高碳钢线材及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适合于作为汽车的子午线轮胎、各种产业用带或软管的增强材料使用 的钢帘线、进而锯线等用途的拉丝加工性优异的高碳钢线材及其制造方法。
[0002] 本申请基于2013年6月24日在日本申请的特愿2013-131959号及2013年6月 24日在日本申请的特愿2013-131961号而主张优先权，将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003] 作为汽车的子午线轮胎、各种带、软管的增强材料使用的钢帘线用钢线、或者锯线 用的钢线一般以热乳后调整冷却而得到的线径、即直径为4~6_的线材作为原材料。将 该线材通过1次拉丝加工而制成直径为3~4_的钢线。接着，对钢线进行中间铅浴淬火 处理，进一步通过2次拉丝加工，使钢线的直径变成1~2mm。之后，对钢线进行最终铅浴淬 火处理，接着，实施镀黄铜。然后，通过最终湿式拉丝加工，制成直径为0. 15~0. 40mm的钢 线。将这样操作而得到的高碳钢线进一步通过绞捻加工多根绞合而制成钢绞线，由此来制 造钢帘线。
[0004] 近年来，从降低钢线的制造成本的目的出发，省略上述的中间铅浴淬火，由调整冷 却后的线材直接拉丝成最终铅浴淬火处理后的线径即1~2mm为止的例子变多。因此，对 于调整冷却后的线材，要求从线材开始的直接拉丝特性、所谓的生拉性，对于线材的高延展 性及高加工性的要求变得极大。
[0005] 例如如专利文献1~5中记载的那样，改善进行过铅浴淬火处理的线材的拉丝加 工性的方法迄今为止进行了许多提议。
[0006] 例如，专利文献1中公开了一种高碳线材，其中，具有以面积率计为95%以上的珠 光体组织，将该珠光体组织中的平均球团直径设为30 μm以下，将平均片层间距设为100nm 以上。此外，专利文献4中公开了添加有B的高强度线材。
[0007] 但是，即使通过这些现有技术，也得不到伴随拉丝速度的高速化或拉丝加工度的 增大而产生的断线的降低、对拉丝时的加工成本产生影响的那种程度的拉丝加工性的改善 效果。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2003-082434号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2005-206853号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2006-200039号公报
[0013] 专利文献4 :日本特开2007-131944号公报
[0014] 专利文献5 :日本特开2012-126954号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的问题
[0016] 本发明鉴于现有技术的现状，目的是在高的生产率下成品率良好且廉价地提供适 合于钢帘线或锯线等用途的拉丝加工性优异的高碳钢线材及其制造方法。
[0017] 用于解决问题的手段
[0018] 为了提高高碳钢线材的拉丝加工性，降低线材的抗拉强度、和将珠光体组织的珠 光体块细粒化而提高线材的延展性是有效的。
[0019] 通常，以珠光体组织为主体的高碳钢线材的抗拉强度和延展性依赖于珠光体相变 温度。
[0020] 珠光体组织是渗碳体和铁素体以层状排列而成的组织，其层间距即片层间距对抗 拉强度产生很大影响。此外，珠光体组织的片层间距取决于由奥氏体相变为珠光体时的相 变温度。在珠光体相变温度高的情况下，珠光体组织的片层间距大，线材的抗拉强度变低。 另一方面，在珠光体相变温度低的情况下，珠光体组织的片层间距小，线材的抗拉强度变 尚。
[0021 ] 此外，线材的延展性受到珠光体组织中的珠光体块的粒径（珠光体块粒径）的影 响。此外，该珠光体块粒径也与片层间距同样地受到珠光体相变温度的影响。例如，在珠光 体相变温度高的情况下，珠光体块粒径大，延展性变低。另一方面，在珠光体相变温度低的 情况下，珠光体块小，延展性也提高。
[0022] 即，在珠光体相变温度高的情况下，线材的抗拉强度及延展性低。另一方面，若珠 光体相变温度变低，则线材的抗拉强度及延展性变高。对于线材的拉丝加工性的提高，降低 线材的抗拉强度、提高延展性是有效的。然而，如上所述，不论是相变温度高的情况、还是低 的情况下，线材的抗拉强度与延展性的兼顾均是困难的。
[0023] 本发明人为了解决上述课题，对线材的组织和机械特性对拉丝加工性造成的影响 进行了详细调查，其结果发现了以下的见解。
[0024] 以下，将线材的从表面朝向中心至深度1mm以下为止的区域设为第1表层部，将线 材的从表面朝向中心至深度30 μm以下为止的区域设为第2表层部。
[0025] (a)为了降低断线频率，将第1表层部及第2表层部的组织制成以珠光体组织为主 体的组织是有效的。若在第2表层部中存在先共析铁素体组织或伪珠光体组织、贝氏体组 织等软质组织，则在拉丝加工时变形集中而成为龟裂的发生起点。因此，为了提高拉丝加工 性，抑制这些软质组织是有效的。
[0026] (b)为了降低断线频率，将线材的截面中的珠光体块的平均块粒径设为15 μπι~ 35 μ m是有效的。此外，若块粒径超过50 μ m的粗大的珠光体块的面积率超过20 %，则断线 的频率变高。
[0027] (c)增大第1表层部的珠光体组织中的片层间距对于提高线材的拉丝加工性是有 效的。此外，在第1表层部中，通过将片层间距为150nm以下的区域设为20%以下，断线的 频率降低。
[0028] (d)将线材的抗拉强度设为760XCeq. +325MPa以下对于提高线材的拉丝加工性 是有效的。
[0029] (e)降低线材的抗拉强度的不均对于提高线材的拉丝加工性是有效的。特别是通 过将线材的抗拉强度的标准偏差设为20MPa以下，断线频率降低。
[0030] (f)不使线材的第1及第2表层部的硬度软化对于降低断线频率是有效的。若通 过脱碳或减碳等而第1及第2表层部发生软化，则在对线材进行拉丝加工应变超过3. 5那 样的强加工时，断线的发生频率变高。特别是若第2表层部中的维氏硬度变得低于HV280， 则断线的频率变高。
[0031] 本发明是基于上述见解而进行的，其主旨如下。
[0032] (1)本发明的一方式所述的高碳钢线材以质量％计含有C :0· 60%~1. 20%、Si : 0.10%~1.5%、Mn:0.10%~L0%、P:0.001%~0.012%、S :0.001%~0.010%、Al: 0. 0001%~0. 010%、N :0. 0010%~0. 0050%作为化学成分，剩余部分包含Fe及杂质；在 与长度方向垂直的截面中，珠光体的面积率为95 %以上，剩余部分为包含贝氏体、伪珠光 体、先共析铁素体、先共析渗碳体中的1种以上的非珠光体组织；上述珠光体的平均块粒 径为15 μπι~35 μπι，块粒径为50 μπι以上的上述珠光体的面积率为20%以下；在从表面 至深度1mm为止的区域中，上述珠光体中的片层间距为150nm以下的区域为20%以下，以 C(% )、Si(% )及Mn(% )分别作为C、Si、Μη的以单位为质量％计的含量，通过式A求出 Ceq.时，上述高碳钢线材的抗拉强度为760XCeq. +325MPa以下，并且，上述抗拉强度的标 准偏差为20MPa以下。
[0033] Ceq. = C(% )+Si(% )/24+Mn(% )/6 式 A
[0034] (2)根据上述（1)所述的高碳钢线材，其中，作为上述化学成分，以质量％计也可 以含有C :0.70%~1. 10%，并且，在上述高碳钢线材的从表面至深度30 μπι为止的区域中， 上述珠光体的面积率为90 %以上，剩余部分也可以为包含上述贝氏体、上述伪珠光体、上述 先共析铁素体中的1种以上的上述非珠光体组织，并且，在上述高碳钢线材的距离表面为 深度30 μπι的位置处，维氏硬度的平均值也可以为HV280~HV330。
[0035] (3)根据上述（1)或（2)所述的高碳钢线材，其中，作为上述化学成分，以质量％ 计也可以进一步含有选自由Β :0· 0001%~0· 0015%、Cr :0· 10%~0· 50%、Ni :0· 10%~ 0· 50 %、V :0· 05 % ~0· 50 %、Cu :0· 10 % ~0· 20 %、Mo :0· 10 % ~0· 20 %、Nb :0· 05 % ~ 0. 10%组成的组中的1种或2种以上。
[0036] (4)本发明的其它方式所述的高碳钢线材的制造方法，其中，对于化学成分以质 量％ 计含有 C :0·