JPH04274815A - 極細鋼線の高速伸線方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は０．０５〜０．２ｍｍφ
程度の硬鋼線、ブラスメッキ鋼線、Ｎｉめっき鋼線等を
湿式スリップ方式で高速連続伸線する方法の改善に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の極細用伸線機では、一般に１回の
減面率を１０〜２５％としてダイスを１０枚〜２０枚使
用し、トータル減面率を８０〜９７％で伸線速度を６０
０ｍ／ｍｉｎ　程度で連続的に伸線する方法が用いられ
ている。０．０５〜０．２ｍｍの極細線を製造するには
、最終パテンティング熱処理後、ダイス数が４０個程度
と必要となるために、通常伸線機を２回以上繰り返し使
用する必要があること、伸線中の鋼線発熱に起因する断
線を防止するために最終伸線速度は６００ｍ／ｍｉｎ　
程度に滞めており、生産性が低い問題があった。

【０００３】伸線中の断線を防止する手段として例えば
特開平１−１３３６０８号で、ワイヤにねじりを与え、
その後ねじりを解除しながら伸線する方法が開示されて
いるが、高速かつ極細の伸線条件では鋼線円周方向の剪
断応力で断線が発生する可能性が高い。また、特開昭６
４−６２２１２号では個々のキャプスタン外径を同一に
して、ワイヤとキャプスタンの接触長を同一にして、引
抜きの摩擦力を均一化して断線を防止する伸線装置が示
されているが、多段構造の伸線機では装置が複雑となり
過ぎること、伸線中のワイヤが冷却されないため高速伸
線には利用できない。また、特開平２−２００３１１号
では引抜きキャプスタンとターンローラーキャプスタン
以外に別途駆動しない冷却キャプスタンをその中間に設
置した伸線機が開示されているが、ダイス−ダイス間の
冷却方法も規定されていないために高速伸線に利用でき
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状を打破するために、伸線機１台につきダイス数３５〜
５０段を装着することで１回通しで所望の線径（０．０
５〜０．２ｍｍ）の硬鋼線が得られる上に、ダイス−ダ
イス間を全て水溶性潤滑液中に完全没式として、かつ最
終ダイスから数えて５段目までのダイス−ダイス間距離
を３軸以上の駆動可能なキャプスタン構造で所定の冷却
処理を確保することにより、高速伸線しても伸線中の鋼
線温度発熱が小さくかつ鋼線の時効脆化が小さい高強度
極細鋼線の伸線方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、硬鋼線を
湿式スリップ連続伸線式で伸線する場合、断線発生箇所
が主に最終ダイスから数えて５ダイス目以内であること
、現行の２０段程度のダイスで伸線する場合、伸線速度
を１５００ｍ／ｍｉｎ　以上にアップすると最終ダイス
付近の鋼線発熱が大きくなり過ぎ、スパークの発生や鋼
線温度上昇が生じ、鋼線時効脆化による伸線中の断線が
生じたり、または伸線できても、その後の撚り加工等で
断線が発生することから、１台の伸線機で総ダイス数３
５〜５０個を用いてダイス−ダイス間の鋼線を完全水没
冷却とし、最終ダイスから数えて５ダイス目までのダイ
ス−ダイス間距離を特定の範囲に確保することにより、
鋼線の冷却能力が向上し最終的には伸線速度のアップ、
生産性向上につながることを見出し、本発明に到達した
。

【０００６】すなわち、仕上げ線径０．０５〜０．２ｍ
ｍφの極細鋼線を湿式スリップ連続伸線する方法におい
て、伸線機１台につき使用ダイス数３５〜５０個、かつ
ダイス−ダイス間は全て水溶性潤滑液中で完全没式冷却
し、更に最終ダイスから数えて５ダイス目までのダイス
−ダイス間を３軸以上の駆動可能なキャプスタンを経由
して、下式で規定される冷却距離を確保して時効脆化を
防止しつつ、最終伸線速度１５００〜２０００ｍ／ｍｉ
ｎ　で、トータル真歪４〜６の高減面率加工することを
特徴とする高強度極細鋼線の伸線方法。 ７．５×１０−４Ｖ≦Ｄ≦１０−３Ｖ 但し、Ｖ：伸線速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｄ：最終ダイス〜５段前までのダイス−ダイス間距離（
ｍ） ここで、仕上げ線径を０．０５〜０．２ｍｍに限定した
理由は、０．０５ｍｍ以下の線径となると鋼線発熱以外
の要因、たとえば素材の清浄度（介在物等）やダイス振
動、スリップ率の不均一に起因する負荷応力が主要な断
線原因となるために、０．０５ｍｍ以上とした。一方、
０．２ｍｍ以上の太い線径に対して真歪４〜６の高減面
加工を通常の硬鋼線に対して行うことは実際上難しいた
め、仕上げ線径に上限を設けた。

【０００７】次に、伸線機１台当りのダイス装着数を３
５〜５０個に限定した理由は、ダイス３５個以下では１
工程で所望の線径まで伸線できないためであり、ダイス
５０個以上ではすでに所望の線径まで伸線するのに十分
なダイス数であり、むしろ連続スリップ伸線機の全体構
造が大きくなり過ぎ、現実的ではないことからダイス５
０個以下と規定した。なお、ダイスの各段減面率につい
ては特に限定しないが、各段減面率８〜１４％程度で等
価減面あるいは徐々に減面率を小さくする傾斜減面のい
ずれでも良い。

【０００８】ダイス−ダイス間の冷却は全て水溶性潤滑
液中に完全没式で冷却することを規定した。通常、油性
潤滑液または水性潤滑液をシャワー方式でダイス−ダイ
ス間の鋼線に供給する方式が多く採用されているが、鋼
線冷却能が低いために高速多段伸線時の鋼線発熱を十分
に抑えられず、断線が多発する。また、油性潤滑液中に
完全全没とする方法は通線抵抗が大きくなること、油の
粘性が大きいために鋼線がキャプスタンに捲込んで断線
する等の問題がある。極細鋼線を高速で伸線加工する方
法としては、上記方法はいずれも適当ではないので、水
溶性潤滑液中の完全全没による冷却を規定した。

【０００９】更にダイス−ダイス間距離の設定を最終ダ
イスから数えて５ダイス目までの範囲と限定した理由は
、それ以上前のダイス−ダイス間では伸線速度が１５０
０ｍ／ｍｉｎ　以下であるために、水溶性潤滑液中の浸
漬条件でかつ通常のダイス−ダイス間距離が確保されて
いれば十分な冷却が得られ問題とならないからである。

【００１０】ダイス−ダイス間距離を確保するには、キ
ャプスタン間の距離を長くすることが考えられるが、キ
ャプスタン間が大きくなると、通線時のワイヤのブレや
振動が大きくなる問題があり好ましくない。そこで、本
発明では駆動可能なキャプスタンを３軸以上組み合わせ
て、ダイス−ダイス間距離を確保する方法を規定した。 キャプスタン全てが駆動する必要理由は、適切な引抜き
力を付与するためである。本方法により、ワイヤのブレ
・振動が低く抑えられた状態で、鋼線発熱が小さいダイ
ス−ダイス間距離が確保可能となった。

【００１１】ダイス−ダイス間距離は伸線速度に応じて
鋼線冷却時間が変化するため、伸線速度を系統的に種々
変えた実験結果に基づき、高速伸線に必要なダイス−ダ
イス間距離を規定した。すなわち、最終ダイスから数え
て５ダイス目までのダイス−ダイス間距離に対して７．
５×１０−４Ｖ≦Ｄ≦１０−３Ｖ 但し、Ｖ：伸線速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｄ：最終ダイス〜５段前までのダイス−ダイス間距離（
ｍ） ここでダイス−ダイス間距離（Ｄ）が７．５×１０−４
Ｖ以下となると鋼線発熱を抑える効果が小さく、時効脆
化により断線が発生するため７．５×１０−４Ｖ以上と
規定した。また、ダイス−ダイス間距離（Ｄ）を１０−
３Ｖ以下と限定した理由は、これ以上長くしても鋼線冷
却能は飽和し、逆に鋼線の振動やブレを助長するデメリ
ットが発生するため１０−３Ｖ以下と規定した。

【００１２】以下に本発明方法の一実施例に基づいて、
その作用を説明する。図１は本発明方法を実現するため
の一実施例を示す装置概略図である。キャプスタン３〜
９は全て水溶性潤滑液１８に全没浸漬されており、かつ
キャプスタン７，８，９は３軸構造で最終ダイスから数
えて５ダイス目までのダイス−ダイス間距離が１．５ｍ
確保された。この構造の伸線機でＳＷＲＳ８２Ａを２０
００ｍ／ｍｉｎ　の伸線速度で最終仕上げ線径０．１ｍ
ｍの極細線を１０００００ｍ全く断線なしに伸線するこ
とが可能であった。図２はシャワー方式の従来技術の極
細伸線機の装置概略図を示す。

【００１３】図３はダイス−ダイス間の冷却方法の違い
による伸線中の鋼線発熱状況の比較を示す。油潤滑＋シ
ャワー方式の冷却または水潤滑＋シャワー方式の冷却で
は、伸線中の鋼線発熱が大きく、ダイスＮｏ．　３０付
近で既に鋼線温度が２００℃を越え、断線が多発した。 従って実際の伸線速度は６００〜８００ｍ／ｍｉｎ　程
度に抑える必要があった。一方、本発明例の水潤滑＋全
没冷却方式では、ダイス４０段でも鋼線発熱が２００℃
以下に抑えられ、伸線中の段線は皆無であった。図４は
最終ダイスから数えて５ダイス目までのダイス−ダイス
間に確保すべき距離を示す。斜線で示した下限以上にダ
イス−ダイス間距離を維持すれば、鋼線の冷却が十分得
られかつ上限以下とすることで鋼線の振動やブレによる
断線を防げることがわかった。

【００１４】表１に実施例を示す。仕上げ線径、ダイス
個数、ダイス間潤滑方法、最終ダイスから数えて５ダイ
ス目までのダイス−ダイス間距離、キャプスタン数、加
工歪量（真歪）を種々変えて実験を行った。伸線中の断
線発生状況、最終鋼線温度及び伸線材の機械的性質、撚
り加工性を評価した。

【００１５】本発明例１，２は鋼種ＳＷＲＳ８２Ａを、
本発明例３，４はＳｉ−Ｃｒを含んだ低合金鋼を伸線速
度１５００ｍ／ｍｉｎ　以上の高速で伸線できた例であ
る。伸線中の断線が皆無であり、最終伸線温度は２００
℃以下に抑えられた。また、伸線材の機械的性質は高い
強度−延性が確保され、撚り加工性も良好であった。

【００１６】比較例１は仕上げ線径が細すぎたために、
伸線速度を上げるとキャプスタン上のスリップの不均一
に起因する負荷応力で断線が発生し、伸線速度が４００
ｍ／ｍｉｎ　に滞まった例である。比較例２は逆に仕上
げ線径が太すぎたために、所定の真歪までの伸線ができ
なかった例である。比較例３は真歪量が小さかったため
に、伸線材の引張強さが低く、伸線速度は１２００ｍ／
ｍｉｎ　に滞った例である。比較例４は逆に真歪量が大
き過ぎたために伸線ができなかった例である。

【００１７】比較例５は使用したダイス段数が少なかっ
たために必然的に各段のダイス減面率が大きくなり、顕
著なダイス磨耗の発生、鋼線発熱及び伸線材の延性低下
が生じた例である。比較例６は使用したダイス段数が必
要以上に多かったために、各減面率が小さくなり、この
場合にもダイス磨耗の発生と伸線材の延性が低下した。

【００１８】比較例７，８はダイス間冷却がいずれもシ
ャワー方式であるために鋼線冷却能が低く、時効脆化で
断線が多発した例である。伸線速度は６００〜８００ｍ
／ｍｉｎ程度に滞まり、伸線材の延性は低く、撚り加工
性も不良であった。比較例９は油潤滑液中に全没式とし
たため、ダイス間冷却が低いのみならず通線抵抗も大き
くなり、伸線できなかった例である。

【００１９】比較例１０は最終ダイスから数えて５ダイ
ス目までのダイス−ダイス間距離が短か過ぎた例であり
、鋼線冷却時間の確保が不十分となり、鋼線発熱が大き
く断線が発生した。伸線材の延性は低く撚り加工性も不
良であった。また比較例１１は逆にダイス−ダイス間距
離が長すぎた例であり、キャプスタン間で鋼線の振動や
ブレが発生して断線が発生した例であり、同様に伸線材
の延性低下、撚り加工性不良が認められた。比較例１２
は最終ダイスから数えて５ダイス目までのダイス間を３
軸以上のキャプスタンを経由せず、２軸で行ったために
鋼線の振動、ブレが大きくなり断線が発生した例である
。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の伸線方法によれば
、従来極細伸線機の伸線工程を２回以上繰り返していた
極細鋼線の製造工程が１工程に短縮化できる上に、伸線
速度を従来の６００ｍ／ｍｉｎ　程度から最大２０００
ｍ／ｍｉｎ程度まで向上できる点で、生産性の向上が図
れ、ひいては極細鋼線の製造コストが低減できる点で大
きな効果が認められた。加えて、伸線材は強度−延性、
撚り加工性等の機械的性質が優れるだけでなく、時効劣
化も小さく、品質的に優れた極細線が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実現するための装置の一例。

【図２】従来の極細線機の装置概略図。

【図３】ダイス−ダイス間の冷却方法の違いによる伸線
中の鋼線発熱状況の比較グラフ。

【図４】最終ダイスから数えて５段目までのダイス−ダ
イス間に確保すべき距離を示す。 １，１′　　鋼線供給ボビン ２，２′　　鋼線 ３〜９　　駆動キャプスタン ３′，５′　　ターンローラーキャプスタン４′，６′
　　駆動キャプスタン １０〜１２　　伸線用ダイス １０′，１１′　　伸線用ダイス １３〜１５　　ダイスボックス １３′〜１４′　　ダイスボックス １６，１６′　　仕上げダイス １７，１７′　　鋼線捲取装置 １８　　　　水溶性潤滑液 １８′　　潤滑液 １９　　　　潤滑液供給シャワー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　仕上げ線径０．０５〜０．２ｍｍφの
   極細鋼線を湿式スリップ連続伸線する方法において、伸
   線機１台につき使用ダイス数３５〜５０個、かつダイス
   −ダイス間は全て水溶性潤滑液中で完全没式冷却し、更
   に最終ダイスから数えて５ダイス目までのダイス−ダイ
   ス間を３軸以上の駆動可能なキャプスタンを経由して、
   下式で規定される冷却距離を確保して時効脆化を防止し
   つつ、最終伸線速度１５００〜２０００ｍ／ｍｉｎ　で
   、トータル真歪４〜６の高減面率加工することを特徴と
   する高強度極細鋼線の伸線方法。 ７．５×１０−４Ｖ≦Ｄ≦１０−３Ｖ 但し、Ｖ：伸線速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｄ：最終ダイス〜５段前までのダイス−ダイス間距離（
   ｍ）