(57)【要約】線径Ｒが３．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であり、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物であり、表層部と中心部とを有し、表層部の厚さは、５０μｍ以上０．２０×Ｒ以下であり、中心部は、パーライト組織を面積％で９５％以上１００％以下の割合で含有しており、表層部のＣ含有量は、中心部におけるＣ含有量の４０％以上９５％以下であり、表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が９５％以下であり、仕上伸線工程の後においても、高強度性、加工性を有し、デラミネーション現象に起因する割れ等を防止しうるスチールコード用線材である。
2015163407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線径Ｒが３．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であり；
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物であり；
表層部と中心部とを有し、前記表層部は前記中心部を覆い；
前記表層部の厚さは、５０μｍ以上０．２０×Ｒ以下であり；
前記中心部は、パーライト組織を面積％で９５％以上１００％以下の割合で含有しており；
前記表層部のＣ含有量は、前記中心部におけるＣ含有量の４０％以上９５％以下であり；
前記表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの前記中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が９５％以下である；
ことを特徴とする高強度スチールコード用線材。
【請求項２】
前記成分組成が更に、質量％で、Ｔｉ：０％超０．１０００％以下、Ｃｒ：０％超０．５０００％以下、Ｃｏ：０％超０．５０００％以下、Ｖ：０％超０．５０００％以下、Ｃｕ：０％超０．２０００％以下、Ｎｂ：０％超０．１０００％以下、Ｍｏ：０％超０．２０００％以下、Ｗ：０％超０．２００％以下、Ｂ：０％超０．００３０％以下、ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下、Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下のうちの１種あるいは２種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の高強度スチールコード用線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用タイヤ、高圧ゴムホース、コンベアベルト等のゴム製品の補強材として用いられる高強度スチールコード用線材に関するものである。
本願は、２０１４年４月２４日に、日本国に出願された特願２０１４−０９０６０１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用タイヤ等のゴム製品においては、補強材として、レーヨン、ナイロン、ポリエステル等の化学繊維や、線材から製造されるスチールコードが用いられている。これらの補強材は、自動車用タイヤの骨格の役割を果たすものであり、この自動車用タイヤを装着した車両の燃費、高速耐久性、操縦安定性に大きな影響を与える。近年では、これらの特性を向上させる観点から、補強材としてスチールコードの使用割合が増加している。【０００３】
ここで、スチールコードは、例えば特許文献６、７に開示されているように、複数の鋼素線（以下、「フィラメント」という。）を撚り合わせた撚り線構造とされたものが広く提案されている。
このようなフィラメントを用いたスチールコードは、次のような工程を経て製造される。
まず、線径３．５〜８.０ｍｍの線材に対して乾式伸線を行って、線径１．０〜４．０ｍｍ程度の鋼線とし、鋼線にパテンティング処理と呼ばれる熱処理を実施して鋼線を軟化させる。
次に、軟化した鋼線の表面にゴムとスチールコードとの密着性を確保するためにブラスめっきを形成し、さらに、湿式伸線（仕上伸線）を行って、線径０．１５〜０．３５ｍｍのフィラメントを形成する。
このようにして得られたフィラメントを撚り線加工することによって、撚り線構造のスチールコードが製造される。【０００４】
近年では、環境負荷低減の観点から、自動車の低燃費化を推進するために自動車用タイヤの軽量化が進められており、スチールコードに対して、高強度化が要求されている。そのため、材料となるスチールコード用の線材にも、高強度化が要求されている。
高強度のスチールコードを形成するためには、パテンティング処理後に高強度化する必要があり、Ｃ含有量を増加させるなどの成分調整により高強度化を図っている。
しかしながら、Ｃ含有量を増加させるだけの成分調整だけの高強度化では、パテンティング後の伸線加工時の延性が不足して加工性が低下する。そのため、湿式伸線（仕上伸線）加工及び撚り線加工において、割れ等の欠陥が発生する。【０００５】
特許文献１は、スチールコード等の用途に好適な、伸線加工性に優れ、真歪量で２．６０を超えて伸線加工しても断線を生ずることがない高炭素鋼線材を廉価に提供することを目的として、鋼線材の横断面において、外周から前記鋼線材の半径の １／５０の深さの位置までの領域におけるＣ含有量の平均値が線材のＣ含有量に対して０．６〜０．９×Ｃ％である線材を開示している。【０００６】
特許文献２は、運搬時の取り扱いなどによって生じる疵を起因とする断線が起こりにくい線材を提供することを目的として、直径４．０ｍｍから１６ｍｍの直接パテンティング線材において、その表層から３００μｍの層の炭素量が全断面での平均炭素量の０．９７倍以下であって、上記層内の平均のラメラ間隔が９５ｎｍ以上となる表層に擦過マルテンサイトの生成しにくい層とした高強度の直接パテンティング線材を開示している。【０００７】
特許文献３は、スチールコード等の製造素材として好適な冷間加工性に優れた線材を提供することを目的として、線材を、パ−ライトブロックの大きさを鋼のオ−ステナイト結晶粒度番号で６〜８番に、初析セメンタイトの生成量を体積率で０．２％以下に、パ−ライト中のセメンタイト厚さを２０ｎｍ以下に、そして当該セメンタイト中に含まれるＣｒの含有量を１．５％以下に調整した線材を開示している。【０００８】
特許文献４は、高炭素鋼線材の直径をＤとしたとき、高炭素鋼線材の表面から０．０５Ｄ以下の部位を表層部、表面から０．２０Ｄを超える部位を内部とし、表層部の組織の９０％以上がラメラ間隔０．１０μｍ以上の粗ラメラパーライト組織であり、かつ、内部の組織の９５％以上がラメラ間隔０．１０μｍ未満の微細パーライト組織または擬似パーライト組織である伸線加工用高炭素鋼線材を開示している。【０００９】
特許文献５は、長手方向に垂直な断面において、パーライトの面積率が９５％以上であり、残部がベイナイト、擬似パーライト、初析フェライト、初析セメンタイトの１種以上を含む非パーライト組織であり、パーライトの平均ブロック粒径が１５μｍ〜３５μｍであり、ブロック粒径が５０μｍ以上のパーライトの面積率が２０％以下であり、表面から深さ１ｍｍまでの領域において、前記パーライトにおけるラメラ間隔が１５０ｎｍ以下である領域が２０％以下である高炭素鋼線材を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特開２０００−１１９８０５号公報
【特許文献２】日本国特開２００１−１８１７９３号公報
【特許文献３】日本国特開２００４−０９１９１２号公報
【特許文献４】日本国特開２０１１−２１９８２９号公報
【特許文献５】国際公開第２０１４／２０８４９２号公報
【特許文献６】日本国特開２００５−０５４２６０号公報
【特許文献７】日本国特開２００５−０３６３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１〜特許文献５に開示された線材を用いて製造したフィラメントや特許文献６〜特許文献７に開示されたフィラメントを用いてスチールコードを製造する場合は、フィラメントにデラミネーション現象が発生するという問題がある。
デラミネーション現象とは、鋼線あるいはフィラメントに捻り変形を施したときに長手方向に裂ける縦割れが発生する現象のことであり、鋼線あるいはフィラメントの強度が高くなると発生し易い。
特に、強度を高くすると、デラミネーション現象に起因する撚り欠陥が発生し、撚り線加工を良好に行うことができなくなる。
このように、従来は、仕上伸線工程の後において、高強度でありながらも加工性を維持しつつ、デラミネーション現象に起因する割れ等を防止できるスチールコード用線材を得ることができなかった。【００１２】
本発明は、仕上伸線工程の後において、高強度でありながらも加工性を維持しつつ、デラミネーション現象に起因する割れ等を防止できるスチールコード用線材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】
【００１３】
発明者らは、鋭意研究開発の結果、次のことを見出した。すなわち、スチールコード用線材は、後述する成分組成を有し、かつ、表層部と中心部とを有し、表層部は、前記中心部に比べてＣ含有量が低く、かつラメラセメンタイトを細くすると、スチールコード用フィラメントの表層部のラメラセメンタイトが細くなり、断線の起点となるセメンタイトの割れが微細となり、中心部での強度確保しつつ表層部の延性が著しく向上する。
本発明は上記の知見に基づいてなされたものであって、その要旨は以下の通りである。【００１４】
（１）本発明の第１の態様は、高強度スチールコード用線材であって、
線径Ｒが３．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であり；
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物であり；
表層部と中心部とを有し、前記表層部は前記中心部を覆い；
前記表層部の厚さは、５０μｍ以上０．２０×Ｒ以下であり；
前記中心部は、パーライト組織を面積％で９５％以上１００％以下の割合で含有しており；
前記表層部のＣ含有量は、前記中心部におけるＣ含有量の４０％以上９５％以下であり；
前記表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの前記中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が９５％以下である。【００１５】
（２）上記（１）の態様において、
前記成分組成が更に、質量％で、Ｔｉ：０％超０．１０００％以下、Ｃｒ：０％超０．５０００％以下、Ｃｏ：０％超０．５０００％以下、Ｖ：０％超０．５０００％以下、Ｃｕ：０％超０．２０００％以下、Ｎｂ：０％超０．１０００％以下、Ｍｏ：０％超０．２０００％以下、Ｗ：０％超０．２００％以下、Ｂ：０％超０．００３０％以下、ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下、Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下のうちの１種あるいは２種以上を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記態様に係る高強度スチールコード用線材は、表層部の延性が向上しており、中心部では強度が確保されているため、高強度スチールコード用線材の引張強度が１１００ＭＰａ以上となり、高強度スチールコード用線材を線径０．１５〜０．３５ｍｍに伸線加工した後においては、デラミネーション現象の発生を抑制して撚り欠陥の発生を防止し、かつ、その引張強度が３２００ＭＰａ以上となるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の断面を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の製造方法を示すフロー図である。
【図３】伸線パーライト鋼のＣ含有量とラメラセメンタイト厚さとの関係を示す概念図である。
【図４】伸線加工ひずみと硬さとの関係を示す概念図である。
【図５】本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の断面図を用いて本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材のラメラセメンタイトの厚さを計測する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態は、以下の（Ａ）または（Ｂ）に記載する高強度スチールコード用線材である。
（Ａ）本発明の第１の態様は、高強度スチールコード用線材であって、
線径Ｒが３．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であり；
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物であり；
表層部と中心部とを有し、前記表層部は前記中心部を覆い；
前記表層部の厚さは、５０μｍ以上０．２０×Ｒ以下であり；
前記中心部は、パーライト組織を面積％で９５％以上１００％以下の割合で含有しており；
前記表層部のＣ含有量は、前記中心部におけるＣ含有量の４０％以上９５％以下であり；
前記表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの前記中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が９５％以下である。
【００１９】
（Ｂ）上記（Ａ）の態様において、
前記成分組成が更に、質量％で、Ｔｉ：０％超０．１０００％以下、Ｃｒ：０％超０．５０００％以下、Ｃｏ：０％超０．５０００％以下、Ｖ：０％超０．５０００％以下、Ｃｕ：０％超０．２０００％以下、Ｎｂ：０％超０．１０００％以下、Ｍｏ：０％超０．２０００％以下、Ｗ：０％超０．２００％以下、Ｂ：０％超０．００３０％以下、ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下、Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下のうちの１種あるいは２種以上を含んでもよい。
【００２０】
＜金属組織の特徴＞
図１を用いて、本実施形態である高強度スチールコード用線材の金属組織の特徴を説明する。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材２０は、その直径である線径（以下、「線径」と言う。）Ｒが、
３．５ｍｍ≦Ｒ≦８．０ｍｍ          …（式１）
であり、表層部２１と中心部２２とを有している。好ましくは、
４．５ｍｍ≦Ｒ≦７．０ｍｍ          …（式２）
である。
【００２１】
（表層部）
発明者らは、フィラメントを製造する過程で施される仕上伸線加工やフィラメントからスチールコードを製造する際に施される撚り線加工においては、鋼線やフィラメントの表層部が主に変形させられることから、その材料となるスチールコード用線材の表層部が良好な加工性を有することが必要であることに着目した。
図１に示すように、表層部２１は、高強度スチールコード用線材２０の外周面から厚さｔの部分である。また、表層部２１の厚さ（以下、「表層部の厚さ」と言う。）ｔは、高強度スチールコード用線材２０の線径Ｒに対して、
５０μｍ≦ｔ≦０．２０×Ｒ          …（式３）
の範囲内の領域である。好ましくは、
８０μｍ≦ｔ≦０．１５×Ｒ          …（式４）
である。
表層部２１は中心部２２に比べてＣ含有量が低く、高強度スチールコード用線材２０の中心ＯにおけるＣ含有量の４０％以上９５％以下である。
表層部の厚さｔが、線径Ｒに対して５０μｍ以上０．２×Ｒ以下である理由について説明する。
【００２２】
第１に、表層部の厚さｔが５０μｍ以上とされていると、加工性を十分に確保することができ、仕上伸線加工及び撚り線加工において、割れ等の欠陥が発生することを抑制できる。
第２に、表層部の厚さｔが０．２×Ｒ以下とされていると、スチールコードの強度を十分に確保することができる。
【００２３】
次に、外周面から深さｔ/２の位置であり、図１に点線で示す位置を表層部の厚さの中心（以下、「表層部の中心」と言う。）と定義する。
表層部の中心におけるラメラセメンタイトの厚さが、後述する中心部におけるラメラセメンタイトの厚さの９５％以下である。
ラメラセメンタイトとは、パーライト組織中の層状構造を有するセメンタイトである。
【００２４】
（中心部）
中心部２２は、高強度スチールコード用線材２０の中心Ｏを含み、表層部以外の部分である。
中心部２２のＣ含有量はほぼ一定であり、パーライト組織を面積％で９５％以上１００％以下の割合で含有する金属組織である領域である。
こうすることで、中心部２２においては、強度が十分に確保され、スチールコードの軽量化を図ることが可能となる。
【００２５】
（ラメラセメンタイトの厚さ計測）
ラメラセメンタイトの厚さは、線材の横断面をピクラールでエッチングし、パーライト組織を現出させて表層から同一深さにて、線材の断面において中心角４５°おきに８箇所を、ＦＥ−ＳＥＭにて１００００倍にて写真撮影し、観察写真の最小ラメラ間隔部にて、２μｍの線分と垂直に交差するラメラセメンタイトから各視野でのラメラセメンタイトの厚さを求め、８箇所での平均値とした。
また、こうして求めた表層部におけるラメラセメンタイトの厚さの、フィラメントの中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合（％）を求めた。
【００２６】
以下、計測点について図５を用いて説明する。
図５は、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の断面図を用いて本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材のラメラセメンタイトの厚さ計測方法を説明する図である。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材２０の断面図において、その中心から放射状に、中心角４５°おきに８本の点線が引かれており、８個の黒丸２６が中心部の計測点であり、８個の白丸２５が表層部の計測点である。
表層部のラメラセメンタイトの厚さの平均値をｄｓとし、中心部のラメラセメンタイトの厚さの平均値をｄｉとすると、中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの割合ｐは、
ｐ＝（ｄｓ／ｄｉ）×１００  （％）          …（式５）
として求められる。
ｐが９５％以下で、その下限は５０％、望ましくは６０％であることが、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の特徴である。
【００２７】
（作用効果）
本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材は、表層部の延性が向上しており、中心部では強度が確保されており、この線材を用いてフィラメントを製造する過程で施される仕上伸線加工やフィラメントからスチールコードを製造する際に施される撚り線加工において、優れた加工性を有するという顕著な効果を奏する。
【００２８】
＜成分組成＞
成分組成は、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物である。
【００２９】
前記成分組成が更に、質量％で、Ｔｉ：０％超０．１０００％以下、Ｃｒ：０％超０．５０００％以下、Ｃｏ：０％超０．５０００％以下、Ｖ：０％超０．５０００％以下、Ｃｕ：０％超０．２０００％以下、Ｎｂ：０％超０．１０００％以下、Ｍｏ：０％超０．２０００％以下、Ｗ：０％超０．２００％以下、Ｂ：０％超０．００３０％以下、ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下、Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下のうちの１種あるいは２種以上を含んでもよい。
以下、成分組成について詳細に説明する。以下、質量％で記載する。
【００３０】
（Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下）
Ｃは、鋼の強度を向上させる元素である。共析組織であるパーライト組織を得るためには、Ｃ含有量を０．８％近傍とすることが好ましい。ここで、Ｃ含有量が０．７０％未満では、亜共析となり、非パーライト組織が多く存在することになる。一方、Ｃ含有量が１．２０％を超えると、初析セメンタイトが析出し、線材およびこの線材から製造された鋼線ならびにフィラメントの加工性が低下するおそれがある。このため、Ｃ含有量を、０．７０％以上１．２０％以下の範囲内に設定した。
【００３１】
（Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下）
Ｓｉは、鋼の脱酸に有効な元素であり、フェライト中に固溶して強度を向上させる作用を有する元素である。ここで、Ｓｉ含有量が０．１５％未満では、上述した作用効果を十分に奏することができないおそれがある。一方、Ｓｉ含有量が０．６０％を超えると、加工性が低下するおそれがある。このため、Ｓｉ含有量を、０．１５％以上０．６０％以下の範囲内に設定した。
【００３２】
（Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下）
Ｍｎは、鋼の脱酸に有効な元素であり、鋼中のＳを固定して鋼の脆化を抑制する作用効果を有する。ここで、Ｍｎ含有量が０．１０％未満では、上述した効果を十分に奏することができないおそれがある。一方、Ｍｎ含有量が１．００％を超えると、加工性が低下するおそれがある。
このため、Ｍｎ含有量を、０．１０％以上１．００％以下の範囲内に設定した。
【００３３】
（Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下）
Ｎは、Ａｌ、Ｔｉと窒化物を形成し、オーステナイト粒径の粗大化を抑制する作用効果を有する元素である。ここで、Ｎ含有量が０．００１０％未満では、上述した作用効果を十分に奏しないないおそれがある。一方、Ｎ含有量が０．００５０％を超えると、延性が低下するおそれがある。
このため、Ｎ含有量を、０．００１０％以上０．００５０％以下の範囲内に設定した。
【００３４】
（Ａｌ：０％超０．０１００％以下）
Ａｌは、脱酸作用を有する元素である。硬質非変形のアルミナ系介在物が生成して線材の延性劣化と伸線性劣化を招かないように０％超０．０１０％以下と設定した。
なお、０．００１％未満は、Ａｌ検出限界値である。
【００３５】
なお、不純物であるＰとＳは特に規定しないが、従来のフィラメントと同程度の延性を確保する点から、各々０．０２００％以下とすることが望ましい。
【００３６】
上記した基本成分及び不純物元素の他に、本実施形態に係る高強度スチールコード用線材２０は、さらに、選択成分として、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒのうちの少なくとも１つを含有してもよい。以下に、選択成分の数値限定範囲とその限定理由とを説明する。ここで、記載する％は、質量％である。
【００３７】
（Ｔｉ：０％超０．１０００％以下）
Ｔｉは、脱酸作用を有する元素である。また、窒化物を形成し、オーステナイト粒径の粗大化を抑制する作用効果を有する。
ここで、Ｔｉ含有量が０．１０００％を超えると、粗大な炭窒化物（ＴｉＣＮ等）によって加工性が低下するおそれがある。
Ｔｉ含有量が０．００５％未満では、上述した作用効果を十分に奏することができないおそれがあり、通常は、Ｔｉ含有量を０．００５％以上とする。しかし、Ａｌを含有している場合には、Ｔｉの含有量を０．００５０％未満としてもよい。
このため、Ｔｉ含有量を、０％超０．１０００％以下の範囲内に設定する。より望ましくは、Ｔｉ含有量は、０．００５０％以上０．１０００％以下の範囲である。
【００３８】
（Ｃｒ：０％超０．５０００％以下）
Ｃｒは、パーライトのラメラ間隔を微細化し、線材の強度を向上させる。この効果を得るためには、Ｃｒ含有量が０％超０．５０００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｃｒ含有量が０．００１０％以上０．５０００％以下である。Ｃｒ含有量が０．５０００％超では、パーライト変態が抑制されすぎてパテンティング処理中の線材の金属組織にオーステナイトが残留し、パテンティング処理後の線材の金属組織にマルテンサイトやベイナイトなどの過冷組織が生じる恐れがある。また、メカニカルデスケーリングによる表面酸化物の除去が困難になる場合がある。
【００３９】
（Ｃｏ：０％超０．５０００％以下）
Ｃｏは、初析セメンタイトの析出を抑制する元素である。この効果を得るためには、Ｃｏ含有量が０％超０．５０００％以下であることが好ましい。より好ましくは、Ｃｏ含有量が０．００１０％以上０．５０００％以下である。Ｃｏ含有量が０．５０００％超では、その効果が飽和して、含有コストが無駄となる場合がある。
【００４０】
（Ｖ：０％超０．５０００％以下）
Ｖは、微細な炭窒化物を形成することで、高温度域でのオーステナイト粒の粗大化を抑制し、また、線材の強度を上昇させる元素である。これらの効果を得るためには、Ｖ含有量が０％超０．５０００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｖ含有量が０．００１０％以上０．５０００％以下である。Ｖ含有量が０．５０００％超では、炭窒化物の形成量が多くなり、炭窒化物の粒子径も大きくなるため、線材の延性が低下する場合がある。
【００４１】
（Ｃｕ：０％超０．２０００％以下）
Ｃｕは、耐食性を高める元素である。この効果を得るためには、Ｃｕ含有量が０％超０．２０００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｃｕ含有量が０．０００１％以上０．２０００％以下である。Ｃｕ含有量が０．２０００％超では、Ｓと反応して粒界中にＣｕＳとして偏析するため、線材に疵を発生させる場合がある。
【００４２】
（Ｎｂ：０％超０．１０００％以下）
Ｎｂは、耐食性を高める効果がある。また、Ｎｂは、炭化物や窒化物を形成して、高温度域でのオーステナイト粒の粗大化を抑制する元素である。これらの効果を得るためには、Ｎｂ含有量が０％超０．１０００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｎｂ含有量が０．０００５％以上０．１０００％以下である。
Ｎｂ含有量が０．１０００％超では、パテンティング処理中のパーライト変態が抑制される場合がある。
【００４３】
（Ｍｏ：０％超０．２０００％以下）
Ｍｏは、パーライト成長界面に濃縮し、いわゆるソリュートドラッグ効果によりパーライトの成長を抑制する元素である。また、Ｍｏは、フェライト生成を抑制し、非パーライト組織を低減させる元素である。これらの効果を得るためには、Ｍｏ含有量が０％超０．２０００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｍｏ含有量が０．００１０％以上０．２０００％以下である。
さらに好ましくは、０．００５％以上０．０６００％以下である。
Ｍｏ含有量が０．２０００％超では、パーライト成長が抑制され、パテンティング処理に長時間を要し、生産性の低下を招く場合がある。
また、Ｍｏ含有量が０．２０００％超では、粗大なＭｏ２Ｃ炭化物が析出し、伸線加工性が低下する場合がある。
【００４４】
（Ｗ：０％超０．２０００％以下）
Ｗは、Ｍｏと同様に、パーライト成長界面に濃縮し、いわゆるソリュートドラッグ効果によりパーライトの成長を抑制する元素である。また、Ｗは、フェライト生成を抑制し、非パーライト組織を低減させる元素である。これらの効果を得るためには、Ｗ含有量が０％超０．２０００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｗ含有量が０．０００５％以上０．２０００％以下である。
さらに好ましくは、０．００５０％以上０．０６００％以下である。
Ｗ含有量が０．２０％超では、パーライト成長が抑制され、パテンティング処理に長時間を要し、生産性の低下を招く場合がある。また、Ｗ含有量が０．２０００％超では、粗大なＷ２Ｃ炭化物が析出し、伸線加工性が低下する場合がある。
【００４５】
（Ｂ：０％超０．００３０％以下）
Ｂは、フェライト、擬似パーライト、ベイナイト等の非パーライトの生成を抑制する元素である。また、Ｂは、炭化物や窒化物を形成して、高温度域でのオーステナイト粒の粗大化を抑制する元素である。これらの効果を得るためには、Ｂ含有量が０％超０．００３０％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｂ含有量が０．０００４％以上０．００２５％以下である。
さらに好ましくは、０．０００４％以上０．００１５％以下である。
最も好ましくは、０．０００６％以上０．００１２％以下である。
Ｂ含有量が０．００３０％超では、粗大なＦｅ２３（ＣＢ）６炭化物の析出を促進し、延性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００４６】
（ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下）
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｍｅｔａｌ）は、脱酸元素である。また、ＲＥＭは、硫化物を形成することで、不純物であるＳを無害化する元素である。この効果を得るためには、ＲＥＭ含有量が０％超０．００５０％以下であることが好ましい。
より好ましくは、ＲＥＭ含有量が０．０００５％以上０．００５０％以下である。
ＲＥＭ含有量が０．００５０％超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。なお、ＲＥＭとは原子番号が５７のランタンから７１のルテシウムまでの１５元素に、原子番号が２１のスカンジウムと原子番号が３９のイットリウムとを加えた合計１７元素の総称である。通常は、これらの元素の混合物であるミッシュメタルの形で供給され、鋼中に添加される。
【００４７】
（Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下）
Ｃａは、硬質なアルミナ系介在物を低減する元素である。また、Ｃａは、微細な酸化物として生成する元素である。その結果、線材のパーライトブロックサイズが微細化し、線材の延性が向上する。これら効果を得るためには、Ｃａ含有量が０．０００５％超０．００５０％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｃａ含有量が０．０００５％以上０．００４０％以下である。
Ｃａ含有量が０．００５０％超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。なお、通常の操業条件では、不可避的に、Ｃａが０．０００３％程度含有される。
【００４８】
（Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下）
Ｍｇは、鋼中に微細な酸化物として生成する元素である。その結果、線材のパーライトブロックサイズが微細化し、線材の延性が向上する。この効果を得るためには、Ｍｇ含有量が０．０００５％超０．００５０％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｍｇ含有量が０．０００５％超０．００４０％以下である。
Ｍｇ含有量が０．００５０％超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。
なお、通常の操業条件では、不可避的に、Ｍｇが０．０００１％程度含有される。
【００４９】
（Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下）
Ｚｒは、ＺｒＯとして晶出してオーステナイトの晶出核となるため、オーステナイトの等軸率を高め、オーステナイト粒を微細化する元素である。
その結果、線材のパーライトブロックサイズが微細化し、線材の延性が向上する。この効果を得るためには、Ｚｒ含有量が０．０００５％超０．０１００％以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ｚｒ含有量が０．０００５％以上０．００５０％以下である。
Ｚｒ含有量が０．０１０％超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。
【００５０】
（作用効果）
このような成分組成および金属組織であることにより、本実施形態である高強度スチールコード用線材の中心部は、パーライト組織を面積％で９５％以上１００％以下の割合で含有し、中心部においては、強度が十分に確保され、かつ、優れた延性を有する。
その結果、例えば線径０．１５〜０．３５ｍｍに伸線加工した後においては、デラミネーション現象の発生を抑制して撚り欠陥の発生を防止することができ、かつ、スチールコードの軽量化を図ることができる。
【００５１】
＜製造方法＞
本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の製造方法およびこれを用いて高強度スチールコード用フィラメントを製造する方法について、主に図２を用いて説明する。
【００５２】
（成分組成）
本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の製造にあたっては、次のような成分組成に調整されたビレットを用いる。
例えば、成分組成は、成分組成は、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物である。
前記成分組成が更に、質量％で、Ｔｉ：０％超０．１０００％以下、Ｃｒ：０％超０．５０００％以下、Ｃｏ：０％超０．５０００％以下、Ｖ：０％超０．５０００％以下、Ｃｕ：０％超０．２０００％以下、Ｎｂ：０％超０．１０００％以下、Ｍｏ：０％超０．２０００％以下、Ｗ：０％超０．２００％以下、Ｂ：０％超０．００３０％以下、ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下、Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下のうちの１種あるいは２種以上を含んでもよい。
【００５３】
（熱間圧延工程Ｓ０１）
ビレットを加熱炉で９５０℃以上１２５０℃以下に加熱し、熱間にて３．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の線径まで仕上圧延を行う工程である。仕上圧延温度は、９５０℃〜１０５０℃であり、φ８ｍｍ以下の線径の仕上げ圧延に要する時間は、０．１〜１０秒である。
加熱炉で加熱されるときには、圧延後の線材の表層近傍のＣ含有量が中心ＯにおけるＣ含有量の４０％以上９５％以下になるように表層からの脱炭量を加熱炉雰囲気、加熱温度および加熱時間により制御する。
図３は、伸線パーライト鋼のＣ含有量とラメラセメンタイト厚さの関係を示す概念図である。図３において、横軸はＣ含有量であり、縦軸はラメラセメンタイトの厚さである。横軸において右に行くほどＣ含有量が高く、縦軸において上に行くほどラメラセメンタイト厚さが厚い。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントは、図３に示すように、脱炭含有量制御により、熱間圧延後の線材の中心付近と表層部２１とでＣ含有量が異なることになり、中心部２２及び表層部２１が形成される。
【００５４】
（インライン熱処理工程Ｓ０２）
仕上圧延された線材を９００℃±１００℃にて巻取り、１０℃／秒〜２０℃／秒で５００℃〜６００℃に迄空冷し、５００℃〜６００℃にて、保持あるいはＤＬＰを施す。５００℃〜６００℃にて、保持あるいはＤＬＰを施している間は、線材の中心の温度は５３０℃〜６３０℃である。
本インライン熱処理工程により、線材の表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さが線材の中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対してその割合が９５％以下となることを発明者らは見出した。
以上のように、熱間圧延工程Ｓ０１およびインライン熱処理工程Ｓ０２により、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材が製造される。
以降の工程は、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材を用いて、高強度スチールコード用フィラメントを製造する工程であるが、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の中心部２２と表層部２１の特徴が高強度スチールコード用フィラメントに及ぼす影響を理解するために記載する。
【００５５】
（デスケーリング工程Ｓ０３）
次に熱間圧延により作成した本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の表面に形成された酸化スケールを酸洗等の化学処理または機械処理によって除去する。
【００５６】
（粗伸線工程Ｓ０４）
次に、酸化スケールを除去した本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材に対して乾式伸線を行って、線径１．０ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の鋼線を形成する。
【００５７】
（パテンティング工程Ｓ０５）
次に、粗伸線工程Ｓ０４によって形成された鋼線に対して、８５０℃以上１０００℃以下に加熱した後、直ちに５３０℃以上５８０℃以下の温度条件でパテンティング処理を行い、鋼線を高強度化させる。
【００５８】
このパテンティング後においても、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材の表層部のＣ含有量が低い状況が引き継がれて、高強度スチールコード用鋼線においても表層部のＣ含有量が低くなり、表層部のラメラセメンタイトが細くなる。
【００５９】
（ブラスめっき工程Ｓ０６）
この高強度スチールコード用鋼線は、表面にブラスめっきが施される。ブラスめっきは、ゴムとスチールコードとの密着性を確保するために形成されるものである。
【００６０】
（仕上伸線工程Ｓ０７）
そして、ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とする。これにより、高強度スチールコード用フィラメントが製造される。
図４は、伸線加工ひずみと硬さとの関係を示す概念図である。図４において、横軸は伸線加工ひずみであり、縦軸は硬さである。横軸において右に行くほど伸線加工ひずみが高く、縦軸において上に行くほど硬さが高い。
図４に示すように、中心部２２と表層部２１とを有する本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材を用いて製造した鋼線に対して仕上伸線加工を実施した場合には、中心部と表層部との硬さの差が大きくなる。
【００６１】
（撚り線加工工程Ｓ０８）
次に、複数の高強度スチールコード用フィラメントを用いて撚り線加工を行う。これにより、撚り線構造とされた高強度スチールコードが製造されることになる。
【００６２】
（作用効果）
本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材は、表層部の延性が向上しており、中心部では強度が確保されており、高強度を有するとともに、スチールコードを製造する際に施される撚り線加工において、優れた加工性を有するという顕著な効果を奏する。
【００６３】
以上、本発明の実施形態である高強度スチールコード用線材について説明したが、熱間圧延線材の線径や高強度スチールコード用フィラメントの線径等については、本実施形態の範囲であれば、以下に示す実施例に限定されることはない。
【実施例１】
【００６４】
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．７０％以上１．２０％以下、Ｓｉ：０．１５％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、Ｎ：０．００１０％以上０．００５０％以下、Ａｌ：０％超０．０１００％以下、残部がＦｅ及び不純物である場合について、本発明の効果を本発明例と比較例を用いて説明する。
表１には、本発明例と比較例の成分組成を記載した。
表１のＡｌ組成において、「---」の記載は、Ａｌ検出限界値未満であることを示す。【００６５】
【表１】
2015163407.tif 000003
【００６６】
本発明例１−２４及び比較例２５−３４の高強度スチールコード用線材は、前述の熱間圧延工程Ｓ０１およびインライン熱処理工程Ｓ０２に記載の製造方法を含む方法によって作製した。
得られた高強度スチールコード用線材について、中心パーライト面積率（％）、線径Ｒ（ｍｍ）、表層部の厚さ（μｍ）、表層部と中心部とのラメラセメンタイトの厚さ比（％）、引張強度（ＭＰａ）、および、仕上伸線後のデラミネーションの有無、引張強度（ＭＰａ）を評価した。
仕上伸線は、ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とした。
なお、デラミネーションの発生の有無は、フィラメントに捻り試験を行うことにより判定した。フィラメントに捻り試験を行った場合、デラミネーションが発生すると捻り破断により生じる破面がせん断破面ではなく縦割れに沿った破面となるので、捻り破断した鋼線の破断形状を目視で検査することにより、デラミネーションの有無を判定することができる。
また、引張強度ＴＳは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１「金属材料の引張試験方法」に準拠した引張試験によって求めた。【００６７】
【表２】
2015163407.tif 000004
【００６８】
評価結果を表２に示す。
本発明例１−２４は、線材の引張強度が１１００ＭＰａ以上であり、線径０．１５〜０．３５ｍｍに伸線加工した後においては、デラミネーション現象の発生がなく、かつ、その引張強度が３２００ＭＰａ以上であり、総合評価は優良（Ｇ）であった。【００６９】
比較例２５〜３４の総合評価は不良（Ｂ）であった。以下、比較例２５〜３４の総合評価が不良（Ｂ）である理由について説明する。
比較例２５は、Ｃ含有量が下限未満の０．６８％であるため、線材の中心パーライト面積率が下限未満の９３％となり、線材の引張強度が１０８０ＭＰａと１１００ＭＰａ未満の値であり、線径０．３０ｍｍに伸線加工した後の引張強度が３１３６ＭＰａと３２００ＭＰａ未満の値であった。
比較例２６は、Ｃ含有量が上限超の１．２３％であるため、線材の引張強度が１５３０ＭＰａであったが、線径０．１８ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例２７は、Ｓｉ含有量が下限未満の０．１２％であるため、線材の引張強度が１０９２ＭＰａと１１００ＭＰａ未満の値であり、線径０．２０ｍｍに伸線加工した後の引張強度が３１４６ＭＰａと３２００ＭＰａ未満の値であった。
比較例２８は、Ｓｉ含有量が上限超の０．６５％であるため、線径０．２０ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例２９は、Ｍｎ含有量が下限未満の０．０９％であるため、線径０．２３ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例３０は、Ｍｎ含有量が上限超の１．０５％であるため、線径０．２５ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例３１は、Ａｌ含有量が上限超の０．０１２％であるため、線径０．２１ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例３２は、Ｎ含有量が上限超の０．００５５％であるため、線径０．１８ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例３３は、表層部の厚さが下限未満の４３μｍであるため、ラメラセメンタイト厚さ比が９６％と９５％超で、線径０．２１ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例３４は、表層部の厚さが上限超の１１２５μｍであるため、線材の引張強度が１０６０ＭＰａと１１００ＭＰａ未満であり、線径０．２１ｍｍに伸線加工した後の引張強度が３１０５ＭＰａと３２００ＭＰａ未満の値であった。
【実施例２】
【００７０】
成分組成が、さらに、質量％で、Ｔｉ：０％超０．１０００％以下、Ｃｒ：０％超０．５０００％以下、Ｃｏ：０％超０．５０００％以下、Ｖ：０％超０．５０００％以下、Ｃｕ：０％超０．２０００％以下、Ｎｂ：０％超０．１０００％以下、Ｍｏ：０％超０．２０００％以下、Ｗ：０％超０．２００％以下、Ｂ：０％超０．００３０％以下、ＲＥＭ：０％超０．００５０％以下、Ｃａ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｍｇ：０．０００５％超０．００５０％以下、Ｚｒ：０．０００５％超０．０１００％以下のうちの１種あるいは２種以上を含む場合について、本発明の効果を、本発明例と比較例を用いて説明する。
表３には、本発明例と比較例の成分組成を記載した。
表３のＡｌ組成において、「---」の記載は、Ａｌ検出限界値未満であることを示す。
表３において、Ａｌ以外の成分組成で、「---」の記載は、含有していないことを示す。【００７１】
【表３】
2015163407.tif 000005
【００７２】
本発明例３５−５８及び比較例５９−６８の高強度スチールコード用線材は、前述の熱間圧延工程Ｓ０１およびインライン熱処理工程Ｓ０２に記載の製造方法によって作製した。
得られた高強度スチールコード用線材について、中心パーライト面積率（％）、線径Ｒ（ｍｍ）、表層部の厚さ（μｍ）、表層部と中心部とのラメラセメンタイトの厚さ比（％）、引張強度（ＭＰａ）、および、仕上伸線後のデラミネーションの有無、引張強度を評価した。
仕上伸線は、ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とする。
なお、デラミネーションの発生の有無は、鋼線に捻り試験を行うことにより判定した。デラミネーションが発生している鋼線に捻り試験を行った場合、捻り破断により生じる破面がせん断破面ではなく縦割れに沿った破面となるので、捻り破断した鋼線の破断形状を目視で検査することにより、デラミネーションの有無を判定することができる。
また、引張強度ＴＳは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１「金属材料の引張試験方法」に準拠した引張試験によって求めた。【００７３】
【表４】
2015163407.tif 000006
【００７４】
評価結果を表４に示す。
本発明例３５−５８は、線材の引張強度が１１００ＭＰａ以上であり、線径０．１５〜０．３５ｍｍに伸線加工した後においては、デラミネーション現象の発生がなく、かつ、その引張強度が３２００ＭＰａ以上であり、総合評価は優良（Ｇ）であった。【００７５】
比較例５９〜６８の総合評価は不良（Ｂ）であった。以下、比較例５９〜６８の総合評価が不良（Ｂ）である理由について説明する。
比較例５９は、Ｃ含有量が下限未満の０．６８％であるため、線材の中心パーライト面積率が下限未満の９４％となり、線材の引張強度が１０８０ＭＰａと１１００ＭＰａ未満の値であり、線径０．３０ｍｍに伸線加工した後の引張強度が３１５６ＭＰａと３２００ＭＰａ未満の値であった。
比較例６０は、Ｃ含有量が上限超の１．２３％であるため、線材の引張強度が１６５０ＭＰａであったが、線径０．１８ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６１は、Ｓｉ含有量が下限未満の０．１２％であるため、線材の引張強度が１０９５ＭＰａと１１００ＭＰａ未満の値であり、線径０．２０ｍｍに伸線加工した後の引張強度が３１６６ＭＰａと３２００ＭＰａ未満の値であった。
比較例６２は、Ｓｉ含有量が上限超の０．６５％であるため、線径０．２０ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６３は、Ｍｎ含有量が下限未満の０．０９％であるため、線径０．２３ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６４は、Ｍｎ含有量が上限超の１．０５％であるため、線径０．２５ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６５は、Ａｌ含有量が上限超の０．０１２％であるため、線径０．２１ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６６は、Ｎ含有量が上限超の０．００５５％であるため、ラメラセメンタイト厚さ比が９６％と９５％超で、線径０．１８ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６７は、表層部の厚さが下限未満の４５μｍであるため、線径０．２１ｍｍに伸線加工した後にデラミネーションが発生した。
比較例６８は、表層部の厚さが上限超の１１２８μｍであるため、線材の引張強度が１０７０ＭＰａと１１００ＭＰａ未満であり、線径０．２１ｍｍに伸線加工した後の引張強度が３１２５ＭＰａと３２００ＭＰａ未満の値であった。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の高強度スチールコード用線材は、スチールコード用フィラメントおよびスチールコードの製造に利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
２０  高強度スチールコード用線材
２１  表層部
２２  中心部
２５  表層部の計測点
２６  中心部の計測点
【図１】
2015163407.tif 000007
【図２】
2015163407.tif 000008
【図３】
2015163407.tif 000009
【図４】
2015163407.tif 000010
【図５】
2015163407.tif 000011
【国際調査報告】
2015163407.tif 000012
2015163407.tif 000013
2015163407.tif 000014
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