JP2006297431A - Wet type metal wire drawing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を潤滑剤として用いた金属線材の湿式伸線方法に関するものである。 The present invention relates to a wet wire drawing method for a metal wire using an aqueous lubricant in which an oil component is emulsified and dispersed as a lubricant.
従来、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤は、銅線、スチールコード用黄銅メッキ鋼線等の金属線材の湿式伸線に広く用いられている。一方、湿式伸線における伸線機への潤滑剤供給方法としては、伸線機内に潤滑剤を貯留した状態で伸線加工を行う方式(バッチ式)と、潤滑剤を貯留するタンクと伸線機の線引きダイスが配設される潤滑液槽との間で潤滑剤を循環させながら伸線加工を行う方式(循環式)とがある。
ところで、上記金属線材の伸線における上記水系潤滑剤の潤滑性は、エマルジョンの径が小さいほど線引きダイス内へ上記潤滑剤の引き込み性が良いことから、伸線加工においては、上記エマルジョンの径を小さくする方が有利である。
上記エマルジョンの径を小さくする方法としては、例えば、界面化学的に処理された経路に分散相を通す方法や、高圧分散機あるいは超音波分散機を用いる方法などが知られている(例えば、特許文献1参照)。
一方、金属線材の湿式伸線に超音波を利用した例としては、複数のダイス間に潤滑剤保持室と高圧室とを設け、高圧化した水と潤滑剤との混合液を上記高圧室に圧送して、上記潤滑剤保持室の圧力を増加させながら線材を後段のダイスに導入する伸線方式において、上記ダイス全体に超音波振動を加えて伸線加工することにより、ダイスのテーパー部と金属線材との間に潤滑剤を流入させて潤滑性を高める方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
By the way, the lubricity of the water-based lubricant in the drawing of the metal wire is such that the smaller the emulsion diameter, the better the pullability of the lubricant into the wire drawing die. It is advantageous to make it smaller.
As a method for reducing the diameter of the emulsion, for example, a method of passing a dispersed phase through a path chemically treated, a method using a high-pressure disperser or an ultrasonic disperser are known (for example, patents). Reference 1).
On the other hand, as an example of using ultrasonic waves for wet wire drawing of a metal wire, a lubricant holding chamber and a high pressure chamber are provided between a plurality of dies, and a mixed liquid of water and a lubricant having increased pressure is supplied to the high pressure chamber. In the wire drawing method in which the wire rod is introduced into a subsequent die while increasing the pressure in the lubricant holding chamber by pressure feeding, the entire die is subjected to wire drawing by applying ultrasonic vibration, and the die tapered portion and A method has been proposed in which a lubricant is introduced between the metal wire and the lubricity to improve the lubricity (for example, see Patent Document 2).
ところで、上記エマルジョンの径を小さくすると潤滑性は有利になるが、単に、潤滑剤に超音波振動を付加すると、伸線加工を継続した際に上記潤滑剤中に蓄積される金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物が上記潤滑剤中に浮遊分散され、その一部が線引きダイス中に引き込まれてしまうため、潤滑性の低下や線材表面荒れがおきてしまうといった問題点があった。 By the way, although the lubricity becomes advantageous if the emulsion diameter is reduced, simply adding ultrasonic vibration to the lubricant will cause metal powder and plating powder accumulated in the lubricant when the wire drawing process is continued. Further, foreign matters such as deteriorated oil are suspended and dispersed in the lubricant, and a part of the foreign matter is drawn into the drawing die, resulting in a problem that the lubricity is deteriorated and the surface of the wire is roughened.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、エマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させるとともに、金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物の線引きダイス中への浸入を防止することのできる金属線材の湿式伸線方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. The emulsion diameter is reduced to improve lubricity, and foreign matter such as metal powder, plating powder, and deteriorated oil is prevented from entering the wire drawing die. An object of the present invention is to provide a wet wire drawing method for a metal wire that can be performed.
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤中に蓄積される金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物を除去した後、この異物が除去された潤滑剤に超音波振動を付加して潤滑液槽に供給するようにすれば、エマルジョン径を小さくすることができるとともに、潤滑液槽内の潤滑剤中に浮遊分散される上記異物の量を大幅に低減できることを見出し、本発明に到ったものである。
すなわち、本願の請求項1に記載の発明は、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクと伸線機の潤滑液槽内との間で循環させながら金属線材を伸線加工する湿式伸線方法であって、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去する工程と、上記潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給される潤滑剤、もしくは、上記潤滑液槽内の潤滑液に超音波振動を付加する工程とを有することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の金属線材の湿式伸線方法において、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が3μm未満になるように、上記超音波振動を付加するようにしたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の金属線材の湿式伸線方法において、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤を上記潤滑剤タンク中に滞留させ、上記潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離してから上記潤滑液槽に供給するようにしたことを特徴とする。
As a result of intensive studies, the present inventor removed foreign matters such as metal powder, plating powder, and deteriorated oil accumulated in the lubricant returned from the lubricating liquid tank to the lubricant tank, and then the foreign matters were removed. By adding ultrasonic vibration to the lubricant and supplying it to the lubricating liquid tank, the emulsion diameter can be reduced and the amount of the foreign matter suspended and dispersed in the lubricant in the lubricating liquid tank can be reduced. The present inventors have found that it can be significantly reduced and have arrived at the present invention.
That is, the invention according to
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the wet drawing method for a metal wire according to the first or second aspect, the lubricant returned from the lubricating liquid tank to the lubricant tank is retained in the lubricant tank. The foreign matter containing the metal powder and the deteriorated oil component contained in the lubricant is settled and separated, and then supplied to the lubricating liquid tank.
また、請求項4に記載の発明は、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクから伸線機の潤滑液槽内に供給して金属線材を伸線加工する湿式伸線方法であって、潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給する潤滑剤として、上記潤滑剤タンク内で潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去した潤滑剤を用いるとともに、上記潤滑剤に超音波振動を付加してから上記潤滑剤を上記潤滑液槽に供給するようにしたことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is a wet drawing method in which a water-based lubricant in which an oil component is emulsified and dispersed is supplied from a lubricant tank into a lubricating liquid tank of a wire drawing machine to draw a metal wire. As a lubricant to be supplied from the lubricant tank to the lubricating liquid tank, a lubricant from which foreign substances including metal powder and deteriorated oil components contained in the lubricant are removed in the lubricant tank is used. The ultrasonic vibration is added to the lubricant, and then the lubricant is supplied to the lubricating liquid tank.
本発明によれば、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクから伸線機の潤滑液槽内に供給して金属線材を伸線加工する際に、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を、遠心分離あるいは沈降分離などにより除去するとともに、上記潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給される潤滑剤、もしくは、上記潤滑液槽内の潤滑液に超音波振動を付加するようにしたので、潤滑剤のエマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させることができる。また、潤滑液槽内には線引きによって発生した新たな異物しかないので、線引きダイスへの異物の浸入を大幅に低減することができる。
このとき、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が3μm未満になるように、上記超音波振動を付加するようにすれば、潤滑性を更に向上させることができるとともに、潤滑剤タンク内での上記異物の分離を更に容易にすることができる。
According to the present invention, when the metal lubricant is drawn by supplying the aqueous lubricant in which the oil component is emulsified and dispersed from the lubricant tank into the lubricating liquid tank of the wire drawing machine, The foreign matter including the metal powder and the deteriorated oil component contained in the lubricant returned to the lubricant tank is removed by centrifugation or sedimentation, and the lubrication supplied from the lubricant tank to the lubricant tank Since the ultrasonic vibration is added to the lubricant in the agent or the lubricant solution tank, the emulsion diameter of the lubricant can be reduced to improve the lubricity. In addition, since there is only new foreign matter generated by drawing in the lubricating liquid tank, it is possible to greatly reduce the intrusion of foreign matter into the drawing die.
At this time, if the ultrasonic vibration is added so that the average emulsion diameter of the lubricant returned from the lubricating liquid tank to the lubricant tank is less than 3 μm, the lubricity can be further improved. Further, separation of the foreign matter in the lubricant tank can be further facilitated.
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図1は、本最良形態に係る金属線材の湿式伸線方法を示す図で、同図において、10は複数の線引きダイス11が配設された潤滑液槽12と伸線処理される金属線材13を案内するための複数の駆動キャプスタン14,15とを備えた伸線機、20は上記潤滑液槽12内に油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を供給するための潤滑剤タンク、30は上記潤滑剤タンク20と上記潤滑液槽12との間に設けられた第2タンクで、本例では、上記第2タンク30内に超音波振動子31を配置し、上記潤滑剤タンク20から上記潤滑液槽12に供給される上記潤滑剤に超音波振動を付加し、この超音波振動が付加された潤滑剤を上記伸線機10に供給するようにしている。
また、本例では、上記潤滑剤タンク20を、上記潤滑液槽12から戻された潤滑剤を回収する回収槽21と上記潤滑剤を所定時間(例えば、30〜50分程度)滞留させて異物を除去するための異物分離槽22と、上記異物が除去された潤滑剤を上記潤滑液槽12に供給する供給槽23とから構成し、上記潤滑液槽12から潤滑剤タンク20に戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離などにより除去するとともに、この異物が除去された潤滑剤を第2タンク30に送るようにしている。これにより、上記潤滑液槽12に供給される潤滑剤のエマルジョン径を小さくすることができるので、線引きダイス11の潤滑性を大幅に向上させることができるとともに、上記潤滑液槽12に供給される潤滑剤には異物が含まれていないので、上記線引きダイス11への異物の浸入を大幅に低減することができる。
Hereinafter, the best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a wet wire drawing method for a metal wire according to the best mode. In FIG. 1,
Further, in this example, the
ところで、上記潤滑剤のエマルジョン微細化の程度については、潤滑液槽12内の全ての線引きダイス11に対してエマルジョン径が小さい潤滑剤が供給されていることが必要なことから、上記潤滑剤のエマルジョン微細化の程度については、潤滑性潤滑液槽12へ供給される潤滑剤ではなく、潤滑液槽12から潤滑剤タンク20に戻される潤滑剤の平均エマルジョン径で評価することが好ましい。本例では、上記超音波振動子31の出力及び周波数を調整して、上記潤滑剤タンク20に戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が3μm未満になるようにしている。これにより、全ての線引きダイス11に対してエマルジョン径が小さい潤滑剤を供給できる。また、エマルジョン径が小さい潤滑剤は沈降しにくいので、上記異物分離槽22での沈降分離を効率的に行うことができる。
すなわち、上記異物分離槽22では、攪拌を行うことなく上記潤滑剤タンク20に戻された潤滑剤を滞留させるようにしているので、粒径や比重の大きな金属粉や劣化油分は、30〜50分程度で上記異物分離槽22の底部に沈殿する。したがって、この異物分離槽22の上部から供給槽23に移された潤滑剤からは上記異物が除去されているので、エマルジョン径を小さくするために、第2タンク30内にて上記潤滑剤に超音波振動を付加しても、上記潤滑剤中に上記異物が浮遊分散されることはない。したがって、伸線機10には、エマルジョン径が小さく、かつ、異物の殆どない潤滑剤が供給されるので、潤滑性が向上し、表面荒れが少ないだけでなく、表層の加工歪の少ない優れた金属線材を得ることができる。
また、上記のように、第2タンク30を設ける構成とすれば、伸線機が複数あった場合でも、上記第2タンク30を供用することができるので、金属線材の伸線を効率よく行うことができる。
By the way, as for the degree of finer emulsion of the lubricant, it is necessary that a lubricant having a small emulsion diameter is supplied to all the drawing dies 11 in the lubricating liquid tank 12. The degree of emulsion refinement is preferably evaluated not by the lubricant supplied to the lubricating lubricating liquid tank 12 but by the average emulsion diameter of the lubricant returned from the lubricating liquid tank 12 to the
That is, in the foreign
Further, as described above, if the
このように、本最良の形態によれば、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンク20から伸線機10の潤滑液槽12に供給して金属線材13を伸線加工する際に、上記潤滑剤タンク20を、上記潤滑液槽12から戻された潤滑剤を回収する回収槽21と上記潤滑剤を所定時間滞留させて異物を除去する異物分離槽22と、上記異物が除去された潤滑剤を上記潤滑液槽12に供給する供給槽23とから構成して、上記潤滑液槽12から潤滑剤タンク20に戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離して除去するとともに、上記潤滑剤タンク20と上記潤滑液槽12との間に第2タンク30を設け、この第2タンク30内に超音波振動子31を配置して、上記潤滑剤タンク20から上記潤滑液槽12に供給される上記潤滑剤に超音波振動を付加することにより、伸線機10に、エマルジョン径が小さく、かつ、異物の殆どない潤滑剤を供給できるようにしたので、潤滑性を大幅に向上させることができる。したがって、表面荒れが少なく、かつ、表層の加工歪の少ない優れた金属線材を製造することができる。
Thus, according to this best mode, the water-based lubricant in which the oil component is emulsified and dispersed is supplied from the
なお、上記最良の形態では、第2タンク30に超音波振動子31を配置したが、図2に示すように、第2タンク30を省略して、伸線機10の潤滑液槽12内に超音波振動子31を配置してもよい。この場合にも、上記潤滑液槽12に供給される潤滑剤は、上記潤滑剤タンク20にて既に異物が取り除かれている。したがって、上記潤滑剤中には新たに発生した異物しかないので、潤滑液槽12内で上記潤滑剤に超音波を付加してエマルジョン径を小さくしても、潤滑性が損なわれることはない。
また、超音波付加によりエマルジョンを微細化した潤滑剤は必ずしも伸線機10の線引きダイス11全てに供給しなくても、少なくともダイスと線材間の面圧が高い後段のダイスに供給すればよい。したがって、上記超音波振動子31を更に小型化して、後段のダイス近傍の潤滑剤のみに超音波を付加するようにしてもよい。
また、上記例では、潤滑剤を循環させた場合について説明したが、伸線加工をバッチ式で行う場合でも、潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給する際に、上記潤滑剤タンク内で潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去するとともに、上記異物が除去された潤滑剤に超音波振動を付加してから上記潤滑液槽に供給するようにすれば、上記循環式の場合とほぼ同等の効果を得ることができる。
また、本発明が適用される金属線材としては、銅線やスチールコード用黄銅メッキ鋼線等の、一般に油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を用いて伸線される金属線材であればよい。特に効果が大きいのは、高強度で線引きダイスとの面圧が高く、かつ、メッキ脱落粉等の異物が生じ易いスチールコード用黄銅メッキ鋼線の伸線である。
In the best mode described above, the ultrasonic transducer 31 is disposed in the
Further, it is not always necessary to supply the lubricant whose emulsion is refined by the addition of ultrasonic waves to all the drawing dies 11 of the
In the above example, the case where the lubricant is circulated has been described. However, even when the wire drawing process is performed in a batch manner, when the lubricant is supplied from the lubricant tank to the lubricant tank, the lubricant is lubricated in the lubricant tank. If the foreign matter including the metal powder and the deteriorated oil component contained in the agent is removed and ultrasonic vibration is added to the lubricant from which the foreign matter has been removed, and then supplied to the lubricating liquid tank, the circulation An effect almost equivalent to that of the formula can be obtained.
In addition, the metal wire to which the present invention is applied may be a metal wire drawn using an aqueous lubricant in which an oil component is generally emulsified and dispersed, such as a copper wire or a brass-plated steel wire for steel cords. That's fine. Particularly effective is the drawing of brass-plated steel wires for steel cords, which have high strength, high surface pressure with the drawing dies, and are liable to generate foreign matters such as plating fallen powder.
直径が1.72mmの黄銅メッキ鋼線材を、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を用いて、スリップ型湿式伸線機にて伸線し、最終線径が直径0.30mmのスチールコード用黄銅メッキ鋼線を製造し、伸線機内の平均エマルジョン径、ダイス寿命、伸線開始10日後の伸線機内における潤滑剤の異物量及び平均エマルジョン径をそれぞれ測定した。その結果を図3の表に示す。
実施例1は、上記伸線機に潤滑剤を供給する潤滑剤タンク内で上記潤滑剤を滞留させ、沈降分離による異物の除去を行うとともに、上記伸線機内の潤滑剤に超音波振動を付加した。なお、上記潤滑剤タンクの容量は600リットル、潤滑剤循環量を20リットル/分、潤滑剤タンク内での滞留時間は30分とした。
実施例2は、潤滑剤として、潤滑剤タンク内で上記潤滑剤を滞留させ、沈降分離による異物の除去を行ったものを用い、潤滑液を循環させずに伸線処理を行った。
従来例1は、超音波振動を付加しないこと以外は上記実施例1と同条件で伸線した。
また、伸線開始時の潤滑剤の平均エマルジョン径はいずれも5μm以下であり、共通の潤滑剤を用いた。
図3の表から明らかなように、潤滑剤中の異物を除去し、更に潤滑剤に超音波振動を付加した実施例1では、伸線開始10日後の伸線機内における潤滑剤の異物量は従来例の半分であり、また、平均エマルジョン径は開始直後から2μmと小さく、伸線開始10日後もその値は殆ど変化しなかった。また、ダイス寿命も従来例の1.2倍に伸びていることから、本発明の伸線方法では、潤滑性が大幅に向上していることが確認された。
また、潤滑液を循環させずに伸線した実施例2でも、伸線開始10日後の伸線機内における潤滑剤の異物量は従来例の6割であり、また、平均エマルジョン径開始直後から伸線開始10日後まで3μmと小さな値を保持していた。また、ダイス寿命も従来例の1.1倍に伸びていることから、循環式のみならず、バッチ式においても潤滑性が大幅に向上することがわかった。
A brass-plated steel wire with a diameter of 1.72 mm is drawn with a slip-type wet wire drawing machine using an aqueous lubricant in which an oil component is emulsified and dispersed, and a steel with a final wire diameter of 0.30 mm in diameter is drawn. A brass-plated steel wire for cords was manufactured, and the average emulsion diameter, die life, the amount of foreign matters in the lubricant and the average emulsion diameter in the
In Example 1, the lubricant is retained in a lubricant tank that supplies lubricant to the wire drawing machine, foreign matter is removed by sedimentation, and ultrasonic vibration is added to the lubricant in the wire drawing machine. did. The capacity of the lubricant tank was 600 liters, the amount of lubricant circulated was 20 liters / minute, and the residence time in the lubricant tank was 30 minutes.
In Example 2, a lubricant obtained by retaining the lubricant in a lubricant tank and removing foreign matters by sedimentation separation was used as a lubricant, and the wire drawing treatment was performed without circulating the lubricant.
Conventional Example 1 was drawn under the same conditions as in Example 1 except that no ultrasonic vibration was added.
Moreover, the average emulsion diameter of the lubricant at the start of wire drawing was 5 μm or less, and a common lubricant was used.
As is apparent from the table of FIG. 3, in Example 1 in which foreign matter in the lubricant was removed and ultrasonic vibration was added to the lubricant, the amount of foreign matter in the lubricant in the
Further, in Example 2 in which the wire was drawn without circulating the lubricating liquid, the amount of foreign matter in the lubricant in the
本発明によれば、エマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させるとともに、金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物の線引きダイス中への浸入を防止することができるようにしたので、表面荒れや延性劣化のない優れた金属線材を得ることができるとともに、ダイス寿命の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the lubricity by reducing the emulsion diameter and to prevent the intrusion of foreign matters such as metal powder, plating powder, and deteriorated oil into the drawing die. In addition, an excellent metal wire without ductility deterioration can be obtained, and the die life can be improved.
10 伸線機、11 線引きダイス、12 潤滑液槽、13 金属線材、
20 潤滑剤タンク、21 回収槽、22 異物分離槽、23 供給槽、
30 第2タンク、31 超音波振動子。
10 wire drawing machine, 11 wire drawing die, 12 lubricating liquid tank, 13 metal wire,
20 lubricant tank, 21 collection tank, 22 foreign matter separation tank, 23 supply tank,
30 Second tank, 31 ultrasonic transducer.
Claims (4)
In the wet wire drawing method in which a water-based lubricant in which an oil component is emulsified and dispersed is supplied from a lubricant tank into a lubricating liquid tank of a wire drawing machine to draw a metal wire material, As a lubricant to be supplied to the tank, a lubricant from which foreign matters including metal powder and deteriorated oil components contained in the lubricant are removed in the lubricant tank is used, and ultrasonic vibration is added to the lubricant. A wet wire drawing method for a metal wire, wherein the lubricant is supplied to the lubricating liquid tank.
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