JP4152681B2

JP4152681B2 - Steel wire manufacturing method

Info

Publication number: JP4152681B2
Application number: JP2002195752A
Authority: JP
Inventors: 敏幸成元
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: JP2004034102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼線の製造方法に関するもので、特に、ダブルダイスを使用して鋼線を伸線加工する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用スチールラジアルタイヤや高圧ホースなどのゴム物品の補強に用いられる鋼線は、通常、０．７〜０．９重量％程度の炭素を含有する高炭素鋼材を所定の中間線径まで伸線して熱処理と黄銅メッキ処理とを施して高炭素鋼線材とし、更に、この高炭素鋼線材を引抜加工し、所望の最終線径まで伸線することにより製造されている。
上記伸線処理に用いられる湿式スリップ型伸線製造装置としては、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような、２軸あるいは４軸の伸線製造装置１０，１０Ａ，１０Ｂなどがある。例えば、伸線製造装置１０は、潤滑剤１１ａが収納された潤滑液槽１１内に伸線処理されるワイヤ１２を案内するためのプーリＣ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，‥‥を設置するとともに、プーリＣ₁−プーリＣ₂，プーリＣ₂−プーリＣ₃，‥‥間にそれぞれ引抜ダイスＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，‥‥を配設して、上記ワイヤ１２を複数段にわたって引抜加工するもので、上記のような高炭素鋼線材を引抜く引抜ダイスＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，‥‥としては、一般に、硬質の炭化物または窒化物の粉末を焼結して成る焼結超硬合金やダイヤモンド等を用いて形成した引抜ダイスが用いられる。
上記伸線製造装置１０，１０Ａ，１０Ｂなどを用いて伸線処理されたワイヤをゴム物品の補強に用いる場合には、単線、あるいは、撚り合わせてスチールコード・スチールワイヤを形成したものを未加硫のゴム中に埋設し、これを加熱してゴムの加硫及び鋼線とゴムとの接着が行われる。
【０００３】
近年、省エネ、省資源に対する要求の高まりを背景として、より高強度な鋼線の発現が望まれているが、上記のような製造方法により高強度な鋼線を製造するためには、鋼線に施す伸線加工量を増加させる必要がある。ところが、伸線加工量を増加させると鋼線の延性が低下し、製造中の破断、あるいは、使用時の耐久性の低下等の問題が生じ易くなる。そして、伸線加工量、すなわち、達成可能な強度に対しては、特に、表層部の延性低下が支配的となる場合がある。
【０００４】
そこで、上記のような問題点を解決するため、スキンパスやダブルダイスを用いて、鋼線の捻回特性低下や時効硬化を抑制する手法が複数報告されている。具体的には、複数のダイスが配列されたスリップ式極細伸線機を用いた極細鋼線の製造方法において、最終段ダイスの摩擦係数を０．０３〜０．１５、ダイスアプローチ角を６〜１２°、ダイス減面率を２〜１１％としてスキンパス伸線を行う方法（例えば、特開平８−２４９３８号公報など）や、炭素量が０．８０〜０．８９重量％の炭素鋼線材から作られた、引張強さＹ≧−２００ｄ＋４００を満足し、しかも、一方捻り後逆方向捻りを与える捻回−トルク試験結果でのトルク低下率が７％以内の範囲にある素線を使用するとともに、最終段のダイスとして、前段にノーマルダイス、後段にスキンパス用ダイスを配置したダブルダイスを用いて伸線する方法（例えば、特開平８−２２６０８５号公報、特開平８−２１８２８２号公報など）などが挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記最終段ダイスにてスキンパス伸線を行う方法では延性の確保が十分ではなく、また、実施例の捻回特性が１方向の粘性試験のみであるので、試験片である鋼線に縦割れの亀裂が生じると、破断までの回数が増加してみかけの捻回特性が良好であるという結果が得られてしまうことから、実際に鋼線の捻回特性が改善されているかどうか疑問である。
また、上記最終段のダイスにダブルダイスを用いた例では、引張強さなどの、ダブルダイスで引抜く鋼線の特性については何も規定していない。すなわち、上記のように、ダブルダイスを単に最終段に用いただけでは、鋼線の捻回特性低下や時効硬化を十分に抑制することは困難である。また、上記例においても、捻回特性の評価方法に問題があり、実際に鋼線の捻回特性が改善されているかどうか疑問である。すなわち、一方向に所定の回数捻りを与え、次いで逆方向に回転させて破断させる方法や、その過程における捻回トルクを測定し、トルク低下率を抑制する方法では、鋼線の表面から中心に向かって、かなりの厚さにわたって鋼線に塑性変形が生じるため、その厚さ方向の亀裂開始点が複数発生する。このため、上記のような評価方法では、上記複数の亀裂開始点をまとめて評価している可能性があり、鋼線表層部の亀裂開始点を正確に評価できない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ダブルダイスを有効に活用して捻回特性低下や時効硬化を効果的に抑制することのできる鋼線の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、伸線工程において、ダブルダイスの適用箇所は、一連の複数のダイスの何処でもよいわけではなく、伸線工程の後半、すなわち、引張強さが上昇し、延性の低下や破断のリスクが高まる領域に用いることが有効であること、また、ダブルダイスは、単に最終段に適用すればよいというものではなく、延性の低下や破断のリスクが高まる領域への導入部として、鋼線の引張強さが２５００ＭＰａ以上となる領域に適用することで、捻回特性を効果的に向上させることが可能であることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、請求項１に記載の発明は、少なくとも１個のダブルダイスを含む複数のダイスを用いて鋼線を伸線加工する鋼線の製造方法であって、引抜かれた鋼線の引張強さが２５００ＭＰａ以上となる段以降の段に配設される引抜ダイスのうち、最終段のダイスと最終段から所定の段だけ上流側の段までのダイスとを全てダブルダイスとするとともに、上記ダブルダイスを使用する段数を鋼線の目標表層引張強さに応じて変化させるようにしたことを特徴とするものである。これにより、繰返し捻り試験値ＲＴを大幅に向上させることができるので、捻回特性低下や時効硬化を効果的に抑制することが可能となる。
なお、上記繰返し捻り試験値ＲＴは、軸線が直線になるように保持した鋼線に、鋼線の直径の１００倍の長さ当たり３回に相当する量の捻りを加えてから元の状態に捻り戻すことを繰返したときに、上記鋼線にクラックが発生するまでに加えた捻り及び捻り戻しの総量を長さ１００Ｄ当たりの捻り回数で表わした値で、単位は回／１００Ｄである。
【０００８】
なお、上記ダブルダイスはスキンパス用とすることが好ましい。
また、上記表層引張強さは、鋼線を酸、または、電解研磨装置にて、その断面径が１０％の線径となるまで溶解または研磨し、溶解または研磨前後引張強さから、以下の式により算出する。

【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼線の製造方法において、上記ダブルダイスのダイスアプローチ角を７〜１４°、ダイス減面率を２〜１０％としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の鋼線の製造方法において、上記鋼線を０．７〜０．９重量％の炭素を含有する高炭素鋼線材に熱処理と伸線加工を施して得られる、直径が０．１０〜０．４０ｍｍ、引張強さＴＳが以下の式で表わされる鋼線としたものである。
ＴＳ（ＭＰａ）≧２２５０−１４５０log₁₀Ｄ（Ｄ；線径（ｍｍ））
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
本例では、０．７〜０．９重量％の炭素を含有する高炭素鋼線材に熱処理と伸線加工を施して得られる、直径が０．１０〜０．４０ｍｍ、引張強さＴＳ（ＭＰａ）が以下の式で表わされる、引張強さが１３００ＭＰａの鋼線を、引張強さが３５００ＭＰａになるまで引抜加工する場合について説明する。
ＴＳ（ＭＰａ）≧２２５０−１４５０log₁₀Ｄ
Ｄ；鋼線の直径（ｍｍ）
図１は本実施の形態に係る湿式スリップ型伸線製造装置（４軸）の概要を示す模式図で、基本的な構成は上記図７（ａ）の伸線製造装置１０と同様であるので、図を簡略化するため、ワイヤ１２を案内するためのプーリＣ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，‥‥と、引抜ダイスＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，‥‥のみを図示した。
【００１２】
本例では、上記引抜ダイスＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，‥‥のうち、前半に用いる引抜ダイスを、図２（ａ）に示すようになシングルダイス１とし、伸線加工後半の、鋼線の引張強さが２５００ＭＰａ以上となる箇所、具体的には、最終段の引抜ダイスＤ_nとその前段及び前々段の引抜ダイスＤ_n-1，Ｄ_n-2を、図２（ｂ）に示すようにな、２個のシングルダイス２ａ，２ｂを隣接して配置した、ダイスアプローチ角αが７〜１４°、ダイス減面率が２〜１０％であるスキンパス用のダブルダイス２とした。
ダブルダイスは、ダイスを用いる引抜加工において、従来なら巻取ブロックと巻取ブロック間は１個のダイス（シングルダイス）で引抜きを行うものを、２分割して、２個のダイスで巻取ブロックを介さずに連続して引抜加工を行う方法であり、トータルで同じ加工量を確保できるとともに、ダイス１個当たりの加工量は低減されるので、１個のダイス当たりの発熱が軽減される。したがって、潤滑膜の破壊や時効硬化、脆化などを抑制することができ、鋼線表層の延性を向上させることができる。また、最終伸線工程、及び、撚り線工程での破断抑制にも効果を発揮する。
したがって、湿式スリップ型伸線製造装置に上記のようなダブルダイス２を用いることにより、捻回特性低下や時効硬化を効果的に抑制することができるので、高強度でありながら延性にも優れた鋼線を得ることができる。
また、このような鋼線をタイヤ用スチールコードの素線としてゴム製品の補強に用いることにより、優れた補強効果を発揮することができる。
なお、本例では、捻回特性の評価方法として、以下に示すような繰返し捻り試験値ＲＴを用いた。
【００１３】
繰返し捻り試験は、軸線が直線になるように保持した鋼線に、鋼線の直径の１００倍の長さ当たり３回に相当する量の捻りを繰返し与え、上記鋼線にクラックが発生させる試験で、試験中の鋼線の軸線を直線になるように保持するため、鋼線の軸方向に軽く張力をかけておく。そして、鋼線をまず、所定回数Ｎ₀回捻り、この時点から逆方向に同量だけ捻り戻すことにより、元の状態に戻す。これを１サイクルとして繰返し、鋼線にクラックを発生させる。ここで、所定回数Ｎ₀回とは、鋼線の直径の１００倍の長さ当たり３回に相当する捻り回数であり、捻りに供せられる鋼線の長さをＬ（ｍｍ）、鋼線の直径をＤ（ｍｍ）とすれば、Ｎ₀＝３×（Ｌ／１００Ｄ）で表わされる値である。
また、繰返し捻り試験値ＲＴは、上記繰返し捻り試験において鋼線にクラックが発生するまでに加えた捻り及び捻り戻しの総量を長さ１００Ｄ当たりの捻り回数で表した値で、以下のようにして求める。すなわち、Ｎ₀回の捻り及び捻り戻しサイクルをｎ回繰返した次のサイクルで、Ｎ_f1回(Ｎ_f1≦Ｎ₀)捻った時点でクラックが発生したとすると、繰返し捻り試験値ＲＴ（回／１００Ｄ）は、以下の式で表わせる。
ＲＴ＝（２ｎＮ₀＋Ｎ_f1)／（Ｌ／１００Ｄ）
また、Ｎ₀回の捻り及び捻り戻しサイクルをｎ回繰返した次のサイクルはＮ₀回の捻りで、ここからＮ_f2回(Ｎ_f2≦Ｎ₀)捻り戻した時点でクラックが発生したとすると、繰返し捻り試験値ＲＴ（回／１００Ｄ）は、以下の式で表わせる。
ＲＴ＝｛（２ｎ＋１）Ｎ₀＋Ｎ_f1｝／（Ｌ／１００Ｄ）
上記繰返し捻り試験の好適条件は以下の通りである。

ＡＥ波は、固体が変形または破壊する際の歪エネルギーの開放によって発生する弾性波で、これをＡＥセンサを用いて電気信号として検出することにより、試験片が破断する以前の微小なクッラク発生をも正確に検出することができるので、繰返し捻り試験による鋼線のクラック発生を精度良く評価することができる。
【００１４】
なお、引張強さが１３００ＭＰａの鋼線を、引張強さが３５００ＭＰａになるまで引抜加工する際に、シングルダイスのみを用いた場合には、平均１６．５％の減面率で２０段（２０回）の引抜加工が必要となり、引張強さが２５００ＭＰａを超えるのは後半の７段分である。したがって、この７段分を全部ダブルダイスとすることが好ましいが、最終段だけでもよいし、本例のように、最終段から３段分であっても十分である。なお、加工に関して最も厳しいのは、潤滑剤中で引抜きが実施されない最終段であるため、この部分の時効硬化や脆化の進行が顕著になるので、最終段は最優先でダブルダイス化する必要がある。
【００１５】
また、ダブルダイスを最終段より上流に向かって適用する場合、適用段数が多くなるにしたがい、表層引張強さは増大するが、これは、２〜１０％と比較的低めの減面率による表層優先となる加工の累積によるものである。
表層引張強さが増大すると繰返し曲げ等に対する疲労耐久性も向上する。一般に、繰返し曲げ疲労等の疲労特性は、引張強さが増加すればその増加に見合った分の疲労特性が確保される。繰返し曲げなどの入力は表層への入力が最も著しく、表層から中心に向かって入力度合は低くなっていく。したがって、疲労耐久特性確保の支配的要素は表層引張強さであり、その表層引張強さを増大させ得る本発明は、疲労耐久性をも向上させるといえる。
したがって、２５００ＭＰａを超える段全てにダブルダイスを使用しない場合には、鋼線の目標とする表層引張強さに応じて、ダブルダイスを使用する段数を変化させるようにすれば、適正な段数で必要な表層引張強さを有する鋼線を得ることができる。
なお、ダブルダイスを用いた場合、ダイス１個当たりの加工量が低減されることでの表層への加工歪集中による延性低下が危惧されるが、本発明の場合、延性の低下は認められなかった。これは、表層への加工歪集中による延性低下対比、発熱低減による時効硬化抑制、または、脆化抑制効果が勝っているためと考えられる。
【００１６】
＜実施例＞
複数のダイスが配列された湿式スリップ型連続伸線装置において、以下の表１に示すダイスを用い、図３に示すような従来の製造方法によるシングルダイス法（比較例）と、図４〜図６に示すような、本発明によるダブルダイスを適用した製造方法（実施例１〜３）により、それぞれ、仕上り直径が０．３ｍｍのスチールワイヤを作製した。
なお、図３〜図６において、用いられた引抜ダイスを示す符号１はシングルダイスを、符号２はダブルダイスを示す。
【表１】

また、上記作製された仕上り線の引張強さ、繰返し捻り試験値、表層１０％引張強さ、及び、疲労特性を以下の表２に示す。
【表２】

また、引張強さ、繰返し捻り試験値、表層１０％引張強さ、及び、疲労特性の評価方法は次の通りである。
（１）鋼線の引張強さ測定
市販の測定器にて、破断強力（Ｎ）を測定し、事前にマイクロメータにて測定しておいた線径にて、引張強さ（ＭＰａ）に換算した。
（２）繰返し捻り試験値
市販の捻回試験機にて、鋼線が直線となるように保持し、鋼線の直径の１００倍の長さ当たり３回に相当する量の捻りを加えてから元の状態に戻すことを繰返したときに、鋼線にクラックが発生するまで加えた捻り及び捻り戻しの総量。
（３）表層１０％引張強さ
鋼線を酸、または、電解研磨装置にて、その断面径が１０％の線径となるまで溶解または研磨し、溶解または研磨前後引張り強さから、以下の式により算出する。

（４）疲労限
湿度３９％大気中でのハンター疲労試験での１０⁶回での疲労限をもって実施。
上記表２から明らかなように、本発明の実施例１〜３は、従来のもの（比較例）に対して、繰返し捻り試験値が１５０％以上向上しており、表層１０％引張強さの上昇も確認できた。
また、比較例と実施例３のみの比較になるが、疲労限は本発明が僅差ではあるが高い値を示しており、本発明によるダブルダイスを適用した製造方法を用いることにより、捻回特性低下や時効硬化を効果的に抑制することができることが確認された。
また、実施例１〜３を比較すると、ダブルダイスの段数が多いほど繰返し捻り特性や表層１０％引張強さが向上していることが分かる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少なくとも１個のダブルダイスを含む複数のダイスを用いて鋼線を伸線加工する際に、引抜かれた鋼線の引張強さが２５００ＭＰａ以上となる段以降の段に配設される引抜ダイスのうち、最終段のダイスと最終段から所定の段だけ上流側の段までのダイスとを全てダブルダイスとするとともに、上記ダブルダイスを使用する段数を鋼線の目標表層引張強さに応じて変化させるようにしたので、繰返し捻り試験値ＲＴを大幅に向上させることができ、捻回特性低下や時効硬化を効果的に抑制することができる。したがって、高強度でありながら鋼線延性にも優れ、更には、高疲労特性を併せ持つ鋼線を得ることができる。
また、このような鋼線をタイヤ用スチールコードの素線としてゴム製品の補強に用いることにより、優れた補強効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る湿式スリップ型伸線製造装置の概要を示す模式図である。
【図２】引抜ダイスの一構成例を示す図である。
【図３】従来のシングルダイス法を示す図である。
【図４】本発明による鋼線の製造法を示す図である。
【図５】本発明による鋼線の製造法を示す図である。
【図６】本発明による鋼線の製造法を示す図である。
【図７】従来の湿式スリップ型伸線製造装置を示す図である。
【符号の説明】
１シングルダイス、２ダブルダイス、１０伸線製造装置、
１１潤滑液槽、１１ａ潤滑剤、１２ワイヤ、
Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，‥‥ プーリ、Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，‥‥ 引抜ダイス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a steel wire, and more particularly to a method of drawing a steel wire using a double die.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, steel wires used for reinforcing rubber articles such as steel radial tires for vehicles and high-pressure hoses are usually high carbon steel materials containing about 0.7 to 0.9% by weight of carbon up to a predetermined intermediate wire diameter. It is manufactured by drawing, heat-treating and brass-plating to obtain a high carbon steel wire, and drawing the high carbon steel wire to the desired final wire diameter.
As the wet slip type wire drawing manufacturing apparatus used for the wire drawing process, there are two-axis or four-axis wire drawing manufacturing apparatuses 10, 10A, 10B as shown in FIGS. For example, the wire drawing manufacturing apparatus 10 installs pulleys C ₁ , C ₂ , C ₃ ,... For guiding the wire 12 to be drawn in the lubricating liquid tank 11 in which the lubricant 11a is stored. Pulling dies D ₁ , D ₂ , D ₃ ,... Are arranged between pulley C ₁ -pulley C ₂ , pulley C ₂ -pulley C ₃ ,. In general, the drawing dies D ₁ , D ₂ , D ₃ ,... For drawing the high carbon steel wire as described above are generally sintered super hard particles formed by sintering a hard carbide or nitride powder. A drawing die formed using a hard alloy, diamond, or the like is used.
When the wire drawn using the wire drawing manufacturing apparatus 10, 10A, 10B or the like is used for reinforcing rubber articles, a single wire or a wire formed by twisting to form a steel cord / steel wire is not added. The rubber is embedded in a vulcanized rubber and heated to vulcanize the rubber and bond the steel wire and the rubber.
[0003]
In recent years, against the backdrop of increasing demand for energy saving and resource saving, the development of higher strength steel wires has been desired. In order to manufacture high strength steel wires by the above manufacturing method, It is necessary to increase the amount of wire drawing applied to the wire. However, when the amount of wire drawing is increased, the ductility of the steel wire is lowered, and problems such as breakage during manufacture or a decrease in durability during use are likely to occur. And especially with respect to the amount of wire drawing, ie, the intensity | strength which can be achieved, the ductility fall of a surface layer part may become dominant.
[0004]
Therefore, in order to solve the above-described problems, a plurality of methods have been reported for suppressing the deterioration of the twisting property and age hardening of the steel wire using a skin pass or a double die. Specifically, in the method of manufacturing an ultrafine steel wire using a slip-type ultrafine wire drawing machine in which a plurality of dies are arranged, the friction coefficient of the final stage die is 0.03 to 0.15, and the die approach angle is 6 to From a method of performing skin pass drawing with a die reduction rate of 2 to 11% at 12 ° (for example, JP-A-8-24938) or a carbon steel wire having a carbon content of 0.80 to 0.89% by weight. While using a strand that satisfies the tensile strength Y ≧ −200d + 400 and that has a torque reduction rate within 7% in the twist-torque test result that gives reverse twist after twisting As a final stage die, a method of drawing using a double die in which a normal die is disposed in the front stage and a skin pass die is disposed in the rear stage (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-226085 and 8-218282) And the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of performing skin pass drawing with the final stage die does not ensure sufficient ductility, and the twisting characteristics of the examples are only in one-direction viscosity test, so that When cracks occur, the number of times until breakage increases and the result is that the apparent twisting characteristics are good, so it is doubtful whether the twisting characteristics of the steel wire are actually improved. is there.
Further, in the example in which a double die is used as the final die, there is no provision for the characteristics of the steel wire drawn by the double die, such as tensile strength. That is, as described above, it is difficult to sufficiently suppress the deterioration of the twisting characteristics and age hardening of the steel wire only by using the double die only at the final stage. Also in the above example, there is a problem in the method for evaluating the twist characteristics, and it is doubtful whether the twist characteristics of the steel wire are actually improved. That is, in a method in which twisting is performed a predetermined number of times in one direction and then rotating in the opposite direction to break, and a method of measuring the twisting torque in the process and suppressing the torque reduction rate, the steel wire surface is centered. On the other hand, since plastic deformation occurs in the steel wire over a considerable thickness, a plurality of crack initiation points in the thickness direction are generated. For this reason, in the above evaluation methods, there is a possibility that the plurality of crack start points are evaluated together, and the crack start points of the steel wire surface layer portion cannot be accurately evaluated.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a method for manufacturing a steel wire that can effectively suppress a decrease in twisting characteristics and age hardening by effectively utilizing a double die. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the inventor does not necessarily apply a double die to any part of a series of dies in the wire drawing process, but increases the latter half of the wire drawing process, that is, the tensile strength increases. However, it is effective to use it in an area where the risk of ductility reduction and fracture increases, and double die is not just applied to the final stage, but an area where the risk of ductility reduction and fracture increases. As an introduction part, it was found that the twisting characteristics can be effectively improved by applying it to a region where the tensile strength of the steel wire is 2500 MPa or more, and the present invention has been achieved. is there.
That is, the invention described in claim 1 is a method of manufacturing a steel wire by drawing a steel wire using a plurality of dies including at least one double die, and the tensile strength of the drawn steel wire. Among the drawing dies disposed in the stages after the stage where the pressure is 2500 MPa or more , all the dies from the last stage and the dies from the last stage to the upstream stage by a predetermined stage are double dies. The number of stages in which is used is changed in accordance with the target surface tensile strength of the steel wire . Thereby, since the repeated twist test value RT can be significantly improved, it is possible to effectively suppress a decrease in twist characteristics and age hardening.
The above repeated twist test value RT is obtained by applying an amount equivalent to three twists per 100 times the diameter of the steel wire to the steel wire held so that the axis is a straight line. When the twisting is repeated, the total amount of twisting and untwisting added until the crack is generated in the steel wire is a value expressed by the number of twists per length 100D, and the unit is times / 100D.
[0008]
Your name, the double dice, it is preferable to use skin pass.
Further , the surface layer tensile strength is obtained by dissolving or polishing a steel wire with an acid or an electropolishing apparatus until the cross-sectional diameter becomes a wire diameter of 10%. Calculate by the formula.

[0009]
The invention described in claim 2 is the method of manufacturing a steel wire according to

claim

1, wherein the double die has a die approach angle of 7 to 14 ° and a die area reduction rate of 2 to 10%. is there.
The invention according to claim 3 is the method of manufacturing a steel wire according to

claim

1 or 2, wherein the steel wire is heat-treated to a high carbon steel wire containing 0.7 to 0.9% by weight of carbon. And a steel wire having a diameter of 0.10 to 0.40 mm and a tensile strength TS represented by the following formula, which is obtained by wire drawing.
TS (MPa) ≧ 2250-1450 log ₁₀ D (D; wire diameter (mm))
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this example, a diameter of 0.10 to 0.40 mm, a tensile strength TS (MPa) obtained by subjecting a high carbon steel wire containing 0.7 to 0.9% by weight of carbon to heat treatment and wire drawing. ) Is represented by the following formula, a case where a steel wire having a tensile strength of 1300 MPa is drawn until the tensile strength becomes 3500 MPa will be described.
TS (MPa) ≧ 2250-1450 log ₁₀ D
D: Diameter of steel wire (mm)
FIG. 1 is a schematic view showing an outline of a wet slip type wire drawing manufacturing apparatus (four axes) according to the present embodiment, and the basic configuration is the same as that of the wire drawing manufacturing apparatus 10 of FIG. In order to simplify the drawing, only the pulleys C ₁ , C ₂ , C ₃ ,... For guiding the wire 12 and the drawing dies D ₁ , D ₂ , D ₃ ,.
[0012]
In this example, among the drawing dies D ₁ , D ₂ , D ₃ ,..., The drawing die used in the first half is a single die 1 as shown in FIG. The part where the tensile strength of the wire is 2500 MPa or more, specifically, the drawing die D _{n in} the final stage and the drawing dies D _n-1 and D _n-2 in the preceding and preceding stages are shown in FIG. As shown in Fig. 2, a skin pass double die 2 having two die dies 2a and 2b adjacent to each other and having a die approach angle α of 7 to 14 ° and a die area reduction rate of 2 to 10% is obtained. .
In the double die, in the drawing process using a die, conventionally, a single block (single die) between the winding block and the winding block is drawn into two, and the winding block is divided into two dies. In this method, the drawing process is continuously performed without using the process, and the same processing amount can be ensured in total, and the processing amount per die is reduced, so that heat generation per die is reduced. Accordingly, breakage of the lubricating film, age hardening, embrittlement and the like can be suppressed, and the ductility of the steel wire surface layer can be improved. Moreover, it is effective in suppressing breakage in the final wire drawing process and the stranded wire process.
Therefore, by using the double die 2 as described above in the wet slip type wire drawing production apparatus, it is possible to effectively suppress the twisting property deterioration and age hardening, so that it has high strength and excellent ductility. Steel wire can be obtained.
Further, by using such a steel wire as a strand of a tire steel cord for reinforcing rubber products, an excellent reinforcing effect can be exhibited.
In this example, the repeated twist test value RT as shown below was used as a method for evaluating the twist characteristics.
[0013]
The repeated twist test is a test in which a steel wire held so that its axis is a straight line is repeatedly subjected to twist corresponding to three times per 100 times the diameter of the steel wire, and cracks are generated in the steel wire. In order to hold the axis of the steel wire under test so as to be a straight line, light tension is applied in the axial direction of the steel wire. Then, first, a steel wire, twisting the predetermined number N ₀ times, by returning twist by the same amount in the opposite direction from that point, and returns to the original state. This is repeated as one cycle to generate cracks in the steel wire. Here, the predetermined number of times N ₀ is the number of twists corresponding to 3 times per 100 times the diameter of the steel wire, and the length of the steel wire used for twist is L (mm), the steel wire Is a value represented by N ₀ = 3 × (L / 100D).
The repeated twist test value RT is a value representing the total amount of twisting and untwisting added until cracks occur in the steel wire in the repeated twisting test, expressed as the number of twists per 100D in length, as follows. Ask. That is, if a crack occurs at the time of N _f1 times (N _f1 ≦ N ₀ ) in the next cycle in which N ₀ times of twisting and untwisting cycles are repeated n times, the repeated twist test value RT (times / times 100D) can be expressed by the following equation.
RT = (2nN ₀ + N _f1 ) / (L / 100D)
Further, the next cycle in which N ₀ times of twisting and untwisting cycles are repeated n times is N ₀ times of twisting, and it is assumed that a crack is generated when N _f2 times (N _f2 ≦ N ₀ ) is twisted from here. The repeated twist test value RT (times / 100D) can be expressed by the following equation.
RT = {(2n + 1) N ₀ + N _f1 } / (L / 100D)
The preferred conditions for the repeated twist test are as follows.

An AE wave is an elastic wave generated by releasing strain energy when a solid is deformed or broken. By detecting this as an electrical signal using an AE sensor, generation of a minute crack before the specimen breaks. Therefore, it is possible to accurately evaluate the occurrence of cracks in the steel wire by the repeated twist test.
[0014]
When a steel wire having a tensile strength of 1300 MPa is drawn until a tensile strength of 3500 MPa is used, when only a single die is used, 20 steps (20 Times), and the tensile strength exceeds 2500 MPa in the latter seven stages. Therefore, it is preferable that all of the seven stages are double dice, but only the last stage may be used, or three stages from the last stage are sufficient as in this example. The most severe processing is in the final stage where the drawing is not performed in the lubricant, so the age hardening and embrittlement of this part becomes prominent. There is.
[0015]
In addition, when the double die is applied upstream from the final stage, the surface layer tensile strength increases as the number of applied stages increases, but this is a surface layer with a relatively low surface area reduction ratio of 2 to 10%. This is due to the accumulation of priority processing.
As the surface tensile strength increases, fatigue durability against repeated bending and the like also improves. Generally, fatigue properties such as repeated bending fatigue are ensured as long as the tensile strength increases. In the input such as repeated bending, the input to the surface layer is most remarkable, and the input degree decreases from the surface layer toward the center. Therefore, it can be said that the dominant factor for ensuring the fatigue durability characteristics is the surface layer tensile strength, and the present invention that can increase the surface layer tensile strength also improves the fatigue durability.
Therefore, if the double die is not used for all the stages exceeding 2500 MPa, it is necessary to use the appropriate number of stages if the number of stages using the double die is changed according to the target surface tensile strength of the steel wire. A steel wire having a high surface tensile strength can be obtained.
In addition, when a double die is used, there is a concern that the ductility is reduced due to concentration of processing strain on the surface layer due to reduction of the processing amount per die, but in the case of the present invention, no reduction in ductility was observed. . This is presumably because the effect of suppressing age hardening or reducing embrittlement due to reduction in heat generation by contrasting ductility due to processing strain concentration on the surface layer is superior.
[0016]
<Example>
In a wet slip type continuous wire drawing apparatus in which a plurality of dies are arranged, a single die method (comparative example) according to a conventional manufacturing method as shown in FIG. Steel wires having a finished diameter of 0.3 mm were produced by the production method (Examples 1 to 3) using the double die according to the present invention as shown in FIG.
3 to 6, reference numeral 1 indicating the used drawing die indicates a single die, and reference numeral 2 indicates a double die.
[Table 1]

In addition, Table 2 below shows the tensile strength, the repeated twist test value, the 10% tensile strength of the surface layer, and the fatigue characteristics of the finished line produced above.
[Table 2]

Moreover, the evaluation methods of tensile strength, repeated torsion test values, surface layer 10% tensile strength, and fatigue characteristics are as follows.
(1) Tensile strength measurement of steel wire Measure breaking strength (N) with a commercially available measuring instrument and convert it to tensile strength (MPa) using the wire diameter measured in advance with a micrometer. did.
(2) Repeated twist test value Hold the steel wire in a straight line with a commercially available twist tester, and apply a twist equivalent to 3 times per 100 times the diameter of the steel wire. The total amount of twisting and untwisting added until cracks occur in the steel wire when it is repeatedly restored to its original state.
(3) Surface layer 10% tensile strength Steel wire is dissolved or polished with an acid or electropolishing apparatus until the cross-sectional diameter becomes 10%, and from the tensile strength before and after dissolution or polishing, Calculate by the formula.

(4) Fatigue limit humidity: 39% Conducted with a fatigue limit of 10 ⁶ times in the Hunter fatigue test in the atmosphere.
As is clear from Table 2 above, Examples 1 to 3 of the present invention have a repeated torsion test value improved by 150% or more with respect to the conventional one (Comparative Example), and the surface layer has 10% tensile strength. The rise was also confirmed.
Moreover, although it becomes a comparison only with a comparative example and Example 3, the fatigue limit shows the high value although this invention is a slight difference, By using the manufacturing method which applied the double die by this invention, it is a twist characteristic. It was confirmed that the decrease and age hardening can be effectively suppressed.
Moreover, when Examples 1-3 are compared, it turns out that repeated twist characteristics and 10% of surface layer tensile strength are improving, so that there are many steps | paragraphs of a double die.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a steel wire is drawn using a plurality of dies including at least one double die, the tensile strength of the drawn steel wire is 2500 MPa or more. Of the drawing dies arranged in the subsequent stages, all the dies from the last stage and the dies from the last stage to the upstream stage by a predetermined stage are double dies, and the number of stages using the double dies is Since it is made to change according to the target surface layer tensile strength of the steel wire , the repeated twist test value RT can be greatly improved, and the deterioration of twist characteristics and age hardening can be effectively suppressed. Thus, while a high strength excellent in steel wire ductility, and further, it is possible to obtain a lifting one steel wire combined with high fatigue characteristics.
Further, by using such a steel wire as a strand of a tire steel cord for reinforcing rubber products, an excellent reinforcing effect can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an outline of a wet slip type wire drawing manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a drawing die.
FIG. 3 is a diagram showing a conventional single die method.
FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing a steel wire according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a method of manufacturing a steel wire according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a method of manufacturing a steel wire according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing a conventional wet slip type wire drawing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 single die, 2 double die, 10 wire drawing production equipment,
11 Lubricating liquid tank, 11a Lubricant, 12 wires,
C ₁ , C ₂ , C ₃ ,... Pulley, D ₁ , D ₂ , D ₃ ,.

Claims

In a method of manufacturing a steel wire in which a steel wire is drawn using a plurality of dies including at least one double die, the drawn steel wire is disposed in a stage after the stage where the tensile strength of the steel wire is 2500 MPa or more. Of the drawing dies , all the dies from the last stage and the dies from the last stage to the upstream stage by a predetermined stage are double dies, and the number of stages using the double dies is set to the target surface tensile strength of the steel wire. The manufacturing method of the steel wire characterized by changing according to .

The method for producing a steel wire according to claim 1, wherein the double die has a die approach angle of 7 to 14 ° and a die area reduction rate of 2 to 10%.

The steel wire is obtained by subjecting a high carbon steel wire containing 0.7 to 0.9% by weight of carbon to heat treatment and wire drawing, and has a diameter of 0.10 to 0.40 mm and a tensile strength TS. The steel wire production method according to claim 1 or 2, wherein the steel wire is represented by the following formula.
TS (MPa) ≧ 2250-1450 log ₁₀ D (D; wire diameter (mm))