JPH057085B2 - - Google Patents

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JPH057085B2
JPH057085B2 JP61250258A JP25025886A JPH057085B2 JP H057085 B2 JPH057085 B2 JP H057085B2 JP 61250258 A JP61250258 A JP 61250258A JP 25025886 A JP25025886 A JP 25025886A JP H057085 B2 JPH057085 B2 JP H057085B2
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JP
Japan
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treatment
graphite
lubrication
lubricant
zinc phosphate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61250258A
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English (en)
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JPS63104718A (ja
Inventor
Heiji Hagita
Takashi Fukuda
Hiromi Ogawa
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 この発明は冷間鍛造性(冷間鍛造潤滑性)のす
ぐれた冷間鍛造用棒鋼線材の製造方法に係り、よ
り詳しくは熱間圧延材を脱スケール後、冷間鍛造
用棒鋼線材の一般的潤滑法であるリン酸亜鉛処理
および反応型石けん処理を施すことなく、また反
応型石けん処理を施すことなく工程的に簡単な潤
滑処理で冷間鍛造性のすぐれた棒鋼線材を製造し
得る方法に関する。 従来技術 冷間鍛造用の棒鋼線材は、熱間圧延後脱スケー
ル、潤滑処理を経て冷間で伸線加工が施されたの
ち最終製品に加工されるもので、線材の二・三次
加工メーカーで多用されているものである。 このような冷間鍛造用棒鋼線材の製造工程にお
いて、酸洗等による脱スケール後に行なわれる潤
滑処理は、リン酸亜鉛等による潤滑下地処理とス
テアリン酸ナトリウム等による潤滑処理とから成
つており、従来の冷間鍛造用棒鋼線材はこれらの
潤滑処理を経て伸線加工されている。 例えば、熱間圧延材を酸洗槽で脱スケールした
後、リン酸亜鉛等の潤滑下地処理槽に浸漬し水洗
後、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸ナト
リウム等の反応型金属石けん槽に浸漬し乾燥後、
伸線する方法が知られている。この方法における
リン酸亜鉛等による潤滑下地処理は通常、全酸度
(濃度)30〜30pt、処理温度80℃、処理時間10〜
20分であり、ステアリン酸ナトリウム等の反応型
石けん処理は濃度2pt、処理温度80℃、処理時間
3〜5分の条件で行なわれている。 この発明が解決しようとする問題点 従来の冷間鍛造用棒鋼線材の製造方法は前記の
とおり、脱スケール後リン酸亜鉛等による潤滑下
地処理およびステアリン酸ナトリウム等による反
応型石けん処理を施して伸線する方法であり、脱
スケール後の潤滑処理に多くの工程を必要とし、
設備費が高くつく上、その潤滑下地処理および反
応型石けん処理はいずれも化学反応であり所定の
皮膜を得るためには時間を要するため生産性が低
く、また潤滑下地処理液は通常PH=2〜3の酸性
であり、後工程の水洗が不十分な場合は錆を発生
するおそれがあること、さらに潤滑下地処理およ
び反応型石けん処理はいずれも80℃で処理するた
め昇温エネルギーを必要とすること等の欠点があ
つた。 問題点を解決するための手段 この発明は従来の問題点を解決するため、脱ス
ケール後の潤滑処理に3〜10%の黒鉛、1〜15%
のフツ素系樹脂を含む潤滑剤を使用することによ
つて、従来のリン酸亜鉛等の潤滑下地処理および
反応型石けん処理の両方、または反応型石けん処
理を省略した冷間鍛造用棒鋼線材の製造方法を提
案するものである。 発明の構成 すなわち、この発明の要旨は、冷間鍛造用鋼の
熱間圧延材を脱スケール後、3〜10%の黒鉛、1
〜15%のフツ素系樹脂を含む潤滑剤にて潤滑処理
を施し、伸線することを特徴とし、また、脱スケ
ール後、リン酸亜鉛処理を施し、水洗後、上記と
同じ3〜10%の黒鉛、1〜15%のフツ素系樹脂を
含む潤滑剤にて潤滑処理を施し、伸線することを
特徴とするものである。 黒鉛は高温潤滑剤として一般に用いられている
潤滑剤であるが、通常400℃で潤滑性能が失なわ
れている。一方、フツ素系樹脂は軟化点が他の高
分子樹脂に比べ高いこと、耐熱性を有すること、
摩耗係数が極めて低いこと等の特徴を有する。こ
の発明では上記黒鉛の持つ欠点を改善し、かつフ
ツ素系樹脂の持つ長所を組み合せたところの黒鉛
とフツ素系樹脂を含む潤滑剤を用いることによつ
て、潤滑下地処理や反応型石けん処理を施さなく
ても伸線加工を可能としたものである。 ここで、黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑剤
の組成としては、フツ素系樹脂1〜15%、黒鉛3
〜10%、塩素系樹脂3〜15%、ナフテン酸金属塩
0.1〜5%、残部トリクロエタン等の溶剤から成
るものを用いることができる。 フツ素系樹脂としては、例えば3フツ化エチレ
ン、4フツ化エチレンが好適である。2フツ化エ
チレンは潤滑能に乏しく使用不能であり、6フツ
化エチレンは高価につくため好ましくない。この
フツ素系樹脂の含有量は、1%未満では潤滑効果
が小さく、他方15%を超えるとコストが高くつく
ことおよび、これ以上含有させても潤滑効果に大
きな向上がみられないため、フツ素系樹脂の含有
量としては1〜15%とする。 黒鉛は塑性加工時の耐衝撃熱を緩和する効果を
有するものであるが、3%未満ではその効果がほ
とんど得られず、他方10%を超えると加工時に脱
落粉が多く発生し金型に溜まり製品疵の原因とな
るため、その含有量は3〜10%とする。 塩素系樹脂はフツ素樹脂および黒鉛の展着剤お
よび、加工時の発熱で分解させ塩素を極圧添加剤
として作用させるために添加するもので、3%未
満ではフツ素系樹脂および黒鉛が展着効果がなく
極圧添加剤としての効果がほとんど得られず、他
方15%を超えると膜厚が厚くなり製品疵発生原因
となるため、添加量としては3〜15%が好まし
い。 ナフテン酸金属塩は皮膜の強化剤、フツ素樹脂
の分散剤あるいは潤滑助剤として作用させるため
に添加するもので、使用できる金属塩としては
Al、Mn、Cu、Zn、Ca、Zr、Li等があげられる。
これらは一般に塗料乾燥剤、顔料分散剤等に使用
されているが、潤滑剤としては従来あまり使用さ
れていない。ただし、このような金属塩を多く添
加すると、タツク(粘着性)が生じて潤滑に逆作
用をきたすため、その添加量としては5%以下が
好ましく、他方0.1%未満では高温潤滑性および
延展性が得られないため、添加量としては0.1〜
5%が好ましい。 溶剤はフツ素系樹脂を溶解するものであつて、
速乾性にすぐれた皮膜が均一に生成されるものが
好ましい。例えば、トリクレン、1.1.1トリクロ
ルエタン等の塩素系アルコール、ナフテン系アル
コール、エステル等があげられる。 この発明における脱スケール方法は特に限定す
るものではなく、酸洗または、シヨツトブラスト
等のメカニカルデスケールのいずれでもよい。 発明の図面に基づく開示 第1図はこの発明の製造工程を示すブロツク図
で、図aは黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑剤
による潤滑処理工程を有する製造工程図、図bは
リン酸亜鉛処理と黒鉛およびフツ素系樹脂を含む
潤滑処理工程を有する製造工程図、第2図はこの
発明の黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑剤を使
用して潤滑処理した場合の皮膜構成を示す図で、
図aは黒鉛およびフツ素系樹脂のみの潤滑皮膜、
図bはリン酸亜鉛被膜と黒鉛およびフツ素系樹脂
皮膜とからなる潤滑皮膜、第3図は比較のため従
来のリン酸亜鉛処理−反応型石けん処理を行なつ
た場合の皮膜構成を示す図である。 すなわち、この発明は冷間鍛造用の圧延材、例
えば熱延コイルを脱スケール工程で酸洗あるいは
メカニカルデスケーリングにより脱スケールした
後、潤滑処理工程で黒鉛およびフツ素系樹脂を含
む潤滑剤にて潤滑処理する方法であり、またリン
酸亜鉛処理後、黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤
滑剤にて潤滑処理する方法である。なお、黒鉛お
よびフツ素系樹脂による潤滑処理は浸漬方式によ
り行なうため、浸漬後乾燥させる。 潤滑処理後の皮膜構成は第2図に示すごとく、
図aにおいては、地鉄1の表面に黒鉛およびフツ
素系樹脂を主成分とする潤滑皮膜2が形成され
る。また図bにおいては、地鉄1の表面にリン酸
亜鉛皮膜3が形成され、さらにその上に黒鉛およ
びフツ素系樹脂を主成分とする潤滑皮膜2が形成
される。一方、従来の例えばリン酸亜鉛による潤
滑下地処理およびステアリン酸ナトリウムの反応
型石けん処理を行なつた場合の皮膜構成は第3図
に示すごとく、地鉄1の表面にリン酸亜鉛皮膜
3、反応層(ステアリン酸亜鉛被膜)4およびス
テアリン酸ナトリウム皮膜5とから構成され、こ
の発明の潤滑皮膜2とは大きく異なる。 黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑剤による潤
滑処理後は自然乾燥を行なえばよいが、速乾性、
より十分な乾燥を望む場合は例えば赤外線等の乾
燥炉で急速乾燥し、伸線工程でダイスにより伸線
し巻取る。 この発明の黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑
処理における処理温度は常温でよく、かつ処理時
間は1分程度で十分である(黒鉛およびフツ素系
樹脂を含む潤滑処理は化学反応ではなく物理的吸
着であり基本的には処理時間は付着量に関係しな
い)。また潤滑剤の乾燥は自然乾燥あるいは強制
空気乾燥で十分であるが、より速乾性、十分な乾
燥を望む場合は赤外線乾燥炉の外、熱風乾炉、高
周波誘導加熱炉等いずれでもよい。ただし、潤滑
剤の特性を考慮すると線材表面温度200℃以下で
行なうのが好ましい、なお、熱間圧延材の脱スケ
ールを酸洗で行なつた場合は水洗後潤滑処理を施
す。メカニカルデスケーリングの場合は水洗は不
要である。 実施例 1 28mmφの供試材(S20C)を酸洗(H2SO4)に
よる脱スケールし水洗後、第1表に示す組成を有
する潤滑剤を用い潤滑処理(処理温度:常温、処
理時間1分)を施し、乾燥して得られた供試材
(本発明例)と、リン酸亜鉛処理(全酸度約
30pt、温度約80℃、処理時間15分)→水洗後第1
表のNo.3に示す組成を有する潤滑剤を用い潤滑処
理(処理温度:常温、処理時間1分)を施し、乾
燥して得られた供試材(本発明例)について、
冷間鍛造試験とバウデン試験を実施した。その結
果を第2表および第4図に示す。第4図中の摩擦
係数値は供試No.1〜6の平均値である。なお、潤
滑剤付着量(黒鉛+フツ素系樹脂)は供試材No.1
〜6により多少バラツキが認められたが、ほぼ20
g/m2でであつた。 なお比較のため、酸洗後リン酸亜鉛処理(全酸
度約30pt、温度約80℃、処理時間15分)および反
応型石けん処理(濃度2pt、温度約80℃、処理時
間3分)を施して得られた供試材(従来例)の試
験結果を第2表および第4図に併せて示す。従来
例の潤滑付着量はリン酸亜鉛皮膜7.2g/m2、反
応層皮膜1.3g/m2、ステアリン酸ナトリウム皮
膜3.4g/m2であつた。 本実施例における冷間鍛造性は後方押し出しを
実施し、押し出し減面率約70%における焼付き発
生までの押し込み深さについて評価した。また、
バウデン試験は試験荷重3000gr、試験温度300
℃、試験鋼球径2mmφにおける摩擦係数を測定し
た。 第2表より明らかなごとく、本発明例はい
ずれも、従来の潤滑下地処理−反応型石けん処理
を施したものに比べ焼付き発生までの押し込み深
さが深く、また第4図から明らかなごとく、バウ
デン試験における摩擦係数も低く、潤滑性能は非
常にすぐれている。この結果より、黒鉛とフツ素
系樹脂を主成分とする潤滑剤の有効性が認められ
るとともに、従来の潤滑下地処理および反応型石
けん処理を省略できることが明らかである。
【表】
【表】
【表】 ○:焼付きなし、×:焼付き発生
実施例 2 19mmφの供試材(S35C)を実施例1と同様の
条件で酸洗→脱スケール→潤滑処理→乾燥した
後、伸線(減面率約20%、19φ→17φ)して得ら
れた線材について、前方多段押し出し試験を実施
し、押し出し減面率80.5%における焼付き発生の
有無および押し出し荷重(平均値)を調べた結果
を、従来例と比較して第3表に示す。 第3表より明らかなごとく、前方多段押し出し
においても本発明例は従来法と同様焼付きの発生
は認められず、押し出し荷重は低下した。
【表】
【表】 発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、
従来冷間鍛造用鋼の潤滑に一般に用いられていた
リン酸亜鉛等により潤滑下地処理、ステアリン酸
ナトリウム等の反応型石けん処理を省略できるの
で、処理工程の省略による設備費の低減、処理時
間短縮による生産性の向上、リン酸塩処理の省略
により錆発生が防止されることによる品質の向上
がはかられ、さらに潤滑処理は常温で行なうこと
ができるのでエネルギーの節減がはかられる等の
多くの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の製造工程を示すブロツク図
で、図aは黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑剤
による潤滑処理工程を有する製造工程図、図bは
リン酸亜鉛処理と黒鉛およびフツ素系樹脂を含む
潤滑処理工程を有する製造工程図、第2図はこの
発明の黒鉛およびフツ素系樹脂を含む潤滑剤を使
用して潤滑処理した場合の皮膜構成を示す図で、
図aは黒鉛およびフツ素系樹脂のみの潤滑皮膜、
図bはリン酸亜鉛皮膜と黒鉛およびフツ素系樹脂
皮膜からなる潤滑皮膜、第3図は従来のリン酸亜
鉛処理−反応型石けん処理を行なつた場合の皮膜
構成を示す図、第4図はこの発明の実施例におけ
るバウデン試験結果を示す図である。 1…地鉄、2…潤滑皮膜(黒鉛+フツ素系樹
脂)、3…リン酸亜鉛皮膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷間鍛造用鋼の熱間圧延材を脱スケール後、
    3〜10%の黒鉛、1〜15%のフツ素系樹脂を含む
    潤滑剤にて潤滑処理を施し、伸線することを特徴
    とする冷間鍛造用棒鋼線材の製造方法。 2 冷間鍛造用鋼の熱間圧延材を脱スケール後、
    リン酸亜鉛処理を施し、水洗後、3〜10%の黒
    鉛、1〜15%のフツ素系樹脂を含む潤滑剤にて潤
    滑処理を施し、伸線することを特徴とする冷間鍛
    造用棒鋼線材の製造方法。
JP25025886A 1986-10-20 1986-10-20 冷間鍛造用棒鋼線材の製造方法 Granted JPS63104718A (ja)

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