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金属線材の伸線方法
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- 【要約】
【目的】 本発明は、金属線材の湿式によるダイス方式において、潤滑性を高めて伸線の引抜力を向上し、作業の効率化を図る伸線方法を提供する。
【構成】 高圧化した液体を複数のダイス間に設けた高圧室に供給し、１段目のダイスの前段に孔径を漸減するテーパーを付したガイドを連結し、線材とともにガイド側から導入した潤滑剤をガイドと１段目ダイスとの間の潤滑剤保持室に導入し、保持室内での潤滑剤圧力を増加させながら線材を後段のダイスに導入潤滑を行う伸線方法において、ダイスユニット全体に伸線方向に超音波振動を加えて伸線加工する金属線材の伸線方法である。
【効果】 潤滑剤の界面への導入が促進され、潤滑性はよくなって引抜き抵抗の減少，伸線速度の増加を図り得る。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 高圧化した液体をポンプにより複数のダイス間に設けた高圧室に供給し、かつ１段目のダイスの前段に加工する線材より若干大きめの孔径を有し、線材の進入方向に向かって孔径を漸減するようにテーパーを付したガイドを連結し、線材とともにガイド側から導入した潤滑剤をガイドと１段目ダイスとの間の潤滑剤保持室に導入し、保持室内での潤滑剤圧力を増加させながら線材を後段のダイスに導入潤滑を行って伸線加工する金属線材の伸線方法において、前記ガイド，ダイスから成るダイスユニット全体に伸線方向に超音波振動を加えて伸線加工することを特徴とする金属線材の伸線方法。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ストランド状金属線材を湿式によるダイス方式により冷間伸線する線材の伸線方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、デスケーリングに続いて行われる金属線材の伸線加工としては、乾式あるいは湿式伸線による方法が採用されているが、ダイス加工面の潤滑膜厚が厚くなり、かつ引き抜き速度を高速化できる乾式伸線がよく行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし乾式伸線は、伸線時の鋼線温度上昇に対して充分な冷却ができず、鋼線の歪時効脆化の危険がある。従って、ダイスを直列に複数個配置して伸線する連続伸線工程では、各ダイス間のキャプスタン構造の貯線ドラムに鋼線を巻付け、空気を吹きつけて冷却する方法等が取られているが、その効果は小さく、線材表面に付着した潤滑剤を吹き飛ばして作業環境を悪化させる問題も発生する。
【０００４】これに対して湿式潤滑剤による強制潤滑は、現在広く用いられている乾式潤滑に比べ引抜抵抗および伸線後線材温度を低減する点で、通常の鋼線には有効であり、本出願人が特願平３−３４９７９７号で提案した潤滑性を向上させる金属線材の伸線方法および装置においても、抗張力１００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の硬鋼線に対しては、現在の実用的な高圧ポンプの常用圧力が４０００ｋｇｆ／ｃｍ2 であるために、潤滑剤への圧力付与の効果が充分に得られず、良好な効果が期待できなかった。
【０００５】また超音波を利用した引抜加工方法または装置として、特開昭４８−７１７６３号公報，特開昭４９−９５３００号公報が開示されているが、高圧強制湿式潤滑による伸線に超音波を利用した例は見当たらない。
【０００６】本発明は上記課題に鑑み、湿式伸線において高抗張力の硬鋼線に対しても潤滑性を高めて伸線の引抜抵抗を減少させ、伸線作業の効率化を図る金属線材の伸線方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、高圧化した液体をポンプにより複数のダイス間に設けた高圧室に供給し、かつ１段目のダイスの前段に加工する線材より若干大きめの孔径を有し、線材の進入方向に向かって孔径を漸減するようにテーパーを付したガイドを連結し、線材とともにガイド側から導入した潤滑剤をガイドと１段目ダイスとの間の潤滑剤保持室に導入し、保持室内での潤滑剤圧力を増加させながら線材を後段のダイスに導入潤滑を行って伸線加工する金属線材の伸線方法において、前記ガイド，ダイスから成るダイスユニット全体に伸線方向に超音波振動を加えて伸線加工することを特徴とする金属線材の伸線方法である。
【０００８】
【作用】湿式によるダイス方式により冷間伸線する線材の伸線方法において、潤滑性を乾式潤滑以上に高めて太径線材の高速伸線をも可能とするために、従来からこれを多段ダイス式の強制潤滑方式とし、ガイドを設けることにより導入部のテーパーのくさび効果により導入される潤滑剤圧力を上昇させ、また平行部においては線材との隙間で潤滑剤保持室内の圧力を保持する手段が採用されている。
【０００９】そして大気圧での潤滑となる１段目のシールダイスには、前記高められたシールダイス前段の湿式潤滑剤によりより多くの潤滑剤が導入され、１段目以降の各ダイスの潤滑性を高めるものである。
【００１０】ここで本発明では、湿式伸線において高抗張力の硬鋼線に対しても、さらに潤滑性を高め伸線の引抜抵抗を減少して伸線作業の効率化を図るために、ダイスユニット全体に伸線方向に超音波振動を与えるものである。
【００１１】このように伸線加工中に伸線方向にユニット全体を振動させることにより、ダイスのテーパー部と線材間に微小隙間が生じ、この隙間に潤滑剤が流入する。さらにダイスの振動によるポンプ作用により流入した潤滑剤の伸線界面への導入が促進される。
【００１２】この界面への潤滑剤の円滑な導入により、伸線引抜抵抗の減少，伸線速度の増加等を図ることができ、高圧ポンプの圧力を４０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の超高圧に高める必要はなく、良好な伸線状況を保つことができる。
【００１３】またこの振動により、ダイス加工面での線材とダイスの接触時間を減少させるとともに、振動による衝撃力と振動力により線材の塑性変形を促進させ、伸線速度の増加を図り得る。
【００１４】伸線引抜きの場合の抵抗値は、振動数が高くなると減少して伸線速度の増加等を図ることができるが、振動数が１０ｋＨｚ未満ではあまり顕著ではなく、また５０ｋＨｚを超過するとその効果は飽和するので、１０〜５０ｋＨｚが好ましい振動範囲である。
【００１５】
【実施例】以下本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。
【００１６】図１は本発明の伸線方法を実施するに最適の伸線用ダイスユニットの側断面図を示し、ダイスユニットは、１段目のダイス５の前段に加工する被伸線材１より若干大きめの孔径を有し、かつ線材１の進入方向に向かって孔径を漸減するように、テーパー１１を付したガイド４を連結し、ダイス５との間に潤滑剤保持室８を形成する。またガイド４の上流側には、潤滑剤の貯溜槽１０内にダイスホルダー１２に接して振動ホーン３を介して超音波振動を発生する振動子２を取り付ける。
【００１７】１段目のダイス５の後段側には２段目のダイス６が設けられ、１段目のダイス５との間に高圧室９を形成し、また該高圧室９には高圧ポンプ７から超高圧化した水と潤滑剤の混合液等の液体が供給される。被伸線材１は１段目のダイス５で軽伸線，２段目のダイス６で主伸線される。
【００１８】このダイスユニットを使用し、先ず上流側より導入された被伸線材１は、潤滑剤の貯溜槽１０を通過して潤滑剤が塗布され、線材１とともに潤滑剤は、その粘性と被伸線材１の速度によりガイド４を通過し、潤滑剤保持室８へ導入される。
【００１９】この際ガイド４は、導入部のテーパー１１のくさび効果により導入される潤滑剤圧力を上昇させることと、平行部においては、線材１との隙間で潤滑剤保持室８内の圧力を保持させる機能を分担する。
【００２０】潤滑剤保持室８の中は密閉状態であり、潤滑剤が排出される構造とはなっていないために、導入される潤滑剤によって潤滑圧力が上昇し、この圧力上昇作用により線材１とともに１段目のダイス５へ導入される潤滑剤を増加し、高圧室９の内部まで潤滑剤を導入する。
【００２１】ここでダイスユニットは、振動子２により超音波振動を発生し、これをホーン３により増幅してダイスホルダー１２を振動させる。これによりダイス５，６が伸線方向に振動し、線材１表面をその衝撃力と振動力により線材の塑性変形を促進させるとともに、ダイス５，６加工面における潤滑剤の導入を促進することで、超高圧潤滑伸線との相乗効果を得る。
【００２２】表１は上記図１に示すダイスユニットにより、高圧ポンプよりの供給圧力を４０００ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、振動子２によって超音波振動を加えながら６．４ｍｍφの硬鋼線を５．９ｍｍφに伸線を行った場合の引抜抵抗を計測した結果を示す。
【００２３】この結果から判るように、超高圧潤滑伸線のみの場合に比して超音波振動を加えた場合は引抜抵抗値は大幅に減少し、この場合１０〜５０ｋＨｚの超音波周波数の範囲において超音波出力が大となるほど、また周波数が高くなるほど引抜抵抗値は小さくなる。
【００２４】
【表１】【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超高圧潤滑伸線においてダイスユニット全体に伸線方向に超音波振動を加えることにより、潤滑剤の伸線界面への円滑な導入が促進され、伸線時の潤滑性はよくなって引抜抵抗の減少，伸線速度の増加等を図ることができ、高圧ポンプを超高圧に高める必要はなく良好な伸線状況を保つことができる。
【００２６】またこの振動により、ダイス加工面での線材とダイスの接触時間を減少させるとともに、振動による衝撃力と振動力により線材の塑性変形を促進させ、伸線速度の増加を図り得る。
【００２７】さらに冷却効果も向上して潤滑剤の温度上昇が抑えられ、太径線材に対しても円滑に高速伸線加工が可能となり、伸線加工効率が向上し、またダイスにかかる負荷も軽減できるため、伸線々材の品質，ダイス寿命向上を図り得る。
- 【公開番号】特開平７−８０５３７
【公開日】平成７年（１９９５）３月２８日
【発明の名称】金属線材の伸線方法
- 【出願番号】特願平５−２４７３２１
【出願日】平成５年（１９９３）９月９日
【出願人】
【識別番号】０００００６６５５
【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】秋沢 政光 （外１名）
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