JPH11241086A - 乾式潤滑剤及びそれを用いた伸線方法 - Google Patents

乾式潤滑剤及びそれを用いた伸線方法

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JPH11241086A
JPH11241086A JP10044803A JP4480398A JPH11241086A JP H11241086 A JPH11241086 A JP H11241086A JP 10044803 A JP10044803 A JP 10044803A JP 4480398 A JP4480398 A JP 4480398A JP H11241086 A JPH11241086 A JP H11241086A
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JP
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wire
die
lubricant
salt
dry lubricant
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JP10044803A
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Katsuyuki Takaku
勝之 高久
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速伸線を行っても線材の品質低下を招くこ
とのない乾式潤滑剤を提供する。 【解決手段】 粒径が0.1 〜1 μm の研磨剤を0.001 〜
0.1 wt%含有する伸線用の乾式潤滑剤。研磨剤として
は、アルミナ、酸化チタンなどがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、炭素鋼線材のよ
うな線材を伸線するときに用いられる乾式潤滑剤及びそ
の乾式潤滑剤を用いた伸線方法に関する。より詳しく
は、伸線性を向上させ、また、伸線後の線材の品質を向
上させることのできる乾式潤滑剤及び伸線方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】線材を製造する分野においては、複数の
ダイスに線材を通過させて行う伸線加工処理の際に、乾
式潤滑剤が多用されている。例えば、スチールコードの
製造においては、あらかじめ乾式潤滑剤のキャリアの役
目を果たすボラックス(ほう砂; Na2B4O7・10H2O )等
を炭素鋼線材の表面に付着させるコーティング処理を行
った後、この線材にステアリン酸ナトリウム等を主成分
とする乾式潤滑剤を塗布し、しかる後に焼結超硬合金で
作製されたダイスを用いて伸線加工を行うのが通常であ
る。この伸線加工の際に用いられる潤滑剤は、引き抜き
の高速化及び効率向上を達成するうえで特に重要な要素
であるため、種々の改良が試みられてきた。
【0003】かかる潤滑剤は一般に、性状により乾式潤
滑剤、湿式潤滑剤及びグリース潤滑剤とに分類される。
このうち乾式潤滑剤は最も多く用いられているものであ
り、粉末状の各種石けんや金属石けんを主成分として、
ほう砂、石灰、タルク等の無機分あるいは硫黄、MoS2
どを含有している。これらの添加剤を含有させることよ
り、耐熱性や極圧性を向上させることで、線材の引き抜
き処理の高速化が達成されてきた。
【0004】ところで、伸線業界においては生産性の向
上及び伸線された線材の品質の向上が今日でも重要な課
題の一つとなっている。しかしながら、従来から使用さ
れている乾式潤滑剤を用いた伸線方法においては、従来
のような添加剤による耐熱性、極圧性の向上には限界が
来つつあり、現状以上に高速伸線を行おうとしても、品
質の低下等の弊害を招くことから、実際に高速伸線操業
を行うことは困難であった。
【0005】すなわち、生産性を向上させるために伸線
速度を高めた場合、潤滑剤が膜切れを起こし、ダイス寿
命の低下及び伸線後の線材の表面状態の劣化を来すこと
から、現状以上に伸線速度を上げることには困難となっ
ていたのである。
【0006】伸線速度と伸線性との関係については、次
のように推定されている。伸線速度を高めていくと、ダ
イスによる伸線加工の際に線材表面の潤滑被膜が膜切れ
を起こし、ダイスと線材とが金属接触するようになっ
て、ダイスに被加工材が焼き付いた状態になる。例えば
伸線加工する材料が鋼線材の場合には、鉄がダイス表面
に焼き付く。このようなダイス表面への被加工材の焼き
付きは、焼き付き位置で大別するとダイスのベアリング
部に鉄が焼き付く場合と、アプローチ部に焼き付く場合
とがある。
【0007】前者のベアリング部に焼き付いた場合は、
ダイスの孔径が焼き付き前の孔径に比べて小さくなるこ
とから、伸線後の線材は焼きつき前よりも縮径する。し
たがって、そのような状態のダイスを用いて更に伸線を
続けると、焼き付き前よりも過酷な加工が線材に加わる
ことになるため、潤滑剤のみならず、予め被覆させたボ
ラックス等のコーティング剤さえも線材表面から著しく
脱落するようになって、ダイスと金属との金属接触がま
すます助長される。その結果としてダイスの孔径が更に
縮径される他、伸線される線材の表面は凹凸が無くなっ
て平滑になり、その後の伸線過程における潤滑効果がま
すます阻害されて更なる金属接触の増大を招いていた。
【0008】一方、後者のアプローチ部に被加工材が焼
き付いた場合には、前者のように線細りの現象は起きな
いが、アプローチ部での線材の加工は線材表面に過酷な
加工が加わることから、このアプローチ部での焼き付き
は、前者と同様にボラックス被膜の脱落の増大、更には
線材表面の平滑化を来し、このような平滑化を来した線
材は、その次のダイスでの伸線において潤滑剤の引き込
みが低下しているために潤滑不良、ボラックス被膜及び
潤滑被膜の膜切れを起こし、また、ダイスへの被加工材
の焼き付き、線細り、線材表面への平滑化又はダイス摩
耗を引き起こすことになる。
【0009】このようなダイス表面への被処理材たる線
材金属の焼きつきが起こるために、従来の潤滑剤を用い
た方法では伸線速度を現行の一定の値以上に高めること
ができなかったのである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、従来の潤滑剤が抱えていた上記の問題を
有利に解決することであり、伸線性を向上させるために
従来法のように潤滑性を高めるのではなく、ダイス表面
に焼きついた鉄を除去するという全く新しい手法によ
り、被加工材のダイスへの焼き付きが生じたとしても、
この焼き付きを伸線操業を中断することなく直ちに除去
することができる潤滑剤を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、伸線用の乾
式潤滑剤であって、粒径が0.1 〜1 μm の研磨剤を0.00
1 〜0.1 wt%含有することを特徴とする乾式潤滑剤(第
1発明) また、この発明は、第1発明において、乾式潤滑剤の主
成分が、ステアリン酸、オレイン酸又はパルチミル酸の
Na塩、K塩、Li塩、Mg塩、Ca塩、Zn塩、Pb塩、Ba塩又は
Al塩の1種又は2種以上である乾式潤滑剤(第2発明)
である。更に、この発明は、超硬合金ダイスにより炭素
鋼線材を伸線するに際し、第1発明又は第2発明の乾式
潤滑剤を用いることを特徴とする伸線方法(第3発明)
である。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明の乾式潤滑剤において
は、潤滑剤中に微細な研磨剤を少量含有することを特徴
とする。このように潤滑剤中に研磨剤を含有させること
により、高速伸線を行ってダイス表面に被処理材が焼き
付いたとしても、この潤滑剤中の研磨剤により、ダイス
表面の焼きついた金属を直ちに研磨除去することが可能
となる。かくして、ダイス表面の焼き付き部を伸線操業
を中断することなくその場で直ちに除去することができ
ることから、作業の能率を向上させることができる。ま
た、ダイス表面の焼き付きは、一旦、ダイス表面に発生
すると、その焼き付き部を起点として焼きつき領域が拡
大するのに対して、この発明の乾式潤滑剤を用いると、
焼き付き部が発生しても直ぐにこの焼きつき部が研磨剤
により除去されるため、焼きつき部の拡大も生じない。
【0013】更に、研磨剤の材質、粒度、配合割合を調
整することで、ダイスに対しては研磨作用を及ばさない
ようにしつつ、ダイスに焼きつき付着した被加工材金属
を研磨することができる。
【0014】まず、研磨材の材質としては、アルミナ
(Al2O3 )、酸化チタン(TiO2)、炭化けい素(SiC
)、窒化ほう素(BN)、炭化ほう素(B4C )、ダイヤ
モンド(C)、窒化チタン(TiN )などを使用すること
ができ、このうち、アルミナは、研磨機能的には、他と
大きな差はないが、安価で汎用されているという理由で
特に有利に適合する。
【0015】これらの研磨剤の粒径は0.1 〜1 μm とす
る。ここにいう粒径とは平均粒径のことをいう。粒径が
1 μm よりも大きい場合には、研磨剤の作用によりダイ
ス自体が研磨されて、ダイス径が増大するおそれがあ
る。一方、研磨剤の粒径が0.1μm よりも小さい場合に
は、ダイスに付着した金属を研磨除去することが困難と
なる。
【0016】また、研磨剤の配合割合は、0.10wt%を超
える多量の含有では、ダイスが研磨されてダイス径が増
大するおそれがあり、また、0.001 wt%に満たないと、
ダイスに付着した金属を研磨除去することが困難とな
る。
【0017】この発明の乾式潤滑剤の主成分は、ステア
リン酸、オレイン酸又はパルチミル酸のNa塩、K塩、Li
塩、Mg塩、Ca塩、Zn塩、Pb塩、Ba塩又はAl塩の1種又は
2種以上である。具体的には、ステアリン酸ナトリウ
ム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸カルシウム等
があり、これらの1種又は2種以上が組み合わされた乾
式潤滑剤を使用することができる。これらの主成分は、
炭素鋼を焼結超硬合金により伸線する場合に常用されて
いる成分であり、この発明の乾式潤滑剤はこれらの主成
分であるいずれの場合であっても適用することができ
る。
【0018】また、上記した主成分の他に、ほう砂、石
灰、タルク等の無機分や硫黄、MoS2など二硫化モリブデ
ン等の特殊添加剤といった副成分を添加しても良く、こ
れにより所定の摩擦特性への調整、耐熱性の付与、極圧
性の向上を図ることができる。なお、乾式潤滑剤の線材
への付着量は、従来どおりで良い。
【0019】この発明の乾式潤滑剤は、焼結超硬合金ダ
イスにより炭素鋼線材を伸線する場合に用いることによ
り、特にその効果が大である。すなわち、この発明の伸
線方法に適用する線材については、軟鋼線材、硬鋼線
材、ピアノ線材などといった炭素鋼線材があり、これら
の炭素鋼線材を伸線する場合、ダイスに焼き付く成分は
鋼線材中のセメンタイトであるために炭素鋼線材、殊に
高炭素鋼線材の伸線の場合にダイスへの焼き付きが発生
し易いことから、この発明の乾式潤滑剤を用いると、特
に効果が大きい。また、ダイスが焼結超硬合金である場
合に、この発明の乾式潤滑剤を適用することは、超硬合
金ダイスが、ダイヤモンドダイスに比べて摩擦係数が高
いために焼き付きが発生し易いことから、有利である。
【0020】なお、この発明の伸線方法を実施する場合
にあっては、ダイスは、焼結超硬合金である場合のみな
らず、ダイアモンドダイスであってもよい。一般的には
潤滑剤の膜切れによってダイスと金属接触が起こり、酸
化金属等の焼き付きが生じるような伸線方法に対してこ
の発明は効果を有する。
【0021】
【実施例】(実施例1)線径が3.0 mmの0.8 wt%成分の
炭素鋼線材に予めボラックス被覆処理をしたものを用意
し、この材料を、焼結超硬合金で作られたダイスを9個
用い連続して伸線して、線径が0.96mmになるまで縮径伸
線した。このとき、潤滑剤しては、ステアリン酸ナトリ
ウムを主成分とする乾式潤滑剤であって、研磨剤として
アルミナを含有するものを用いた。
【0022】アルミナの粒径及び添加量を水準にとり所
定の伸線速度750 m/min で伸線して伸線性及び伸線線材
の品質を評価しその結果を表1に示した。表1におい
て、伸線性等の評価は、次のようにして行った。
【0023】・ダイス寿命評価 ダイスが所定の値に摩耗するまでに伸線できた鋼線の量
で指数評価した。従来例を100 とし、数値が高いもの程
伸線性が良いことになる。
【0024】・線細り評価 線細りが生じると線材断面の真円度(最大直径と最小直
径とのばらつき)を低下させるために、伸線後の線材の
真円度を線細りの代表特性として測定し、評価した。測
定は、市販の線材真円度測定器を用いて行い、大、中、
小、無の4段階で指数評価した。指数大は特性が悪く、
指数無は特性が良い。
【0025】・伸線後のワイヤー表面品質評価 線材表面の凹凸又は平滑化は、線材表面に残留するボラ
ックスの付着量と相関するため、伸線後に残留するボラ
ックス付着量を測定して表した。ボラックス付着量の測
定は、所定の量の線材を採集して溶解液で洗浄し、溶液
中のボラックス成分を化学分析して行い、従来例を100
として指数で示した。数値が高い程良好な特性である。
【0026】
【表1】
【0027】(実施例2)次に、伸線速度を実施例1に
比べて1000m/min に高めてみた。他の条件は実施例1と
同じである。また、伸線性及び伸線線材の品質を評価し
その結果を表2に示す。なお、表2における伸線性等の
評価は、実施例1と同じである。
【0028】
【表2】
【0029】(実施例3)次に、研磨材として、酸化チ
タンを用いて伸線を行った。伸線条件は実施例1と同じ
である。また、伸線性及び伸線線材の品質を評価しその
結果を表3に示す。なお、表3における伸線性等の評価
は、実施例1と同じである。
【0030】
【表3】
【0031】
【発明の効果】この発明の乾式潤滑剤は、粒径が0.1 〜
1 μm の研磨剤を0.001 〜0.1 wt%含有することから、
たとえ高速伸線により潤滑不良を来たし、ダイス表面へ
被処理材が焼き付いたとしても、その焼き付きをを自動
修復、除去することができるため、その後に引き続く伸
線によっても、この焼きつきによる伸線性低下を引き起
こすことがない。したがって、線材の品質低下を招くこ
となしにこれまで以上の高速伸線を行うことができ、生
産性を向上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10M 125/26 C10M 125/26 // C10N 10:02 10:04 10:06 10:08 20:06 30:04 30:06 30:08 40:24 50:08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伸線用の乾式潤滑剤であって、粒径が0.
    1 〜1 μm の研磨剤を0.001 〜0.1 wt%含有することを
    特徴とする乾式潤滑剤。
  2. 【請求項2】 乾式潤滑剤の主成分がステアリン酸、オ
    レイン酸又はパルチミル酸のNa塩、K塩、Li塩、Mg塩、
    Ca塩、Zn塩、Pb塩、Ba塩又はAl塩の1種又は2種以上で
    ある請求項1記載の乾式潤滑剤。
  3. 【請求項3】 焼結超硬合金ダイスにより炭素鋼線材を
    伸線するに際し、請求項1又は2記載の乾式潤滑剤を用
    いることを特徴とする伸線方法。
JP10044803A 1998-02-26 1998-02-26 乾式潤滑剤及びそれを用いた伸線方法 Withdrawn JPH11241086A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003049188A (ja) * 2001-08-09 2003-02-21 Sumitomo Metals (Kokura) Ltd 冷間伸線加工用潤滑剤、冷間伸線材およびその製造方法
WO2018180065A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 共栄社化学株式会社 伸線用潤滑剤及びそれを用いた母材の伸線方法

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