JP3221943B2 - 伸線加工性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法 - Google Patents
伸線加工性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は伸線加工性の良好な高強
度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法に関するも
のである。従来は低合金鋼線材を極細線に適用する場
合、最初に熱間圧延線材をオフラインで鉛パテンティン
グをする必要があった。しかし、本発明を利用すること
により最初のオフライン鉛パテンティングを行わなくて
も伸線加工できるので、高強度極細線の低コスト化が図
れる。
度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法に関するも
のである。従来は低合金鋼線材を極細線に適用する場
合、最初に熱間圧延線材をオフラインで鉛パテンティン
グをする必要があった。しかし、本発明を利用すること
により最初のオフライン鉛パテンティングを行わなくて
も伸線加工できるので、高強度極細線の低コスト化が図
れる。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延された低合金鋼線材の最初のオ
フライン鉛パテンティング省略についてはいくつかの製
造法が提案されているが、いずれも最終製品径が１mm以
上の太径線に関するものであり、本発明が対象としてい
る０．５０mm以下の高強度極細線に関する提案は見られ
ない。
フライン鉛パテンティング省略についてはいくつかの製
造法が提案されているが、いずれも最終製品径が１mm以
上の太径線に関するものであり、本発明が対象としてい
る０．５０mm以下の高強度極細線に関する提案は見られ
ない。
【０００３】例えば特開昭50-92216号公報ではＭｎある
いはＭｎ，Ｃｒを添加することにより熱間線材圧延後の
冷速が遅くても引張強さを１１２８MPa(１１５kgf ／mm
2 ）以上にできる製造法を開示している。これはＰＣ鋼
線用熱間圧延線材の調整冷却法であり、オフラインで最
初の鉛パテンティングをしなくてもＰＣ鋼線の到達強度
を高くできる製造方法である。極細線の場合には伸線加
工限界（伸線加工限界＝１ｎ（ｄo ／ｄn ）2 、ｄo ：
熱間圧延線材径、ｄn ：絞りが３０％に低下する伸線
径）を２．５以上に大きくし、最初のオフライン鉛パテ
ンティングを省略することが課題なのでこの方法は利用
できない。なぜなら、ＰＣ鋼線の場合、要求される伸線
加工限界が約１程度と小さいためである。また、特開平
３−79719号公報ではＳｉ−Ｃｒ系ばね用線材に関し加
熱温度、仕上げ圧延温度とも１０００℃以下とし、６５
０〜７５０℃まで強制冷却後１〜１０℃／ｓで６００℃
まで冷却することを開示している。加熱温度から熱間線
材圧延温度までの温度制御が必要であることまた対象が
太径線であるばねであることより要求される伸線加工対
数歪が小さいので高強度極細線用低合金鋼線材には適用
できない。そこで伸線加工性の優れた高強度極細線用低
合金鋼線材およびその製造法の開発が望まれていた。
いはＭｎ，Ｃｒを添加することにより熱間線材圧延後の
冷速が遅くても引張強さを１１２８MPa(１１５kgf ／mm
2 ）以上にできる製造法を開示している。これはＰＣ鋼
線用熱間圧延線材の調整冷却法であり、オフラインで最
初の鉛パテンティングをしなくてもＰＣ鋼線の到達強度
を高くできる製造方法である。極細線の場合には伸線加
工限界（伸線加工限界＝１ｎ（ｄo ／ｄn ）2 、ｄo ：
熱間圧延線材径、ｄn ：絞りが３０％に低下する伸線
径）を２．５以上に大きくし、最初のオフライン鉛パテ
ンティングを省略することが課題なのでこの方法は利用
できない。なぜなら、ＰＣ鋼線の場合、要求される伸線
加工限界が約１程度と小さいためである。また、特開平
３−79719号公報ではＳｉ−Ｃｒ系ばね用線材に関し加
熱温度、仕上げ圧延温度とも１０００℃以下とし、６５
０〜７５０℃まで強制冷却後１〜１０℃／ｓで６００℃
まで冷却することを開示している。加熱温度から熱間線
材圧延温度までの温度制御が必要であることまた対象が
太径線であるばねであることより要求される伸線加工対
数歪が小さいので高強度極細線用低合金鋼線材には適用
できない。そこで伸線加工性の優れた高強度極細線用低
合金鋼線材およびその製造法の開発が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に着目して行われたものであり、熱間圧延線材のミク
ロ組織を制御し、オフラインで鉛パテンティングをしな
くても伸線加工限界が２．５の高強度極細線用低合金鋼
線材およびその製造法を提供するものである。伸線加工
限界が２．５以上であれば従来の炭素鋼線材と同等であ
り、低合金鋼線材の極細線への工業的な応用が促進され
る。
情に着目して行われたものであり、熱間圧延線材のミク
ロ組織を制御し、オフラインで鉛パテンティングをしな
くても伸線加工限界が２．５の高強度極細線用低合金鋼
線材およびその製造法を提供するものである。伸線加工
限界が２．５以上であれば従来の炭素鋼線材と同等であ
り、低合金鋼線材の極細線への工業的な応用が促進され
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は以下の通りである。 （１）Ｃ：０．８０〜１．１０％、Ｓｉ：０．１０〜
１．００％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｃｒ：０．
１０〜０．６０％、残部鉄及び不可避的不純物からなる
鋼をラメラ−間隔０．０８〜０．１２μｍの完全パーラ
イト組織とすることを特徴とする伸線加工性の良好な高
強度極細線用低合金鋼線材。
は以下の通りである。 （１）Ｃ：０．８０〜１．１０％、Ｓｉ：０．１０〜
１．００％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｃｒ：０．
１０〜０．６０％、残部鉄及び不可避的不純物からなる
鋼をラメラ−間隔０．０８〜０．１２μｍの完全パーラ
イト組織とすることを特徴とする伸線加工性の良好な高
強度極細線用低合金鋼線材。
【０００６】（２）Ｃ：０．８０〜１．１０％、Ｓｉ：
０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、
Ｃｒ：０．１０〜０．６０％、残部鉄及び不可避的に入
る不純物からなる鋼を熱間圧延後０．４〜４．０℃／ｓ
で冷却することを特徴とする伸線加工性の良好な高強度
極細線用低合金鋼線材の製造方法。本発明者等は長年の
研究によりパーライト組織のラメラ−間隔と伸線加工限
界の間には対応関係があり、最適なラメラ−間隔が存在
することを見い出した。この現象を利用すれば伸線加工
性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材が経済的に製造
できる。第１図にラメラ−間隔と伸線加工限界の関係を
示す。５．５mm線材を伸線加工した際の引張強さ、絞り
の変化を測定し、絞りが３０％に低下する対数歪を伸線
加工限界とした。絞りが３０％以下になると鋼線の延性
不足により高速伸線加工時断線が発生するようになる。
第１図よりラメラ−間隔が０．０８〜０．１２μｍであ
れば伸線加工限界が２．５以上になることがわかる。炭
素鋼の場合、工業的には５．５mmから１．６mm（伸線加
工限界２．５）程度まで伸線加工される場合が多い。そ
のため、伸線加工限界２．５が伸線加工性良好な線材の
ひとつの指標となる。ラメラ−間隔が粗くなるとパーラ
イト構成因子のセメンタイト厚さが厚くなり加工性が劣
化するので伸線加工限界が低くなる。また、ラメラ−間
隔を狭くするには変態開始温度を低くする必要があるの
でパーライト組織が乱れてくるため伸線加工限界が低下
するものと推定される。第２図には冷速とラメラ−間隔
の関係を示す。冷速は８５０〜６５０℃の間の平均冷速
をとった。冷速０．４〜４．０℃／ｓであればラメラ−
間隔が０．０８〜０．１２μｍとなる。Ｓｉ−Ｃｒ系の
低合金鋼線材の場合、炭素鋼と比較して冷速を小さくす
ることにより伸線加工性が向上する。冷速を０．４〜
４．０℃／ｓに小さくしてもＣが０．８０から１．１０
％であれば初析セメンタイトの出現は防止できる。
０．１０〜１．００％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、
Ｃｒ：０．１０〜０．６０％、残部鉄及び不可避的に入
る不純物からなる鋼を熱間圧延後０．４〜４．０℃／ｓ
で冷却することを特徴とする伸線加工性の良好な高強度
極細線用低合金鋼線材の製造方法。本発明者等は長年の
研究によりパーライト組織のラメラ−間隔と伸線加工限
界の間には対応関係があり、最適なラメラ−間隔が存在
することを見い出した。この現象を利用すれば伸線加工
性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材が経済的に製造
できる。第１図にラメラ−間隔と伸線加工限界の関係を
示す。５．５mm線材を伸線加工した際の引張強さ、絞り
の変化を測定し、絞りが３０％に低下する対数歪を伸線
加工限界とした。絞りが３０％以下になると鋼線の延性
不足により高速伸線加工時断線が発生するようになる。
第１図よりラメラ−間隔が０．０８〜０．１２μｍであ
れば伸線加工限界が２．５以上になることがわかる。炭
素鋼の場合、工業的には５．５mmから１．６mm（伸線加
工限界２．５）程度まで伸線加工される場合が多い。そ
のため、伸線加工限界２．５が伸線加工性良好な線材の
ひとつの指標となる。ラメラ−間隔が粗くなるとパーラ
イト構成因子のセメンタイト厚さが厚くなり加工性が劣
化するので伸線加工限界が低くなる。また、ラメラ−間
隔を狭くするには変態開始温度を低くする必要があるの
でパーライト組織が乱れてくるため伸線加工限界が低下
するものと推定される。第２図には冷速とラメラ−間隔
の関係を示す。冷速は８５０〜６５０℃の間の平均冷速
をとった。冷速０．４〜４．０℃／ｓであればラメラ−
間隔が０．０８〜０．１２μｍとなる。Ｓｉ−Ｃｒ系の
低合金鋼線材の場合、炭素鋼と比較して冷速を小さくす
ることにより伸線加工性が向上する。冷速を０．４〜
４．０℃／ｓに小さくしてもＣが０．８０から１．１０
％であれば初析セメンタイトの出現は防止できる。
【０００７】本発明は線径が０．５mm以下、引張強さ３
２００MPa 以上の高強度極細線を対象としている。その
ため、Ｃが０．８０％以下であるとＳｉ，Ｃｒを添加し
ても３２００MPa 以上とすることができない。そこで
０．８０％以上とした。また、Ｃが１．１０％以上にな
るとラメラ−間隔を０．０８〜０．１２μｍにした場合
初析セメンタイトの出現を抑えることができないので
１．１０％以下とした。次にＳｉであるが０．１０％以
下であると脱酸不足により極細線表面に非常に小さな表
面疵が発生する。そのためＳｉは０．１０％以上とし
た。Ｓｉが１．００％以上になるとフェライトの硬化作
用が大きくなりラメラ−間隔を制御しても伸線加工限界
２．５以上は不可能となるのでＳｉを１．００％以下と
した。Ｍｎについては０．１０％以下であるとＳによる
熱間脆性を防止できないので０．１０％以上とした。
０．６０％以上となると最終パテンティング時に中心偏
析部に乱れたパーライト組織が発生し、極細線の延性を
劣化させる。そのため０．６０％以下とした。Ｃｒにつ
いては極細線の高強度化に必要な０．１０％以上とし
た。しかし、０．６０％以上となると最終パテンティン
グ時未溶解炭化物がでやすくなることと製品の到達強度
が飽和することを考慮し、高強度化に最も有効な０．６
０％以下とした。
２００MPa 以上の高強度極細線を対象としている。その
ため、Ｃが０．８０％以下であるとＳｉ，Ｃｒを添加し
ても３２００MPa 以上とすることができない。そこで
０．８０％以上とした。また、Ｃが１．１０％以上にな
るとラメラ−間隔を０．０８〜０．１２μｍにした場合
初析セメンタイトの出現を抑えることができないので
１．１０％以下とした。次にＳｉであるが０．１０％以
下であると脱酸不足により極細線表面に非常に小さな表
面疵が発生する。そのためＳｉは０．１０％以上とし
た。Ｓｉが１．００％以上になるとフェライトの硬化作
用が大きくなりラメラ−間隔を制御しても伸線加工限界
２．５以上は不可能となるのでＳｉを１．００％以下と
した。Ｍｎについては０．１０％以下であるとＳによる
熱間脆性を防止できないので０．１０％以上とした。
０．６０％以上となると最終パテンティング時に中心偏
析部に乱れたパーライト組織が発生し、極細線の延性を
劣化させる。そのため０．６０％以下とした。Ｃｒにつ
いては極細線の高強度化に必要な０．１０％以上とし
た。しかし、０．６０％以上となると最終パテンティン
グ時未溶解炭化物がでやすくなることと製品の到達強度
が飽和することを考慮し、高強度化に最も有効な０．６
０％以下とした。
【０００８】以下、実施例によって本発明を説明する。
【０００９】
【実施例】表１に示す低合金鋼線材を真空溶解後５．５
mm熱間圧延線材とした。この際、熱間圧延後の冷速を変
化させた。この５．５mm線材を用いて伸線加工性と最終
製品の０．２０mm極細線の特性を調べた。５．５mm線材
から直接１．４mmまで伸線できないものは３．２mmで中
間鉛パテンティングを行った。また、いずれも１．４mm
で最終鉛パテンティングを行った後極細伸線加工を行っ
た。
mm熱間圧延線材とした。この際、熱間圧延後の冷速を変
化させた。この５．５mm線材を用いて伸線加工性と最終
製品の０．２０mm極細線の特性を調べた。５．５mm線材
から直接１．４mmまで伸線できないものは３．２mmで中
間鉛パテンティングを行った。また、いずれも１．４mm
で最終鉛パテンティングを行った後極細伸線加工を行っ
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１においてＣＲは冷速（℃／ｓ）、ＰＳ
はラメラ−間隔（μｍ）、ＴＳは熱間圧延線材の引張強
さ（MPa ）、線材の組織においてＰは完全パーライト組
織、Ｃ＋Ｐは初析セメンタイトを含むパーライト組織、
ＰＳは線材のラメラ−間隔（μｍ）、ＤＬは伸線加工限
界（mmは伸線加工限界での線径、対数歪は伸線加工限界
の１ｎ（ｄO ／ｄn ）2 ）である。０．２０mm鋼線の特
性としては引張強さと撚り加工特性を調べた。撚り加工
特性は撚り加工速度１８０００rpm で２本撚り線を試作
した場合の断線の発生の有無で良否を判定した。
はラメラ−間隔（μｍ）、ＴＳは熱間圧延線材の引張強
さ（MPa ）、線材の組織においてＰは完全パーライト組
織、Ｃ＋Ｐは初析セメンタイトを含むパーライト組織、
ＰＳは線材のラメラ−間隔（μｍ）、ＤＬは伸線加工限
界（mmは伸線加工限界での線径、対数歪は伸線加工限界
の１ｎ（ｄO ／ｄn ）2 ）である。０．２０mm鋼線の特
性としては引張強さと撚り加工特性を調べた。撚り加工
特性は撚り加工速度１８０００rpm で２本撚り線を試作
した場合の断線の発生の有無で良否を判定した。
【００１２】鋼種Ａ，ＢはＣ量が０．８％以下なので伸
線加工限界は２．５以上であるが、０．２０mm鋼線の引
張強さが３２００MPa 以下と低くなった。鋼種ＣはＣ量
が１．１２％と高いので伸線加工限界は２．５以下であ
る。また、１．４mmから０．２０mmまでの極細伸線加工
ができなかった。鋼種ＤはＳｉが１．０９％と高いの
で、ラメラ−間隔は０．０９μｍであるが、Ｓｉによる
固溶硬化により伸線加工限界が２．５以下であった。
線加工限界は２．５以上であるが、０．２０mm鋼線の引
張強さが３２００MPa 以下と低くなった。鋼種ＣはＣ量
が１．１２％と高いので伸線加工限界は２．５以下であ
る。また、１．４mmから０．２０mmまでの極細伸線加工
ができなかった。鋼種ＤはＳｉが１．０９％と高いの
で、ラメラ−間隔は０．０９μｍであるが、Ｓｉによる
固溶硬化により伸線加工限界が２．５以下であった。
【００１３】鋼種Ｅは伸線加工限界は２．５以上になっ
たが、Ｍｎが０．７０％と高いので最終極細伸線加工で
０．２０mmまで引けなかった。鋼種ＦはＣｒが０．６３
％と高いので伸線加工限界は２．５以下であった。ま
た、最終極細伸線加工時０．２０mmまで引けなかった。
鋼種Ｇは伸線加工限界２．５以上であるが、Ｃｒが０．
０５％と低いので、０．２０mm鋼線の引張強さが３２０
０MPa 以下となった。
たが、Ｍｎが０．７０％と高いので最終極細伸線加工で
０．２０mmまで引けなかった。鋼種ＦはＣｒが０．６３
％と高いので伸線加工限界は２．５以下であった。ま
た、最終極細伸線加工時０．２０mmまで引けなかった。
鋼種Ｇは伸線加工限界２．５以上であるが、Ｃｒが０．
０５％と低いので、０．２０mm鋼線の引張強さが３２０
０MPa 以下となった。
【００１４】鋼種Ｈ，Ｉは化学成分は本発明鋼の範囲内
であるが、冷速が０．４〜４．０℃／ｓの範囲に入って
いないためラメラ−間隔が０．０８〜０．１２μｍにな
らず、伸線加工限界が２．５以下となった。但し、３．
２mmで中間鉛パテンティングを行って１．４mmまで伸線
加工し、１．４mmで最終鉛パテンティングを行ったもの
は０．２０mmまで極細伸線加工できた。０．２０mm鋼線
の引張強さは３２００MPa 以上であり、撚り加工性も良
好であった。
であるが、冷速が０．４〜４．０℃／ｓの範囲に入って
いないためラメラ−間隔が０．０８〜０．１２μｍにな
らず、伸線加工限界が２．５以下となった。但し、３．
２mmで中間鉛パテンティングを行って１．４mmまで伸線
加工し、１．４mmで最終鉛パテンティングを行ったもの
は０．２０mmまで極細伸線加工できた。０．２０mm鋼線
の引張強さは３２００MPa 以上であり、撚り加工性も良
好であった。
【００１５】鋼種Ｊ，Ｋが本発明鋼である。いずれも
５．５mmから１．４mm以下まで伸線加工でき、伸線加工
限界は２．５以上である。５．５mm線材から１．４mmま
で直接伸線加工を行い、最終鉛パテンティング後０．２
０mmまで極細伸線加工を行った。０．２０mmで４０００
MPa 以上の引張強さを得た。以上述べたように本発明に
より伸線加工性が良好で、かつ３２００MPa 以上の高強
度化が可能である低合金鋼線材が得られる。
５．５mmから１．４mm以下まで伸線加工でき、伸線加工
限界は２．５以上である。５．５mm線材から１．４mmま
で直接伸線加工を行い、最終鉛パテンティング後０．２
０mmまで極細伸線加工を行った。０．２０mmで４０００
MPa 以上の引張強さを得た。以上述べたように本発明に
より伸線加工性が良好で、かつ３２００MPa 以上の高強
度化が可能である低合金鋼線材が得られる。
【００１６】
【発明の効果】熱間線材圧延後０．４〜４．０℃／ｓの
冷速で調整冷却しラメラ−間隔を０．０８〜０．１２μ
ｍの完全パーライト組織に制御することによりオフライ
ンで最初の鉛パテンティングをしなくても伸線加工限界
２．５以上が可能である。これにより低合金鋼線材も炭
素鋼線材と同様な伸線加工性が得られ、高強度極細線用
低合金鋼線材の低コスト化が図れる。低合金鋼線材も炭
素鋼線材と同様に熱間圧延線材をオフラインで最初の鉛
パテンティング無しに伸線加工できることによる低コス
ト化効果が大きいので本発明の工業的な意味は大きい。
冷速で調整冷却しラメラ−間隔を０．０８〜０．１２μ
ｍの完全パーライト組織に制御することによりオフライ
ンで最初の鉛パテンティングをしなくても伸線加工限界
２．５以上が可能である。これにより低合金鋼線材も炭
素鋼線材と同様な伸線加工性が得られ、高強度極細線用
低合金鋼線材の低コスト化が図れる。低合金鋼線材も炭
素鋼線材と同様に熱間圧延線材をオフラインで最初の鉛
パテンティング無しに伸線加工できることによる低コス
ト化効果が大きいので本発明の工業的な意味は大きい。
【図１】パーライト組織のラメラ−間隔と伸線加工限界
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図２】熱間線材圧延後の冷速とラメラ−間隔の関係を
示す図である。
示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 8/06 C21D 9/52
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．８０〜１．１０％、Ｓｉ：０．
１０〜１．００％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｃ
ｒ：０．１０〜０．６０％、残部鉄及び不可避的不純物
からなる鋼をラメラ−間隔０．０８〜０．１２μｍの完
全パーライト組織であることを特徴とする伸線加工性の
良好な高強度極細線用低合金鋼線材。 - 【請求項２】 Ｃ：０．８０〜１．１０％、Ｓｉ：０．
１０〜１．００％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｃ
ｒ：０．１０〜０．６０％、残部鉄及び不可避的に入る
不純物からなる鋼を熱間圧延後０．４〜４．０℃／ｓで
冷却することを特徴とする伸線加工性の良好な高強度極
細線用低合金鋼線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31341592A JP3221943B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 伸線加工性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31341592A JP3221943B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 伸線加工性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158223A JPH06158223A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3221943B2 true JP3221943B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=18041016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31341592A Expired - Fee Related JP3221943B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 伸線加工性の良好な高強度極細線用低合金鋼線材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221943B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100979006B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2010-08-30 | 주식회사 포스코 | 강도와 연성이 우수한 신선용 선재 및 그 제조방법 |
| JP6264462B2 (ja) | 2014-08-15 | 2018-01-24 | 新日鐵住金株式会社 | 伸線加工用鋼線 |
| KR101758477B1 (ko) * | 2015-12-11 | 2017-07-27 | 주식회사 포스코 | 강도 및 내식성이 우수한 고탄소강 선재, 강선 및 이들의 제조방법 |
| KR102355675B1 (ko) * | 2019-07-12 | 2022-01-27 | 주식회사 포스코 | 고강도 스프링용 선재, 강선 및 그 제조방법 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP31341592A patent/JP3221943B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06158223A (ja) | 1994-06-07 |
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