(57)【要約】【課題】スケール飛散のない快適な作業環境のもとで破断することなく品物を結束でき、また、鉄線の錆による結束品の汚れなどが無く、しかも、製造コストを大幅に低減できる。【解決手段】伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を有する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を有することを特徴とする焼鈍省略型結束用鉄線。
【請求項２】
Ｃ：０．０１％以下、
Ｓｉ：０．１０％以下、
Ｍｎ：０．０５〜０．３０％、
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０３５％以下、
Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｂ：０．０１０％以下、
ＴＮ：０．００５０％以下（以上、質量％）、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、
更に、Ｂ／ＴＮ：０．３０〜３．００の範囲内である軟鋼線材を伸線して、伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を有することを特徴とする焼鈍省略型結束用鉄線。
【請求項３】
Ｃ：０．０１％以下、
Ｓｉ：０．１０％以下、
Ｍｎ：０．０５〜０・３０％、
Ｐ：０．０３５％以下、
Ｓ：０．０３５％以下、
Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｂ：０．０１０％以下、
ＴＮ：０．００５０％以下（以上、質量％）、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、
更に、Ｂ／ＴＮ：０．３０〜３．００の範囲内の鋼を、１０５０℃以上の温度に加熱し、次いで、８００℃以上の温度で仕上げ圧延し、次いで、８００℃以上の温度で巻き取り、巻き取り後、１０℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することによって鉄線用軟鋼線材を調製し、そして、前記軟鋼線材を伸線して、伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を得ることを特徴とする焼鈍省略型結束鉄線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、結束用鉄線およびその製造方法、特に、雑誌、ダンボール、新聞などの古紙や廃ペットボトル、あるいは種々の品物を結束するために使用するコイル状または所定長さに切断された線状の、伸線後の焼鈍を省略可能な結束用鉄線およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
ここでいう結束用鉄線には、鉄筋結束用、表面に亜鉛メッキなどの表面処理を施したいわゆる針金や表面をビニールで被覆した鉄線なども含む。
【０００３】
【従来の技術】
従来、古紙などの結束用鉄線や表面に亜鉛メッキを施す鉄線には、ＪＩＳＧ３５３２のなまし鉄線（ＳＷＭ−Ａ）が使用される。このなまし鉄線は、通常、軟鋼線材（ＪＩＳＧ３５０５）に適宜、引抜き加工を施し、所定の線径に減面加工した後、焼鈍（焼なまし熱処理）を施して製造される。
【０００４】
この焼鈍は、冷間加工によって生じた強度の上昇、延性の低下を改善し、ＪＩＳＧ３５３２に規定のなまし鉄線としての所定の特性を持たせるために行われる熱処理工程であって、ＪＩＳＧ３５３２の規定では、引張強度：２６０〜５９０ＭＰａ、ねじり回数：１１（φ７．５０）〜６１（φ１．８０）となっている。
【０００５】
この焼鈍は、一般的には引抜き加工後、すなわち、伸線後に行われるが、減面率が大きい場合には、一旦、中間サイズで行う場合もある。その条件は、例えば、昇温速度：５℃／分で８００℃前後の温度に４〜６時間保持した後、炉冷することからなっている。また、炉内雰囲気は、極力酸化を防ぐために通常、ガス雰囲気に維持される。
【０００６】
その後、この鉄線は、そのまま古紙などの結束・梱包用あるいは鉄筋結束用に使用されたり、更に、３次加工として亜鉛メッキ処理やビニル被覆処理などを施して結束・梱包用あるいは金網用などに使用される。
【０００７】
このような熱処理を施した鉄線を用い、通常は自動結束機で結束を行う。例えば、古紙などはコイル状のなまし鉄線で、約１．５ｍ四方の立方体形状に古紙を圧縮し、自動で周囲５ヶ所程度をそれぞれに２本の鉄線の両端を捻り合わせて結束される。従って、鉄線への要求特性としては結束部が破断しないような強度と延性（この場合は捻回特性）のバランスが必要で、また、機械的に結束されるため寸法精度も要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＪＩＳＧ３５３２に規定のなまし鉄線を自動結束機で結束する場合、度々結束部で破断することがあった。その原因を解析してみると、主に次の３項目に集約されることが分かった。
（１）鉄線としての引張最大荷重が小さい。
（２）コイル状に巻かれた鉄線内で機械的特性にバラツキがある。
（３）酸化スケールや表面性状あるいは熱処理歪によって寸法精度が低下する。
【０００９】
これら（１）から（３）の問題点に対する対策として、問題点（１）に対しては、ＪＩＳＧ３５３２の標準線径よりも０．１〜０．２ｍｍ程度、仕上がり線径を太くして対処しているのが現状で、その影響が捻回特性の低下や鉄線全長さの低下によるコスト増の原因になっている。
【００１０】
問題点（２）および（３）に対しては、熱処理を行う限り有効な対策が図られていない状況である。
【００１１】
また、現状のなまし鉄線では、表面に酸化スケールが生成されるが、このスケールが自動結束機内で剥離して機械の不具合を発生させたり、大気中に飛散して、作業環境などに悪影響を及ぼしている。更に、スケールが剥離するために結束したまま長期期間放置すると錆が発生しやすく、その錆によって結束品が汚れ規格外品となる場合がある。
【００１２】
従って、この発明は、上述の状況に着目してなされたものであって、伸線後の焼鈍を行わず、伸線ままで結束線としての引張最大荷重と捻回特性とを規定し、結束部での破断を回避する焼鈍省略型結束用鉄線およびその製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。この結果、鉄線の引張最大荷重と捻回特性とを適正範囲に規定することにより結束部の破断を回避できること、更に、伸線後の焼鈍を省略し、伸線ままでその特性を持たせることにより熱処理に関わる悪影響、すなわち、コイル内の強度のバラツキ、酸化スケールや熱処理歪などによる寸法精度の低下、結束後の錆発生などが防止でき、破断を回避できることを見い出した。
【００１４】
この発明は、このような知見に基づいてなされたものであって、下記を特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の発明は、伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を有することに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．３０％、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５０％以下、Ｂ：０．０１０％以下、ＴＮ：０．００５０％以下（以上、質量％）、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、更に、Ｂ／ＴＮ：０．３０〜３．００の範囲内である軟鋼線材を伸線して、伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を有することに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．３０％、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５０％以下、Ｂ：０．０１０％以下、ＴＮ：０．００５０％以下（以上、質量％）、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、更に、Ｂ／ＴＮ：０．３０〜３．００の範囲内の鋼を、１０５０℃以上の温度に加熱し、次いで、８００℃以上の温度で仕上げ圧延し、次いで、８００℃以上の温度で巻き取り、巻き取り後、１０℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することによって鉄線用軟鋼線材を調製し、そして、前記軟鋼線材を伸線して、伸線ままで、鉄線の引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を得ることに特徴を有するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の限定理由を述べる。
【００１９】
（１）鉄線の特性
自動結束機で機械的に結束を行う場合、鉄線の引張最大荷重が２７００Ｎ未満であると、機械の締め付け力に耐え切れず破断したり、結束後、数日たって物品が膨張した場合に破断してしまう。一方、上限が３８００Ｎを超えると、硬過ぎて捻り合わせることが困難になる。更に、鉄線の捻回特性が８０回未満だと結束部の捻り合わせの時に破断してしまう。従って、鉄線の機械的特性を、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎの範囲内で、かつ捻回特性が８０回以上とした。
【００２０】
また、上記特性の鉄線を容易に得るには、第１ダイスの減面率が１５％以下のパススケジュールで連続伸線することが好ましい。その理由は、第１ダイスの減面率が１５％を超えるパススケジュールであると、伸線中の断線が起きやすくなったり、鉄線の延性が低下することがあるためである。
【００２１】
（２）軟鋼線材の鋼組成
Ｃ：０．０１質量％以下
Ｃは、鋼の強度を確保するのに重要な元素であるが、その含有量が０．０１質量％を超えると、鋼線材自体の強度が上昇すると共に伸線後の強度も上昇して、延性が低下する。従って、Ｃ含有量の上限を０．０１質量％とする。
【００２２】
Ｓｉ：０．１０質量％以下
Ｓｉは、脱酸調整のために必要な元素であるが、その含有量が０．１０質量％を超えると、強度および加工硬化が高くなって、伸線後の延性が損なわれる。従って、Ｓｉの含有量の上限を０．１０質量％とした。
【００２３】
Ｍｎ：０．０５〜０．３０質量％
Ｍｎは，脱酸調整および鋼中ＳをＭｎＳとして固定させるために必要な元素であるが、０．０５質量％未満ではその効果が十分ではない。また、０．３０質量％を超えると、伸線後の強度が必要以上に高くなる。従って、Ｍｎ含有量の範囲を０．０５〜０．３０質量％に限定した。
【００２４】
Ｐ：０．０３５質量％以下
Ｐは，フェライト内に固溶して鋼の変形能を低下させる。このように、Ｐは、この発明において不純物元素であるので、その含有量の上限を０．０３５質量％とした。
【００２５】
Ｓ：０．０３５質量％以下
Ｓは、ＭｎＳを形成して鋼の変形能を低下させる。また、ＭｎＳは、亀裂発生の起点となる。このように、Ｓは、この発明において不純物元素であるので、その含有量の上限を０．０３５質量％とした。
【００２６】
Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５０質量％以下
Ａｌは，脱酸材として必要な元素であるがその含有量が０．０５０質量％を超えると、アルミナクラスターが増加して伸線性を阻害したり、製造面では鋳片の連続鋳造時にアルミナクラスターがノズル詰まりの原因となり、鋳造作業を困難にする。従って、Ｓｏｌ．Ａｌ含有量の上限を０．０５０質量％とした。
【００２７】
Ｂ：０．０１０質量％以下
Ｂは、冷間加工時に歪時効を招くＮを固定させるために必要な元素であるが、その含有量が０．０１０質量％を超えると、ボロンセメンタイトを析出して、延性が低下し、この結果、伸線性を阻害する。従って、Ｂの含有量の上限を０．０１０質量％とした。
【００２８】
ＴＮ：０．００５０質量％以下
Ｎは、伸線時に歪時効を起こし、伸線性を阻害する。本発明においてＮは、不純物元素であるのでその含有量の上限を０．００５０質量％とした。
【００２９】
Ｂ／ＴＮ：０．３０〜３．００
Ｂは、Ｎを固定するために必要な元素で、Ｂ／ＴＮが０．３０未満ではＮの固定が不十分で冷間加工時に歪時効を招き伸線材の強度が高くなりすぎる。一方、Ｂ／ＴＮが３．００を超えてＢを添加してもその効果は変わらず、合金コストが増加するだけである。従って、Ｂ／ＴＮの範囲を０．３０〜３．００とした。
【００３０】
（３）鋼線材の製造方法
圧延加熱温度は、鋼線材の表面性状、寸法精度に影響を及ぼす。加熱温度が低すぎると、加熱時の酸化スケールが残存して、線状疵の原因となったり、所定の寸法精度が得られない。従って、加熱温度の下限を１０５０℃とした。
【００３１】
圧延時の仕上げ温度が低すぎると圧延荷重が高くなり真円度が劣化する原因となる。従って、仕上げ温度の下限を８００℃とした。
【００３２】
巻取り温度の低下、巻き取り後の冷却速度の増加は、線材の強度を上昇させ、その影響で伸線後の強度も上昇し、焼鈍省略が不可能になる。また、スケールは薄く剥離しにくいものとなり、伸線前のメカニカルデスケーリング時にスケールが表面に残存して、伸線性を阻害し、この結果、伸線中の断線を引き起こすことになる。従って、巻き取り温度を８００℃以上、巻き取り後の冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以下とした。
【００３３】
【実施例】
以下に、この発明を実施例により更に説明する。
【００３４】
以下の実施例において、鉄線の引張試験は、ＪＩＳＧ３５３２内のＪＩＳＺ２２４１に準じて行った。捻り試験は、掴み間隔を線径の１００倍とし、回転数３０ｒｐｍで実施した。結束時の破断の評価は、約１．５ｍ四方の立方体形状に古紙を圧縮（重量約１ｔ）し、自動結束機で周囲５ヶ所をそれぞれに鉄線の両端を捻り合わせて結束し、５ヶ所の内１ヶ所でも破断した場合は、破断ありと評価した。焼鈍は、６００〜８５０℃、１〜８時間の範囲の種々の条件で行った。
【００３５】
（実施例１）
軟鋼線を、φ２．９、φ３．２のサイズに種々のパススケジュールで連続伸線し、それを伸線ままあるいは焼なまし熱処理を行って、種々の機械特性をもつ鉄線を製造し、結束線として使用し、結束時の鉄線の破断の有無を調べた。この結果を表１に示す。但し、連続伸線時の第１ダイスの減面率は１２〜１５％の範囲で行った。
【００３６】
【表１】
2004076051.tif 000002
【００３７】
表１から明らかなように、本発明例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．１２は、何れも破断することなく結束されている。
【００３８】
これに対して、比較例Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．２０は、φ３．２の焼なまし鉄線であるが、Ｎｏ．１３〜１７は、強度不足、Ｎｏ．１８、１９は、強度は満足するが延性（捻回特性）不足のため結束時破断が発生した。更に、Ｎｏ．２０は、強度が高すぎて延性の確保が不十分である結果、捻回特性が不足して、破断が起きている。
【００３９】
比較例Ｎｏ．２１〜２５は、φ２．９の鉄線であるが、Ｎｏ．２１〜２３は、鉄線の強度不足、Ｎｏ．２４、２５は、捻回特性不足で破断が発生した。
【００４０】
（実施例２）
表２に示す種々の化学成分の鋼を用い、熱間圧延にてφ５．０の鋼線材を製造した。熱間圧延条件は、圧延加熱温度：１１２５℃、仕上げ温度：１０２３℃、巻き取り温度：９００℃、巻き取り後の冷却速度：４℃／ｓｅｃであった。この軟鋼線材を乾式連続伸線機にてφ３．２まで伸線し、伸線ままで古紙を自動結束し、破断状況を調べた。この結果を表２に合わせて示す。連続伸線時の第１ダイスの減面率は、１３％で行った。伸線材の引張試験、捻り試験、結束破断評価は、前述の通りであった。
【００４１】
【表２】
2004076051.tif 000003
【００４２】
表２から明らかなように、本発明例Ｎｏ．２６〜３２は、化学成分が本発明範囲内であるので、何れも、結束時に破断は無かった。
【００４３】
これに対して、比較例Ｎｏ．３３は、Ｃが本発明範囲の上限を外れており、Ｍｎが本発明範囲の下限を外れていることから捻回特性が低下して、結束時破断が起きた。
【００４４】
比較例Ｎｏ．３４は、Ｓｉが、Ｎｏ．３５は、Ｍｎが本発明範囲の上限を外れているので、延性が不足して、捻回特性が低下し、この結果、破断が起きている。
【００４５】
比較例Ｎｏ．３６は、不純物元素であるＰが、Ｎｏ．３７は、不純物元素であるＳがそれぞれ本発明範囲の上限を外れているので、延性が低下して、破断が起きている。
【００４６】
比較例Ｎｏ．３８は、Ｂが本発明範囲の上限を外れているので、Ｂのセメンタイトが過剰に析出し、またＮｏ．３９は、ＴＮが上限を外れ、しかもＢが少ないためにＢ／Ｎが０．３０を下回り、Ｎによる歪時効が顕著で鉄線強度が上昇して、結束が困難であった。更に、捻回特性が低下して、破断が起きている。
【００４７】
Ｎｏ．４０は、Ａｌが上限を外れておりアルミナクラスターの影響で延性が低下し、しかも、ＴＮが上限を外れているので、破断が起きている。
【００４８】
（実施例３）
表２に示すＮｏ．２９の化学成分の鋼を種々の条件でφ５．０に熱間圧延した軟鋼線材を、φ３．２まで連続伸線した場合の伸線状況および結束線の破断状況を調べた。この結果を表３に示す。連続伸線時の第１ダイスの減面率は、１３％で行った。
【００４９】
【表３】
2004076051.tif 000004
【００５０】
表３から明らかなように、Ｎｏ．４１は、本発明内の条件で製造した線材を使用したもので、伸線状況は良好で、結束線の破断もなかった。
【００５１】
これに対して、Ｎｏ．４２は、加熱温度、仕上げ温度が本発明範囲の下限を外れているので、真円度の不良、表面性状の影響で伸線中に断線が発生して、結束線でも破断が起きた。
【００５２】
Ｎｏ．４３は、巻き取り温度が下限を下回り、Ｎｏ．４４は、巻き取り後の冷却速度が速すぎたために、線材強度の上昇と共に伸線時のスケール剥離性が阻害されて、潤滑不良により伸線中の断線が発生し、結束線でも強度の上昇と延性の低下によって破断が起きている。
【００５３】
【発明の効果】
以上示したように、この発明によれば、伸線ままで、引張最大荷重が２７００Ｎ〜３８００Ｎで、かつ捻回特性が８０回以上の特性を有することによって、スケール飛散のない快適な作業環境のもとで破断することなく品物を結束でき、また、鉄線の錆による結束品の汚れなどが無く、しかも、伸線後の焼鈍が不要となることから、製造コストを大幅に低減できるといった有用な効果がもたらされる。