JPH04126561A - 線材の潤滑被膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 聚吸の貝豹 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鍛造用その他の線材の表面に潤滑被膜を形成
する方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、ネジやビスといった小物を鍛造加工する際に
（上線材°を所定寸法に切断し、これにヘッダー加工を
施すという手法が採用されている。

これら線材の表面に（友通常、蓚酸塩被膜が形成されて
いる。

鍛造において（よ工具と被加工物との焼き付きを防止す
るために、潤滑油を用いる場合がある。

一方、製造される物によっては、特に潤滑油を用いるま
でもなく、前述の蓚酸塩被膜の様な線材表面の被膜のみ
で十分に焼き付きを防止できる場合もある。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、本発明者らは、線材の表面に焼き付き防止性能
を持たすことを検討し、従来の線材表面への被膜形成方
法の適用を考えた。

しかし、従来の被膜形成方法は、例えば蓚酸塩被膜処理
の場合の様に、コイル状の線材を溶液の入った溶液槽に
どぶ漬けにする方法であったため、線材の表面において
、溶液槽内で陰になる部分には、化学反応によるにしろ
、単なる付着によるにしろ、被膜が良好に形成されない
ことが分かったこのため、従来の破膜形成方法では、線
材表面には膜厚の不均一な被膜しか形成できず、たとえ
被膜として良好な潤滑性能の物質を付着させたとしても
、焼き付き防止性能がばらついたり、十分にその性能を
発揮させることができなかったりした。

そこで、かかる課題を解決し、線材の表面に均一で良好
に密着した潤滑被膜を形成する方法を提供することを目
的として本発明を完成した。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するためになされた本発明の線材の潤滑
被膜形成方法は、第１の方法として、熱により溶融する
性質を有する潤滑物質または熱により溶融する性質を有
する物質と潤滑物質との混合物からなる潤滑剤粉末を用
いて線材の表面に潤滑被膜を形成する線材の潤滑被膜形
成方法であって、 前記線材をアースすると共に、前記潤滑剤粉末を帯電さ
せて噴霧状態とした静電スプレー室内を通過させ、その
後該線材の表面を前記潤滑剤粉末についての熱により溶
融する性質に対応した温度範囲に加熱することを特徴と
する。

また第２の方法として、 熱Ｉこより溶融する性質を有する潤滑物質または熱によ
り溶融する性質を有する物質と潤滑物質との混合物から
なる潤滑剤粉末を用いて線材の表面に潤滑被膜を形成す
る線材の潤滑被膜形成方法であって、 前記線材を前記潤滑剤粉末についての熱により溶融する
性質に対応した温度範囲に加熱すると共にアースして、
前記潤滑剤粉末を帯電させて噴霧状態とした静電スプレ
ー室内を通過させることを特徴とする。

［作用］ 本発明の第１の方法によれば、アースされた線材が静電
スプレー室を通過する際に、帯電された潤滑剤粉末と線
材との電位差に基づき、クーロン力に起因した吸着作用
が起こり、線材の表面には潤滑剤粉末が付着する。この
とき、線材がアースされていることにより、潤滑剤粉末
の付着状態は静電スプレー室内の線材の全表面に渡って
均一となる。その後、線材表面が潤滑剤粉末についての
熱により溶融する性質に対応した温度範囲に加熱される
から、付着した潤滑物質自体が溶融し、あるいは潤滑剤
粉末の一部である熱により溶融する性質の物質の粉末が
溶融し、これらが線材表面に密着した状態となる。この
とき、後者における潤滑剤物質の粉末も、混合されてい
る熱に溶融する性質の物質と一緒に線材の表面に密着さ
れた状態となる。この結果、線材の表面に均一に付着さ
れた潤滑剤粉末が、そのまま均一に密着した潤滑被膜と
なる。よって、この後例えば鍛造加工される場合には、
この潤滑被膜が焼き付き防止に寄与する訳であるが、そ
の焼き付き防止性能にわらなどがなく、良好な潤滑作用
を発揮する。ただし、本発明の目的に対応した作用・効
果は、上述の均一でしつかり密着した潤滑被膜を形成す
るところまでで十分に達成されており、その後の潤滑性
能は、潤滑剤物質の選択の条件とか、被膜の膜厚の調整
とかにより適宜最適な対応をすればよい事柄である。

また、本発明の第２の方法によれ（Ｌ予め線材が加熱さ
れているから、クーロン力により均一に線材表面に付着
した潤滑剤粉末は、そのまま溶融密着状態となり、以下
、第１の方法の場合と同様に良好な焼き付き防止用被膜
として作用する。

なお、これら第１．第２の方法は、いずれも、インライ
ン切断型の鍛造装置と組み合わせて採用すると鍛造加工
の全体の加工効率の向上等の点でも優れたものとなる。

例え（威　第１の方法では、コイル材を鍛造装置内へ給
送する手段と、給送中の線材と接触する支持ローラ等の
適当な部材を介してアースする手段と、給送の途中で線
材表面に潤滑剤粉末を付着させるための静電スプレー室
と、この静電スプレー室を呂だ線材の表面を赤外線加熱
や誘導加熱によって所定温度に加熱する手段とを備えた
装置構成とし、そのまま鍛造装置内に送り込む様にすれ
ばよい。設備全体としての作業効率を向上でき、かつ良
好な潤滑被膜による焼き付き防止効果の高い状態で加工
ができることになる。

また、第２の方法では、加熱装置を静電スプレーの通過
前に設置すればよい。この場合は、直接通電加熱や誘導
加熱などが適用し易い。

これら本発明の方法においては、潤滑剤粉末として種々
のものが採用できる。−例をあげると、インライン切断
型の鍛造装置と組み合わせる場合において、鍛造条件が
冷間加工であるときは、潤滑剤粉末として低融点ポリエ
チレンや低融点ＰｖＡ（融点が５０〜６０°Ｃのものが
ある）といったものと無機塩との混合物を採用し、本発
明の第１の方法を採用するとよい。こうすれに！、静電
スプレー室を通過した後に潤滑剤粉末の付着した線材表
面を温度５０〜６０°Ｃに加熱することにより、低融点
ポリエチレン等が溶融して線材表面にしっかりと密着し
、無機塩を含んだ均一な潤滑被膜が形成される。

また、温間加工であるなら、その加工温度に合わせて潤
滑剤粉末を選択すればよく、例えば融点８０〜１００°
Ｃの通常のポリエチレンと低融点ガラスとの組合せ°な
どとすればよい。この場合（よ温間加工であるから、線
材の表面は勿論、線材の内部までこの融点である８０〜
１００’Ｃに加熱して履けばよい。静電スプレー室へ送
り込む前に線材を加熱する本発明の第２の方法を採用す
るとよいが、第１の方法であっても構わない。

なお、ステアリン酸塩の様にそれ自身が比較的低い温度
で溶融し、かつ潤滑性能も有するもの等を単独で潤滑剤
粉末として用いても構わない。

［実施例］ 次に、本発明を一層明らかにするために、本発明を適用
した好適な実施例について説明する。

実施例（よ第１図に示す様に、線材をインライン切断型
の鍛造装置へ送り込みつつ加工をする設備に本発明を適
用したものである。

まず、潤滑被膜形成装置１の構成を説明する。

潤滑被膜形成装置１（よ　コイル状の線材３を給送可能
に取り付けられる給送光ロール５と、この給送光ロール
５とインライン切断型鍛造装置７との間の線材給送経路
中に配設された静電スプレー室９と、この静電スプレー
室９と給送光ロール５との間の線材給送経路中に配設さ
れた直接通電加熱装置１］と、この直接通電加熱装置１
］と静電スプレー室９との間に配設された線材支持兼ア
ース用ローラ（以下、単にアースローラという）１３と
、さらに静電スプレー室９とインライン切断型鍛造装置
７との間の線材給送経路中に配設された誘導加熱装置１
５とを備える。なお、線材３（供給送元ロール５から送
り出された後に、直接通電加熱装置１１を通過し、アー
スローラ１３を通過し、静電スプレー室９を通過し、誘
導加熱装置１５を通過した後にインライン切断型鍛造装
置７に送り込まれる。

この潤滑被膜形成装置］を用いて、線材３を直接通電加
熱装置１］により加熱してから静電スプレー室９を通過
させれば本発明の第２の方法を実施することができ、こ
れとは逆に静電スプレー室９を通過した後に誘導加熱装
置１５で加熱すれば本発明の第１の方法を実施すること
ができる。

また、潤滑被膜形成装置」（ヨ　静電スプレー室９内に
、被膜形成用の潤滑剤粉末］７を供給するための静電ス
プレー装置２０を備えている。

静電スプレー装置２０１ｉ　潤滑剤粉末１７を収納する
粉体分散タンク２］と、この粉体分散タンク２１内の潤
滑剤粉末１７を吸い出して静電スプレー室９へ送り込む
吸引パイプ２３と、この吸引パイプ２３の途中に配設さ
れて吸引パイプ２３内へ粉体搬送用の空気を送り込む空
気供給装置２５と、吸引パイプ２３の末端に配設されて
搬送されてきた潤滑剤粉末］７を帯電させる静電荷電器
２７とを備えている。静電荷電器２７は、高電圧電源（
図示路）からの直流高電圧によりコロナ放電を行なうこ
とで、ここに搬送されてきた潤滑剤粉末］７を帯電させ
るものである。

これらの構成によって、静電スプレー装置２０（よ潤滑
剤粉末１７を帯電させて静電スプレー室９内へ噴霧状態
とするのである。なお、静電荷電器２７には噴霧の際の
濃度を調整するための濃度調整用空気を吹き込むための
吹き込み弁２９が取り付けらね２静電スプレー室９内の
潤滑剤粉末］７の噴霧状況を調整できる様に構成されて
いる。

一方、静電スプレー室９内に噴霧された潤滑剤粉末１７
の九余分のものを回収する必要がある。

そこで、静電スプレー装置２０（よ上述の噴霧側の構成
に加えて回収側として、静電スプレー室９から余分の潤
滑剤粉末］７を吸い出すリターン通路３］と、このリタ
ーン通路３１により回収された潤滑剤粉末１７をふるい
分けて粉体分散タンク２］へ戻すための粉体回収サイク
ロン３３とを備えている。

粉体回収サイクロン３３は、バグフィルタ３５にバイブ
レータ３７で振動を与えて、回収された潤滑剤粉末コブ
の内で固まり玉になったりして粗くなった粒子を除去し
、吸引ファン３９を介して微細な粒子も除去し、粉体分
散タンク２］へ粒径４０〜５０μの粉末だけを戻す様に
なされている。

なお、粉体分散タンク２１内に最初に収納される潤滑剤
粉末１７も粒径４０〜５０μに調整したものである。そ
して、粉体分散タンク２１の底には、これらが玉になっ
たりしない様に分散状態維持用の空気を吹き込む吹き込
み口４１が配設されている。

以上の構成からなる潤滑被膜形成装置１を用いて線材３
の表面に潤滑被膜を形成する手順等について説明する。

まず、冷間加工にて鍛造する場合を説明する。

この場合は、インライン切断型鍛造装置７内へ送り込ま
れる線材３は室温状態が温度条件となる。

そこで、本発明の第１の方法に相当する処理を適用する
こととし、潤滑剤粉末１７として低融点ポリエチレン及
び低融点ＰＶＡと無機塩とを混合したものを用いること
とした。なお、低融点ポリエチレン及び低融点ＰＶＡは
融点が５０〜６０°Ｃのものである。また、この潤滑剤
粉末］７の粒径１ｉ４０〜５０μに調整しである。

こうして準備した潤滑剤粉末］７を粉体分散タンク２１
内に収納し、線材３を給送光ロール５に取り付けて潤滑
被膜形成装置１を駆動する。ただし、直接通電加熱装置
］］は非駆動状態としである。

線材３（よ給送光ロール５から送り出さね　アースロー
ラ１３によりアースされて静電スプレー室９を通過する
。このとき、静電スプレー室９内には静電スプレー装置
２０により帯電状態とされた潤滑剤粉末］７が噴霧され
ている。このとき、この潤滑剤粉末１７と線材３との間
には電位差に基づくクーロン力が作用する。線材３の電
位は均一に”宝”であるから、このクーロン力によって
静電スプレー室９の全長に渡り、線材３の表面に均一に
潤滑剤粉末１７が付着する。

こうして潤滑剤粉末１７が表面に均一に付着した状態で
静電スプレー室９から出てきた線材３は、誘導加熱装置
］５により表面温度５０〜６０°Ｃに加熱される。この
結果、潤滑剤粉末］７のべ低融点ポリエチレンと低融点
ＰＶＡが溶融して線材表面に密着した状態となり、これ
に巻き込まれる様にして無機塩も密着状態となる。この
結果、静電スプレー室９を出た段階で（供線材３の表面
に単に付着しているだけであった潤滑剤粉末１７が、今
度は潤滑被膜としてしっかりと線材３の表面に密着した
状態゛となる。

なお、誘導加熱装置］５においてはこの低融点ポリエチ
レン等を溶融させるために極わずかに加熱するだけであ
るから、インライン切断型鍛造装置７内へ送り込まれて
鍛造される際には、線材３はほぼ室温に戻っている。従
って、このまま冷間加工を実施することができる。この
冷間加工の際には、線材３の表面に形成された均一で良
好な潤滑板膜が有効に作用し、鍛造中の焼き付きを良好
に防止することができる。

なお、潤滑被膜の膜厚は、線材３の給送速度と、静電ス
プレー室９の長さと、潤滑剤粉末１７の噴霧量とのいず
れか又は全てを調整すること１こより任意に設定するこ
とができる。また、潤滑性能の点については、無機塩と
して何を選ぶか等で適宜調整することができる。

次に、温度８０〜１００°Ｃにおける温間で鍛造加工す
る場合を説明する。

この場合は、本発明の第２の方法に相当する処理を適用
することとし、潤滑剤粉末］７としてポリエチレンと低
融点ガラスとを混合したものを用いることとした。なお
、ポリエチレンを用いる理由は、その融点が加工温度と
同じく８０〜１０００Ｃのものだからである。

この温間加工の場合は、直接通電加熱装量１１を駆動し
て静電スプレー室９へ送り込む前に線材３を温度８０〜
１００’Ｃまで加熱しておき、その代わりに誘導加熱装
置１５を駆動させない用にしておくという点が上述の冷
間加工の場合と異なる。

なお、この違いにより、潤滑剤粉末１７は付着と共に溶
融し、静電スプレー室９内で直接に、線材３の表面にし
っかりと均一に密着した潤滑被膜が形成されることにな
る。インライン切断型鍛造装置７内へ送り込まれて鍛造
される際には、この潤滑被膜が鍛造中の焼き付きを良好
に防止する。

この温間加工の場合も、上述の冷間加工の場合と同様に
潤滑被膜の膜厚は、線材３の給送速度等を調整すること
により任意に設定することができ、潤滑性能の点につい
ても、潤滑剤粉末１７として何を用いるかで適宜調整す
ることができる。

この様に、本実施例で潤滑被膜を形成するために用いた
潤滑被膜形成装置１によれ（瓜本発間第１の方法も第２
の方法も両方実施することができる。そして、いずれの
方法を実施する場合にも、帯電された潤滑剤粉末１７と
アースされた線材３の表面とが均一な電位差となり、し
かも、静電スプレー室９内での噴霧状態で潤滑剤粉末１
７を線材３の表面に付着させる構成を採用したから、潤
滑剤粉末１７の付着状態を均一にすることができる。さ
らに、本発明の第１の方法（こ相当する方法ではこの後
加熱することにより、また第２の方法に相当する方法で
はそれ以前に加熱することにより、潤滑剤粉末］７の内
の低融点ポリエチレンやポリエチレン等が溶融し、線材
３の表面に均一に付着し、しっかりと密着した潤滑被膜
を形成することができる。

この結果、その後の鍛造加工において均一で良好な焼き
付き防止性能を発揮することができる。

また、実施例で採用した装置構成とすると、コイル状に
て供給された線材３を、そのままインライン切断型鍛造
装置７へ送り込むことができ、鍛造工程全体の作業を簡
略化し、効率よく鍛造品を製造することができる。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明はこれらに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々
なる態様で実施することができることはいうまでもない
。

例えば、潤滑剤粉末１７は上記数例のものに限定される
ものではなく、欲する潤滑性能と加工温度との関係等に
より適宜最適なものを選択すればよい。

また、こうして形成される潤滑被膜のみにより焼き付き
防止を全て負担させてもよいが、さらに潤滑油の滴下等
を併用してもよいことは勿論である。

即ち、本発明は潤滑油不要の焼き付き防止被膜を提供す
ることを当初の目標としているが、そのための均一で良
好に密着した潤滑被膜を形成する方法を提供することを
発明の目的とするものであって、その潤滑性能が必ず特
定となる様な方法の提供のみに限られないのである。

発明の効果 本発明の線材の潤滑被膜形成方法によれ（Ｌ第１の方法
、第２の方法のいずれによるも、線材の表面に均一で良
好に密着した潤滑被膜を簡便に安定して形成することが
できる。

この結果、その後の鍛造加工等において、潤滑被膜によ
る焼き付き防止性能がばらつくことがなく、安定したも
のとなる。従って、良好な潤滑剤を用いるならばこれだ
けでも十分に焼き付きを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で本発明方法を実施するために採用した
潤滑被膜形成装置の構成を表す概略構成図である。 ］・・・潤滑被膜形成装置 ３・・・線材　　　　　　　　５・−・給送光ロール７
・・・インライン切断型鍛造装置 ９・・・静電スプレー室 １１・・・直接通電加熱装置　］３・・・アースローラ
１５・・・誘導加熱装置　　　］７・・・潤滑剤粉末２
０・・・静電スプレー装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　熱により溶融する性質を有する潤滑物質または熱に
   より溶融する性質を有する物質と潤滑物質との混合物か
   らなる潤滑剤粉末を用いて線材の表面に潤滑被膜を形成
   する線材の潤滑被膜形成方法であつて、 前記線材をアースすると共に、前記潤滑剤粉末を帯電さ
   せて噴霧状態とした静電スプレー室内を通過させ、その
   後該線材の表面を前記潤滑剤粉末についての熱により溶
   融する性質に対応した温度範囲に加熱することを特徴と
   する線材の潤滑被膜形成方法。 ２　熱により溶融する性質を有する潤滑物質または熱に
   より溶融する性質を有する物質と潤滑物質との混合物か
   らなる潤滑剤粉末を用いて線材の表面に潤滑被膜を形成
   する線材の潤滑被膜形成方法であつて、 前記線材を前記潤滑剤粉末についての熱により溶融する
   性質に対応した温度範囲に加熱すると共にアースして、
   前記潤滑剤粉末を帯電させて噴霧状態とした静電スプレ
   ー室内を通過させることを特徴とする線材の潤滑被膜形
   成方法。