JPH0229403B2

JPH0229403B2 - Senzainokanshikirenzokushinsenhoho

Info

Publication number: JPH0229403B2
Application number: JP9170281A
Authority: JP
Inventors: Chuzo Sudo; Heiji Hagita; Satoru Fujii
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1990-06-29
Anticipated expiration: 2001-06-15
Also published as: JPS57206516A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は線材または棒鋼（以下線材という）を
連続的に伸線する乾式による連続伸線方法および
装置に関する。〔従来の技術〕ボルトやナツトの冷間鍛造用の線材に対する２
次加工工程の一般例は、線材を酸洗により脱スケ
ールし、次いで潤滑処理した後、１次伸線し、そ
の後伸線による加工硬化に対処するために球状化
焼鈍し、さらに２段階目の酸洗、潤滑処理を行つ
た後、スキンパスによる２次伸線を行うものであ
る。従来、酸洗、潤滑下地処理および潤滑処理は、
線材コイルをＣ形フツクにより吊り下げ、各処理
液槽に浸し、順次移し替えるバツチ方式であつ
た。〔発明が解決しようとする問題点〕このため、生産性が低くコスト高になり、各処
理液の公害対策費が嵩むし、湿式処理のため作業
環境として必らずしも良好でなく、全長検査が困
難であるなどの問題がある。ここで、従来の潤滑処理下地剤としては液状の
リン酸亜鉛が用いられ、潤滑剤としては粉体状の
金属石けん、または石灰〜金属石けん混合物を溶
解して液状として用いている。そして冷間鍛造用
の線材は、伸線時の潤滑剤がそのまま冷間鍛造時
の潤滑を兼ねるので、高価であるにもかかわら
ず、潤滑性の優れたリン酸亜鉛により潤滑下地処
理を行つていた。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは、前述のようにまず第１にバツチ
処理方式では能率性などの点で問題があるため連
続伸線処理に変えるべきであること、第２に湿式
処理では作業環境または設備費が嵩み得策でな
く、その点で乾式処理が望まれていることを課題
として鋭意研究の結果、本発明に到達した。すなわち、本第一発明は、ペイオフスタンドか
ら繰り出された線材を機械的に脱スケールした
後、石灰粉末の潤滑下地剤を収納した槽内を通過
させると共に圧着ダイスにより線材表面に潤滑下
地処理を行い、ついでステアリン酸ナトリウム粉
末潤滑剤の入つた補強潤滑剤槽を通して圧着ダイ
スにより前記線材表面に補強潤滑処理を行い、そ
の後ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸
カルシウムと石灰粉末との混合潤滑剤の入つたダ
イス前乾式潤滑剤槽を通して潤滑処理を加えた後
伸線することを特徴とするものである。第２発明
は、ペイオフスタンドから繰り出された線材を機
械的に脱スケールした後、石灰粉末の潤滑下地剤
を収納した槽内を通過させると共に圧着ダイスに
より線材表面に潤滑下地処理を行い、その後ステ
アリン酸カルシウムまたはステアリン酸カルシウ
ムと石灰粉末との混合潤滑剤の入つたダイス前乾
式潤滑剤槽を通して潤滑処理を加えた後伸線する
ことを特徴とするものである。ところで、本発明において使用される、潤滑下
地剤、補強潤滑剤およびダイス前乾式潤滑剤とは
次の通りである。 (a) 潤滑下地剤線材表面に付着せしめて、さらにその上に潤
滑剤を塗布する際、潤滑剤の付着量を高めかつ
その付着を強固にする目的のもので、それ自体
では潤滑性を有しない粉末状の石灰（CaO又は
Ca（OH）₂）である。 (b) 補強潤滑剤下地剤の上に塗布する粉末潤滑剤であり、粉
末潤滑剤として良く用いられる金属石けんのう
ち、耐熱性の高く比較的高温で潤滑性の高いス
テアリン酸ナトリウムが使用される。 (c) ダイス前乾式潤滑剤補強潤滑剤の上に塗布する粉末潤滑剤であ
り、これが伸線ダイス表面と直接接触するの
で、できるだけ潤滑性の良い粉末潤滑剤を使用
する。一般に市販されているダイス前の乾式潤
滑剤はすべて使用可能であるが、比較的低温で
溶融し潤滑性のすぐれたステアリン酸カルシウ
ムを主成分としたものが望ましく、またステア
リン酸カルシウムと石灰粉末との混合潤滑剤で
もよく、さらに２硫化モリブデン粉末などの固
形潤滑剤を添加するとさらに効果がある。以上のように線材表面の上に３層に潤滑剤粉末
又は下地剤を付着せしめたのが本発明の主たる特
徴である。従来、３者を混合した粉末が潤滑剤と
して販売されているが、単なる混合法に比べ、層
状塗布することにより、それぞれの薬剤の特性が
よく発揮され、付着力が強く耐熱性・潤滑性が向
上する利点が著しい。以下本発明を図面に示す具体例によつて説明す
ると、第１図において、線材１はコイル状に巻回
された状態でペイオフスタンド２に設置された
後、伸線ラインに通される。このライン通しは、
予め前工程で線材１の先端を細くする先付け加工
しておいたものを通すことにより行う。ペイオフ
スタンド２から繰り出された線材１は、Ｖ−Ｈ構
成の矯正機３を経て、脱スケール装置としてのシ
ヨツトブラスト装置４を通る。このシヨツトブラ
スト装置４においては、適当なシヨツト粒子およ
び投射密度が設定され、線材１表面の酸化膜等の
剥離が図られる。次に線材１は、それぞれ槽の出側に潤滑下地剤
圧着ダイス６、補強潤滑剤圧着ダイス８および伸
線ダイス１０を備えたタンデム配列の潤滑下地剤
槽５、補強潤滑剤層７およびダイス前潤滑剤槽９
を通る。これら各層には、潤滑下地剤として石灰
粉、補強潤滑剤としてステアリン酸ナトリウム、
ダイス前潤滑剤としてステアリン酸カルシウムま
たはステアリン酸カルシウムと石灰粉との混合物
がそれぞれ収納される。線材１は脱スケール後、潤滑下地剤槽５内を通
過し、潤滑下地剤圧着ダイス６を抜ける。その
際、線材１に石灰粉が付着するとともに、圧着ダ
イス６の孔径が予め対象線材１の径よりやや大き
めの所定の径に選定されているので、その圧着ダ
イス６の孔を線材１が通過する際、いま付着した
石灰粉および周囲の石灰粉が逆に孔面と線材１表
面との間で絞られ、線材１表面に石灰粉が圧着さ
れる。石灰粉は潤滑剤の下地として機能し、続く
補強潤滑剤およびダイス前潤滑剤の付着性を高め
る。また石灰粉としては、消石灰のほか、生石灰
を使用することも可能であるが、生石灰の場合、
取扱上問題になることが多いので、消石灰の方が
望ましい。次に線材１は補強潤滑剤槽７および補強潤滑剤
圧着ダイス８を通過するが、その際上述の石灰粉
の場合と同様にして、線材１の石灰粉が圧着され
た表面層上に、補強潤滑剤が圧着される。この補
強潤滑剤としては、ステアリン酸ナトリウムが用
いられる。ステアリン酸ナトリウムを用いる場
合、2μ以下であるとフワフワの粉体中を通すい
わゆるトンネル効果により付着量が低下し、潤滑
効果が不十分となるので、少くとも2μ以上とす
るのが好ましい。またこの補強潤滑剤の塗布は、望ましくは行う
べきであるが、低強度材の伸線のような場合には
省略してもよい。その後、ダイス前潤滑剤槽９に導かれる。この
槽内には、ダイス前潤滑剤としてステアリン酸カ
ルシウムまたはステアリン酸カルシウムと石灰粉
との混合潤滑剤が収容され、線材１の表面層上に
付着される。続いて線材１は伸線ダイス１０によ
り所定の加工率で伸線が図られる。伸線された線材１は、探傷装置１１たとえば回
転型渦流探傷装置に入る。線材１には元来有する
素材疵、またはハンドリング疵、さらに伸線ダイ
スにおける焼付等に起因するダイス疵がある。そ
こで、この種の疵を探傷装置１１により連続的に
オンライン上で探傷し、疵部分はその探傷信号に
より疵取り装置１２において除去する。このようにして一連の処理が施された線材１は
巻取機１３により巻取られる。続いてこの線材１
は、２次伸線のために次の工程へ搬送される。も
し、表面肌等について厳しい性能を要求されない
用途に対しては、そのまま冷間鍛造用線材として
出荷してもよい。上記例は機械的に脱スケールを行うメカニカル
デスケーラとして、シヨツトブラスト４を用いた
例であるが、第２図に示すように、ロールベンダ
ー４０を用いてもよい。このロールベンダー４０
は、線材１に繰り返し曲げと伸びとを与えスケー
ル層に亀裂を与え剥離させるものであり、その伸
び率は適宜選定される。なお、メカニカルデスケ
ーラとして、このロールベンダー４０とシヨツト
ブラスト４とを併用してもよいことは勿論であ
る。なお、本発明で使用する圧着ダイスは伸線ダイ
スと次の点で相異する。 (1) 伸線ダイス線材の断面積を減少させ延伸させるのが目的
であるからその穴径は線材の入側径よりも小さ
くなる。したがつて線材との間に非常な高面圧
が発生し摩擦条件も極めて厳しくなるので、潤
滑法やダイスの形状材質が問題となる。この伸
線ダイスは、第３図のように、ダイス径d₁が伸
線径を決め、一般にベアリング長さｌは0.5d₁、
アプローチ角2αは約20゜とされる。 (2) 圧着ダイスこれは潤滑粉末中においた一種のテーパ管
で、線材が移動することにより引きこまれた潤
滑粉に圧力が発生し、付着性を向上させる目的
のものである。したがつてダイスは全体として深いテーパ状
の穴をもち出口径d′₁を線径よりわずかに大き
くとることによつて、そこに引込まれた潤滑剤
を付着させるので、ダイスが直接線材に接触す
る必要はない。伸線ダイスとは形状や作用が全
く異なる。この圧着ダイスは、第４図のよう
に、一般にｄ＝1.02d₁〜1.03d₁（d₁＝線径）とさ
れ、アプローチ角2αは約60゜とされる。〔作用〕ここで、本発明の主たる特徴とするところを従
来方式との比較のもとに詳述する。本発明は乾式
でありかつ連続伸線処理を行うものである。従来
のバツチ処理方式では能率が悪く経済的でない
が、本発明のように連続伸線処理とすれば、その
ラインスピードをたとえば120ｍ／分程度とする
ことができ処理能率が著しく向上する。また連続
伸線ライン上に探傷装置１１および疵取り装置１
２を設置すると、従来バツチ方式では多大な探傷
および手入手間が必要としていたのに対して、迅
速な処理が可能となる。本発明は連続伸線処理に際し、乾式を採用した
ものである。従来、伸線ダイスの入側に乾式のダ
イス前潤滑剤を設けておき、その潤滑剤を塗布し
て伸線すること自体は知られている。しかし、こ
れに対して、本発明による、潤滑下地処理、必要
ならば補強潤滑処理をも乾式で行うことは嚆矢で
ある。しかも潤滑下地処理剤として石灰粉を用い
る。従来、潤滑下地処理剤としては、高価ではあ
るが潤滑性に優れているリン酸亜鉛を用いてい
る。リン酸亜鉛は液状であるため、これを乾式処
理による本発明に適用することはできない。そこ
で、リン酸亜鉛処理に代るものとして、石灰粉を
用いている。この石灰粉による潤滑下地処理と乾
式の潤滑処理によつて得られる伸線材は、必らず
しも表面肌の性状等について、従来の代表的な湿
式方式である酸洗→リン酸亜鉛下地→金属石けん
（または石灰・金属石けん混合物）潤滑によつて
得られる伸線材より優れているわけではない。し
かし、１次伸線処理は、２次伸線処理に先立つ予
備的なものであり、表面肌の性状等については、
いずれ２次伸線工程で改良できるものであるか
ら、本発明方式の簡易法であつても十分その目的
が達成でき、むしろ合理的でもある。このように乾式方式とすることによる最大の利
点は、ライン長の短縮および設備費を低減できる
ことである。たとえば、湿式で連続処理しようと
すれば、潤滑下地処理および潤滑処理には所定の
膜厚を得るためにはかなりの反応時間を要するの
でそれだけ長大な設備が必要となるのに対して、
乾式方式では各々の小さな槽とダイスがあればよ
いので、上記利点がもたらされる。また酸類を使
用しないなどの点で作業環境の改善も達成され
る。さらにステアリン酸ナトリウムあるいはステ
アリン酸カルシウムはパウダー状のものであり、
従来これを湿式処理のため溶解させて使用してい
るが、乾式方式ではそれをそのまま使用すればよ
く取扱性にきわめて優れている。〔発明の効果〕以上の通り、本発明法は、伸線を乾式でかつ連
続で行い、しかも安価な石灰粉により潤滑下地処
理を行うものであるから、きわめて経済的に伸線
できる。また潤滑下地剤および補強潤滑剤はダイ
スにより絞り込み圧着させるようにしているか
ら、付着性が良好になるなどの利点がある。〔実施例〕次に本発明を実施例に基づいてさらに詳述す
る。実施例１第１図に示す同構成の伸線設備により伸線を行
つた。線材は、その材質がS45Cで、14.0mmφの
ASロール材である。これを次の条件で伸線した。 (イ) デスケール条件平均粒径0.3mmφのスチールボールを約300
Kg／m²の投射密度でシヨツトブラストを行う。 (ロ) 潤滑条件平均粒径15μの石灰粉により潤滑下地、平均
粒径12.5μのステアリン酸ナトリウムによる補
強潤滑、石灰・ステアリン酸カルシウムによる
ダイス前潤滑を行う。 (ハ) 伸線条件ダイス角2α＝20゜の伸線ダイスを用いて、伸
線速度41ｍ／分、減面率26.2％で11.6mmφの伸
線材を得た。 (ニ) 探傷条件回転プローブ型渦流探傷機により、位相角
130゜、探傷周波数64KHzで探傷を行う。かかる伸線方式とダイス前潤滑のみを行つた比
較例との比較を第１表に示した。なお、第１表に
おいて、試験例３は、石灰粉とステアリン酸ナト
リウムとダイス前潤滑剤（ステアリン酸カルシウ
ム＋石灰粉）との三者と層状に塗布した場合であ
り、試験例1′はダイス前潤滑剤として三者を混合
塗布した場合である。なおこの時の混合比率は石
灰：ステアリン酸ナトリウム：ダイス前潤滑剤＝
５：２：３であつた。同表中、ダイス寿命とは、
伸線ダイスの焼付までの伸線量を示したもので、
焼付がないということは線材の潤滑性がよいとい
うことになるので、得られる伸線材の品質を測る
一つの尺度となる。

【表】

【表】この第１表によれば、本発明法によれば高い品
質の伸線材を得ることができることを示してい
る。実施例２第２図に示すものと同様なライン構成で伸線を
行つた。ベンデイングロールは、直径90mmφのロ
ールを各々５個づつＶ−Ｈ配列したもので、この
ロールベンダーによる線材の伸び率は10％とした
ものである。その結果を第２表に示す。

【表】この結果をみると、実施例１のシヨツトブラス
ト方式と比較してダイス寿命が向上していること
が判る。これはベンデイング処理によるバツクテ
ンシヨンのためである。すなわち、ベンデイング
ロールの曲げにより線材１には移送方向と逆の方
向にテンシヨンが作用する。その結果、ダイスに
かかる面圧が小さくなり、寿命が向上するのであ
る。実施例３実施例２と同様なライン構成であるが、ロール
ベンダーによる線材の伸び率を32％とし、脱スケ
ールと同時に伸線を行つた。伸線は減面率24％
で、14mmφの素材を12.2mmφまで伸線した。した
がつて穴ダイスによる伸線は、12.2mmφを11.6mm
φとする減面率約10％の伸線である。その結果を
第３表に示すが、バツクテンシヨンがさらに大き
くなるためダイス寿命が著しく向上することが判
明する。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体例を示す概要図、第２図
は態様を異にする具体例を示す概要図、第３図は
伸線ダイス例の断面図、第４図は圧着ダイスの断
面図である。１……線材、２……ペイオフスタンド、３……
矯正機、４……シヨツトブラスト、４０……ロー
ルベンデイング、５……潤滑下地剤槽、６……潤
滑下地剤圧着ダイス、７……補強潤滑剤槽、８…
…補強潤滑剤圧着ダイス、９……ダイス前潤滑剤
槽、１０……伸線ダイス、１１……探傷装置、１
２……疵取装置、１３……巻取機。

Claims

【特許請求の範囲】１ペイオフスタンドから繰り出された線材を機
械的に脱スケールした後、石灰粉末の潤滑下地剤
を収納した槽内を通過させると共に圧着ダイスに
より線材表面に潤滑下地処理を行い、ついでステ
アリン酸ナトリウム粉末潤滑剤の入つた補強潤滑
剤槽を通して圧着ダイスにより前記線材表面に補
強潤滑処理を行い、その後ステアリン酸カルシウ
ムまたはステアリン酸カルシウムと石灰粉末との
混合潤滑剤の入つたダイス前乾式潤滑剤槽を通し
て潤滑処理を加えた後伸線することを特徴とする
線材の乾式連続伸線方法。２ペイオフスタンドから繰り出された線材を機
械的に脱スケールした後、石灰粉末の潤滑下地剤
を収納した槽内を通過させると共に圧着ダイスに
より線材表面に潤滑下地処理を行い、その後ステ
アリン酸カルシウムまたはステアリン酸カルシウ
ムと石灰粉末との混合潤滑剤の入つたダイス前乾
式潤滑剤槽を通して潤滑処理を加えた後伸線する
ことを特徴とする線材の乾式連続伸線方法。