JPH02200312A - 鋼材の抽伸加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鋼材の抽伸加工方法に関するものであり、詳し
くは、いわゆる抽伸力のトップビークを解消し、抽伸力
のうえでの加工制約を拡大すると共に、前記トップビー
ク部で生じるダイスやプラグの損傷、鋼材の焼付疵発生
を低減する抽伸加工方法に関するものである。

（従来の技術） 金属の抽伸加工においては、その加工開始部において定
常部より抽伸力が大きくなる現象がある。

そしてこのことを一般に抽伸力のトッテビークと称して
いる。このトップビークは、管の芯金用の場合、プラグ
をダイス直下に噛み込ませたことに対応して現れ、抽伸
方法によっても異なるが、通常２０〜３０％程度定常部
より抽伸力が大きくなる。

従って、このトップビーク値が抽伸可能範囲を支配して
いるといっても過言ではない。

ところで、加工度を大きくするため、あるいは冷間では
加工し難い金属に対して被抽伸材の全長を加熱し、温間
又は熱間状態で抽伸加工する方法はあるが、全長を加熱
炉で加熱するには大規模な装置を必要とし、また抽伸能
率に対応できる急速加熱は困難である。

そこで、このような問題点を解決するための方法として
特開昭５６−９９０１２号公報、同５６−１０５８１０
号公報及び同６３−６３５２２号公報等が提案されてい
る。

すなわち、特開昭５６−９９０１２号公報では、加熱方
法として熱線光源を使用したものを、また同５６−１０
５８１０号公報では被加工材に電流を流して発熱させる
ものを、更に同６３−６３５２２号公報ではダイス及び
プラグに発熱体を埋設して被加工材を加熱するものを提
案している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、特開昭５６−９９０１２号公報で提案さ
れたものでは特別な装置が必要であり、また同５６−１
０５８１０号公報で提案されたものでは大電流を扱うた
めに安全上問題があり、更に同６３−６３５２２号公報
で提案されたものでは多数のダイスやプラグを用いる場
合は、これら全てに発熱体を埋設することは困難である
。

本発明はかかる問題点に鑑みて成されたものであり、特
別な加熱装置を用いることなく抽伸可能範囲を拡大でき
、しかもトップビーク部で生じるダイスやプラグの損傷
、鋼材の焼付疵発生を低減できる抽伸加工方法を提供す
ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前述のトップビークの発生について種々研
究、実験を行った結果、次のような知見を得、本発明を
成立させた。

すなわち、トップピーク発生の原因の第−魚目は、抽伸
時鋼材の表面に塗布される潤滑剤の摩擦係数が、静止時
と継続したすべり運動時で異なるためである。すなわち
、−船釣に公知ではあるが、静止摩擦係数が動摩擦係数
よりも大きいことに起因している。

次に第二魚目は、塑性変形が急激に開始する非定常部で
あることによる。すなわち、抽伸加工における塑性変形
は、第１図に斜線で示すように、ダイス人ロ〜ベアリン
グ部（ダイス１とプラグ２間における隙間が最も小さい
場所）の被抽伸材３に生じている。

しかして、定常部すなわち被抽伸材の加工先端部以外の
部分では、すでにこの部分で塑性変形が継続して起こっ
ているため、ダイスに入ってくる被抽伸材のみに塑性変
形を生じさせるだけの抽伸力でよい。

これに対して非定常部すなわち被抽伸材の加工先端部で
は、被抽伸材のみならずダイス人ロ〜ベアリング部の全
体にわたって塑性変形を生じさせなければならないため
、大きな抽伸力が必要となる。

本発明はかかる知見に基づいて成されたものであり、そ
の要旨とするところは、被抽伸材の加工先端部を、その
他の部分の温度よりも高温に保持したまま引抜くことで
−ある。

ところで、被抽伸材の加工先端部とは、理論的には前記
したトップピークが生じる部分を含んでいれば良いが、
通常この長さは非常に短い。例えば管の芯金用において
は、プラグを噛み込んだ時にトップピークが発生するの
であるが、プラグを噛み込ませるのは歩留りの観点がら
抽伸の開始と同時に行うからである。従って、本発明に
おける加工先端部とは被抽伸材先端（口付部を除く）か
ら少なくとも５０ＩＤＩ！ｌの範囲を指すものとする。

また、本発明における加工先端部とその他の部分との温
度差は特に限定されるものではないが、本発明者の実験
では１００℃以上の温度差を設けたときにトップピーク
を解消できることを知見している。

更に、本発明において被抽伸材を加熱する方法としでは
同等限定されるものではないが、例えばインダクション
ヒータ等を使用すればよい。そして、被抽伸材を加熱す
るに際しては加工先端部をその他の部分よりも高温とな
るように加熱しても、また被抽伸材全長を加熱して、加
工先端部をその他の部分よりも高温となるように加熱し
てもよい。

なお、本発明方法を適用するに際しては、−船釣な抽伸
加工方法と同様、被抽伸材の表面に化成処理被膜を形成
して抽伸加工を施すことは勿論である。

この際その表面に化成処理被膜を形成した被抽伸材を、
加熱状態を保持したまま引抜けば更に小さな抽伸力で加
工できることを本発明者は知見している。

すなわち、本発明者は種々実験、研究の結果、鋼材表面
に形成させた例えば蓚酸第一鉄とステアリン酸ソーダか
らなる化成処理被膜は、その温度を上昇させることによ
り第２図に示すように摩擦係数μが低下することを見出
した。

第２図に示す結果は、第３図（イ）（ロ）に示すように
蓚酸第一鉄４とステアリン酸ソーダ５を表面に塗布して
成るＪ　ｌ５−５［ｌ５３０４のディスク６を５Ｏｒ、
ｐ、ｍで回転させ、その表面の摩擦速度が１２．６ｍ／
ｗｉｎとなる位置（ディスク６の中心から４０ｍ＋ａ外
周寄りの位置）に外径φ３　／　４　”のＪＩＳ−５［
ＩＪ２高炭素クロム軸受鋼製のボール７を３５０　ｋｇ
　（ヘルツ応力２９０　ｋｇ／ｍｍ２）の押付荷重で押
付けてなるディスクボール式摩擦試験の結果を示したも
のである。

なお第３図（ロ）中、８はステアリン酸ソーダ５と蓚酸
第一鉄４の反応層であるステアリン酸鉄である。

そして、かかる知見に加えて、■化成処理後に加熱すれ
ば、ステアリン酸鉄が増加して潤滑性に優れたステアリ
ン酸ソーダの密着力が大きくなり、耐焼付性が向上する
こと、及び■加熱によって被抽伸材の変形抵抗が減少す
ること、といった事実から、上記した知見、すなわちそ
の表面に化成処理被膜を形成した被抽伸材を、加熱状態
を保持したまま引抜けば更に小さな抽伸力で加工できる
ということが判ったのである。

（実　施　例） 以下本発明方法の効果を確認するために行った実験の結
果について説明する。

実験に使用した鋼材の材質及び抽伸加工前後の寸法、加
工先端部（先端から１００　ｍの位置）及びその他の部
分（先端から１０００ｍ＋＋及び１５００ｍｍの位置）
の抽伸時の温度、化成処理被膜の種類、抽伸加工におけ
る減面率、並びにその場合の実験結果（トップピーク値
、ダイスやプラグの損傷の有無、鋼材の焼付発生の有無
及び破断の有無）を併せて下記表に、またこの表中の上
から第１番目と第３番目の被抽伸材における抽伸時の抽
伸力を第４図（イ）（ロ）に示す。

上記表及び第４図（イ）（ロ）より明らかな如く、本発
明方法によれば従来法と比較してトップビーク値が２０
〜２５％減少して定常部の抽伸力と同等またはこれ以下
となり、トップピークに伴うダイスやプラグの損傷がな
く、しかも鋼材の焼付や破断がなく抽伸加工できること
が明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、被抽伸材の加工先端部を
、その他の部分の温度よりも高温に保持したまま引抜く
ことにより、従来方法にあったトップピークを解消し、
小さな抽伸力でダイスやプラグを損傷することなく、鋼
材の焼付や破断の発生なく抽伸加工できる。従って、本
発明方法を適用することにより、同一の材料であっても
加工限界が上昇するという大なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は管の抽伸加工の塑性変形域の説明図、第２図は
温度変化による摩擦係数の変化を示す実験結果図、第３
図（イ）は第１図の実験方法の概略図、（ロ）は化成処
理被膜の説明図、第４図（イ）（ロ）は本発明方法（実
線）と従来方法（破線）の実験結果（抽伸力）を示す図
面である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被抽伸材の加工先端部を、その他の部分の温度よ
   りも高温に保持したまま引抜くことを特徴とする鋼材の
   抽伸加工方法。