JPS6336915A - 鋼線の伸線方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼線材における線径２．０　ｍ＋φ以下の湿
式連続押縁方法、特に強加工および高速伸線加工方法に
関するものである。

（発明の目的） 一般に、タイヤコード、ベルトコード、ワイヤケーブル
等に用いられる極細の硬鋼線は、強度部材として繰返し
負荷の状態で使用され、重要特性として耐疲労性と撚り
加工における成形性が要求される。耐疲労性ＶＩ−直接
影響を及ぼす要因としては極ａ線伸線材の表面性状が常
に問題となっており、撚シ加工成形性すなわち撚シ加工
断線発生率の低減には極細伸線材での靭性確保が課題と
なっている。これら極細伸線材の表面性状の劣化は伸線
潤滑不良により発生し、一方靭性の低下は伸線時の加工
発熱によるフェライト中への炭素の丹固浴によるものと
されている。

本発明は、これら極細硬鋼線の表面性状および靭性を確
保するために、伸線加工時の詞滑性向上と加工完熱童を
抑制して伸綴加工出来る方法を提供するものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）硬鋼
線材の極細伸線は、従来、多数組込まれ九伸線ダイスを
通して円筒形のキャブスタンで索引する湿式の連続伸線
加工法が用いられている。

従来の伸線方法における伸線潤滑は潤滑液をノズル等よ
シ伸線ダイスの開孔部に直接吹付けするか、あるいは、
伸線ダイス全体を潤滑液中に浸漬する方式で行なわれて
いる。

これらの潤滑方式では、ダイス各段の加工減面本は通常
１０〜１５条で使用することが必要である。減面率１５
係以上の伸線では、伸線中の断線が発生することが多く
、これは、伸線材の表面性状が劣化することによるもの
であり、これに付随して伸線ダイスの摩耗量やダイスの
欠損が増加しダイス使用寿命が低下する。

この問題点を回避するために、減面率は必然的に１５４
以下になっている。

また、伸線速度も５００〜６００ｒＶ’ｍｉｎの範囲で
使用されることが多く、これ以上伸線速度を増加させる
とダイス内での潤滑液膜の断裂等の潤滑不良が発生し、
伸線材の表面性状の劣化と伸線中の伸線材の温度上昇を
まねき、仕上り線の強度および靭性の低下は回避出来な
いと考えられていた。

ま九、潤滑液を加圧して強制潤滑伸線する方法も考えら
れた。九とえば、本出願人の出願に係る特開昭５２−８
２６６０号、特開昭５２−８２６６１号がある。

特開昭５２−８２６６０の方法は、極細伸線方法におけ
る仕上ダイス部のみに加圧潤滑液圧入の容器内ダイス（
以後圧力ダイスと云う）を使用している。しかしこの方
法は伸線材の表面性状を若干良好にし、耐疲労性のみを
わずかに向上する程度であった。

一方、特開昭５２−８２６６１号の方法は、圧力ダイス
と潤滑液を直接吹付ける伸線ダイス、いわゆる従来の潤
滑方式ダイスを交互に配列し之ダイス列による伸線であ
る。この方法の狙いは、圧力ダイスのみでの伸線では伸
線材の温度を上昇させるおそれがありとして圧力ダイス
通過後の次段の伸線を潤滑液吹付けのダイスで行々い伸
線材を冷却して、全体的に線温上昇を抑止することにあ
る。この伸線方法は、圧力ダイス通過によって得られた
伸線材の良好な表面性状を次段のダイスで損なうもので
あシ、効果的な方法でない。

本発明者らは硬鋼線材の極細伸線において、減面加工率
、伸線速度を従来の範囲と同じにした場合は勿論、減面
加工率の増大および伸線速度の高速化を行なり次場合で
も、伸線断線の発生がなく、そして、伸線中のＨ４線の
温度上昇による強度、靭性の劣化を招くことなくすぐれ
九耐疲労性と撚シ加工成形性を有する鋼線が得られる伸
線加工方法について種々研究を行なった。

伸線加工中の鋼線の温度シミ卆し−ジ璽ンの結果、第１
図に示すように伸線加工速度の鋼線温度上昇に対する影
響が著しいことが確認された。このため、鋼線温度上昇
の抑制について検討し、ダイスと伸線材の摩擦係数の低
下、鋼線の浸漬による直接冷却と■滑液の冷却が必要と
考えた。

第１図におけるシミュレーション条件は、鋼種：　Ｈ８
２Ａ、伸線段：２０段、減面率＝１４．２憾、ダイス：
半角６度、摩擦係数：ｏ、ｏｏｓ、熱伝達率：　２５０
０　Ｋｍｔ／ｍ”　−ｈｒ　−’Ｃ、室温＝２０℃、冷
却媒体＝２０℃である。

鋼線冷却時の熱伝達；（冷却媒体の冷却能）、ダイス内
摩擦係数および、冷却媒体温度の鋼線温度に対する効果
についてシミュレーションし九結果を表１に示す。

本発明はこれらの方法について試験した結果見出したも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、すなわち、鋼線の連続伸線法において、潤滑
性の向上とダイス内摩擦係数の低下を所定圧力１０〜１
００　ｋｌＦ／ＩｙＲ”の範囲の加圧潤滑液内のダイス
伸線により達成し、この圧力ダイスを、仕上シ伸線段を
含む４段以上に連続して配列した伸線ダイス群を構成し
て伸線する方法であり、さらにこの伸線ダイス群とキャ
プスタン群を常圧の潤滑液中に浸漬させて鋼線を冷却し
ながら伸線する方法である。

以下本発明を図面に示す実施態様例に基いて説明する。

第２図は本発明方法を実施するに際し用いる極細伸線機
と潤滑液の配管系統を示す。

伸線機本体１の内部には、案内ローラー群２、伸線ダイ
ス群（通常ダイス３および圧カブイス４より構成）、キ
ャプスタン群５、圧力ダイス用潤滑液配管６がある。そ
して、これらに、伸線機本体の内部に満たされた浸漬潤
滑液７によって浸漬することが出来る。さらにこの詳細
を第３図に示す。被加工線８はアンコイラ９から供給さ
れ、伸線機本体１内に導かれ、案内ローラ３、伸線ダイ
ス（通常ダイス３あるいは圧力ダイス４）、およびキャ
プスタン５の順に通過するダイス１個毎の伸線加工サイ
クルを１０回以上繰返されて順次細い線径に加工され、
伸線機本体１から外部に導かれ、巻取ボビン１０によシ
巻取られる。

伸線初期の線通し作業時の潤滑方式は作業能率を低下さ
せない友め吹付は方式で行なう。

この手順は潤滑液を潤滑液タンク１１から潤滑液ポンプ
１２、吹付は潤滑用パルプ１３、配管１４を通って伸線
機本体１内に導き、伸線ダイス（３と４）へ供給する。

伸線機本体内の底部に溜っ九潤滑液はドレインパルプ１
５を通って潤滑液タンク１０へ戻る。念だし、この場合
圧力ダイス４には高圧潤滑液は供給されていない。

次に本発明の手順について述べる。全ダイスの線通し作
業が終了し念後、ドレインパルプ１５を閉じ、切換弁１
６をオーバーフロー側にセラ）Ｌオーバーフローパルプ
１７を開くこの結果、伸線機本体１の内部は浸漬潤滑液
７が充満し、キャプスタン群５、ダイス（３および４）
、案内ローラー３は潤滑液中に浸漬する。

次に第２段階として、高圧潤滑液用ポンプ１８を稼動し
、潤滑液を潤滑液用タンク１１から潤滑液加圧装置１９
に供給し、圧力１０〜１００　ｋｇ／ｍ”に加圧した後
加圧潤滑液用パルプ２０、圧力ダイス用潤滑液配管６を
通って、圧力ダイス４内に導き所定圧力になるまで流す
。

゛圧力ダイス内よシ漏れた潤滑液は、伸線機本体内に充
満の潤滑液と一緒にオーバーフローパルプ１７を経由し
て潤滑液タンク１１に戻される。

圧力ダイス内の潤滑液の圧力が所定圧力になりた段階で
伸線機は稼動される。この際、潤滑液による被加工線８
に対する冷却能を保持するため、昇温した潤滑液を冷却
する友めの熱交換器２１を必要に応じて稼動する。

次に本発明の伸線において使用する圧力ダイス４の構造
の例について第４図で説明する。

圧力ダイスは箱型容器２２の中に伸線引抜用ダイス２３
と高圧潤滑液２４をシールするための軽減面孔径を有す
るシール用ダイス２５１！：組込み、箱型容器の端部は
フランジ板２６で密閉して構成されている。被加工線８
が圧力ダイスを通過中は圧力ダイス用潤滑液配管６より
高圧潤滑液２４が供給される。

上記の如く、本発明の伸線方法は、全ダイスが潤滑液中
に浸漬され、且つ仕上り伸線ダイス？含めた連続４段以
上が圧力１０〜１００に９７ｃｍ”の昇圧潤滑液供給の
圧力ダイスによるものであるため、加圧されない吹付は
式潤滑方式、又は連続しない圧力ダイスによる強制潤滑
方法に比して、被加工線と伸線ダイスの間の潤滑性能は
向上し、この九め、被加工線の表面状況の改善による耐
疲労性の向上と伸線発熱による被加工線の靭性劣化の防
止が出来る。

本発明の伸線方法の実施にあたシ、圧力ダイスに供給さ
れる潤滑液の圧力は、潤滑効果の点よＦ）　１０〜１０
０　’Ｋｌｌ／ｃｍ”で十分であシ、それ以上の圧力に
耐える圧力ダイスは構造上不可能である。し危がって、
本発明の伸線方式における圧力ダイスの潤滑液圧力は１
０〜１００ゆ／儒２とする。又、仕上り伸線材の機械的
特性は、仕上最終伸線段を含む連続した４段以上での伸
線加工状況で決定されることから、圧力ダイスの配置数
を仕上り伸線段を含む連続４段以上とした。

タイヤコード等の極細線にして高強度な鋼線の耐疲労性
において、本発明の伸線法は従来の伸線法に比較して回
転曲げ疲労試験における時間強度が著しく向上すること
が認められる。また、高炭素鋼あるいは低合金鋼を用い
る高張力伸線材では、伸線加工速度が撚シ加工性等にあ
られれる靭性の低下に大きく影響することから、本発明
の伸線法は伸線加工速度を落すことなく伸線加工出来、
したがって伸線加工能率の維持が可卵であることに特徴
がある。

（実施例） 次に本発明の実施例を挙げる。

実施例−１ ピアノ線材（ＪＩＳ　５ＷＲ８７２Ａ）を中間段階にお
いて、２回のパテンティング処理と、その間の伸線を繰
返し、０．４５ｍφで最終パテンティング処理（オース
テナイト化９５０℃、鉛浴温度５５０℃）したものを供
試材として本発明の伸線方法を適用した。

本発明伸線法の条件は次の通りである。

Ａ、ダイススケ・ゾエール：０．４５φ→０．４４０φ
→０．４０５φ→０．３７６φ→０．３４４φ→０．３
１８φ→０．２９３φ→０．２７０φ→０．２４９φ→
０．２３φ→０．２１０φ→０．１９５φ→０．１８３
φ→０．１７１φ　（１３ダイス） Ｂ、潤滑液および供給圧カニ潤滑液〜石けん（１０容ｎ
％）十カオリン（５容量係）生動植物油（残部）、のｊ
匣１０係水溶液、潤滑液最大圧力１００　ｋｇ７ｃｍ” Ｃ１伸線速度：０．Ｌ７１ｍφダイス時で４００゜５０
０　、６００　ｍ／ｍ１ｎ Ｄ、最終仕上り線径：０．１７１ｍφ 上記の条件で得た伸線材、および、これと同一素材を全
ダイスに潤滑液をノズルより吹付けする従来法で得几伸
線材の材質特性を以下に示す。

伸線材の引張強さを第２表、第５図に示す。

引張強さは、各伸線速度ともに、本発明の伸線法による
伸線材は、従来法のものと差異は認められず、また、潤
滑液圧力の昇圧による変化はほとんどない。

伸線材の延性の評価として、捩す長さ２００囁、張力荷
重２ゆ、捻回速度５０　ｒ、ｐ、ｍの長尺捻回試験を打
力い、その試験結果を第２表、第６図に示す。

本発明の伸線法による伸線材は、従来法による伸線材よ
シ長尺捻回値は最小でも１０憾以上も向上している。こ
れは、本発明法による伸線は潤滑性の向上によシ伸線材
の表面状態が良好となったためであシ、また、伸線発熱
による伸線材の温度上昇が抑制されて、伸線材の延性劣
化が、はとんどなかったためと考えられる。

潤滑液の圧力の増加とともに長尺捻回値は改善しておシ
、少なくとも試験した最大圧力１００ゆ／α２までの潤
滑液の昇圧は有効であることがわかる。

試験回転速度は６０００　ｒ、ｐ、ｍ　　である。

曲げ応力が１００ゆ／闘２の場合の試験値を第７図に示
す。従来法による伸線材に比して、本発明の伸線による
伸線材は疲労寿命は明らかに向上している。

特に、潤滑液圧力５０ゆ／−以上では１６刈０４回以上
となり従来伸線法による伸線材での５Ｘ１０’回前後に
比して著しく向上する。これは、本発明法によ）伸線材
の表面性状が大きく改善され次ためと考えられる。

また、曲げ応力が１２５　ｋｙ／Ｈ”と高値の場合の試
験値を第８図に示す。本発明法の伸線材の従来法伸線材
に対する優位は、曲げ応力１００′１Ｋｇ７１１１Ｉ２
の場合よりも明確であ如、疲労寿命は少なくとも３倍以
上に改善される。そして、疲労寿命は潤滑液圧力１００
　ｋ１７／ｍ”まで、昇圧とともに向上する。

（発明の効果） 本発明の伸線法は　、従来法の伸側装置に潤リ、伸線材
として使用される鋼線の機械的特性を大幅に改善できる
伸線方法が実施できるものであυ、工業的な意義は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）　ｌ　（Ｃ）は０．８２係Ｃ
Ｈ線の１．４鰭からの湿式伸線加工における伸線加工速
度と鋼線温度のシミエレーシ冒ン結果を示す図、第２図
は、本発明方法を実施する極細伸線機側内の圧力ダイス
の配置と潤滑液の循環の九めの配管系統図、 第３図は本発明に用いる圧力ダイスの案内ローラー群と
キャプスタン群に対する位ｆｉｔを示す図、 第４図は本発明にて用いる圧力ダイスの構造例を示す図
、 第５図は潤滑液圧力と伸線材の引張強さの関係を示す図
、第６図は潤滑液圧力と伸線材の長尺捻回値の関係を示
す図、第７図、第８図は潤滑液圧力と伸線材の回転曲げ
疲労寿命の関係を示す図である。 １：伸線機本体　　　　２：案内ローラー群３：通常ダ
イス　　　　４：圧カメイス５：キヤプスタフ群 ６；圧力ダイス用潤滑液配管 ７：浸漬潤滑液　　　　８：被加工線 ９：アンエイラ−１０＝巻取メビン １１：；ｆＴＪ滑液タンク　　１２：潤滑液ポンプ１３
：吹付は潤滑用パルプ　１４　：配管１５ニドレインパ
ルプ　１６：切換弁 １７　：　オーバーフローパルプ　１８　：高圧潤滑液
用ポンプ１９　：潤滑液加圧装置　　２０　：加圧潤滑
液用パルプ２１：熱交換器　　　　２２：箱型容器２３
：伸線引抜用ダイス２４：高圧潤滑液２５：シール用ダ
イス　２６：フランジ板第４図 第５図 Ｅｌｆ　Ｅｌ−夜圧力（にｔ／ｃｍ’）第６図 イＩ？線ズ嘩≧ｊも 三肥三骨□三ン焚、圧力（に９んｍり 第７図 ＝朋ミ骨液圧力（駿／Ｃ−）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）線径２ｍｍ以下の金属線の湿式伸線加工を行なう
   に際して、ダイス潤滑液を１０〜１００ｋｇ／ｃｍ＾２
   の範囲に加圧すると共に、その加圧潤滑液を内蔵する圧
   力ダイスによる伸線加工を最終４段以上連続して行なう
   ことを特徴とする鋼線の伸線方法。
2. （２）伸線ダイス群、キャプスタン群および案内ローラ
   ー群を常圧の潤滑液中に浸漬された状態で伸線すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋼線の伸線方
   法。