扭转特性好的pws用电镀钢线及其制造方法

文档序号:2987502阅读:303来源:国知局

专利名称::扭转特性好的pws用电镀钢线及其制造方法
技术领域
:本发明涉及用于悬吊桥梁等、扭转特性好的PWS用电镀钢线及其制造方法。本发明申请主张2007年1月31日提出的日本国专利申请第2007-022412号申请的优先权,引用其内容到本发明中。
背景技术
:以往,在制造PWS(平行钢绞线)用高强度电镀钢线时一般是在根据需要对热轧线材进行韧化处理后,通过拔丝加工变成预定线径的钢线,再通过实施镀锌赋予耐腐蚀性。通过这样的处理以求不仅确保TS》2192—61Xd(式中TS为拉伸强度(MPa)、d为线径(mm))的强度,而且确保对于用断裂截面收縮率等评价的韧性和延展性具有足够的性能。为了满足上述要求,尝试过通过控制偏析或微观组织使其包含特定的元素,提高高碳线材的拔丝加工性。由于韧化处理过的线材的截面收縮率依存于奥氏体粒子直径,通过使奥氏体粒子直径变细能提高截面收縮率,因此尝试过使用Nb、Ti、B等炭化物或氮化物作为锁住粒子(pinningparticles)使奥氏体粒子直径变细。高碳线材中提出过包含从由质量百分比为0.01%0.1%的^、0.05%0.1%的Zr、0.02%0.5%的Mo构成的组中选择一种以上的元素作为成份元素的线材(参照例如专利文献l)。并且,提出过通过使高碳线材中包含NbC使奥氏体粒子直径变细的线材(参照例如专利文献2)。专利文献1所记载的线材通过包含上述成份元素作为提高钢线的韧性及延展性的组成成份。但是,专利文献1所记载的线材由于添加的元素成份都是价格高的元素,因此有增加制造成本之虞。专利文献2所记载的线材通过使用NbC作为锁住粒子提高可拔丝加工性。但是,专利文献2所记载的线材由于包含的成份元素都是价格高的元素,因此有增加制造成本之虞。并且,由于Nb形成粗大的炭化物或氮化物、Ti形成粗大的氧化物,因此它们有成为破坏的引起点、降低拔丝性之虞。但是,现已证实,增加线材成份中的C量和Si量是提高高碳素钢线强度的最经济并且最有效的手段。但随着Si的增加不仅促进铁素体的析出并且抑制了渗碳体的析出。因此,即使是c量超过o.8y。这样的过共析组成,在进行韧化处理过程中当从奥氏体区域开始冷却时,具有沿奥氏体晶界析出板状初析铁素体的倾向。而且,由于添加Si使珠光体的共析温度变高,因此在进行一般的韧化处理的48065(TC的温度区域内具有生成伪珠光体或贝氏体这样的过冷组织的倾向。结果存在韧化处理后的线材的断裂截面收縮率降低、延展性变差,而且拔丝加工中断线的频率变高,招致生产效率和合格率低下的问题。专利文献1:日本专利第2609387号公报专利文献2:日本特开2001-131697号公报
发明内容本发明就是鉴于上述情况,其目的是要提供一种以廉价的构成合格率高、并且截面收縮率高、扭转特性好的电镀钢线及其制造方法。本发明者为了达到上述目的进行了深入研究,结果发现,通过使韧化处理之前的奥氏体中存在与C量和Si量相对应的量的固溶B,能够使析出渗碳体和析出铁素体的驱动力平衡,能够获得非珠光体组织少、截面收縮率高的高碳珠光体线材,由于优良的拔丝性使加工性好并且使强度高,从而完成了本发明。本发明的宗旨如下本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线,其特征在于包含有质量百分比为0.8%1.1%的<:、0.8%1.3%的&、0.3%0.8%的Mn、0細%0.006。/o的N、0.0004%0.0060%的B,并且固溶B在0.0002%以上;而且,包含有0.005%0.1%的Al、0.005°/。0.1%的1^中的一种或两种,剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成;从表层到深度为50"m的部分中非珠6光体组织的面积率在10%以下,整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下;表面被实施了电镀被覆量为300500g/n^的镀锌。本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线还可以包含从由以下质量百分比的元素构成的组中选择的至少一种以上的元素超过0%、且0.5%以下的Cr,超过0%、且0.5。/。以下的Ni,超过0%、且0.5。/。以下的Co,超过0%、且0.5。/。以下的V,超过0%、且0.2。/。以下的Cu,超过0%、且0.2%以下的Mo,超过0%、且0.2。/。以下的W,超过0%、且0.P/。以下的Nb,以及超过0%、且0.05。/。以下的Zr。也可以,线径为4.57.5mm,拉伸强度满足TS》2192—61Xd,式中,TS为拉伸强度(MPa)、d为线径(mm)。本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线的制造方法的第1方案为在10001200。C的炉内加热包含有质量百分比为0.8%1.1%的C、0.8%1.3。/。的Si、0.3%0.8%的Mn、0.001%0.006%的N、0.0004%0.0060%的B,而且包含有0.005%0.1%的Al、0.005%0.1%的71中的一种或两种,剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成的钢片;从炉中取出后立即进行除锈,经过粗轧制、精轧制,由此制成线径为916mm的线材;在用最终辊轧台轧制后进行冷却,在80095(TC的线材温度下进行盘绕;接着在下述公式(1)表述的时间tl秒内浸渍到52560(TC的熔融盐中实施韧化处理,然后对获得的线材进行下述公式(2)表述的真应变量为L21.9的冷加工,通过这样制成从表层到深度为50um的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下的钢线;接着实施电镀被覆量为300500g/n^的镀锌,其中,tl=0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0細3)/(N—Ti/3.41—B+0.0003)……(1)(其中,公式(1)中Tr为线材的盘绕温度,并且(N—Ti/3.41—B+0.0003)在0以下,或者,当tl大于40秒时,取tl-40秒);e=2.ln((Vd)(2)(其中,公式(2)中,do表示冷加工前钢线材料的直径(mm),d表示冷加工后钢线的直径(mm),ln表示自然对数)。本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线的制造方法的第1方案在上述最终辊轧台中进行轧制然后冷却后,通过熔融盐、斯太尔摩冷却或放置大气中冷却而暂时将线材冷却到200'C以下的温度,在相变结束后将所述线材再加热到95(TC以上的温度奥氏体化,然后浸渍到525600'C的熔融铅中,通过这样进行韧化处理。本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线的制造方法的第2方案对下述线材进行下述公式(3)表述的真应变量为1.21.9的冷加工,通过这样制成从表层到深度为50ym的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下的钢线;所述线材包含有质量百分比为0.8。/ol.l。/o的C、0.8%1.3%的Si、0.3%0.8%的Mn、0.001%0.006%的化0.0004%0.0060%的B,并且固溶B在0.0002%以上,而且包含有0.005%0.1%的Al、0.005%0.1%的71中的一种或两种,具有剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成的钢成份,从表层到深度为100um的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、而且整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下,拉伸强度在1250MPa以上;接着实施电镀被覆量的范围为300500g/r^的镀锌,其中,e=2*ln(do/d)……(3),其中,公式(3)中,do表示冷加工前钢线材料的直径(mm),d表示冷加工后钢线的直径(mm),ln表示自然对数。另外,用来将线材加工成钢线的冷加工不仅包括通常使用的使用了孔穴阴模的拔丝加工,而且包括使用了辊模的冷轧加工。并且,本发明中说明的"扭转特性好"是指对钢线和电镀钢线进行扭转试验时不会产生由扭转集中到一部分上的周部扭转引起的断裂或扭转刚开始立即产生纵向裂缝的"剥离"。发明的效果如果采用本发明的扭转特性和盘绕性好的PWS用电镀钢线,钢线包含有质量百分比为0.8。/。l.l。/。的C、0.8。/。1.3。/。的Si、0.3%0.8%的Mn、0.001%0.006%的1^、0.0004%0.0060%的B,并且固溶B的量在0.0002%以上;而且包含有0.005%0.1%的Al、0.005%0.05%的Ti中的一种或两种,剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成;拉伸强度可以满足TS》2192一61Xd(式中TS为拉伸强度(MPa)、d为线径(mm))。并且,在线材阶段,从表层到深度为100ym的部分中由沿先前的奥氏体晶界析出的初析铁素体、伪珠光体或者贝氏体构成的非珠光体组织的面积率在10%以下、或者从线材的表层到中心部的截面内非珠光体组织的面积率在5%以下,剩余部分由珠光体组织构成。而且,在拔丝后的钢线阶段,从表层到深度为50um的部分中由沿先前的奥氏体晶界析出的初析铁素体、伪珠光体或者贝氏体构成的非珠光体组织的面积率在10%以下、或者从钢线的表层到中心部的截面内非珠光体组织的面积率在5%以下,剩余部分由珠光体组织构成。通过使各成份组成为上述组成,使韧化处理前的奥氏体中存在与C量和Si量相应的量的固溶B,使析出渗碳体和析出铁素体的驱动力平衡、抑制非珠光体组织的产生。由此,不仅能够提高韧性及延展性、而且还能够防止拔丝加工过程中的断线,因此提高了制造PWS用电镀钢线时的生产效率和合格率。并且,即使是对实施了冷加工的钢线进行了电鍍处理的电镀钢线,由于具有以珠光体为主体的组织、并且降低了非珠光体组织的面积率,因此扭转特性好。图1为表示本发明的钢与比较例钢的表层非珠光体面积率与拉伸强度之间的关系的曲线图。具体实施例方式下面详细说明本发明的扭转特性好的PWS用高强度电镀钢线及其制造方法。下面说明限定本实施形态的扭转特性好的PWS用电镀钢线的各成份组成的原因。(C:质量百分比为0.8%1.1%)C为增加线材拉伸强度或提高拔丝时加工硬化率的有效元素。当C的含有量不到0.8%时,不仅难以获得1250MPa以上的高强度线材,而且冷却时在奥氏体晶界上析出的初析铁素体的体积率增加,难以获得均匀的珠光体组织。相反,当C超过l.l。/。时,韧化处理时在奥氏体晶界上析出网状初析渗碳体,使拔丝加工性、韧性和延展性显著下降。因此,将C的含有量限定在质量百分比为0.8%1.1%的范围内。(Si:质量百分比为0.8%1.3%)Si为增加线材强度的元素,作为脱氧材料也是有效的元素。当Si的含有量在0.8%以上时,通过在珠光体相变时使铁素体/渗碳体界面上Si的浓度变浓,具有抑制薄片状的渗碳体在电镀处理的温度下溶解、抑制拉伸强度下降和延展性下降的效果。相反,如果Si的添加量过多,则由于促进了过共析钢中初析铁素体的析出,并且使恒温相变时的相变开始顶端(nose)位置向高温侧移动,因此韧化处理后上部贝氏体组织的份额增加,难以获得均匀的珠光体组织。并且,机械除锈(descaling)性恶化。因此,将Si的含有量限定在质量百分比为0.8%1.3%的范围内。(Mn:质量百分比为0.3%0.8%)Mn不仅是有效的脱氧和脱硫元素,而且还是有效的提高淬透性和提高韧化处理后的拉伸强度的元素。当Mn的含有量不到0.3%时,不能充分获得达到目标拉伸强度的上述效果。相反,如果超过0.8%,则在线材的中心部产生偏析,在偏析部生成贝氏体或马氏体,因此拔丝加工性下降。因此,将Mn的含有量限定在质量百分比为0.3%0.8%的范围内。(Al:质量百分比为0,005°/00.1%)Al为有效的脱氧元素。而且还具有通过形成氮化物固定N,抑制奥氏体粒子粗大化同时抑制老化的效果;并且具有增加固溶B的量的效果。当八1的含有量不到0.005%时,难以获得A1的固定N的效果。相反,如果超过0.1%,则大量析出硬质铝系非金属夹杂物,使延展性和拔丝加工性降低。因此希望Al的含有量在质量百分比为0.005%0.1%的范围内。但是,在含有后述的Ti量的情况下,由于Ti具有固定N的效果,因此不添加A1也能够获得上述效果,所以不必预定A1的下限,Al的含有量也可以是o。(Ti:质量百分比为0.005%0.1%)Ti为有效的脱氧元素。而且还具有通过形成氮化物来固定N,抑制奥氏体粒子的粗大化同时抑制老化的效果;并且具有增加固溶B的量的效果。当Ti的含有量不到0.005%时,难以获得Ti的固定N的效果;相反,如果超过0.1%,则奥氏体中析出粗大的Ti炭化物,使延展性和拔丝加工性降低。因此将Ti的含有量限定在质量百分比为0.005%0.1%的范围内。(N:质量百分比为0.001%0.006%)N具有与A1、Ti和B生成氮化物,在加热时抑制奥氏体粒子的粗大化的作用。当N的含有量不到0.001。/。时,不能获得上述效果;相反,如果含有量过多,则与B生成氮化物的量增大,使奥氏体中固溶B的量下降。因此将N的含有量限定在质量百分比为0.001%0.006%的范围内。(B:质量百分比为0.0004%0.0060%)当B作为固溶B存在于奥氏体中时,不仅在粒子的界面上变浓抑制初析铁素体的析出,而且具有促进初析渗碳体析出的效果。因此通过根据C量与Si量的平衡适量添加,能够抑制初析铁素体和贝氏体的生成。另一方面,由于B形成氮化物,因此为了确保具有上述效果的奥氏体中的固溶B,在线材制造阶段有必要考虑韧化处理时与N的量平衡。而且,当B的含有量过多时,不仅促进初析渗碳体的析出,而且有可能在奥氏体中生成粗大的F&3(C,B)6炭化物,降低拔丝性。因此,为了抑制初析铁素体和贝氏体、并且获得具有良好的拔丝性的线材,使B的含有量在0.0004。/。0.0060y。的范围内。(固溶B:质量百分比在0.0002%以上)本发明的PWS用高强度电镀钢线通过使韧化处理前的奥氏体中存在与C量和Si量相适应的量的固溶B,能够获得非珠光体组织少、截面收縮率高的高碳珠光体线材,并且在冷轧加工、电镀处理后,能够获得扭转特性好的钢线。为了获得这样的效果,有必要使固溶B的量在0.0002y。以上。另外,虽然作为不纯物的P和S没有特别的限制,但希望分别在0.02%以下。虽然本实施形态中说明的PWS用高强度电镀钢线以上述成份作为基本组成成份,但为了达到进一步提高强度、韧性、延展性等机械性质的目的,也可以主动地包含以下说明的允许选择添加的元素中的一种或二种以上作为组成成份。(Cn质量百分比在0.5%以下(不包括0%))Cr为使珠光体的渗碳体间隔变细、并且提高线材的拉伸强度和拔丝加工时的加工硬化率的有效元素。为了有效地发挥上述作用,最好添加0.1%以上的Cr。相反,如果Cr的添加量过多,则韧化处理时的相变结束的时间变长,不仅存在生成马氏体或贝氏体等过冷组织的可能,而且机械除锈性质也恶化,因此使其上限为0.5%。(Ni:质量百分比在0.5%以下(不包括0%))Ni具有提高线材的拔丝加工性和韧性的效果。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.1%以上的Ni。反之,如果过量添加Ni,则相变结束时间变长,因此使其上限为0.5%。(Co:质量百分比在0.5%以下(不包括0%))Co为抑制韧化处理时初析渗碳体析出的有效元素。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.1%以上的Co。反之,即使添加过剩的Co,也由于上述作用饱和,制造成本变得不合适,因此使其上限值为0.5%。(V:质量百分比在0.5%以下(不包括0%))V通过在铁素体中形成细微的炭氮化合物抑制加热时奥氏体粒子的粗大化,并有助于提高热轧后的强度。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.05%以上的V。反之,如果过量添加V,则不仅炭氮化合物的形成量过多,而且炭氮化合物的粒子直径也变大,因此使其上限值为0.5%。(Cu:质量百分比在0.2%以下(不包括0%))Oi具有提高钢线耐腐蚀性的效果。为了有效地发挥这样的作用,希望添加0.1。/。以上的Cu。反之,如果过量添加Cu,则与S反应而在奥氏体晶界上偏析出CuS,因此在线材制造过程中对钢块或线材等造成损伤。为了防止这种不良影响,使其上限值为0.2%。(Mo:质量百分比在0.2%以下(不包括0%))Mo具有提高钢线耐腐蚀性的效果。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.1W以上的Mo。反之,如果过量添加Mo,则相变结束时间变长,因此使其上限值为0.2%。(W:质量百分比在0.2%以下(不包括0%))W具有提高钢线耐腐蚀性的效果。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.1。/。以上的W。反之,如果过量添加W,则相变结束时间变长,因此使其上限值为0.2%。(Nb:质量百分比在0.1%以下(不包括0%))Nb与Ti一样具有通过生成炭氮化合物而抑制加热时奥氏体粒子粗大化的效果。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.05。/。以上的Nb。反之,如果过量添加Nb,则相变结束时间变长,因此使其上限值为0.1%。(Zr:质量百分比在0.05%以下(不包括0%))Zr不仅与Ti一样具有通过生成炭氮化合物抑制加热时奥氏体粒子粗大化的效果,而且具有提高耐腐蚀性的效果。为了有效地发挥上述作用,希望添加0.001%以上的Zr。反之,如果过量添加Zr,则相变结束时间变长,因此使其上限值为0.05%。下面叙述本发明作为目的的扭转特性好的高强度电镀钢线中作为防止产生剥离以及影响线材的冷加工性能、提高截面收縮率的重要因素的线材的组织。影响高强度电镀钢线产生剥离的因素为由沿线材的先前奥氏体晶界生成的贝氏体以及晶界铁素体、伪珠光体构成的非珠光体组织。而且,由于我们知道剥离以表层为起点产生,因此像本实施形态的线材那样通过使从表层到深度为lOOum的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下,能够抑制在拔丝以及电镀处理后产生剥离。而且,降低线材中心部的非珠光体组织对于提高截面收縮率有效。如本实施形态的线材那样,通过使线材表层到中心的截面中非珠光体组织的面积率在5%以下,提高了截面收縮率。下面叙述扭转特性好的高强度电镀钢线用线材的制造方法。本实施形态在10001200'C的炉内加热具有上述钢成份的钢片,从炉中取出后立即进行韧化处理,经过粗轧制、精轧制,制成线径为916mm的线材。在用最终辊轧台轧制后进行冷却,在800950'C的线材温度下进行盘绕。接着在下述公式(1)表述的时间tl秒内浸渍到52560CTC的熔盐液中实施韧化处理。tl=0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0扁3)/(N—Ti/3.41—B+0細3)............(1)(加热温度10001200°C)钢片的加热温度影响各添加元素的存在状态和钢片的脱炭。为了使B为固溶体,加热温度优选在100(TC以上。相反,当钢片的加热温度超过1200'C时,由于钢片表层的脱炭变得显著,因此使加热温度范围为10001200°C。另外,钢片优选在脱炭少的1100'C以下的低温加热,并且最好经过时效热处理。(盘绕结束到开始韧化处理的时间tl)为了用本实施形态规定的成份组成的钢片获得本实施形态规定的组织及拉伸强度的线材,需要在从轧制后盘绕到韧化处理的搬运过程中以及韧化处理时的冷却过程中不析出B炭化物或氮化物,并且使固溶B的含有量在0.0002%的质量百分比以上。依据本发明者的研究,在加热到1050'C后在1秒钟以内急速冷却到75(TC95(TC的温度,接着在该温度下保持一定的时间,然后测量铅韧化处理过的线材的组织和固溶B,结果表明使固溶B的含有量在0.0002%以上的极限保持时间为由B量和N量的组合决定的C曲线,其时间tl能够用下述公式(1)表述。tl=0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0細3)/(N—Ti/3.41—B+0細3)............(1)另夕卜,公式(l)中Tr为盘绕温度,上述公式在(N—Ti/3.41—B+0.0003)大于O的成份范围内有效,当为O以下时,保持时间没有限制。并且,在实际的轧制过程中,盘绕后到开始韧化处理花费的时间几乎都没有40秒以上的,以40秒作为上限。(线材的盘绕温度Tr:800950°C)轧制及水冷后的盘绕温度影响韧化处理开始时固溶B的量。而且,为了获得具有本实施形态规定的组织的线材,有必要在上述公式(1)表述的时间tl以内开始韧化处理。在盘绕温度Tr低于80(TC的情况下,析出B炭化物,作为固溶B抑制非珠光体组织的效果不足。相反,如果盘绕温度Tr超过95(TC,Y粒子直径变粗大,截面收縮率降低。因此,使盘绕温度Tr在80(TC以上,85(TC以上更好,而且最好是在900以上、并且95(TC以下。(韧化处理温度525600°C)线材的韧化处理可以采用盘绕后接着直接浸渍到52560(TC温度下的熔融盐或熔融铅中进行韧化处理的方法或临时冷却后加热到950'C以上再变成奥氏体,然后浸渍到525'C600'C的熔融铅中进行韧化处理的方法中的某一种。线材韧化处理的温度影响韧化处理后的组织和珠光体的层间隔。当韧化处理温度超过60(TC时,由于出现了层间隔大的珠光体组织,因此拉伸强度和韧性降低。另一方面,像本发明的电镀钢线这样的Si含有量多的钢线,如果在低于525'C的温度下进行韧化处理,则韧化处理后贝氏体组织所占份额急剧增加。为了抑制从表层到深度为100m的部分被过冷却,将非珠光体组织的面积率抑制在10%以下,因而希望使熔融盐或熔融铅的温度在525t:以上。通过上述韧化处理,能够将线材(轧制材)的截面内非珠光体组织抑制在5%以下,并且能够确保用下述公式(4)表述的强度以上的拉伸强度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>式中TS为拉伸强度(MPa),C为钢中C的含有量(质量百分比),Si为钢中Si的含有量(质量百分比),d。为线径(mm)。下面说明限定使用上述条件下制造的线材制造韧性好、强度高、并且扭转特性好的PWS用电镀钢线的方法的理由。本实施形态通过对上述条件下制造的线材进行下述公式(2)表述的真应变量为1.21.9的冷加工,制成从表层到深度为50um的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下的钢线。接着,实施电镀被覆量为300500g/n^的镀锌。e=2ln(do/d)............(2)公式(2)中,do表示冷加工前钢线材料的直径(mm),d表示冷加工后钢线的直径(mm),ln表示自然对数。(真应变量e:1.21.9)本发明中说明的真应变量e为表示从原来的直径减小的截面收縮率的参数,当真应变量增加时,TS上升。但是,如果真应变量小于1.2,则扭转试验中会产生局部扭转,因此优选进行真应变量在1.2以上的拔丝加工。相反,当真应变量超过1.9时,该钢线的线径下截面收縮率下降并产生剥离,因此使其上限值为1.9。(电镀被覆量300500g/m2)电镀被覆量影响电镀钢线的耐腐蚀性,被覆量越多,到钢线表面露出需要的时间越长,因此耐腐蚀性增加。300g/m2以上能够获得足够的耐腐蚀性。相反,如果被覆量过多,则存在剥离的问题,因此使其上限为500g/m2。如以上说明过的那样,本实施形态通过使各组成成份的关系在上述范围内、并且使韧化处理前的奥氏体中存在与C量和Si量相对应量的固溶B,来使渗碳体析出和铁素体析出的驱动力平衡、抑制非珠光体组织的生成。由此,不仅能够提高延展性及韧性、而且还能够防止拔丝加工过程中断线,因此提高了制造PWS用电镀钢线时的生产效率和合格率。并且,即使是对实施了冷加工的钢线进行了电镀处理的电镀钢线,通过采用具有以珠光体为主体的组织、并且降低了非珠光体组织的面积率的构造,也能够获得扭转特性好的PWS用电镀钢线。并且,本实施形态用例如直径为916mm的具有上述预定钢成份和组织的线材制造一般作为PWS用的直径4.5mm7.5ram的电镀钢线。由于这种线径的组织也以珠光体组织为主体,因此能够稳定地获得拉伸强度满足TS》2192—61Xd(式中TS为拉伸强度(MPa)、d为线径(mm))的高强度、而且具有优良的拔丝特性、扭转特性好的PWS用电镀钢线。实施例下面举实施例更具体地说明本发明,但本发明并不局限于下述实施例,在能够适合于本发明宗旨的范围内可以进行适当的变更实施,它们都包含在本发明的技术范围内。表1、2和表5、6表示样本材料的化学成份、韧化处理条件和线材的机械性质。使用这些样本材料热轧成预定直径的线材,在预定的温度下盘绕,然后在预定的时间内进行直接熔融盐韧化处理(DLP)或再加热熔融铅韧化处理(LP)。此时,由于即使是相同成份的实施例随着从盘绕到韧化处理所经过的时间不同,B氮化物析出的量也不同,因此固溶B的量不同。然后使用这些韧化处理过的材料用预定的冷却方法进行拔丝加工,直到预定的线径,再实施熔融镀锌。熔融镀锌在电镀液的温度为450'C的条件下进行。然后对这些线材、钢线及电镀钢线进行了下述评价试验。[评价试验方法]通过用亚甲蓝吸收光谱法(methyleneblueabsorptionspectroscopicmethod)对韧化处理过的线材进行测量求出了固溶B的量。对于非珠光体组织的份额这样确定将韧化处理过的线材和进行了拔丝的钢线埋入到树脂中进行研磨,在使用苦味酸实施了化学腐蚀后,通过用SEM进行组织观察决定与线材的长度方向平行的截面(L截面)内非珠光体组织的份额。对于轧制线材的表层非珠光体组织份额这样求出首先在离线材的中心为半径的一5%+5%的部位进行切断和研磨,使L截面露出。然后在表层部分将离表面的深度为100umX宽度为100um的区域内分成5个视野,通过用SEM进行组织观察分别以2000倍的放大倍率拍摄每个视野的组织照片,通过图像解析测量非珠光体的面积率,求出其平均值(表层非珠光体面积率)。对于拔丝后的钢线的表层非珠光体组织份额这样求出首先在离线材的中心为半径的一5%+5%的部位进行切断和研磨,使L截面露出。然后在表层部分将离表面的深度为40umX宽度为100um的区域内分成5个视野,通过用SEM进行组织观察分别以2000倍的放大倍率拍摄每个视野的组织照片,通过图像解析测量非珠光体的面积率,求出其平均值(表层非珠光体面积率)。对于轧制线材和钢线的截面内的非珠光体面积率这样求出在线材或钢线的与长度方向平行的截面(L截面)内将中心部(1/2D的部位,D为线材或钢线的直径)深度为100umX宽度为100um的区域内分成5个视野,通过用SEM进行组织观察分别以2000倍的放大倍率拍摄每个视野的组织照片,通过图像解析测量非珠光体的面积率,求出其平均值(截面内非珠光体面积率)。这一测量证实,拔丝前的非珠光体组织面积率与拔丝后的非珠光体组织的面积率基本一致。另外,在表层存在脱炭层的情况下,将JISG0558中的第4款预定的全脱炭部排除在测量部位之外。对于拉伸强度TS(MPa),使标距为200mm、以10mm/min的速度进行了拉伸试验,测量了n=3的平均值(进行了3次测量,求出了获得的测量值的平均值)。对于扭转试验,使标距为100Dmm(D为钢线的直径)、以20rpm的速度进行了扭转试验。测量了11=3(即重复进行了3次试验)的作为直到拧断的转数的扭转值的平均值,同时用测量到的扭矩图形确认了是否产生剥离(delamination)。而且确认了样本的扭转有无引起局部扭转。表1、2中表示了No.116的本发明的钢和比较钢的组成成份及线材制造条件,表2、4中表示了电镀钢线制造条件及评价结果的一览表。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表l4中No.13、5、6、12、13、15、16所示的各样本为本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线(本发明钢),No.4、711、14所示各样本为现有技术的电镀钢线(比较钢)。如表14所示,No.l3、5、6、12、13、15、16所示样本(本发明钢)的线材8的含有量都满足0.0004%0.0060%的范围,并且盘绕后到开始韧化处理的时间满足tl以内。其中tl用公式tl二0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0.0003)/(N—Ti/3.41—B+0.0003)表述。因此,固溶B的量都在0.0002%以上,线材表层到深度为100um的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下,整个截面内非珠光体组织的面积率在5%以下。并且,所有的韧化处理过的材料的强度都满足TS》(1000XC+300XSi—10Xdo+250)表示的强度(TS临界值),并且满足在1250MPa以上。而且,冷加工后和镀锌处理后都没有产生剥离或局部扭转,满足1870MPa。另外,只有No.8所示的样本(比较钢)在拔丝的状态下产生剥离,但镀锌处理后没有产生剥离,并且满足1870MPa。相反,No.4、7所示的样本(比较钢)的线材由于盘绕后到开始韧化处理的时间比tl长,因此不能确保固溶B的量,不能够抑制非珠光体组织,而且由于冷却速度慢,不能够满足预定的拉伸强度(TS的临界值)。其中,tl用tl=0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0.0003)/(N—Ti/3.41—B+0細3)表述o并且,No.9、10、14所示的样本(比较钢)由于B的含有量不满足预定的量,因此不能确保固溶B的量,不能够抑制非珠光体组织。而且拔丝后或镀锌后产生了剥离。表5、6表示了No.1735的本发明钢和比较钢的成份组成和钢线制造条件,表7、8表示了电镀钢线制造条件和评价结果的一览表。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表58中,No.l726所示的各样本为本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线(本发明钢),No.2730、3235所示各样本的成份都超出了本发明规定的含有量的范围,No.31所示的样本为韧化处理温度超出了本发明规定的温度范围以外的比较钢。如表58所示,No.l524所示样本(本发明钢)的线材B的含有量都满足0.0004%0.0060%的范围,并且盘绕后到开始韧化处理的时间满足tl以内。其中tl用公式tl=0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0.0003)/(N—Ti/3.41—B+0.0003)表述。因此,固溶B的量都在0.0002%以上,线材表层到深度为lOOum的部分内非珠光体组织的面积率在10%以下,整个截面内非珠光体组织的面积率在5%以下。并且,所有的韧化处理过的材料的强度都满足TS》(1000XC+300XSi—10Xd。+250)表示的强度(TS临界值),并且满足在1250MPa以上。而且,冷加工后和镀锌处理后都没有产生剥离或局部扭转,满足1870MPa。相反,No,27所示的样本(比较钢)的线材由于C的含有量为0.7。/。,不满足预定量,因此线材的拉伸强度不到1250MPa,并且电镀钢线的强度也没达到1870MPa。Na28所示的样本(比较钢)的线材由于Si的含有量为1.6%,过乘ij,因此不能够抑制非珠光体组织。而且拔丝后和镀锌处理后不能够抑制剥离。No,29所示的样本(比较钢)的线材由于Mn的含有量为1,/。,过剩,因此不能够抑制细微马氏体的生成。而且拔丝后和镀锌处理后产生了剥离。No.30、34所示的样本(比较钢)的线材盘绕后到开始韧化处理的时间比tl长,因此不能确保固溶B的量,不能够抑制非珠光体组织。而且拔丝后和镀锌处理后产生了剥离。其中,tl用tl=0.0013X(Tr—815)2+7X(B—0.0003)/(N—Ti/3.41—B+0.0003)表述。No.31所示的样本(比较钢)的线材的韧化处理温度超出本发明规定的温度范围之外,不能够抑制非珠光体组织,拔丝后和镀锌处理后产生了剥离。No,32所示的样本(比较钢)由于Si的含有量不满足本发明规定的量,因此线材拔丝后的镀锌处理时TS大大降低,不能满足预定的拉伸强度。No.33所示的样本(比较钢)的线材B的含有量为0.007%,过剩,因此析出了B的炭化物。进而,拔丝后和镀锌处理后产生了剥离。No.35所示的样本(比较钢)的线材C的含有量为1.15%,过乘lj,因此不能够抑制初析渗碳体析出。进而拔丝后或镀锌后产生了剥离。图1为用来说明实施例使用的电镀钢线的一部分中影响剥离产生的因素的曲线图,纵轴表示表层非珠光体份额、横轴表示拉伸强度(MPa)。图中,〇为表14所示的本发明钢,O为表58所示的本发明钢,參为表l4所示的比较钢,令为表58所示的比较钢。工业利用性如果采用本发明,通过指定钢材的组成成份,使韧化处理前的奥氏体中存在与C、Si的量相应的量的固溶B,能够获得组织为以珠光体为主体、从表层到深度为lOOum的部分中非珠光体组织在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下的线材。因此,能够制造扭转特性好,线径为4.57.5mm、拉伸强度满足TS》2192—61Xd(式中TS为拉伸强度(MPa)、d为线径(mm))的PWS用电镀钢线。权利要求1.一种扭转特性好的PWS用电镀钢线,其特征在于包含有质量百分比为0.8%~1.1%的C、0.8%~1.3%的Si、0.3%~0.8%的Mn、0.001%~0.006%的N、0.0004%~0.0060%的B,并且固溶B在0.0002%以上;而且,包含有0.005%~0.1%的Al、0.005%~0.1%的Ti中的一种或两种,剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成;从表层到深度为50μm的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下,整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下;表面被实施了电镀被覆量为300~500g/m2的镀锌。2.如权利要求1所述的扭转特性好的PWS用电镀钢线,其特征在于包含从由以下质量百分比的元素构成的组中选择的至少一种以上的元素超过0%、且0.5%以下的Cr,超过0%、且0.5%以下的Ni,超过0%、且0.5%以下的Co,超过0%、且0.5%以下的V,超过0%、且0.2%以下的Cu,超过0%、且0.2V。以下的Mo,超过0%、且0.2。/。以下的W,超过0%、且0.P/。以下的Nb,以及超过0%、且0.05n/。以下的Zr。3.如权利要求1所述的扭转特性好的PWS用电镀钢线,其特征在于线径为4.57.5mm,拉伸强度满足TS》2192—61Xd,式中,TS为拉伸强度(MPa)、d为线径(mm)。4.一种扭转特性好的PWS用电镀钢线的制造方法,其特征在于在10001200。C的炉内加热包含有质量百分比为0.8%1.1%的C、0.8%1.3。/o的Si、0.3%0.8%的Mn、0.001%0.006%的N、0.0004%0.0060%的B,而且包含有0.005%0.1%的Al、0.005%0.1%的Ti中的一种或两种,剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成的钢片;从炉中取出后立即进行除锈,经过粗轧制、精轧制,由此制成线径为916mm的线材;在用最终辊轧台轧制后进行冷却,在80095(TC的线材温度下进行盘绕;接着在下述公式(1)表述的时间tl秒内浸渍到52560(TC的熔融盐中实施韧化处理,然后对获得的线材进行下述公式(2)表述的真应变量为1.21.9的冷加工,通过这样制成从表层到深度为50nm的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下的钢线;接着实施电镀被覆量为300500g/n^的镀锌,其中,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>1)其中,公式(1)中Tr为线材的盘绕温度,并且(N—Ti/3.41—B+0.0003)在0以下,或者,当tl大于40秒时,取tl二40秒;e=2'ln(do/d)……(2)其中,公式(2)中,do表示冷加工前钢线材料的直径(mm),d表示冷加工后钢线的直径(mm),In表示自然对数。5.如权利要求4所述的扭转特性好的PWS用电镀钢线的制造方法,其特征在于在上述最终辊轧台中进行轧制然后冷却后,通过熔融盐、斯太尔摩冷却或放置大气中冷却而暂时将线材冷却到20(TC以下的温度,在相变结束后将所述线材再加热到95(TC以上的温度奥氏体化,然后浸渍到52560(TC的熔融铅中,通过这样进行韧化处理。6.—种扭转特性好的PWS用电镀钢线的制造方法,其特征在于,对下述线材进行下述公式(3)表述的真应变量为1.21.9的冷加工,通过这样制成从表层到深度为50um的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下的钢线;所述线材包含有质量百分比为0.8%1.1%的C、0.8%1.3%的Si、0.3%0.8°/。的Mn、0.001%0.006%的N、0.0004%0.0060%的B,并且固溶B在0.0002%以上,而且包含有0.005%0.1%的Al、0.005%0.1%的Ti中的一种或两种,具有剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成的钢成份,从表层到深度为100iim的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、而且整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下,拉伸强度在1250MPa以上;接着实施电镀被覆量的范围为300500g/n^的镀锌,其中,e=2Mn(d(/d)……(3),其中,公式(3)中,do表示冷加工前钢线材料的直径(mm),d表示冷加工后钢线的直径(mm),In表示自然对数。全文摘要本发明的扭转特性好的PWS用电镀钢线包含有质量百分比为0.8%~1.1%的C、0.8%~1.3%的Si、0.3%~0.8%的Mn、0.001%~0.006%的N、0.0004%~0.0060%的B,并且固溶B在0.0002%以上,而且包含有0.005%~0.1%的Al、0.005%~0.1%的Ti中的一种或两种,剩余部分由Fe和不可避免的不纯物构成;从表层到深度为50μm的部分中非珠光体组织的面积率在10%以下、整个截面中非珠光体组织的面积率在5%以下,表面实施了电镀被覆量为300~500g/m<sup>2</sup>的镀锌。文档编号B21C1/00GK101426943SQ20078001390公开日2009年5月6日申请日期2007年12月10日优先权日2007年1月31日发明者山崎真吾,真锅敏之,西田世纪申请人:新日本制铁株式会社
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