WO2022044802A1 - 伸線ダイス - Google Patents

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WO2022044802A1
WO2022044802A1 PCT/JP2021/029606 JP2021029606W WO2022044802A1 WO 2022044802 A1 WO2022044802 A1 WO 2022044802A1 JP 2021029606 W JP2021029606 W JP 2021029606W WO 2022044802 A1 WO2022044802 A1 WO 2022044802A1
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bearing
reduction
wire drawing
wire
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康平 倉本
卓哉 木下
豊 小林
実 湯川
公一朗 木村
健太郎 城
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株式会社アライドマテリアル
住友電気工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08—Making wire, bars, tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/04—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof with non-adjustable section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums

Definitions

  • the wire drawing die has been described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-6011 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-127912 (Patent Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-147713 (Patent Document 3), and International Publication No. 3. It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013/031681 (Patent Document 4), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-34487 (Patent Document 5), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-98405 (Patent Document 6).
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-6011 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-127912 Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-147713 International Publication No. 2013/031681 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-34487 Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-98405
  • the drawn dies of the present disclosure are drawn dies made of a non-diamond material, provided with dice holes, and have bearings located on the reduction and downstream sides of the reduction, which are the opening angles of the dice holes in the reduction.
  • the reduction angle is 17 ° or less
  • the surface roughness Ra of the die hole in the range of ⁇ 20 ⁇ m in the circumferential direction of the die hole perpendicular to the wire drawing direction from a specific position in the bearing is 0.025 ⁇ m or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a wire drawing die according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method of measuring the surface roughness in the bearing 1d.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a die hole 1h and a replica 300 filled in the die hole 1h.
  • the drawn dies of the present disclosure are drawn dies made of a non-diamond material, provided with dice holes, and have bearings located on the reduction and downstream sides of the reduction, which are the opening angles of the dice holes in the reduction.
  • the surface roughness Ra of the dice hole is 0 in the range of ⁇ 20 ⁇ m (a range of 40 ⁇ m in total) in the circumferential direction of the die hole perpendicular to the wire drawing direction from a specific position in the bearing with a reduction angle of 17 ° or less. It is .025 ⁇ m or less.
  • the non-diamond material includes CBN or at least one nitride or carbide selected from the group consisting of titanium, silicon, aluminum and chromium.
  • the CBN may be a binderless CBN in which no binder is present, or may be a CBN in which a binder is present.
  • the non-diamond material may be a mixture of CBN and compressed hBN (hexagonal boron nitride).
  • the "compressed hexagonal boron nitride” has a crystal structure similar to that of ordinary hexagonal boron nitride, and the surface spacing in the c-axis direction is larger than that of ordinary hexagonal boron nitride (0.333 nm). Show small ones.
  • the die hole generally has a circular cross section perpendicular to the wire drawing direction.
  • the cross section may be square.
  • the wire drawing die has a bell, approach, reduction, bearing, back relief and exit in order from the upstream side.
  • the reduction angle which is the opening angle of the dice hole in the reduction, is 17 ° or less.
  • two first tangents are drawn on both side surfaces in a portion where the diameter RD of the reduction is 1.050D, and the angle formed by the two first tangents is defined as the reduction angle. If the reduction angle exceeds 17 °, the life of the wire drawing die will be shortened. More preferably, the reduction angle is 6 ° or more and 15 ° or less.
  • the surface roughness Ra in the range of ⁇ 20 ⁇ m in the circumferential direction of the die hole perpendicular to the wire drawing direction from a specific position in the bearing is 0.025 ⁇ m or less. If the surface roughness exceeds 0.025 ⁇ m, the surface roughness of the wire rod deteriorates and the life is shortened.
  • the surface roughness Ra is preferably 0.005 ⁇ m or more and 0.025 ⁇ m or less.
  • the length of the bearing is 200% D or less, where D is the diameter of the bearing. If the length of the bearing is 200% D or more, the bearing becomes long and the life may be shortened. In addition, “there is a risk” indicates that there is a slight possibility that such a situation will occur, and does not mean that such a situation will occur with a high probability.
  • the reduction rate is 5% or more. If the surface reduction rate exceeds 5%, the bearing may be easily worn.
  • the surface reduction rate is calculated by (cross-sectional area of the wire before wire drawing-cross-sectional area of the wire after wire drawing) / (cross-sectional area of the wire before wire drawing) ⁇ 100.
  • the bus and the die are in initial contact with the wire in the reduction, and the wire is in contact with the wire at a length of 50% D or more including the bearing.
  • the wire can be processed more reliably with the bearing.
  • the thermal conductivity of the wire drawing die is 100 to 300 W / (m ⁇ K).
  • the heat generated by the friction with the wire rod can be easily dissipated to the outside by the wire drawing die.
  • CBN has a Knoop hardness of about 40-50 GPa, which is only about half that of diamond (70-130 GPa), and has a weakness that it is disadvantageous for mechanical wear. Therefore, by setting the reduction shape or the like in an appropriate range, it is possible to prevent the die surface pressure from becoming excessively high and to suppress mechanical wear.
  • CBN dies are more susceptible to internal defects in the die, which affects the wire quality after wire drawing.
  • CBN has a low hardness, so internal defects occur when the inner surface is polished, and after wire drawing. It greatly affects the quality of wire rods.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a wire drawing die according to an embodiment.
  • the wire drawing die 1 according to the first embodiment has a die hole 1h.
  • the die 1 has a bell 1a, an approach 1b, a reduction 1c, a bearing 1d, a back relief 1e, and an exit 1f in order from the upstream side.
  • Bell 1a is located on the most upstream side of the die hole 1h.
  • the angle ⁇ formed by the tangents 12a and 13a on the side surface of the die hole 1h defining the bell 1a is the bell angle.
  • the bell 1a corresponds to the inlet of the wire to be drawn and the lubricant.
  • Approach 1b is provided downstream of bell 1a. At the boundary between the bell 1a and the approach 1b, the inclination of the die hole 1h may change continuously or discontinuously.
  • the angle ⁇ formed by the tangents 12b and 13b on the side surface of the die hole 1h defining the approach 1b is the approach angle.
  • the reduction 1c is provided downstream of the approach 1b.
  • the slope of the die hole 1h may change continuously or discontinuously.
  • the angle ⁇ of the side surface of the die hole 1h that defines the reduction 1c is the reduction angle.
  • the bearing 1d is provided downstream of the reduction 1c. At the boundary between the reduction 1c and the bearing 1d, the inclination of the die hole 1h may change continuously or discontinuously.
  • the diameter D of the die hole 1h that defines the bearing 1d is constant.
  • the bearing 1d has a cylindrical shape.
  • the bearing 1d is a portion of the die hole 1h having the smallest hole diameter.
  • the back relief 1e is provided downstream of the bearing 1d. At the boundary between the bearing 1d and the back relief 1e, the inclination of the die hole 1h may change continuously or discontinuously.
  • the angle ⁇ on the side surface of the die hole 1h that defines the back relief 1e is the back relief angle.
  • Exit 1f is provided downstream of back relief 1e.
  • the inclination of the die hole 1h may change continuously or discontinuously.
  • the angle ⁇ on the side surface of the die hole 1h that defines the back relief 1e is an exit angle.
  • the cross-sectional area of the reduction 1c is more than 100% and 110% or less of the cross-sectional area of the bearing 1d.
  • the length of the bearing 1d is L.
  • a relationship of 0 ⁇ L ⁇ 200% D is established between L and D.
  • the die hole 1h is filled with a transfer material (for example, a replica made by Struas Co., Ltd.) and the die is used.
  • a transfer material for example, a replica made by Struas Co., Ltd.
  • a replica in which the shape of the hole 1h is transferred is produced.
  • This replica is cut along a plane including the center line 1p to obtain a cross-sectional view of the die hole 1h as in the die hole 1h of FIG.
  • the shape of each part can be measured based on this cross-sectional view.
  • the bearing 1d has a sufficiently large diameter, the replica to which the die hole 1h is transferred can be elastically deformed and pulled out from the die hole 1h.
  • the bearing 1d has a small diameter and the replica cannot be pulled out from the die hole 1h even if the replica is elastically deformed, the replica is cut near the exit 1f and the shape of the portion other than the exit 1f is reproduced using the replica. Further, the die hole 1h is filled with a transfer material to create a replica, the replica is cut in the vicinity of the bell 1a, and the shape of the portion other than the bell 1a is reproduced using the replica. By combining these, a cross section of the die hole 1h can be obtained.
  • Example 1 Basic wire drawing evaluation of BL (binderless) CBN dice
  • Example 2 Basic wire drawing evaluation of BL (binderless) CBN dice
  • Dice material A Single crystal diamond die, B.I. Binderless PCD Dice, C.I. Three types of CBN dice were prepared. CBN dies contain 99% by weight or more of CBN and less than 1% by weight of hBN. This composition was measured by the following method. The content (% by volume) of cubic boron nitride, compressed hexagonal boron nitride and wurtzite-type boron nitride in the CBN die can be measured by an X-ray diffraction method. The specific measurement method is as follows. The CBN die is cut with a diamond grindstone electrodeposition wire, and the cut surface is used as the observation surface.
  • An X-ray spectrum of the cut surface of the CBN die is obtained using an X-ray diffractometer (“MiniFlex 600” (trade name) manufactured by Rigaku).
  • the conditions of the X-ray diffractometer at this time are, for example, as follows.
  • Characteristic X-ray Cu-K ⁇ (wavelength 0.154 nm) Tube voltage: 45kV Tube current: 40mA Filter: Multi-layer mirror Optical system: Concentration method X-ray diffraction method: ⁇ -2 ⁇ method.
  • the content of compressed hexagonal boron nitride is obtained by calculating the value of peak intensity A / (peak intensity A + peak intensity B + peak intensity C).
  • the content of wurtzite-type boron nitride is obtained by calculating the value of peak intensity B / (peak intensity A + peak intensity B + peak intensity C).
  • the content of the cubic boron nitride polycrystal is obtained by calculating the value of peak intensity C / (peak intensity A + peak intensity B + peak intensity C).
  • the above-mentioned X-ray peak intensity ratio can be regarded as the volume ratio in the CBN die. .. If the volume ratio of each is known, the density of compressed hexagonal boron nitride (2.1 g / cm 3 ), the density of wurtzite-type boron nitride (3.48 g / cm 3 ), and the density of cubic boron nitride (3.). These mass ratios can be calculated from 45 g / cm 3 ).
  • the crystal grain size D50 of CBN is 200 to 300 ⁇ m.
  • D50 means a diameter in which the large side and the small side have the same number when the particles are divided into two from a certain particle diameter.
  • D50 was measured as follows.
  • the CBN die is cut by wire electric discharge machining, diamond grindstone electrodeposition wire, etc., and ion milling is performed on the cut surface.
  • the measurement point on the CP processed surface is observed using an SEM (“JSM-7500F” (trade name) manufactured by JEOL Ltd.), and an SEM image is obtained.
  • the size of the measurement field of view is 12 ⁇ m ⁇ 15 ⁇ m, and the observation magnification is 10,000 times.
  • the aspect ratio of each crystal grain, the area of each crystal grain, and the crystal are used using image processing software (Win Roof ver.7.4.5). Calculate the distribution of the equivalent circle diameter of the grain. D50 is calculated using the result.
  • the surface roughness Ra of the bearing 1d is determined by the tool for polishing the bearing 1d and the polishing conditions. Prepare first and second dies of the same material and dimensions. Polish the first and second dies with the same polishing tools and polishing conditions. As a result, the bearings 1d of the first and second dies have the same surface roughness Ra.
  • the polishing method includes ultrasonic polishing using a polishing needle and free abrasive grains, polishing by laser processing, and the like.
  • the die 1 is ground from the side surface side by a surface grinding machine, and 50% or more of the die hole diameter D is ground.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. In FIG. 2, the shape of the die before grinding is shown by a dotted line.
  • the grinding amount of the die hole 1h is 50% D or more at a distance to the point 501 center line 1p.
  • the distance from the center line 1p to the point 502 is 50% D or less.
  • the exposed die hole 1h is degreased and washed with alcohol or the like to remove stains on the bearing 1d.
  • the following devices are used for the measurement.
  • Measuring device Olympus MEASURING LASER MICROSCOPE
  • Image size (pixels) 1024 x 1024 Image size: 258 x 258 ⁇ m
  • Scanning mode XYZ high precision + color objective lens: MPLAPONLEXT ⁇ 50x DIC: Off zoom: ⁇ 1 Evaluation length: 40 ⁇ m Cutoff ⁇ c: 8 ⁇ m
  • Filter Gaussian analysis Parameter: Roughness parameter Magnification: ⁇ 100 Cutoff: 8 ⁇ m
  • an image including the surface roughness measuring unit is photographed under the above imaging conditions. At this time, an image as bright as possible is acquired within a range where the image is not reflected due to a defect or the like.
  • set the die grinding surface 1z so that it is parallel to the microscope.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method of measuring the surface roughness in the bearing 1d.
  • the captured image is displayed on the screen, and a line 1y is drawn at equidistant positions from the wall surfaces 31 and 41 at both ends of the die hole 1h in FIG. This line 1y substantially coincides with the center line 1p of the die hole 1h.
  • the line 101 is moved in parallel in the upward direction indicated by the arrow 110 to the position of the line 102, for example.
  • the shape of the inner peripheral surface of the die hole 1h at the position of the line 102 (a circle perpendicular to the center line 1p and forming a plane including the line 102) is shown as an arc curve 202.
  • the radius of the arc curve 202 is larger than the radius of the arc curve 201.
  • the line 101 is moved in parallel to the position of the line 103 in the downward direction indicated by the arrow 120, for example.
  • the shape of the inner peripheral surface of the die hole 1h at the position of the line 103 (a circle perpendicular to the center line 1p and forming a plane including the line 103) is shown as an arc curve 203.
  • the radius of the arc curve 203 is smaller than the radius of the arc curve 201.
  • the line 101 is moved upward as indicated by arrow 110 and downward as indicated by arrow 120 to display the inner peripheral surface of each position, and the position where the radius of the arc curve is minimized, that is, the arc curve is formed. Find the highest position.
  • the position is the bearing 1d.
  • the arc curve 204 corresponding to the line 104 of the bearing 1d indicates the shape of the inner peripheral surface of the bearing.
  • a range of 20 ⁇ m (40 ⁇ m in total) on the left and right is set as the roughness measurement range with reference to the bottom of the arc curve 204 (the intersection 210 of 104 and line 1y in FIG. 2), and the surface roughness Ra in this range is set as the bearing 1d.
  • the surface roughness is used.
  • the first die and the second die had the same surface roughness Ra of the bearing 1d, and the wire drawing process was performed using the second die.
  • Ring wear means that the vicinity of reduction 1c on the inner peripheral surface of the die is worn in an annular shape.
  • the magnitude of ring wear was identified by the following method.
  • a transfer material for example, Represet manufactured by Struas Co., Ltd.
  • Represet manufactured by Struas Co., Ltd.
  • This replica is cut along a plane including the center line 1p to obtain a cross-sectional view of the die hole 1h as in the die hole 1h of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a die hole 1h and a replica 300 filled in the die hole 1h.
  • the replica 300 has a shape along the die hole 1h.
  • the shape of the inner surface of the die hole 1h is transferred to the outer surface of the replica 300.
  • Ring wear 304a and 304b are formed on the reduction 1c.
  • the replica 300 is photographed with a transmission microscope, the areas of the ring wears 304a and 304b are calculated using image analysis software (WinLoof, ImageJ, etc.), and the larger area is taken as the result of the ring wear.
  • ring wear 304a and 304b are formed on the left and right sides of the replica 300, but the area of the ring wear 304a and 304b is calculated, and the larger area is used as the result.
  • the area of the portion surrounded by the straight line connecting the upper end 301 and the lower end 302 of the ring wear 304a and the ridge line 303 was defined as the area of the ring wear 304a. When this area was 50 ⁇ m 2 or more, the ring wear was increased. When this area was less than 10 ⁇ m 2 , the ring wear was reduced. When this area was 10 ⁇ m 2 or more and 50 ⁇ m 2 or less, ring wear was regarded as medium.
  • the "wire diameter change amount” indicates the difference between the wire diameter of the wire after wire drawing at the start of wire drawing and the wire diameter of the wire after wire drawing, whichever comes first after the life or 30 km wire drawing.
  • Uneven wear means that the bearing 1d is deformed into a shape other than a circle.
  • the wear of a single crystal diamond depends on the plane orientation of the single crystal diamond. Therefore, it is easy to wear in one direction and hard to wear in another direction. As a result, uneven wear occurs. Since the binderless PCD and CBN are polycrystalline, they wear in the same way in all directions, so that uneven wear does not occur.
  • Pulling force is the ratio of the pulling force at the time of drawing 30km to the pulling force at the time of drawing 15km in the binderless PCD and CBN. In the case of single crystal diamond, it is the rate of increase of the pulling force at the time of 20km drawing with respect to the pulling force at the time of drawing 15km.
  • Wire surface roughness Ra indicates the surface roughness Ra of the wire, whichever comes first after the life or 30 km wire drawing.
  • Ra is defined by JIS B 0601 (2001) and was measured by MEASUREING LASER MICROSCOPE OLS4000 manufactured by Olympus.
  • the single crystal diamond die reached the end of its life due to the deterioration of the wire surface roughness at the time of 20 km wire drawing.
  • uneven wear and ring wear progressed violently, and unevenness was generated on the inner surface of the die, and it is presumed that this was transferred to the wire and reached the end of its life.
  • the binderless PCD dice had ring wear at the time of 15km wire drawing. At the time of 30km wire drawing, the ring wear was the deepest among the three types of dies. It was also confirmed that the pulling force increased by about 10% due to the progress of ring wear, and it is presumed that the wire is easily broken.
  • the CBN die had good wire drawing performance, with ring wear clearly less than that of other dies even when the wire was drawn for 30 km, and there was almost no change in the wire diameter or pulling force.
  • Example 2 Basic evaluation of binderless CBN die shape dependence
  • the specifications other than the wire drawing evaluation condition and the reduction angle are the same as those in the first embodiment.
  • Example 1 A Single crystal diamond die, B.I. Binderless PCD Dice, C.I. Three types of CBN dice were prepared. CBN dies contain 99% by weight or more of CBN and less than 1% by weight of hBN. The crystal grain size D50 of CBN is 200 to 300 ⁇ m.
  • the CBN dice reached the end of their life at 13km, so the evaluation was suspended at that point. Unlike when the reduction angle was 13 °, the CBN dice had the shortest life.
  • the single crystal diamond and the binderless PCD die have ring wear.
  • the CBN die has no ring wear, the inner surface is very rough from the reduction 1c to the bearing 1d, and the wire diameter is larger than that of other diamond dies. For this reason, although it has the effect of suppressing ring wear regardless of the shape, it is said that it could not fully demonstrate its performance with high-angle dies where the surface pressure tends to increase because the hardness is relatively low compared to diamond. Seem.
  • the life of the die number 4 is 1, the life of 1 or more is A, the life of 0.8 or more and less than 1 is B, and the life of less than 0.8 is C.
  • Bearing surface roughness Ra is the surface roughness Ra in the range of the circumferential length 40 ⁇ m of the bearing 1d, as in the first and second embodiments.
  • the linear change amount is 0.5 ⁇ m or less
  • the wire roughness Ra is 0.05 ⁇ m or less
  • the roundness is 0.3 ⁇ m or less
  • the life is A or B. If all of these four items pass, it is considered as a good product (pass) as a wire drawing die.
  • the appropriate reduction angle for the CBN die be 17 degrees or less.
  • Example 4 The performance of the CBN dice when the bearing length was changed was investigated.
  • the life of the die number 4 is 1, the life of 1 or more is A, the life of 0.8 or more and less than 1 is B, and the life of less than 0.8 is C.
  • Example 5 The effect of the initial surface roughness of the die hole 1h of the CBN die on the wire drawing performance was investigated. The performance of the CBN dice when the bearing length was changed was investigated.
  • the life of the die number 4 is 1, the life of 1 or more is A, the life of 0.8 or more and less than 1 is B, and the life of less than 0.8 is C.
  • the acceptance criteria were the same as in Example 3.
  • the initial roughness of the inner surface of the die does not significantly affect the amount of change in wire diameter or roundness during wire drawing. On the other hand, it was found that the initial die roughness has a great influence on the wire quality. From the above, it is desirable that the die inner surface roughness Ra is 0.025 ⁇ m or less.

Landscapes

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Abstract

非ダイヤモンド材料からなり、ダイス孔１ｈが設けられており、リダクション１ｃおよびリダクション１ｃの下流側に位置するベアリング１ｄを有する伸線ダイス１であって、リダクション１ｃにおけるダイス孔１ｈの開き角度であるリダクション角度γが１７°以下であり、ベアリング１ｄ内の特定の位置から伸線方向とは垂直なダイス孔１ｈの円周方向に±２０μｍの範囲におけるダイス孔１ｈの表面粗さＲａが０．０２５μｍ以下である。

Description

伸線ダイス
　この開示は、伸線ダイスに関する。本出願は、２０２０年８月２４日に出願した日本特許出願である特願２０２０－１４０８６３号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　従来、伸線ダイスは、たとえば特開平２－６０１１号公報（特許文献１）、特開平２－１２７９１２号公報（特許文献２）、特開平４－１４７７１３号公報（特許文献３）、国際公開第２０１３／０３１６８１号公報（特許文献４）、特開２０１４－３４４８７号公報（特許文献５）、および、特開昭５６－９８４０５号公報（特許文献６）に開示されている。
特開平２－６０１１号公報 特開平２－１２７９１２号公報 特開平４－１４７７１３号公報 国際公開第２０１３／０３１６８１号公報 特開２０１４－３４４８７号公報 特開昭５６－９８４０５号公報
　本開示の伸線ダイスは、非ダイヤモンド材料からなり、ダイス孔が設けられており、リダクションおよびリダクションの下流側に位置するベアリングを有する伸線ダイスであって、リダクションにおけるダイス孔の開き角度であるリダクション角度が１７°以下であり、ベアリング内の特定の位置から伸線方向とは垂直なダイス孔の円周方向に±２０μｍの範囲におけるダイス孔の表面粗さＲａが０．０２５μｍ以下である。
図１は、実施の形態に従った伸線ダイスの断面図である。 図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、ベアリング１ｄ内の表面粗さの測定方法を説明するための図である。 図４は、ダイス孔１ｈおよびダイス孔１ｈに充填されたレプリカ３００を示す断面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
　従来の伸線ダイスにおいては、寿命の向上が求められていた。
　[本開示の実施形態の説明]
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　本開示の伸線ダイスは、非ダイヤモンド材料からなり、ダイス孔が設けられており、リダクションおよびリダクションの下流側に位置するベアリングを有する伸線ダイスであって、リダクションにおけるダイス孔の開き角度であるリダクション角度が１７°以下であり、ベアリング内の特定の位置から伸線方向とは垂直なダイス孔の円周方向に±２０μｍの範囲（合計４０μｍの範囲）におけるダイス孔の表面粗さＲａが０．０２５μｍ以下である。
　非ダイヤモンド材料としては、ＣＢＮ、または、チタン、シリコン、アルミニウムおよびクロムからなる群より選ばれた少なくとも一種の窒化物または炭化物がある。
　ＣＢＮは、結合材が存在しないバインダレスＣＢＮであってもよく、バインダが存在するＣＢＮであってもよい。非ダイヤモンド材料として、ＣＢＮおよび圧縮型ｈＢＮ（六方晶窒化ホウ素）の混合物であってもよい。ここで、「圧縮型六方晶窒化ホウ素」とは、通常の六方晶窒化ホウ素と結晶構造が類似し、ｃ軸方向の面間隔が通常の六方晶窒化ホウ素の面間隔（０．３３３ｎｍ）よりも小さいものを示す。
　ダイス孔は、一般的には伸線方向に垂直な断面が円形状とされる。しかしながら、当該断面が角形であってもよい。
　伸線ダイスは、上流側から順にベル、アプローチ、リダクション、ベアリング、バックリリーフおよびエクジットを有する。
　リダクションにおけるダイス孔の開き角度であるリダクション角度は１７°以下である。伸線方向に平行なダイス孔の断面図において、リダクションの直径ＲＤが１．０５０Ｄの部分において両側面に２つの第一接線を引き、２つ第一接線のなす角度をリダクション角度とする。リダクション角度が１７°を超えると、伸線ダイスの寿命が短くなる。より好ましくは、リダクション角度は６°以上１５°以下である。
　ベアリング内の特定の位置から伸線方向とは垂直なダイス孔の円周方向に±２０μｍの範囲における表面粗さＲａが０．０２５μｍ以下である。この表面粗さが０．０２５μｍを超えると線材の表面粗さが悪化して寿命が短くなる。好ましくは表面粗さＲａは０．００５μｍ以上０．０２５μｍ以下である。
　好ましくは、ベアリングの直径をＤとするとベアリングの長さが２００％Ｄ以下である。ベアリングの長さが２００％Ｄ以上となるとベアリングが長くなり、寿命が低下するおそれがある。なお、「おそれがある」とは、僅かながらそのようになる可能性があることを示し、高い確率でそのようになることを意味するものではない。
　好ましくは、減面率が５％以上である。減面率が５％を超えるとベアリングが摩耗しやすくなるおそれがある。減面率は（伸線前の線材の断面積－伸線後の線材の断面積）／（伸線前の線材の断面積）×１００で求められる。
　好ましくは、リダクションにおいて母線材とダイスが初期接触し、ベアリングを含め５０％Ｄ以上の長さにおいて線材と接触する。この場合には、より確実にベアリングにて線材を加工できる。
　好ましくは、伸線ダイスの熱伝導率が１００から３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。この場合、伸線ダイスにて線材との摩擦により発生した熱を容易に外部に放散させることができる。
　ＣＢＮダイスは形状規格を適切に設定しなければ機械摩耗によりダイス寿命が著しく短くなる。ＣＢＮはヌープ硬度が４０－５０ＧＰａ程度でダイヤモンド（７０－１３０ＧＰａ）の半分程度しかなく、機械的な摩耗には不利という弱点が存在する。そのため、リダクション形状等を適切な範囲に設定することでダイス面圧が過剰に高くなることを防ぎ、機械的な摩耗を抑えられる。
　ＣＢＮダイスはダイヤモンドダイスと比べてダイス内面疵が入りやすく、伸線後の線品位に影響するＣＢＮは先述の通り、硬度が低いことから内面研磨した際にダイス内面疵が発生し、伸線後の線材品位に大きく影響する。
　本開示の伸線ダイスは、上記の課題を解決することで長寿命となる。
　図１は、実施の形態に従った伸線ダイスの断面図である。図１で示すように、実施の形態１に従った伸線用のダイス１はダイス孔１ｈを有する。ダイス１は、上流側から順にベル１ａ、アプローチ１ｂ、リダクション１ｃ、ベアリング１ｄ、バックリリーフ１ｅおよびエクジット１ｆを有する。
　ベル１ａはダイス孔１ｈの最も上流側に位置している。ベル１ａを規定するダイス孔１ｈの側面の接線１２ａ，１３ａのなす角度αはベル角である。ベル１ａは、伸線される線材および潤滑材の入口に該当する。
　アプローチ１ｂは、ベル１ａの下流に設けられる。ベル１ａとアプローチ１ｂとの境界において、ダイス孔１ｈの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。アプローチ１ｂを規定するダイス孔１ｈの側面の接線１２ｂ，１３ｂのなす角度βはアプローチ角である。
　リダクション１ｃは、アプローチ１ｂの下流に設けられる。アプローチ１ｂとリダクション１ｃとの境界において、ダイス孔１ｈの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。リダクション１ｃを規定するダイス孔１ｈの側面の角度γはリダクション角である。
　ベアリング１ｄは、リダクション１ｃの下流に設けられる。リダクション１ｃとベアリング１ｄとの境界において、ダイス孔１ｈの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。ベアリング１ｄを規定するダイス孔１ｈの直径Ｄは一定である。ベアリング１ｄは円筒形状である。ベアリング１ｄは、ダイス孔１ｈにおいて最も孔径が小さい部分である。
　バックリリーフ１ｅは、ベアリング１ｄの下流に設けられる。ベアリング１ｄとバックリリーフ１ｅとの境界において、ダイス孔１ｈの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。バックリリーフ１ｅを規定するダイス孔１ｈの側面の角度θはバックリリーフ角である。
　エクジット１ｆは、バックリリーフ１ｅの下流に設けられる。ベアリング１ｄとバックリリーフ１ｅとの境界において、ダイス孔１ｈの傾きが連続的に変化していてもよく、非連続的に変化していてもよい。バックリリーフ１ｅを規定するダイス孔１ｈの側面の角度φはエクジット角である。
　リダクション１ｃの直径をＲＤとすると、ＲＤとＤとの間には、Ｄ＜ＲＤ≦１．０５０Ｄの関係が成立する。そのため、上記関係の直径ＲＤを有する部分がリダクション１ｃである。リダクション１ｃの断面積はベアリング１ｄの断面積の１００％を超え１１０％以下である。
　ベアリング１ｄの長さはＬである。ＬとＤとの間には、０＜Ｌ≦２００％Ｄの関係が成立する。
　ベル１ａ、アプローチ１ｂ、リダクション１ｃ、ベアリング１ｄ、バックリリーフ１ｅおよびエクジット１ｆの形状を測定するためには、ダイス孔１ｈに転写材（たとえば、株式会社ストルアス製、レプリセット）を充填して、ダイス孔１ｈの形状を転写したレプリカを作製する。このレプリカを、中心線１ｐを含む平面で切断し、図１のダイス孔１ｈのようなダイス孔１ｈの断面図を得る。この断面図に基づいて各部位の形状を測定することができる。ベアリング１ｄが十分大径である場合にはダイス孔１ｈを転写したレプリカを弾性変形させることでダイス孔１ｈから引き抜くことができる。ベアリング１ｄが小径でありレプリカを弾性変形させてもレプリカをダイス孔１ｈから引き抜くことができない場合にはエクジット１ｆ付近においてレプリカを切断してエクジット１ｆ以外の部分の形状をレプリカを用いて再生する。さらに、ダイス孔１ｈに転写材を充填してレプリカを作成し、このレプリカをベル１ａ付近において切断し、ベル１ａ以外の部分の形状をレプリカを用いて再生する。これらを合体させることでダイス孔１ｈの断面を得ることができる。
　リダクション角γの測定にあたっては、ダイス孔１ｈの断面図において、リダクション１ｃの基準点１１ｃ（ＲＤ＝１．０５０Ｄの部分）において両側面に接線１２ｃ，１３ｃを引き、２つ接線１２ｃ，１３ｃのなす角度をリダクション角γとする。
　[本開示の実施形態の詳細]
　（実施例１）
　（ＢＬ（バインダレス）ＣＢＮダイスの基礎伸線評価）
　ダイス素材の違いによる性能の確認を行うため、下記３種類の同形状ダイスを用意し評価を行った。
　ダイス素材
　Ａ．単結晶ダイヤモンドダイス、Ｂ．バインダレスＰＣＤダイス、Ｃ．ＣＢＮダイスの３種類を準備した。ＣＢＮダイスは、９９質量％以上のＣＢＮ、および１質量％未満のｈＢＮを含む。この組成は、以下の方法で測定した。ＣＢＮダイス中の立方晶窒化ホウ素、圧縮型六方晶窒化ホウ素及びウルツ鉱型窒化ホウ素の含有率（体積％）は、Ｘ線回折法により測定することができる。具体的な測定方法は下記の通りである。ＣＢＮダイスをダイヤモンド砥石電着ワイヤーで切断し、切断面を観察面とする。
　Ｘ線回折装置（Ｒｉｇａｋｕ社製「ＭｉｎｉＦｌｅｘ６００」（商品名））を用いてＣＢＮダイスの切断面のＸ線スペクトルを得る。このときのＸ線回折装置の条件は例えば、下記の通りとする。
　特性Ｘ線：　Ｃｕ－Ｋα（波長０．１５４ｎｍ）
　管電圧：　４５ｋＶ
　管電流：　４０ｍＡ
　フィルター：　多層ミラー
　光学系：　集中法
　Ｘ線回折法：　θ－２θ法。
　得られたＸ線スペクトルにおいて、下記のピーク強度Ａ、ピーク強度Ｂ及びピーク強度Ｃを測定する。
　ピーク強度Ａ：回折角２θ＝２８．５°付近のピーク強度（Ｘ線スペクトルの回折角２θ＝２８．５°のピーク強度）から、バックグランドを除いた圧縮型六方晶窒化ホウ素のピーク強度。
　ピーク強度Ｂ：回折角２θ＝４０．８°付近のピーク強度（Ｘ線スペクトルの回折角４０．８°のピーク強度）から、バックグラウンドを除いたウルツ鉱型窒化ホウ素のピーク強度。
　ピーク強度Ｃ：回折角２θ＝４３．５°付近のピーク強度（Ｘ線スペクトルの回折角２θ＝４３．５°のピーク強度）から、バックグラウンドを除いた立方晶窒化ホウ素のピーク強度。
　圧縮型六方晶窒化ホウ素の含有率は、ピーク強度Ａ／（ピーク強度Ａ＋ピーク強度Ｂ＋ピーク強度Ｃ）の値を算出することにより得られる。ウルツ鉱型窒化ホウ素の含有率は、ピーク強度Ｂ／（ピーク強度Ａ＋ピーク強度Ｂ＋ピーク強度Ｃ）の値を算出することにより得られる。立方晶窒化ホウ素多結晶体の含有率は、ピーク強度Ｃ／（ピーク強度Ａ＋ピーク強度Ｂ＋ピーク強度Ｃ）の値を算出することにより得られる。圧縮型六方晶窒化ホウ素、ウルツ鉱型窒化ホウ素及び立方晶窒化ホウ素は、全て同程度の電子的な重みを有するため、上記のＸ線ピーク強度比をＣＢＮダイス中の体積比と見なすことができる。各々の体積比が分かれば圧縮型六方晶窒化ホウ素の密度（２．１ｇ／ｃｍ３）、ウルツ鉱型窒化ホウ素の密度（３．４８ｇ／ｃｍ３）、および立方晶窒化ホウ素の密度（３．４５ｇ／ｃｍ３）からこれらの質量比を算出できる。
　ＣＢＮの結晶粒径Ｄ５０が２００から３００μｍである。Ｄ５０は、粒子をある粒子径から２つに分けたとき、大きい側と小さい側が等しい個数となる径をいう。
　Ｄ５０は、以下のように測定した。ＣＢＮダイスをワイヤー放電加工およびダイヤモンド砥石電着ワイヤー等で切断し、切断面にイオンミリングを行う。ＣＰ加工面上の測定箇所をＳＥＭ（日本電子株式会社社製「ＪＳＭ－７５００Ｆ」（商品名））を用いて観察し、ＳＥＭ画像を得る。測定視野のサイズは１２μｍ×１５μｍとし、観察倍率は１００００倍とする。測定視野内に観察される結晶粒の粒界を分離した状態で、画像処理ソフト（Win　Roof　ver.7.4.5）を用いて、各結晶粒のアスペクト比及び各結晶粒の面積、及び、結晶粒の円相当径の分布を算出する。その結果を用いてＤ５０を算出する。
　ダイス形状：（ダイスＡ～Ｃいずれも同様である）
　リダクション角度γ：１３度（開き角：以下リダクションの角度は、すべて開き角で記載）
　ベアリング１ｄ長さＬ：３０％Ｄ
　ダイス孔１ｈ直径Ｄ：０．１８ｍｍ（減面率１６％設定）
　ベアリング１ｄの周方向長さ４０μｍの範囲における表面粗さＲａ：０．０１５μｍ
　ベアリング１ｄの表面粗さＲａは以下のように測定する。
　ベアリング１ｄの表面粗さＲａは、ベアリング１ｄを研磨する工具および研磨条件によって決定されることが知られている。同じ材質および寸法の第一および第二のダイスを準備する。第一および第二のダイスを同じ研磨工具および研磨条件で研磨する。これにより第一および第二のダイスのベアリング１ｄは同じ表面粗さＲａを有する。なお、研磨方法としては、研磨針と遊離砥粒を用いた超音波研磨、レーザ加工による研磨などがある。
　第一のダイスのダイス孔１ｈの断面形状を観察するために、ダイス１を側面側から平面研削盤により研削して、ダイス孔直径Ｄの５０％以上を研削する。
　図２は、図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図２において研削前のダイスの形状を点線で示す。ダイス孔１ｈの研削量は点５０１中心線１ｐまでの距離５０％Ｄ以上となる。中心線１ｐから点５０２までの距離は５０％Ｄ以下である。
　露出したダイス孔１ｈをアルコール等で脱脂、洗浄して、ベアリング１ｄの汚れを除去する。測定には、以下の装置を用いる。
測定装置：オリンパス製　ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ　ＬＡＳＥＲ　ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ　ＯＬＳ４０００
画像サイズ（画素）：１０２４×１０２４
画像サイズ：２５８×２５８μｍ
走査モード：ＸＹＺ高精度＋カラー
対物レンズ：ＭＰＬＡＰＯＮＬＥＸＴ　×５０倍
ＤＩＣ：オフ
ズーム：×１
評価長さ：４０μｍ
カットオフλｃ：８μｍ
フィルタ：ガウシアン
解析パラメータ：粗さパラメータ
倍率：×１００
カットオフ：８μｍ
　上記測定装置を使い、上記撮影条件により表面粗さ測定部を含む画像を撮影する。この時疵等で像が反射しない範囲で出来るだけ明るい画像を取得する。画像撮影時はダイス研削面１ｚを顕微鏡に対して平行になるようにセットする。
　図３は、ベアリング１ｄ内の表面粗さの測定方法を説明するための図である。撮影した画像を画面に表示させ、図３のダイス孔１ｈの両端の壁面３１，４１から等距離の位置に線１ｙを引く。この線１ｙは、ダイス孔１ｈの中心線１ｐにほぼ一致する。
　線１ｙに対し垂直な方向の線１０１表示させる。線１０１の位置におけるダイス孔１ｈの内周面（中心線１ｐに垂直で線１０１を含む平面を構成する円）の形状が円弧曲線２０１として示される。
　線１０１を例えば線１０２の位置まで矢印１１０で示す上方向に平行移動させる。これに伴って、線１０２の位置におけるダイス孔１ｈの内周面（中心線１ｐに垂直で線１０２を含む平面を構成する円）の形状が円弧曲線２０２として示される。円弧曲線２０２の半径は、円弧曲線２０１の半径より大きい。
　線１０１を例えば線１０３の位置まで矢印１２０で示す下方向に平行移動させる。これに伴って、線１０３の位置におけるダイス孔１ｈの内周面（中心線１ｐに垂直で線１０３を含む平面を構成する円）の形状が円弧曲線２０３として示される。円弧曲線２０３の半径は、円弧曲線２０１の半径より小さい。このようにして線１０１を矢印１１０で示す上方向および矢印１２０で示す下方向に移動させて、各位置の内周面を表示し、円弧曲線の半径が最小となる位置、すなわち、円弧曲線が最も高くなる位置を探す。その位置がベアリング１ｄである。
　ベアリング１ｄの線１０４に対応する円弧曲線２０４がベアリングの内周面の形状を示す。
　円弧曲線２０４の底部（図２では、１０４と線１ｙの交点２１０）を基準として左右２０μｍ（合計４０μｍ）の範囲を粗さ測定範囲に設定し、この範囲での表面粗さＲａをベアリング１ｄの表面粗さとする。
　第一のダイスと第二のダイスは同じベアリング１ｄの表面粗さＲａを有し、第二のダイスを用いて伸線加工を行った。
　伸線条件
　線材：ＳＵＳ３１６Ｌ
　線速：５００ｍ／ｍｉｎ
　潤滑：油性
　伸線距離：３０ｋｍ
　結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１における「寿命」の判断においては、伸線後の線材の表面粗さＲａが０．１００μｍ以上となった時点を寿命と判断した。
　「リング摩耗」とは、ダイスの内周面のリダクション１ｃ付近が環状に摩耗することを示す。
　リング摩耗の大小は、以下の方法で特定した。ダイス孔１ｈに転写材（たとえば、株式会社ストルアス製、レプリセット）を充填して、ダイス孔１ｈの形状を転写したレプリカを作製する。このレプリカを、中心線１ｐを含む平面で切断し、図１のダイス孔１ｈのようなダイス孔１ｈの断面図を得る。図４は、ダイス孔１ｈおよびダイス孔１ｈに充填されたレプリカ３００を示す断面図である。図４で示すように、レプリカ３００は、ダイス孔１ｈに沿った形状を有する。レプリカ３００の外表面には、ダイス孔１ｈの内表面の形状が転写されている。リダクション１ｃにはリング摩耗３０４ａ，３０４ｂが形成されている。レプリカ３００を透過顕微鏡で撮影し、画像解析ソフト（ＷｉｎＲｏｏｆ，ＩｍａｇｅＪ等）を用いてリング摩耗３０４ａ，３０４ｂの面積を算出し、大きい方の面積をリング摩耗の結果とする。図４においてレプリカ３００の左右にリング摩耗３０４ａ，３０４ｂが形成されているが、リング摩耗３０４ａ，３０４ｂの面積を算出し、面積の大きい方を結果とする。リング摩耗３０４ａの上端３０１および下端３０２を結ぶ直線と、稜線３０３とで囲まれた部分の面積をリング摩耗３０４ａの面積とした。この面積が５０μｍ２以上であった場合にリング摩耗を大とした。この面積が１０μｍ２未満の場合にリング摩耗を小とした。なお、この面積が１０μｍ２以上５０μｍ２以下の場合にリング摩耗を中とした。
　「線径変化量」は、伸線開始時の伸線後の線材の線径と、寿命または３０ｋｍ伸線後のいずれか早いほうの伸線後の線材の線径との差を示す。
　「偏摩耗」とはベアリング１ｄが円形以外の形状に変形することを示す。単結晶ダイヤモンドの摩耗は単結晶ダイヤモンドの面方位に異存する。そのため、ある方向に摩耗しやすく別の方向に摩耗しにくい。その結果、偏摩耗が生じる。バインダレスＰＣＤおよびＣＢＮは多結晶体であるため、すべての方向に同じように摩耗するため偏摩耗は発生しない。
　「引抜力」は、バインダレスＰＣＤおよびＣＢＮでは１５ｋｍ伸線時の引き抜き力に対する３０ｋｍ伸線時の引き抜き力の増加割合である。単結晶ダイヤモンドでは１５ｋｍ伸線時の引き抜き力に対する２０ｋｍ伸線時の引き抜き力の増加割合である。
　「線材表面粗さＲａ」は、寿命または３０ｋｍ伸線後のいずれか早いほうの線材の表面の粗さＲａを示す。ＲａはＪＩＳ　Ｂ　０６０１（２００１）によって定義されるものであり、オリンパス製、ＭＥＡＳＵＲＥＩＮＧ　ＬＡＳＥＲ　ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ　ＯＬＳ４０００によって測定した。
　単結晶ダイヤモンドダイスは２０ｋｍ伸線時点で線材表面粗さが悪化し寿命に達した。伸線後のダイスを観察すると偏摩耗とリング摩耗が激しく進行してダイス内面に凹凸が生じており、これが線材に転写されて寿命となったと推測される。
　バインダレスＰＣＤのダイスは１５ｋｍ伸線時点でリング摩耗が入っていた。３０ｋｍ伸線時点では３種類のダイスの中で最もリング摩耗が深くなっていた。また、リング摩耗進行により引き抜き力が１０％程度増加していることも確認出来ており、断線しやすくなっていると推測される。
　ＣＢＮダイスは３０ｋｍ伸線してもリング摩耗が他のダイスと比べ明らかに少なく、線径や引き抜き力の変化もほとんど見られておらず、良好な伸線性能であった。
　（実施例２）
　（バインダレスＣＢＮダイス形状依存性の基礎評価）
　ダイス素材の違いによる形状依存性を比較するため、下記ダイスを用意し評価を行った。伸線評価条件及びリダクション角度以外の仕様は実施例１と同様である。
　ダイス素材
　実施例１と同じＡ．単結晶ダイヤモンドダイス、Ｂ．バインダレスＰＣＤダイス、Ｃ．ＣＢＮダイスの３種類を準備した。ＣＢＮダイスは、９９質量％以上のＣＢＮ、および１質量％未満のｈＢＮを含む。ＣＢＮの結晶粒径Ｄ５０が２００から３００μｍである。
　ダイス形状：（ダイスＡ～Ｃいずれも同様である）
リダクション角度：１８度
　ベアリング１ｄ長さ：３０％Ｄ
　ベアリング１ｄの周方向長さ４０μｍの範囲における表面粗さＲａ：０．０１５μｍ
　ダイス孔１ｈ直径Ｄ　：０．１８ｍｍ（減面率１６％設定）
　伸線条件
　線材：ＳＵＳ３１６Ｌ
　線速：５００ｍ／ｍｉｎ
　潤滑：油性
　結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ＣＢＮダイスが１３ｋｍで寿命を迎えたためその時点で評価を中断した。リダクション角度１３°のときとは異なり、ＣＢＮダイスが最も短寿命となった。
　単結晶ダイヤとバインダレスＰＣＤダイスはリング摩耗が生じていることが確認できる。一方でＣＢＮダイスはリング摩耗こそ無いものの、リダクション１ｃからベアリング１ｄにかけて内面が非常に荒れており、かつ線径も他のダイヤダイスと比べて拡大量が大きい。このため、リング摩耗を抑制する効果は形状に関わらずあるものの、ダイヤと比べて相対的に硬度が低いことから面圧が上がりやすい高角度のダイスでは十分に性能を発揮できなかったものだと思われる。
　（実施例３）
　リダクション角度を変化させた場合のＣＢＮダイスの性能を調べた。
　伸線条件
　ダイス孔サイズ：８０μｍ
　線材：ＳＵＳ３１６Ｌ
　伸線距離：６０ｋｍ
　線速：５００ｍ／ｍｉｎ
　バックテンション：５ｃＮ
　ダイス仕様：表３を参照
　ダイス素材：ＣＢＮダイスのみ。ＣＢＮダイスは、９９質量％以上のＣＢＮ、および１質量％未満のｈＢＮを含む。ＣＢＮの結晶粒径Ｄ５０が２００から３００μｍである。
　実施例１と同様の測定を行った。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　寿命は、ダイス番号４の寿命を１として、寿命が１以上をＡ、寿命が０．８以上１未満
をＢ、寿命が０．８未満をＣとした。
　「ベアリング表面粗さＲａ」は、実施例１および２と同様に、ベアリング１ｄの周方向長さ４０μｍの範囲における表面粗さＲａである。
　伸線結果について、線形変化量は０．５μｍ以下が合格、線材粗さＲａは０．０５μｍ以下が合格、真円度は０．３μｍ以下が合格、寿命はＡかＢであれば合格、総合的にはこれら４項目すべてが合格であれば、伸線ダイスとして良品（合格）とした。
　ＣＢＮダイスの形状の違いによる伸線性能を見極めるため、リダクション角度を５条件に振って実験したところ、リダクション角度が１７度以下の場合、リング状のダイス摩耗が生じにくく、線材表面粗さや真円度、線径変化量が小さくなる傾向を示した。
　一方、リダクション角度が１７度を超えた場合、リング摩耗とベアリング摩耗の進行が急激に早くなり、線材表面粗さの悪化や線径の拡大などの問題が発生した。以上の結果より、ＣＢＮダイスとして適切なリダクション角度は１７度以下が推奨される。
　（実施例４）
　ベアリング長さを変化させたときのＣＢＮダイスの性能を調べた。
　表４に示すベアリング長さのＣＢＮダイスを準備し、実施例３と同様の条件で伸線試験を行った。その結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　寿命は、ダイス番号４の寿命を１として、寿命が１以上をＡ、寿命が０．８以上１未満をＢ、寿命が０．８未満をＣとした。
　合格基準は、実施例３と同じとした。
　ベアリング長さが４００％Ｄ未満の場合、伸線を行ってもリング摩耗はほぼ発生せず、線材品位（線径変化、粗さ、真円度）も良好な状態を保っていた。
　ベアリング長さ４００％Ｄの場合、線材品位は良好であるが断線等がやや発生しやすい傾向を示した。ただし、線速を下げることで良好な伸線性（断線なし）となる。以上の結果より、ＣＢＮダイスのベアリングは２００％Ｄ以下である場合が最も性能を発揮する。
　（実施例５）
　ＣＢＮダイスのダイス孔１ｈにおける初期の表面粗さが伸線性能に及ぼす影響を調査した。ベアリング長さを変化させたときのＣＢＮダイスの性能を調べた。
　表５に示すベアリング長さのＣＢＮダイスを準備し、実施例３と同様の条件で伸線試験を行った。その結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　寿命は、ダイス番号４の寿命を１として、寿命が１以上をＡ、寿命が０．８以上１未満をＢ、寿命が０．８未満をＣとした。合格基準は、実施例３と同じとした。
　初期のダイス内面粗さは伸線時の線径変化量や真円度には大きく影響しない。一方で、線品位については初期のダイス粗さが大きく影響することが判明した。以上よりダイス内面粗さＲａは０．０２５μｍ以下であることが望ましい。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　ダイス、１ａ　ベル、１ｂ　アプローチ、１ｃ　リダクション、１ｄ　ベアリング、１ｅ　バックリリーフ、１ｆ　エクジット、１ｈ　ダイス孔、１ｐ，１ｙ　中心線、１０１，１０２，１０３，１０４　線、１ｚ　ダイス研削面、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ　基準点、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ　接線、３１，４１　壁面、１１０，１２０　矢印、２０１，２０２，２０３，２０４　円弧曲線、２１０　交点、５０１，５０２　点。

Claims (6)

  1. 　非ダイヤモンド材料からなり、ダイス孔が設けられており、リダクションおよび前記リダクションの下流側に位置するベアリングを有する伸線ダイスであって、
    　前記リダクションにおける前記ダイス孔の開き角度であるリダクション角度が１７°以下であり、前記ベアリング内の特定の位置から伸線方向とは垂直な前記ダイス孔の円周方向に±２０μｍの範囲における前記ダイス孔の表面粗さＲａが０．０２５μｍ以下である、伸線ダイス。
  2. 　前記非ダイヤモンド材料は、ＣＢＮ、または、チタン、シリコン、アルミニウムおよびクロムからなる群より選ばれた少なくとも一種の窒化物または炭化物を含む、請求項１に記載の伸線ダイス。
  3. 　前記ベアリングの直径をＤとすると前記ベアリングの長さＬが２００％Ｄ以下である、請求項１または２に記載の伸線ダイス。
  4. 　減面率が５％以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載の伸線ダイス。
  5. 　前記リダクションにおいて母線材とダイスが初期接触し、前記ベアリングを含め５０％Ｄ以上の長さにおいて線材と接触する、請求項１から４のいずれか１項に記載の伸線ダイス。
  6. 　熱伝導率が１００から３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である、請求項１から５のいずれか１項に記載の伸線ダイス。
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