拉伸期間及於拉伸操作之間，該線係保持於 低於650°C，且較佳地低於600°C之溫度下，而 於通過拉伸之間並無退火。 '2.根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於 該組合物包括少於5 X 1 0-3 %之硫。 3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於 該組合物包括3%至4 %之銅。 4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於 該組合物另又包括少於3 %之鉬。 5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法 ，其特徵在於拉製得具有最終直徑小於〇.2毫 米之線。 ___2_____ 本纸張尺度逍用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 ά 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ Ο 409080 Bd __D8____ 六、申請專利範圍 6 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法 ，其特徵在於該拉伸作用係於累積變形比例ε大 於6.6下完成。 7. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之方法 ，其特徵在於該線進一步於該等拉伸操作前或 之間，進行黃銅電鍍操作。 8. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於 該具有直徑大於或等於5毫米之基礎線材，於 面積爲1000平方毫米上，含有少於5個具厚度 大於10微米之氧化夾雜物。 9. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於 該具有直徑大於或等於5毫米之基礎線材，於 面積爲1000平方毫米上，含有少於10個具厚 度大於5微米之硫化夾雜物。 10. —種供製造藉由將具有直徑大於5毫米之基礎線 材鋼筋，或經預拉伸的基礎線材進行拉伸而獲 得之拉製線，特別是具有直徑小於〇. 3毫米之強 化輪胎線的不鏽鋼，其特徵在於具下列組合物（ 以重量計）： -碳 S 40 X 10-3% -氮 S 40 X 10-3%， 該碳與氮滿足關係式C+NS5〇Xl〇-3%， -0.2%$ 矽 $ 1.0 %， -0.2%$ 錳 S5 %， -9%讀 S 12 %， -15%S 鉻 $20 %， ___3_______ &尺度適用中國圃家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，ar -,後 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 409080 ll D8 々、申請專利範圍 -1.5%芸銅 %， U 10 X 10-3%， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -磷 SO.050 %， -40 X 10-4% $ 總氧 $ 120 X 1〇4%， -0.1 X 1 0-4 % $ 鋁 g 20 X 1 Ο·4 %， •鎂 S5 X 10-4%， -0.1 X 10-4%g鈣 S5 X ΙΟ·4%， -鈦 S 5 0 X 1 0 -4 %， -於製造中固有之雜質， -該組合物滿足下列關係式： Si Μη < 2% ； ΙΜ = 55 1-462*(C°/〇 + N%)-9.2 * S i %-8.1 * Mn°/〇-13.7*Cr%-2 9*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo%，其中 -150°C < IM< -55°C，且 Si Mn^2% ； JM = 55 1 -462*(C°/〇 + N%)-9.2 * S i %-2 0 * Mn%- 13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*Mo%，其中 -120〇C<JM<-55〇C 1 於該鋼中，以玻狀混合物形式存在之氧化 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 物夾雜物，具有以下比例（以重量計）： -30%^SiO2^65 % - -5%^MnO^40 % * -l%SCaOS30 %， -0%$MgOS 10 %， -3%^ Al2〇3^25 % * -0% g Cr2〇3$ l〇 %。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 409080 六、申請專利範圍 11. 根據申請專利範圍第10項之鋼，其特徵在於該 組合物包括少於5X10-3 %之硫。 乂請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 12. 根據申請專利範圍第10項之鋼，其特徵在於該 組合物包括3%至4 %之銅。 1 3 .根據申請專利範圍第1 0項之鋼法，其特徵在於 該組合物另又包括少於3 %之鉬。 1 4. 一種藉由根據申請專利範圍第1至4項中任一項 之方法所製得之鋼線，特別是具有直徑小於0.3 毫米之強化輪胎線，其係藉由將具有直徑大於5 毫米之基礎線材鋼筋，或經預拉伸的基礎線材 進行拉伸而獲得，其特徵在於該線材具有下列 組合物（以重量計）： -碳 €40 X 10-3〇/〇 -氮 S 40 X 10-3%， 該碳與氮滿足關係式C + NS50X 10-3%， •0.2%$ 矽 S 1.0 %， -0.2%$ 錳 S5 %， -9%$鎳 S 12 %， -15%$鉻 $20 %， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -1.5 % 盔銅 S 4 %， -硫 S 10 X 1〇,3% ’ -磷 S 0.050 %， -40 X 10_4%g總氧 S 120 X 10-4%， -0.1 X 1〇-4〇/0$鋁 S20X 10-4%， -鎂 S5 X ΙΟ·4% ’ -0.1 X 1 0 _4 % S 鈣 S 5 X 1 0 _4 %， 本紙張尺度適用中國國家梯率（CNS) A4規格（210x297公釐） A8 no 409080 g8s 六、申請專利範圍 -鈦 $50 X ΙΟ·4%， •於製造中固有之雜質， (請先Μ讀背面之注意ί項再填寫本頁) -該組合物滿足下列關係式： Si Mn< 2% ； IM = 551-462*(C% + N%)-9.2* Si%-8 . 1 *Μη%- 13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18,5*M〇%，其中 -150°C < IM< -55°C，且 Si Mn^2% ； JM= 551-462*(C%+N0/〇)-9.2*Si%-20*Mn0/〇_ 13.7*Cr%-29*(Ni%+ Cu%)-18.5*M0%，其中 -120〇C < JM< -55〇C， 於該鋼中，以玻狀混合物形式存在之氧化物 夾雜物，具有以下比例（以重量計）： -30%^Si〇2^65 % > -5%^MnO^40 % > -l%SCaOS30 %， -00/〇$MgO$ 10 %， -3%^ Al2〇3^25 % » -0%^Cr2〇3^ l〇 % 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該線具有直徑小於0.3毫米。 1 5 .根據申請專利範圍第1 4項之鋼線，其特徵在於 其抗張強度大於或等於22〇〇 MPa。 本紙張尺度適用ta國家揉準（CNS )八4規*格（2丨0X297公釐）