高碳鋼線材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合于作為汽車的子午線輪胎、各種產(chǎn)業(yè)用帶或軟管的增強(qiáng)材料使用 的鋼簾線、進(jìn)而鋸線等用途的拉絲加工性優(yōu)異的高碳鋼線材及其制造方法。
[0002] 本申請基于2013年6月24日在日本申請的特愿2013-131959號及2013年6月 24日在日本申請的特愿2013-131961號而主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 作為汽車的子午線輪胎、各種帶、軟管的增強(qiáng)材料使用的鋼簾線用鋼線、或者鋸線 用的鋼線一般以熱乳后調(diào)整冷卻而得到的線徑、即直徑為4~6_的線材作為原材料。將 該線材通過1次拉絲加工而制成直徑為3~4_的鋼線。接著，對鋼線進(jìn)行中間鉛浴淬火 處理，進(jìn)一步通過2次拉絲加工，使鋼線的直徑變成1~2mm。之后，對鋼線進(jìn)行最終鉛浴淬 火處理，接著，實施鍍黃銅。然后，通過最終濕式拉絲加工，制成直徑為0. 15~0. 40mm的鋼 線。將這樣操作而得到的高碳鋼線進(jìn)一步通過絞捻加工多根絞合而制成鋼絞線，由此來制 造鋼簾線。
[0004] 近年來，從降低鋼線的制造成本的目的出發(fā)，省略上述的中間鉛浴淬火，由調(diào)整冷 卻后的線材直接拉絲成最終鉛浴淬火處理后的線徑即1~2mm為止的例子變多。因此，對 于調(diào)整冷卻后的線材，要求從線材開始的直接拉絲特性、所謂的生拉性，對于線材的高延展 性及高加工性的要求變得極大。
[0005] 例如如專利文獻(xiàn)1~5中記載的那樣，改善進(jìn)行過鉛浴淬火處理的線材的拉絲加 工性的方法迄今為止進(jìn)行了許多提議。
[0006] 例如，專利文獻(xiàn)1中公開了一種高碳線材，其中，具有以面積率計為95%以上的珠 光體組織，將該珠光體組織中的平均球團(tuán)直徑設(shè)為30 μm以下，將平均片層間距設(shè)為100nm 以上。此外，專利文獻(xiàn)4中公開了添加有B的高強(qiáng)度線材。
[0007] 但是，即使通過這些現(xiàn)有技術(shù)，也得不到伴隨拉絲速度的高速化或拉絲加工度的 增大而產(chǎn)生的斷線的降低、對拉絲時的加工成本產(chǎn)生影響的那種程度的拉絲加工性的改善 效果。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003-082434號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-206853號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2006-200039號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2007-131944號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2012-126954號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明所要解決的問題
[0016] 本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，目的是在高的生產(chǎn)率下成品率良好且廉價地提供適 合于鋼簾線或鋸線等用途的拉絲加工性優(yōu)異的高碳鋼線材及其制造方法。
[0017] 用于解決問題的手段
[0018] 為了提高高碳鋼線材的拉絲加工性，降低線材的抗拉強(qiáng)度、和將珠光體組織的珠 光體塊細(xì)?；岣呔€材的延展性是有效的。
[0019] 通常，以珠光體組織為主體的高碳鋼線材的抗拉強(qiáng)度和延展性依賴于珠光體相變 溫度。
[0020] 珠光體組織是滲碳體和鐵素體以層狀排列而成的組織，其層間距即片層間距對抗 拉強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響。此外，珠光體組織的片層間距取決于由奧氏體相變?yōu)橹楣怏w時的相 變溫度。在珠光體相變溫度高的情況下，珠光體組織的片層間距大，線材的抗拉強(qiáng)度變低。 另一方面，在珠光體相變溫度低的情況下，珠光體組織的片層間距小，線材的抗拉強(qiáng)度變 尚。
[0021 ] 此外，線材的延展性受到珠光體組織中的珠光體塊的粒徑（珠光體塊粒徑）的影 響。此外，該珠光體塊粒徑也與片層間距同樣地受到珠光體相變溫度的影響。例如，在珠光 體相變溫度高的情況下，珠光體塊粒徑大，延展性變低。另一方面，在珠光體相變溫度低的 情況下，珠光體塊小，延展性也提高。
[0022] 即，在珠光體相變溫度高的情況下，線材的抗拉強(qiáng)度及延展性低。另一方面，若珠 光體相變溫度變低，則線材的抗拉強(qiáng)度及延展性變高。對于線材的拉絲加工性的提高，降低 線材的抗拉強(qiáng)度、提高延展性是有效的。然而，如上所述，不論是相變溫度高的情況、還是低 的情況下，線材的抗拉強(qiáng)度與延展性的兼顧均是困難的。
[0023] 本發(fā)明人為了解決上述課題，對線材的組織和機(jī)械特性對拉絲加工性造成的影響 進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下的見解。
[0024] 以下，將線材的從表面朝向中心至深度1mm以下為止的區(qū)域設(shè)為第1表層部，將線 材的從表面朝向中心至深度30 μm以下為止的區(qū)域設(shè)為第2表層部。
[0025] (a)為了降低斷線頻率，將第1表層部及第2表層部的組織制成以珠光體組織為主 體的組織是有效的。若在第2表層部中存在先共析鐵素體組織或偽珠光體組織、貝氏體組 織等軟質(zhì)組織，則在拉絲加工時變形集中而成為龜裂的發(fā)生起點。因此，為了提高拉絲加工 性，抑制這些軟質(zhì)組織是有效的。
[0026] (b)為了降低斷線頻率，將線材的截面中的珠光體塊的平均塊粒徑設(shè)為15 μπι~ 35 μ m是有效的。此外，若塊粒徑超過50 μ m的粗大的珠光體塊的面積率超過20 %，則斷線 的頻率變高。
[0027] (c)增大第1表層部的珠光體組織中的片層間距對于提高線材的拉絲加工性是有 效的。此外，在第1表層部中，通過將片層間距為150nm以下的區(qū)域設(shè)為20%以下，斷線的 頻率降低。
[0028] (d)將線材的抗拉強(qiáng)度設(shè)為760XCeq. +325MPa以下對于提高線材的拉絲加工性 是有效的。
[0029] (e)降低線材的抗拉強(qiáng)度的不均對于提高線材的拉絲加工性是有效的。特別是通 過將線材的抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為20MPa以下，斷線頻率降低。
[0030] (f)不使線材的第1及第2表層部的硬度軟化對于降低斷線頻率是有效的。若通 過脫碳或減碳等而第1及第2表層部發(fā)生軟化，則在對線材進(jìn)行拉絲加工應(yīng)變超過3. 5那 樣的強(qiáng)加工時，斷線的發(fā)生頻率變高。特別是若第2表層部中的維氏硬度變得低于HV280， 則斷線的頻率變高。
[0031] 本發(fā)明是基于上述見解而進(jìn)行的，其主旨如下。
[0032] (1)本發(fā)明的一方式所述的高碳鋼線材以質(zhì)量％計含有C :0· 60%~1. 20%、Si : 0.10%~1.5%、Mn:0.10%~L0%、P:0.001%~0.012%、S :0.001%~0.010%、Al: 0. 0001%~0. 010%、N :0. 0010%~0. 0050%作為化學(xué)成分，剩余部分包含F(xiàn)e及雜質(zhì)；在 與長度方向垂直的截面中，珠光體的面積率為95 %以上，剩余部分為包含貝氏體、偽珠光 體、先共析鐵素體、先共析滲碳體中的1種以上的非珠光體組織；上述珠光體的平均塊粒 徑為15 μπι~35 μπι，塊粒徑為50 μπι以上的上述珠光體的面積率為20%以下；在從表面 至深度1mm為止的區(qū)域中，上述珠光體中的片層間距為150nm以下的區(qū)域為20%以下，以 C(% )、Si(% )及Mn(% )分別作為C、Si、Μη的以單位為質(zhì)量％計的含量，通過式A求出 Ceq.時，上述高碳鋼線材的抗拉強(qiáng)度為760XCeq. +325MPa以下，并且，上述抗拉強(qiáng)度的標(biāo) 準(zhǔn)偏差為20MPa以下。
[0033] Ceq. = C(% )+Si(% )/24+Mn(% )/6 式 A
[0034] (2)根據(jù)上述（1)所述的高碳鋼線材，其中，作為上述化學(xué)成分，以質(zhì)量％計也可 以含有C :0.70%~1. 10%，并且，在上述高碳鋼線材的從表面至深度30 μπι為止的區(qū)域中， 上述珠光體的面積率為90 %以上，剩余部分也可以為包含上述貝氏體、上述偽珠光體、上述 先共析鐵素體中的1種以上的上述非珠光體組織，并且，在上述高碳鋼線材的距離表面為 深度30 μπι的位置處，維氏硬度的平均值也可以為HV280~HV330。
[0035] (3)根據(jù)上述（1)或（2)所述的高碳鋼線材，其中，作為上述化學(xué)成分，以質(zhì)量％ 計也可以進(jìn)一步含有選自由Β :0· 0001%~0· 0015%、Cr :0· 10%~0· 50%、Ni :0· 10%~ 0· 50 %、V :0· 05 % ~0· 50 %、Cu :0· 10 % ~0· 20 %、Mo :0· 10 % ~0· 20 %、Nb :0· 05 % ~ 0. 10%組成的組中的1種或2種以上。
[0036] (4)本發(fā)明的其它方式所述的高碳鋼線材的制造方法，其中，對于化學(xué)成分以質(zhì) 量％ 計含有 C :0·