[发明专利]高强度、高碳钢线及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产作为钢丝帘线等的成分(component)的高强度、高碳钢线的方法，所述钢丝帘线用作橡胶产品如轮胎或带等的补强构件。

背景技术

用于钢丝帘线等的线的高碳钢线通常通过一系列加工来生产：采用具有约5.5mm直径，含有0.70-0.95质量％的碳的高碳钢线材作为材料，并将其进行韧化处理如斯太尔摩法处理以具有珠光体结构；使高碳钢线材进行至少一次拉伸-热处理，其中将高碳钢线材通过干式拉伸来拉伸从而具有预定的中间线直径，然后韧化；使如此处理的高碳钢线材进行最终热处理以调整其结构为珠光体结构；湿式拉伸该钢线材从而具有预定的线直径。

例如，为了降低其中将钢丝帘线应用为补强材料的轮胎的重量，存在对具有较高比强度的钢丝帘线的需求。因此，关于用作此类钢丝帘线的线的高碳钢线，存在对具有较高拉伸强度的高碳钢线的需求。

用作钢丝帘线的线的高碳钢线的直径通常为约0.10-0.60mm。当将该钢线的直径保持恒定时，为了增强该线的拉伸强度，使用的方案包括：使用具有相对高碳含量的材料，以及通过增大供应至最终热处理的中间线材的直径，在最终拉伸加工期间使拉伸的量相对高等。

如上所述在生产该具有相对高拉伸强度的高强度钢线中，出现由高的强度增大造成的延展性劣化的问题。该劣化的延展性导致在通过捻合钢线生产钢丝帘线中线断裂的增加，以及较差的耐疲劳性。为了抑制由上述强度增大造成的延展性劣化，已提议改进原料(JP 6-312209)，改进作为最终拉伸加工的湿式拉伸加工的条件(JP 7-197390)。

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，考虑到原料或最终拉伸加工，已进行抑制由强度增大造成的延展性劣化的改进。具体地，JP 6-312209指出，线拉伸后，作为不均匀结构的先共析铁素体和先共析渗碳体可能引起延展性劣化，并提出改变组分、韧化处理和最终线拉伸的方案。另一方面，JP 7-197390寻求限于通过均匀实现最终拉伸加工而获得的改进的方案。然而，在这点上，JP 6-312209或JP 7-197390均没有实现充分的效果。

因此，本发明的目的在于提供一种方法，所述方法能够解决如上所述的常规技术问题，并实现保持其良好延展性的高强度化钢线。

用于解决问题的方案

本发明的发明人已发现：在为获得用于最终热处理的中间线材的预备阶段拉伸加工中的条件极大地影响最终获得的钢线的延展性。

具体地，虽然作为材料的已进行斯太尔摩法处理的高碳钢线材基本上由珠光体结构构成，钢线材通常至少一定程度地包括：由于中心偏析和表面脱碳等导致的主量组分的不均匀，和/或微量组分如先共析铁素体和先共析渗碳体的不均匀。

虽然在最终热处理加工之前的一定阶段处，一定程度地减轻了如上所述的主量和/或微量组分的不均匀，但在最终获得的钢线的金属结构中残留了不均匀，并且可能起到破坏核的作用。钢线的拉伸强度越高，或更具体地，当高强度钢线的拉伸强度Z(MPa)和直径Df在满足下式(2)的范围内时，金属结构中的不均匀就越大地影响高强度钢线的延展性。例如，金属结构中的不均匀极大地影响直径为0.18mm和拉伸强度超过3300MPa的高强度、高碳钢线的延展性。

Z≥2250-1450logDf            (2)

特别地，当高强度钢线的拉伸强度Z在满足Z≥2843-1450logDf的范围内时，金属结构中的不均匀更大地影响钢线的延展性。

应注意，拉伸强度Z的前述范围对应于为确保由作为轮胎的补强构件的钢线所必须的高强度而需要的拉伸强度Z的范围。具体地，较大的线直径导致较高的抗断裂强度。然而，在超高强度材料的情况下，较大的线直径导致更大的生产该线的难度。因而，拉伸强度Z的前述范围对应于使得断裂强度相对高，同时使生产相对容易的范围。

关于残留在最终获得的钢线中的金属结构中的不均匀，在最终热处理之前进行的预备阶段拉伸加工中的拉伸量越大，就越大地减轻不均匀。然而，为了通过使用相同的材料和保持相同的直径获得具有相对高拉伸强度的钢线，需要增大在最终拉伸加工下的拉伸量。为使其可能，需要使供给至最终热处理的中间线材的直径相对大，这不可避免地需要将在预备阶段拉伸加工中的拉伸量设定为相对小。简而言之，钢线的拉伸强度增大的越多，就越可能在钢线中残留金属结构的不均匀。