钢线的制作方法

钢线的制作方法
【专利摘要】本发明为扭绞缺陷的产生得到抑制的高品质的钢帘线用的钢线，具有规定的成分组成，钢线的线径R为1.0mm以上且3.5mm以下，抗拉强度为1100MPa以上。沿着钢线的外周形成有软质部，软质部的维氏硬度比钢线的线径R的1/4的深度处的维氏硬度低Hv30以上，软质部的厚度为5μm以上且0.1×Rmm以下。钢线的中心部的组织以面积％计以95％以上且100％以下的比例含有珠光体。钢线的从表面至深度5μm为止的珠光体的平均片层间距小于钢线的中心的珠光体的平均片层间距，它们的间距的差为3nm以上且60nm以下。
【专利说明】
钢线
技术领域
[0001] 本发明涉及作为汽车用轮胎、高压橡胶软管、传送带等橡胶制品的加强筋使用的 高强度钢帘线的材料即钢线。
[0002] 本申请基于2014年2月6日在日本申请的日本特愿2014-021684号而主张优先权， 将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003] 例如，在汽车用轮胎等橡胶制品中，作为加强筋，使用人造丝、尼龙、聚酯等化学纤 维、或由钢线构成的钢帘线。这些加强筋发挥汽车用轮胎的骨架的作用，对安装了该汽车用 轮胎的车辆的燃料消耗费、高速耐久性、及操纵稳定性造成大的影响。近年来，从提高这些 特性的观点出发，作为加强筋，钢帘线的使用比例增加。
[0004] 其中，关于钢帘线，例如像专利文献1、2中公开的那样，广泛提出了将多个钢线料 (单丝)捻合而得到的绞线结构。这样的钢帘线经由以下那样的工序而制造。首先，对线径为 5~6mm的线材进行干式拉丝，得到线径为1.0~4.0mm左右的钢线。对该钢线实施被称为铅 浴淬火处理的热处理，使钢线软化。进而，在经软化的钢线的表面形成黄铜镀层，进一步对 钢线进行湿式拉丝(精拉丝），得到线径约为0.1~0.5mm的单丝。然后，通过将这样操作而得 到的单丝进行绞线加工，从而制造了绞线结构的钢帘线。另外，黄铜镀层是为了提高橡胶与 钢帘线的密合性而形成的。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2005-054260号公报 [0008] 专利文献2:日本特开2005-036356号公报

【发明内容】

[0009]发明所要解决的课题
[0010] 像上述那样，在制造钢帘线时，对线径为1.0~4.0mm左右的钢线实施湿式拉丝(精 拉丝)及绞线加工，所以对钢帘线用的钢线要求良好的加工性。另一方面，近年来，从降低环 境负荷的观点出发，为了推进汽车的低燃料消耗费化而进行了汽车用轮胎的轻量化，与此 相伴，对于钢帘线及钢帘线用单丝要求高强度化。
[0011]但是，在为了形成高强度的钢帘线及钢帘线用单丝而提高钢线的强度的情况下， 导致钢线的延性不足，钢线的加工性降低。因此，对于高强度化的钢线而言，在湿式拉丝(精 拉丝)加工及绞线加工中，存在产生裂纹等缺陷的问题。此外，在钢线的强度高的情况下，无 法良好地进行绞线加工，有可能产生扭绞缺陷。像这样，以往无法得到兼顾高强度化和加工 性的钢帘线用钢线，无法稳定地制造高强度的钢帘线。
[0012]本发明是鉴于上述的状况而进行的，目的是提供强度高、且加工性优异、能够稳定 地制造高强度的钢帘线的钢线。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 用于解决上述课题的本发明的主旨如下所述。
[0015] (1)本发明的一方式所述的钢线，其成分组成以质量％计包含C:0.70%以上且 1.20% 以下、Si :0.15% 以上且0.60% 以下、Μη:0· 10% 以上且 1.00% 以下、N:0.0010% 以上 且0.0050%以下、A1:0%以上且0.010%以下、Ti:0%以上且0.10%以下、Cr:0%以上且 0.50%以下、Co:0%以上且0.50%以下、V:0%以上且0.50%以下、Cu:0%以上且0.20%以 下、Nb:0%以上且0.100%以下、Mo:0%以上且0.20%以下、W:0%以上且0.200%以下、B: 0%以上且0.0030%以下、REM:0%以上且0.0050%以下、Ca:0%以上且0.0050%以下、Mg: 0%以上且0.0050%以下、及Zr:0%以上且0.0100%以下，剩余部分包含Fe及杂质，上述钢 线的线径R为1.0mm以上且3.5mm以下，沿着上述钢线的外周形成有软质部，上述软质部的维 氏硬度比上述钢线的上述线径R的1/4的深度处的上述维氏硬度低Hv30以上，上述软质部的 厚度为5wii以上且0.1 XRmm以下，除上述软质部以外的上述钢线的组织以面积％计以95% 以上且100%以下的比例含有珠光体，上述钢线的从表面至深度5μπι为止的上述珠光体的平 均片层间距小于上述钢线的中心的上述珠光体的上述平均片层间距，上述钢线的从上述表 面至深度5μπι为止的上述珠光体的上述平均片层间距与上述钢线的上述中心的上述珠光体 的上述平均片层间距的差为3nm以上且60nm以下，进而，抗拉强度为llOOMPa以上。
[0016] (2)根据上述（1)所述的钢线，其中，上述软质部的厚度也可以为ΙΟμπι以上且0.08 XRmm以下。
[0017] (3)根据上述（1)或（2)所述的钢线，其中，钢线的从上述表面至深度5μπι的上述部 位为止的上述平均片层间距与上述钢线的上述中心的上述平均片层间距的差也可以为 40nm以下。
[0018] (4)根据上述（1)~(3)中任一项所述的钢线，其中，上述成分组成也可以以质量％ 计包含Ti :0.005%以上且0.10%以下、Cr:超过0%且0.50%以下、Co:超过0%且0.50%以 下、V:超过0%且0.50%以下、(：11:超过0%且0.20%以下、恥:超过0%且0.100%以下、]\1〇 :超 过0%且0.20%以下、W:超过0%且0.20%以下、B:超过0%且0.0030%以下、REM:超过0%且 0.0050% 以下、Ca:超过0.0005%且0.0050% 以下、Mg:超过0.0005%且0.0050% 以下、及 Zr:超过0.0005%且0.0100%以下中的一种或两种以上。
[0019] 发明效果
[0020] 具有上述的构成的钢线具有软质部，在该软质部中，与钢线的中心部相比，平均片 层间距较细，钢线的中心部的平均片层间距与钢线的表面~深度5μπι的区域的平均片层间 距的差为60nm以下。此外，具有上述的构成的钢线的软质部的维氏硬度比钢线的线径R的1/ 4的深度处的维氏硬度低Hv30以上。维氏硬度低者，延性变高。本发明人发现:在其表面具有 这样的软质部的钢线通过硬度高的中心部而抗拉强度提高，且通过硬度低的软质部而延性 显著提高。进而发明人认识到:通过使钢线的从表面至深度5μπι为止的珠光体的平均片层间 距比钢线的中心的珠光体的平均片层间距更微细化，珠光体组织中的渗碳体厚度变得微 细，成为断线的起点的渗碳体的裂纹变得微细。在精拉丝加工及绞线加工中，主要是钢线的 软质部发生变形。对于钢帘线用的钢线要求良好的加工性。根据上述的构成，在精拉丝加工 及绞线加工中，能够抑制在钢线中产生裂纹等缺陷。由于能够对具有上述的钢线的钢线良 好地进行绞线加工，所以通过上述构成，能够提供扭绞缺陷的产生得到抑制的高品质的钢 帘线。
[0021] 此外，具有上述的构成的钢线的成分组成以质量％计包含C:0.70%以上且1.20% 以下、Si :0· 15%以上且0.60%以下、Μη: 0· 10%以上且1.00%以下、Ν:0· 0010%以上且 0.0050%以下）1:0%以上且0.010%以下、11:0%以上且0.10%以下、0:0%以上且 0.50%以下、Co:0%以上且0.50%以下、V:0%以上且0.50%以下、Cu:0%以上且0.20%以 下、Nb:0%以上且0.100%以下、Mo:0%以上且0.20%以下、W:0%以上且0.200%以下、B: 0%以上且0.0030%以下、REM:0%以上且0.0050%以下、Ca:0%以上且0.0050%以下、Mg: 0%以上且0.0050%以下、及Zr:0%以上且0.0100%以下，剩余部分为Fe及杂质，具有上述 的构成的钢线的中心部的组织以面积％计以95%以上且100%以下的比例含有珠光体组 织。具有上述的构成的钢线的中心部具有充分高的抗拉强度。因此，若使用具有上述的构成 的钢线，则钢帘线的轻量化成为可能。
[0022] 此外，具有上述的构成的钢线的软质部的厚度为5μπι以上且0.1 XRmm。如上所述， 所谓R是钢线的直径(线径）。由于软质部的厚度被设定为5μπι以上，所以具有上述的构成的 钢线具有充分良好的加工性，在精拉丝加工及绞线加工中，裂纹等缺陷的产生得到抑制。此 外，由于软质部的厚度被设定为0.1 XRmm以下，所以具有上述的构成的钢线的抗拉强度被 较高地保持，能够充分确保钢帘线的强度。另外，所谓软质部的厚度是具有比钢线的线径R 的1 /4的深度处的维氏硬度低Hv30以上的维氏硬度的区域的厚度。
[0023] 根据本发明，能够提供强度高、且加工性优异、能够稳定地制造高强度的钢帘线的 钢线。
【附图说明】
[0024] 图1是本实施方式所述的钢线的C截面图。
[0025] 图2是示意性表示本实施方式所述的钢线的硬度分布的图表。
[0026] 图3是说明本实施方式所述的钢线的硬度分布图表的制作方法的一个例子的图。
[0027] 图4是说明本实施方式所述的钢线的硬度分布图表的制作方法的一个例子的图。
[0028] 图5是说明本实施方式所述的钢线的硬度分布图表的制作方法的一个例子的图。
[0029] 图6是说明本实施方式所述的钢线的平均片层间距差的测量方法的一个例子的 图。
[0030]图7是说明本实施方式所述的钢线的平均片层间距差的测量方法的一个例子的 图。
[0031] 图8是说明本实施方式所述的钢线的平均片层间距的测量方法的一个例子的图。
[0032] 图9是表示本实施方式所述的钢线的制造方法的流程图。
[0033]图10是本实施方式所述的钢线的概略的CCT线图。
[0034]图11是表示珠光体钢的热处理温度与硬度的关系的概念图。
[0035]图12是说明表层热处理后的本实施方式所述的钢线的冷却方法的图。
[0036] 图13是本实施方式所述的钢线的加工硬化曲线的概念图。
【具体实施方式】
[0037] 以下，对本发明的一实施方式所述的钢线，参照所附的附图进行说明。本实施方式 所述的钢线10是用作制造作为汽车用轮胎等橡胶制品的加强筋使用的高强度钢帘线时的 原材料的钢线。
[0038] 本实施方式所述的钢线10其线径R被设定为13.5mm，成分组成以质量％ 计包含C:0.70%以上且1.20%以下、Si :0· 15%以上且0.60%以下、Μη:0· 10%以上且 1.00%以下、Ν:0.0010%以上且0.0050%以下、Α1:0%以上且0.010%以下、Ti:0%以上且 0.10%以下、Cr:0%以上且0.50%以下、Co:0%以上且0.50%以下、V:0%以上且0.50%以 下、Cu:0%以上且0.20%以下、Nb:0%以上且0.100%以下、Mo:0%以上且0.20%以下、W: 0%以上且0.200%以下、B:0%以上且0.0030%以下、REM:0%以上且0.0050%以下、Ca:0% 以上且0.0050%以下、Mg:0%以上且0.0050%以下、及Zr:0%以上且0.0100%以下，剩余部 分为Fe及杂质。
[0039] 进而，本实施方式所述的钢线10如图1中所示的那样具有软质部11和中心部12。软 质部11沿着钢线10的外周而形成。软质部11的维氏硬度比钢线10的线径R的1/4的深度处的 维氏硬度低Hv30以上，且软质部的厚度为5μπι以上且O.lXRmm以下。进而，钢线10的从表面 至深度5μπι为止的珠光体的平均片层间距小于钢线10的中心的珠光体的平均片层间距，钢 线10的从表面至深度5μπι为止的珠光体的平均片层间距与钢线10的中心的珠光体的平均片 层间距的差为3 · Onm以上且60 · Onm以下。进而，钢线10的抗拉强度为11 OOMPa以上。
[0040](软质部11的硬度:比钢线的线径R的1/4的深度处的维氏硬度低Hv30以上）
[0041]如图1中所示的那样，本实施方式所述的钢线10具有沿着其外周形成的软质部11。 本实施方式所述的钢线1 〇中，比钢线的线径R的1/4的深度处的维氏硬度柔软Hv30以上的区 域被定义为软质部11。即，软质部11的维氏硬度比钢线的线径R的1/4的深度处的维氏硬度 低Hv30以上。图1中，带有符号16的虚线表示钢线的线径R的1/4的深度的部位。此外，本实施 方式所述的钢线10中的非软质部11的部分被定义为中心部12。软质部11的硬度与中心部12 的硬度的差起因于位错密度、及渗碳体的形态的差。中心部12的组织包含95~100%的珠光 体，软质部11的组织也包含同样的量的珠光体，但导入珠光体相变后的组织中的位错的大 部分在软质部11中被除去。软质部11由于其硬度比中心部12低，所以具有比中心部12高的 延性。
[0042](软质部11的厚度:5μπι以上且O.lXRmm以下）
[0043] 本实施方式所述的钢线10的软质部11的厚度t被设定为5μηι彡t彡0.1 XRmm的范围 内。即，本实施方式所述的钢线10中，比线径R的1/4的深度的部位16的维氏硬度柔软Hv30以 上的区域形成于钢线10的从外周面至深度t为止的区域中。例如，在线径R为3.0mm的情况 下，软质部11的厚度t为5μηι以上且0.3mm(300ym)以下。由于具有比中心部12高的延性的软 质部11沿着钢线10的外周而形成，所以钢线10在主要在外周受到显著的变形的精拉丝加工 及绞线加工中，发挥良好的加工性。另一方面，由于中心部12具有充分高的硬度，所以钢线 10具有llOOMPa以上的高的抗拉强度。在软质部11的厚度t为5μπι以下的情况下，在精拉丝加 工及绞线加工等中，变得容易产生断线等加工不良。此外，在软质部11的厚度t变成超过0.1 XRmm的情况下，抗拉强度降低。因此，将软质部11的厚度t设定为5μηι彡t彡0.1 XRmm的范围 内。软质部11的厚度t的优选的范围为l〇Mi以上且0.08 XRmm以下。
[0044] 本实施方式所述的钢线10的软质部11的厚度的测定方法没有特别限定。例如，软 质部11的厚度可以由通过测定钢线10的硬度而得到的钢线10的深度方向的硬度分布进行 判定。例如，适当调制通过将钢线10与拉丝方向垂直地切断而得到的切截面(C截面），通过 从切截面的外周向着中心连续地进行硬度测定，得到如图2中所示那样的表示钢线10的深 度与硬度的关系的图。由该图获知比钢线10的线径R的1/4的深度处的维氏硬度低Hv30以上 的区域的厚度。
[0045] 为了提高软质部11的厚度的测定精度，优选增加硬度测定点的数目。另一方面，对 1个试样进行多次维氏硬度测定时，必须使测定点彼此隔离形成于测定点上的压痕13的对 角线长度的约2倍以上。由于通过之前的测定时的压痕13的形成，压痕13的周围的硬度上 升，所以在之前的测定时的压痕13的附近进行之后的测定时，得不到正确的测定值。为了增 加测定点的个数，可以如图4或图5中所示的那样设定测定点。通常，在测定硬度的深度方向 的分布时，沿着从钢线10的外周朝向中心的1根直线实施连续的测定(参照图3)。这样的测 定能够提高测定作业的效率。但是，在求出本实施方式所述的钢线10的软质部11的深度时， 优选如图4或图5中所示的那样，沿着从钢线10的外周朝向中心的多根直线实施测定。由此， 可以在不缩窄测定点彼此的间距的情况下增加测定点的个数。此外，为了增加测定点的个 数，也可以在通过将钢线10以相对于拉丝方向为30°的角度切断而得到的截面中进行硬度 的测定。通过沿着该截面的长径，进行测定点彼此的间距为2μπι的硬度测定，可得到每Ιμπι深 度的硬度。为了以充分高的精度测定本实施方式所述的钢线10的软质部11的深度，优选将 硬度测定的深度间距设定为Ιμπι以下，此外，为了达成该深度间距，优选适当调节维氏硬度 测定时的载荷、测定点的设定方法、及测定面的制作方法等。
[0046] (钢线的中心部的组织:含有95面积％以上且100面积％以下的珠光体）
[0047] 本实施方式所述的钢线10的中心部12的组织（即，钢线10的除软质部11以外的组 织）以面积率计包含95~100%的珠光体。中心部12的组织含有95%以上的珠光体是为了使 钢线10的抗拉强度成为llOOMPa以上、且使后述的精拉丝工序S07等中的钢线10的加工性良 好所必须的。由于优选珠光体量多，所以钢线10的中心部12中的珠光体量的上限值为 100%。马氏体、贝氏体、渗碳体、及伪珠光体等除珠光体以外的组织的含有只要是满足珠光 体量的规定，则被允许。所谓伪珠光体是由粒状的渗碳体和粒状的铁素体构成的组织，与具 有层状的渗碳体与层状的铁素体重叠的形状的普通的珠光体(图8中所示的珠光体20)相区 另IJ。本实施方式所述的"珠光体"是指"普通的珠光体"。不需要规定钢线的软质部11的珠光 体量，但通常成为与钢线的中心部12的珠光体量同样的值。
[0048] 测定钢线10的中心部12中的珠光体量的手段没有特别限定。例如可以通过对钢线 10的C截面进行研磨及蚀刻，从而使钢线10的C截面的珠光体组织现出，接着拍摄C截面的光 学显微镜照片或电子显微镜照片，进而通过求出该照片中包含的珠光体的面积，由此求出 珠光体量。拍摄C截面的光学显微镜照片或电子显微镜照片的部位例如设定为钢线10的C截 面的中心、和钢线10的C截面的1/4深度处的相对于钢线10的中心每隔45度配置的8个部位， 求出这些拍摄部位中的珠光体量，优选将各部位中的珠光体量的平均值作为钢线10的珠光 体量。
[0049] (钢线的从表面至深度5μπι为止的珠光体的平均片层间距:小于钢线的中心的平均 片层间距，且平均片层间距的差为3nm以上且60nm以下）
[0050] 本实施方式所述的钢线10的从表面至深度5μπι为止的珠光体的平均片层间距小于 钢线10的中心处的珠光体的平均片层间距。此外，钢线10的从表面至深度5wii为止的珠光体 的平均片层间距与钢线10的中心处的珠光体的平均片层间距的差（以下，有时简记为"平均 片层间距差"）为3nm以上且60nm以下。另外，钢线10的从表面至深度5μπι为止的区域包含在 软质部11中。因此，在本实施方式所述的钢线10中，软质部11的平均片层间距小于中心的平 均片层间距。
[0051] 若平均片层间距变小，则通过珠光体中的渗碳体发生微细化，延性增大。另一方 面，通过用于减小平均片层间距的热处理而在钢线10中导入位错，该位错使钢线10的延性 降低。通常，在减小钢线10的珠光体的平均片层间距的情况下，由于位错导入的影响超过渗 碳体微细化的影响，所以钢线10的延性降低。但是，在本实施方式所述的钢线10的软质部11 中，大部分的位错通过后述的表层加热而消失。因此，在减小本实施方式所述的钢线10的珠 光体的平均片层间距的情况下，由于位错导入的影响得到抑制，所以可得到由渗碳体微细 化带来的延性提高效果。平均片层间距差低于3nm时，由于从表面至深度5μπι为止的珠光体 中的渗碳体没有被充分微细化，所以钢线10的表层部的延性降低，加工性降低。平均片层间 距的差的下限值优选为5nm、8nm或1 Onm 〇
[0052] 另一方面，在平均片层间距差过大的情况下，钢线10的变形变得不均匀，变得容易 产生层离。本发明人认识到在钢线10的平均片层间距差超过60nm的情况下，层离以高频率 产生。因此，在本实施方式所述的钢线10中，必须将平均片层间距差设定为60nm以下。平均 片层间距的差的上限值优选为40nm、30nm、或2 5nm 〇
[0053] 钢线10的从表面至深度5μπι为止的珠光体的平均片层间距只要通过以下说明的步 骤求出即可。首先，制作与钢线10的拉丝方向平行、且通过钢线10的中心轴的截面(L截面）。 通过使用苦味醇液将该L截面进行蚀刻，使L截面中现出珠光体组织。接着，拍摄该L截面中 的包含钢线10的从表面至深度5μπι为止的区域的电子显微镜照片。进而，由该照片切出图6 中所示的表层平均片层间距测定区域14。表层平均片层间距测定区域14为纵横为5μπι的正 方形，该正方形的1条边与钢线10的表面一致。另外，也可以将电子显微镜照片设定为纵横 为5μπι的正方形，使照片的1条边与钢线10的表面一致，将该照片作为表层平均片层间距测 定区域14。接着，选择如图8中所示的那样，表层平均片层间距测定区域14中包含的多个珠 光体中的片层间距最小的珠光体（图8的珠光体20 )，画与该珠光体20中包含的铁素体相的 层21及渗碳体相的层22正交的长度为2μπι的线段23,数出与该线段23交叉的渗碳体相的层 22的数目，通过将线段的长度(2μπι)除以渗碳体相的层22的数目，求出表层平均片层间距测 定区域14所涉及的片层间距。求出8个表层平均片层间距测定区域14各自所涉及的片层间 距，通过将这些片层间距进行平均，得到钢线10的从表面至深度5μπι为止的珠光体的平均片 层间距。
[0054] 钢线10的中心的平均片层间距只要通过以下说明的步骤求出即可。与上述的钢线 10的表层部的平均片层间距的测定方法同样地调制钢线10的L截面，拍摄包含钢线10的中 心轴、及钢线的线径R的1/4深度的部位的区域的电子显微镜照片。接着，求出作为纵横为5μ m的正方形的12个部位的中心平均片层间距测定区域15所涉及的片层间距。关于12个部位 的中心平均片层间距测定区域15中的4个部位，将其相对的边的中点彼此连接的线段中的 一个与钢线10的中心轴一致。关于12个部位的中心平均片层间距测定区域15中的8个部位， 将其相对的边的中点彼此连接的线段中的一个与钢线10的距离表面为线径R的1/4深度的 区域一致。求出12个部位的中心平均片层间距测定区域15各自所涉及的片层间距，可以将 通过将这些片层间距平均而得到的值视为钢线10的中心的平均片层间距。
[0055] 也可以在钢线10的与拉丝方向垂直的截面(C截面）中测定平均片层间距。如图7中 图示的那样，在C截面中进行测定的情况下，求出钢线10的从表面至深度5μπι的部位为止的 珠光体的平均片层间距的方法与L截面中的测定方法相同。在C截面中进行测定的情况下， 可以将用于求出钢线10的中心的平均片层间距的中心平均片层间距测定区域15配置在钢 线10的中心轴及钢线10的线径R的1/4深度的部位。另外，本实施方式中的片层间距是指将 铁素体相的层21夹持且相邻的渗碳体相的层22的中心线间的距离的平均值。
[0056] 接着，对本实施方式所述的钢线10中，将成分组成如上述那样限定的理由进行说 明。
[0057] (C:0.70% 以上且 1.20% 以下）
[0058] C为提高钢线10的强度的元素。为了得到作为共析组织的珠光体组织，优选将C含 量设定在0.80%附近。C含量低于0.70%时，钢线10成为亚共析钢，变成非珠光体组织较多 地存在的钢。另一方面，C含量超过1.20 %时，初析渗碳体析出，有可能钢线10的加工性降 低。因此，将C含量设定在0.70%以上且1.20%以下的范围内。
[0059] (Si:0.15% 以上且 0.60% 以下）
[0060] Si为对于钢线10的脱氧有效、进而具有固溶于铁素体中而提高钢线10的强度的作 用的元素。其中，Si含量低于0.15%时，有可能无法充分地得到上述的作用。另一方面，Si含 量超过0.60%时，有可能钢线10的加工性降低。因此，将Si含量设定在0.15%以上且0.60% 以下的范围内。Si含量的优选的下限值为0.20 %，S i含量的优选的上限值为0.50 %。
[0061] (Μη:0·10以上且 1.00% 以下）
[0062] Μη为对于钢线10的脱氧有效、进而具有将钢线10中的S固定而抑制钢的脆化的作 用。其中，Μη含量低于0.10%时，有可能无法充分地得到上述的作用。另一方面，Μη含量超过 1.00%时，有可能钢线10的加工性降低。因此，将Μη含量设定在0.10%以上且1.00%以下的 范围内。
[0063] (Ν:0·0010% 以上且0.0050% 以下）
[0064] Ν为通过与Α1和/或Ti结合而形成氮化物的元素。该氮化物具有抑制后述的铅浴淬 火工序S04的开始前的中间钢线中包含的奥氏体的粗大化的作用。通过抑制奥氏体的粗大 化，能够如后述那样将钢线10的平均片层间距差抑制在60nm以下，进而，可以将钢线10的珠 光体微细化而提高钢线1 〇的延性。N含量低于0.0010 %时，有可能无法充分地得到上述的作 用。另一方面，N含量超过0.0050 %时，有可能钢线10的延性降低。因此，将N含量设定在 0.0010%以上且0.0050%以下的范围内。N含量的优选的下限值为0.0015%，N含量的优选 的上限值为0.0045 %。
[0065] P及S有时作为杂质包含在钢线10中。不需要特别规定P及S的含量，但为了对钢线 10赋予与以往的钢线相同水平的延性，优选将P及S的含量分别设定为0%以上且0.02%以 下，进一步优选分别设定为0%以上且0.01%以下。这样的含量的S及P被视为杂质。
[0066] 除了上述的基本成分及杂质元素以外，本实施方式所述的钢线10也可以进一步含 有Al、Ti、Cr、Co、V、Cu、Nb、Mo、W、B、REM、Ca、Mg、Zr中的至少一种作为选择成分。以下，说明选 择成分的数值限定范围和其限定理由。其中，记载的％为质量％。
[0067] (A1:0% 以上且0.010% 以下）
[0068] A1变成硬质而难以产生变形的氧化铝系夹杂物，该夹杂物有可能引起钢线10的延 性劣化和拉丝性劣化。因此，优选将A1含量的上限值设定为0.010%。此外，也可以将A1含量 的上限值设定为0.008%。由于A1也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以A1含量 的下限值为0%。然而，A1具有通过与N结合而形成氮化物的作用，该氮化物如上述那样具有 将平均片层间距差抑制在60nm以下的效果和将珠光体微细化而提高钢线10的延性的效果。 为了得到这些效果，也可以将A1含量的下限值设定为0.003%。
[0069] (Ti:0 以上且 0.100% 以下）
[0070] 由于Ti也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Ti含量的下限值为0%。 但是，Ti为具有脱氧作用的元素。此外，Ti具有通过与N结合而形成氮化物的作用，该氮化物 如上述那样具有将平均片层间距差抑制在60nm以下的效果和将珠光体微细化而提高钢线 10的延性的效果。为了得到这些效果，也可以含有0.005%以上的Ti。另一方面，Ti含量超过 0.100%时，有可能通过形成粗大的碳氮化物(TiCN等)而加工性降低。因此，优选将Ti含量 的上限设定为0.100%。
[0071] (Cr:0% 以上且0.50% 以下）
[0072] 由于Cr也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Cr含量的下限值为0%。 但是，Cr具有通过将珠光体的平均片层间距微细化而提高钢线10的抗拉强度的效果。为了 得到该效果，Cr含量优选为超过0 %，进一步优选为0.0010%以上。另一方面，Cr含量超过 0.50%时，有可能通过抑制珠光体相变而在铅浴淬火处理中的中间钢线的组织中残留奥氏 体。残留奥氏体在铅浴淬火处理后变成马氏体及贝氏体等过冷组织，使钢线10的特性恶化。 此外，超过0.50 %的Cr有时利用机械去氧化皮除去表面氧化物变得困难。因此，Cr含量优选 为0.50%以下。
[0073] (Co:0% 以上且0.50% 以下）
[0074] 由于Co也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Co含量的下限值为0%。 但是，Co为具有通过抑制初析渗碳体的析出而提高钢线10的特性的效果的元素。为了得到 该效果，Co含量优选为超过0 %，进一步优选为0.0010%以上。另一方面，Co含量超过0.50% 时，上述的效果饱和，有时产生过量的生产成本。因此，Co含量优选为0.50 %以下，进一步优 选为0.40%以下。
[0075] (V:0% 以上且0.50% 以下）
[0076] 由于V也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以V含量的下限值为0%。但 是，V具有通过与N结合而形成微细的碳氮化物的作用。该氮化物如上述那样具有将平均片 层间距差抑制在60nm以下的效果和将珠光体微细化而提高钢线10的延性的效果。为了得到 这些效果，优选V含量超过0 %，进一步优选为0.0010%以上。另一方面，V含量超过0.50 % 时，有可能碳氮化物的形成量变得过量，进而有可能碳氮化物的粒径变大。这样的碳氮化物 有时会降低钢线的延性。因此，V含量优选为0.50 %以下，进一步优选为0.40 %以下。
[0077] (Cu:0% 以上且0.20% 以下）
[0078] 由于Cu也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Cu含量的下限值为0%。 但是，Cu为提高钢线10的耐腐蚀性的元素。为了得到该效果，Cu含量优选为超过0%，进一步 优选为〇. 〇〇〇 1 %以上。另一方面，Cu含量超过0.20 %时，通过Cu与S反应而在晶界中偏析 CuS，该CuS有时使钢线10中产生瑕疵。因此，Cu含量优选为0.20%以下，进一步优选为 0.10%以下。
[0079] (Nb:0% 以上且0.100% 以下）
[0080] 由于Nb也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Nb含量的下限值为0%。 但是，Nb具有提高钢线10的耐腐蚀性的效果。此外，Nb具有形成碳化物和/或氮化物的作用。 该碳化物和/或氮化物如上述那样具有将平均片层间距差抑制在60nm以下的效果和将珠光 体微细化而提高钢线10的延性的效果。为了得到这些效果，Nb含量优选为超过0%，进一步 优选为〇. 0005 %以上。另一方面，Nb含量超过0.100 %时，有可能通过抑制铅浴淬火处理中 的珠光体相变而奥氏体残留。残留奥氏体在铅浴淬火处理后变成马氏体及贝氏体等过冷组 织，使钢线10的特性恶化。因此，Nb含量优选为0.100 %以下，进一步优选为0.050 %以下。 [0081 ] (Mo:0% 以上且0.20% 以下）
[0082]由于Mo也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Mo含量的下限值为0%。 但是，Mo为在珠光体生长界面浓缩，通过所谓的溶质拖拽效应来抑制珠光体的生长的元素。 由此，可以将珠光体微细化，提高钢线10的强度。此外，Mo为通过抑制铁素体生成，从而减少 对钢线10的特性造成不良影响的非珠光体组织的元素。为了得到这些效果，Mo含量优选为 超过0%，进一步优选为0.0010%以上、或0.005%以上。另一方面，Mo含量超过0.20%时，珠 光体生长被过量地抑制，铅浴淬火处理需要长时间，有时导致钢线10的生产率的降低。此 外，Mo含量超过0.20 %时，有时析出粗大的Mo碳化物，钢线10的拉丝加工性降低。因此，Mo含 量优选为〇. 20 %以下，进一步优选为0.06 %以下。
[0083] (W:0% 以上且0.200% 以下）
[0084] 由于W也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以W含量的下限值为0%。但 是，W为与Mo同样地在珠光体生长界面浓缩，通过所谓的溶质拖拽效应来抑制珠光体的生长 的元素。由此，可以将珠光体微细化，提高钢线10的强度。此外，W为通过抑制铁素体生成，从 而减少对钢线10的特性造成不良影响的非珠光体组织的元素。为了得到这些效果，W含量优 选为超过〇%，进一步优选为〇. 0005%以上。另一方面，W含量超过0.200%时，珠光体生长被 过量地抑制，铅浴淬火处理需要长时间，有时导致钢线10的生产率的降低。此外，W含量超过 0.2 0 0 %时，有时析出粗大的W碳化物，钢线10的拉丝加工性降低。因此，W含量优选为 0.200 %以下，进一步优选为0.060 %以下。
[0085] (B:0% 以上且0.0030% 以下）
[0086] 由于B也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以B含量的下限值为0%。但 是，B为抑制铁素体、伪珠光体、贝氏体等非珠光体组织的生成的元素。此外，B具有形成碳化 物和/或氮化物的作用。该碳化物和/或氮化物如上述那样具有将平均片层间距差抑制在 60nm以下的效果和将珠光体微细化而提高钢线10的延性的效果。为了得到这些效果，B含量 优选为超过〇%，进一步优选为0.0004%以上、或0.0006%以上。另一方面，B含量超过 0.0030 %时，有时促进粗大的Fe23(CB)6的析出，对钢线10的延性带来不良影响。因此，B含量 优选为0.0030%以下，进一步优选为0.0025%以下、0.0015%以下、或0.0012%以下。
[0087] (REM:0% 以上且0.0050% 以下）
[0088] 由于REM(Rare Earth Metal)也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以 REM含量的下限值为0 %。但是，REM为脱氧元素。此外，REM为通过形成硫化物，将作为杂质的 S无害化的元素。为了得到该效果，REM含量优选为超过0 %，进一步优选为0.0005 %以上。另 一方面，REM含量超过0.0050 %时，有时形成粗大的氧化物，在钢线10的拉丝时引起断线。因 此，REM含量优选为0.0050 %以下，进一步优选为0.0020 %以下。
[0089] 另外，所谓REM为在从原子序号为57的镧到71的镥为止的15种元素上，加上原子序 号为21的钪和原子序号为39的钇的合计17种元素的总称。通常，REM以这些元素的混合物即 混合稀土金属的形态被供给，被添加到钢中。上述的REM的含量是指这些元素的合计的含 量。
[0090] (Ca:0% 以上且0.0050% 以下）
[0091] 由于Ca也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Ca含量的下限值为0%。 但是，Ca为减少使钢线10的特性恶化的硬质的氧化铝系夹杂物的元素。此外，Ca为生成微细 的氧化物的元素。该微细的氧化物使钢线1 〇的珠光体块尺寸微细化，由此提高钢线1 〇的延 性。为了得到这些效果，Ca含量优选为超过0.0005 %。另一方面，Ca含量超过0.0050 %时，有 时形成粗大的氧化物，在钢线10的拉丝时引起断线。因此，Ca含量优选为0.0050%以下，进 一步优选为〇. 0040%以下。另外，在通常的操作条件下，有时Ca含有0.0003%左右。
[0092] (Mg:0% 以上且0.0050% 以下）
[0093] 由于Mg也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Mg含量的下限值为0%。 但是，Mg为生成微细的氧化物的元素。该微细的氧化物使钢线10的珠光体块尺寸微细化，由 此提高钢线10的延性。为了得到该效果，Mg含量优选为超过0.0005%。然而，Mg含量超过 0.0050%时，有时形成粗大的氧化物，在钢线10的拉丝时引起断线。因此，Mg含量优选为 0.0050 %以下，进一步优选为0.0040 %以下。另外，在通常的操作条件下，有时Mg含有 0.0001%左右。
[0094] (Zr:0% 以上且0.0100% 以下）
[0095]由于Zr也可以不包含在本实施方式所述的钢线10中，所以Zr含量的下限值为0%。 但是，Zr由于以ZrO的形式进行结晶而成为奥氏体的晶核，所以为提高奥氏体的等轴率、将 奥氏体粒微细化的元素。在本实施方式所述的钢线10中包含Zr的情况下，通过铅浴淬火处 理前的奥氏体被微细化，从而钢线10的珠光体块尺寸被微细化，由此钢线1 〇的延性提高。为 了得到该效果，Zr含量优选为超过0.0005 %。另一方面，Zr含量超过0.0100 %时，有时形成 粗大的氧化物，在钢线10的拉丝时引起断线。因此，Zr含量优选为0.0100%以下，进一步优 选为0.0050%以下。
[0096](剩余部分:Fe及杂质）
[0097]本实施方式所述的钢线10的成分组成的剩余部分包含Fe及杂质。所谓杂质是指在 工业上制造钢材时，通过矿石或废铁等那样的原料、或制造工序的各种要因而混入的成分， 且在不对本实施方式所述的钢线10的特性造成不良影响的范围内被允许的成分。
[0098](抗拉强度：1100MPa以上）
[0099] 本实施方式所述的钢线10的抗拉强度为llOOMPa以上。使用抗拉强度为llOOMPa以 上的钢线10而得到的钢帘线作为汽车用轮胎、高压橡胶软管、传送带等橡胶制品的加强筋 是合适的。
[0100]接着，对本实施方式所述的钢线10的制造方法、及使用了该钢线10的单丝及钢帘 线的制造方法使用图9~图13进行说明。本实施方式所述的钢线10的制造方法包括以下工 序:为了将线材的表面的氧化皮除去而将线材进行去氧化皮的工序(去氧化皮工序S01);为 了得到中间钢线，将经去氧化皮的线材进行粗拉丝的工序(粗拉丝工序S02);将经粗拉丝的 中间钢线进行加热的工序(加热工序S03);对经加热的中间钢线进行铅浴淬火处理的工序 (铅浴淬火工序S04);将经铅浴淬火的中间钢线进行表层加热的工序(表层加热工序S05); 和将经表层加热的中间钢线进行冷却的工序(冷却工序S06)。如后述那样，所谓中间钢线为 制造途中的钢线10。所谓表层加热为仅将钢线的表层进行加热。使用本实施方式所述的钢 线10而得到的单丝的制造方法包括将本实施方式所述的钢线10进行镀黄铜的工序(镀黄铜 工序S07)和将经镀黄铜的钢线10进行精拉丝的工序(精拉丝工序S08)。使用本实施方式所 述的钢线10而得到的高强度钢帘线的制造方法包括对使用本实施方式所述的钢线10而得 到的单丝进行绞线的工序(绞线加工工序S09)。
[0101] (去氧化皮工序S01)
[0102] 在本实施方式所述的钢线10的制造方法中，将具有上述的成分组成的线材作为原 料使用。线材的种类没有特别限定，但优选为热乳线材。线材的直径没有特别限定，但优选 为约5.5mm左右。将形成于该线材的表面的氧化皮通过酸洗等化学处理、或机械处理而除 去。这样的处理被称为去氧化皮。去氧化皮的方法没有特别限定。
[0103] (粗拉丝工序S02)
[0104] 接着，将除去了氧化皮的线材进行粗拉丝，由此形成线径为1.0mm以上且3.5mm以 下的中间钢线(粗拉丝工序S02)。粗拉丝的方法没有特别限定，但粗拉丝优选通过干式拉丝 来进行。以后，有时为了区别最终得到的钢线和制造途中的钢线，将最终得到的钢线（即本 实施方式所述的钢线10)称为最终钢线，将制造途中的钢线称为中间钢线。
[0105] (加热工序S〇3)
[0106] 接着，在粗拉丝工序S02中得到的中间钢线的中心部及软质部这两者在850°C~ 1350°C的温度范围内被加热（加热工序S03)。通过加热工序S03,中间钢线的组织变成奥氏 体，该奥氏体在后述的铅浴淬火工序S04中进行珠光体相变。因此，根据在加热工序S03中生 成于中间钢线中的奥氏体的状态，铅浴淬火工序S04后得到的最终钢线中包含的珠光体的 状态受到影响。
[0107]加热工序S03中的加热温度低于850°C时，渗碳体以未固溶的状态残留在中间钢线 内，进而，在中间钢线内生成铁素体。该情况下，由于得不到充分的量的奥氏体，所以在接下 来的铅浴淬火工序S04中无法在中间钢线内生成充分的量的珠光体，最终钢线的中心部的 组织的珠光体量低于95%。另一方面，加热工序S03中的加热温度超过1350°C时，由于奥氏 体的粒径粗大化，且淬火性提高，所以有可能最终钢线的平均片层间距差超过60nm。
[0108]以下使用图10来说明通过奥氏体的粗大化而平均片层间距差增大的理由。图10为 本实施方式所述的钢线的示意性CCT线图（Continuous-Cool ing-Transformation diagram:连续冷却相变线图）。从Ps到Pf的两根曲线为表示珠光体相变的开始和结束的相 变曲线。两根相变曲线中的左侧的相变曲线为奥氏体粒径小的中间钢线所涉及的相变曲 线，右侧的相变曲线为奥氏体粒径大的中间钢线所涉及的相变曲线。奥氏体粒径大者由于 从铅浴淬火开始到产生珠光体相变为止的时间长，所以奥氏体粒径大的中间钢线所涉及的 相变曲线位于右侧。CCT线图的从左上向右下延长的两根曲线为表示在加热工序S03后进行 的铅浴淬火工序S04中的中间钢线的冷却状态的曲线。两根曲线中的左侧的曲线为表示中 间钢线的表层的冷却状态的曲线，右侧的曲线为表示中间钢线的中心的冷却状态的曲线。 由于中间钢线的中心与中间钢线的表层相比难以被冷却，所以中间钢线的中心所涉及的曲 线位于右侧。图10中记载的!^为奥氏体粒径小的中间钢线所涉及的相变曲线与表示中间钢 线的表层的冷却状态的曲线最初交叉的温度、与奥氏体粒径小的中间钢线所涉及的相变曲 线与表示中间钢线的中心的冷却状态的曲线最初交叉的温度的差、即奥氏体粒径小的中间 钢线的表层及中心处的珠光体相变开始温度的差。图10中记载的T2为奥氏体粒径大的中间 钢线所涉及的相变曲线与表示中间钢线的表层的冷却状态的曲线最初交叉的温度、与奥氏 体粒径大的中间钢线所涉及的相变曲线与表示中间钢线的中心的冷却状态的曲线最初交 叉的温度的差、即奥氏体粒径大的中间钢线的表层及中心处的珠光体相变开始温度的差。
[0109] 在珠光体相变开始温度低的情况下，珠光体的片层间距变小。因此，在中间钢线的 表层的珠光体相变开始温度与中心的珠光体相变开始温度的差大的情况下，中间钢线的表 层的平均片层间距与中间钢线的中心的平均片层间距的差变大。如图10中所示的那样，τ2大于h。因此，在加热工序S03中被加热的中间钢线的奥氏体粗大化的情况下，在之后的铅 浴淬火工序S04中，中间钢线表层与中间钢线中心的平均片层间距差变大，进而，最终钢线 表层与最终钢线中心的平均片层间距差也变大。本发明人通过多次实验进行了研究，结果 认识到，在加热温度超过1350Γ时，起因于中间钢线的奥氏体粒径的粗大化，最终钢线的平 均片层间距差变成60nm以上的可能性极高。根据上述的理由，必须将加热工序S03中的加热 温度设定为850 °C~1350 °C。
[0110] (铅浴淬火工序S04)
[0111] 接着，将通过加热工序S03被加热的中间钢线在加热工序S03结束后进行浸渍在熔 融铅浴(铅浴）内的铅浴淬火处理(铅浴淬火工序S04)。铅浴的温度设定为530°C以上且580 °C以下，将在铅浴内浸渍中间钢线的时间设定为5~45秒。此外，加热工序S03的结束与铅浴 淬火工序S04的开始之间的时间设定为5秒左右。也可以使用熔融盐来代替熔融铅进行铅浴 淬火。
[0112] 铅浴淬火工序S04中的熔融铅的温度的规定理由如下所述。铅浴的温度低于530°C 时，在中间钢线的表层生成贝氏体组织，由此最终钢线的抗拉强度降低。此外，铅浴的温度 超过580°C时，最终钢线的抗拉强度降低。为了得到充分的抗拉强度，优选将铅浴的温度设 定为530 °C以上且580 °C以下。
[0113] 在铅浴淬火工序S04中，在铅浴内浸渍中间钢线的时间的规定理由如下所述。浸渍 时间低于5秒时，珠光体相变没有完全结束，最终钢线的珠光体分率变低。此外，浸渍时间为 45秒以上时，珠光体的片层中的渗碳体的一部分被截断化，由此引起最终钢线的抗拉强度 的降低。
[0114] 在铅浴淬火工序S04中从铅浴中取出的中间钢线之后被冷却至室温。此时的冷却 速度为l〇°C/秒以上。中间钢线的冷却速度低于10°C/秒时，有可能最终钢线的强度降低。
[0115] (表层加热工序S05)
[0116] 进而，对于经由铅浴淬火工序S04的中间钢线，通过频率为50kHz以上的高频加热， 进行将中间钢线的表面温度加热至500°C以上且700°C以下的温度范围为止的表层加热(表 层加热工序S05)。此时，必须将进行加热的时间设定为5秒以下。在该表层加热工序S05中， 仅中间钢线的表层被加热。由此，由于在铅浴淬火工序S04中的珠光体相变时产生的位错中 的中间钢线的表层的位错的大部分消失，所以在中间钢线的中心附近与表层部分产生硬度 差，形成具有5μπι以上的厚度的软质部11。
[0117] 在表层加热工序S05中，必须将中间钢线的表层充分加热、且尽可能抑制中间钢线 的内部的温度上升。在中间钢线的内部被过量加热的情况下，变得得不到具有厚度为5μπι以 上的软质部11的最终钢线。由于通过高频加热，能够仅将钢线的表层进行加热，所以用于形 成规定的软质部11的最好的加热方法为高频加热。在进行高频加热的情况下，必须将对中 间钢线施加的高频的频率设定为50kHz以上。高频加热时的频率低于50kHz时，由于中间钢 线的内部也被加热，所以得不到具有5μπι以上的厚度的软质部11的最终钢线。对中间钢线施 加的高频的频率的上限值没有特别限制，但若考虑设备能力，则优选将高频的频率的上限 值设定为约l〇〇kHz。高频加热由于可以通过使中间钢线连续地通过高频线圈的内部来实 施，所以除了上述的加热速度以外，生产效率也良好，是优选的。此外，由于通过高频加热， 能够进行均匀的加热，所以通过高频加热而得到的软质部11的深度大致恒定。
[0118] 在表层加热工序S05中，必须将中间钢线的表面温度设定为500°C以上。中间钢线 的表面温度低于500°C时，由于中间钢线的表层的位错没有被充分除去，所以无法形成5μπι 以上的厚度的软质部11。另一方面，在表层加热工序S05中使中间钢线的表面温度超过700 °C时，珠光体的片层中的渗碳体被截断及球状化，由此，最终钢线的抗拉强度降低。
[0119]此外，在表层加热工序S05中，为了避免中间钢线的内部的温度上升，必须快速地 进行加热。因此，必须将表层加热工序S05中的加热时间设定为5秒以内。通过高频加热进行 表层加热时，所谓加热时间是中间钢线通过高频线圈的时间，该时间通过将高频线圈的长 度除以中间钢线的通过速度而求出。不需要规定开始表层加热时的温度。但是，为了在5秒 以内使中间钢线的表面温度为500°C以上，优选将开始表层加热时的温度设定为10°C以上。
[0120] 代替高频加热，也可以将能够以与上述的高频加热条件同等的条件加热的其他手 段适用于表层加热工序S05。然而，由于使用了为了钢线的热处理而通常使用的加热炉的加 热无法在与上述的加热条件同等的条件下进行加热，所以无法形成5μηι以上且0.1 XRmm以 下的厚度的软质部11。
[0121] (冷却工序S06)
[0122] 在表层加热工序S05中仅表层被加热的中间钢线在冷却工序S06中被冷却。此时， 如图12中所示的那样，必须在表层加热工序S05结束后3.0秒以内使中间钢线的表面温度为 500°C以下。优选在表层加热工序S05结束后2.0秒以内使中间钢线的表面温度为500°C以 下。在表层加热工序S05通过高频加热来进行的情况下，所谓表层加热工序S05结束的时刻 是中间钢线移出高频加热线圈的时刻。在没有达成上述的冷却条件的情况下，由于中间钢 线的内部也被软化，所以无法形成5μηι以上且0.1 XRmm以下的厚度的软质部11。
[0123] 冷却工序S06中的冷却的手段只要是达成上述的冷却条件，则没有特别限定。若表 层加热工序S05中的表面加热温度为500 °C、或稍微超过500 °C的程度，则能够通过风冷来达 成上述的冷却条件。但是，起因于气氛温度等扰乱要因，非预期地表层加热工序S05结束时 的中间钢线的表面温度大大超过500°C，由此，有时无法通过风冷来达成上述的冷却条件。 另一方面，通过在表层加热工序S05结束后3.0秒以内将中间钢线进行水冷，能够可靠地达 成上述的冷却条件。
[0124] 通过上述的S01~S06来制造本实施方式所述的钢线10(最终钢线）。另外，在冷却 工序S06结束后，不优选对钢线10进行追加的热处理。这是由于，通过追加的热处理而钢线 10的内部被加热时，钢线10的内部的硬度降低，有可能厚度为5μπι以上且0.1 X Rmm以下的软 质部11消失。
[0125] 以下，例示出使用本实施方式所述的钢线10来制作单丝及钢帘线的方法。然而，对 本实施方式所述的钢线10进行加工的方法并不限定于以下例示出的方法。
[0126] (镀黄铜工序S07)
[0127] 本实施方式所述的钢线10优选对表面实施镀黄铜(镀黄铜工序S07)。镀黄铜是为 了提高橡胶与钢帘线的密合性而形成的。
[0128] (精拉丝工序S08)
[0129] 进而，对在镀黄铜工序S07中进行了镀黄铜的钢线10进行湿式拉丝，形成其线径为 0.15mm以上且0.35mm以下的单丝(精拉丝工序S08)。另外，在对具有中心部12和软质部11的 钢线10实施拉丝加工的情况下，中心部12与软质部11的硬度的差进一步变大。图13是表示 对钢线附加的拉丝加工应变的量与中心部12的硬度及软质部11的硬度的关系的图表。图13 中显示随着拉丝加工应变量的增大，中心部12的硬度与软质部11的硬度的差增大。
[0130](绞线加工工序S09)
[0131] 接着，使用多根单丝进行绞线加工(绞线加工工序S09)。由此，制造了制成绞线结 构的高强度钢帘线。
[0132] 以上，对本实施方式所述的钢线10、本实施方式所述的钢线10的制造方法、及使用 本实施方式所述的钢线10来制作钢帘线的方法进行了说明。制成以上那样的构成的本实施 方式所述的钢线10具有软质部11和中心部12,软质部11与中心部12相比维氏硬度低，且软 质部11的维氏硬度与钢线10的直径R的1/4深度的部位的维氏硬度的差被设定为Hv30以上。 在软质部11中延性提高，在中心部12中抗拉强度被较高地保持。因而，就本实施方式所述的 钢线10而言，在精拉丝工序S08及绞线加工工序S09中，裂纹等缺陷的产生得到抑制。此外， 对于本实施方式所述的钢线10,由于能够在绞线加工工序S09中良好地进行绞线加工，所以 通过使用本实施方式所述的钢线10能够制造扭绞缺陷得到抑制的高品质的高强度钢帘线。 另一方面，本实施方式所述的钢线10具有高的抗拉强度。
[0133] 此外，本实施方式所述的钢线10的成分组成以质量％计包含C:0.70%以上且 1.20% 以下、Si :0.15% 以上且0.60% 以下、Μη:0· 10% 以上且 1.00% 以下、N:0.0010% 以上 且0.0050%以下、A1:0%以上且0.010%以下、Ti:0%以上且0.10%以下、Cr:0%以上且 0.50%以下、Co:0%以上且0.50%以下、V:0%以上且0.50%以下、Cu:0%以上且0.20%以 下、Nb:0%以上且0.100%以下、Mo:0%以上且0.20%以下、W:0%以上且0.200%以下、B: 0%以上且0.0030%以下、REM:0%以上且0.0050%以下、Ca:0%以上且0.0050%以下、Mg: 0%以上且0.0050%以下、及Zr:0%以上且0.0100%以下，剩余部分为Fe及杂质，本实施方 式所述的钢线10的中心部12的组织以面积％计以95%以上且100%以下的比例含有珠光 体。因此，在本实施方式所述的钢线10的中心部12中，抗拉强度被充分高地保持，使用本实 施方式所述的钢线10制造的钢帘线也能够具有高的抗拉强度。
[0134] 此外，在本实施方式所述的钢线10中，由于软质部11的厚度t被设定为5μπι彡t彡 0.1 XRmm的范围内，所以能够充分地确保钢线10的加工性，在精拉丝工序S08及绞线加工工 序S09中，能够抑制裂纹等缺陷的产生，同时能够充分地确保该钢线10的强度。
[0135] 本实施方式所述的钢线10的制造方法具有表层加热工序S05,所述表层加热工序 S05通过对经由铅浴淬火处理工序S04的钢线进行例如频率为50kHz以上的高频加热，从而 将钢线的表面温度加热至500°C以上。因此，根据本实施方式所述的钢线10的制造方法，能 够在钢线的内部与表层之间产生温度差，形成硬度及片层间距彼此不同的软质部11及中心 部12。
[0136] 以上，对本实施方式所述的钢线10进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离 该发明的技术思想的范围内能够适当变更。例如，软质部的厚度不限定于本实施方式。此 外，关于线材的线径及单丝的线径等，并不限定于本实施方式，也可以适当变更。
[0137] 实施例
[0138] 以下，对为了确认本发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。
[0139] 制作具有表1_1、表1_2、表2-1、及表2-2中所不的成分组成的钢线。实施例1~实施 例25的钢线、及比较例26~比较例46的钢线的成分组成中包含的P及S的量为可视为杂质的 水平。
[0140] 实施例1~实施例25的钢线及比较例26~36的钢线通过上述的本实施方式所述的 钢线的制造方法来制作。
[0141] 比较例37的钢线除了省略表层加热工序S05以外，通过依据上述的本实施方式所 述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0142] 比较例38的钢线除了加热工序S03中的加热温度为1380°C(即超过1350°C)以外， 通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0143] 比较例39的钢线除了加热工序S03中的加热温度为830°C(即低于850°C)以外，通 过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0144] 比较例40的钢线除了铅浴淬火工序S04中的在铅浴中的浸渍时间为4秒（即低于5 秒）以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0145] 比较例41的钢线除了铅浴淬火工序S04中的在铅浴中的浸渍时间为50秒（即超过 45秒）以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0146] 比较例42的钢线除了铅浴淬火工序S04中的在铅浴中的浸渍后的冷却速度为8°C/ 秒（即低于10°c/秒）以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法 来制作。
[0147] 比较例43的钢线除了在表层加热工序S05中进行的高频加热的频率为30kHz(即低 于50kHz)以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0148] 比较例44的钢线除了表层加热工序S05中的表层加热温度为480 °C(即低于500 °C) 以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0149] 比较例45的钢线除了表层加热工序S05中的表层加热温度为730 °C(即超过700 °C) 以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0150] 比较例46的钢线除了冷却工序S06中的表层温度达到500 °C以下为止的时间为4秒 (即超过2秒）以外，通过依据上述的本实施方式所述的钢线的制造方法的制造方法来制作。
[0151] 对所得到的钢线1~钢线46的珠光体量、线径R、软质部厚度、表层硬度、中心部硬 度、表层部平均片层间距、中心部平均片层间距、平均片层间距差、层离产生的有无、及抗拉 强度TS进行评价。
[0152] 钢线的中心部的珠光体量设定为钢线的C截面的中心和钢线的C截面的1/4深度处 的相对于钢线中心每隔45度配置的8个部位的珠光体量的平均值。各测定部位中的珠光体 量基于钢线的现出珠光体组织的C截面的光学显微镜照片或SEM照片而求出。
[0153] 软质部厚度基于通过测定钢线的硬度而得到的钢线的深度方向的硬度分布而求 出。通过适当调制钢线的C截面，从切截面的外周朝向中心连续地进行硬度测定，得到如图2 中所示那样的表示钢线的深度与硬度的关系的图表。由该图表求出比钢线的线径R的1/4的 深度处的维氏硬度低Hv30以上的区域的厚度。硬度测定的深度间距设定为Ιμπι。
[0154] 表层硬度设定为钢线的距离表面为2μπι的深度的部位、且相对于钢线的中心每隔 45度配置的8个部位的维氏硬度的平均值。
[0155] 中心部硬度设定为钢线的距离表面为钢线的线径R的1/4的深度的部位、且相对于 钢线的中心每隔45度配置的8个部位和钢线的中心处的维氏硬度的平均值。
[0156]表层部平均片层间距(表层片层间距)通过以下说明的步骤而求出。首先，使钢线 的L截面中现出珠光体组织。接着，拍摄该L截面中的包含钢线的从表面至深度5μπι为止的区 域的电子显微镜照片。进而，由该照片切出图6中所示的表层平均片层间距测定区域。表层 平均片层间距测定区域为纵横为5μπι的正方形，该正方形的1条边与钢线的表面一致。接着， 如图8中所示的那样，选择表层平均片层间距测定区域中包含的多个珠光体中的片层间距 最小的珠光体，画与该珠光体中包含的铁素体相的层及渗碳体相的层正交的长度为2μπι的 线段，数出与该线段交叉的渗碳体相的层的数目，通过将线段的长度(2μπι)除以渗碳体相的 层的数目，求出表层平均片层间距测定区域所涉及的片层间距。求出8个表层平均片层间距 测定区域各自所涉及的片层间距，通过将这些片层间距进行平均，得到钢线的从表面至深 度5 μπι为止的珠光体的平均片层间距。
[0157]中心部平均片层间距（中心部片层间距)通过以下说明的步骤而求出。与上述的表 层部平均片层间距的测定方法同样地调制钢线的L截面，拍摄包含钢线的中心轴的区域的 电子显微镜照片、及包含钢线的线径R的1/4深度的部位的区域的电子显微镜照片。接着，求 出纵横为5μπι的正方形即12个部位的中心平均片层间距测定区域所涉及的片层间距。关于 12个部位的中心平均片层间距测定区域中的4个部位，将其相对的边的中点彼此连接的线 段中的一个与钢线的中心轴一致。关于12个部位的中心平均片层间距测定区域中的8个部 位，将其相对的边的中点彼此连接的线段中的一个与钢线的距离表面为线径R的1/4深度的 区域一致。求出12个部位的中心平均片层间距测定区域各自所涉及的片层间距，通过将这 些片层间距进行平均，得到钢线的中心的平均片层间距。
[0158]层离的产生的有无通过对钢线进行扭转试验来判定。对产生层离的钢线进行扭转 试验时，由于通过扭转断裂产生的断面不是剪切断面而是变成沿着纵裂纹的断面，所以可 以通过目视检查扭转断裂的钢线的断裂形状，从而判定层离的有无。
[0159] 抗拉强度TS通过依据JIS Ζ 2241"金属材料的拉伸试验方法"的拉伸试验来求出。
[0160] 将评价结果示于表1-3及表2-3中。
[0161] [表 1-1]
[0163] 记号〃---〃表示不含有与该记号对应的元素(或以杂质的形式含有
[0164] 各钢线的成分组成的剩余部分为铁及杂质。
[0165] [表 1-2]
[0167] 记号〃---〃表示不含有与该记号对应的元素(或以杂质的形式含有）。
[0168] 各钢线的成分组成的剩余部分为铁及杂质。

[0172] 记号〃---〃表示不含有与该记号对应的元素(或以杂质的形式含有）。
[0173] 各钢线的成分组成的剩余部分为铁及杂质。
[0174] [表 2-2]
[0176] 记号〃---〃表示不含有与该记号对应的元素(或以杂质的形式含有）。
[0177] 各钢线的成分组成的剩余部分为铁及杂质。
[0179] C含量不足的比较例26的珠光体分率低于95面积％。由此，比较例26的抗拉强度变 得低于llOOMPa。
[0180] Si含量不足的比较例28的抗拉强度变得低于llOOMPa。
[0181] C含量为过量的比较例27、及Si含量为过量的比较例29中，由于加工性的降低，从 而产生层离。
[0182] Μη含量不足的比较例30中，由于脱氧及S的固定没有充分地进行，所以产生层离。
[0183] Μη含量为过量的比较例31中，由于加工性的降低，从而产生层离。
[0184] Mo含量为过量的比较例32中，由于因 Mo碳化物的析出而产生拉丝加工性的降低， 所以产生层离。
[0185] A1含量过量的比较例33中，由于引起钢线的延性劣化及拉丝性劣化的氧化铝系夹 杂物的产生，从而产生层离。
[0186] B含量过量的比较例34中，由于引起钢线的延性降低的粗大的Fe23(CB)6的产生，从 而产生层离。
[0187] N含量过量的比较例35中，由于产生延性的降低，从而产生层离。
[0188] Cr及Mo含量过量的比较例36中，由于较多地生成上部贝氏体、或马氏体，珠光体分 率降低而产生拉丝加工性的降低，所以产生层离。
[0189] 没有进行表层加热的比较例37由于没有形成软质部，所以加工性降低而产生层 离。
[0190]铅浴淬火前的加热温度过量的比较例38由于平均片层间距差过量，所以产生层 离。
[0191] 铅浴淬火前的加热温度不足的比较例39由于珠光体的量降低而产生拉丝加工性 的降低，所以产生层离。
[0192] 铅浴淬火中的在铅浴中的浸渍时间不足的比较例40的钢线的珠光体分率降低而 产生层离。
[0193] 铅浴淬火中的在铅浴中的浸渍时间过量的比较例41的钢线的珠光体中的渗碳体 被截断化而珠光体量不足，由此拉丝加工性及抗拉强度降低。
[0194] 铅浴淬火中的在铅浴中的浸渍后的冷却速度不足的比较例42的钢线的抗拉强度 降低。
[0195] 在表层加热中进行的高频加热的频率不足的比较例43的钢线由于通过加热被进 行至钢线的内部而软质部厚度不足，所以产生层离。
[0196] 表层加热中的表层加热温度不足的比较例44的钢线由于表层的硬度未降低而软 质部厚度不足，所以产生层离。
[0197] 表层加热中的表层加热温度过量的比较例45的钢线由于通过加热被进行至钢线 的内部而珠光体中的渗碳体被截断而珠光体量不足，所以抗拉强度及抗拉强度降低。
[0198] 表层加热后的冷却中的表层温度达到500 °C以下为止的时间过量的比较例46的钢 线由于软质部深度变得过量，所以抗拉强度不足。
[0199] 与此相对，在本发明的实施例1~实施例25中，抗拉强度高达1150MPa以上，并且没 有确认到层离。
[0200] 由以上确认，根据本发明，能够提供强度高、且加工性优异、能够稳定地制造高强 度的钢帘线的钢线。
[0201] 产业上的可利用性
[0202] 根据本发明，能够提供强度高、且加工性优异的钢线。这样的钢线为了以高的成品 率制造高强度的钢帘线是合适的。为了通过将汽车用轮胎轻量化来推进汽车的低燃料消耗 费化，高强度的钢帘线是非常有益的，所以利用本发明的钢线具有产业上的可利用性。
[0203] 符号说明
[0204] 1〇 钢线
[0205] 11软质部
[0206] 12 中心部
[0207] 13 压痕
[0208] 14表层平均片层间距测定区域
[0209] 15中心平均片层间距测定区域
[0210] 16钢线的线径R的1/4的深度的部位
[0211] 20珠光体
[0212] 21铁素体相的层
[0213] 22渗碳体相的层
[0214] 23 线段
【主权项】
1. 一种钢线，其特征在于，其成分组成以质量％计包含： C:0.70%以上且1.20%以下、 Si :0.15%以上且0.60%以下、 Μη:0.10%以上且1.00%以下、 N:0.0010% 以上且0.0050% 以下、 A1:0%以上且0.010%以下、 Ti:0%以上且0.10%以下、 Cr:0%以上且0.50%以下、 Co:0%以上且0.50%以下、 V:0%以上且0.50%以下、 Cu:0%以上且0.20%以下、 Nb:0%以上且0.100%以下、 Mo:0%以上且0.20%以下、 W:0%以上且0.200%以下、 B:0%以上且0.0030%以下、 1?]\1:0%以上且0.0050%以下、 Ca:0%以上且0.0050%以下、 Mg:0%以上且0.0050%以下、及 Zr:0%以上且0.0100%以下、 剩余部分包含Fe及杂质， 所述钢线的线径R为I .Omm以上且3.5mm以下， 沿着所述钢线的外周形成有软质部，所述软质部的维氏硬度比所述钢线的所述线径R 的1/4的深度处的所述维氏硬度低Hv30以上，所述软质部的厚度为5μηι以上且0.1 XRmm以 下， 除所述软质部以外的所述钢线的组织以面积％计以95%以上且100%以下的比例含有 珠光体， 所述钢线的从表面至深度5μπι为止的所述珠光体的平均片层间距小于所述钢线的中心 的所述珠光体的所述平均片层间距，所述钢线的从所述表面至深度5μπι为止的所述珠光体 的所述平均片层间距与所述钢线的所述中心的所述珠光体的所述平均片层间距的差为3nm 以上且60nm以下，进而， 抗拉强度为IlOOMPa以上。2. 根据权利要求1所述的钢线，其特征在于，所述软质部的厚度为IOMi以上且0.08 X Rmm以下。3. 根据权利要求1或2所述的钢线，其特征在于，所述钢线的从所述表面至深度5μπι的所 述部位为止的所述平均片层间距与所述钢线的所述中心的所述平均片层间距的差为40nm 以下。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的钢线，其特征在于，所述成分组成以质量％计包 含： Ti :0.005%以上且0.10%以下、 Cr:超过0%且0.50%以下、 Co:超过0%且0.50%以下、 V:超过0%且0.50%以下、 Cu:超过0%且0.20%以下、 Nb:超过0%且0.100%以下、 Mo:超过0%且0.20%以下、 W:超过0%且0.20%以下、 B:超过0%且0.0030%以下、 REM:超过0%且0.0050%以下、 Ca:超过0.0005%且0.0050% 以下、 Mg:超过0.0005%且0.0050%以下、及 Zr:超过0.0005%且0.0100%以下中的一种或两种以上。
【文档编号】B60C9/00GK105960477SQ201580007165
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】平上大辅, 小此木真
【申请人】新日铁住金株式会社