JPH046449B2 - - Google Patents
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Description
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伸線装置に関する。 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処理方式であ
つた。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。 一方、近年の益々厳しい品質保証要求に対し
て、伸線材の探傷および手入れはきわめて重要な
工程である。しかしながら、一般にオンラインで
の線材の探傷および自動手入れは、非常に困難
で、専らオフラインで行つていた。具体例には、
伸線材を一旦巻取つた後、これを精整工程場で、
非破壊または破壊探傷装置を用いて、あるいは表
面疵については人間の目視により検出し、庇部分
をグラインダなどにより人力に頼りながら研削除
去を行つていた。しかし、これでは多大な手間が
かかり、設備スペースを別に要し、また運搬作業
が繁雑になるなど非能率かつ非経済的なものであ
つた。 他方、前述の表面疵の除去に当つて、従来の一
般例では全長全周をダイスピーリングあるいは旋
盤と同じ原理でバイト切削するので歩留りが低下
することに鑑み、近時表面疵部分の所定長のみを
全周面にわたり切削することについて開発が進め
られている。しかし、線材の長手方向について一
部ではあるけれども全周面に切削するので、歩留
り低下は免れ得ない。 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の湿式
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、第３
に探傷および手入に至るまでの工程をオンライン
化することを課題として鋭意実験研究を繰り返し
て、本発明を完成するに至つた。 本願は多くの発明を含んでいるため、まず共通
的な伸線までの構成について説明し、後に伸線以
後の種々の態様について説明する。 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、補強潤滑剤槽７およびダイス前潤滑剤槽９
を通る。これら各槽には、潤滑下地剤として石灰
粉、補強潤滑剤たとえばステアリン酸ナトリウ
ム、ダイス前潤滑剤たとえばステアリン酸カルシ
ウムまたはステアリン酸ナトリウムと消石灰との
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。粒度としては、2μ以上が望ましい。 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ナトリウムと石灰と
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。 上記例で、ダイス６，８，１０として穴ダイス
が図示されているがローラーダイスでもよい。 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とともに矯正機とし
ての機能を有するものであり、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。 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。 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て
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。さらに一般にステアリン酸ナトリウムあるい
は石灰・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。 一方、かくして伸線された線材には、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。
また素材疵のうち、内部欠陥については、手入が
不可能である。さらに表面疵のうちでも手入が不
可能であつたり、手入を行うのに適しないものも
ある。 このような伸線材について、本発明においては
同一ライン上で次のような処理態様を採る。 第３図は第１発明例である。前述の伸線後の伸
線材１′についてその送線速度を検出するために
送線速度計１１が設けられている。その速度信号
はコントロールユニツト１２に取込まれ、後述の
巻取機を介しての速度制御用に供せられる。速度
計１１に続いて渦流探傷機等からなる表面疵探傷
機１３が設けられている。この表面疵探傷機１３
からの表面疵状態信号はコントロールユニツト１
２に入力され、この指令に基いて表面疵探傷機１
３の次段に配された自動手入装置１４が表面疵部
分を除去すべく作動するようになつている。手入
後の線材は巻取機１５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。 ここで、速度計１１は伸線後の送線速度を検出
する。速度計１１の設置場所は、基本的には伸線
ダイス１０より下流であればよく、探傷機１３の
次段であつてもよい。また巻取機１５の回転数か
ら検出してもよい。送線速度は、任意に選択して
よいが、その例として線径が10〜15mmの場合、60
〜80ｍ／min、15〜20mmの場合、40〜60ｍ／
min、20〜50mmの場合、10〜15ｍ／minとされ
る。 表面疵探傷機１３としては、超音波探傷機を用
いることもできるが、検出能および安定性などの
点で渦流探傷機が好ましい。この探傷機１３によ
つて、疵の位置すなわち円周上の角度位置および
長手方向の距離を検出するとともに、疵の深さ等
を検出する。この際、速度計１１からの信号に基
いて疵の長さ方向の位置判断をコントロールユニ
ツト１２が行う。 このようにして検出された表面疵は、コントロ
ールユニツト１２からの指令により自動手入装置
１４によつて自動的に手入される。自動手入装置
１４としては、砥石、ベルターあるいは切削バイ
ト等の表面疵手入具を伸線材１′の周りを公転す
るようになし、この位置に表面疵部分が到達した
とき、急速に伸線材１′表面に当接され、また手
入具の位置と表面疵位置が周方向にずれていると
きは、手入具を公転させ位置決めを行つた後、手
入を開始する。具体的には、特許第488978号の思
想等を応用することができる。もし必要ならば、
手入具を周方向に複数設けてもよい。さらに手入
は、該当表面疵の長さ、深さ、広がりより若干大
きめとする。そして、手入は表面疵の全長全周を
行うより、周方向について該当表面疵部分のみに
ついて行うのが歩留り向上の点から必要である。 手入れに当つて、送線速度に手入装置１４が追
従不可である場合、表面疵が検知されたならば、
その疵部分が手入装置１４に到達した時点で、巻
取機１５をコントロールユニツト１２からの指令
により、巻取機１５の付随する巻取モータの速度
制御回路を介して減速または停止させ、送線の減
速または停止を図り、手入の容易を図る。手入後
は速度も元に戻す。 第４図は第２発明例を示したもので、探傷機１
３で検出した表面疵がたとえば約0.2mm以上の深
さにも達するとか、同一断面に多数の疵を有し、
自動手入装置１４の能力を超える場合に、その部
分については手入能力の可能な深さまで手入する
かあるいは手入を行うことなく、未手入れ疵マー
カー１６によりマーキングをコントロールユニツ
ト１２の指令により行わんとするもので、未手入
れ疵については巻取後のオフラインで手入れを行
う構成としている。 この場合、未手入れ疵マーカー１６は伸線材
１′の周りを公転するようにすることにより全周
面をカバーするのが望ましい。あるいは、周方向
に複数の単位マーカーを設けて、該当セクシヨン
に相対する疵が検出されたならばマーキングする
ようにしてもよい。疵の深さや疵の種別に応じて
色分けしながら、あるいは噴射量の多少で区別す
ることができる。 第５図は、第３および第４発明例で、自動手入
装置１４の次に水浸式等の超音波探傷装置１７を
設け、手入不可の内部欠陥を検出し、この内部欠
陥位置を続く未手入れ疵マーカー１６と同様の構
成の内部欠陥マーカー１８をコントロールユニツ
ト１２からの指令に基いて動作させようとするも
のである。内部欠陥部分は、巻取後その部分をス
クラツプにするとか使用しないようにする。 第６図は第５発明例で、第５図のラインに対し
て、自動手入装置１４と超音波探傷装置１７との
間に未手入れ疵マーカー１６を設けたものであ
る。 第７図は第６発明例を示したもので、自動手入
装置１４の次の第２表面疵探傷機を設け、自動手
入装置１４による手入れ残りがあるか否かを検出
し、もしあれば未手入れ疵マーカー１６により表
示しようとするものである。 第８図は、第７発明例を示したもので、第７図
と同様なライン構成に対して、未手入れ疵マーカ
ー１６に続いて超音波探傷装置１７および内部欠
陥マーカー１８を付加したものである。 この第８図の例は、あらゆる事態に対処でき最
適なのであるが、設備費等を考えると、第５図の
例が最も実用的である。 以上の各例において、各機器は図示の配列順と
するのが望ましいが、たとえば内部欠陥を先に検
出した後に表面疵を検出したり、マーカーの位置
を変えたりすることもできる。また内部欠陥と表
面疵とを同時に検出することもできる。その例と
して、本出願人が先に提案した特願昭57−27868
号に記載のように、超音波探傷信号の波形の弁別
による方法を挙げることができる。 かくして、伸線材に対して探傷および自動手入
をオンラインで行うので、手入工数の削滅、設置
スペースの節約、運搬作業の廃絶を達成できるの
みならず、高速処理が可能となり、疵のない出荷
態勢を採ることができ品質保証上きわめて有効で
ある。 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図および第５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゜およびベアリング部長さ
0.5d（ｄ：ダイス直径）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 表面疵については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。また内部欠陥については、水浸超音波
探傷装置により、探傷周波数20MHzで行つた。 (ホ) 自動手入条件 周方向36分割とし、円筒状の回転砥石の内面
で表面疵の存在する局所のみを自動手入れする
方法による。 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。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。
連続的に伸線する乾式による伸線装置に関する。 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処理方式であ
つた。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。 一方、近年の益々厳しい品質保証要求に対し
て、伸線材の探傷および手入れはきわめて重要な
工程である。しかしながら、一般にオンラインで
の線材の探傷および自動手入れは、非常に困難
で、専らオフラインで行つていた。具体例には、
伸線材を一旦巻取つた後、これを精整工程場で、
非破壊または破壊探傷装置を用いて、あるいは表
面疵については人間の目視により検出し、庇部分
をグラインダなどにより人力に頼りながら研削除
去を行つていた。しかし、これでは多大な手間が
かかり、設備スペースを別に要し、また運搬作業
が繁雑になるなど非能率かつ非経済的なものであ
つた。 他方、前述の表面疵の除去に当つて、従来の一
般例では全長全周をダイスピーリングあるいは旋
盤と同じ原理でバイト切削するので歩留りが低下
することに鑑み、近時表面疵部分の所定長のみを
全周面にわたり切削することについて開発が進め
られている。しかし、線材の長手方向について一
部ではあるけれども全周面に切削するので、歩留
り低下は免れ得ない。 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の湿式
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、第３
に探傷および手入に至るまでの工程をオンライン
化することを課題として鋭意実験研究を繰り返し
て、本発明を完成するに至つた。 本願は多くの発明を含んでいるため、まず共通
的な伸線までの構成について説明し、後に伸線以
後の種々の態様について説明する。 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、補強潤滑剤槽７およびダイス前潤滑剤槽９
を通る。これら各槽には、潤滑下地剤として石灰
粉、補強潤滑剤たとえばステアリン酸ナトリウ
ム、ダイス前潤滑剤たとえばステアリン酸カルシ
ウムまたはステアリン酸ナトリウムと消石灰との
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。粒度としては、2μ以上が望ましい。 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ナトリウムと石灰と
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。 上記例で、ダイス６，８，１０として穴ダイス
が図示されているがローラーダイスでもよい。 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とともに矯正機とし
ての機能を有するものであり、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。 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。 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て
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。さらに一般にステアリン酸ナトリウムあるい
は石灰・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。 一方、かくして伸線された線材には、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。
また素材疵のうち、内部欠陥については、手入が
不可能である。さらに表面疵のうちでも手入が不
可能であつたり、手入を行うのに適しないものも
ある。 このような伸線材について、本発明においては
同一ライン上で次のような処理態様を採る。 第３図は第１発明例である。前述の伸線後の伸
線材１′についてその送線速度を検出するために
送線速度計１１が設けられている。その速度信号
はコントロールユニツト１２に取込まれ、後述の
巻取機を介しての速度制御用に供せられる。速度
計１１に続いて渦流探傷機等からなる表面疵探傷
機１３が設けられている。この表面疵探傷機１３
からの表面疵状態信号はコントロールユニツト１
２に入力され、この指令に基いて表面疵探傷機１
３の次段に配された自動手入装置１４が表面疵部
分を除去すべく作動するようになつている。手入
後の線材は巻取機１５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。 ここで、速度計１１は伸線後の送線速度を検出
する。速度計１１の設置場所は、基本的には伸線
ダイス１０より下流であればよく、探傷機１３の
次段であつてもよい。また巻取機１５の回転数か
ら検出してもよい。送線速度は、任意に選択して
よいが、その例として線径が10〜15mmの場合、60
〜80ｍ／min、15〜20mmの場合、40〜60ｍ／
min、20〜50mmの場合、10〜15ｍ／minとされ
る。 表面疵探傷機１３としては、超音波探傷機を用
いることもできるが、検出能および安定性などの
点で渦流探傷機が好ましい。この探傷機１３によ
つて、疵の位置すなわち円周上の角度位置および
長手方向の距離を検出するとともに、疵の深さ等
を検出する。この際、速度計１１からの信号に基
いて疵の長さ方向の位置判断をコントロールユニ
ツト１２が行う。 このようにして検出された表面疵は、コントロ
ールユニツト１２からの指令により自動手入装置
１４によつて自動的に手入される。自動手入装置
１４としては、砥石、ベルターあるいは切削バイ
ト等の表面疵手入具を伸線材１′の周りを公転す
るようになし、この位置に表面疵部分が到達した
とき、急速に伸線材１′表面に当接され、また手
入具の位置と表面疵位置が周方向にずれていると
きは、手入具を公転させ位置決めを行つた後、手
入を開始する。具体的には、特許第488978号の思
想等を応用することができる。もし必要ならば、
手入具を周方向に複数設けてもよい。さらに手入
は、該当表面疵の長さ、深さ、広がりより若干大
きめとする。そして、手入は表面疵の全長全周を
行うより、周方向について該当表面疵部分のみに
ついて行うのが歩留り向上の点から必要である。 手入れに当つて、送線速度に手入装置１４が追
従不可である場合、表面疵が検知されたならば、
その疵部分が手入装置１４に到達した時点で、巻
取機１５をコントロールユニツト１２からの指令
により、巻取機１５の付随する巻取モータの速度
制御回路を介して減速または停止させ、送線の減
速または停止を図り、手入の容易を図る。手入後
は速度も元に戻す。 第４図は第２発明例を示したもので、探傷機１
３で検出した表面疵がたとえば約0.2mm以上の深
さにも達するとか、同一断面に多数の疵を有し、
自動手入装置１４の能力を超える場合に、その部
分については手入能力の可能な深さまで手入する
かあるいは手入を行うことなく、未手入れ疵マー
カー１６によりマーキングをコントロールユニツ
ト１２の指令により行わんとするもので、未手入
れ疵については巻取後のオフラインで手入れを行
う構成としている。 この場合、未手入れ疵マーカー１６は伸線材
１′の周りを公転するようにすることにより全周
面をカバーするのが望ましい。あるいは、周方向
に複数の単位マーカーを設けて、該当セクシヨン
に相対する疵が検出されたならばマーキングする
ようにしてもよい。疵の深さや疵の種別に応じて
色分けしながら、あるいは噴射量の多少で区別す
ることができる。 第５図は、第３および第４発明例で、自動手入
装置１４の次に水浸式等の超音波探傷装置１７を
設け、手入不可の内部欠陥を検出し、この内部欠
陥位置を続く未手入れ疵マーカー１６と同様の構
成の内部欠陥マーカー１８をコントロールユニツ
ト１２からの指令に基いて動作させようとするも
のである。内部欠陥部分は、巻取後その部分をス
クラツプにするとか使用しないようにする。 第６図は第５発明例で、第５図のラインに対し
て、自動手入装置１４と超音波探傷装置１７との
間に未手入れ疵マーカー１６を設けたものであ
る。 第７図は第６発明例を示したもので、自動手入
装置１４の次の第２表面疵探傷機を設け、自動手
入装置１４による手入れ残りがあるか否かを検出
し、もしあれば未手入れ疵マーカー１６により表
示しようとするものである。 第８図は、第７発明例を示したもので、第７図
と同様なライン構成に対して、未手入れ疵マーカ
ー１６に続いて超音波探傷装置１７および内部欠
陥マーカー１８を付加したものである。 この第８図の例は、あらゆる事態に対処でき最
適なのであるが、設備費等を考えると、第５図の
例が最も実用的である。 以上の各例において、各機器は図示の配列順と
するのが望ましいが、たとえば内部欠陥を先に検
出した後に表面疵を検出したり、マーカーの位置
を変えたりすることもできる。また内部欠陥と表
面疵とを同時に検出することもできる。その例と
して、本出願人が先に提案した特願昭57−27868
号に記載のように、超音波探傷信号の波形の弁別
による方法を挙げることができる。 かくして、伸線材に対して探傷および自動手入
をオンラインで行うので、手入工数の削滅、設置
スペースの節約、運搬作業の廃絶を達成できるの
みならず、高速処理が可能となり、疵のない出荷
態勢を採ることができ品質保証上きわめて有効で
ある。 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図および第５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゜およびベアリング部長さ
0.5d（ｄ：ダイス直径）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 表面疵については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。また内部欠陥については、水浸超音波
探傷装置により、探傷周波数20MHzで行つた。 (ホ) 自動手入条件 周方向36分割とし、円筒状の回転砥石の内面
で表面疵の存在する局所のみを自動手入れする
方法による。 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。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】
なおステアリン酸ナトリウムの平均粒径を変化
させて付着量を調査した結果を第２表に示す。平
均粒径2μ以下はいわゆるトンネル現象が起こり
満足な付着量が得られず実用にならなかつた。
させて付着量を調査した結果を第２表に示す。平
均粒径2μ以下はいわゆるトンネル現象が起こり
満足な付着量が得られず実用にならなかつた。
【表】
前述の第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図および第５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。また、伸線ダイスとし
ては、ローラーダイスを使用した。その結果を第
３表に示す。
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図および第５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。また、伸線ダイスとし
ては、ローラーダイスを使用した。その結果を第
３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（実施例１と同一のダイス）によ
る伸線は、12.2mmφを11.6mmφとする減面率約10
％の伸線である。その結果を第４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。
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（実施例１と同一のダイス）によ
る伸線は、12.2mmφを11.6mmφとする減面率約10
％の伸線である。その結果を第４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】
（考案）
以上の各実施例からも明らかなように、本発明
に従つて、線材のスケールを除去するための機械
的脱スケール装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納
した槽内を通過させるとともにこの潤滑下地剤を
線材表面に圧着するための圧着ダイスを備えた潤
滑下地処理器と、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処理器と、潤滑処理
後の線材を伸線するための伸線ダイスとを直列に
設けることで、本発明者が先に提案した、特願昭
56−91702号（特公平２−29403号）にも開示した
ように、ダイス寿命を延長できるとともに、この
乾式伸線処理し、探傷や手入れなどの後処理工程
とを結合することにより、オンラインで連続的な
処理を行うことができ、作業性が著しく高まるな
どの利点がもたらされる。
に従つて、線材のスケールを除去するための機械
的脱スケール装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納
した槽内を通過させるとともにこの潤滑下地剤を
線材表面に圧着するための圧着ダイスを備えた潤
滑下地処理器と、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処理器と、潤滑処理
後の線材を伸線するための伸線ダイスとを直列に
設けることで、本発明者が先に提案した、特願昭
56−91702号（特公平２−29403号）にも開示した
ように、ダイス寿命を延長できるとともに、この
乾式伸線処理し、探傷や手入れなどの後処理工程
とを結合することにより、オンラインで連続的な
処理を行うことができ、作業性が著しく高まるな
どの利点がもたらされる。
第１図は本発明装置の伸線までのライン構成を
示す概要図、第２図は態様を異にする例の概要
図、第３図〜第８図は伸線以後巻取までのライン
構成例を示す概要図である。 １……線材、１′……伸線材、２……ペイオフ
スタンド、３……矯正機、４……シヨツトブラス
ト装置、４０……ロールベンダー、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
……送線速度計、１２……コントロールユニツ
ト、１３……（第１）表面疵探傷機、１４……自
動手入装置、１５……巻取機、１６……未手入れ
疵マーカー、１７……超音波探傷装置、１８……
内部欠陥マーカー、１９……第２表面疵探傷機。
示す概要図、第２図は態様を異にする例の概要
図、第３図〜第８図は伸線以後巻取までのライン
構成例を示す概要図である。 １……線材、１′……伸線材、２……ペイオフ
スタンド、３……矯正機、４……シヨツトブラス
ト装置、４０……ロールベンダー、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
……送線速度計、１２……コントロールユニツ
ト、１３……（第１）表面疵探傷機、１４……自
動手入装置、１５……巻取機、１６……未手入れ
疵マーカー、１７……超音波探傷装置、１８……
内部欠陥マーカー、１９……第２表面疵探傷機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する表面疵探傷機と、伸線材の表面疵部
分を除去するための自動手入装置と、前記表面疵
探傷機からの表面疵状態信号を受けて自動手入装
置に手入信号を与えるコントロールユニツトと、
手入後の線材を巻取る巻取機とを備え、かつコン
トロールユニツトを除く上記各機器を順次直列的
に設けて連続処理を行うようにしたことを特徴と
する線材の乾式連続伸線装置。 ２ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する表面疵探傷機と、伸線材の表面疵部
分を除去するための自動手入装置と、前記表面疵
探傷機からの表面疵状態信号を受けて自動手入装
置に手入信号を与えるコントロールユニツトと、
前記検知した表面疵のうち自動手入できない疵に
コントロールユニツトからの指令により印を付け
る未手入れ疵マーカーと、線材の巻取機とを備
え、かつコントロールユニツトを除く上記各機器
を順次直列的に設けて連続的処理を行うようにし
たことを特徴とする線材の乾式連続伸線装置。 ３ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する表面疵探傷機と、伸線材の表面疵部
分のみを除去するための自動手入装置と、前記表
面疵探傷機からの表面疵状態信号を受けて自動手
入装置に手入信号を与えるコントロールユニツト
と、手入後の線材の内部欠陥を検出するための超
音波探傷装置と、この超音波探傷装置からの内部
欠陥信号を受けるコントロールユニツトからの指
令に基いて内部欠陥部分に対応する線材表面に印
を付ける内部欠陥マーカーと、線材を巻取る巻取
機とを備え、連続処理を行うようにしたことを特
徴とする線材の乾式連続伸線装置。 ４ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する表面疵探傷機と、伸線材の表面疵部
分を除去するための自動手入装置と、前記表面疵
探傷機からの表面疵状態信号を受けて自動手入装
置に手入信号を与えるコントロールユニツトと、
手入後の線材の内部欠陥を検出するための超音波
探傷装置と、この超音波探傷装置からの内部欠陥
信号を受けるコントロールユニツトからの指令に
基いて内部欠陥部分に対応する線材表面に印を付
ける内部欠陥マーカーと、送線速度を検出する送
線速度計と、線材を巻取るとともに前記送線速度
計からの速度信号に基いて疵手入時において減速
可能な巻取速度可変の巻取機とを備え、連続処理
を行うようにしたことを特徴とする線材の乾式連
続伸線装置。 ５ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する表面疵探傷機と、伸線材の表面疵部
分を除去するための自動手入装置と、前記表面疵
探傷機からの表面疵状態信号を受けて自動手入装
置に手入信号を与えるコントロールユニツトと、
前記検知した表面疵のうち自動手入れできない疵
にコントロールユニツトからの指令により印を付
ける未手入れ疵マーカーと、手入後の線材の内部
欠陥を検出するための超音波探傷装置と、この超
音波探傷装置からの内部欠陥信号を受けるコント
ロールユニツトからの指令に基いて内部欠陥部分
に対応する線材表面に印を付ける内部欠陥マーカ
ーと、線材を巻取る巻取機とを備え、連続処理を
行うようにしたことを特徴とする線材の乾式連続
伸線装置。 ６ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する第１表面疵探傷機と、伸線材の表面
疵部分を除去するための自動手入装置と、前記第
１表面疵探傷機からの表面疵状態信号を受けて自
動手入装置に手入信号を与えるコントロールユニ
ツトと、手入後の線材に残つた表面疵を検出する
ための第２表面疵探傷機と、この第２表面疵探傷
機からの信号を受けるコントロールユニツトから
の指令により線材の未手入れ疵部分に印を付ける
未手入れ疵マーカーと、線材を巻取る巻取機とを
備え、かつコントロールユニツトを除く上記各機
器を順次直列的に設けて連続処理を行うようにし
たことを特徴とする線材の乾式連続伸線装置。 ７ 線材を繰り出すためのペイオフスタンドと、
線材のスケールを除去するための機械的脱スケー
ル装置と、石灰粉末潤滑下地剤を収納した槽内を
通過させるとともにこの潤滑下地剤を線材表面に
圧着するための圧着ダイスを備えた潤滑下地処理
器と、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
ダイス前乾式潤滑処理器と、潤滑処理後の線材を
伸線するための伸線ダイスと、伸線材の表面疵状
態を検知する第１表面疵探傷機と、伸線材の表面
疵部分を除去するための自動手入装置と、前記第
１表面疵探傷機からの表面疵状態信号を受けて自
動手入装置に手入信号を与えるコントロールユニ
ツトと手入後の線材に残つた表面疵を検出するた
めの第２表面疵探傷機と、この第２表面疵探傷機
からの信号を受けるコントロールユニツトからの
指令により線材の未手入れ疵部分に印を付ける未
手入れ疵マーカーと、線材の内部欠陥を検出する
ための超音波探傷装置と、この超音波探傷装置か
らの内部欠陥信号を受けるコントロールユニツト
からの指令に基いて内部欠陥部分に対応する線材
表面に印を付ける内部欠陥マーカーと、線材を巻
取る巻取機とを備え、連続処理を行うようにした
ことを特徴とする線材の乾式連続伸線装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57105011A JPS58221611A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 線材の乾式連続伸線装置 |
| GB08316599A GB2124121B (en) | 1982-06-18 | 1983-06-17 | Dry type continuous wire drawing process and machine |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57105011A JPS58221611A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 線材の乾式連続伸線装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221611A JPS58221611A (ja) | 1983-12-23 |
| JPH046449B2 true JPH046449B2 (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=14396125
Family Applications (1)
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| JP57105011A Granted JPS58221611A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 線材の乾式連続伸線装置 |
Country Status (3)
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|---|---|
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| JP (1) | JPS58221611A (ja) |
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