拉丝加工用钢丝制造技术

一种拉丝加工用钢丝，作为化学成分，以质量％计含有C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、Cr：0.2％～0.6％，将Al、N、P和S限制为规定的范围，含有选自Mo：0％～0.20％、B：0％～0.0030％中的1种以上，剩余部分为Fe和杂质，组织包含珠光体，珠光体的体积率为95％以上，珠光体的平均片间距离为50nm～75nm，珠光体中的渗碳体的平均长度为2.0μm～5.0μm，珠光体中渗碳体之中的长度为0.5μm以下的渗碳体的个数的比例为20％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】拉丝加工用钢丝
在本专利技术中，将例如作为汽车的径向轮胎的增强用线或者作为各种产业用带或管的增强材料使用的钢帘线、或者切割钢丝(sawingwire)等用于制造0.15mm～0.40mm的细径的高强度钢丝的原材料中进行了最终的热处理的钢丝称为拉丝加工用钢丝。此外，0.15mm～0.40mm的细径的高强度钢丝一般被称为极细钢丝。本专利技术涉及适合作为上述的极细钢丝的原材料的拉丝加工用钢丝。本申请基于2014年8月15日在日本申请的特愿2014-165345主张优先权，将其内容援引在此。以下，有时将“0.15mm～0.40mm的细径的高强度钢丝”简称为“极细钢丝”。
技术介绍
作为用作汽车的径向轮胎、各种产业用带或管的增强材料的钢帘线、或者作为切割钢丝等使用的极细钢丝一般通过如下的方法制造。首先，将钢坯通过热轧制成直径为5mm～6mm的钢丝材，然后进行调整冷却。其中，以下，将钢丝材、钢丝和拉丝加工用钢丝的直径作为线径，有时将“钢丝材”简称为“线材”。接着，对钢丝材进行一次拉丝加工，制成3mm～4mm的线径，实施被称为钢丝韧化处理的热处理，制成中间钢丝。接下来，将该中间钢丝进行二次拉丝加工，制成1mm～2mm的线径，经过最终钢丝韧化处理，得到拉丝加工用钢丝。然后，对所得到的拉丝加工用钢丝实施镀黄铜处理，通过作为最终的拉丝加工的湿式拉丝加工，经过镀黄铜处理的拉丝加工用钢丝成为具有0.15mm～0.40mm的线径的极细钢丝。这样制造的极细钢丝例如进一步通过捻合加工将多根捻合制成“捻合钢线”，成为钢帘线等。此外，这里钢丝韧化处理是指一般所熟知的如下的方法。为如下处理：首先，将钢丝材或钢丝加热到奥氏体温度区域，将组织整体制成奥氏体组织后，浸渍在保持在A1相变点以下的温度的铅浴、流动层等中，由此骤冷到珠光体组织为主体的温度区域，在该温度区域保持规定的时间。另外，在本专利技术中“拉丝加工用钢丝”是指实施了以如上所述的钢丝韧化处理为代表的热处理后的钢丝、或者在实施多次钢丝韧化处理的情况下实施最终钢丝韧化处理，制成以珠光体组织为主体的组织后，且实施最终湿式拉丝加工到钢帘线或切割钢丝等所使用的极细钢丝所要求的线径之前的阶段的钢丝。近年来，从轮胎的轻量化、硅晶片切断时的切削余量降低等各种目的出发，多要求钢帘线和切割钢丝等的轻量化。因此，对于上述的钢帘线和切割钢丝等各种制品，要求进一步的高强度，不含有助于抗拉强度的提高的合金元素，就无法应对这样的要求。由于这样的情况，添加Cr等有助于抗拉强度的提高的合金元素来确保极细钢丝高的强度。然而，伴随添加Cr等合金元素来实现高强度化，实际情况就成为容易发生作为捻合加工时的裂纹发生的指标的、扭转试验中的被称为脱层的纵向裂纹。因此，强烈希望即使高强度化也不发生脱层的极细钢丝。为了对应上述需求，例如提出了以下所示的专利文献1～4所记载的技术。其中，专利文献1中的“高碳钢丝材”、专利文献2中的“拉丝加工用线材”以及专利文献3中的“高碳钢丝”均包含与上述本专利技术的“拉丝加工用钢丝”相同阶段的钢丝。专利文献1中公开了一种高碳钢丝材，其特征在于，包含C：0.88％～1.10％等，进一步包含B：0.0050％以下、Nb：0.020％以下的1种或2种，且包含低于0.0005％的游离N。然而，在该专利文献1的技术中，通过B、Nb的添加，容易生成粗大的B氮化物、Nb碳氮化物，其结果，在拉丝加工时有断丝的可能性。因此，专利文献1的技术不能满足作为稳定制造的手段的要求。专利文献2中公开了一种扭转特性优异的拉丝加工用线材，其特征在于，其为共析钢或过共析钢，具有80％以上的珠光体，且成为第二相的铁素体的最大长度为10μm以下。然而，如专利文献2的段落〔0015〕中“控制奥氏体粒径和未溶解碳化物量”所记载的那样，在专利文献2的技术中，由于利用未溶解碳化物，因此在中心偏析部容易残留粗大的碳化物。因此，专利文献2的技术在最终湿式拉丝加工时容易断丝，不能满足作为稳定制造的手段的要求。专利文献3公开了一种耐纵向断裂性优异的高碳钢丝，其特征在于，主相为珠光体，从表面到50μm的深度的表层部中的铁素体面积率为0.40％以下。然而，在批量生产中，成为原材料的热轧线材在精加工轧制后以线圈状重叠的状态被冷却，因此根据位置的不同，冷却速度或气氛气不同。其结果，脱碳层不均匀地产生，因此，即使用专利文献3的技术，也难以遍及拉丝加工用钢丝的全长且全周地稳定满足这样的组织。因此，专利文献3的技术不能满足作为稳定制造的手段的要求。专利文献4公开了一种钢丝材，含有C：0.90％～1.10％、Cr：0.2％～0.6％，将珠光体块的大小调整为钢的奥氏体结晶粒度编号6～8号，将初析渗碳体的生成量以体积率计调整为0.2％以下，将珠光体中的渗碳体厚度调整为20nm以下，而且将该渗碳体中所含的Cr的浓度调整为1.5％以下。然而，专利文献4的权利要求1和权利要求2相关的技术是为了省略线径为3mm～4mm所进行的钢丝韧化处理的技术。另外，权利要求3中记载了细径高强度钢丝的制造方法，但对于最终热处理的条件和最终热处理后的组织没有规定，在详细的说明中也没有记载最终热处理后的组织。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-163082号公报专利文献2：日本特开2002-146479号公报专利文献3：日本特开2000-355736号公报专利文献4：日本特开2004-91912号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是将以上的情况作为背景进行的，其目的在于提供适合作为为了制造钢帘线或切割钢丝等细径的高强度钢丝而作为原材料使用的钢丝，而且能够稳定制造的拉丝加工性优异的拉丝加工用钢丝。通过对本专利技术的拉丝加工用钢丝进行作为最终拉丝加工的湿式的拉丝加工，能够得到抗拉强度例如为4200MPa以上、扭转特性优异的钢丝。用于解决问题的手段本专利技术的专利技术者们为了解决上述问题，而且得到能够稳定制造的拉丝加工性优异的拉丝加工用钢丝，对于拉丝加工用钢丝的化学组成和显微组织对最终湿式拉丝加工后的极细钢丝的抗拉强度和扭转特性产生的影响反复进行了调查和研究。其结果，发现了下述(a)～(d)的见解。其中，“最终湿式拉丝加工后的极细钢丝”有时简称为“拉丝加工后的钢丝”。(a)通过Cr的含有、或者Si含量、Mn含量的增加，拉丝加工后的钢丝发生高强度化。然而，伴随高强度化，容易发生扭转试验中的脱层。(b)通过Cr的含有、或者Si含量、Mn含量的增加，珠光体中的渗碳体的长度变短。特别是长度为0.5μm以下的接近粒状的形状的渗碳体具有增加的倾向。这样，珠光体中的渗碳体的长度变短，特别是如果长度为0.5μm以下的接近粒状的形状的渗碳体增加，则容易产生拉丝加工后的钢丝的扭转试验中的脱层。(c)只是，即使增加Cr等合金元素的含量，通过钢丝韧化处理时的铅浴、或者流动层的温度和浸渍时间的控制，也能够控制珠光体相变温度。如果提高珠光体相变温度，则珠光体中的渗碳体不太会变短，长度为0.5μm以下的接近粒状的形状的渗碳体也不太增加。因此，难以发生拉丝加工后的钢丝的扭转试验中的脱层。(d)另一方面，如果提高珠光体相变温度，则珠光体的片间距离增大，拉丝加工用钢丝的抗拉强度降低。因此，为了兼顾拉丝加工后的钢丝的高强度化和扭转特性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉丝加工用钢丝，其特征在于，作为化学成分，以质量％计含有：C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、Cr：0.2％～0.6％，限制为：Al：0.002％以下、N：0.007％以下、P：0.02％以下、S：0.01％以下，含有选自Mo：0％～0.20％、B：0％～0.0030％中1种以上，剩余部分为Fe和杂质；组织包含珠光体，所述珠光体的体积率为95％以上；所述珠光体的平均片间距离为50nm～75nm；所述珠光体中的渗碳体的平均长度为2.0μm～5.0μm；所述珠光体中的所述渗碳体中的长度为0.5μm以下的渗碳体的个数的比例为20％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.15 JP 2014-1653451.一种拉丝加工用钢丝，其特征在于，作为化学成分，以质量％计含有：C：0.9％～1.2％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.2％～1.0％、Cr：0.2％～0.6％，限制为：Al：0.002％以下、N：0.007％以下、P：0.02％以下、S：0.01％以下，含有选自Mo：0％～0.20％、B：0％～0.0030％中1种...

【专利技术属性】
技术研发人员：大藤善弘，儿玉顺一，坂本昌，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP