WO2017057385A1 - 耐食性及び加工後の外観に優れた鋼線材 - Google Patents

Abstract

長期防錆性等の耐食性と、圧造加工後の優れた外観と、を両立することができる潤滑皮膜を有する鋼線材を提供する。　本開示の鋼線材は、ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）と脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含み、（Ｂ）／（Ａ）の乾燥質量比が１．３～１８の範囲であり、（Ｃ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０．１４～２．０の範囲であり、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有するものである。

Description

耐食性及び加工後の外観に優れた鋼線材

　本開示は、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有する鋼線材に関する。

　鋼線および鋼線材の塑性加工において、金属表面同士（特にダイスと被加工材）が激しく擦れ合う際に生じる摩擦は、加工エネルギーの増大、発熱及び焼付き現象などの原因となる。そこで、摩擦力低減を目指した様々な潤滑剤が用いられてきた。潤滑剤としては、古くから油及び石けん類などが用いられ、摩擦面に供給することで流体潤滑膜として摩擦力を低減してきた。しかしながら、表面積拡大による大きな発熱を伴いながら高面圧下で摺動する塑性加工では、潤滑性不足及び潤滑膜切れなどにより焼付き現象が発生し易くなる。そのため、高面圧下でも、ダイスと被加工材の界面に介在することで潤滑膜切れを起こしにくく、金属同士の直接接触を回避できる、ホウ酸塩皮膜及びリン酸塩結晶皮膜等の無機皮膜等の固体皮膜で予め金属材料表面を被覆しておく技術が一般化されている。このような固体皮膜は、充分な皮膜強度を有する。特に、リン酸亜鉛皮膜と石鹸層からなる複合皮膜（以下、化成処理皮膜と呼ぶ場合がある）は、高い加工性と耐食性を有しており、広く用いられている。

　一方、近年、加工エネルギーの更なる低減化、強加工度化、難加工材への対応、皮膜プロセスの環境保全性（例えばリン酸塩処理はスラッジ等の産業廃棄物を多量に生じさせるので環境保全上問題がある）、及びボルト等の浸リン（高強度ボルトのヘッダー加工後に皮膜成分のリンが残存すると、熱処理時にリンが鋼中に進入し、脆性破壊の起因となる）対策など、固体皮膜への要求は多岐に亘り、急速に高まりつつある。これらの要求に対して環境保全を考慮する一方、高度な潤滑性を有する固体皮膜が開発されつつある。この技術は、被加工材の表面に水系の塑性加工潤滑剤を塗布し乾燥するだけの簡便な工程によって、高度な潤滑性を有する皮膜を形成させるものである。

　特許文献１には（Ａ）水溶性無機塩と（Ｂ）ワックスを水に溶解または分散させた組成物で、固形分重量比（Ｂ）／（Ａ）が０．３～１．５の範囲内にあることを特徴とする金属材料塑性加工用水系潤滑皮膜処理剤とその皮膜形成方法が開示されている。

　特許文献２にはアルカリ金属ホウ酸塩（Ａ）を含有する水系潤滑皮膜処理剤において、アルカリ金属ホウ酸塩（Ａ）にホウ酸リチウムを含み、アルカリ金属ホウ酸塩（Ａ）における全アルカリ金属に対するリチウムのモル比率が０．１～１．０であって、かつ、アルカリ金属ホウ酸塩（Ａ）のホウ酸Ｂとアルカリ金属Ｍとのモル比率（Ｂ／Ｍ）が１．５～４．０であることを特徴とする金属材料塑性加工用水系潤滑皮膜処理剤とその皮膜形成方法が開示されている。この技術は皮膜が吸湿することによって発生する皮膜の結晶化を抑制することで加工性のみならず、高い耐食性を有する皮膜を形成することができるとされている。

　特許文献３にはＡ成分：無機系固体潤滑剤と、Ｂ成分：ワックスと、Ｃ成分：水溶性無機金属塩とを含有し、Ａ成分とＢ成分の固形分乾燥質量比（Ａ成分／Ｂ成分）が０．１～５であり、Ａ成分、Ｂ成分、およびＣ成分の合計量に対するＣ成分の固形分乾燥質量比率（Ｃ成分／（Ａ成分＋Ｂ成分＋Ｃ成分））が１～３０％であることを特徴とする非リン系塑性加工用水溶性潤滑剤が開示されている。この技術はリンを含有しない潤滑剤であり、且つ化成処理皮膜と同等の耐食性が実現できるとされている。

　特許文献４には、水溶性無機塩（Ａ）と、二硫化モリブデン、およびグラファイトから選ばれる１種以上の滑剤（Ｂ）と、ワックス（Ｃ）とを含有し、かつこれらを水に溶解または分散しており、（Ｂ）／（Ａ）が固形分重量比で１．０～５．０、（Ｃ）／（Ａ）が固形分重量比で０．１～１．０である水系潤滑皮膜処理剤とその皮膜形成方法が開示されている。この技術は従来の水系潤滑皮膜処理剤に二硫化モリブデン及び／又はグラファイトを配合することで、化成処理皮膜と同等レベルの高い加工性を実現できるとされている。

　特許文献５には、珪酸塩（Ａ）と、ポリカルボン酸塩（Ｂ）と、水親和性ポリマー及び／又は水親和性有機ラメラ構造体（Ｃ）と、モリブデン酸塩及び／又はタングステン酸塩（Ｄ）とを含有し、前記各成分の乾燥質量比が所定の比率である皮膜形成剤が開示されている。

　特許文献１～５にも記載されるように、水溶性無機塩は、水系潤滑皮膜処理剤の固体皮膜における必須成分である。その理由は、水溶性無機塩で構成される潤滑皮膜は充分な皮膜強度を有し、前述のように、高面圧下でも、ダイスと被加工材の界面に介在して潤滑膜切れを起こしにくく、金属同士の直接接触を回避することができるためである。よって、水系潤滑皮膜処理剤では、水溶性無機塩及び水溶性樹脂から成る固体皮膜に、摩擦係数を低減可能な適切な滑剤を組み合わせることで、塑性加工時に良好な潤滑状態を維持することができる。

　水溶性成分で構成される水系潤滑皮膜の皮膜形成メカニズムについて説明する。水溶性成分の水溶性無機塩は、潤滑剤処理液中で水に溶解した状態であって金属材料表面に潤滑剤を塗布して乾燥させると、溶媒の水が蒸発して潤滑皮膜が形成される。その際に、水溶性無機塩は、金属材料表面で固形物として析出して、固体皮膜を形成する。このように形成された固体皮膜は、塑性加工に耐え得る皮膜強度を備えており、摩擦係数を低減させる適当な滑剤を配合させることで、塑性加工時に良好な潤滑性を示す。

国際公開第０２／０１２４２０号 特開２０１１－２４６６８４号公報 特開２０１３－２０９６２５号公報 国際公開第０２／０１２４１９号 特開２００２－３６３５９３号公報

　しかし、特許文献１～５の潤滑皮膜では、上記の化成処理皮膜と比較して２ヶ月以上の長期防錆性が著しく劣っており、実用レベルまで高めることができていない。これは、皮膜の主成分が水溶性成分であるため、大気中の水分を容易に吸収あるいは透過し、鋼材と水分の接触が容易であることが、原因となっている。特許文献２では、吸湿による皮膜の結晶化を抑制することで耐食性が向上しているが、吸湿そのものを抑制している訳ではなく、十分な耐食性が得られていない。また、特許文献３に記載されている水系潤滑皮膜は、恒温恒湿器を用いて発錆を促進したラボでの耐食性試験において、化成処理皮膜と同等以上の耐食性を示したと記載されている。しかし、実際に潤滑皮膜を使用する環境は、ホコリ、粉塵及び酸洗薬剤のミストが付着し得るような状態にあるのが普通である。そのような過酷な環境においては、化成処理皮膜よりも耐食性が劣っているのが、実状である。このように、リンを含有していない水系潤滑皮膜において、化成処理皮膜と同等以上の防錆性を有するものは過去に存在しなかった。

　比較的高い耐食性が得られる水溶性無機塩としては、ケイ酸塩のアルカリ金属塩（以下、ケイ酸塩と記載する場合がある）と、タングステン酸塩のアルカリ金属塩および／またはアンモニウム塩（以下、タングステン酸塩と記載する場合がある）とが挙げられる。これら水溶性無機塩は、特許文献１、特許文献４及び特許文献５に記載されている。しかし、それらも実用上の耐食性は、化成処理皮膜と比較すると大きく劣るものである。

　水溶性ケイ酸塩は、水溶性無機塩の中では水分を透過しにくく、且つ素材との密着性が非常に高い性質がある。この性質のため、化成処理皮膜ほどではないが、比較的高い耐食性を発現することができる材料である。これは、潤滑剤の溶媒である水が揮発する皮膜生成過程において、水溶性ケイ酸塩が架橋し、ネットワーク構造をとるためである。しかし、このネットワーク構造であるが故に、水溶性ケイ酸塩の皮膜は潤滑皮膜としては脆すぎる。このため、基材が加工された際には、皮膜が割れて、十分に追従できず、加工部位の皮膜残存量低下につながる場合がある。

　水溶性タングステン酸塩は、皮膜を形成した際に、外気の水分を吸収しにくい。これは、水溶性タングステン酸塩が皮膜を形成する際、粒子状の結晶を形成するためである。さらに、水溶性タングステン酸塩は、鋼材表面に自己修復機能を有する不動態膜を形成させる性質があり、皮膜成分として用いることで高耐食性の皮膜形成が期待できる。しかし、水溶性タングステン酸塩は、結晶質であるが故に、素材との密着性が乏しい上、均一な皮膜を形成することができないため、期待通りの耐食性及び加工性を得ることができない。例えば、潤滑剤中に合成樹脂成分を加えることで、皮膜の密着性及び均一性を高めることができるが、それでも耐食性は化成処理皮膜と比較して著しく劣るものである。

　特許文献４に掲載された水系潤滑皮膜処理剤は、二硫化モリブデン及び／又はグラファイトを含有することで、強加工時も化成処理皮膜と同等以上の加工性を得ることができる。しかし、特許文献１～３の潤滑皮膜と比較して耐食性が劣るものである。

　特許文献５では、珪酸塩（Ａ）を主成分として含有し、耐食剤（Ｄ）などが多すぎたりする皮膜処理材では、押出荷重が高い場合、焼付が発生する等して潤滑性が劣るため、安定した作業が困難となり、また、長期防錆性も十分ではない。

　さらに、特許文献１～５に記載の潤滑皮膜を有する鋼材を圧造加工すると、圧造加工の方法及び圧造加工後の形状等によっては、鋼材に対する皮膜の押し込みが発生して、製品の外観不良が発生する。これらの潤滑皮膜は、皮膜中における滑剤成分の分布が疎らになりやすく、滑剤が多い箇所と、滑剤が少ない箇所との間で、圧造加工時に局所的に摩擦状態の差が生まれてしまう。その結果、鋼材を加工した際の変形量が局所的に異なって、所謂スティックスリップ現象と類似する現象が生じる。特に、摩擦が局所的に高くなっている箇所で皮膜の押し込みが発生して、鱗状の模様が生じるなどの外観不良を招く。また、潤滑皮膜中に配合される無機塩は比較的硬質なため、圧造加工時の面圧で鋼材に押し込み痕が発生しやすい。これらの模様や押し込み痕は目視で容易に確認できるため、製品の外観を著しく損ねるものとなっていた。

　このように、水系潤滑皮膜では、実用環境でも化成処理皮膜に匹敵するような、約２ヶ月以上の長期間にわたる高い耐食性を有し、且つ、圧造加工後も優れた外観を同時に兼ね備えることはできなかった。

　そこで、本発明の実施形態の課題は、長期防錆性等の耐食性と、圧造加工後の優れた外観と、を両立することができる潤滑皮膜を有する鋼線材を提供することにある。

　発明者らは、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有する鋼線材について、上記課題を解決するために鋭意研究を行ってきた。その結果、水溶性ケイ酸塩などに由来するケイ素と、水溶性タングステン酸塩などに由来するタングステンとの比率、すなわちタングステン／ケイ素の乾燥質量比を所定比率に制御した潤滑皮膜に、滑剤として用いられる種々の化合物のなかでも脂肪酸のアルカリ金属塩を所定の比率で配合することにより、それら成分単体では決して成し得なかった高い耐食性と、ワックスなどの滑剤を配合したときには決して得られなかった圧造加工後の優れた外観が同時に得られることを見出し、本発明の実施形態を完成した。

　本発明の実施形態の鋼線材は、上記課題を解決するために、以下のように構成されている。

　本発明の実施形態の鋼線材は、ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）と脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含み、（Ｂ）／（Ａ）の乾燥質量比が１．３～１８の範囲であり、（Ｃ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０．１４～２．０の範囲であり、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有するものである。

　前記ケイ素が水溶性ケイ酸塩由来であり、且つ、前記タングステンが水溶性タングステン酸塩由来であることが好ましい。

　前記ケイ素が、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上に由来し、且つ、前記タングステンが、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム及びタングステン酸アンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上に由来することが好ましい。

　前記潤滑皮膜が前記脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）以外の滑剤（Ｄ）を更に含み、｛（Ｃ）＋（Ｄ）｝／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比が０．１４～２．０であることが好ましい。

　前記滑剤（Ｄ）がワックス、ポリテトラフルオロエチレン、脂肪酸金属石鹸、脂肪酸アマイド、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト及びメラミンシアヌレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。

　前記潤滑皮膜が樹脂（Ｅ）を更に含み、（Ｅ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０超１．４以下であることが好ましい。

　前記樹脂（Ｅ）がビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、セルロース誘導体、ポリマレイン酸、及びポリエステル樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ましい。

　前記潤滑皮膜の単位面積当たりの皮膜質量が１．０～２０ｇ／ｍ2であることが好ましい。

　本開示の鋼線材は、潤滑皮膜が上記のように構成されているため、長期防錆性等の耐食性に優れ、且つ、圧造加工後の外観も良好な鋼線材が得られる。これらの性能は全て、化成処理皮膜を有する鋼線材と同等以上の水準である点が、従来の水系潤滑皮膜と比べて大きく優れている点である。

図１は、実施例における圧造加工の手順を示す概略図である。

　本発明の実施形態の鋼線材は、ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）と脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含み、（Ｂ）／（Ａ）の乾燥質量比が１．３～１８の範囲であり、（Ｃ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０．１４～２．０の範囲であり、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有するところに特徴がある。

　本発明の実施形態の鋼線材に使用される鋼には、炭素鋼、合金鋼、及び特殊鋼等が含まれる。かかる鋼としては、炭素含有量が０．２質量％以下（０質量％を含まない）の軟鋼、及び０．２質量％超１．５質量％以下程度の炭素鋼が挙げられる。さらに、用途に応じて、軟鋼もしくは炭素鋼に、シリコン、マンガン、リン、硫黄、ニッケル、クロム、銅、アルミニウム、モリブデン、バナジウム、コバルト、チタン及びジルコニウム等から選ばれる少なくとも１種を添加した合金鋼又は特殊鋼等が挙げられる。

　本開示において鋼線材とは、一般的には、鋼を熱間加工により線材に加工したものをいう。本開示の鋼線材には鋼線も含まれる。鋼線とは上記の鋼線材をさらに加工処理したものである。上記加工処理には、伸線加工処理、圧造加工処理及び鍛造加工処理等が挙げられる。具体的には例えば、上記の鋼線材を規定サイズ（線径及び真円度等）に伸線加工したもの、伸線加工後に圧造加工したもの、及び上記の鋼線材を鍛造加工したもの等が挙げられる。また、上記鋼線には、上記加工処理後の製品に対して熱処理及び／又はメッキ処理などの表面処理等を更に施したものも含まれる。具体的には例えば、上記圧造加工または鍛造加工の後、機械加工を行なって製品にした後、熱処理を施したもの、又は上記熱処理の後にメッキ処理を更に施したもの等が挙げられる。

　本発明の実施形態の鋼線材は、後述する潤滑皮膜を有することで、耐食性と圧造加工後の外観に優れるものであれば、特に限定されないが、鋼線材の表面と潤滑皮膜との間にさらなる皮膜、すなわち下地皮膜が形成されていてもよい。これらの皮膜は、いずれも一層または二層以上の層であってもよい。

　本発明の実施形態に用いられる上記潤滑皮膜及び下地皮膜はいずれも、リンを含まないものである。よって、潤滑皮膜の形成に使用される潤滑皮膜処理剤には、リンを含む成分は含まれない。しかしながら、本発明の実施形態において、操業過程等でリンを含む成分が鋼線材表面の皮膜に不可避的に混入されることを排除するものではない。すなわち、実際の操業では不可避的不純物としてリンがコンタミする場合があるが、リンの含有量が１質量％以下程度であれば、かかるリンにより鋼線材が脆性破壊される可能性は低く、浸リンは起こらないとみなすことができる。

　以下、本発明の実施形態の鋼線材における潤滑皮膜の各成分、組成等から順に説明する。

　本発明の実施形態の鋼線材は、ケイ素（Ａ）、タングステン（Ｂ）、および脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含み、（Ｂ）／（Ａ）の乾燥質量比が１．３～１８の範囲内にあり、（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比が０．１４～２．０の範囲で含有する潤滑皮膜を表面に有する。上記成分を含み、且つ、それらの比率を上記範囲に制御した潤滑皮膜を鋼線材の表面に形成することにより、高い耐食性と圧造加工後の優れた外観を同時に達成することができる。

　例えば、後述される水溶性ケイ酸塩と水溶性タングステン酸塩とを複合して潤滑皮膜とした場合、水溶性ケイ酸塩が形成するネットワーク構造の中に水溶性タングステン酸塩が取り込まれることとなる。上述の通り、水溶性タングステン酸塩は、結晶質の皮膜を形成するという欠点を有する。しかしながら、水溶性ケイ酸塩のネットワーク構造に取り込まれることにより、水溶性タングステン酸塩が均一且つ微細に存在することができるようになる。これにより、水溶性ケイ酸塩の水分を透過しにくい性質と、水溶性タングステン酸塩の自己修復機能とを共に有する不動態膜が形成され、耐食性が著しく向上する。

　また、水溶性タングステン酸塩が水溶性ケイ酸塩に与える影響として、皮膜追従性の改善に伴う、加工部位の皮膜残存量の増加が挙げられる。上述の通り、水溶性ケイ酸塩の皮膜追従性が劣る原因は、水溶性ケイ酸塩の高分子化によって強固な連続皮膜を形成することによるものである。複合している水溶性タングステン酸塩が水溶性ケイ酸塩のネットワーク構造中に介在することで、強固なネットワーク構造の形成を適度に阻害し、皮膜追従性が向上することにより、皮膜残存量を増加させることができる。

　特に、良好な耐食性を確保するため、タングステン（Ｂ）／ケイ素（Ａ）の乾燥質量比は１．３以上であり、好ましくは１．８以上、より好ましくは２．０以上である。また、上記乾燥質量比は１８以下であり、好ましくは１０以下、より好ましくは５．４以下である。Ｂ／Ａの乾燥質量比が１．３を下回ると十分な耐食性が得られない他、加工部の皮膜残存量が低下する。これは、相対的に前記タングステン酸塩の量が減ることにより不動態膜が十分に形成されないこと、及び前記ケイ酸塩量が相対的に増えることで強固なネットワーク構造を形成してしまうことに起因する。タングステン／ケイ素の乾燥質量比が１８を上回ると十分な耐食性が得られない皮膜となる。これは、相対的にケイ酸塩量が少なくなることで水分が透過しやすくなること、前記タングステン酸塩の結晶が析出し、皮膜の密着性、均一性が低下することに起因する。なお、本発明の実施形態において、タングステン／ケイ素の乾燥質量比は、皮膜中の水溶性タングステン酸塩由来のタングステン元素と、水溶性ケイ酸塩由来のケイ素元素との比率に基づくものであり、後述の通りにして算出することができる。

　本発明の実施形態において、ケイ素（Ａ）は水溶性ケイ酸塩由来であり、タングステン（Ｂ）は水溶性タングステン酸塩由来であることが好適である。後記する実施例における、タングステン（Ｂ）／ケイ素（Ａ）の乾燥質量比は、潤滑皮膜中の水溶性タングステン酸塩由来のタングステン元素と、潤滑皮膜中の水溶性ケイ酸塩由来のケイ素元素との乾燥質量比率に基づくものであり、例えば誘導結合プラズマまたは蛍光Ｘ線分析を用いて算出することができる。

　また、上記ケイ素（Ａ）が水溶性ケイ酸塩（ａ）由来であり、タングステン（Ｂ）が水溶性タングステン酸塩（ｂ）由来である場合、それらの乾燥質量比（ｂ）／（ａ）は０．７以上であり、好ましくは０．９以上、より好ましくは１．１以上である。当該乾燥質量比は１０以下であり、好ましくは６．０、より好ましくは３．０以下である。

　前記水溶性ケイ酸塩の種類は、例えば、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、及びケイ酸カリウムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。

　前記水溶性タングステン酸塩の種類は、例えば、タングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、及びタングステン酸アンモニウムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。

　次に脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）について説明する。脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）は、潤滑皮膜の摩擦低減と圧造加工後の外観不良防止のために配合される。脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）は僅かであるが水溶性を有しており、潤滑皮膜の形成過程において、溶解していた脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）が微細かつ均一に析出してくる。前述したように、従来の潤滑皮膜は、皮膜中における滑剤成分の分布が疎らになりやすく、滑剤が多い箇所と、滑剤が少ない箇所との間で、圧造加工時に局所的に摩擦状態の差が生じる。脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）は、他の滑剤成分と異なり、皮膜中に微細かつ均一に存在できるため、局所的な摩擦状態の差が生じにくく、圧造加工後に良好な外観（圧造外観）が得られる。また、脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）の配合により、潤滑皮膜が軟質化して、鋼線材に潤滑皮膜が押し込まれ難くなるという効果もある。

　上述した脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）による添加効果を有効に発揮させるため、ケイ素（Ａ）、タングステン（Ｂ）及び脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）の乾燥質量比である（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝は０．１４以上であり、好ましくは０．２以上であり、より好ましくは０．４以上である。上記乾燥質量比は２．０以下であり、好ましくは１．５以下である。上記乾燥質量比が０．１４を下回ると良好な圧造外観が得られなくなる。一方、上記乾燥質量比が２．０を超える場合は、ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）の量が相対的に少なくなってしまい、耐食性の低下及び圧造加工時における皮膜の耐焼付き性の低下、それに伴う金型寿命の低下を招く。

　また、上記ケイ素（Ａ）が水溶性ケイ酸塩（ａ）由来であり、タングステン（Ｂ）が水溶性タングステン酸塩（ｂ）由来である場合、乾燥質量比（Ｃ）／{（ａ）+（ｂ）}は０．０４３以上であり、好ましくは０．０６２以上であり、より好ましくは０．０９以上である。当該乾燥質量比は０．９５以下であり、より好ましくは０．８以下である。

　本発明の実施形態に用いられる脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）は、炭素数１２個以上の長鎖脂肪酸（高級脂肪酸）のアルカリ金属塩（例えばナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩）を意味する。脂肪酸を構成する炭化水素基は、直鎖状でも分岐鎖状でも構わない。上記脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）は、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸リチウム、パルミチン酸ナトリウム、パルミチン酸カリウム、パルミチン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、１２-ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、１２-ヒドロキシステアリン酸カリウム及び１２-ヒドロキシステアリン酸リチウムなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。

　以上、本発明の実施形態の鋼線材を構成する潤滑皮膜の基本成分について説明した。

　本発明の実施形態の鋼線材は、更に脂肪酸アルカリ金属塩（Ｃ）以外の滑剤（Ｄ）及び／又は樹脂（Ｅ）を潤滑皮膜に含有しても良い。

　これらのうち滑剤（Ｄ）は、それ自体にすべり性があり、摩擦力を低減させる機能を有する。一般に、塑性加工時に摩擦力が増大すると、加工エネルギーの増大、発熱、及び焼付き等が発生する。上記滑剤（Ｄ）を本発明の実施形態に係る鋼線材の潤滑皮膜中に含有させると、潤滑皮膜中で固体の形で存在して、摩擦力の増大が抑制されることになる。そのような機能および性質を有する滑剤（Ｄ）として、ワックス、ポリテトラフルオロエチレン、脂肪酸金属石鹸、脂肪酸アマイド、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト及びメラミンシアヌレートが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、二種類以上組み合わせて用いてもよい。

　上記ワックスは、具体例としてポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリプロピレンワックス及びカルナバワックスなどが挙げられる。上記脂肪酸金属石鹸は、具体例として、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及びステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。上記脂肪酸アマイドは脂肪酸を２つ有するアミド化合物であり、具体例として、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスベヘン酸アマイド、Ｎ－Ｎ’－ジステアリルアジピン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、エチレンビスエルカ酸アマイド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アマイド及びＮ－Ｎ’－ジオレイルアジピン酸アマイドが挙げられる。

　本発明の実施形態における潤滑皮膜が滑剤（Ｄ）を更に含む場合、上記滑剤（Ｄ）の添加効果を有効に発揮させるため、｛（Ｃ）＋（Ｄ）｝／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比は０．１４以上であることが好ましく、０．２以上であることがより好ましく、更に好ましくは０．４以上である。上記乾燥質量比は２．０以下であることが好ましく、より好ましくは１．５以下である。上記乾燥質量比が０．１４未満では、上記滑剤（Ｄ）の含有量が少なすぎるために、上記の性能を発揮できない。一方、上記乾燥質量比が２．０を超える場合は、ケイ素とタングステンの量が相対的に少なくなってしまい、耐食性が低下する。

　また、樹脂（Ｅ）はバインダー作用、基材と皮膜の密着性向上、増粘作用によるレベリング性の付与及び分散成分の安定化作用を有する。そのような機能および性質を有する樹脂として、例えば、ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、セルロース誘導体、ポリマレイン酸及びポリエステル樹脂などが挙げられる。なお、アクリル樹脂には、メタクリル樹脂も含まれる。また、これらの樹脂は重合体であっても共重合体であってもよい。共重合体としては、例えば、ビニル－アクリル酸の共重合体、ビニル－エポキシの共重合体、ビニル－ウレタンの共重合体、ビニル－フェノールの共重合体、ビニル－（無水）マレイン酸の共重合体、アクリル酸－エポキシの共重合体、アクリル酸－ウレタンの共重合体、アクリル酸－フェノールの共重合体、アクリル酸－（無水）マレイン酸の共重合体、エポキシ－ウレタンの共重合体、エポキシ－フェノールの共重合体、エポキシ－（無水）マレイン酸の共重合体、ウレタン－フェノールの共重合体、ウレタン－（無水）マレイン酸の共重合体、フェノール－（無水）マレイン酸の共重合体、オレフィン－アクリル酸の共重合体、オレフィン－エポキシの共重合体、オレフィン－ウレタンの共重合体、オレフィン－フェノールの共重合体及びオレフィン－（無水）マレイン酸の共重合体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、二種類以上組み合わせて用いてもよい。

　上記潤滑皮膜中に上記樹脂（Ｅ）を更に含む場合、上記樹脂（Ｅ）の添加効果を有効に発揮させるため、（Ｅ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比は０．０１以上であることが好ましく、より好ましくは０．０５以上である。上記乾燥質量比は１．４以下であることが好ましく、より好ましくは０．９以下である。上記乾燥質量比が０．０１未満の場合、上記の作用が十分に発揮されない虞がある。一方、上記乾燥質量比が１．４を超える場合、圧造加工後の外観不良が発生しやすくなる。

　更に本発明の実施形態を構成する潤滑皮膜は、上記の基本成分（ケイ素、タングステン、脂肪酸のアルカリ金属塩）および選択成分（樹脂、脂肪酸のアルカリ金属塩以外の滑剤）の他、粘度調整剤を更に配合することができる。これにより、加工処理を施す鋼線材（加工処理を必要とする鋼線材、すなわち、加工処理前の鋼線材を意味する。）に潤滑皮膜処理剤を塗布した際に、レベリング性とチクソ性が付与されて、均一な塗布状態を確保することができる。そのような粘度調整剤は、具体例として、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、ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナイト及びスチブンサイト等のスメクタイト系粘土鉱物；微粉シリカ、ベントナイト及びカオリン等の無機系の増粘剤などが挙げられる。

　また、上記潤滑皮膜は、密着性などを向上させるため、水溶性塩を更に含んでいてもよい。水溶性塩の種類は特に限定されず、無機塩及び有機塩のいずれか又は両方を用いることができる。無機塩としては、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウム等の硫酸塩；メタホウ酸ナトリウム、メタホウ酸カリウム及びメタホウ酸アンモニウム等のホウ酸塩等が挙げられる。有機塩としては、蟻酸、酢酸、酪酸、シュウ酸、コハク酸、乳酸、アスコルビン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、マレイン酸、フタル酸等の酸と、アルカリ金属及びアルカリ土類金属等との塩等が挙げられる。

　本発明の実施形態の鋼線材の潤滑皮膜は、伸線加工前後における高い耐食性を付与することができるが、さらに耐食性を向上させる目的で、他の水溶性防錆剤やインヒビターを配合しても良い。これらは公知のものを用いることができ、例えば、オレイン酸、ダイマー酸、酒石酸及びクエン酸等の各種有機酸；ＥＤＴＡ、ＮＴＡ、ＨＥＤＴＡ及びＤＴＰＡ等の各種キレート剤；トリエタノールアミンなどのアルカノールアミンの混合成分；ｐ－ｔ－ブチル安息香酸のアミン塩類；カルボン酸アミン塩、２塩基酸アミン塩並びにアルケニルコハク酸及びその水溶性塩；アミノテトラゾール及びその水溶性塩が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、二種類以上組み合わせて用いてもよい。

　本発明の実施形態の鋼線材を構成する上記潤滑皮膜は、上記成分（ケイ素の代表的な供給源である水溶性ケイ酸塩、タングステンの代表的な供給源である水溶性タングステン酸塩及び脂肪酸のアルカリ金属塩の必須成分；必要に応じて脂肪酸のアルカリ金属塩以外の滑剤、樹脂、粘土調整剤及び水溶性塩など）を液体媒体に添加して混合することにより潤滑皮膜処理剤を調製し、加工処理を施す鋼線材の表面に塗布して作製することができる。

　上記水溶性ケイ酸塩は、潤滑皮膜処理剤中のａ成分、ｂ成分、Ｃ成分、Ｄ成分及びＥ成分の乾燥質量での合計量１００質量％中、５質量％超であることが好ましく、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上であり、５８質量％以下であることが好ましく、より好ましくは５２質量％以下、さらに好ましくは４５質量％以下である。

　上記水溶性タングステン酸塩は、潤滑皮膜処理剤中のａ成分、ｂ成分、Ｃ成分、Ｄ成分及びＥ成分の乾燥質量での合計量１００質量％中、１０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは２０質量％以上であり、８８質量％未満であることが好ましく、より好ましくは８５質量％以下、さらに好ましくは８０質量％以下である。

　上記脂肪酸のアルカリ金属塩は、潤滑皮膜処理剤中のａ成分、ｂ成分、Ｃ成分、Ｄ成分及びＥ成分の乾燥質量での合計量１００質量％中、３質量％超であることが好ましく、７質量％超であることがより好ましく、更に好ましくは１２質量％以上、特に好ましくは１６質量％以上であり、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下である。

　ここで、上記水溶性ケイ酸塩の量が５質量％以下、上記水溶性タングステン酸塩の量が８８質量％以上である場合、十分な長期防錆性が得られない他、圧造加工後の外観不良が生じる。これは、相対的に水溶性ケイ酸塩量が少なくなることで水分が透過しやすくなること、タングステン酸塩の結晶が析出し、皮膜の密着性、均一性が低下することに起因する。一方、上記水溶性ケイ酸塩の量が５８質量％超、上記水溶性タングステン酸塩の量が１０質量％未満であると、十分な耐食性、圧造加工後の良好な外観が得られない。これは、相対的にタングステンの量が減ることにより不動態膜が十分に形成されないこと、及び水溶性ケイ酸塩量が相対的に増えることで強固なネットワーク構造が形成されてしまうことに起因する。

　また、上記脂肪酸のアルカリ金属塩の量が５０質量％超の場合、ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）の量が相対的に少なくなってしまい、耐食性が低下する。一方、上記脂肪酸のアルカリ金属塩の量が３質量％以下の場合、圧造加工後に外観不良を生じやすくなる。

　上記潤滑皮膜上に、潤滑性、耐焼付き性、及び耐食性等を一層向上させるために、乾式潤滑剤を付着させてもよい。乾式潤滑剤の種類は特に限定されないが、例えば、高級脂肪酸石鹸、ボラックス、石灰及び二硫化モリブデン等を主成分とするような一般的な潤滑パウダー及び／又は伸線パウダーが使用できる。

　本発明の実施形態において、潤滑皮膜を形成させるための潤滑皮膜処理剤における液体媒体（溶媒、分散媒体）は水である。なお、乾燥工程での潤滑皮膜処理剤の乾燥時間短縮化のために、水よりも低沸点のアルコールを配合してもよい。

上記潤滑皮膜処理剤は、その液の安定性を高めるため、水溶性の強アルカリ成分を含んでいても良い。具体例として、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カ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、二種類以上組み合わせて用いてもよい。

　次に、本発明の実施形態に係る鋼線材の製造方法を説明する。上記製造方法は、加工処理を施す鋼線材の清浄化工程、潤滑皮膜の製造（処理）工程、乾燥工程、及び加工工程を含む。加工工程の後、必要に応じて熱処理及び／又は表面処理などの工程を更に行なっても良い。以下、各工程を説明する。

・清浄化工程（前処理工程）
　鋼線材に潤滑皮膜を形成させる前に、ショットブラスト、サンドブラスト、ウェットブラスト、ピーリング、アルカリ脱脂および酸洗浄よりなる群から選ばれる少なくとも一種類の清浄化処理を行うことが好ましい。ここでの清浄化は、焼鈍等により成長した酸化スケール及び各種の汚れ（油など）を除去することを目的とするものである。

・潤滑皮膜製造工程
　本発明の実施形態において、潤滑皮膜を、加工処理を施す鋼線材に製造する工程は、特に限定されないが、浸漬法、フローコート法及びスプレー法などの塗布を用いることができる。塗布の程度は、表面が充分に本発明の実施形態に用いられる潤滑皮膜処理剤に覆われればよく、塗布する時間も特に制限されない。ここで、塗布時の乾燥性を高めるために、鋼線材を６０～８０℃に加温してから、潤滑皮膜処理剤と接触させてもよい。また、４０～７０℃に加温した潤滑皮膜処理剤を鋼線材と接触させてもよい。これらの方法により、乾燥性が大幅に向上して乾燥が常温で可能になる場合もあり、熱エネルギーのロスを少なくすることもできる。

・乾燥工程
　次に、前記潤滑皮膜処理剤を乾燥する必要がある。乾燥は常温放置でも構わないが、６０～１５０℃で１～３０分行ってもよい。

・加工工程
　上記潤滑皮膜製造工程及び乾燥工程を行うことによって得られた、潤滑皮膜を有する鋼線材は、本発明の実施形態に係る鋼線材の範囲に含まれる。また、加工工程によって潤滑皮膜を有する鋼線材に加工処理を施したものであっても、潤滑皮膜を有するものであれば、本発明の実施形態に係る鋼線材の範囲に含まれる。上記加工処理には、前述したように伸線加工処理、圧造加工処理及び鍛造加工処理等が挙げられる。

　ここで、鋼線材に形成される潤滑皮膜の単位面積当たりの皮膜質量は、その後の加工の程度により適宜コントロールされる。単位面積当たりの皮膜質量は、１．０ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、より好ましくは２．０ｇ／ｍ2以上であり、２０ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、より好ましくは１５ｇ／ｍ2以下である。なお、単位面積当たりの皮膜質量は、処理前後の鋼線材の質量差および表面積より計算することができる。前述の単位面積当たりの皮膜質量範囲になるようにコントロールするためには、潤滑皮膜処理剤の固形分質量（濃度）を適宜調節する。実際には、高濃度の潤滑皮膜処理剤を水で希釈し、その希釈液にて使用する場合が多い。希釈調整する水は特に限定されないが、例えば、純水、脱イオン水、水道水、地下水及び工業用水等を使用できる。

・加工工程後の工程
　上記加工工程の後、本発明の実施形態の鋼線材に、熱処理；メッキ処理等の表面処理；等の工程を更に施すことができる。上記熱処理は、加工工程によって得られた鋼線材を硬くして、強度及び／又は靭性等を付与する目的で行なわれる。熱処理の方法は特に限定されず、一般的な方法を採用でき、例えば、焼入れ、及び焼戻し等の一般熱処理；浸炭焼入れ、及び窒化等の表面熱処理等が挙げられる。また、メッキ処理は、耐食性を付与する目的で行なわれるものであり、主に熱処理後のものに対して行なわれる。メッキ処理の方法は特に限定されず、一般的な方法を採用でき、例えば、電気メッキ、及び溶融メッキ等が挙げられる。メッキの種類も特に限定されず、一般的なメッキを行なうことができ、例えば、亜鉛メッキ、クロムメッキ及びニッケルメッキ等が挙げられる。

・脱膜方法
　本発明の実施形態において、潤滑皮膜処理剤により形成された前記潤滑皮膜は、水系のアルカリ洗浄剤に浸漬するかスプレー洗浄することによって脱膜可能である。アルカリ洗浄剤は、水に、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム等の一般的なアルカリ成分を溶解させた液であり、これに前記潤滑皮膜を接触させると、前記潤滑皮膜が洗浄液中に溶解するので、容易に脱膜することができる。また、加工後の熱処理によって脱落しやすい皮膜とすることができる。よって、上述したアルカリ洗浄及び／又は熱処理により、脱膜不良による後工程での汚染及びメッキ不良を未然に防ぐことができる。

　以下、鋼線材を対象とした場合について、実施例を比較例と共に挙げることによって、本開示の効果とともにさらに具体的な説明をする。なお、本開示はこれらの実施例によって制限されるものではない。

（１－１）水系潤滑皮膜処理剤の調製
　以下に示す各成分を用いて、表１に示す固形分質量比となるように、それぞれを水に混合し、実施例１～１９及び比較例１～７の鋼線材あるいは冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ-ＳＤ）に浸漬させる各潤滑皮膜処理剤を調製した。なお、各成分を混合した水の量は、形成される潤滑皮膜が表１に示す皮膜質量となるように適宜調整した。また、これらの潤滑皮膜処理剤には、水酸化リチウムを０．５質量％で配合した。また、比較例８（従来例）の鋼線材あるいは冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ-ＳＤ）に浸漬させる潤滑皮膜処理剤として、市販の反応石けん潤滑剤を使用した。

＜水溶性ケイ酸塩＞
（ａ－１）３号ケイ酸ナトリウム（Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2 ｎ＝３）
（ａ－２）ケイ酸リチウム（Ｌｉ2Ｏ・ｎＳｉＯ2 ｎ＝３．５）
＜水溶性タングステン酸塩＞
（ｂ－１）タングステン酸ナトリウム
（ｂ－２）タングステン酸カリウム
＜脂肪酸のアルカリ金属塩＞
（Ｃ－１）１２－ヒドロキシステアリン酸リチウム
（Ｃ－２）イソヘキサデカン酸（分岐パルミチン酸）ナトリウム
＜滑剤＞
（Ｄ－１）アニオン性ポリエチレンワックス（平均粒子径５μｍ）
（Ｄ－２）ステアリン酸カルシウム（平均粒子径８μｍ）
＜樹脂＞
（Ｅ－１）イソブチレン・無水マレイン酸共重合体（重量平均分子量１６０，０００～１７０，０００）のナトリウム中和塩

（１－２）前処理、潤滑皮膜処理、及び乾燥処理
　前処理、潤滑皮膜処理、及び乾燥処理は、φ１２．５ｍｍの鋼線材（鋼種：ＳＣＭ４３５）表面を対象に以下の工程で実施した。

＜実施例１～１９及び比較例１～７の鋼線材あるいは冷間圧延鋼板を製造するための、前処理、潤滑皮膜処理、及び乾燥処理＞
（ａ）脱脂：市販の脱脂剤（ファインクリーナーＥ６４００、日本パーカライジング（株）製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
（ｂ）水洗：水道水、常温、浸漬３０秒
（ｃ）酸洗：１７．５％塩酸、常温、浸漬２０分
（ｄ）水洗：水道水、常温、浸漬３０秒
（ｅ）中和：市販の中和剤（プレパレン２７、日本パーカライジング（株）製）
（ｆ）潤滑皮膜処理：（１－１）で調製した各潤滑皮膜処理剤 温度６０℃、浸漬１分
（ｇ）乾燥：１００℃、１０分
（ｈ）皮膜質量は、処理前後の鋼線材の質量差および表面積より算出

＜比較例８の鋼線材あるいは冷間圧延鋼板を製造するための、前処理、潤滑皮膜処理、及び乾燥処理＞
（ａ）脱脂：市販の脱脂剤（ファインクリーナーＥ６４００、日本パーカライジング（株）製）濃度２０ｇ／Ｌ、温度６０℃、浸漬１０分
（ｂ）水洗：水道水、常温、浸漬３０秒
（ｃ）酸洗：塩酸、濃度１７．５％、常温、浸漬２０分
（ｄ）水洗：水道水、常温、浸漬３０秒
（ｅ）化成処理：市販のリン酸亜鉛化成処理剤（パルボンド３６９６Ｘ、日本パーカライジング（株）製）濃度７５ｇ／Ｌ、温度８０℃、浸漬１０分
（ｆ）水洗：水道水、常温、浸漬３０秒
（ｇ）石けん処理：市販の反応石けん潤滑剤（パルーブ２３５、日本パーカライジング（株）製）濃度７０ｇ／Ｌ、温度８５℃、浸漬３分
（ｈ）乾燥：１００℃、１０分
（ｉ）皮膜量：１０ｇ／ｍ2

（１－３）評価試験
（１－３－１）圧造加工試験
上記（１－２）の各処理を行なったφ１２．５ｍｍ×４ｍの鋼線材を用い、図１に示す手順で圧造加工を行った。まず、上記鋼線材をφ１１．０５のダイスに通して引抜くことでφ１１．０５の鋼線材を作製した。その後、圧造フォーマーにて二段階の圧造加工を実施した。詳細には、まず、図１の左図に示すように鋼線材を適当な長さに切断し、一段目で図１の中央図に示すサイズに加工した後、二段目で図１の右図に示すようにφ７．２ｍｍまで加工した。上記圧造加工試験では、全ての水準で、圧造の直前にフォーマー油（関西油脂興業（株）製のダイヤプレス Ｎｏ．１７Ｂ）を塗油した。

　圧造加工後の鋼線材の皮膜残存量、および外観不良の有無を以下のようにして評価した。

（圧造加工後の皮膜残存量）
　圧造加工後の皮膜残存量は、下記の方法で皮膜を剥離（脱膜）し、剥離前後の、圧造加工後の鋼線材重量から算出した。
・皮膜剥離剤：市販のアルカリ性剥離剤（日本パーカライジング（株）製のＦＣ－Ｅ６４６３）、２０ｇ／Ｌ
・脱膜方法：上記皮膜剥離剤を液温６０℃に加温して、上記圧造加工後の鋼線材を６０分間浸漬した後、スポンジで擦って皮膜を剥離した。その後、脱イオン水による洗浄を行い、圧縮エアで水気を完全に飛ばした。
・評価基準：皮膜残存量を下記のようにして算出し、下記基準で残膜性を評価した。皮膜残存量が多い程、圧造加工後の耐焼付き性が良好であることを意味する。本実施例では皮膜残存量が０．８ｇ／ｍ2以上を合格とした。
皮膜残存量（ｇ／ｍ2）＝（脱膜前の試験片重量－脱膜後の試験片重量）／試験片の表面積
〇：皮膜残存量１．８ｇ／ｍ2以上
△：皮膜残存量０．８ｇ／ｍ2以上、１．８ｇ／ｍ2未満
×：皮膜残存量０．８ｇ／ｍ2未満

（圧造加工後の外観不良の評価基準）
○：外観不良が発生しない。
×：圧造加工部の全面に外観不良が発生する。

（１－３－２）耐食性（長期防錆性）試験
　上記圧造加工後の鋼線材では、耐食性試験の評価が困難であることから、各潤滑皮膜処理剤により潤滑皮膜を形成させた鋼材を用いて、耐食性試験を行った。具体的には、パルテック社製のＳＰＣＣ-ＳＤ（７５ｍｍ×３５ｍｍ×０．８ｍｍ）に上記（１－２）の各処理を施し、夏場に２ヶ月間屋内に曝露して錆を発生させ、錆の発生具合を観察した。発錆面積が大きい程、耐食性（長期防錆性）に劣ると判断した。
（評価基準）
◎：比較例８のＳＰＣＣ-ＳＤにおける潤滑皮膜の性能より著しく優れる（錆面積３％以下）
○：比較例８のＳＰＣＣ-ＳＤにおける潤滑皮膜の性能より優れる（錆面積３％超、１０％以下）
△：比較例８のＳＰＣＣ-ＳＤにおける潤滑皮膜の性能と同等（錆面積１０％超、２０％以下）
×：比較例８のＳＰＣＣ-ＳＤにおける潤滑皮膜の性能より劣る（錆面積２０％超、３０％以下）

　これらの試験結果を表２に示す。

　まず、表２の実施例１～１９はいずれも、本開示の構成要件を満足する潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤであり、圧造加工後の外観が良好であり、且つ、高い耐食性を有していた。また、圧造加工後の皮膜残存量も多いため、焼付きなども発生せず、金型寿命に優れる。

　これに対し、本開示の構成要件を満足しない比較例は以下の不具合を有している。

　まず、比較例１は、ケイ素（Ａ）の供給源である水溶性ケイ酸塩を含まない潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤである。比較例２は、タングステン（Ｂ）の供給源である水溶性タングステン酸塩を含まない潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤである。比較例３は、上記ＡとＢの乾燥質量比（Ｂ）／（Ａ）が高い潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤである。比較例４は、上記ＡとＢの乾燥質量比（Ｂ）／（Ａ）が低い潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤである。比較例１～４のいずれも、耐食性が劣っていた。

　また、比較例５～７は、上記（Ｃ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が本開示の範囲を満足しない潤滑皮膜を有する鋼線材若しくはＳＰＣＣ-ＳＤ、あるいは、該乾燥質量比が本開示の範囲を満足せず、かつ、脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含まない潤滑皮膜を有する鋼線材若しくはＳＰＣＣ-ＳＤである。

　これらのうち比較例５は、脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含まず、滑剤としてワックス（Ｄ）のみを含む潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤであり、圧造外観が劣っていた。この実験結果より、圧造加工後の優れた外観を得るためには、潤滑皮膜中に脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）が含まれていることが不可欠であり、代表的な滑剤であるワックスを添加しても所望とする効果が得られないことが分かる。

　また、比較例６は、上記（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比が本開示の範囲より低い潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤである。脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）の添加効果が有効に発揮されないため、圧造外観が劣っていた。

　比較例７は、上記（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比が本開示の範囲より高い潤滑皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤである。脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）の添加効果により圧造加工後の外観は良好であったが、脂肪酸のアルカリ金属塩の量が多すぎるため、圧造加工後の皮膜残存量が低下して微小な焼付きが生じた。

　比較例８は、反応石けん処理を行って形成させたリン酸塩皮膜を有する鋼線材又はＳＰＣＣ-ＳＤ（従来例）である。焼入れ焼戻しなどの熱処理を行う際に浸リンを起こして鋼線材が脆弱となる虞がある。

　以上の説明から明らかなように、本開示の鋼線材は、潤滑皮膜中にリンを含まないため浸リン性がなく、且つ、従来のリン酸塩と石けん処理材と同等以上の良好な長期間耐食性を有し、しかも圧造加工後の外観不良も生じない。よって、本開示の鋼線材は、産業上の利用価値が極めて大きいものである。

　本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。
態様１：
　ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）と脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含み、（Ｂ）／（Ａ）の乾燥質量比が１．３～１８の範囲であり、（Ｃ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０．１４～２．０の範囲であり、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有することを特徴とする鋼線材。
態様２：
　前記ケイ素が水溶性ケイ酸塩由来であり、且つ、前記タングステンが水溶性タングステン酸塩由来である態様１に記載の鋼線材。
態様３：
　前記ケイ素がケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、及びケイ酸カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上に由来し、且つ、前記タングステンがタングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、及びタングステン酸アンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上に由来する態様１または２に記載の鋼線材。
態様４：
　前記潤滑皮膜が前記脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）以外の滑剤（Ｄ）を更に含み、｛（Ｃ）＋（Ｄ）｝／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比が０．１４～２．０である態様１～３のいずれかに記載の鋼線材。
態様５：
　前記滑剤（Ｄ）がワックス、ポリテトラフルオロエチレン、脂肪酸金属石鹸、脂肪酸アマイド、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、及びメラミンシアヌレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上である態様４に記載の鋼線材。
態様６：
　前記潤滑皮膜が樹脂（Ｅ）を更に含み、（Ｅ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０超１．４以下である態様１～５のいずれかに記載の鋼線材。
態様７：
　前記樹脂（Ｅ）がビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、セルロース誘導体、ポリマレイン酸、及びポリエステル樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種以上である態様６に記載の鋼線材。
態様８：
　前記潤滑皮膜の単位面積当たりの皮膜質量が１．０～２０ｇ／ｍ2である態様１～７のいずれかに記載の鋼線材。

　本出願は、出願日が２０１５年９月３０日である日本国特許出願、特願第２０１５－１９５１４９号及び出願日が２０１６年６月２０日である日本国特許出願、特願第２０１６－１２１４９０号を基礎出願とする優先権主張を伴う。特願第２０１５－１９５１４９号及び特願第２０１６－１２１４９０号は参照することにより本明細書に取り込まれる。

Claims (8)

1. 　ケイ素（Ａ）とタングステン（Ｂ）と脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）を含み、（Ｂ）／（Ａ）の乾燥質量比が１．３～１８の範囲であり、（Ｃ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０．１４～２．０の範囲であり、リンを含まない潤滑皮膜を表面に有することを特徴とする鋼線材。
2. 　前記ケイ素が水溶性ケイ酸塩由来であり、且つ、前記タングステンが水溶性タングステン酸塩由来である請求項１に記載の鋼線材。
3. 　前記ケイ素がケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、及びケイ酸カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上に由来し、且つ、前記タングステンがタングステン酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、及びタングステン酸アンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上に由来する請求項１に記載の鋼線材。
4. 　前記潤滑皮膜が前記脂肪酸のアルカリ金属塩（Ｃ）以外の滑剤（Ｄ）を更に含み、｛（Ｃ）＋（Ｄ）｝／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝の乾燥質量比が０．１４～２．０である請求項１に記載の鋼線材。
5. 　前記滑剤（Ｄ）がワックス、ポリテトラフルオロエチレン、脂肪酸金属石鹸、脂肪酸アマイド、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、及びメラミンシアヌレートよりなる群から選ばれる少なくとも１種以上である請求項４に記載の鋼線材。
6. 　前記潤滑皮膜が樹脂（Ｅ）を更に含み、（Ｅ）／{（Ａ）＋（Ｂ）}の乾燥質量比が０超１．４以下である請求項１に記載の鋼線材。
7. 　前記樹脂（Ｅ）がビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、セルロース誘導体、ポリマレイン酸、及びポリエステル樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種以上である請求項６に記載の鋼線材。
8. 　前記潤滑皮膜の単位面積当たりの皮膜質量が１．０～２０ｇ／ｍ2である請求項１に記載の鋼線材。

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