JPH08291369A - 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 - Google Patents
疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法Info
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- JPH08291369A JPH08291369A JP9386495A JP9386495A JPH08291369A JP H08291369 A JPH08291369 A JP H08291369A JP 9386495 A JP9386495 A JP 9386495A JP 9386495 A JP9386495 A JP 9386495A JP H08291369 A JPH08291369 A JP H08291369A
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
- D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
- D07B1/066—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being made from special alloy or special steel composition
Landscapes
- Ropes Or Cables (AREA)
- Wire Processing (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその
製造方法を提供する。 【構成】 特定組成からなり且つ降伏比が０．９３以
上、表層の残留応力が２００MPa 以下である疲労特性の
優れた高強度極細鋼線、および特定組成の鋼線材をパテ
ンティング処理後、アプローチ角度、ベアリング長さを
限定したダイスを用いて伸線加工を行い、引き続き鋼線
の引張破断荷重の５〜５０％の張力を鋼線に付与しつつ
複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°で通過させる
疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法。
製造方法を提供する。 【構成】 特定組成からなり且つ降伏比が０．９３以
上、表層の残留応力が２００MPa 以下である疲労特性の
優れた高強度極細鋼線、および特定組成の鋼線材をパテ
ンティング処理後、アプローチ角度、ベアリング長さを
限定したダイスを用いて伸線加工を行い、引き続き鋼線
の引張破断荷重の５〜５０％の張力を鋼線に付与しつつ
複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°で通過させる
疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スチールタイヤコー
ド、スチールベルトコード等の素線として使用され、線
径が０．０５〜０．４mmである疲労特性の優れた高強度
極細鋼線およびその製造方法に関するものである。
ド、スチールベルトコード等の素線として使用され、線
径が０．０５〜０．４mmである疲労特性の優れた高強度
極細鋼線およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軽量化などのために極細鋼線に対する高
強度化の要求は一段と高まっている。従来、自動車用タ
イヤ、産業用各種ベルト類などの補強用に使用されてい
る極細鋼線は、高炭素鋼の熱間圧延線材から中間伸線、
パテンティング処理を繰り返し所定の線径にした後、最
終パテンティング処理を行い、伸線加工性およびゴムと
の接着性を向上させるめっき処理を施し所定の線径まで
湿式伸線加工することにより製造される。例えばスチー
ルタイヤコードは、上記のように製造される素線を最終
的にダブルツイスタなどの撚り線機を用いて撚り線加工
することによって製造される。
強度化の要求は一段と高まっている。従来、自動車用タ
イヤ、産業用各種ベルト類などの補強用に使用されてい
る極細鋼線は、高炭素鋼の熱間圧延線材から中間伸線、
パテンティング処理を繰り返し所定の線径にした後、最
終パテンティング処理を行い、伸線加工性およびゴムと
の接着性を向上させるめっき処理を施し所定の線径まで
湿式伸線加工することにより製造される。例えばスチー
ルタイヤコードは、上記のように製造される素線を最終
的にダブルツイスタなどの撚り線機を用いて撚り線加工
することによって製造される。
【０００３】上記のような製造工程において、極細鋼線
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の素線強度を上げるか、最終の伸線加工歪を増加させる
必要がある。ところが、最終パテンティング処理後の素
線強度ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強
度化を図っても、極細鋼線の疲労特性は向上せず、むし
ろ劣化するという問題点があり、極細鋼線の高強度化を
阻害する要因の一つであった。
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の素線強度を上げるか、最終の伸線加工歪を増加させる
必要がある。ところが、最終パテンティング処理後の素
線強度ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強
度化を図っても、極細鋼線の疲労特性は向上せず、むし
ろ劣化するという問題点があり、極細鋼線の高強度化を
阻害する要因の一つであった。
【０００４】これに対して極細鋼線の疲労特性を向上さ
せる手段として、例えば特開平２−１７９３３３号公報
には極細鋼線にショットピーニング処理を適用する技術
が開示されており、極細線表面層の引張残留応力を圧縮
残留応力に改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造する
方法が提案されている。本発明者らの詳細な試験によれ
ば、ショットピーニング処理によって極細鋼線表面の引
張残留応力を圧縮残留応力に改善することは可能である
が、圧縮残留応力に変えるためには非常に強いショット
ピーニング処理が必要である。このようなショットピー
ニング処理を行うと、伸線加工によって非常に薄くなっ
た極細鋼線表層のブラスめっき層が剥離してしまい、ゴ
ムとの密着性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼線
の疲労特性を改善するためには限界があった。また、特
開平５−１９５４５７号公報には極細線中の微細不均一
歪の分布を制御することにより、特開平６−１８４９６
２号公報には極細鋼線の表層と内部の強度差を制御する
ことにより、極細鋼線の疲労特性を向上させる技術が開
示されているが、本発明者らの詳細な研究によれば、こ
のような技術を適用しても極細鋼線の高疲労強化には限
界があった。
せる手段として、例えば特開平２−１７９３３３号公報
には極細鋼線にショットピーニング処理を適用する技術
が開示されており、極細線表面層の引張残留応力を圧縮
残留応力に改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造する
方法が提案されている。本発明者らの詳細な試験によれ
ば、ショットピーニング処理によって極細鋼線表面の引
張残留応力を圧縮残留応力に改善することは可能である
が、圧縮残留応力に変えるためには非常に強いショット
ピーニング処理が必要である。このようなショットピー
ニング処理を行うと、伸線加工によって非常に薄くなっ
た極細鋼線表層のブラスめっき層が剥離してしまい、ゴ
ムとの密着性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼線
の疲労特性を改善するためには限界があった。また、特
開平５−１９５４５７号公報には極細線中の微細不均一
歪の分布を制御することにより、特開平６−１８４９６
２号公報には極細鋼線の表層と内部の強度差を制御する
ことにより、極細鋼線の疲労特性を向上させる技術が開
示されているが、本発明者らの詳細な研究によれば、こ
のような技術を適用しても極細鋼線の高疲労強化には限
界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き実
状に鑑みなされたものであって、伸線加工によって線径
０．０５〜０．４mmである極細鋼線を製造する際に生じ
る疲労特性の劣化を防止し、疲労特性の優れた高強度極
細鋼線を実現するとともにその製造方法を提供すること
を目的とするものである。
状に鑑みなされたものであって、伸線加工によって線径
０．０５〜０．４mmである極細鋼線を製造する際に生じ
る疲労特性の劣化を防止し、疲労特性の優れた高強度極
細鋼線を実現するとともにその製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らはまず、鋼
線材の化学成分、パテンティング熱処理条件、伸線
加工に用いるダイス形状、伸線加工歪、伸線加工後
の曲げ加工、等を変化させることにより極細鋼線の引張
強さおよび降伏比を変化させた種々の試料を用いて疲労
特性の支配要因を詳細に解析した。この結果、極細鋼線
の表層の残留応力以外に、鋼線の降伏比が高強度極細鋼
線の疲労に対して顕著な影響を及ぼすことを見出した。
そこで、高強度極細鋼線の疲労強度を向上するための降
伏比と残留応力の影響について定量的な検討を重ねた。
更に、降伏比および残留応力を制御する手段として、伸
線加工時に用いるダイス形状、および伸線加工後の曲げ
加工が極めて有効であること明らかにした。
線材の化学成分、パテンティング熱処理条件、伸線
加工に用いるダイス形状、伸線加工歪、伸線加工後
の曲げ加工、等を変化させることにより極細鋼線の引張
強さおよび降伏比を変化させた種々の試料を用いて疲労
特性の支配要因を詳細に解析した。この結果、極細鋼線
の表層の残留応力以外に、鋼線の降伏比が高強度極細鋼
線の疲労に対して顕著な影響を及ぼすことを見出した。
そこで、高強度極細鋼線の疲労強度を向上するための降
伏比と残留応力の影響について定量的な検討を重ねた。
更に、降伏比および残留応力を制御する手段として、伸
線加工時に用いるダイス形状、および伸線加工後の曲げ
加工が極めて有効であること明らかにした。
【０００７】以上の検討結果に基づき、伸線加工に用い
るダイス形状、および伸線加工後の曲げ加工条件を限定
することにより、極細鋼線の降伏比と表層の残留応力を
最適に制御することが可能となり、疲労特性の優れた高
強度極細鋼線を製造できるとの結論に達し、本発明をな
したものである。本発明は以上の知見に基づいてなされ
たものであって、その要旨とするところは、重量％で Ｃ：０．８〜１．１％、 Ｓｉ：０．１〜０．５
％、Ｍｎ：０．２〜０．７％、 Ａｌ：０．００５
％以下、を含有するか、あるいは更に Ｃｒ：０．０５〜０．５％、 Ｎｉ：０．１〜１．０
％、Ｖ：０．０５〜０．３％の１種または２種以上を含
み、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼線にお
いて、降伏比が０．９３以上、表層の残留応力が＋２０
０MPa 以下であることを特徴とする疲労特性の優れた高
強度極細鋼線、および上記化学成分を有する鋼線材をパ
テンティング処理後、ダイスのアプローチ角度：８〜１
２°、ダイスのベアリング長さ：０．２〜０．５Ｄ
（Ｄ：ダイス径）の条件を満たすダイスを用いて伸線加
工を行い、引き続き鋼線の引張破断荷重の５％以上の張
力を鋼線に付与しつつ複数個のロール間を曲げ角度１５
〜３０°で通過させることを特徴とする疲労特性の優れ
た高強度極細鋼線の製造方法にある。
るダイス形状、および伸線加工後の曲げ加工条件を限定
することにより、極細鋼線の降伏比と表層の残留応力を
最適に制御することが可能となり、疲労特性の優れた高
強度極細鋼線を製造できるとの結論に達し、本発明をな
したものである。本発明は以上の知見に基づいてなされ
たものであって、その要旨とするところは、重量％で Ｃ：０．８〜１．１％、 Ｓｉ：０．１〜０．５
％、Ｍｎ：０．２〜０．７％、 Ａｌ：０．００５
％以下、を含有するか、あるいは更に Ｃｒ：０．０５〜０．５％、 Ｎｉ：０．１〜１．０
％、Ｖ：０．０５〜０．３％の１種または２種以上を含
み、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼線にお
いて、降伏比が０．９３以上、表層の残留応力が＋２０
０MPa 以下であることを特徴とする疲労特性の優れた高
強度極細鋼線、および上記化学成分を有する鋼線材をパ
テンティング処理後、ダイスのアプローチ角度：８〜１
２°、ダイスのベアリング長さ：０．２〜０．５Ｄ
（Ｄ：ダイス径）の条件を満たすダイスを用いて伸線加
工を行い、引き続き鋼線の引張破断荷重の５％以上の張
力を鋼線に付与しつつ複数個のロール間を曲げ角度１５
〜３０°で通過させることを特徴とする疲労特性の優れ
た高強度極細鋼線の製造方法にある。
【０００８】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。まず、本発明
の対象とする鋼の化学成分の限定理由について説明す
る。Ｃ ：Ｃはパテンティング処理後の引張強さの増加および
伸線加工硬化率を高める効果があり、より少ない伸線加
工歪で極細鋼線の引張強さを高めることができる。０．
８％未満では合金元素を添加してもパテンティング処理
後の引張強さが低く、伸線加工硬化率も小さいため最終
的に高強度の極細鋼線が得られないために下限を０．８
％に制限した。一方１．１％を越えるとパテンティング
処理時に初析セメンタイトがオーステナイト粒界に析出
して伸線加工性が劣化し伸線加工工程あるいは撚り線加
工工程で断線が頻発するため０．８〜１．１％の範囲に
限定した。
の対象とする鋼の化学成分の限定理由について説明す
る。Ｃ ：Ｃはパテンティング処理後の引張強さの増加および
伸線加工硬化率を高める効果があり、より少ない伸線加
工歪で極細鋼線の引張強さを高めることができる。０．
８％未満では合金元素を添加してもパテンティング処理
後の引張強さが低く、伸線加工硬化率も小さいため最終
的に高強度の極細鋼線が得られないために下限を０．８
％に制限した。一方１．１％を越えるとパテンティング
処理時に初析セメンタイトがオーステナイト粒界に析出
して伸線加工性が劣化し伸線加工工程あるいは撚り線加
工工程で断線が頻発するため０．８〜１．１％の範囲に
限定した。
【０００９】Ｓｉ：Ｓｉはパーライト中のフェライトを
強化させるためと鋼の脱酸のために有効な元素である。
０．１％未満では上記の効果が期待できず、一方０．５
％を越えて添加してもその効果が飽和するため、０．１
〜０．５％の範囲に制限した。Ｍｎ ：Ｍｎは脱酸、脱硫のために必要であるばかりでな
く、鋼の焼入性を向上させパテンティング処理後の引張
強さを高めるために有効な元素であるが、０．２％未満
では上記の効果が得られず、一方０．７％を越えると上
記の効果が飽和しさらにパテンティング処理時のパーラ
イト変態を完了させるための処理時間が長くなりすぎて
生産性が低下するため、０．２〜０．７％の範囲に限定
した。
強化させるためと鋼の脱酸のために有効な元素である。
０．１％未満では上記の効果が期待できず、一方０．５
％を越えて添加してもその効果が飽和するため、０．１
〜０．５％の範囲に制限した。Ｍｎ ：Ｍｎは脱酸、脱硫のために必要であるばかりでな
く、鋼の焼入性を向上させパテンティング処理後の引張
強さを高めるために有効な元素であるが、０．２％未満
では上記の効果が得られず、一方０．７％を越えると上
記の効果が飽和しさらにパテンティング処理時のパーラ
イト変態を完了させるための処理時間が長くなりすぎて
生産性が低下するため、０．２〜０．７％の範囲に限定
した。
【００１０】Ａｌ：Ａｌは０．００５％を越えると鋼中
の介在物の中で最も硬質なＡｌ2 Ｏ 3 系介在物が生成し
やすくなり、伸線加工あるいは撚り線加工の際の断線原
因となるため、０．００５％以下に制限した。本発明に
よる疲労特性の優れた高強度極細鋼線においては、上記
の元素に加えて、更にＣｒ：０．０５〜０．５％、Ｎ
ｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０５〜０．３％の範囲
で１種または２種以上を含有することができる。
の介在物の中で最も硬質なＡｌ2 Ｏ 3 系介在物が生成し
やすくなり、伸線加工あるいは撚り線加工の際の断線原
因となるため、０．００５％以下に制限した。本発明に
よる疲労特性の優れた高強度極細鋼線においては、上記
の元素に加えて、更にＣｒ：０．０５〜０．５％、Ｎ
ｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０５〜０．３％の範囲
で１種または２種以上を含有することができる。
【００１１】Ｃｒ：Ｃｒはパーライトのセメンタイト間
隔を微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める
とともに特に伸線加工硬化率を向上させる作用があり、
極細鋼線を高強度化するために有効な元素である。０．
００５％未満では前記作用の効果が少なく、一方０．５
％を越えるとパテンティング処理時のパーライト変態終
了時間が長くなり生産性が低下するため、０．０５〜
０．５％の範囲に限定した。
隔を微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める
とともに特に伸線加工硬化率を向上させる作用があり、
極細鋼線を高強度化するために有効な元素である。０．
００５％未満では前記作用の効果が少なく、一方０．５
％を越えるとパテンティング処理時のパーライト変態終
了時間が長くなり生産性が低下するため、０．０５〜
０．５％の範囲に限定した。
【００１２】Ｎｉ：Ｎｉはパテンティング処理時に変態
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにし、更
に腐食疲労強度も向上させる効果があるが、０．１％未
満では上記の効果が得られず、１．０％を越えても添加
量に見合うだけの効果が少ないためこれを上限とした。Ｖ ：Ｖはパーライトのセメンタイト間隔を微細化しパテ
ンティング処理後の引張強さを高める効果がある。０．
０５％未満では、その効果が期待できず、一方０．３％
を越えると効果が飽和するため０．０５〜０．３％の範
囲に制限した。
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにし、更
に腐食疲労強度も向上させる効果があるが、０．１％未
満では上記の効果が得られず、１．０％を越えても添加
量に見合うだけの効果が少ないためこれを上限とした。Ｖ ：Ｖはパーライトのセメンタイト間隔を微細化しパテ
ンティング処理後の引張強さを高める効果がある。０．
０５％未満では、その効果が期待できず、一方０．３％
を越えると効果が飽和するため０．０５〜０．３％の範
囲に制限した。
【００１３】他の元素は特に限定しないが、Ｐ：０．０
１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｎ：０．００５％
以下が望ましい範囲である。次に、本発明で目的とする
高強度極細鋼線の高疲労強度化に極めて有効な鋼線の降
伏比と表層の残留応力の限定理由について述べる。図１
に鋼線の降伏比と０．２mmの鋼線の疲労限の関係につい
て解析した一例を示す。ここで降伏比とは、０．２％耐
力と引張強さの比を表す。通常に伸線加工を行った場合
の鋼線の降伏比は０．９０程度であるが、同図から０．
９０では疲労限が低いことがわかる。これに対して、降
伏比を０．９３以上にすると疲労限が大幅に向上するこ
とから、極細鋼線の降伏比を０．９３以上に限定した。
なお、０．９５以上の領域で顕著な効果があることか
ら、好ましい条件は０．９５以上である。図２に極細鋼
線の表層残留応力と疲労限の関係について解析した一例
を示す。表層の残留応力が＋２００MPa 以下で、鋼線の
疲労限が著しく向上することから、表層の残留応力を＋
２００MPa 以下に制限した。なお、従来の知見では、表
層の残留応力を圧縮側にしないと効果がないという報告
例が多いが、本発明では、降伏比の効果が大きいため、
残留応力が引張側でも疲労側が著しく向上することが特
徴である。
１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｎ：０．００５％
以下が望ましい範囲である。次に、本発明で目的とする
高強度極細鋼線の高疲労強度化に極めて有効な鋼線の降
伏比と表層の残留応力の限定理由について述べる。図１
に鋼線の降伏比と０．２mmの鋼線の疲労限の関係につい
て解析した一例を示す。ここで降伏比とは、０．２％耐
力と引張強さの比を表す。通常に伸線加工を行った場合
の鋼線の降伏比は０．９０程度であるが、同図から０．
９０では疲労限が低いことがわかる。これに対して、降
伏比を０．９３以上にすると疲労限が大幅に向上するこ
とから、極細鋼線の降伏比を０．９３以上に限定した。
なお、０．９５以上の領域で顕著な効果があることか
ら、好ましい条件は０．９５以上である。図２に極細鋼
線の表層残留応力と疲労限の関係について解析した一例
を示す。表層の残留応力が＋２００MPa 以下で、鋼線の
疲労限が著しく向上することから、表層の残留応力を＋
２００MPa 以下に制限した。なお、従来の知見では、表
層の残留応力を圧縮側にしないと効果がないという報告
例が多いが、本発明では、降伏比の効果が大きいため、
残留応力が引張側でも疲労側が著しく向上することが特
徴である。
【００１４】次に、降伏比を０．９３以上、表層の残留
応力を２００MPa 以下にするための方法について述べ
る。ここで、鋼線の降伏比に対しては、伸線加工後の曲
げ加工条件が、残留応力に対しては曲げ加工条件と伸線
加工に用いるダイスのアプローチ角度およびベアリング
長さがそれぞれ影響を及ぼす。まず、残留応力である
が、図３はダイスのアプローチ角度と極細鋼線の残留応
力について解析した一例を示す。なお、同図において、
○印は伸線加工後に曲げ加工を施さなかった例であり、
また●印は曲げ加工を行った例である。アプローチ角度
が低くなるにつれて残留応力が低下するが、伸線加工後
に曲げ加工を行わないと、２００MPa 以下にならないこ
とがわかる。また、曲げ加工を行っても、アプローチ角
度が１２°を越えると残留応力を２００MPa 以下にする
ことが困難であるためアプローチ角度の上限を１２°に
限定した。一方、アプローチ角度は８°未満でも残留応
力を２００MPa 以下にすることが可能であるが、伸線加
工時の引き抜き力が増加するため、下限を８°とした。
同様に、ベアリング長さが０．５Ｄ（Ｄ：ダイス径）を
越えると、適正な曲げ加工を行っても残留応力を２００
MPa 以下にすることが困難であるため、ベアリング長さ
の上限を０．５Ｄに制限した。また、ベアリング長さが
０．２Ｄ未満では極細鋼線の直線性が劣化するために、
下限を０．２Ｄに限定した。
応力を２００MPa 以下にするための方法について述べ
る。ここで、鋼線の降伏比に対しては、伸線加工後の曲
げ加工条件が、残留応力に対しては曲げ加工条件と伸線
加工に用いるダイスのアプローチ角度およびベアリング
長さがそれぞれ影響を及ぼす。まず、残留応力である
が、図３はダイスのアプローチ角度と極細鋼線の残留応
力について解析した一例を示す。なお、同図において、
○印は伸線加工後に曲げ加工を施さなかった例であり、
また●印は曲げ加工を行った例である。アプローチ角度
が低くなるにつれて残留応力が低下するが、伸線加工後
に曲げ加工を行わないと、２００MPa 以下にならないこ
とがわかる。また、曲げ加工を行っても、アプローチ角
度が１２°を越えると残留応力を２００MPa 以下にする
ことが困難であるためアプローチ角度の上限を１２°に
限定した。一方、アプローチ角度は８°未満でも残留応
力を２００MPa 以下にすることが可能であるが、伸線加
工時の引き抜き力が増加するため、下限を８°とした。
同様に、ベアリング長さが０．５Ｄ（Ｄ：ダイス径）を
越えると、適正な曲げ加工を行っても残留応力を２００
MPa 以下にすることが困難であるため、ベアリング長さ
の上限を０．５Ｄに制限した。また、ベアリング長さが
０．２Ｄ未満では極細鋼線の直線性が劣化するために、
下限を０．２Ｄに限定した。
【００１５】次に鋼線の降伏比と残留応力に対して影響
のある曲げ加工条件について述べる。鋼線の降伏比に及
ぼす張力の影響について解析した一例を図４に示す。引
張破断加重の１０％以上の張力を付与しなければ、降伏
比が０．９３以上にならないことがわかる。また、上記
に述べたダイスを用いても表層の残留応力を２００MPa
以下にすることが困難なため、曲げ加工時の張力の下限
を引張破断加重の１０％に制限した。一方、引張破断加
重の５０％を越えるような張力を付与しても極細鋼線の
疲労限の向上量が少なく、断線する危険性も高まるため
上限を５０％に制限した。また、曲げ加工は図５に示す
ような５個以上のロールを有する治具を用いて実施する
ことができる。ここで曲げ角度は角度が１５°未満で
は、張力が適正な範囲にあっても、降伏比を０．９３以
上にすることが困難であると共に残留応力を２００MPa
以下にできないため、曲げ角度の下限を１５°に限定し
た。一方３０°を越えて実施しても効果が飽和し、更に
曲げ加工後の鋼線の直線性が劣化するために上限を３０
°に制限した。
のある曲げ加工条件について述べる。鋼線の降伏比に及
ぼす張力の影響について解析した一例を図４に示す。引
張破断加重の１０％以上の張力を付与しなければ、降伏
比が０．９３以上にならないことがわかる。また、上記
に述べたダイスを用いても表層の残留応力を２００MPa
以下にすることが困難なため、曲げ加工時の張力の下限
を引張破断加重の１０％に制限した。一方、引張破断加
重の５０％を越えるような張力を付与しても極細鋼線の
疲労限の向上量が少なく、断線する危険性も高まるため
上限を５０％に制限した。また、曲げ加工は図５に示す
ような５個以上のロールを有する治具を用いて実施する
ことができる。ここで曲げ角度は角度が１５°未満で
は、張力が適正な範囲にあっても、降伏比を０．９３以
上にすることが困難であると共に残留応力を２００MPa
以下にできないため、曲げ角度の下限を１５°に限定し
た。一方３０°を越えて実施しても効果が飽和し、更に
曲げ加工後の鋼線の直線性が劣化するために上限を３０
°に制限した。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果をさらに具
体的に説明する。表１に供試材の化学組成を示す。
体的に説明する。表１に供試材の化学組成を示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】これらの供試材を熱間圧延により線径５．
５mmにし、一次伸線加工、一次パテンティング処理、二
次伸線加工を行った。その後、最終パテンティング処理
（オーステナイト化温度：９５０℃、鉛浴温度：５６０
〜６００℃）、引き続きブラスめっき処理を行い、伸線
速度６００ｍ／分の条件で湿式伸線加工を行った。表２
に伸線加工時に用いたダイス形状、伸線加工後の曲げ加
工条件を示す。表３に表２に示した伸線加工および曲げ
加工条件で処理された極細鋼線の降伏比、残留応力並び
に疲労強度等の機械的性質を示す。なお、疲労強度（１
０7 サイクル）は、温度：２０〜２５℃、湿度：５０〜
６０％の条件で行い、回転曲げ疲労試験で評価した結果
である。
５mmにし、一次伸線加工、一次パテンティング処理、二
次伸線加工を行った。その後、最終パテンティング処理
（オーステナイト化温度：９５０℃、鉛浴温度：５６０
〜６００℃）、引き続きブラスめっき処理を行い、伸線
速度６００ｍ／分の条件で湿式伸線加工を行った。表２
に伸線加工時に用いたダイス形状、伸線加工後の曲げ加
工条件を示す。表３に表２に示した伸線加工および曲げ
加工条件で処理された極細鋼線の降伏比、残留応力並び
に疲労強度等の機械的性質を示す。なお、疲労強度（１
０7 サイクル）は、温度：２０〜２５℃、湿度：５０〜
６０％の条件で行い、回転曲げ疲労試験で評価した結果
である。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】同表において、試験No．（１），（４），
（５），（７），（９），（１２），（１３），（１
４）が本発明例で、その他は比較例である。表３に見ら
れるように、本発明例はいずれも極細鋼線の降伏比が
０．９３以上であるとともに表層の残留応力が２００MP
a 以下となっており、この結果、疲労強度の高い極細鋼
線が実現されている。
（５），（７），（９），（１２），（１３），（１
４）が本発明例で、その他は比較例である。表３に見ら
れるように、本発明例はいずれも極細鋼線の降伏比が
０．９３以上であるとともに表層の残留応力が２００MP
a 以下となっており、この結果、疲労強度の高い極細鋼
線が実現されている。
【００２２】これに対して比較例であるNo．２，１１，
１５は、伸線加工時のダイス形状が不適切なために、伸
線加工後に適正な曲げ加工を施しても表層の残留応力を
２００MPa 以下にすることができず、疲労強度が向上し
なかった例である。即ち、No．２，１４はアプローチ角
度が１２°を越えており、また、No．１１はベアリング
長さが０．５Ｄを越えているために、いずれも残留応力
が２００MPa を越えている。
１５は、伸線加工時のダイス形状が不適切なために、伸
線加工後に適正な曲げ加工を施しても表層の残留応力を
２００MPa 以下にすることができず、疲労強度が向上し
なかった例である。即ち、No．２，１４はアプローチ角
度が１２°を越えており、また、No．１１はベアリング
長さが０．５Ｄを越えているために、いずれも残留応力
が２００MPa を越えている。
【００２３】また、No．３，８は伸線加工後に曲げ加工
を施さなかったために、降伏比が０．９３未満であると
ともに、残留応力も２００MPa 以下にすることが出来な
かった例である。この結果、疲労強度も本発明例に比べ
大幅に劣っている。更に、比較例であるNo．６，１０，
１６は伸線加工後の曲げ加工条件が不適切な例である。
即ち、No．６は曲げ角度が低すぎて残留応力が２００MP
a を越えており、No．１０は曲げ加工時の張力を付与し
なかったために降伏比が０．９３未満となっている。ま
た、No．１６は張力が低すぎるために降伏比を高めるこ
とが出来なかった例である。この結果、いずれも疲労強
度の改善が達成できていない。
を施さなかったために、降伏比が０．９３未満であると
ともに、残留応力も２００MPa 以下にすることが出来な
かった例である。この結果、疲労強度も本発明例に比べ
大幅に劣っている。更に、比較例であるNo．６，１０，
１６は伸線加工後の曲げ加工条件が不適切な例である。
即ち、No．６は曲げ角度が低すぎて残留応力が２００MP
a を越えており、No．１０は曲げ加工時の張力を付与し
なかったために降伏比が０．９３未満となっている。ま
た、No．１６は張力が低すぎるために降伏比を高めるこ
とが出来なかった例である。この結果、いずれも疲労強
度の改善が達成できていない。
【００２４】
【発明の効果】以上の実施例からも明かなごとく、本発
明は、高強度極細鋼線の疲労強度向上に対して、表層の
残留応力制御以外に降伏比の増加が極めて有効であるこ
とを見出すとともに、伸線加工時のダイス形状、伸線加
工後の曲げ加工条件を最適に選択すれば降伏比と残留応
力制御が可能であることを明らかにすることによって、
疲労特性の優れた高強度極細鋼線を実現したものであ
り、産業上の効果は極めて顕著なものがある。
明は、高強度極細鋼線の疲労強度向上に対して、表層の
残留応力制御以外に降伏比の増加が極めて有効であるこ
とを見出すとともに、伸線加工時のダイス形状、伸線加
工後の曲げ加工条件を最適に選択すれば降伏比と残留応
力制御が可能であることを明らかにすることによって、
疲労特性の優れた高強度極細鋼線を実現したものであ
り、産業上の効果は極めて顕著なものがある。
【図１】高強度極細鋼線の疲労強度に及ぼす降伏比の影
響について解析した一例を示す図である。
響について解析した一例を示す図である。
【図２】高強度極細鋼線の疲労強度に及ぼす残留応力の
影響について解析した一例を示す図である。
影響について解析した一例を示す図である。
【図３】極細鋼線の残留応力に及ぼすダイスのアプロー
チ角度と曲げ加工の影響について解析した一例を示す図
である。
チ角度と曲げ加工の影響について解析した一例を示す図
である。
【図４】極細鋼線の降伏比と曲げ加工時の張力の関係に
ついて解析した一例を示す図である。
ついて解析した一例を示す図である。
【図５】高強度極細鋼線に曲げ加工を施す治具の一例を
示す図である。
示す図である。
１…ロール ２…鋼線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/46 Ｃ２２Ｃ 38/46 Ｄ０７Ｂ 1/06 Ｄ０７Ｂ 1/06 Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％、 Ｓｉ：０．１〜０．５
％、 Ｍｎ：０．２〜０．７％、 Ａｌ：０．００５％以
下、を含有し残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼線において、降伏比が０．９３以上、表層の残留応力
が２００MPa 以下であることを特徴とする疲労特性の優
れた高強度極細鋼線。 - 【請求項２】 重量％で、さらに、 Ｃｒ：０．０５〜０．５％、 Ｎｉ：０．１〜１．０
％、 Ｖ：０．０５〜０．３％の１種または２種以上を含有す
ることを特徴とする請求項１記載の疲労特性の優れた高
強度極細鋼線。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ：０．８〜１．１％、 Ｓｉ：０．１〜０．５
％、 Ｍｎ：０．２〜０．７％、 Ａｌ：０．００５％以
下、を含有し残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる
鋼線材をパテンティング処理後、 ダイスのアプローチ角度：８〜１２° ダイスのベアリング長さ：０．２〜０．５Ｄ（Ｄ：ダイ
ス径）の条件を満たすダイスを用いて伸線加工を行い、
引き続き鋼線の引張破断荷重の１０％以上の張力を鋼線
に付与しつつ複数個のロール間を曲げ角度１５〜３０°
で通過させることを特徴とする疲労特性の優れた高強度
極細鋼線の製造方法。 - 【請求項４】 重量％で、さらに、 Ｃｒ：０．０５〜０．５％、 Ｎｉ：０．１〜１．０
％、 Ｖ：０．０５〜０．３％の１種または２種以上を含有す
ることを特徴とする請求項３記載の疲労特性の優れた高
強度極細鋼線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09386495A JP3267833B2 (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09386495A JP3267833B2 (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08291369A true JPH08291369A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3267833B2 JP3267833B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=14094319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09386495A Expired - Fee Related JP3267833B2 (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267833B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011126073A1 (ja) | 2010-04-08 | 2011-10-13 | 新日本製鐵株式会社 | ソーワイヤ用素線及びその製造方法 |
| CN103060696A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 上海田岛工具有限公司 | 高弹性、耐腐蚀卷尺尺带材料 |
| JP2013176814A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Kanai Hiroaki | 切断性にすぐれたソーワイヤおよびその製造方法 |
| WO2018203504A1 (ja) * | 2017-05-02 | 2018-11-08 | 横浜ゴム株式会社 | ビードリング及びその製造方法 |
| CN109468530A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-15 | 江阴兴澄合金材料有限公司 | 2000MPa级以上大桥缆索镀锌钢丝用热轧盘条及生产方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022115307A (ja) * | 2021-01-28 | 2022-08-09 | 横浜ゴム株式会社 | ホース用金属ワイヤの仕様決定方法およびホース |
-
1995
- 1995-04-19 JP JP09386495A patent/JP3267833B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2011126073A1 (ja) | 2010-04-08 | 2011-10-13 | 新日本製鐵株式会社 | ソーワイヤ用素線及びその製造方法 |
| CN103060696A (zh) * | 2011-10-20 | 2013-04-24 | 上海田岛工具有限公司 | 高弹性、耐腐蚀卷尺尺带材料 |
| JP2013176814A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Kanai Hiroaki | 切断性にすぐれたソーワイヤおよびその製造方法 |
| WO2018203504A1 (ja) * | 2017-05-02 | 2018-11-08 | 横浜ゴム株式会社 | ビードリング及びその製造方法 |
| JP2018188764A (ja) * | 2017-05-02 | 2018-11-29 | 横浜ゴム株式会社 | ビードリング及びその製造方法 |
| CN110603358A (zh) * | 2017-05-02 | 2019-12-20 | 横滨橡胶株式会社 | 胎圈环以及其制造方法 |
| EP3620574A4 (en) * | 2017-05-02 | 2021-02-24 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | BEAD RING AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
| CN109468530A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-15 | 江阴兴澄合金材料有限公司 | 2000MPa级以上大桥缆索镀锌钢丝用热轧盘条及生产方法 |
| CN109468530B (zh) * | 2018-10-17 | 2021-04-06 | 江阴兴澄合金材料有限公司 | 2000MPa级以上大桥缆索镀锌钢丝用热轧盘条及生产方法 |
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|---|---|
| JP3267833B2 (ja) | 2002-03-25 |
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