JP4797915B2 - 冷間鍛造用鋼線の製造方法 - Google Patents
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Description
冷間鍛造用の鋼線は線材、バーインコイルまたは鋼線を伸線加工することにより製造される。この伸線加工は、一般に、素材を必要に応じて熱処理した後、酸洗などにより脱スケール処理し、前処理として下地皮膜を形成してから、ダイス前潤滑剤と呼ばれる、ダイス前に配置された潤滑剤の中を通過させてダイスから引き抜くことにより行われる。ダイス前潤滑剤としては、金属石けんを基材とする粉末状の乾式潤滑剤(パウダ潤滑剤)が主に使用されている。
前記乾式潤滑剤が、ナトリウム石けん:5〜10%、カルシウム石けん:5〜10%、バリウム石けん:5〜10%、黒鉛:20〜60%、残部:石灰からなり、該黒鉛の平均粒径が10μm以下であり、
かつ、伸線加工の断面減少率が3〜20%であって、伸線加工前後の鋼材の直径差(mm)が次式より求められるAの値以上であることを特徴とする冷間鍛造用鋼線の製造方法である。
Ca%:乾式潤滑剤中のカルシウム石けんの配合率[%]
Na%:乾式潤滑剤中のナトリウム石けんの配合率[%]
Ba%:乾式潤滑剤中のバリウム石けんの配合率[%]
前記乾式潤滑剤は、残部を構成する石灰の一部に代えて、フッ素系樹脂:1〜10%、二硫化モリブデン:1〜10%の1種または2種を含有していてもよい。その場合でも、石灰の含有量は10%以上とする。
Siは、脱酸剤として溶鋼に添加する元素であるが、変形抵抗を増大させる元素であるから、冷間鍛造用鋼としては低い方が望ましい。但し、最終部品に必要な強度を確保する目的から、0.5%以下の範囲で含有させることが好ましい。Mnも、Siと同様に、最終製品の強度を確保する目的で、1.5%以下の範囲で含有させることが好ましい。
石灰皮膜処理も、従来から知られている各種組成の石灰石けん液を用いて行うことができる。典型的な石灰石けん液は、上述したように、生石灰とナトリウム石けんと水とを反応させることにより調製され、通常は生石灰を化学量論量より多量に使用する。この反応により得られた石灰石けん液は、主成分であるカルシウム石けんに加えて、消石灰、ナトリウム石けん、苛性ソーダ、その他脂肪酸などを含有する。処理は、例えば、50〜70℃の石灰石けん液中に2〜5分浸漬した後、乾燥させることにより行うことができる。
A=(150×Ca%+260×Na%+240×Ba%)/104+0.07
Ca%:乾式潤滑剤中のカルシウム石けんの配合率[%]
Na%:乾式潤滑剤中のナトリウム石けんの配合率[%]
Ba%:乾式潤滑剤中のバリウム石けんの配合率[%]。
上記により得られた鋼線から長さ50mmのバウデン試験用試験片を採取した。冷間鍛造時の加工発熱による潤滑皮膜の熱ダメージを想定して、大気雰囲気、500℃で5分間の加熱保持による熱処理を施し、下記試験条件にてバウデン試験を実施した。
摺動方向:軸方向、
圧子:SUJ2製2mm径の鋼球、
試験荷重:3kgf、
摺動速度:3.6mm/s、
試験環境:室温・大気中。
上記より得られた直径11.7mmに伸線した鋼線の各水準から長さ105mm、数量10本を採取し試験片とした。試験片を図1に示すM12ボルトを模した形状に合計3パスで冷間鍛造した。試験の際、実機の加工発熱による金型温度上昇を模擬し、3パス目の金型のみ300℃に加熱保持した。1パス目および2パス目の金型については加熱保持を行わなかった。試験機には500トン・クランクプレスを用い、加工速度は最大100mm/秒とした。得られた成品のフランジ座面を観察し、焼付きの有無で冷鍛潤滑性を評価した。10本すべてに焼付きが発生しなかった場合を冷鍛潤滑性良好と判断した。
Claims (5)
- 鋼材表面に少なくとも1層の下地皮膜を形成した後、乾式潤滑剤を使用して伸線加工を施す冷間鍛造用鋼線の製造方法であって、
前記乾式潤滑剤が、質量%で、ナトリウム石けん:5〜10%、カルシウム石けん:5〜10%、バリウム石けん:5〜10%、黒鉛:20〜60%、残部:石灰からなり、該黒鉛の平均粒径が10μm以下であり、
伸線加工の断面減少率が3〜20%であって、伸線加工前後の鋼材の直径差(mm)が次式より求められるAの値以上であることを特徴とする冷間鍛造用鋼線の製造方法。
A=(150×Ca%+260×Na%+240×Ba%)/104+0.07
Ca%:乾式潤滑剤中のカルシウム石けんの配合率[質量%]
Na%:乾式潤滑剤中のナトリウム石けんの配合率[質量%]
Ba%:乾式潤滑剤中のバリウム石けんの配合率[質量%] - 前記乾式潤滑剤が、残部を構成する石灰の一部に代えて、質量%でフッ素系樹脂:1〜10%、二硫化モリブデン:1〜10%の1種または2種を含有し、かつ石灰の含有量が10質量%以上である、請求項1に記載の方法。
- 下地皮膜がリン酸塩処理、シュウ酸塩処理、ケイ酸塩処理、硫酸塩処理、ホウ酸塩処理および石灰石けん処理から選ばれた1種または2種以上の皮膜処理により形成される、請求項1または2に記載の方法。
- 質量%で、ナトリウム石けん:5〜10%、カルシウム石けん:5〜10%、バリウム石けん:5〜10%、黒鉛:20〜60%、残部:石灰からなり、黒鉛の平均粒径が10μm以下である、伸線加工用乾式潤滑剤。
- 残部を構成する石灰の一部に代えて、質量%でフッ素系樹脂:1〜10%、二硫化モリブデン:1〜10%の1種または2種を含有し、かつ石灰の含有量が10質量%以上である請求項4に記載の伸線加工用乾式潤滑剤。
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