(57)【要約】【課題】表面にブラスめっき層を有する金属線材の当該ブラスめっき層の剥離を抑制しつつ、表層部に充分な圧縮応力を残留することができるショットピーニング処理を行う金属素線の製造方法を提供する。【解決手段】ショットピーニング処理を、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒とを用いて行い、かつ、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の数量をＮｈ、粒径をＤｈ（ｍｍ）とし、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の数量をＮｓと粒径をＤｓ（ｍｍ）とするとき、数量比Ｎｓ／Ｎｈが次式：Ｎｓ／Ｎｈ≧１．３×（Ｄｈ２／Ｄｓ２）の関係を満たすようにする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラスめっき層を表面に有する金属線材に、ショットピーニング処理を行う金属素線の製造方法において、
前記ショットピーニング処理を、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒とを用いて行い、かつ、
（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の数量をＮｈ、粒径をＤｈ（ｍｍ）とし、
（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の数量をＮｓ、粒径をＤｓ（ｍｍ）とするとき、数量比Ｎｓ／Ｎｈが次式
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．３×（Ｄｈ２／Ｄｓ２）
の関係を満たすことを特徴とする金属素線の製造方法。
【請求項２】
前記（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒と、を含む混合ショット粒を用いてショットピーニング処理を行う請求項１記載の金属素線の製造方法。
【請求項３】
更に、次式
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．０
の関係を満たす請求項１又は２記載の金属素線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属素線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ等のゴム物品の補強のために、金属素線の複数本を束ね又は撚り合せたコードが用いられている。このようなゴム物品の補強に用いられる金属素線は、ゴム物品との接着性を高めるために、表面にめっき処理によるブラスめっき層を有している。
【０００３】
近年、ゴム物品の補強に用いられる金属素線の耐疲労性を向上させるために、金属素線の表層部に圧縮応力を残留させることが提案されている。金属素線の表層部に圧縮残留応力を付与するための具体的手段としては、ショットピーニングが考えられる。特許文献１には、スキンパス伸線と組み合わせたショットピーニング処理について、ショット粒径２００μｍ以下、ショット粒のＨｖ硬度５００以上、空気噴射圧×ショットピーニング処理時間２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２・秒の条件でショットピーニング処理を行うことが記載されている。また、特許文献２では、Ｃｕ含有量が４０〜８０％のブラス合金系のショット球を用いてショットピーニング処理を行うことが記載されている。特許文献２の方法では、ブラスめっきの主成分からなるショット球を用いてショットピーニング処理を行っていることから、ショットピーニング処理によりブラスめっきの剥離が生じても、ショット球のブラス金属層成分をその箇所に付着させることにより、結果として剥離箇所のない健全なブラスめっきを維持することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３０８７０７号公報
【特許文献２】特開平７−２１４４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のショットピーニング処理は、Ｈｖ５００以上の硬いショット粒を用いていることから、スキンパス伸線によりショットピーニング処理の強度を低減させたとしても、金属素線の表面に形成されているブラスめっき層が、ショットピーニングの処理中に剥離するおそれがあり、金属素線の接着性低下が懸念される。また、特許文献２に記載のショットピーニング処理は、ブラスめっきの主成分からなるショット球の硬度が高くないため、金属素線の表層部に充分な圧縮応力を残留させることが難しかった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するものであり、表面にブラスめっき層を有する金属線材の当該ブラスめっき層の剥離を抑制しつつ、表層部に充分な圧縮応力を残留することができるショットピーニング処理を行う金属素線の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属素線の製造方法は、ブラスめっき層を表面に有する金属線材に、ショットピーニング処理を行う金属素線の製造方法において、
前記ショットピーニング処理を、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒とを用いて行い、かつ、
（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の数量をＮｈ、粒径をＤｈ（ｍｍ）とし、
（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の数量をＮｓ、粒径をＤｓ（ｍｍ）とするとき、数量比Ｎｓ／Ｎｈが次式
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．３×（Ｄｈ２／Ｄｓ２）
の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
本発明の金属素線の製造方法においては、前記（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒と、を含む混合ショット粒を用いてショットピーニング処理を行うことが好ましい。また、本発明の金属素線の製造方法においては、更に、次式
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．０
の関係を満たすことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｈｖ硬度が５００以上の硬いショット粒と、Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒とについての所定の数量比の関係を満たしてショットピーニング処理を行うことから、ブラスめっきされた金属線材の当該ブラスめっき層の剥離を抑制しつつ、表層部に充分な圧縮応力を残留させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の金属素線の製造方法を、より具体的に説明する。
本発明の金属素線の製造方法において、ショットピーニング処理を行う金属線材は、表面にブラスめっき層を有するものである。ショットピーニング処理を行う前の製造工程については、特に限定されず、ゴム物品を補強するために用いられる金属素線の製造方法によって表面にブラスめっき層を有する金属線材を得ることができる。かかる金属線材の代表的な製造工程では、高炭素鋼線材に伸線とこれに引き続く熱処理とを一回又は複数回行い、この熱処理のうちの最終熱処理によって均一で微細なパーライト組織を得た後、ブラスめっき処理工程を行って表面にブラスめっき層を形成させてから、湿式の最終伸線を行う。
【００１１】
ショットピーニング処理は、上記の表面にブラスめっき層を有する金属線材を連続的に移動させつつ、その金属線材に対して複数の向きからショット粒を投射することによって行う。本発明の金属素線の製造方法は、ショットピーニング処理を、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒とを用いて行うことを要件の一つとしている。（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒をショットピーニングに用いることにより、ブラスめっきを施した金属線材の表層部に、充分な圧縮残留応力を付与することができる。また、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒をショットピーニングに用いることにより、上記（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒によってブラスめっきを施した金属線材のめっきが剥離した場合であっても、この剥離した部分に（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒のブラス成分がその剥離箇所に付着するため、結果としてブラスめっきの剥離がないのと同じ表面状態を維持することができる。
【００１２】
したがって、本発明の金属素線の製造方法は、表面にブラスめっき層を有する金属線材の当該ブラスめっき層の剥離を抑制しつつ、表層部に充分な圧縮応力を残留することができる。また、本発明の金属素線の製造方法は、ショットピーニング処理の効果により素線の表面に凹凸を生じさせ、これによりゴムとの接着性を向上させることができ、また、金属素線の複数本を束ねて又は撚線として金属コードとしたときに、素線間へのゴムの浸透を容易にすることができる。
【００１３】
（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒は、硬度が高い材料、例えば超硬合金や鋼よりなるショット粒を用いることができる。（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の粒径は、線径が０．２ｍｍ程度の金属線材にショットピーニングを行って表面層に圧縮応力を残留させることが可能な粒径であればよい。一般的には粒径は、２００μｍ以下が好ましい。なお、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の粒径は、後述する（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の粒径との関係で、所定の式を満たすことが必要である。
【００１４】
（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒は、少なくとも表面がＣｕとＺｎとの合金よりなる。ブラス合金は、Ｃｕ及びＺｎ以外の金属成分を含有することを排除しない。ブラス合金のＣｕ含有量は、３０〜８５質量％の範囲である。この範囲のブラス合金のショット粒は、ショット粒のブラス成分が金線線材の表面に付着したときに、付着した部分の周囲のブラスめっきと同じ又は近似するＣｕ含有量であるために好ましい。
【００１５】
（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒は、芯部を別の材料とし、芯部の外側をブラス合金とした多層構造のショット粒であってもよい。もっとも、多層構造のショット粒は、一つの粒全体がブラス合金であるショット粒に比べて製造コストが高い。したがって、通常は、一つの粒全体がブラス合金であるショット粒を用いればよい。
【００１６】
（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の粒径は、線径が０．２ｍｍ程度の金属線材にショットピーニングを行ってショット粒のブラス成分を表面に付着させることか可能な粒径であればよい。一般的には粒径は、２００μｍ以下が好ましい。なお、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の粒径は、前述した（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の粒径との関係で、所定の式を満たすことが必要である。
【００１７】
上述した（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒と、を用いたショットピーニング処理は、最初に（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒を用いたショットピーニング処理を行い、次いで（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒を用いたショットピーニング処理を行う二段法でもよいが、好ましくは、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒と、を含む混合ショット粒によりショットピーニング処理を行う一段法のほうが、処理時間が短く、処理コストも低いために好ましい。
【００１８】
（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒と、を含む混合ショット粒は、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒及び（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒以外の、他のショット粒が含まれることを排除しない。
【００１９】
本発明の金属素線の製造方法は、上記した二段法の場合であっても、一段法の場合であっても、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の数量Ｎｈと、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の数量Ｎｓとは、当該（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒の粒径をＤｈ、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒の粒径をＤｓとしたとき、数量比／Ｎｈは、次式：
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．３×（Ｄｈ２／Ｄｓ２）
の関係を満たすことを要件の一つとしている。
【００２０】
上記した二種類のショット粒を用いてショットピーニングを行う際に、数量比を適切に調整して、上記式の関係を満たすことにより、（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒による圧縮残留応力の付与と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒による、ブラス成分の剥離箇所への付着とを高レベルで両立させることができる。
【００２１】
数量比を適切に定めるには、ショット粒が、ブラスめっき層を有する金属線材に衝突する際の接触面積を考慮する必要がある。この接触面積は粒径の二乗に比例するから、上記した二種類のショット粒の最適な数量比は、本発明者の検討により、次式：
（Ｄｓ２・Ｎｓ）／（Ｄｈ２・Ｎｈ）≧１．３
を満たす必要があることが判明した。上式を数量比Ｎｓ／Ｎｈで整理すると、
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．３×（Ｄｈ２／Ｄｓ２）
の関係を満たすことが必要である。
【００２２】
数量比Ｎｓ／Ｎｈは、更に、次式
Ｎｓ／Ｎｈ≧１．０
の関係を満たすことが、好ましい。Ｎｓ／Ｎｈが１．０以上であることにより、ゴムとの接着性を向上させることができる。
【実施例】
【００２３】
（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒とについて、種々の粒径になるものを用意した。これら２種類のショット粒を表１に示す所定の数量比となるように混合して混合ショット粒とした。この混合ショット粒を用いて、めっき処理が施された高炭素鋼鋼線（Ｃ量：０．８２質量％、線径：０．２４ｍｍ）に対してショットピーニング処理を行った。また、表１には、従来例１〜３として、ショットピーニング処理を行わなかった例（従来例１）、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒のみでショットピーニング処理を行った例（従来例２）及び（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒のみでショットピーニング処理を行った例（従来例３）についても記載した。また、本発明の数量比の関係式を満たさない比較例１〜４についてショットピーニング処理を行い、表２に示した。
【００２４】
ショットピーニング処理後の高炭素鋼鋼線について、圧縮残留応力及び接着性について調べた結果を表１及び表２に併記する。なお、圧縮残留応力は、ＪＩＳ  Ｂ２７１１に準拠してＸ線応力測定法によって求めた。また、接着性は、ＪＩＳのゴム接着試験法に準拠してコードの引き抜き力によって評価した。表１及び表２において残留圧縮応力及び接着性は、従来例１を１００としたときの指数で表している。
【００２５】
【表１】
2015131378.tif 000002
【００２６】
【表２】
2015131378.tif 000003
【００２７】
表１から分かるように（Ａ）Ｈｖ硬度が５００以上のショット粒と、（Ｂ）Ｃｕ含有量が３０〜８５質量％のブラス合金のショット粒との数量比を、本発明に従ってＮｓ／Ｎｈ≧１．３×（Ｄｈ２／Ｄｓ２）の関係式を満たした実施例１〜４は、従来例１に比べて圧縮残留応力が高く、接着性も優れていた。なかでも実施例１〜３は、Ｎｓ／Ｎｈ≧１．０の関係式を満たすことから、接着性に優れていた。
【００２８】
以上、本発明の金属素線の製造方法を、実施例に基づいて説明したが、本発明の金属素線の製造方法は、実施例に示されたものに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、幾多の変形が可能である。