JP2001252713A - 圧造性に優れた鋼線及びその製造方法 - Google Patents

圧造性に優れた鋼線及びその製造方法

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JP2001252713A
JP2001252713A JP2000062498A JP2000062498A JP2001252713A JP 2001252713 A JP2001252713 A JP 2001252713A JP 2000062498 A JP2000062498 A JP 2000062498A JP 2000062498 A JP2000062498 A JP 2000062498A JP 2001252713 A JP2001252713 A JP 2001252713A
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仁資 佐藤
Katsumasa Tanaka
勝正 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 石灰石鹸等の皮膜剤を用いて得られた圧造用
鋼線は圧造性に劣り、また圧造工具寿命が短くなる。リ
ン酸塩系皮膜剤は遅れ破壊を生じ、また複雑形状部品や
高加工度部品を圧造する場合等においては、圧造製品の
表面品質劣化や、圧造工具寿命低下を引き起こす。そこ
で本発明は圧造工具の寿命低下を招かず、圧造性に優れ
た鋼線及びその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 線材を脱スケールした後、伸線して鋼線
を得る方法において、伸線前における線材の表面粗さが
下式(1)を満足し、伸線後における皮膜剤及び/または
伸線潤滑剤の付着量が5g/m2〜15g/m2である。 {70ln(d0/d1)+8}≦Rz≦{100ln(d0/d1)+30} …(1) Rz:伸線前における線材の表面粗さ(μm),d0:伸線
前の線材径,d1:伸線後の鋼線径。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトやナット等
といった圧造部品の製造に用いられる鋼線、及びその製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】冷間圧造用の鋼線としては伸線された鋼
線が一般的に用いられており、該鋼線の製造方法は、ま
ず線材を脱スケールした後、皮膜処理を施し、次いで伸
線潤滑剤中に線材を通して伸線を行うというものであ
る。
【0003】上記皮膜処理にあたってはリン酸塩が従来
より用いられてきたが、最近では圧造部品として高強度
化したものが求められる様になり、上記リン酸塩によっ
て皮膜処理を施したものでは、浸リンの為に遅れ破壊が
生じるという問題が指摘されている。
【0004】そこで上記リン酸塩処理に代わる皮膜剤と
して、石灰石鹸,硼酸塩,或いは硫酸塩等が多く用いら
れる様になってきている。
【0005】一方、最近では圧造用鋼線の素材改良が進
み、加えて圧造機械が進歩したことにより、複雑な形状
の部品や加工度の高い部品を圧造によって製造できる様
になっている。また圧造速度も高速化の傾向にある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記石灰石鹸,
硼酸塩,硫酸塩等の様にリン酸塩以外の皮膜剤を用いて
得られた圧造用鋼線は、リン酸塩を用いた圧造用鋼線に
比べて圧造性に劣り、圧造工具の寿命が短くなるという
問題があり、加えて圧造製品に形状不良を生じる等の問
題がある。
【0007】またリン酸塩を用いた圧造用鋼線であって
も、複雑形状の部品や高加工度の部品を圧造する場合
や、高速度で圧造する場合においては、圧造製品の表面
品質に劣化をきたしたり、また圧造工具の寿命低下を引
き起こすという問題がある。
【0008】そこで本発明は以上の問題に鑑みてなされ
てものであり、圧造工具の寿命低下を招くことのない、
圧造性に優れた鋼線を提供すること、及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧造性に優
れた鋼線の製造方法は、線材を脱スケールした後、伸線
して鋼線を得る方法において、前記伸線前における前記
線材の表面粗さが下式(1)を満足し、前記伸線後におけ
る皮膜剤及び/または伸線潤滑剤の付着量が5g/m2〜1
5g/m2であることを要旨とする。 {70ln(d0/d1)+8}≦Rz≦{100ln(d0/d1)+30} …(1) Rz:伸線前における線材の表面粗さ(μm) d0:伸線前の線材径 d1:伸線後の鋼線径
【0010】本発明者らは鋭意検討した結果、圧造性に
優れた鋼線を得る為には、伸線前の線材の表面粗さ[R
z](JIS B0601に規定の十点平均粗さ)が、
伸線後の鋼線径との関係において適正な範囲に制御され
ることが重要であり、加えて伸線後における皮膜剤と伸
線潤滑剤の付着量に適正範囲があることを見出した。
【0011】上記表面粗さ[Rz]が{70ln(d0
1)+8}未満の場合は、伸線後の鋼線の表面粗さが
小さいものとなり、この為に圧造時に圧造油等の圧造用
潤滑剤の保持性が低くなって、これにより圧造工具と圧
造品の摩擦抵抗が高くなることから、圧造工具の寿命が
短くなる。一方上記表面粗さ[Rz]が{100ln(d
0/d1)+30}より超える場合は、伸線後の鋼線とし
て表面粗さの粗いものが得られ、よって該鋼線を用いて
圧造すると、出来上がりの圧造品として製品表面の粗い
品質不良のものとなる。従って伸線前の線材の表面粗さ
[Rz]を上記式(1)で示す範囲とした。
【0012】また伸線後の鋼線における上記皮膜剤及び
/または伸線潤滑剤の付着量が5g/m2未満の場合では、
圧造工具の寿命が短くなる懸念があり、一方付着量が1
5g/m2を超えると、圧造工具への上記皮膜剤や伸線潤滑
剤の付着による型詰まりが多発し、圧造品の形状不良を
生じ易くなるから、上述の様に皮膜剤及び/または伸線
潤滑剤の付着量を5g/m2〜15g/m2とする。より好まし
くは皮膜剤及び/または伸線潤滑剤の付着量が7g/m2
上、12g/m2以下である。
【0013】尚伸線にあたり、皮膜剤及び伸線潤滑剤の
両方を用いる場合や、皮膜剤を用いずに伸線潤滑剤のみ
を用いる場合、或いは伸線潤滑剤を用いずに皮膜剤のみ
を用いる場合があるが、上記皮膜剤及び/または伸線潤
滑剤の付着量とは、鋼線に付着した皮膜剤と伸線潤滑剤
の合計を指す。
【0014】上記の様にして得られた圧造用鋼線を用い
て圧造を行えば、圧造工具寿命の低下の恐れが殆どな
く、また優れた圧造性を示す。
【0015】また本発明に係る圧造性に優れた鋼線は、
皮膜剤及び/または伸線潤滑剤が付着した鋼線を、その
線径d1から線径d2まで試験伸線したときに、前記皮膜
剤及び/または伸線潤滑剤の付着量の減少量が下式(2)
を満足することを要旨とする。 WD≦{0.9ln(d1/d2)W1} …(2) WD:付着量の減少量(g/m2) W1:試験伸線前における付着量(g/m2
【0016】尚上記と同様に皮膜剤及び/または伸線潤
滑剤の付着量とは、鋼線に付着した皮膜剤と伸線潤滑剤
の合計を指す。
【0017】本発明者らは、圧造用鋼線における皮膜剤
及び/または伸線潤滑剤の付着量に適正範囲があること
を見出し、つまり上述の様に圧造用鋼線の上記付着量の
減少程度が少ないことが圧造性の向上に重要であること
を見出した。
【0018】高加工度や高速度での圧造に耐える為に
は、皮膜剤や伸線潤滑剤が加工によって剥離し難いこと
が重要であり、上記の様に減少量[WD]が上記式(2)
を満足しない鋼線、即ち減少量が多い鋼線では、高加工
度製品を圧造する場合や高速度で圧造加工を行う場合に
おいて、圧造工具に焼付き等を発生し易く、また複雑形
状の圧造を行う場合において、出来上がり製品の形状不
良を起こし易いから上記式(2)を満足するものとした。
より好ましくはWD(g/m2)≦{0.7ln(d1/d2
1}である。
【0019】更に前記式(1)を満足し、伸線後における
皮膜剤及び/または伸線潤滑剤の付着量が5g/m2〜15
g/m2であり、且つ皮膜剤及び/または伸線潤滑剤の付着
量の減少量が下式(2)を満足する鋼線がより好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態及び実施例】前述の様に本発明の製
造方法においては、脱スケール後の線材が上記式(1)を
満足することが必要であり、例えば脱スケール後の線径
[d0]φ11mmの線材から、伸線して線径[d1]φ1
0mmの鋼線を得る場合においては、伸線前の上記線材の
表面粗さ[Rz]が17〜40μmのものを用いる。加
えて前述の様に伸線後の皮膜剤及び/または伸線潤滑剤
の付着量を5g/m2〜15g/m2とする。この様に伸線前の
線材の表面粗さ[Rz]が式(1)を満足し、皮膜剤及び
/または伸線潤滑剤の付着量を上記範囲として製造され
た鋼線を用いて圧造を行えば、圧造品の表面品質や形状
が良好となり、また圧造工具の寿命低下を防止すること
ができる。
【0021】また本発明の鋼線としては、鋼線の一部を
取り出して試験伸線を行い、該試験伸線前後における皮
膜剤と伸線潤滑剤の付着量を測定し、その減少量が上記
式(2)を満足する鋼線を圧造用として用いる。
【0022】本発明において、線材に付着させる皮膜剤
の種類を問わないが、浸リン現象等を避ける為に、リン
酸塩系以外の皮膜剤を用いることが望ましい。リン酸塩
系以外の皮膜剤のうち特に珪酸塩系皮膜剤は、該皮膜剤
や伸線潤滑剤の耐剥離性に優れるから好ましい。また本
発明においては皮膜剤を使用しなくても良い。
【0023】線材の脱スケール方法としては、塩酸や硫
酸等による化学的脱スケール法、またはショットブラス
トやリバースベンディング等による機械的脱スケール法
等が挙げられ、本発明においてはいずれの脱スケール方
法であっても良いが、前記式(1)を満足する表面粗さ
[Rz]は比較的粗いものであり、この様な比較的表面
の粗い線材を得るにあたっては、上記硫酸による酸洗や
上記ショットブラストによる脱スケール法が好ましい。
【0024】次に圧造用鋼線及びその製造方法に関して
行った実験について説明する。
【0025】<実験1>鋼種SCM435の圧延材を熱処理し
て得られた線材を脱スケールし、次いで皮膜処理を行わ
ずに伸線して圧造用鋼線を得た。上記伸線に際しては数
種類の伸線潤滑剤を使用した。尚これら伸線潤滑剤に含
まれるステアリン酸カルシウム含有率はそれぞれ40〜80
%である。また試料No.1,3,6,12についての上
記脱スケールは、酸洗した後水洗することにより行い、
試料No.2,4,5,7〜11,13についての上記脱
スケールはショットブラスト法により行った。その後上
記圧造用鋼線を用いて、軸部絞り長さ100mmのボルト
(約300本)を圧造した(試料No.1〜13)。尚この製
造工程を図1に示す。
【0026】上記試料No.1〜13について、伸線前の
線材の表面粗さ,伸線後の伸線潤滑剤の付着量及び圧造
結果等を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1から分かる様に、試料No.1,3はR
z(伸線前の線材の表面粗さ)が小さく、また伸線潤滑
剤付着量が少ないものである。これらはボルト(圧造
品)の絞り部に焼付きが発生し、また絞り部形状も不良
であった。
【0029】試料No.2,4はRzが大きく、また伸線
潤滑剤付着量が多いものである。これらはボルトの絞り
部に焼付きを生じないものの、絞り部形状がやや不良で
あった。
【0030】試料No.5はRzに関して式(1)を満たすも
のの、伸線潤滑剤付着量が少ないものである。該試料N
o.5はボルトの絞り部形状については良好であったが、
絞り部に焼き付きを生じた。
【0031】一方試料No.6〜13はRzに関して上記
式(1)を満たし、また伸線後鋼線の伸線潤滑剤付着量も
5〜15g/m2の範囲内のものであり、ボルトに焼付きや
形状不良を生じず、良好な圧造性を示した。
【0032】<実験2>鋼種1527Bの線径φ9.0mm及びφ
8.3mmの圧延線材を用い、それぞれの該線材をショット
ブラストにより脱スケールし、次いで皮膜処理を行った
後、線径φ7.8mmまで伸線を行って圧造用鋼線を得た
(試料No.14〜16,18〜21)。尚上記皮膜処理
にあたっては主成分がそれぞれリン酸亜鉛,硼酸ナトリ
ウム,珪酸カリウムからなる3種類の皮膜剤を用い、そ
れぞれ処理した。
【0033】また上記と同様に、鋼種1527Bの線径φ9.0
mmの圧延線材を用い、該線材をショットブラストにより
脱スケールし、皮膜処理を行わずに線径φ7.8mmまで伸
線を行って圧造用鋼線を得た(試料No.17)。
【0034】尚上記試料No.14〜21はいずれも伸線
に際して数種類の伸線潤滑剤を使用した。尚これら伸線
潤滑剤に含まれるステアリン酸カルシウム含有率はそれ
ぞれ20〜80%である。
【0035】次いで上記圧造用鋼線(試料No.14〜2
1)を用い、軸絞り加工度を変えてアプセットボルトを
圧造し、約10000本を圧造した後にアプセットボルトの
絞り部の焼付き発生程度及び絞り加工度(加工率)、ボ
ルト頭部形状の調査を行った。
【0036】また上記圧造用鋼線(試料No.14〜2
1)について、潤滑剤を新たに付与せずに線径φ7.8mm
から線径φ7.0mmまで試験伸線を行い、皮膜剤と伸線潤
滑剤の付着量の減少量を測定した。
【0037】これらの結果を表2に示す。また上記の圧
造品製造工程を図2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】表2から分かる様に試料No.15,16,
19〜21の鋼線は、試験伸線による付着量の減少量
[WD]が式(2)を満足するものであり、更に圧造用鋼
線の皮膜剤・伸線潤滑剤付着量(試験伸線前の付着量)
が5〜15g/m2の範囲内で、またRzも式(1)を満足す
るものである。これらの鋼線から得られた圧造品(ボル
ト)はいずれも良好な圧造性を示した。
【0040】一方試料No.14,17,18の鋼線はW
Dが多いものである。これらの鋼線から得られたボルト
(圧造製品)は軽微ではあるが焼付きを生じており、ま
たボルト頭部形状がやや不良であった。
【0041】また付着量減少量[WD]には、皮膜剤ま
たは伸線潤滑剤の組成が影響するが、表2から分かる様
に上記皮膜剤の種類については珪酸塩の方が硼酸塩より
もWDが少ない傾向にある。リン酸塩の皮膜剤は従来よ
り圧造性が良好とされているが、珪酸塩の皮膜剤は圧造
性に関して上記リン酸塩皮膜剤の場合と同等の特性を示
している。
【0042】以上の様に、本発明に係る圧造性に優れた
鋼線及びその製造方法に関して、具体的に説明したが、
本発明はもとより上記例に限定される訳ではなく、前記
の趣旨に適合し得る範囲で適当に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。
【0043】
【発明の効果】本発明の鋼線は、圧造性に優れ、製造さ
れた圧造品の形状成形性が良好であり、しかも圧造工具
に焼付きが生じ難い。また本発明の製造方法によれば圧
造性が良好な鋼線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実験1における圧造品製造工程を示す図。
【図2】実験2における圧造品製造工程を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線材を脱スケールした後、伸線して鋼線
    を得る方法において、 前記伸線前における前記線材の表面粗さが下式(1)を満
    足し、 前記伸線後における皮膜剤及び/または伸線潤滑剤の付
    着量が5g/m2〜15g/m2であることを特徴とする圧造性
    に優れた鋼線の製造方法。 {70ln(d0/d1)+8}≦Rz≦{100ln(d0/d1)+30} …(1) Rz:伸線前における線材の表面粗さ(μm) d0:伸線前の線材径 d1:伸線後の鋼線径
  2. 【請求項2】 皮膜剤及び/または伸線潤滑剤が付着し
    た鋼線を、その線径d1から線径d2まで試験伸線したと
    きに、前記皮膜剤及び/または伸線潤滑剤の付着量の減
    少量が下式(2)を満足することを特徴とする圧造性に優
    れた鋼線。 WD≦{0.9ln(d1/d2)W1} …(2) WD:付着量の減少量(g/m2) W1:試験伸線前における付着量(g/m2
JP2000062498A 2000-03-07 2000-03-07 圧造性に優れた鋼線及びその製造方法 Withdrawn JP2001252713A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007185711A (ja) * 2005-12-14 2007-07-26 Sumitomo Denko Steel Wire Kk ばね用鋼線
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