JPWO2003035929A1

JPWO2003035929A1 - 塑性加工用金属線材の製造方法

Info

Publication number: JPWO2003035929A1
Application number: JP2003538425A
Authority: JP
Inventors: 吉田　昌之; 昌之吉田; 小見山　忍; 忍小見山; 雄悟對木
Original assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Current assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: CN1302153C; US20050019496A1; CA2463786A1; JP4271573B2; WO2003035929A1; EP1449936A4; EP1449936A1; TW571000B; CN1571864A

Abstract

鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属線材の表面をショットブラスト、サンドブラスト、ベンデイング、陽極酸洗浄及び陰極酸洗浄からなる群から選ばれる少なくとも１種の清浄化処理方法で２０秒間以下清浄化処理を施した後、燐酸塩、硫酸塩、硼酸塩、珪酸塩、モリブテン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選べる少なくとも１種の無機塩と、金属石鹸、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデンおよびグラファイトからなる群から選ばれる少なくとも１種の滑剤とを含む水系の潤滑皮膜形成処理液を５秒間以下接触させ、直ちに乾燥し、前記線材表面に付着量０．５〜２０ｇ／ｍ２の潤滑皮膜を連続インライン方式で形成させる方法である。上記の方法により優れた潤滑性を有する塑性加工用金属材料を短時間に製造することができる。

Description

技術分野
本発明は、鉄鋼、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属線材の表面に化成処理を施さずに優れた潤滑性を付与させるインライン方式の塑性加工用金属線材の製造方法に関する。より詳しは、鉄鋼、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属線材にヘッダー加工などの冷間塑性加工を行う際、その表面に化成処理を施すことなく優れた潤滑性を有する皮膜をインライン方式で形成させる新規な方法に関する。
背景技術
一般に鉄鋼、ステンレス等の金属材料を塑性加工する際には、被加工材と工具との金属接触により生ずる焼き付きやかじりを防止する目的で、金属表面に潤滑皮膜を生成させている。このような潤滑皮膜としては、潤滑剤を金属表面に物理的に付着させるタイプのものと、化学反応により金属表面に化成処理皮膜を生成させた後、潤滑剤を使用するタイプのものがある。金属表面に潤滑剤を物理的に付着させるタイプのものは、金属表面に化成処理皮膜を生成させた後潤滑剤を使用するタイプのものに比べ、密着性が劣るため一般に軽加工用として使用されている。化成処理皮膜を生成させた後潤滑剤を使用するタイプでは、表面にキャリアとしての役割を有するりん酸塩皮膜や蓚酸塩皮膜を生成させた後、滑り性のある潤滑剤を使用する。このタイプはキャリア皮膜としての化成皮膜と潤滑剤との二層構造を有しており、非常に高い耐焼き付き性を示す。そのため伸線、伸管、鍛造などの塑性加工分野において非常に広い範囲で使用されてきた。塑性加工の中でも特に加工が厳しい分野には、金属表面にりん酸塩皮膜や蓚酸塩皮膜のような下地皮膜を形成させ、その上に潤滑剤を使用する方法が多用されている。
また、化成処理皮膜上に使用される潤滑剤は使用方法で大きく二つに分けることが出来る。一つは、化成処理皮膜に潤滑剤を物理的に付着させるタイプのもの、もう一つは、化成処理皮膜に潤滑剤を反応させて付着させるタイプのものである。前者の潤滑剤としては、鉱油、植物油及び合成油を基油として、その中に極圧剤を添加したもの、または黒鉛、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤をバインダー成分とともに水に溶かし、付着、乾燥工程で使用するもの等が挙げられる。これらの潤滑剤はスプレー塗布や浸漬塗布により簡便に使用できるので、液管理も殆ど必要が無いなどの利点があるが、潤滑性が低いため比較的軽い潤滑の場合に使用されることが多い。一方後者は、潤滑剤としてステアリン酸ナトリウムのような反応型石鹸が用いられ、高い潤滑性が必要な場合に使用されている。
しかしながら、化学反応を伴う化成処理と反応型石鹸を使用すると、高い潤滑性が得られるが、その反面、液の管理、化学反応を制御するための温度管理、液の劣化による廃棄更新が必要となる。近年の地球環境保全を目的に、産業廃棄物の低減は大きな課題となっている。このために、廃棄物が生じない潤滑剤や処理方法が望まれている。また、従来技術は、工程や処理液の管理が複雑であるために簡便な処理が望まれている。
一方、金属線材の潤滑処理は、線材を巻いてコイル状にしたストランドを段階的に処理している。いわゆるバッチ方式である。一般的には、２トン程度のストランドを、十数トンの容量を持つ処理槽に浸漬し処理を行う。通常は、アルカリ脱脂、水洗にて油分を除去した後、塩酸あるいは硫酸洗槽に浸漬させ、スケール除去を行う。この時の温度は常温〜６０℃、時間は数十分が普通である。次いで、水洗し、次に化成槽に浸漬し、りん酸塩皮膜処理やしゅう酸塩皮膜処理を行う。りん酸塩処理の場合、処理温度は約８０℃であり、処理時間は１０分程度である。その後、水洗し、石鹸処理槽に浸漬して、石鹸処理を行う。この石鹸処理の処理温度は約８０℃であり、処理時間は１０分程度である。このように、従来の処理はバッチ方式で行われており、十数トンのタンクが数個必要である。このために処理場にかなりのスペースが必要となる。また、処理温度も高く、この加温および保温に多大のエネルギーが必要となっている。さらに、各工程毎に処理時間が長く、一つのストランドの処理を終了するまでに、全体として１時間程度の時間が必要となる。
このような問題点を解決するため、水溶性高分子またはその水性エマルションを基材とし、固体潤滑剤と化成皮膜形成剤とを配合した潤滑剤組成物（特開昭５２−２０９６７号公報）等が提案されているが、化成皮膜処理に匹敵するようなものは得られていない。また、これら問題点を解決するため、本出願人は、（Ａ）水溶性無機塩、（Ｂ）固体潤滑剤、（Ｃ）鉱油、動植物油脂および合成油から選ばれる少なくとも１種の油成分、（Ｄ）界面活性剤ならびに（Ｅ）水からなる、固体潤滑剤および油が均一にそれぞれ分散および乳化した金属の冷間塑性加工用水系潤滑剤を提案した（特開平１０−８０８５号公報）。しかし、この発明による潤滑剤は油成分を乳化しているために工業的に使用するには不安定であり、高い潤滑性を安定的に発揮すには至っていない。
また、これら問題点を解決する手段として、さらに本出願人は、（Ａ）合成樹脂、（Ｂ）水溶性無機塩および水を含有し、この固形分重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．２５／１〜９／１であって、合成樹脂が溶解または分散している、金属材料の塑性加工用潤滑剤組成物（特開２０００−６３８８０号）を提案した。しかし、この発明による潤滑剤は合成樹脂を主成分としており、厳しい加工条件では充分な潤滑性を安定的に発揮するには至っていない。また、これらは、潤滑性に関しては記述があるものの、連続的に線材にインラインで処理を施す場合に関する記述が充分なされていない。
本発明は、上記従来技術の抱える問題を解決するためのものであり、優れた潤滑性を有する塑性加工用金属線材を、地球環境保全を考慮し、短時間に、省エネルギー、省スペースで製造でき、且つ各種金属材料に適用できる製造方法を提供することを目的とするものである。
発明の開示
本発明者らは、上記課題を解決するための手段について鋭意研究を行った結果、塑性加工用の金属線材において、該金属線材表面に対して特定の清浄化処理を施した後、特定の成分を含む水系の処理液を接触させ塗布し、次いで乾燥する工程を連続的に行うことにより、表面に特定の付着量の潤滑皮膜を被覆した金属線材をインラインにて作成する新規な方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、線径が０．３〜５０ｍｍの金属線材の表面に、ショットブラスト、サンドブラスト、ベンディング、陽極酸洗浄および陰極酸洗浄からなる群から選ばれる少なくとも１種の清浄化処理方法で２０秒間以下清浄化処理を施した後、りん酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種の無機塩と、金属石鹸、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデンおよびグラファイトからなる群から選ばれる少なくとも１種の滑剤とを含み、且つ、前記滑剤／無機塩の固形分重量比が０．１〜４．０の範囲内にある水系の潤滑皮膜形成処理液を５秒間以下接触させ、直ちに乾燥し、前記線材表面に付着量０．５〜２０ｇ／ｍ^２の潤滑皮膜を連続インライン方式で形成させることを特徴とする塑性加工用金属線材の製造方法である。
上記の方法において、清浄化処理を施した後、高周波加熱、熱風加熱、湯洗加熱、蒸気加熱、直火加熱、過熱蒸気加熱などの予備加熱を施してから潤滑皮膜形成処理液と接触させてもよい。
上記の金属線材としては、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金、銅および銅合金から成る群から選ばれる金属線材が好ましく用いられる。また、連続処理における金属線材の線速度が１０〜１５０ｍ／分であることが好ましい。
この方法によると、金属線材に省エネルギー、省スペースで、且つ簡便な処理で、短時間で、高い潤滑性を有する皮膜を生成することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の内容をより詳細に説明する。本発明の製造方法で作られた金属線材は冷間塑性加工に用いられる。ここで言う冷間塑性加工とは、主にヘッダー加工を意味する。このヘッダー加工の一般的なものとしては、ボルトの製造が挙げられる。線材を切断して、これを加工してボルトを作成している。その他、自動車や機械などの部品も線材より切り出され冷間加工にて作製されている。
本発明の金属材料は、これら冷間加工に使用されるもので、その材質は、常用金属である鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金、銅および銅合金から成る群から選ばれるものが好ましい。本発明においては、金属線材の処理は、束ねられた形、すなわちコイル状にしたストランドの状態で処理（前記のバッチ方式処理）するのではなく、ばらされた一本の形態において連続・継続的に処理するインライン方式で行なう。金属線材の直径（線径）は０．３〜５０ｍｍの範囲が好ましい。線径が０．３ｍｍ未満では、線が細すぎて本発明の方法では塗布が均一にならず、その後の塑性加工性に問題を生じる場合がある。５０ｍｍ以上でも技術的には、特に問題ないが、線の巻きだしや巻き取りが大変で、工業的には実用性がない。
金属線材の清浄化処理は、ショットブラスト、サンドブラスト、ベンディング、陽極酸洗浄および陰極酸洗浄から成る群から選ばれる少なくとも１種の清浄化方法を用いる必要がある。ここでの清浄化とは、焼鈍等により成長した酸化スケールや各種の汚れ（油など）を除去することを目的とするものである。この清浄化処理によって、その後の潤滑剤皮膜の形成が円滑に行なえる。特に、近年、環境上の問題から廃水処理負荷の低減が望まれており、この場合には、メカニカル・デスケーリングと称される廃水の出ない方法、すなわちインライン・ショットブラストやベンディングが有用である。また、酸を用いる場合においても、処理時間を短縮するために電解を利用した陽極酸洗浄や陰極酸洗浄を使用する。陽極酸洗浄とは、硫酸などの酸を用い、線材を陽極（アノード）、対極（白金板等）を陰極（カソード）として、印加電圧２〜５０Ｖ、電流密度、２〜１００Ａ／ｄｍ^２にて数秒間電解し、金属素材を一部溶解させ、これとともにスケールを除去するものである。また、陰極酸洗浄とは、硫酸などの酸を用い、線材を陰極（カソード）、対極（白金板等）を陽極（アノード）として、印加電圧２〜５０Ｖ、電流密度、２〜１００Ａ／ｄｍ^２にて数秒間電解し、金属表面で発生する水素ガスの力を利用し、スケールを除去するものである。
強固なスケールの場合には、陽極酸洗浄に次いで陰極酸洗浄を行うことが効果的である。また、メカニカル・デスケーリングで除去しきれなかった細かな残留物（ブラスト粉など）を除去する目的で、陰極酸洗浄を組み合わせることも効果的である。陽極酸洗浄や陰極酸洗浄の後は、水洗にて表面の酸をすすぎ、清浄化する。本発明において、この洗浄化の処理時間は２０秒間以下とする必要がある。２０秒を超える場合には、処理ゾーンが長くなりすぎ、本発明のねらいである省スペースが実現できなくなるので好ましくない。
本発明では、金属線材を上記の清浄化処理した後に、水系の潤滑皮膜形成処理液に接触させる。この潤滑皮膜形成処理液に接触させる前に、金属線材を予備加熱しておくのが好ましい。この予備加熱によって潤滑皮膜形成処理液の乾燥を速めることができるので乾燥時間を短縮できる。この乾燥時間の短縮の効果は、特に処理速度が高速になった場合に、処理装置の占有面積を減少することができるので、より顕著となる。
この予備加熱の方式としては、高周波加熱、熱風加熱、湯洗加熱、蒸気加熱、直火加熱、過熱蒸気加熱などが採用できる。予備加熱は、金属線材の温度が７０〜１５０℃になるように行なう。金属線材の温度が７０℃未満では潤滑皮膜形成処理液に接触後の乾燥を充分に速めることが困難であり、また金属線材の温度が１５０℃を超えると潤滑皮膜形成処理液が金属線材と接触した際に水蒸気を発生するため正常な潤滑皮膜が得られない。この予備加熱による乾燥時間の短縮の効果は、特に処理速度が高速になった場合、装置の占有面積が増大するのでより顕著となる。
本発明に用いる水系の潤滑皮膜形成処理液は、無機塩および滑剤を主成分として含む。本発明で目的とする潤滑皮膜は、塑性加工時の追従性が良く、金型との焼付きに対する硬さと強度を有し、滑り性が良く、摩擦係数を軽減させることが必要である。これらを実現するためには、無機塩と滑剤を組み合わせて用いることが重要である。無機塩としては、りん酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の無機塩が好まく用いられる。具体的には、例えば、りん酸亜鉛、りん酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、ケイ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム（四ホウ酸ナトリウム）、ホウ酸カリウム（四ホウ酸カリウム等）、ホウ酸アンモニウム（四ホウ酸アンモニウム等）、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせてもよい。
滑剤としては、金属石鹸、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、二硫化モリブデンおよびグラファイトが好ましく用いられる。これらは２種以上組み合わせて用いてもよい。具体的には、金属石鹸としては、Ｃ１２〜Ｃ２６の飽和脂肪酸と亜鉛、カルシウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、及びリチウムから成る群から選ばれた少なくとも一種の金属を反応させて得られたもの、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウムなどが挙げられる。ワックスとしては、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス等を挙げることができる。なお、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデン、グラファイトについては、平均粒径や分子量などに特に制限はない。
潤滑皮膜形成処理液中の滑剤と無機塩との配合割合は、固形分重量比で、滑剤／無機塩が０．１〜４．０の範囲内にする必要がある。この固形分重量比が０．１未満では滑り性が劣り、充分な潤滑性が得られない。４．０を超えると加工時に押し込みキズが発生しやすくなり好ましくない。より好ましい固形分重量比の範囲は０．２〜１．５である。滑剤と無機塩は、水に溶解あるいは分散させた水系の処理液にして用いる。この際に、分散を安定化させるために公知の界面活性剤や安定化剤を用いてもよい。界面活性剤が必要な場合には、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。
上記の非イオン界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン（エチレンおよび／またはプロピレン）アルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール（もしくはエチレンオキシド）と高級脂肪酸（例えば炭素数１２〜１８）とから構成されるポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンとポリエチレングリコールと高級脂肪酸（例えば炭素数１２〜１８）とから構成されるポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等が挙げられる。陰イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば脂肪酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩、ジチオリン酸エステル塩等が挙げられる。両性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばアミノ酸型およびベタイン型のカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。陽イオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば脂肪酸アミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの界面活性剤は各々単独でまたは２種以上組み合わせて使用することが出来る。
その他、皮膜形成を補助する目的で、必要に応じて潤滑皮膜形成処理液中に公知の粘度向上剤を添加してもよい。例えば、平滑性を向上させ、皮膜ムラを抑制する場合などには、粘度向上剤は有効である。また、皮膜の密着性を上げるためにバインダー成分として、高分子化合物などを添加してもよい。これらの配合量、種類など、特に限定されるものではない。例えば、無機系のスメクタイト系の粘度鉱物（モンモリロナイト、ソーコナイト、バイデライト、ヘクトライト等）、有機系として、ウレタン系（ポリオールとポリイソシアネート重合物等）、ポリカルボン酸塩系（アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸の重合物等）、ポリオレフィン系（ポリビニルアルコール等）、ポリエーテル系（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、多糖類（メチルセルロース、メチルスターチ、メチルグアーガム等）が挙げられる。
本発明において、この水系の潤滑皮膜形成処理液との接触時間は５秒間以下にする必要がある。５秒を超える場合には、処理ゾーンが長くなりすぎ、本発明のねらいである省スペースが実現できなくなるので好ましくない。本発明の潤滑皮膜の付着量は、０．５〜２０ｇ／ｍ^２の範囲にする必要がある。付着量が０．５ｇ／ｍ^２未満では充分な潤滑性が発揮されない。また、２０ｇ／ｍ^２を超えると皮膜が厚すぎ加工時に押し込みキズや余剰のカスが生じるなど好ましくない。潤滑皮膜の付着量は、塗布する潤滑剤の量およびその濃度を適宜コントロールすることにより、規定の付着量になるように調整する。付着量は、処理した線材を一定の長さに切り出し、この重量を測定し、次いで、皮膜を剥離して、この重量差を求め、これと表面積（切り出した長さより算出）より簡単に算出することができる。
本発明においては、潤滑皮膜形成処理液を塗布された線材は、次いで乾燥され、これによって線材表面に潤滑皮膜が形成される。この際の乾燥方法は特に限定されるものではないが、熱風乾燥が簡便であり好ましい。また、この処理後には、巻き取ってもよいが、連続的に伸線加工やスキンパス加工、あるいは更にヘッダー加工を行ってもよい。また、本発明の金属線材の連続処理における線速度は、１０〜１５０ｍ／分の範囲が好ましい。線速度が１０ｍ／分未満では、生産性が充分得られず、工業的には意味がない。また線速度が１５０ｍ／分を超えると、潤滑皮膜の塗布処理後の均一性が劣るようになるので、あまり好ましくない。
本発明の実施例を比較例と共に挙げ、具体的に説明する。
（１）実施例、比較例で使用する素材（線材）
▲１▼引抜き用鋼材
Ｓ４５Ｃ球状焼鈍材：直径３ｍｍ、長さ２０ｍ
▲２▼引抜き用ステンレス材
ＳＵＳ４３０：直径３ｍｍ、長さ２０ｍ
▲３▼引抜き用チタン材
β合金Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ：直径３ｍｍ、長さ２０ｍ
▲４▼ボルト加工用鋼材
ＳＣＭ４３５：直径９ｍｍ、長さ３００ｍ
（２）実施例、比較例で使用する潤滑皮膜形成処理液の組成
処理液１
無機塩：四ホウ酸ナトリウム
滑剤：ステアリン酸ナトリウム
滑剤／無機塩比：１．０
固形分濃度：１０％
処理液２
無機塩：りん酸亜鉛＋四ホウ酸ナトリウム（重量比１：２）
滑剤：ステアリン酸亜鉛＋ステアリン酸カルシウム（重量比１：１）
滑剤／無機塩比：０．５
固形分濃度：５％
処理液３
無機塩：四ホウ酸カリウム
滑剤：マイクロクリスタリンワックス
滑剤／無機塩比：２．０
固形分濃度：８％
処理液４
無機塩：硫酸カリウム＋四ほう酸カリウム（重量比１：１）
滑剤：ＰＴＦＥ
滑剤／無機塩比：０．３
固形分濃度：１５％
処理液５
無機塩：ケイ酸カリウム
滑剤：ステアリン酸カルシウム＋ポリエチレンワックス（重量比１：２）
滑剤／無機塩比：１．５
固形分濃度：２０％
処理液６
無機塩：四ホウ酸ナトリウム
滑剤：なし
滑剤／無機塩比：０
固形分濃度：１０％
処理液７
無機塩：なし
滑剤：ポリエチレンワックス
滑剤／無機塩比：−
固形分濃度：１０％
処理液８
無機塩：四ホウ酸ナトリウム
滑剤：ステアリン酸ナトリウム
滑剤／無機塩比：１．０
固形分濃度：０．５％
実施例１〜３
前記各素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲５▼を、その番号順に施した。処理線速度は４０ｍ／分であった。
▲１▼陽極酸洗浄：硫酸２０％，温度６０℃，時間１秒，電流密度，３０Ａ／ｄｍ^２
▲２▼陰極酸洗浄：硫酸２０％，温度６０℃，時間４秒，電流密度，４０Ａ／ｄｍ^２
▲３▼水洗：水道水、６０℃、浸漬５秒
▲４▼表面処理：前記の処理液１（実施例１）、処理液２（実施例２）または処理液３（実施例３）使用、６０℃、浸漬２秒
▲５▼乾燥：１４０℃の熱風吹き付け、１５秒
実施例４〜５
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲３▼を、その番号順に施した。処理線速度は４０ｍ／分であった。
▲１▼ショットブラスト：ショット球（φ０．５ｍｍ）、時間１０秒、圧力５Ｋｇｆ／ｃｍ^２
▲２▼表面処理：前記の処理液４（実施例４）または処理液５（実施例５）使用、６０℃、浸漬３秒
▲３▼乾燥：１４０℃の熱風吹き付け、１５秒
実施例６〜８
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲５▼を、その番号順に施した。処理線速度は１００ｍ／分であった。
▲１▼ベンディング：９０°ベンディング（４段）
▲２▼陰極酸洗浄：硫酸２０％，温度６０℃，時間２秒，電流密度，１００Ａ／ｄｍ^２
▲３▼水洗：水道水、６０℃、浸漬３秒
▲４▼表面処理：前記の処理液１（実施例６）、処理液２（実施例７）または処理液３（実施例８）使用、６０℃、浸漬１秒
▲５▼乾燥：誘導加熱（２秒）到達温度１２０℃
実施例９〜１０
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲４▼を、その番号順に施した。処理線速度は４０ｍ／分であった。
▲１▼ショットブラスト：ショット球（φ０．５ｍｍ）、時間１０秒、圧力５ｋｇｆ／ｃｍ^２
▲２▼予備加熱：湯洗（温度９０℃）、浸漬３秒
▲３▼表面処理：前記の処理液４（実施例９）または処理液５（実施例１０）使用、６０℃、浸漬１秒
▲４▼乾燥：１４０℃の熱風吹き付け、３秒
実施例１１〜１２
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲４▼を、その番号順に施した。処理線速度は１００ｍ／分であった。
▲１▼ショットブラスト：ショット球（φ０．５ｍｍ）、時間５秒、圧力７ｋｇｆ／ｃｍ^２
▲２▼予備加熱：誘導加熱（１秒）到達温度８０℃
▲３▼表面処理：前記の処理液４（実施例１１）または処理液５（実施例１２）使用、６０℃、浸漬１秒
▲４▼乾燥：２００℃の熱風吹き付け、２秒
比較例１〜２
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲５▼を、その番号順に施した。処理線速度は４０ｍ／分であった。
▲１▼陽極酸洗浄：硫酸２０％，温度６０℃，時間１秒，電流密度，３０Ａ／ｄｍ^２
▲２▼陰極酸洗浄：硫酸２０％，温度６０℃，時間４秒，電流密度，４０Ａ／ｄｍ^２
▲３▼水洗：水道水、６０℃、浸漬５秒
▲４▼表面処理：前記の処理液６（比較例１）または処理液７（比較例２）使用、６０℃、浸漬２秒
▲５▼乾燥：１４０℃の熱風吹き付け、１５秒
比較例３
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲２▼を、その番号順に施した。処理線速度は４０ｍ／分であった。
▲１▼表面処理：前記の処理液１使用、６０℃、浸漬３秒
▲２▼乾燥：１４０℃の熱風吹き付け、１５秒
比較例４
前記素材（線材）に、次の工程▲１▼〜工程▲３▼を、その番号順に施した。処理線速度は２００ｍ／分であった。
▲１▼ショットブラスト：ショット球（φ０．５ｍｍ）、時間１０秒、圧力５Ｋｇｆ／ｃｍ^２
▲２▼表面処理：前記の処理液８使用、６０℃、浸漬３秒
▲３▼乾燥：１４０℃の熱風吹き付け、１５秒
比較例５
前記素材（鋼材▲１▼、▲４▼）に、次の工程▲１▼〜工程▲８▼を、その番号順に施した。
▲１▼アルカリ脱脂：市販の脱脂剤（登録商標ファインクリナー４３６０：日本パーカライジング（株）製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
▲２▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲３▼酸洗：１７％塩酸、温度３０℃、浸漬１０分
▲４▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲５▼化成処理：市販のりん酸亜鉛化成処理剤（登録商標パルボンド３６７０Ｘ：日本パーカライジング（株）製）濃度９０ｇ／Ｌ、温度８０℃、浸漬１０分
▲６▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲７▼石鹸処理：市販の反応石鹸潤滑剤（登録商標パルーブ２３５：日本パーカライジング（株）製）濃度７０ｇ／Ｌ、８０℃、浸漬５分
▲８▼乾燥：８０℃の熱風吹き付け、２０分
比較例６
前記素材（ステンレス材▲２▼）に、次の工程▲１▼〜工程▲８▼を、その番号順に施した。
▲１▼アルカリ脱脂：市販の脱脂剤（登録商標ファインクリナー４３６０：日本パーカライジング（株）製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
▲２▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲３▼酸洗：硝酸−フッ酸（１０％硝酸−５％フッ酸）、常温、浸漬１０分
▲４▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲５▼化成処理：市販のしゅう酸塩化成処理剤（登録商標フェルボンドＡ：日本パーカライジング（株）製）１号剤濃度３０ｇ／Ｌおよび２号剤１５ｇ／Ｌ，温度９５℃、浸漬１５分
▲６▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲７▼石鹸処理：市販の反応石鹸潤滑剤（登録商標パルーブ２３５：日本パーカライジング（株）製）濃度７０ｇ／Ｌ、８０℃、浸漬５分
▲８▼乾燥：８０℃の熱風吹き付け、２０分
比較例７
前記素材（チタン材▲３▼）に、次の工程▲１▼〜工程▲８▼を、その番号順に施した。
▲１▼アルカリ脱脂：市販の脱脂剤（登録商標ファインクリナー３１５：日本パーカライジング（株）製）濃度１５ｇ／Ｌ，温度６０℃、浸漬１０分
▲２▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲３▼酸洗：硝酸−フッ酸（１５％硝酸−５％フッ酸）、常温、浸漬１０分
▲４▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲５▼化成処理：市販の化成処理剤（登録商標パルメット３８５５：日本パーカライジング（株）製）濃度２５ｇ／Ｌ，温度６０℃、浸漬１０分
▲６▼水洗：水道水、常温、浸漬５分
▲７▼石鹸処理：市販のモリブデン系潤滑剤（登録商標パルーブ４６４９Ｃ：日本パーカライジング（株）製）濃度８００ｇ／Ｌ、８０℃、浸漬３分
▲８▼乾燥：８０℃の熱風吹き付け、２０分
上記実施例１〜１２、比較例１〜７で得られた各金属線材につき、次の評価を行なった。その結果を表１に示す。
＜評価＞
・引抜き加工性
線材を以下の条件にて３段階の引抜き加工した。３段階目の引抜き後のキズおよび３段階目の引抜き荷重（Ｋｇｆ）にて評価した。キズがなく引抜き荷重が低いものが良い。
１段階：φ３．００ｍｍ→φ２．７６ｍｍ
２段階：φ２．７６ｍｍ→φ２．４０ｍｍ
３段階：φ２．４０ｍｍ→φ２．１７ｍｍ
・ヘッダー加工性
ボルト加工用線材を、スキンパス加工し（φ８．３ｍｍへ）、次いで、既存のヘッダーマシンにてフォーマー油を用い、図１のようなボルトを２０００ヶ連続作製した。この際の先端部分のキズの有無を目視判定し、その発生本数と程度をチェックした。
・工程数
工程数および設備の占有面積より評価した。工程が少ないほど、また、占有面積が小さい方が望ましい。
・環境保全性
廃棄される産業廃棄物（スラッジ）の有無で評価した。無いことが望ましい。

第１表から明らかなように、本発明の塑性加工用金属線材の製造方法による実施例１〜１２は優れた潤滑性を発揮し、且つ、省スペースで環境保全性にも優れることが分かる。実施例９，１０は、予備加熱を施すことで全工程の処理時間が短縮できるため、処理装置の占有面積を減少できる。また、実施例１１，１２は、実施例４，５に比べて処理速度が２．５倍であるにもかかわらず、処理装置の占有面積は１．５倍で済んだ。これは基本的には予備加熱工程による処理時間の短縮化の効果である。
潤滑／無機塩の比が本発明の範囲外である比較例１および２は潤滑性が劣っており、引抜き加工時に金型と一部焼付きを生じ、また、ヘッダー加工もできなかった。また、清浄化処理を行っていない比較例３も潤滑性が不充分で加工できなかった。付着量が範囲外である比較例４に関しても潤滑性が不充分で加工できなかった。従来技術である比較例４〜７は潤滑性は良好であるが、処理スペースおよび環境保全の側面より問題がある。
産業上の利用可能性
本発明の塑性加工用金属線材の製造方法を用いると簡便な処理で、短時間で、高い潤滑性を有する皮膜を生成することができ、また地球環境の観点、また省エネルギー、省スペースの観点からも産業上の利用価値も極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明方法で製造した塑性加工用金属線材のヘッダー加工性を試験したときのボルトの断面図である。

Claims

線径が０．３〜５０ｍｍの金属線材の表面に、ショットブラスト、サンドブラスト、ベンディング、陽極酸洗浄および陰極酸洗浄からなる群から選ばれる少なくとも１種の清浄化処理方法で２０秒間以下清浄化処理を施した後、りん酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種の無機塩と、金属石鹸、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデンおよびグラファイトからなる群から選ばれる少なくとも１種の滑剤とを含み、且つ、前記滑剤／無機塩の固形分重量比が０．１〜４．０の範囲内にある水系の潤滑皮膜形成処理液を５秒間以下接触させ、直ちに乾燥し、前記線材表面に付着量０．５〜２０ｇ／ｍ^２の潤滑皮膜を連続インライン方式で形成させることを特徴とする塑性加工用金属線材の製造方法。
線径が０．３〜５０ｍｍの金属線材の表面に、ショットブラスト、サンドブラスト、ベンディング、陽極酸洗浄および陰極酸洗浄からなる群から選ばれる少なくとも１種の清浄化処理方法で２０秒間以下清浄化処理を施した後、予備加熱を施してから、りん酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、モリブデン酸塩およびタングステン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種の無機塩と、金属石鹸、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデンおよびグラファイトからなる群から選ばれる少なくとも１種の滑剤とを含み、且つ、前記滑剤／無機塩の固形分重量比が０．１〜４．０の範囲内にある水系の潤滑皮膜形成処理液を５秒間以下接触させ、直ちに乾燥し、前記線材表面に付着量０．５〜２０ｇ／ｍ^２の潤滑皮膜を連続インライン方式で形成させることを特徴とする塑性加工用金属線材の製造方法。
金属線材が、鉄、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金、銅および銅合金から成る群から選ばれる請求項１又は２記載の塑性加工用金属線材の製造方法。
連続処理における金属線材の線速度が１０〜１５０ｍ／分である請求項１、２又は３に記載の塑性加工用金属線材の製造方法。