專利名稱：鋼絲的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼絲的制造方法(以下也簡稱為“制造方法”)，具體地說，涉及一種能夠減少制造鋼絲所需的能量的鋼絲的制造方法。
背景技術(shù)：
作為以輪胎為首的橡膠制品等的加強材料，使用有由加捻的鋼絲線材等構(gòu)成的鋼
絲簾線。以往，利用以下工序制造使用于該鋼絲線材的高碳鋼絲。該高碳鋼絲以通過斯泰爾摩(stelmor)處理而成的珠光體組織的直徑約5. 5mm的高碳鋼線材為原材料。此外，作為預(yù)拉絲工序，對原材料實施拉絲加工，得到直徑大于最終直徑的中間線材。該預(yù)拉絲加工一般適用干式拉絲，有時也適用包括熱處理的2個工序的拉絲加工。而且，作為熱處理工序，對中間線材實施鉛浴淬火(patenting)熱處理，得到具有微細珠光體組織的熱處理后線材，在制造用于加強橡膠制品的線材時，接著熱處理實施鍍銅處理。而且，作為最終拉絲工序，對熱處理后線材實施拉絲加工，得到具有希望的最終直徑和希望的拉伸強度的鋼絲。該最終拉絲工序一般適用濕式拉絲法。此外，利用上述工序制造的鋼絲的拉伸強度受到原材料的組成(主要是碳含量) 和最終拉絲工序下的拉絲加工量的較大影響。即，碳含量越多，或最終拉絲工序下的拉絲加工量越大，則鋼絲的拉伸強度越高。例如，一般在制造鋼絲簾線用線材時使用的原材料的碳含量為0.80質(zhì)量％ 0.86質(zhì)量％ (以下，稱其為“80C材”)。當(dāng)使用該原材料制造直徑為0.23mm且拉伸強度約為3200MPa的鋼絲時，滿足用下式ε f = 21n(D0/Df)(式中，Df表示利用最終拉絲工序得到的鋼絲的最終直徑，DO表示最終拉絲工序前的熱處理后線材的直徑，In為自然對數(shù))表示的關(guān)系的、最終拉絲工序下的拉絲加工量 ε f約為3. 2。對于這種一般的技術(shù)，要求用于實現(xiàn)更高強度的技術(shù)、用于降低制造成本的技術(shù)。因此，在專利文獻1 4中公開了如下技術(shù)使用80C材并改進最終拉絲條件而增加最終拉絲加工量，從而使拉伸強度提高。此外，在專利文獻5、6中公開了如下技術(shù)使用增加了碳含量的原材料并調(diào)整制作中間線材的預(yù)拉絲工序的拉絲加工量，從而使拉伸強度提高。而且，在專利文獻7中公開了如下技術(shù)使用增加了碳含量的原材料并添加Cr等合金元素，從而使拉伸強度提高。而且，在專利文獻8、9中公開了如下技術(shù)使用碳含量小于80C材的原材料并增加最終拉絲加工量，從而制造出拉伸強度與適用了 80C材的情況相同的鋼絲。專利文獻專利文獻1 日本特開平8-1321 號公報(權(quán)利要求書等)
專利文獻2
專利文獻3
專利文獻4
專利文獻5
專利文獻6
專利文獻7
專利文獻8
專利文獻9
日本特開平8-218282號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開平10-325089號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開平11-M1280號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開平6-136453號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開2007-111767號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開2008-69409號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開平8460096號公報(權(quán)利要求書等) 日本特開平8-325964號公報(權(quán)利要求書等)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在專利文獻1 7所記載的技術(shù)中，在被要求降低環(huán)境負載的情況下，沒有考慮制造所需的能量。此外，在專利文獻8、9所記載的技術(shù)中，雖然能夠降低原材料的成本，但由于需要增加最終拉絲加工量而沒能降低加工所需的能量，被要求能夠以更少的加工能量制造鋼絲的鋼絲的制造方法。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種制造方法，其能夠解決上述以往技術(shù)中的問題， 而能夠以較少的加工能量制造出具有良好的拉伸強度的鋼絲。具體地說，提供一種能夠以較少的加工能量制造出拉伸強度與通過使用了 80C材的以往一般的制造方法所得到的鋼絲相同的鋼絲的制造方法。用于解決問題的方案本發(fā)明人為了解決上述問題而進行了深入研究，結(jié)果得出以下結(jié)論。S卩，通常，在最終拉絲加工中采用濕式滑移(slip)拉絲方式，但濕式拉絲加工的拉絲方式是在潤滑液中利用絞盤拉出線絲的方式。在這里，若考慮生產(chǎn)、設(shè)備上的效率，則優(yōu)選的是利用1臺拉絲機同時進行20級左右的連續(xù)拉絲，并利用1臺馬達驅(qū)動各級絞盤。但是，在拉絲機的構(gòu)造上，需要在絞盤和線絲之間存在速度差即滑移，該滑移成為制造電力的損失。另一方面，由于在預(yù)拉絲加工中所使用的干式拉絲機是對每1級絞盤利用1臺馬達來控制速度的方式， 因此得出不會產(chǎn)生滑移而制造電力的損失較少的結(jié)論。此外，在最終濕式拉絲中，拉模界面由于與線絲表面的鍍層成為金屬接觸(metal touch)的極壓潤滑狀態(tài)，因此摩擦系數(shù)較大。另一方面，在干式拉絲中，粉末狀的潤滑劑進入拉模界面，潤滑劑溶化而成為流體潤滑狀態(tài)，可認為摩擦系數(shù)較小。因此，可認為濕式拉絲與干式拉絲相比較消耗電力較大。因此，本發(fā)明人根據(jù)該結(jié)論進一步進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整最終拉絲工序下的拉絲加工量ε f能夠以較少的加工能量制造出具有良好的拉伸強度的鋼絲，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的鋼絲的制造方法包括預(yù)拉絲工序，對含有0. 90質(zhì)量％ 1. 20質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材；熱處理工序，對上述中間線材實施鉛浴淬火熱處理而得到熱處理后線材；以及最終拉絲工序，對上述熱處理后線材實施拉絲加工而得到鋼絲；其特征在于，滿足用下式ε f = 21n(D0/Df)(式中，Df表示在最終拉絲工序中得到的鋼絲的最終直徑，DO表示最終拉絲工序
4前的熱處理后線材的直徑，In為自然對數(shù))表示的關(guān)系的、最終拉絲工序下的拉絲加工量 ε f 為 2. 50 3. 10。此外，在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，優(yōu)選的是，上述高碳鋼線材的金屬組織為珠光體，還優(yōu)選的是，在上述最終拉絲工序中得到的鋼絲的直徑為0. 05mm 0. 50mm,而且， 在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，優(yōu)選的是，在上述最終拉絲工序中得到的鋼絲的拉伸強度 TSf、上述熱處理后線材的拉伸強度TS及上述ε f滿足用下式TSXeXp(0. 24X ε f)彡 TSf 彡 TSXeXp(0. 30X ε f)表示的關(guān)系，更優(yōu)選的是，TSf為2700MPa 3300MPa。此外，在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，優(yōu)選的是，對含有0. 90質(zhì)量％ 1. 05質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材，上述ε f為2. 70 3. 05，上述TSf 為 2700MPa 3200MPa。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠以較少的加工能量制造出具有良好的拉伸強度的鋼絲的制造方法。
具體實施例方式以下，具體說明本發(fā)明的實施方式。本發(fā)明的鋼絲的制造方法包括對高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材的預(yù)拉絲工序、對該中間線材實施鉛浴淬火熱處理而得到熱處理后線材的熱處理工序、以及對該熱處理后線材實施拉絲加工而得到鋼絲的最終拉絲工序。此外，本發(fā)明的鋼絲的制造方法是以含有0.90質(zhì)量％ 1.20質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材為原材料，也可以使用在該高碳鋼線材中添加了 Cr、附、V等合金元素的原材料。在高碳鋼線材中含有的碳的量小于0. 90質(zhì)量％的情況下，與適用一般的80C材的情況相比， 最終拉絲工序下的所需加工量較大而不能設(shè)定得較小，因此節(jié)能效果較小。另一方面，若超過1.20質(zhì)量％，則在熱處理工序中難以得到均勻的金屬組織，熱處理后線材的拉絲可加工性變差。而且，關(guān)于本發(fā)明的鋼絲的制造方法，滿足用下式ε f = 21n(D0/Df)(式中，Df表示利用最終拉絲工序得到的鋼絲的最終直徑，DO表示最終拉絲工序前的熱處理后線材的直徑，In為自然對數(shù))表示的關(guān)系的、最終拉絲工序下的拉絲加工量 ε f為2. 50 3. 10，優(yōu)選的是2. 60 3. 00。在拉絲加工量ε f小于2. 50的情況下，作為橡膠加強用、繩索(rope)用線材難以得到希望的拉伸強度。另一方面，若拉絲加工量大于3. 10，則最終拉絲所需的能量變大，因此難以得到節(jié)能效果。在制造鋼絲所消耗的能量中，最終拉絲工序所需的電力所占的比例較大。因此，通過調(diào)整最終拉絲工序下的拉絲加工量ε f，能夠利用較小的加工能量制造出具有良好的拉伸強度的鋼絲。此外，通過使用碳含量比80C材高的原材料，能夠減小為了得到與以往制品相同的拉伸強度而在最終拉絲工序中所需的拉絲加工量，從而能夠降低制造所需的能量。 而且，減小最終拉絲加工量也有利于提高鋼絲的韌性，還能期待斷線減少所帶來的可生產(chǎn)性的提高、鋼絲品質(zhì)的提高這樣的附加效果。
在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，優(yōu)選的是，高碳鋼線材的金屬組織為珠光體。這是因為，珠光體鋼的加工硬化率大于馬氏體鋼。在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，優(yōu)選的是，在最終拉絲工序中所得的鋼絲的直徑為0. 05mm 0. 50mm。該范圍是作為橡膠加強用、繩索用線材優(yōu)選的直徑范圍，能夠以較少的加工能量制造出具有良好的拉伸強度的鋼絲。此外，在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，在珠光體鋼的情況下，優(yōu)選的是在最終拉絲工序中得到的鋼絲的拉伸強度TSf、熱處理后線材的拉伸強度TS及ε f滿足下式TSXeXp(0. 24X ε f)彡 TSf 彡 TSXeXp(0. 30X ε f)表示的關(guān)系，更優(yōu)選的是TSf為2700MPa 3300MPa。這是因為，在鋼絲的拉伸強度小于2700MPa的情況下，作為橡膠加強用、繩索用線材有可能會強度不足，另一方面，若鋼絲的拉伸強度大于3300MPa，則即使增加碳含量也需要將最終拉絲工序下的加工量設(shè)定得較大，因此節(jié)能效果可能會較小。而且，在本發(fā)明的鋼絲的制造方法中，優(yōu)選的是，對含有0. 90質(zhì)量％ 1. 05質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材，設(shè)定拉絲加工量ε f為2. 70 3. 05，設(shè)定在最終拉絲工序中得到的鋼絲的拉伸強度為2700MPa 3200MPa。由此，能夠以更少的加工能量制造出具有良好的拉絲強度的鋼絲。此外，通過將高碳鋼線材中含有的碳的量的上限設(shè)定為1. 05，易于在熱處理工序中得到均勻的金屬組織。在本發(fā)明中，只有高碳鋼線材中的碳含量、拉絲加工量ε f、在最終拉絲工序中得到的鋼絲的拉伸強度比較重要，關(guān)于除此以外的各工序中的處理方法、處理條件等，可根據(jù)希望，按照常規(guī)方法適宜地進行，并沒有特別的限制。此外，本發(fā)明的鋼絲的制造方法可以使用于用于加強橡膠制品的鋼絲簾線的線材、鋼索的線材的制造等。實施例以下，列舉實施例來更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于下述實施例中的任意
“"者 ο(實施例1)對直徑為5. 5mm且含有1. 02質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材(102C材)實施拉絲加工而制作出中間線材(預(yù)拉絲工序)。在預(yù)拉絲工序中未加入中間熱處理。對得到的中間線材實施鉛浴淬火熱處理而制作出熱處理后線材(熱處理工序、熱處理鍍層)。對該熱處理后線材實施拉絲加工(最終拉絲工序)，從而得到直徑為0. 19mm、拉伸強度TSf為3000MPa的實施例1的鋼絲。另外，使用的高碳鋼線材的金屬組織是大致均勻的珠光體組織。在下表1中示出上述實施例1的制造條件，并且示出中間線材直徑(mm)、預(yù)拉絲工序下的拉絲加工量ε、熱處理后線材的拉伸強度(TS、單位MPa)、在最終拉絲工序中得到的鋼絲的最終直徑(mm)、最終拉絲工序下的拉絲加工量ε f以及在最終拉絲工序中得到的鋼絲的拉伸強度(TSf、單位MPa)。此外，在表1中示出所使用的原材料的碳含量(質(zhì)量％)、 直徑(mm)及材料的簡稱。另外，利用下式ε = 21n(Dl/D2)(式中，Dl表示預(yù)拉絲工序之前的線材的直徑，D2表示在預(yù)拉絲工序中得到的中間線材的直徑，In為自然對數(shù))來表示拉絲加工量ε。
(實施例2)除了下表1中示出的制造條件以外，與實施例1相同，從而得到直徑為0. 19mm、TSf 為3000MPa的實施例2的鋼絲。(以往例)除了下表1中示出的制造條件以外，與實施例1相同，從而得到直徑為0. 19mm、TSf 為3000MPa的以往例的鋼絲。(比較例1)除了下表1中示出的制造條件以外，與實施例1相同，從而得到直徑為0. 19mm、TSf 為3000MPa的比較例1的鋼絲。(比較例2)使用以往例中示出的制造條件，加工90C材，從而得到直徑為0. 19mm、TSf為 3350MPa的比較例2的鋼絲。(比較例3)除了下表1中示出的制造條件以外，與實施例1相同，從而得到直徑為0. 19mm、TSf 為3000MPa的比較例3的鋼絲。(表 1)
權(quán)利要求
1.一種鋼絲的制造方法，包括預(yù)拉絲工序，對含有0.90質(zhì)量％ 1.20質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材；熱處理工序，對上述中間線材實施鉛浴淬火熱處理而得到熱處理后線材；以及最終拉絲工序，對上述熱處理后線材實施拉絲加工而得到鋼絲；其特征在于，滿足用下式ε f = 21n(D0/Df)(式中，Df表示在最終拉絲工序中得到的鋼絲的最終直徑，DO表示最終拉絲工序前的熱處理后線材的直徑，In為自然對數(shù))表示的關(guān)系的、最終拉絲工序下的拉絲加工量ε f為 2. 50 3. 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲的制造方法，其特征在于，上述高碳鋼線材的金屬組織為珠光體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲的制造方法，其特征在于，在上述最終拉絲工序中得到的鋼絲的直徑為0. 05mm 0. 50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼絲的制造方法，其特征在于，在上述最終拉絲工序中得到的鋼絲的拉伸強度TSf、上述熱處理后線材的拉伸強度TS 及上述εf滿足用下式TSXeXp(0. 24X ε f)彡 TSf 彡 TSXeXp(0. 30X ε f)表示的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼絲的制造方法，其特征在于，上述 TSf 為 2700MPa 3300MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的鋼絲的制造方法，其特征在于，對含有0. 90質(zhì)量％ 1. 05質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材， 上述 ε f 為 2. 70 3. 05，上述 TSf 為 2700MPa 3200MPa。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼絲的制造方法，其能夠以較少的加工能量制造出具有良好的拉伸強度的鋼絲。鋼絲的制造方法包括預(yù)拉絲工序，對含有0.90質(zhì)量％～1.20質(zhì)量％的碳的高碳鋼線材實施拉絲加工而得到中間線材；熱處理工序，對上述中間線材實施鉛浴淬火熱處理而得到熱處理后線材；以及最終拉絲工序，對上述熱處理后線材實施拉絲加工而得到鋼絲；其中，滿足用下式εf＝2ln(D0/Df)(式中，Df表示在最終拉絲工序中得到的鋼絲的最終直徑，D0表示最終拉絲工序前的熱處理后線材的直徑，ln為自然對數(shù))表示的關(guān)系的、最終拉絲工序下的拉絲加工量εf為2.50～3.10。
文檔編號D07B1/06GK102341194SQ20108001048
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者阿部泰之 申請人:株式會社普利司通