(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143709
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】鋼線
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20241003BHJP
C22C 38/18 20060101ALI20241003BHJP
C22C 38/42 20060101ALI20241003BHJP
C21D 8/06 20060101ALN20241003BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301Y
C22C38/18
C22C38/42
C21D8/06 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023056506
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100206140
【弁理士】
【氏名又は名称】大釜 典子
(72)【発明者】
【氏名】酒道 武浩
【テーマコード（参考）】
4K032
【Ｆターム（参考）】
4K032AA06
4K032AA07
4K032AA11
4K032AA14
4K032AA16
4K032AA21
4K032AA23
4K032AA27
4K032AA29
4K032AA31
4K032BA02
4K032CA01
4K032CA02
4K032CC04
4K032CE02
4K032CG00
4K032CG01
4K032CH06
4K032CK02
4K032CM01
(57)【要約】
【課題】スチールコードに好適な鋼線であって、引張強度と捻回特性に優れ、撚り線時のデラミネーションの発生を抑制できる鋼線を提供する。
【解決手段】所定の組成を有し、示差走査熱量測定により得られたＤＳＣ曲線は、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピークと、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピークとを有し、かつ以下の式（１）および（２）を満たし、直径が０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、引張強度が４１００ＭＰａ以上である鋼線。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
ここで
Ａ（Ｊ／ｇ）は、前記第１ピークの発熱量の総和であり、
Ｂ（Ｊ／ｇ）は、前記第２ピークの発熱量の総和である。
【選択図】図１
【解決手段】所定の組成を有し、示差走査熱量測定により得られたＤＳＣ曲線は、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピークと、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピークとを有し、かつ以下の式（１）および（２）を満たし、直径が０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、引張強度が４１００ＭＰａ以上である鋼線。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
ここで
Ａ（Ｊ／ｇ）は、前記第１ピークの発熱量の総和であり、
Ｂ（Ｊ／ｇ）は、前記第２ピークの発熱量の総和である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃ ：０．９５質量％以上、１．０５質量％以下、
Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下、
Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｐ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｓ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下、および
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
示差走査熱量測定により得られたＤＳＣ曲線は、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピークと、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピークとを有し、かつ以下の式（１）および（２）を満たし、
直径が０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、
引張強度が４１００ＭＰａ以上である鋼線。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
ここで
Ａ（Ｊ／ｇ）は、前記第１ピークの発熱量の総和であり、
Ｂ（Ｊ／ｇ）は、前記第２ピークの発熱量の総和である。
Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下、
Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｐ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｓ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下、および
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
示差走査熱量測定により得られたＤＳＣ曲線は、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピークと、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピークとを有し、かつ以下の式（１）および（２）を満たし、
直径が０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、
引張強度が４１００ＭＰａ以上である鋼線。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
ここで
Ａ（Ｊ／ｇ）は、前記第１ピークの発熱量の総和であり、
Ｂ（Ｊ／ｇ）は、前記第２ピークの発熱量の総和である。
【請求項2】
Ｃｕ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、および
Ｎｉ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、からなる群から選択される１つ以上を更に含有する、請求項１に記載の鋼線。
Ｎｉ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、からなる群から選択される１つ以上を更に含有する、請求項１に記載の鋼線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、捻回特性に優れた高強度の鋼線に関し、特に、自動車用タイヤなどの補強材に用いられるスチールコードに適した鋼線に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、車両における乗員の安全性向上が求められており、係る目的のために車体の強度を向上させてきた。他方、地球温暖化問題等の深刻化を背景に、自動車の燃費改善の動きが加速している。燃費改善には車体の軽量化が有効であることが知られている。
【0003】
自動車の燃費改善を背景にスチールコード用鋼線の高強度化が求められている。鋼線を高強度化するとタイヤ１本あたりに使用する鋼線の重量を減らすことができ、タイヤを軽量化できることから自動車の燃費改善に繋がる。
しかし、高強度化に伴い鋼線が脆化し、撚り線時にデラミネーションが発生するリスクが高まる。デラミネーションが発生するとタイヤコードの強度低下につながることから、強度と耐デラミネーション性（捻回特性）の両立が求められている。強度と捻回特性とを共に向上する方法として、様々な方策が提案されている（例えば特許文献１～３）。
しかし、高強度化に伴い鋼線が脆化し、撚り線時にデラミネーションが発生するリスクが高まる。デラミネーションが発生するとタイヤコードの強度低下につながることから、強度と耐デラミネーション性（捻回特性）の両立が求められている。強度と捻回特性とを共に向上する方法として、様々な方策が提案されている（例えば特許文献１～３）。
【0004】
特許文献１は、強度および延性に優れた高強度鋼線を開示している。高強度鋼線は、所定の化学成分組成を有し、線径が直径で０．０５～０．３０ｍｍで、示差走査熱量測定のＤＳＣ曲線における１００～４５０℃の温度範囲において、複数の発熱ピークを有し、かつ、１００～４５０℃の温度範囲における発熱量の総和Ｈ１００～４５０と２８０～４２０℃の温度範囲における発熱量Ｈ２８０～４２０が、下記式（３）を満足する。
Ｈ２８０～４２０／Ｈ１００～４５０＜０．４５・・・（３）
Ｈ２８０～４２０／Ｈ１００～４５０＜０．４５・・・（３）
【0005】
特許文献２は、高速撚り線時にデラミネーションが発生しない、高強度で延性に優れた極細高炭素鋼線を開示している。極細高炭素鋼線は、所定の化学成分組成を有し、線径が０．０５～０．５０ｍｍである極細鋼線であって、この鋼線の示差走査熱分析曲線Ａにおいて、６０℃から１３０℃の温度範囲における発熱ピークＸを有し、かつ、この示差走査熱分析曲線における６０℃と１３０℃の２点同士を結ぶ基準線Ｙに対する前記発熱ピークの最大高さｈを５μＷ／ｍｇ以上である。
【0006】
特許文献３は、高強度で、かつ、強度延性バランスに優れた高強度極細鋼線の製造方法を開示している。高強度極細鋼線の製造方法は、所定の化学成分組成を有する鋼材をパテンティング処理し、最終仕上げにスキンパス工程を含む伸線加工することにより引張強さが４０００ＭＰａ以上の微細パーライト組織からなる高強度極細鋼線とし、その後、さらに、１３０～３００℃の時効処理温度Ｔで、かつ、炭素原子の拡散長Ｌが４００～２０００ｎｍの範囲内になるような時効処理時間ｔで、時効処理を施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１９－０５６１６２号公報
【特許文献2】特開２００５－１２６７６５号公報
【特許文献3】特開２００８－２０８４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
自動車の燃費改善のさらなる向上のために、スチールコード用鋼線の強度（特に引張強度）と捻回特性とを、より一層向上させることが求められている。
そこで本開示は、スチールコードに好適な鋼線であって、引張強度と捻回特性に優れ、撚り線時のデラミネーションの発生を抑制できる鋼線を提供することを目的とする。
そこで本開示は、スチールコードに好適な鋼線であって、引張強度と捻回特性に優れ、撚り線時のデラミネーションの発生を抑制できる鋼線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の態様１は、
Ｃ ：０．９５質量％以上、１．０５質量％以下、
Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下、
Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｐ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｓ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下、および
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
示差走査熱量測定により得られたＤＳＣ曲線は、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピークと、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピークとを有し、かつ以下の式（１）および（２）を満たし、
直径が０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、
引張強度が４１００ＭＰａ以上である鋼線である。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
ここで
Ａ（Ｊ／ｇ）は、前記第１ピークの発熱量の総和であり、
Ｂ（Ｊ／ｇ）は、前記第２ピークの発熱量の総和である。
Ｃ ：０．９５質量％以上、１．０５質量％以下、
Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下、
Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｐ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｓ ：０質量％超、０．０３０質量％以下、
Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下、および
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
示差走査熱量測定により得られたＤＳＣ曲線は、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピークと、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピークとを有し、かつ以下の式（１）および（２）を満たし、
直径が０．２５ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、
引張強度が４１００ＭＰａ以上である鋼線である。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
ここで
Ａ（Ｊ／ｇ）は、前記第１ピークの発熱量の総和であり、
Ｂ（Ｊ／ｇ）は、前記第２ピークの発熱量の総和である。
【0010】
本発明の態様２は、
Ｃｕ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、および
Ｎｉ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、からなる群から選択される１つ以上を更に含有する、態様１に記載の鋼線である。
Ｃｕ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、および
Ｎｉ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、からなる群から選択される１つ以上を更に含有する、態様１に記載の鋼線である。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、引張強度と捻回特性に優れ、撚り線時のデラミネーションの発生を抑制できる鋼線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態に係る鋼線のＤＳＣ曲線の一例を示す。
【図2】実施例および比較例のデータについて、横軸を第１ピークの発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）、縦軸をＡに対する第２ピークの発熱量の総和をＢ（Ｊ／ｇ）としてプロットした結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【0013】
仕上げ伸線を行った後に得られる鋼線について示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry：ＤＳＣ)を行うと、横軸を温度、縦軸を熱量とした曲線（図１）において大きく分けて２つのピークが観察される。
【0014】
１つ目のピーク（第１ピーク）１０は１００℃～２００℃の範囲に極大値が存在し、２つ目のピーク（第２ピーク）２０は３００℃～４００℃の範囲に極大値を示している。
一般的に、第１ピーク１０は、鋼線のパーライト組織中のフェライト相に固溶したＣ原子が、仕上げ伸線により導入された転位（可動転位と不動転位を含む）を固着すること（時効硬化）に伴う発熱に起因するピークと言われている。第１ピーク１０の面積Ｓ１０（すなわち、昇温時の時効硬化による発熱の総和）が大きいことは、仕上げ伸線の際の加工発熱による時効硬化が抑制されていることを意味するため、鋼線の延性が高いことを示している。
また、一般的に、第２ピーク２０は、転位を固着していた炭素原子が、セメンタイトとして再析出する際の発熱に起因すると言われている。
一般的に、第１ピーク１０は、鋼線のパーライト組織中のフェライト相に固溶したＣ原子が、仕上げ伸線により導入された転位（可動転位と不動転位を含む）を固着すること（時効硬化）に伴う発熱に起因するピークと言われている。第１ピーク１０の面積Ｓ１０（すなわち、昇温時の時効硬化による発熱の総和）が大きいことは、仕上げ伸線の際の加工発熱による時効硬化が抑制されていることを意味するため、鋼線の延性が高いことを示している。
また、一般的に、第２ピーク２０は、転位を固着していた炭素原子が、セメンタイトとして再析出する際の発熱に起因すると言われている。
【0015】
本発明者が鋭意検討した結果、仕上げ伸線の伸線条件を適正化することにより、第１ピーク１０の面積Ｓ１０のみならず第２ピーク２０の面積Ｓ２０が増大すること、そして、第１ピーク１０の面積Ｓ１０に対する第２ピーク２０の面積Ｓ２０の比が一定以上となると、捻回時のデラミネーションが低下することを見いだした。
【0016】
第２ピーク２０の面積Ｓ２０が増大する理由、および面積の比（Ｓ２０／Ｓ１０）を所定の値以上に制御することによってデラミネーションが低下する理由は定かではないが、以下のように推測される。
【0017】
第２ピーク２０は、セメンタイトの再析出の際の発熱と、鋼線の可動転位が昇温に伴って消滅する際の発熱とに関係している。消滅する可動転位が多いほど、第２ピーク２０の面積Ｓ２０は増加する。なお、可動転位は、不動転位に比べて転位どうしの絡まりが弱いため、昇温により容易に移動して消滅する。
第２ピーク２０の面積Ｓ２０が大きいということは、第２ピークに対応する温度域で消滅する可動転位が多い、言い換えると、伸線時に導入された可動転位が多いといえる。鋼線中の可動転位、特に鋼線表面の可動転位が多い鋼線は、延性が高く、捻回時のデラミネーションが抑制できると考えられる。
第２ピーク２０の面積Ｓ２０が大きいということは、第２ピークに対応する温度域で消滅する可動転位が多い、言い換えると、伸線時に導入された可動転位が多いといえる。鋼線中の可動転位、特に鋼線表面の可動転位が多い鋼線は、延性が高く、捻回時のデラミネーションが抑制できると考えられる。
【0018】
一方、鋼線中の可動転位が少ないと、昇温により消滅する可動転位が減るため、第２ピーク２０の面積Ｓ２０が小さくなる。そして、鋼線中の可動転位が少ないと、鋼線表面の可動転位も少なくなるので、鋼線の延性が低くなり、高強度鋼線においては捻回時にデラミネーションが発生すると考えられる。
【0019】
このような知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
以下、本発明の実施形態にかかる鋼線およびその製造方法の詳細を示す。
以下、本発明の実施形態にかかる鋼線およびその製造方法の詳細を示す。
【0020】
＜１．化学成分組成＞
本発明の実施形態に係る鋼線は、Ｃ：０．９５質量％以上、１．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、Ｐ：０質量％超、０．０３０質量％以下、Ｓ：０質量％超、０．０３０質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下、およびＮ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下を含有する。
以下、各元素について詳述する。
本発明の実施形態に係る鋼線は、Ｃ：０．９５質量％以上、１．０５質量％以下、Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下、Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、Ｐ：０質量％超、０．０３０質量％以下、Ｓ：０質量％超、０．０３０質量％以下、Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下、およびＮ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下を含有する。
以下、各元素について詳述する。
【0021】
［Ｃ：０．９５質量％以上、１．０５質量％以下］
Ｃは、パーライト中のセメンタイト比率およびラメラ間隔に影響して引張強度を向上させる。そのためＣ量が少ないと鋼線の強度が十分に得られない。一方、Ｃ量が過多になると、熱間圧延の製造工程およびパテンティング処理時において、旧オーステナイト粒界に沿ったセメンタイトを析出させ、強度向上が阻害されるだけでなく伸線加工性の低下および捻回時の縦割れを引き起こす。
これらの観点から、Ｃ量は０．９５質量％以上、１．０５質量％以下とし、好ましくは０．９７質量％以上、１．０３質量％以下、より好ましくは０．９８質量％以上、１．０２質量％以下とする。
Ｃは、パーライト中のセメンタイト比率およびラメラ間隔に影響して引張強度を向上させる。そのためＣ量が少ないと鋼線の強度が十分に得られない。一方、Ｃ量が過多になると、熱間圧延の製造工程およびパテンティング処理時において、旧オーステナイト粒界に沿ったセメンタイトを析出させ、強度向上が阻害されるだけでなく伸線加工性の低下および捻回時の縦割れを引き起こす。
これらの観点から、Ｃ量は０．９５質量％以上、１．０５質量％以下とし、好ましくは０．９７質量％以上、１．０３質量％以下、より好ましくは０．９８質量％以上、１．０２質量％以下とする。
【0022】
［Ｓｉ：０．１５質量％以上、０．４０質量％以下］
Ｓｉは、ラメラ組織中のフェライトに固溶して強度を向上するほか、粒界セメンタイトの析出を抑制し延性を改善する。しかし、Ｓｉの多量添加はフェライトを脆化させて伸線加工性を低下させる。
これらの観点から、Ｓｉ量は０．１５質量％以上、０．４０質量％以下とし、好ましくは０．１７質量％以上、０．３５質量％以下であり、より好ましくは０．１８質量％以上、０．３０質量％以下である。
Ｓｉは、ラメラ組織中のフェライトに固溶して強度を向上するほか、粒界セメンタイトの析出を抑制し延性を改善する。しかし、Ｓｉの多量添加はフェライトを脆化させて伸線加工性を低下させる。
これらの観点から、Ｓｉ量は０．１５質量％以上、０．４０質量％以下とし、好ましくは０．１７質量％以上、０．３５質量％以下であり、より好ましくは０．１８質量％以上、０．３０質量％以下である。
【0023】
［Ｍｎ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下］
Ｍｎは、Ｓと結合してＭｎＳを生成し、熱間割れの抑制に寄与する。しかし、Ｍｎの多量添加は焼入れ性を増大させ、熱間圧延後およびパテンティング処理後に、過冷組織が生成されやすくなり、伸線加工性を低下させる。
これらの観点から、Ｍｎ量は０．１０質量％以上、０．５０質量％以下とし、好ましくは０．２０質量％以上、０．４０質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以上、０．３５質量％以下である。
Ｍｎは、Ｓと結合してＭｎＳを生成し、熱間割れの抑制に寄与する。しかし、Ｍｎの多量添加は焼入れ性を増大させ、熱間圧延後およびパテンティング処理後に、過冷組織が生成されやすくなり、伸線加工性を低下させる。
これらの観点から、Ｍｎ量は０．１０質量％以上、０．５０質量％以下とし、好ましくは０．２０質量％以上、０．４０質量％以下であり、より好ましくは０．２５質量％以上、０．３５質量％以下である。
【0024】
［Ｐ：０質量％超、０．０３０質量％以下］
Ｐは不可避不純物であり、旧オーステナイト粒界に偏析して伸線加工性に悪影響をおよぼす。こうした観点からＰはできるだけ少ない方がよく、本発明の実施形態では０．０３０質量％以下と定めた。Ｐ量は少なければ少ない程好ましいが、過度の低減は製造性の低下や製造コストの上昇を招く。
そこで、Ｐ量は、０質量％超、０．０３０質量％以下とし、好ましくは０．００１質量％以上、０．０２０質量％以下であり、より好ましくは０．００２質量％以上、０．０１０質量％以下である。
Ｐは不可避不純物であり、旧オーステナイト粒界に偏析して伸線加工性に悪影響をおよぼす。こうした観点からＰはできるだけ少ない方がよく、本発明の実施形態では０．０３０質量％以下と定めた。Ｐ量は少なければ少ない程好ましいが、過度の低減は製造性の低下や製造コストの上昇を招く。
そこで、Ｐ量は、０質量％超、０．０３０質量％以下とし、好ましくは０．００１質量％以上、０．０２０質量％以下であり、より好ましくは０．００２質量％以上、０．０１０質量％以下である。
【0025】
［Ｓ：０質量％超、０．０３０質量％以下］
Ｓは不可避不純物であり、単体ではＦｅＳを生成して熱間割れを引き起こす。Ｍｎ添加によりＭｎＳとして無害化しているものの、Ｓはできるだけ少ない方がよく、本発明の実施形態では０．０３０質量％以下と定めた。Ｓ量は少なければ少ない程好ましいが、過度の低減は製造性の低下や製造コストの上昇を招く。
そこで、Ｓ量は、０質量％超、０．０３０質量％以下とし、好ましくは０．００１質量％以上、０．０２０質量％以下であり、より好ましくは０．００２質量％以上、０．０１０質量％以下である。
Ｓは不可避不純物であり、単体ではＦｅＳを生成して熱間割れを引き起こす。Ｍｎ添加によりＭｎＳとして無害化しているものの、Ｓはできるだけ少ない方がよく、本発明の実施形態では０．０３０質量％以下と定めた。Ｓ量は少なければ少ない程好ましいが、過度の低減は製造性の低下や製造コストの上昇を招く。
そこで、Ｓ量は、０質量％超、０．０３０質量％以下とし、好ましくは０．００１質量％以上、０．０２０質量％以下であり、より好ましくは０．００２質量％以上、０．０１０質量％以下である。
【0026】
［Ｃｒ：０．１０質量％以上、０．３０質量％以下］
Ｃｒは、パーライトラメラを微細化させ、鋼線の引張強度を向上させる。しかし、Ｃｒの多量添加は焼入れ性を増大させ、熱間圧延後やパテンティング処理後に過冷組織が生成されやすくなり、伸線加工性を低下させる。
これらの観点から、Ｃｒ量は０．１０質量％以上、０．３０質量％以下とし、好ましくは０．１５質量％以上、０．２８質量％以下であり、より好ましくは０．１８質量％以上、０．２５質量％以下である。
Ｃｒは、パーライトラメラを微細化させ、鋼線の引張強度を向上させる。しかし、Ｃｒの多量添加は焼入れ性を増大させ、熱間圧延後やパテンティング処理後に過冷組織が生成されやすくなり、伸線加工性を低下させる。
これらの観点から、Ｃｒ量は０．１０質量％以上、０．３０質量％以下とし、好ましくは０．１５質量％以上、０．２８質量％以下であり、より好ましくは０．１８質量％以上、０．２５質量％以下である。
【0027】
［Ｎ：０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下］
Ｎは、窒化物系介在物を生成するほか、固溶Ｎは歪時効を引き起こし、伸線加工性の低下およびデラミネーションの促進を引き起こす。こうした観点からＮはできるだけ少ない方がよく、本発明の実施形態では０．００８０質量％以下と定めた。Ｎ量は少なければ少ない程好ましいが、過度の低減は製造性の低下も招く。
そこで、Ｎ量は、０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下とし、好ましくは０．００１５質量％以上、０．００６０質量％以下であり、より好ましくは０．００２０質量％以上、０．００５０質量％以下である。
Ｎは、窒化物系介在物を生成するほか、固溶Ｎは歪時効を引き起こし、伸線加工性の低下およびデラミネーションの促進を引き起こす。こうした観点からＮはできるだけ少ない方がよく、本発明の実施形態では０．００８０質量％以下と定めた。Ｎ量は少なければ少ない程好ましいが、過度の低減は製造性の低下も招く。
そこで、Ｎ量は、０．００１０質量％以上、０．００８０質量％以下とし、好ましくは０．００１５質量％以上、０．００６０質量％以下であり、より好ましくは０．００２０質量％以上、０．００５０質量％以下である。
【0028】
基本成分は上記のとおりであり、好ましい実施形態の１つでは、残部は鉄および不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる元素が例示される。
なお、例えば、ＰおよびＳのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」という場合は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
なお、例えば、ＰおよびＳのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」という場合は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
【0029】
（その他の選択的元素）
さらに、本発明の別の好ましい実施形態では、本発明の実施形態に係る作用を損なわない範囲で必要に応じて上述した以外の元素を含有させてよい。含有される成分に応じて鋼線の特性が更に改善される。
さらに、本発明の別の好ましい実施形態では、本発明の実施形態に係る作用を損なわない範囲で必要に応じて上述した以外の元素を含有させてよい。含有される成分に応じて鋼線の特性が更に改善される。
【0030】
そのような選択元素の例として、Ｃｕ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、およびＮｉ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下、からなる群から選択される１つ以上を挙げることができる。
ＣｕおよびＮｉそれぞれの選択的元素の含有量の詳細を以下に示す。
ＣｕおよびＮｉそれぞれの選択的元素の含有量の詳細を以下に示す。
【0031】
［Ｃｕ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下］
Ｃｕは、耐食性を改善させる元素であるため、添加してもよい。しかし、Ｃｕは酸洗時のデスケール性を低下させる元素でもある。
これらの観点から、Ｃｕ量は０.０１質量％超、０．２５質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．０３質量％以上、０．２０質量％以下であり、特に好ましくは０．０５質量％以上、０．１０質量％以下である。
なお、Ｃｕは、意図的添加を行わない場合であっても、不可避不純物として０．０１質量％程度含まれることがある。
Ｃｕは、耐食性を改善させる元素であるため、添加してもよい。しかし、Ｃｕは酸洗時のデスケール性を低下させる元素でもある。
これらの観点から、Ｃｕ量は０.０１質量％超、０．２５質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．０３質量％以上、０．２０質量％以下であり、特に好ましくは０．０５質量％以上、０．１０質量％以下である。
なお、Ｃｕは、意図的添加を行わない場合であっても、不可避不純物として０．０１質量％程度含まれることがある。
【0032】
［Ｎｉ：０.０１質量％超、０．２５質量％以下］
Ｎｉは、耐食性を改善させる元素であるため、添加してもよい。しかし、Ｎｉは、焼入れ性を増大させ、パテンティング処理後に、過冷組織を生成しやすくする元素でもある。
これらの観点から、Ｎｉ量は０.０１質量％超、０．２５質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０３質量％以上、０．２０質量％以下であり、特に好ましくは０．０５質量％以上、０．１０質量％以下である。
なお、Ｎｉは、意図的添加を行わない場合であっても、不可避不純物として０．０１質量％程度含まれることがある。
Ｎｉは、耐食性を改善させる元素であるため、添加してもよい。しかし、Ｎｉは、焼入れ性を増大させ、パテンティング処理後に、過冷組織を生成しやすくする元素でもある。
これらの観点から、Ｎｉ量は０.０１質量％超、０．２５質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０３質量％以上、０．２０質量％以下であり、特に好ましくは０．０５質量％以上、０．１０質量％以下である。
なお、Ｎｉは、意図的添加を行わない場合であっても、不可避不純物として０．０１質量％程度含まれることがある。
【0033】
＜２．物理的性質＞
［示差走査熱量測定（ＤＳＣ）］
本発明の実施形態に係る鋼線は、示差走査熱量測定（Differential Scanning Calorimetry：ＤＳＣ）を行うと、以下のような特性を示す。
示差走査熱量測定で得られるＤＳＣ曲線において、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピーク１０と、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピーク２０とを有している。
第１ピーク１０の発熱量の総和をＡ（Ｊ／ｇ）、第２ピーク２０の発熱量の総和をＢ（Ｊ／ｇ）とすると、下記の式（１）および（２）を満たす。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
［示差走査熱量測定（ＤＳＣ）］
本発明の実施形態に係る鋼線は、示差走査熱量測定（Differential Scanning Calorimetry：ＤＳＣ）を行うと、以下のような特性を示す。
示差走査熱量測定で得られるＤＳＣ曲線において、１００℃～２００℃の範囲に極大値を有する第１ピーク１０と、３００℃～４００℃の範囲に極大値を有する第２ピーク２０とを有している。
第１ピーク１０の発熱量の総和をＡ（Ｊ／ｇ）、第２ピーク２０の発熱量の総和をＢ（Ｊ／ｇ）とすると、下記の式（１）および（２）を満たす。
Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）
Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）
【0034】
１００℃～２００℃の範囲に極大値を示すピーク（第１ピーク）１０は、１つ、または複数存在する。第１ピーク１０が１つの場合、その第１ピーク１０の面積Ｓ１０から、第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）を求めることができる。第１ピーク１０が複数の場合、それら複数の第１ピーク１０の面積Ｓ１０の合計から、第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）を求めることができる。
同様に、３００℃～４００℃の範囲に極大値を示すピーク（第２ピーク）２０は、１つ、または複数存在する。第２ピーク２０が１つの場合、その第２ピーク２０の面積Ｓ２０から、第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）を求めることができる。第２ピーク２０が複数の場合、それら複数の第２ピーク２０の面積Ｓ２０の合計から、第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）を求めることができる。
同様に、３００℃～４００℃の範囲に極大値を示すピーク（第２ピーク）２０は、１つ、または複数存在する。第２ピーク２０が１つの場合、その第２ピーク２０の面積Ｓ２０から、第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）を求めることができる。第２ピーク２０が複数の場合、それら複数の第２ピーク２０の面積Ｓ２０の合計から、第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）を求めることができる。
【0035】
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）は、以下のように行う。
鋼線サンプル２０ｍｇを測定チャンバー内に入れて、０～５００℃の範囲で加熱昇温する。アルゴン雰囲気で、昇温速度を１５℃／分として昇温し、ＤＳＣ曲線を取得する。測定装置は、例えば日立ハイテクサイエンス社製Ｘ-ＤＳＣ７０００を用いることができる。得られたＤＳＣ曲線で観察された各ピークにおいて、ピークの両側に位置する２つの谷部に共通する接線を引いて基準線とする。図１では、第１ピーク１０の基準線ＲＬ１０と、第２ピーク２０の基準線ＲＬ２０を引いている。ＤＳＣ曲線と基準線とに囲まれた領域の面積（面積Ｓ１０、Ｓ２０）から、「発熱量（Ｊ／ｇ）」を求める。
鋼線サンプル２０ｍｇを測定チャンバー内に入れて、０～５００℃の範囲で加熱昇温する。アルゴン雰囲気で、昇温速度を１５℃／分として昇温し、ＤＳＣ曲線を取得する。測定装置は、例えば日立ハイテクサイエンス社製Ｘ-ＤＳＣ７０００を用いることができる。得られたＤＳＣ曲線で観察された各ピークにおいて、ピークの両側に位置する２つの谷部に共通する接線を引いて基準線とする。図１では、第１ピーク１０の基準線ＲＬ１０と、第２ピーク２０の基準線ＲＬ２０を引いている。ＤＳＣ曲線と基準線とに囲まれた領域の面積（面積Ｓ１０、Ｓ２０）から、「発熱量（Ｊ／ｇ）」を求める。
【0036】
なお、第１ピーク１０、第２ピーク２０が複数ある場合、複数のピークを各々に分離可能であれば、ピークごとに面積を求める。複数の第１ピーク１０のうち２つ以上が重なり合っており、各ピークに分離することが困難な場合は、重なり合った２つ以上のピークを「１つの第１ピーク１０」として取り扱って面積Ｓ１０を求める。同様に、複数の第２ピーク２０のうち２つ以上が重なり合っており、各ピークに分離することが困難な場合は、重なり合った２つ以上のピークを「１つの第２ピーク２０」として取り扱って面積Ｓ２０を求める。
【0037】
式（１）、（２）について説明する。
【0038】
［Ａ≧１．５０（Ｊ／ｇ）・・・式（１）］
ＤＳＣ曲線において、第１ピーク１０の面積Ｓ１０が大きいほど、仕上げ伸線時の時効硬化（時効脆化）が抑制される。第１ピーク１０の面積Ｓ１０から求めた第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）が１．５０Ｊ／ｇ以上であると（つまり、式（１）を充足すると）、デラミネーションを効果的に抑制できる。
Ａは、好ましくは１．６０Ｊ／ｇ以上であり、より好ましくは１．７０Ｊ／ｇ以上であり、さらに好ましくは１．９０Ｊ／ｇ以上である。
ＤＳＣ曲線において、第１ピーク１０の面積Ｓ１０が大きいほど、仕上げ伸線時の時効硬化（時効脆化）が抑制される。第１ピーク１０の面積Ｓ１０から求めた第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）が１．５０Ｊ／ｇ以上であると（つまり、式（１）を充足すると）、デラミネーションを効果的に抑制できる。
Ａは、好ましくは１．６０Ｊ／ｇ以上であり、より好ましくは１．７０Ｊ／ｇ以上であり、さらに好ましくは１．９０Ｊ／ｇ以上である。
【0039】
［Ｂ／Ａ≧１．００・・・式（２）］
ＤＳＣ曲線において、第２ピーク２０の面積Ｓ２０は、セメンタイトの再析出だけでなく、鋼線表層の可動転位の消滅量を表していると考えられる。可動転位の消滅量が多いと、消滅前に多くの可動転位が存在していたといえ、可動転位を多く含む鋼線は、捻回時のデラミネーションが低い。第２ピーク２０の面積Ｓ２０から求めた第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）が、第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）以上である場合、つまり、Ｂ／Ａが１．００以上あると（すなわち式（２）を充足すると）、デラミネーションの抑制効果が大きくなる。
Ｂ／Ａは、好ましくは１．２０以上、より好ましくは１．４０以上である。
ＤＳＣ曲線において、第２ピーク２０の面積Ｓ２０は、セメンタイトの再析出だけでなく、鋼線表層の可動転位の消滅量を表していると考えられる。可動転位の消滅量が多いと、消滅前に多くの可動転位が存在していたといえ、可動転位を多く含む鋼線は、捻回時のデラミネーションが低い。第２ピーク２０の面積Ｓ２０から求めた第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）が、第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）以上である場合、つまり、Ｂ／Ａが１．００以上あると（すなわち式（２）を充足すると）、デラミネーションの抑制効果が大きくなる。
Ｂ／Ａは、好ましくは１．２０以上、より好ましくは１．４０以上である。
【0040】
なお、式（１）および式（２）のいずれか一方のみを満たす鋼線では、デラミネーションの抑制効果が十分ではない。そこで本発明の実施形態では、式（１）、（２）の両方を満たす鋼線のみを対象とする。
【0041】
［引張強度（ＴＳ）］
本実施形態に係る鋼線は、スチールコードに適した、高い引張強度を有している。鋼線の具体的な引張強度は４１００ＭＰａ以上である。
引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０２２に則り行う。
鋼線から測定用試料を３本採取し、引張試験を３回行う。チャック間距離は１００ｍｍとし、試験速度は２０ｍｍ／秒とする。チャック部分で破断した場合、その測定は無効とし、再試験を行う。得られた破断強度の測定値の平均値を、その鋼線の引張強度（ＭＰａ）とする。
本実施形態に係る鋼線は、スチールコードに適した、高い引張強度を有している。鋼線の具体的な引張強度は４１００ＭＰａ以上である。
引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０２２に則り行う。
鋼線から測定用試料を３本採取し、引張試験を３回行う。チャック間距離は１００ｍｍとし、試験速度は２０ｍｍ／秒とする。チャック部分で破断した場合、その測定は無効とし、再試験を行う。得られた破断強度の測定値の平均値を、その鋼線の引張強度（ＭＰａ）とする。
【0042】
＜３．鋼線の直径＞
鋼線の直径が細いと、スチールコードとして使用したときに、タイヤの強度を確保するために撚線の本数を増やしたり、ゴムに織り込む撚線の本数を増やしたりする必要があり、その結果、タイヤの生産性の低下およびコスト増加に繋がる。一方、鋼線の直径が太いと、それに合わせて初期線径が太くなり、伸線性が低下する。
鋼線の直径は０．２５ｍｍ～０．３５ｍｍとし、好ましくは０．２７ｍｍ～０．３３ｍｍ、より好ましくは０．２８ｍｍ～０．３２ｍｍであり、タイヤの生産性の向上およびタイヤのコスト増加を抑制でき、かつ、伸線性の低下を抑制できる。
鋼線の直径が細いと、スチールコードとして使用したときに、タイヤの強度を確保するために撚線の本数を増やしたり、ゴムに織り込む撚線の本数を増やしたりする必要があり、その結果、タイヤの生産性の低下およびコスト増加に繋がる。一方、鋼線の直径が太いと、それに合わせて初期線径が太くなり、伸線性が低下する。
鋼線の直径は０．２５ｍｍ～０．３５ｍｍとし、好ましくは０．２７ｍｍ～０．３３ｍｍ、より好ましくは０．２８ｍｍ～０．３２ｍｍであり、タイヤの生産性の向上およびタイヤのコスト増加を抑制でき、かつ、伸線性の低下を抑制できる。
【0043】
直径の測定では、マイクロメーターを用いる。鋼線において、長手方向の異なる３か所で直径を測定し、その平均値をその鋼線の直径とする。
【0044】
＜４．製造方法＞
次に本発明の実施形態に係る鋼線の製造方法について説明する。
次に本発明の実施形態に係る鋼線の製造方法について説明する。
【0045】
鋼線の製造に用いる熱間圧延線材は、通常の方法で製造することができる。熱間圧延線材の製造方法の一例を以下に記載する。
連続鋳造および分塊圧延により作製した鋼片（例えば角１５５ｍｍ鋼片）を９００℃～１２００℃で３０分～２４０分加熱保持する。
粗圧延および仕上げ圧延を実施し、φ４．０ｍｍ～６．０ｍｍの線材を得る。圧延後の巻取り温度は８５０℃～１０００℃とし、巻取り後は、６５０℃まで２０～５０℃／秒で冷却し、６５０℃～５５０℃で５～３０秒保持した後、５～１５℃／秒で４００℃以下まで冷却する。
連続鋳造および分塊圧延により作製した鋼片（例えば角１５５ｍｍ鋼片）を９００℃～１２００℃で３０分～２４０分加熱保持する。
粗圧延および仕上げ圧延を実施し、φ４．０ｍｍ～６．０ｍｍの線材を得る。圧延後の巻取り温度は８５０℃～１０００℃とし、巻取り後は、６５０℃まで２０～５０℃／秒で冷却し、６５０℃～５５０℃で５～３０秒保持した後、５～１５℃／秒で４００℃以下まで冷却する。
【0046】
このようにして得られた熱間圧延線材に、中間伸線およびパテンティング処理を施す。
【0047】
中間伸線の条件としては、酸による化学的方法やメカニカルデスケーリングによって圧延スケールの除去および被膜処理を行う。その後、単減面率１７～２３％をとしてφ１．７～２．３ｍｍに乾式伸線する。一度の乾式伸線で所定の線径まで加工できない場合は再度乾式伸線を行ってもよい。また中間線が途中で脆化して伸線できない場合は、一度パテンティング処理を行って軟化させた後に改めて乾式伸線を行ってもよい。
【0048】
パテンティング処理の条件としては、例えば９００～１０００℃で３０秒～５分加熱して線材内部までオーステナイト化させた後、溶融鉛、流動槽などで５００℃～６００℃の冷媒に５～３０秒浸漬してパーライト変態させる。
【0049】
中間伸線とパテンティング処理は２回以上繰り返して行ってもよい。ただし、繰り返し回数が多くなると、鋼線の歩留が低下して製造コストの増加を招くため、繰り返し回数は多くても２回が望ましい。
【0050】
パテンティング処理後の線材（中間線材）は、鋼線の長手方向に対して垂直な断面の中心部におけるパーライト分率が、通常のパテンティング処理で得られるパーライト分率、例えば８０％以上あれば十分であるが、さらにパーライト分率を高めることで強度および捻回特性をより向上させることができる。
【0051】
パーライト分率の測定は、例えば、鋼線の長手方向に対して垂直な断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して行う。ＳＥＭ像（組織写真）において、縦方向に１０本の平行線を２．０μｍ間隔で引き、さらに横方向（縦方向と垂直方向）に１０本の平行線を１．５μｍ間隔で引き、縦横の線の格子点（１００点）のうち、パーライト組織上に位置している格子点の数（パーライト分率に相当）を数える。
【0052】
パテンティング処理した線材（中間線材）にブラスめっき処理を施し、その後、仕上げ伸線を行い、直径０．２５～０．３５ｍｍの鋼線を得る。仕上げ伸線は、湿式伸線で行うことが好ましい。
仕上げ伸線は、多段に配列されたダイスによる連続的な伸線加工とする。仕上げ伸線は、１パスあたりの減面率を１０％～１８％、最終線速を５０～１０００ｍ／分とする。但し、後述するように、最終３パスと、任意追加の最終４パス目（スキンパス）の減面率は、１０％～１８％の範囲から外れることがある。
ダイスのベアリング長は、例えばダイス径の１／４～１／２である。
仕上げ伸線は、多段に配列されたダイスによる連続的な伸線加工とする。仕上げ伸線は、１パスあたりの減面率を１０％～１８％、最終線速を５０～１０００ｍ／分とする。但し、後述するように、最終３パスと、任意追加の最終４パス目（スキンパス）の減面率は、１０％～１８％の範囲から外れることがある。
ダイスのベアリング長は、例えばダイス径の１／４～１／２である。
【0053】
本発明の実施形態では、仕上げ伸線のパスのうち最後の３回（これを「最終３パス」と称する）の減面率を制御することが重要である。
最終３パスの減面率の合計（「合計減面率」と称する）は、１２．０％～１８．０％に制御する。「合計減面率」は、最終３パス直前の線材の直径と、最終３パス後の鋼線の直径から求めた減面率である。
また、最終３パスの各々の減面率は、以下の通りに制御する。なお、本明細書において、「最終１パス目」は、最終パスのことであり、「最終２パス目」は、最終１パス目の１つ手前のパスのことであり、「最終３パス目」は、最終２パス目の１つ手前のパスのことである。
・最終３パス目：５．０％～１４．０％
・最終２パス目：２．０％～９．９％
・最終１パス目：２．０％～４．９％
最終３パスの減面率の合計（「合計減面率」と称する）は、１２．０％～１８．０％に制御する。「合計減面率」は、最終３パス直前の線材の直径と、最終３パス後の鋼線の直径から求めた減面率である。
また、最終３パスの各々の減面率は、以下の通りに制御する。なお、本明細書において、「最終１パス目」は、最終パスのことであり、「最終２パス目」は、最終１パス目の１つ手前のパスのことであり、「最終３パス目」は、最終２パス目の１つ手前のパスのことである。
・最終３パス目：５．０％～１４．０％
・最終２パス目：２．０％～９．９％
・最終１パス目：２．０％～４．９％
【0054】
最終３パスについて、合計減面率と各々の減面率を適切に制御することにより、ＤＳＣ曲線の第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）と第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）とが、上述した式（１）および（２）を満たす鋼線を得ることができる。
【0055】
仕上げ伸線は、スリップ型伸線機で行われることが多い。スリップ型伸線機では、１パスあたりの減面率が、最終パスを除いて制限を受けるため、上記のような最終３パスに設定される低い減面率を実現することが困難な場合がある。ダイスホルダーを加工して、従来の最終パス用の１つのダイスの代わりに、本実施形態の最終３パスを実施するための３つのダイスを固定できるようにしてもよい。
【0056】
また、最終３パス目の１つ手前のパス（最終４パス目）として、減面率２．０％～４．９％のスキンパス伸線を追加してもよい。
【0057】
以上に説明した本発明の実施形態に係る鋼線の製造方法に接した当業者であれば、試行錯誤により、上述した製造方法と異なる製造方法により本発明に係る鋼線を得ることができる可能性がある。
【実施例0058】
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前述および後述する趣旨に合致し得る範囲で、適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0059】
表１に記載した化学成分組成からなる鋼を転炉により溶製した後、連続鋳造、分塊圧延および仕上圧延を行い、直径５．５ｍｍの熱間圧延線材を作製した。得られた熱間圧延線材を、常法で脱スケール処理および被膜処理し、中間伸線により直径２．０ｍｍの線材に加工した。なお、中間伸線の１パスあたりの減面率は２０％以下とした。
【0060】
中間伸線後の線材を、加熱温度９５０℃で１分加熱してオーステナイト化させた後、５４０℃に保持された流動槽に浸漬してパテンティング処理を行った。パテンティング処理後の線材の中心部のパーライト分率を以下の方法で求めた。
【0061】
パテンティング処理後の線材を、長手方向に対して垂直な断面で切断して樹脂埋めした後、断面を研磨して鏡面仕上げした。研磨後、ピクラールにて腐食後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、鋼線の直径をＤとして断面の中心（Ｄ/２位置に相当）からＤ/４の位置を、倍率４０００倍で観察した（視野の寸法：２４μｍ×１８μｍ）。まず、任意のＤ/４位置で１回目のＳＥＭ観察を行う。その位置から、断面中心（Ｄ／２位置）を回転中心として線材を９０°右回転させ、元の測定位置（Ｄ/４位置）とは異なるＤ／４位置で２回目のＳＥＭ観察を行った。この操作をさらに２回繰り返して、異なる４つのＤ／４位置で各１回（合計４回）のＳＥＭ観察を行った。ＳＥＭ像（組織写真）の各々に、縦方向に、１０本の平行線を２．０μｍ間隔で引き、さらに横方向（縦方向と垂直方向）に、１０本の平行線を１．５μｍ間隔で引いた。縦横の線の格子点（１００点）のうち、パーライト組織上に位置している格子点の数（パーライト分率に相当）を数えた。各ＳＥＭ像から求めたパーライト分率の算術平均を求め、それを線材のパーライト分率とした。
実施例のパテンティング処理後の線材では、パーライト分率は９４％であった。
実施例のパテンティング処理後の線材では、パーライト分率は９４％であった。
【0062】
パテンティング処理後の線材を、常法でブラスめっき処理を施した後、仕上げ伸線（湿式伸線）を行った。仕上げ伸線では、２３パスの伸線を行った。１パスから１９パスまでは、各パスの減面率を１４．５％～１７．５％とした。最終３パスと、最終４パス目の減面率は表２に記載した通りであった。
なお、Ｎｏ．３、６および７では、最終４パス目として、減面率２．０％～４．９％の「スキンパス伸線」を追加した。一方、Ｎｏ．１、２、４および５では、最終４パス目としてスキンパス伸線を追加しなかったため、表２に記載した最終４パス目の減面率は、１０％～１８％（通常の伸線パス）の範囲内であった。
なお、Ｎｏ．３、６および７では、最終４パス目として、減面率２．０％～４．９％の「スキンパス伸線」を追加した。一方、Ｎｏ．１、２、４および５では、最終４パス目としてスキンパス伸線を追加しなかったため、表２に記載した最終４パス目の減面率は、１０％～１８％（通常の伸線パス）の範囲内であった。
【0063】
得られた鋼線について、直径測定、示差走査熱量測定、引張試験、および捻回試験を行った。また、パテンティング処理後の線材についても、引張試験を行った。
各種測定方法および試験方法については後述する。測定結果は、表２および表３に示す。なお、表２および表３において、下線を付した数値は、本発明の実施形態の範囲から外れていることを示している。
各種測定方法および試験方法については後述する。測定結果は、表２および表３に示す。なお、表２および表３において、下線を付した数値は、本発明の実施形態の範囲から外れていることを示している。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】
【表3】
【0067】
［１．直径測定］
中間伸線後の線材と、仕上げ伸線後に得られた鋼線の直径測定は、以下のように行った。
直径の測定では、マイクロメーターを用いた。線材において、長手方向の異なる３か所で直径を測定し、その算術平均値を線材の直径とした。鋼線についても同様に、長手方向の異なる３か所で直径を測定し、その算術平均値を鋼線の直径とした。
中間伸線後の線材と、仕上げ伸線後に得られた鋼線の直径測定は、以下のように行った。
直径の測定では、マイクロメーターを用いた。線材において、長手方向の異なる３か所で直径を測定し、その算術平均値を線材の直径とした。鋼線についても同様に、長手方向の異なる３か所で直径を測定し、その算術平均値を鋼線の直径とした。
【0068】
［２．示差走査熱量測定（ＤＳＣ）］
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）は、以下のように行った。
鋼線サンプル２０ｍｇを測定チャンバー内に入れて、０～５００℃の範囲で加熱昇温する。アルゴン雰囲気で、昇温速度を１５℃／分として昇温し、ＤＳＣ曲線を取得した。測定装置は、日立ハイテクサイエンス社製Ｘ-ＤＳＣ７０００を用いた。得られたＤＳＣ曲線で観察された各ピークにおいて、ピークの両側に位置する２つの谷部に共通する接線を引いて基準線とした。ＤＳＣ曲線と基準線とに囲まれた領域の面積を算出した。
１００℃～２００℃の範囲に極大値を示す第１ピーク１０の面積Ｓ１０から、第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）を求めた。
また、３００℃～４００℃の範囲に極大値を示す第２ピーク２０の面積Ｓ２０から、第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）を求めた。
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）は、以下のように行った。
鋼線サンプル２０ｍｇを測定チャンバー内に入れて、０～５００℃の範囲で加熱昇温する。アルゴン雰囲気で、昇温速度を１５℃／分として昇温し、ＤＳＣ曲線を取得した。測定装置は、日立ハイテクサイエンス社製Ｘ-ＤＳＣ７０００を用いた。得られたＤＳＣ曲線で観察された各ピークにおいて、ピークの両側に位置する２つの谷部に共通する接線を引いて基準線とした。ＤＳＣ曲線と基準線とに囲まれた領域の面積を算出した。
１００℃～２００℃の範囲に極大値を示す第１ピーク１０の面積Ｓ１０から、第１ピーク１０の発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）を求めた。
また、３００℃～４００℃の範囲に極大値を示す第２ピーク２０の面積Ｓ２０から、第２ピーク２０の発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）を求めた。
【0069】
［３．引張強度（ＴＳ）の測定（引張試験）］
引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０２２に則り行った。
パテンティング処理後の線材と、仕上げ伸線後の鋼線から、およそ「チャック間距離＋８０ｍｍ」の長さ（つまり、１８０～２８０ｍｍ）の測定用試料を３本採取し、引張試験を３回行った。チャック間距離は、パテンティング処理後の線材では２００ｍｍ、鋼線では１００ｍｍとした。試験速度は２０ｍｍ／秒とした。チャック部分で破断した場合、その測定は無効とし、再試験を行った。得られた破断強度の測定値の算術平均値を、その鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）とした。
引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０２２に則り行った。
パテンティング処理後の線材と、仕上げ伸線後の鋼線から、およそ「チャック間距離＋８０ｍｍ」の長さ（つまり、１８０～２８０ｍｍ）の測定用試料を３本採取し、引張試験を３回行った。チャック間距離は、パテンティング処理後の線材では２００ｍｍ、鋼線では１００ｍｍとした。試験速度は２０ｍｍ／秒とした。チャック部分で破断した場合、その測定は無効とし、再試験を行った。得られた破断強度の測定値の算術平均値を、その鋼線の引張強度ＴＳ（ＭＰａ）とした。
【0070】
［４．捻回特性の評価］
仕上げ伸線後の鋼線について、捻回特性（デラミネーション発生率）を測定した。
鋼線から長さ１２０ｍｍの測定用試料を３本以上採取し、チャック間距離を１００ｍｍ、ねじり速度を５２ｒｐｍとして、破断するまで捻回試験を行った。破断後の破面を肉眼で観察し、デラミーションの有無を確認した。破面が、鋼線の長手方向と垂直な平滑面にならずに、長手方向に沿って裂けた割れ方となっている場合、デラミネーションが生じていたと判断した。なお、捻回しているので、裂けた面はうねった状態であった。試験を行った試料の全数Ｎに対する、デラミネーションが発生していた試料の本数ｎの割合（ｎ／Ｎ）をパーセント表示したものを「デラミネーション発生率（％）」とした。デラミネーション発生率が５０％以下のものを合格とする。
仕上げ伸線後の鋼線について、捻回特性（デラミネーション発生率）を測定した。
鋼線から長さ１２０ｍｍの測定用試料を３本以上採取し、チャック間距離を１００ｍｍ、ねじり速度を５２ｒｐｍとして、破断するまで捻回試験を行った。破断後の破面を肉眼で観察し、デラミーションの有無を確認した。破面が、鋼線の長手方向と垂直な平滑面にならずに、長手方向に沿って裂けた割れ方となっている場合、デラミネーションが生じていたと判断した。なお、捻回しているので、裂けた面はうねった状態であった。試験を行った試料の全数Ｎに対する、デラミネーションが発生していた試料の本数ｎの割合（ｎ／Ｎ）をパーセント表示したものを「デラミネーション発生率（％）」とした。デラミネーション発生率が５０％以下のものを合格とする。
【0071】
表２および表３の結果を検討する。
最終３パスの減面率が、本発明の実施形態で規定した数値を満たさないＮｏ．１～３では、Ｂ／Ａの値が式（２）を満たさなかった。Ｎｏ．１は、さらに、Ａの値が式（１）を満たさなかった。その結果、デラミネーション発生率が５０％を超えていた。
最終３パスの減面率が、本発明の実施形態で規定した数値を満たしたＮｏ．４～７では、Ａの値が式（１）を満たし、Ｂ／Ａの値が式（２）を満たしていた。その結果、デラミネーション発生率が５０％以下であった。
最終３パスの減面率が、本発明の実施形態で規定した数値を満たさないＮｏ．１～３では、Ｂ／Ａの値が式（２）を満たさなかった。Ｎｏ．１は、さらに、Ａの値が式（１）を満たさなかった。その結果、デラミネーション発生率が５０％を超えていた。
最終３パスの減面率が、本発明の実施形態で規定した数値を満たしたＮｏ．４～７では、Ａの値が式（１）を満たし、Ｂ／Ａの値が式（２）を満たしていた。その結果、デラミネーション発生率が５０％以下であった。
【0072】
図２では、横軸：第１ピークの発熱量の総和Ａ（Ｊ／ｇ）、縦軸：Ａに対する第２ピークの発熱量の総和Ｂ（Ｊ／ｇ）のグラフ上に、Ｎｏ．１～６をプロットした。実施例であるＮｏ．４～７は、Ａが０．５（Ｊ／ｇ）以上、かつＢ／Ａが１．００以上となる範囲内にプロットされている。一方、比較例であるＮｏ．１～３は、Ａが０．５（Ｊ／ｇ）未満であるか、またはＢ／Ａが１．００未満であるため、Ａが０．５（Ｊ／ｇ）以上、かつＢ／Ａが１．００以上となる範囲の外側にプロットされた。
図１と、デラミネーション発生率の結果とから、Ａが０．５（Ｊ／ｇ）以上、かつＢ／Ａが１．００以上となる範囲内にプロットされる試料は、デラミネーション発生率が低くなることが分かった。
図１と、デラミネーション発生率の結果とから、Ａが０．５（Ｊ／ｇ）以上、かつＢ／Ａが１．００以上となる範囲内にプロットされる試料は、デラミネーション発生率が低くなることが分かった。
【図1】
【図2】