JPH034632B2

JPH034632B2 -

Info

Publication number: JPH034632B2
Application number: JP16053887A
Authority: JP
Inventors: Tadao Sakaguchi
Original assignee: UNOKI TOORU
Current assignee: UNOKI TOORU
Priority date: 1987-06-27
Filing date: 1987-06-27
Publication date: 1991-01-23
Also published as: JPS648294A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はコイルばね、インナーワイヤ、伸直加
工材、ワイヤーロープ、その他線を成形加工する
三次加工分野に素材として供給する伸線加工材に
関するものである。（従来の技術及び問題点）従来、鋼線または鉄線の耐蝕性を向上させるた
め鉄よりも耐蝕性の良い亜鉛、ニツケル又は亜鉛
＋他の金属の合金でメツキしたもの若しくはこれ
に伸線加工が施されたものが実用に供されてい
る。そして、最近は予め鋼線にメツキを施してから
伸線加工を行い、これを成形加工するプレコーテ
イングワイヤーが重宝がられている。この方法の場合は成形加工後のメツキ処理が省
略されておりコストダウンに寄与するものであ
る。プレコーテイングワイヤーにおけるメツキ金属
は亜鉛が代表的であるが、光沢が鈍く湿気に合う
と直ちに白錆を生じて外観を損なう欠点がある。また、ニツケルメツキしたものもあり、ニツケ
ルメツキ品は白銀色を呈して装飾用などに実用さ
れるが、メツキ層を厚くしないと耐蝕性上問題が
ある。また亜鉛とニツケルとの合金メツキ品が耐蝕性
の改善を主たる目的として開発され実用にも供さ
れつつあるが、この線は、ばね成形などの後必須
処理であるテンパー温度が200℃以下にしか耐え
られず、それ以上温度を上げると脆化する欠点が
あり、300℃前後のテンパー温度を要する精密ば
ね用には使えない。しかもこの線も湿気に合うと
白錆がでる。また従来、ステンレス鋼線材の伸線加工では、
引抜用治具（ダイス）と素材との焼き付きを防止
するための潤滑方法として、化成処理や樹脂コー
ト処理、あるいは各種金属をコーテイングする事
が行われている。また、これら線材表面の潤滑
は、ばね線材などにユーザが成形加工を施す際に
も大いに役立つている。上記潤滑剤としてコーテイングされる金属とし
ては、それ自身が容易に引き伸ばされるととも
に、ダイスと素材との間に介在して、流体潤滑ま
たは境界潤滑を形成し得る金属が望ましい。そし
て、この点に鑑み、鉛、亜鉛、銅、ニツケルなど
種々の金属が検討されてきた結果、鉛、銅、ニツ
ケル等の単体金属が、ステンレス鋼線材の潤滑剤
として実用化されるに至つている。しかし、これら単体金属の中で、鉛は、作業環
境衛生上と公害対策上から現在はほとんど影を潜
めている。また、銅は、電気メツキも容易でかつ
潤滑性も抜群であるが、一方、その表面色が赤挑
色を呈するため、上記潤滑剤としてコーテイング
した場合、ステンレス鋼本来の白銀色の特徴とす
るが損なわれてしまう欠点があり、これがため最
終製品の伸線加工にはあまり使われない。そこで、最近では、ニツケルメツキがステンレ
ス鋼の白銀色とほとんど変わらない表面色を呈す
ることから、専らばね線材等の加工用として使用
されている。しかしながら、このニツケルメツキにより潤滑
においても、以下に述べるような問題点があり、
その改良が要望されていた。すなわち、ステンレス鋼線材へのニツケルコー
トは、伸線加工時の潤滑性を助け、ばね成形加工
時の成形性の安定化に役立つているが、次の点で
なおも問題を有し、製品コストの上昇を招いてい
る。 (1) 伸線加工時に、引抜用治具であるダイアモン
ドダイスの消耗が激しくて寿命が短く、これが
ため、ダイス代が嵩み製造コストの上昇を招い
ている。 (2) ダイス取替作業時間のロスおよび伸線速度の
低速化により生産性が低い。 (3) ニツケル金属は高価であり、材料費の上昇を
招いている。（問題点を解決すための手段）本発明は、前述した従来のプレコートメツキ線
の欠点を解消するために検討を加えた結果得られ
たものであり、その特徴とするところは、鉄線ま
たは鋼線に、銅とニツケルの含有量がそれぞれ 13％≦ニツケル量（％）≦70％ 87％≧銅量≧30％ニツケル（％）＋銅（％）＝100％の範囲でバランスする合金メツキが電気メツキさ
れた後、30％以上の減面率で伸縮加工が施されて
なることにある。すなわち、湿気の中でも白錆も生ぜず、光沢が
あり、テンパー温度350℃程度でも脆化しないメ
ツキ材としてニツケルと銅との合金メツキが最適
であることを発見したことに基づくものである。ニツケル量を13％以上としたのは、銅へのニツ
ケル合金量を漸次増加していくと赤桃色が白銀色
へと変化し、13％以下においては十分な白銀色が
得られなかつたからである。ニツケル量を70％以下としたのは、ニツケル量
を漸次増加させるとメツキそれ自体の硬さが変化
し、ニツケル量が70％を越えると、伸線加工に耐
えず、ダイスを傷めて線表面にキズを発生するか
らである。さらにニツケル量が多すぎるとコスト
上からも得策ではない。（作用）銅とニツケルの合金メツキとしたので、湿気中
でも変色せず、テーパー温度350℃でも脆化を起
こさない。しかも、銅とニツケルの合金メツキと
したので潤滑性に優れる。また、30％以上の減面率で伸線加工を施すこと
により潤滑化をさらに向上させることができる。減面率は、伸線加工において使用するダイス
の、入口における線径をＤ、ダイスを通過後の線
径をＤとすると、｛（Ｄ−Ｄ）／Ｄ｝×100％で表さ
れる。伸線加工においてはダイスを何枚も通して細く
なるまで引き抜くのであるが、この場合ダイスと
線表面との摩擦を少なくするための金属石鹸（ス
テアリン酸カルシウム）のパウダーをダイス穴の
入口に供給してダイスとの潤滑性をよくする。つまり線材（例えばステンレスばね用線材）
は、まず銅−ニツケル合金を線の表面に電気メツ
キでコーテイングして潤滑性を向上させ、さらに
線引き加工の時に使用する金属石鹸をダイスの穴
の中に引き込んで潤滑性を向上させ、さらに引き
込まれた金属石鹸が線の表面に膜状に残ることに
より、この残存した金属石鹸と、銅−ニツケル合
金メツキとが相まつて、後工程であるばねの成形
加工を受けるときの潤滑効果として効果的に働く
のである。ばねの成形加工について説明すると、第３図の
Ａ部において押し当てピン(1)に線が接触して曲げ
られることによりばね成形加工が行われるので潤
滑効果が重要なのである。なお(2)は線のガイド、
(3)は線の進行方向を示している。つまり、銅−ニツケル合金メツキによつて潤滑
性がよくなる（ニツケルコートよりも良い）のに
加えて、さらに潤滑性をよくするために減面率30
％以上の伸線加工を行い、この時に使用する金属
石鹸のパウダーを線の表面に残存せしめることと
なるのである。これは、加工を受ける線表面の温
度が潤滑剤（金属石鹸）を半溶融状態になすから
であり、減面率が30％より小さいときには、加工
を受ける線表面の温度が、潤滑剤を半溶融状態に
なすにいたらしめる程上昇せず、粉がそのままの
姿で線表面に残存する場合があり、それでは線表
面の外観を悪くし、かつばね成形加工時おし当て
ピン（ツール）の所にたまりすぎて成形加工をか
えつて悪くするおそれがあるからである。すなわち、銅−ニツケル合金をステンレス鋼線
等の表面にメツキすることにより、ステンレス鋼
線そのものでは、ダイスとの摩擦が大きくて焼き
付き易く、ダイスや線の表面を傷め易いのを防
ぎ、伸線加工を容易にすると共に、後加工におけ
るばね成形工程においてツールと線との摩擦を少
なくすることができるのである。この潤滑性の点において、従来のニツケルメツ
キのものよりも優れたものが得られたのである。なお、ばね線の場合は強度を上げる必要から減
面率85％程度の加工を行つて加工硬化を行う。（実施例）本発明の実施例とその効果を次に示す。実施例１第１表に示す炭素含有量0.62％を含む
JISG3506、SWRH62B硬鋼線材5.5mmを使用し
て、3.0mm迄伸線し、ここで鉛焼入を施した3.0mm
の母線を用いて第２表に示す如き各種電気メツキ
を施して後、連続伸線機を用いて1.2mmφ迄９回
引で伸線を行い、これらの線を塩水噴霧試験を行
つてその耐蝕性を比較した。

【表】

【表】 (1) 塩水噴霧テスト結果第１図は塩水噴霧テスト結果であるが、亜鉛
メツキはテスト開始後６〜７時間で白錆が発生
し、その後35時間で赤錆が出はじめ、漸次時間
と共にその面積は増加する。ニツケルは白錆は全然発生せず30時間で赤錆
が発生し出す。亜鉛ニツケルメツキ合金は、35時間で白錆が
発生し始め、60時間で赤錆が出始め、幾分ニツ
ケルよりも耐蝕がよい。これらに対して発明品は130時間経つても白
錆もなく、また赤錆も発生せず良好な耐蝕性を
示した。実施例２第３表に示す元素を含むオーステナイト系ステ
ンレス鋼線SUS304の固溶化熱処理材2.5mmφを用
いて、第４表に示すごとき各種電気メツキを施し
て、連続伸線機を用いて1.0mmφまで９回引いて
伸線を行つた。さらに、この線を用いて圧縮ばね
を成形加工して、諸評価を行つた。

【表】

【表】 (i) 伸線テスト第４表にて作成した2.5mmφの供試材を、ス
トレートタイプの連続伸線機を用いて1.0mmま
で、最終伸線は250ｍ／minの線速で９回引き
を行つた。使用したダイスの材質は最終仕上が
りは、人造ダイアモンドで、途中はタングステ
ンカーバイトで、粉末潤滑剤はステアリン酸カ
リウム系を使用した。この結果、第５表のごとき結果が得られた。

【表】上表から、この発明の方法による伸線は、従
来品に比べて潤滑性が著しく改善され、引抜き
力で約10％弱の減少、ダイスの寿命はほぼ２倍
に増加していることが判明した。 (ii) コイリング試験第４表に示す供試材Ａ〜Ｄについて、第２図
のごとき引つ張りばねをばね成形機で製作し、
自由長のバラツキを調査して、コイリング特性
の評価を行つた。コイル中心径(D)：12.0mm 自由長(L)：40.0mm 総巻数：8.5 有効巻数：7.5

【表】通常巻数を決めてばねを作る場合、同じ巻数
でも成形加工の技術、ばね線の性質、ばね線と
ばね成形用ツール（押し当てピン）との潤滑な
どによつて自由長が標準より長かつたり短かつ
たりする。これをバラツキと呼ぶのであるがこのバラツ
キが規定内に入ることが品質管理上非常に大切
である。そのバラツキに影響を及ぼすのが線の表面潤
滑すなわちステンレスの表面にメツキしている
金属の種類と残存している潤滑剤（金属石鹸→
ステアリン酸カルシウム）なのである。そこで例えば自由長（高さ）40mmをねらつた
場合にその平均値は40mmに近い程、ねらいの品
質に近いわけで、第６表で従来品Ａ、Ｂより発
明品Ｃ、Ｄが40mmにより近いことが判る。また最大−最少（最大マイナス最少）という
のは自由長の最も長かつたばねから最も短かつ
たばねを引いた値で、この差が小さい値である
程バラツキが少ないことになり、優れているの
である。この場合のばねのテスト数はそれぞれ200ケ
づつである。第６表から判るとおり、自由長のバラツキが
小さいことが明らかに認められる。すなわち、
本発明品の表面品質が安定しており、ばねの成
形加工に適していることが判る。 (iii) メツキ金属のコスト比較メツキ液の種類や通電条件などメツキ作業に
おける副資材や電力料金は従来品と本発明品と
では大きく有利となる点はなく、相違するのは
電着する金属の値段である。ニツケルと銅の価格比率は概ね４：１である
から、今、ニツケル20％、銅80％の合金を析出
させた場合には、ニツケル100％析出の場合に
比して概ね３割強のコストとなり大幅なコスト
ダウンが可能となる。 (iv) その他前述した項目の改善に関連して、ダイス寿命
の延長のためのダイス替ロス時間の短縮、ダイ
ス原単位の低減、くず線の減少により歩留り向
上など、他金属とのハンダ付け性がすぐれてい
るので電気機器類の信頼性を高めるなどの効果
も期待できる。ハンダ付け性の良好な順序は以下のとおりで
ある。非常に良い−錫、銀、金良い−銅、銅＋ニツケル合金、銅＋亜鉛合
金良くない−ニツケル、亜鉛、ステンレス（発明の効果）以上詳述したとおり、この発明により、湿気の
中で白錆が発生せず、光沢があり、しかもテンパ
ー温度350℃程度でも脆化しない伸線材が得られ
たものである。しかも、伸線時のダイス寿命が従
来の約２倍となり、メツキ電着材料コストの低
減、さらに後加工であるコイリング加工における
ばねの自由長のバラツキが低減され、品質が向上
した。さらに、付け加えるならばバネ成形後電気機器
に組み込む際に他金属とハンダ付けする場合があ
るが、本発明によるメツキ線はニツケル等他のメ
ツキ線に比較して非常にハンダ性がよく電気機器
の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塩水噴霧時間と錆発生状態を示す線
図、第２図は本発明に係る銅−ニツケル合金メツ
キ線のコイリング特性を調べるための試験におい
て成形する引つ張りばねを示す側面図、第３図は
ばね成形工程を示す側面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１鉄線または鋼線に、銅とニツケルの含有量が
それぞれ 13％≦ニツケル量（％）≦70％ 87％≧銅量≧30％ニツケル（％）＋銅（％）＝100％の範囲でバランスする合金メツキが電気メツキさ
れた後、30％以上の減面率で伸縮加工が施されて
なることを特徴とする銅−ニツケル合金メツキ線。２オーステナイト系ステンレス鋼線に、銅とニ
ツケルの含有量がそれぞれ 13％≦ニツケル量（％）≦70％ 87％≧銅量≧30％ニツケル（％）＋銅（％）＝100％の範囲でバランスする合金メツキが電気メツキさ
れた後、30％以上の減面率で伸縮加工が施されて
なる特許請求の範囲第１項記載の銅−ニツケル合
金メツキ線。