CN101736192A - 连接部件用钢线材 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将冷塑性加工的连接部件热处理后、不必进行紧固稳定化的润滑处理的钢线材。本发明的钢线材，其可将用于冷塑性加工的的润滑被膜处理、和为了紧固性稳定化的润滑处理合并为一个步骤，从而实现飞跃性的省力化，并且不出现拉线加工时产生的粉尘问题，可显著改善作业环境。本发明提供的连结部件用钢线材，其具有下述润滑被膜，其以SiO₂/M₂O的摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)、脂肪酸的钙盐(b)、聚烯烃蜡(c)为必须成分，且全固形成分中的(b)和(c)的质量比分别为6～50质量％、1～20质量％，其中，M表示碱金属。

Description

连接部件用钢线材

技术领域

本发明涉及一种线材或钢线，其用于可得到稳定紧固性的表面润滑性优异的连接部件制备中。特别地，本发明涉及一种线材或钢线，其不出现在线材的拉线加工时产生的粉尘问题，且在连接部件制备过程中的冷塑性加工、调质处理等热处理后，赋予连接部件表面以稳定的润滑性。

背景技术

最近，随着汽车的轻量化及发动机或齿轮部件等小型化的推进，其中所用的螺栓等连接部件也正要求小型化或细径化。为满足该要求，需要采用以高强度用材料制备的高强度螺栓。这些连接部件一般将形成了赋以表面润滑性的润滑被膜的线材、或将该线材中进一步进行了拉线加工的钢线切断成固定的长度后，通过冷塑性加工成型，进一步根据需要进行淬火回火，即经过调质处理等热处理后进行制品化。特别地，若在形成了润滑被膜的线材中进行断面减少率30％以下程度的拉线，可更加提高所形成的润滑被膜的密着性。因此，在连接部件的冷塑性加工中，多采用与形成了润滑被膜的线材相比进一步进行了拉线加工的钢线。作为像这样的冷塑性加工的素材，由于采用了形成了润滑被膜的“线材”或进一步进行了拉线加工的“钢线”中的任一种，所以，以下在各自分别使用的情况下称为“线材”及“钢线”，在同时指两者的情况下统称为“钢线材”。

作为用于连接部件用钢线材的润滑被膜，以往使用了磷酸盐+皂处理被膜、石灰皂处理被膜等。关于前者，由于酸性的磷酸锌水溶液接触线材表面使铁溶解导致pH上升，从而形成了不溶性的磷酸锌结晶被膜，在其后的水洗步骤中，接着通过在其上层赋以皂被膜层，完成了润滑被膜。虽然磷酸盐+皂处理被膜的冷塑性加工性优异并广泛使用，但由于在被膜处理时，以溶解的铁和磷酸的反应副产物为主成分的浆液成为产业废弃物的情况经常发生，同时又产生含有大量重金属的废水，所以从环保角度而言并不理想。另外，由进行过磷酸盐被膜处理的钢线材成型加工而得的螺栓，虽然之后进行调质处理，但在该调质处理步骤中产生了被膜中的磷向钢中扩散的浸磷现象，加速了紧固施工后的螺栓在应力集中部位的脆化破坏(延迟破坏现象)，所以，尤其对于对延迟破坏敏感的高强度螺栓，需要在热处理前除去被膜，因此，考虑到该步骤的增加及除去状态等工业方面的管理，在实际上并不能使用。另一方面，关于后者的石灰皂被膜，其为由消石灰和金属皂构成的润滑被膜，虽然可通过在线材表面经涂布、干燥的简单步骤形成被膜，但其冷塑性加工性不充分，且加工度高的被膜因产生烧结等不能成型，此外也缩短了加工模具的寿命。进一步地，拉线时被膜从钢线表面脱落、或在拉线时由于润滑性不足而在拉模(dies，ダイス)前使用了润滑粉末，这些影响可致粉尘严重，所以从作业环境角度而言也不理想。另外，由于被膜向螺栓成型加工机内的脱落也较多，所以对加工油的污染加剧等也是被膜存在的问题。

最近，虽然有通过简单步骤即可形成被膜的涂布型被膜，但具有优异冷塑性加工性的被膜也正在市场化。作为这种涂布型被膜，在专利文献1中公开了一种金属材料的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，含有(A)合成树脂、(B)水溶性无机盐和水，(B)/(A)(固形成分重量比)为0.25/1～9/1，合成树脂溶解或分散。专利文献1中描述，作为润滑成分优选含有1～20质量％的选自金属皂、蜡、聚四氟乙烯和油中的至少一种，作为前述水溶性无机盐，优选选自硫酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钒酸盐和钨酸盐中的至少一种。该技术为一种优良的技术，可谓是新一代的塑性加工用润滑被膜，其是在可成为载体的被膜成分中，以分散态含有金属皂、蜡等润滑成分，通过将其涂布于被加工材料的表面，可以简便省力地得到具有高度加工性能的润滑被膜。

通过冷塑性加工形成的连接部件，可通过在Ac₃点以上加热的调质处理等进行制品化。由于调质处理在820℃以上，所以大部分残留在连接部件表面的润滑成分因分解或升华失去润滑性，从而使连接部件的表面被铁氧化膜覆盖。这种氧化被膜的形成厚度很大程度上受到加工时附着的被膜气体及热处理的气氛左右。作为连接部件代表的螺栓等，为了在紧固施工时得到规定的轴力，具有稳定的紧固性是很重要的，所以正在努力使螺丝部位及螺栓座面等的摩擦状态保持一定。一般地，在热处理后而不进行其他处理的表面上连接部件的摩擦系数不稳定，因此，通常的螺栓在热处理后需要再度进行润滑处理。作为润滑剂可使用例如磷酸锰类被膜、涂布型润滑被膜或油等。磷酸盐被膜处理如前所述，其步骤复杂，产业废弃物、废水等的环境负荷较多，所以并不理想，因此，通过形成涂布型的润滑被膜赋以表面润滑性的方法较好，但即使如此，在被膜处理步骤之外还需要脱脂步骤、干燥步骤，对于大量的螺栓表面的润滑处理，需花费较多的劳力。

作为针对螺栓的润滑被膜，专利文献2中公开了一种使润滑剂附着的螺栓组，其特征在于，将螺栓、螺母和垫圈中的至少一个的表面，用润滑油中含有含水硅酸盐岩石粉末而成的润滑剂覆盖。含水硅酸盐岩石的浓度约为1％(wt)～20％(wt)、粒径约为1μm～110μm、每单位面积的附着量约为0.0091g/cm²～0.183g/cm²。含水硅酸盐岩石为矿物学分类中的一系列岩石是指如云母、滑石粉、长石、高岭土或膨润土等，为这些岩石中的任一种以上。另外，专利文献3中公开了涉及连接部件用的钢线材的技术，该技术将冷塑性加工前的润滑处理、和为了紧固性稳定化而在热处理后的连接部件表面上进行的润滑处理合并为一个步骤，可实现飞跃性的省力化，该钢线材具有下述润滑被膜，所述润滑被膜中，以SiO₂/M₂O(M表示碱金属)的摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)、平均粒径不足10μm的结晶性石墨(b)、聚烯烃蜡(c)为必须成分，且全固形成分中的(b)和(c)的质量比分别为1～30质量％、30～50质量％。在该技术中，为使热处理后的摩擦系数稳定，虽然将结晶性石墨作为必须成分包含在润滑被膜中，但是在拉线加工时成为产生黑色粉尘的原因并恶化作业环境、以及因被膜向螺栓成型加工机内脱落而污染加工油等，从作业角度而言存在问题。

[专利文献1]日本特开2000-063880号公报

[专利文献2]日本特开平7-224824号公报

[专利文献3]日本特开2008-240002号公报

发明内容

如上所示，在连接部件的制备中，从由钢线材开始的冷塑性加工至热处理后的出货之间等，进行了2次润滑处理。如上所述，通过在各自的被膜处理中采用涂布型被膜，与以往的磷酸盐处理等相比虽然可大幅缩短步骤，但也花费了较多的时间、劳力、能量等，因而需要寻求更为省力化的技术。进一步地，粉尘对策等作业环境改善也成为重要的课题。

本发明的目的在于解决上述现状技术的问题点。即，可将冷塑性加工前对钢线材的润滑被膜处理、和为了紧固性稳定化而在热处理后的连接部件表面上进行的润滑处理合并为一个步骤，通过由此而得的特定的润滑被膜，实现飞跃性的省力化，进而抑制拉线加工时的粉尘产生，显著改善作业环境。

本发明人为实现上述目的进行了刻苦研究，结果得到了以下的结论。为将螺栓的紧固轴力控制在规定的范围内，需要将螺栓与螺母、垫圈的接触面的摩擦系数保持稳定，为了稳定摩擦系数，需要在螺栓与螺母、垫圈的滑动面上形成防止金属接触、即金属磨损现象的保护被膜。在热处理后的连接部件中，摩擦系数存在较大差别的原因在于，在铁氧化物的形成中存在偏差，在表面上铁氧化物生成较厚的情况下摩擦系数升高，在铁氧化物适度地生成较薄的情况下摩擦系数降低。已经明确，氧化物形成较厚的表面的摩擦系数升高的原因在于，在强剪切力起作用的情况下，表面的铁氧化物容易剥落，因金属接触而产生金属磨损；在适度的薄铁氧化物生成的情况下，即使受到强剪切力也不产生铁氧化物剥落，作为良好的保护被膜而起作用。为解决该问题，对于通过冷塑性加工后残留的润滑被膜成分，在热处理步骤中形成摩擦系数稳定的保护被膜的方法进行了研究。结果发现，通过将线材用下述水性处理液处理，在线材表面形成润滑被膜，可以制备出下述线材或钢线，所述水性处理液是指在特定的硅酸碱金属盐(a)中，使其在特定量的范围内含有脂肪酸的的钙盐(b)和聚烯烃蜡(c)；所述线材或钢线用于可达到稳定紧固性的、表面润滑性优异的连接部件的制备，从而完成了本发明。

根据本发明的连接部件用钢线材，可以提供一种连接部件，其是通过可将冷塑性加工前的对钢线材的润滑被膜处理、和为了紧固性稳定化而在热处理后的连接部件表面上进行的润滑处理合并为一个步骤的特定的润滑被膜，经飞跃性的省力化而制备的。在连接部件的制备步骤中的润滑被膜处理仅有对冷塑性加工前的钢线材上的处理，在调质等热处理后不必进行再度的润滑被膜处理，实现了大幅的省力化。进一步地，由于不进行磷酸盐被膜处理，由本发明的钢线材成型加工的连接部件在之后的调质处理中不用担心浸磷现象，此外也解决了拉线加工时产生粉尘的问题，显著改善了作业环境。因此，本发明在产业上具有极大的利用价值。

具体实施方式

以下详细说明本发明。

本发明中使用的SiO₂/M₂O(M表示碱金属)摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)，在冷塑性加工时成为将脂肪酸的钙盐(b)、聚烯烃蜡(c)等润滑成分导入加工表面的载体，同时通过耐受冷塑性加工时的加工表面的高温高压状态，防止加工模具表面与材料表面的直接接触而抑制烧结现象，从而提供良好的冷塑性加工性。本发明的SiO₂/M₂O(M表示碱金属)摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)，在水中溶解或以胶体分散的状态存在，通过水分挥发在常温下形成固体状的被膜。从水溶液的稳定性及成膜性等观点而言，M优选为K或Na。当SiO₂/M₂O的摩尔比不足2时，在连续被膜性降低、冷塑性加工性显著降低的同时，脂肪酸的钙盐(b)、聚烯烃蜡(c)的保持性也极度降低。另外，当SiO₂/M₂O的摩尔比超过5时，在水性处理液变得极端不稳定的同时，也降低了冷塑性加工性。另外，在调质处理等热处理步骤中残留于连接部件的表面，起到抑制铁氧化物形成的作用。另外，残留的硅酸成分在紧固连接部件时，作为保护被膜起到防止金属接触的作用。

本发明中使用的脂肪酸的钙盐(b)在冷塑性加工时赋以润滑性，在热处理时具有抑制铁氧化物形成的效果。脂肪酸的钙盐抑制铁氧化物形成的机理从以下两个效果来考虑。其一，脂肪酸的钙盐(b)的钙通过作用于铁表面形成致密的氧化物层，通过该效果抑制铁氧化物的形成；其二，残留于冷塑性加工后的连接部件表面的润滑被膜，在热处理过程中由于被膜成分的一部分受热分解，在产生的被膜缺陷部位钙成分以氧化钙等形式存在，从而通过密封效果隔离氧来抑制铁氧化物的形成。在线材上涂布本发明的处理液时，脂肪酸的钙盐向线材表面上积极地吸附并强烈地保持。尤其在钙化合物中，脂肪酸的钙盐的吸附能力较高。吸附的脂肪酸的钙盐即使被冷塑性加工，也可以高效地残留于素材表面，在热处理时，表面吸附的钙盐与原料铁形成复合氧化物。认为这种复合氧化物隔离氧的效果高，在热处理的早期阶段在原料表面上形成复合氧化物，从而抑制之后的铁氧化物的形成。因此，在本发明中所用的润滑处理液中混合的脂肪酸的钙盐的配合量为，为了隔离氧，给予可与充分的铁形成钙的复合氧化物的吸附量的量。另一方面，虽然脂肪酸的钙盐起到作为润滑剂的作用，但过量的配合会由于被膜强度的降低而使润滑被膜的冷塑性加工性降低。

根据以上描述，在本发明的钢线材表面形成的润滑被膜中，脂肪酸的钙盐(b)的质量比为6～50质量％的范围，优选10～30质量％的范围。当脂肪酸的钙盐(b)的质量比不足6质量％时，钙成分不能充分地供给于连接部件的表面，在热处理中不能形成隔离性高的复合氧化物。当超过50质量％时钙的效果饱和，不仅在经济方面造成浪费，而且由于被膜强度的降低而使润滑被膜的冷塑性加工性降低。另外，本发明中所用的脂肪酸的钙盐的熔点具有左右润滑性的重要特性。当熔点低时，在拉线加工时容易发生液状化使被膜强度显著降低，成为润滑性降低的原因。根据以上描述，脂肪酸的钙盐(b)的熔点优选为70℃～180℃，更优选为100℃～170℃。当熔点不足70℃时，在向润滑被膜中大量配合的情况下，润滑被膜的强度降低，使冷塑性加工性降低。另外，当超过180℃时，在拉线加工时成为产生粉尘的原因。即使是熔点不足70℃和超过180℃的脂肪酸的钙盐，如果在不影响润滑性范围内，也可以使用。另外，脂肪酸的钙盐的种类没有特别限定，其为由C12～C26的直链或支链状的饱和或不饱和脂肪酸与钙化合物反应产物，可使用一种或两种以上。例如，作为饱和脂肪酸的具体例，可列举月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、木蜡酸、褐煤酸。作为不饱和脂肪酸的具体例，可列举肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、油酸、反油酸、异油酸、鳕油酸、芥酸、神经酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸。作为直链脂肪酸的具体例，可列举异月桂酸、异肉豆蔻酸、异棕榈酸、异硬脂酸、异花生酸、异山萮酸、异肉豆蔻脑酸、异棕榈油酸、异油酸、异芥酸等。

本发明中使用的聚烯烃蜡(c)为在冷塑性加工钢线材时用作赋以优异润滑性的必须成分。在仅靠脂肪酸的钙盐(b)进行高加工度的冷塑性加工的情况下润滑性不足，采用本发明的钢线材制备连接部件的过程中，聚烯烃蜡(c)在冷塑性加工时在润滑被膜中以固体状态或熔融状态保持，显著降低加工表面的摩擦系数，从而使高加工度的冷塑性加工成为可能。另一方面，由于聚烯烃蜡(c)在成型加工后的热处理时在500℃左右分解，在采用本发明的钢线材的连接部件表面上几乎没有残留。因此，从为了隔离氧不因热处理而形成被膜缺陷的观点而言，配合量少的方案为好。若聚烯烃蜡的粒子大，则存在由热处理形成的每个缺陷的尺寸都变大的问题。根据以上描述，聚烯烃蜡(c)的质量比优选为1～20质量％，更优选为3～10质量％的范围。在本发明的钢线材表面形成的润滑被膜中，若聚烯烃蜡(c)的含量不足1质量％时，采用润滑被膜的成型加工性不充分，当超过20质量％时，在热处理时分解物所致的被膜缺陷增多，从而难以得到抑制铁氧化物生成的效果。优选聚烯烃蜡的平均粒径为5μm以下。另外，当平均粒径不足0.05μm时被膜的强度降低，成型加工性不充分。粒径采用市售的堀场制作所制的激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA-920测定，以所得的D50作为平均粒径。作为本发明中可使用的聚烯烃蜡(c)，为了有效体现优异的润滑性优选为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。另外，聚烯烃蜡(c)的熔点优选为70℃～150℃的范围。当不足70℃时被膜强度降低，润滑性降低。当超过150℃时，在冷塑性加工时不能充分得到减少摩擦的效果。

作为采用本发明的钢线材制得的连接部件的表面润滑状态，从螺栓的紧固作业更加稳定化的观点而言，在采用bowder(バウデン)式摩擦磨损试验机以1kg为垂直荷重时，优选表面摩擦系数为不足0.2，更优选为不足0.15。

本发明的钢线材表面具有的润滑被膜通过下述方法得到，其是将由SiO₂/M₂O(M表示碱金属)的摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)、脂肪酸的钙盐(b)、聚烯烃蜡(c)在水中溶解或分散的水性处理液涂布，然后干燥而形成。关于水性处理液的涂布方法，通过浸泡、喷雾、浇釉(流しかけ)、毛刷涂抹等常规方法涂布于线材表面。涂布可以采用该水性处理液充分覆盖线材表面，对涂布时间没有特别限定。涂布后的处理液膜需要干燥。干燥虽然可以在常温放置，但通常优选在60℃～150℃下进行2秒～60秒。干燥后的润滑被膜的被膜质量因用途而不同，但对于冷塑性加工度严格的有形状要求的螺栓，从防止加工时的烧结的角度而言，作为干燥被膜优选为1g/m²以上，更优选为3～30g/m²，再优选为5～20g/m²，作为连接部件用钢线材，如此进行干燥的线材虽然没有妨碍，但为了更加提高润滑被膜的密着性，作为钢线优选对干燥后的线材进一步进行断面减少率30％以下程度的拉线。

进一步地，对于本发明中的润滑被膜，以提高塑性加工性为目的，根据需要可含有任意的润滑成分。作为可含有的润滑成分，可以列举油、脂肪酸蜡、聚四氟乙烯、有机钼化合物(钼DTC)、氰脲酸密胺酯等。

在采用本发明的钢线材制得的连接部件的制备过程中，所谓的冷塑性加工即成型加工，表示例如锻造加工、锻压加工、辊轧成形加工等一般的冷塑性加工。接着进行的热处理是指淬火回火、即调质处理等，淬火处理一般是为了使钢变硬或增加强度，表示例如在Ac₃点以上的奥氏体范围温度中将钢加热后，采用水、油或其他冷却剂进行急冷的操作。接着，将由淬火生成的组织通过在Al点以下的温度中加热的回火，接近稳定的组织，另外通过析出强化等，调质至所用的性质和状态。

本发明中的钢线材是指在制备连接部件时使用的、形成了典型的线圈形状的线材或钢线，例如S45C等JISG4051的机械构造用碳素钢钢材、SCM415或SCM435等JISG4053的机械构造用合金钢钢材等用于冷塑性加工的各种规格钢的线材或钢线。另外，采用本发明的钢材制得的连接部件是指，在冷塑性加工后，进行了调质处理等热处理的连接部件，表示例如用于汽车、建材等的螺栓、螺母、垫圈等连接部件，尤其是以重视紧固力稳定性的发动机螺栓或汽车的车轮部分部件用连接螺栓为代表的、强度分类10T和10.9T级以上的高强度螺栓为对象。在该连接部件的表面上，在硅酸碱金属盐(a)被膜中残留了由脂肪酸的钙盐(b)保持形态的润滑被膜。为发挥充分的润滑效果，优选润滑被膜的被膜量为0.1g/m²以上。另外，在润滑被膜的表面，由于在热处理时在微细的穴状中残留了聚烯烃蜡(c)分解挥散的痕迹，所以一般在连接部件的表面上涂布防锈油等，以发挥物理上的保持效果。

实施例

通过列举本发明的实施例并同时列举比较例，进一步具体说明本发明的效果。本发明并不局限于这些实施例。

(实施例1)

(1)用于形成润滑被膜的水性处理液的配制

采用以下所示的各成分，按照表1所示的组合和比例，配制表1所示的实施例1～11和比较例1～17的水性处理液。在这些所有的水性处理液中，水性处理液的全固形成分：水的质量比为1∶9。

<润滑被膜成分>

在实施例和比较例中，上述水性处理液中配合的各成分如下所示。

(a成分)

a-1硅酸钠(Na₂O·4SiO₂)

a-2硅酸钠(Na₂O·2SiO₂)

a-3硅酸钾(K₂O·2SiO₂)

a-4硅酸钠(Na₂O·3SiO₂)

a-5碳酸钾

a-6聚氨酯树脂乳剂

a-7硅酸钠(Na₂O·6SiO₂)

a-8硅酸钠(2Na₂O·SiO₂)

(b成分)

b-1棕榈酸钙

b-2硬脂酸钙

b-3山萮酸钙

b-4月桂酸钙

b-5褐煤酸钙

b-6油酸钙

b-7蓖麻油酸钙

b-8鳞片状石墨(5μm)

b-9碳酸钙

b-10硬脂酸钠

b-11硬脂酸Al

(c成分)

c-1聚乙烯蜡

c-2聚丙烯蜡

c-3巴西棕榈蜡

(2)润滑被膜处理

(2-1)前处理和润滑被膜处理

在本实施例和比较例1～15中，采用JISG4051的机械构造用碳素钢钢材S45C的线材，通过以下的处理流程进行了润滑被膜处理。

(a)评价用试验材料：前方挤出试验片(S45C)30mm×φ25mm

(b)酸洗：盐酸的17.5％水溶液、温度40℃、浸泡10分钟

(c)水洗：自来水、常温、喷雾处理30秒

(d)润滑被膜处理：上述配制的各水性处理液、40℃、浸泡1分钟处理

(e)干燥：80℃热风干燥30秒

(f)干燥被膜质量：10g/m²

在比较例16的润滑被膜处理中采用了市售的石灰皂处理剂(注册商标パル一ブCAO 2、日本パ一カライジング(株)制)。

关于比较例17，与本实施例和比较例1～16同样采用JISG4051的机械构造用碳素钢钢材S45C的线材，通过以下的处理流程进行了保护被膜处理。

(a)评价用试验材料：前方挤出试验片(S45C)30mm×φ25mm

(b)酸洗：盐酸的17.5％水溶液、温度40℃、浸泡10分钟

(c)水洗：自来水、常温、喷雾处理30秒

(d)化成处理：市售的磷酸锌化成处理剂(注册商标パルボンド181X、日本パ一カライジング(株)制)、浓度90g/L、温度80℃、浸泡10分钟

(e)水洗：自来水、常温、喷雾处理30秒

(f)皂处理：市售的反应皂润滑剂(注册商标パル一ブ235、日本パ一カライジング(株)制)、浓度70g/L、温度80℃、浸泡5分钟

(g)干燥：80℃热风干燥3分钟

(h)干燥被膜质量：12g/m²

(3)冷塑性加工试验

采用上述进行了润滑被膜处理的试验片进行前方挤出加工，目视评价加工后试验片在直至加工前端部位的被膜追随程度和烧结部的有无。追随性良好的情况下，对于冷塑性加工时的表面积扩大具有充分的耐烧结性，被膜不追随的情况下容易发生烧结。

前方挤出加工条件：前端冲模直径φ10mm、挤出长度12mm

评价标准：○：被膜追随直至前端，无烧结部位

          △：被膜未追随至前端，无烧结部位

          ×：被膜未追随至前端，有烧结部位

(4)调质处理后的润滑性评价

对上述成型加工的试验片，在未进行洗净步骤的情况下，按以下条件进行调质处理。然后按照下述的评价标准进行外观评价和润滑性评价。

淬火：在氮气氛围中在870℃保持30分钟，然后用淬火油冷却。

回火：接着淬火步骤，在空气氛围中在470℃下保持1小时，然后油冷。

<润滑性评价>

对上述调质处理后的试验片的表面通过摩擦磨损试验机进行滑动试验。摩擦磨损试验中冷锻造加工性仅在△以上的条件下进行，作为摩擦磨损试验，按照最标准的金属磨损试验进行。作为润滑性能评价，根据滑动次数第5次的动摩擦系数值进行评价。工业上的容许水平为“△”以上。

试验条件：压头使用10mmφ的SUJ2钢球

垂直负荷＝1kg，滑动速度＝10mm/s、温度＝常温

评价标准：○：动摩擦系数不足0.15

          △：动摩擦系数为0.15以上而不足0.2

          ×：动摩擦系数为0.2以上

以上的试验结果如表1所示。从表1可以明确，本发明范围内的实施例1～11中，冷塑性加工性、调质处理后的表面润滑性均优异。另一方面，没有配合硅酸碱金属盐(a)的比较例15，没有配合脂肪酸的钙盐(b)或配合量在本发明的范围外的比较例2、11，没有配合聚烯烃蜡(c)或配合量在本发明的范围外的比较例3、4、12、14，硅酸碱金属盐(a)的SiO₂/M₂O比在本发明的范围外的比较例7、13，作为被膜成分未使用硅酸碱金属盐(a)的比较例5、6，使用本发明以外的成分代替脂肪酸的钙盐(b)的比较例8、9、10，由于水性处理液不稳定，不能形成适于评价用的润滑被膜，或冷塑性加工性、调质处理后的表面润滑性的任一种达不到工业使用水平。另外，作为以往被膜的比较例16不能满足冷塑性加工性评级和粉尘产生评价。比较例17中调质处理后的表面润滑性不能满足本发明的目的。

(实施例2)

(1)用于形成润滑被膜的水性处理液的配制

将以下所示的各成分，按照表2所示的组合和比例配制水性处理液。形成润滑被膜的a成分、b成分、c成分，对于实施例A～C采用实施例1的a-2、b-2、c-1，对于实施例D采用实施例1的a-4、b-6、c-2。另外，对于比较例A采用比较例1的a-2、b-2+b-8、c-1。在这些所有的水性处理液中，水性处理液中的全固形成分：水为1∶9。

表2

(2)润滑被膜处理

将JISG4053的机械构造用合金钢钢材SCM415的φ12.3mm的线材切断成长度50mm，通过以下的处理流程进行润滑被膜处理后使用。

(a)酸洗：硫酸的17.5％水溶液、温度70℃、浸泡10分钟

(b)水洗：在常温水池中浸泡后取出

(c)润滑被膜处理：上述配制的各水性处理液、60℃、浸泡5分钟处理

(d)干燥：自然干燥

(e)干燥被膜质量：10g/m²

(f)拉线：拉线成φ12.0mm

(3)粉尘产生评价

以评价拉线时粉尘产生的难易为目的，将进行了上述润滑被膜处理的试验片进行前方挤压加工，评价了残留于模具中的润滑被膜成分的性状。考虑到拉线时的温度上升，拉模(dies，ダイス)加热至150℃。加工度为断面减少率20％。通过前方挤压加工使部分被膜脱落，脱落的被膜为细小的粉状物的程度，容易产生粉尘。另外，因前方挤压加工在加工表面产生损伤的情况下，经判断需要在拉线时在拉模前使用润滑粉末，所以粉末产生最多。脱落量根据10片试验片加工时的状况来评价。

评价标准：○：脱落被膜不形成粉状

          △：脱落被膜为粉状

          ×：加工面上产生损伤

试验结果如表2所示。以实线表示的具有粉尘问题的比较例A，其鳞片状石墨的脱落被膜为粉状。比较例B的石灰皂被膜在加工面上有损伤。比较例C的磷酸盐+皂处理虽然加工面上无损伤但被膜脱落物的性状为粉状。本发明范围内的实施例没有粉状脱落物的产生且在加工面上也没有损伤产生。由表2可知，其为粉尘难以产生的被膜。

以上对得到本发明的连接部件用钢线材的获得方法、即通过采用特定的水性处理液处理线材表面或根据需要进一步通过拉线加工成钢线而得到，进行了说明。当然，即使采用预先进行了拉线并细径化的钢线代替线材，也具有同样的效果，因此，对钢线采用特定的水性处理液处理所得的钢线以及经拉线加工了的钢线，也是本发明涉及的“钢线材”。

Claims (6)

1.一种连结部件用钢线材，其用下述组合物的水性处理液处理过，

所述组合物中，以SiO₂/M₂O的摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)、脂肪酸的钙盐(b)、聚烯烃蜡(c)为必须成分，且全固形成分中的(b)和(c)的质量比分别为6～50质量％、1～20质量％，其中，M表示碱金属。

2.一种连结部件用钢线材，其具有下述润滑被膜，

所述润滑被膜中，以SiO₂/M₂O的摩尔比为2～5的硅酸碱金属盐(a)、脂肪酸的钙盐(b)、聚烯烃蜡(c)为必须成分，且全固形成分中的(b)和(c)的质量比分别为6～50质量％、1～20质量％，其中，M表示碱金属。

3.根据权利要求1或2所述的连结部件用钢线材，其中，所述M为Na和K中的任意1种或2种。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的连结部件用钢线材，其中，所述脂肪酸的钙盐(b)的熔点为70℃至180℃。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的连结部件用钢线材，其中，所述聚烯烃蜡(c)的平均粒径为5μm以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的连结部件用钢线材，其中，所述聚烯烃蜡(c)的熔点为70℃至150℃。