(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑液中に配置した複数のダイスにて金属線材を伸線するに当たり、該伸線の初期段階は、伸線開始時の潤滑液温度に対応する伸線速度の臨界点をこえない伸線速度に保持し、その後潤滑液温度が少なくとも伸線開始時の温度をこえて上昇した時点において、該上昇後の潤滑液温度に対応する伸線速度の臨界点まで高めて伸線を行うことを特徴とする伸線方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ワイヤロープやスチールコード等の素線となる金属線材に所定の線径や機械的性質などを付与するための伸線方法、特に潤滑液中にダイスを配置して行う湿式の伸線方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属線材、特にワイヤロープやスチールコードを構成する素線、またはホースワイヤ等のゴム物品の補強材として用いられる炭素鋼線材は、所定の線径および機械的性質を得るため、その製造工程に伸線加工を含むことが不可欠である。この伸線加工には様々な方式があるが、上記用途の線材は、潤滑液中のダイスに線材を通して行う、いわゆる湿式伸線が、一般的である。
【０００３】
すなわち、図１に示すように、潤滑液１を満たした伸線容器２内に設置した２つのコーン３間に複数のダイス４を配置し、離間したコーン３の各段に素線材５を交互に巻付けることによって、各ダイス４に素線材５を通して伸線を施し、線材６を得る。また伸線容器２には、潤滑液１の温度上昇を防ぐための冷却装置７を備えるのが一般的である。この冷却装置７は、伸線加工時の素線材とダイス４との摩擦または伸線加工後の線材の発熱によって、潤滑液の液温が上昇するのを回避するためのものである。なぜなら、潤滑液の温度が高いと潤滑液の劣化及び作業環境の悪化をきたすからである。例えば、水溶性エマルジョンタイプの潤滑液においては、６０℃以下の温度に保つことで良好な伸線が実現できる。
【０００４】
なお、図１に示した冷却装置７は、放熱板８を有するパイプ９内に冷却水を循環させて熱交換を行う形式の装置であって、その冷却装置７に対して潤滑液１を循環することで伸線によって発生する熱を除去することが可能である。
【０００５】
さて、上記した伸線加工においては、生産性の向上を目的として、その高速化が求められているが、高速での伸線はダイスの寿命を著しく低下するため、高速度での伸線を持続することが難しい。例えば、伸線速度を６００  ｍ／ｍｉｎ  から１０００ｍ／ｍｉｎ  に高めると、ダイスの寿命は１／２０になってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、急激なダイス摩耗を起こさせることなく、高速での伸線加工を実現する方法について提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、潤滑液中に配置した複数のダイスにて金属線材を伸線するに当たり、該伸線の初期段階は、伸線開始時の潤滑液温度に対応する伸線速度の臨界点をこえない伸線速度に保持し、その後潤滑液温度が少なくとも伸線開始時の温度をこえて上昇した時点において、該上昇後の潤滑液温度に対応する伸線速度の臨界点まで高めて伸線を行うことを特徴とする伸線方法である。
ここで、伸線速度の臨界点とは、後述のように、それをこえて伸線速度を高くしていくと急激にダイス寿命が低下する伸線速度を意味する。
【０００８】
【作用】
発明者らが、伸線速度を高くした場合のダイスの摩耗について種々調査したところ、急激なダイスの摩耗は伸線工程の初期段階で発生すること、特に、伸線初期段階の潤滑液温度が低下しているときにダイスの急激な摩耗が発生していることが新たに判明した。
【０００９】
ここで、伸線を終了した線材は巻取リールに貯線され、この巻取リールに所定量の線材を巻付けた後は空の巻取リールと交換する必要があり、従って、この巻取リールの交換時は、当然伸線加工は停止され、この停止期間に潤滑液の温度が低下する。さらに、巻取リールを交換した後の伸線処理は、その直後に連続して行われるとは限らず、伸線の開始時期は生産量との兼ね合いで決定されるため、生産を停止して次の生産を行うまでに長時間にわたり伸線しないことが多々あり、この場合、潤滑液の温度低下は著しい。
【００１０】
上記のように、伸線加工においてコーンの交換時等に潤滑液の温度が低下する現象は避けることができず、しかも低温の潤滑液による高速伸線はダイス寿命の急激な低下をもたらすため、高速伸線の持続が難しいのである。
【００１１】
ここで、伸線速度および伸線開始時の潤滑液温度がダイスの寿命に与える影響について調べた結果を、図２に示す。同図から、潤滑液温度の異なる伸線加工のいずれにおいても、それをこえて伸線速度を高くしていくと急激にダイス寿命が低下する臨界点のあることが判る。さらに、この臨界点は潤滑液温度を上昇させるに伴い高速側に移動することも判明した。
【００１２】
従って、潤滑液の温度が比較的低温域のＴＬ  では、その臨界点に対応する伸線速度ＣＬ  以下で伸線を行い、この低速伸線で発生する熱により潤滑液温度が上昇し、そして潤滑液温度が比較的高温域のＴＨ  に到達したならば、伸線速度を、潤滑液温度ＴＨ  に対応する臨界点ＣＨ  まで高めて伸線を行うことによって、結果としてダイス寿命を伸ばした伸線が実現できる。
【００１３】
なお、上記臨界点をこえる伸線速度で急激にダイス寿命が低下するのは、低温時に潤滑液の線材との反応性が劣化することによって、潤滑液が被膜として生成されても不十分であり、線材とダイスが直接接触しながら加工される状態、いわゆるメタルタッチを起こすためと考えられる。そして、潤滑液の温度が高まると、潤滑液とワイヤー界面での反応性が高まるために臨界点に対応する伸線速度が上昇するものと考えられる。
【００１４】
なお、伸線装置に加温装置を付加することで液温を高めることができるが、新たに設備を設けることは実際的でない。
【００１５】
そこで、この発明では、伸線の初期段階での伸線速度を低くすることによって、主に高速伸線で発生するダイスの急激な摩耗を回避する一方、低速伸線で発生する熱を利用して潤滑液の温度を上昇することによって、潤滑液の潤滑能力を高める、所定期間の低速伸線を経た後に、高速伸線を実現する。
【００１６】
【実施例】
熱処理によってパーライト組織に調整した、０．８  ｗｔ％の炭素を含有し、引張り強さが１３０  ｋｇｆ  ／ｍｍ２  で線径が１．７２ｍｍの炭素鋼線に、図１に示したところと同様の伸線形式に従って、タングステン化合物粉末を焼結した超硬合金ダイスを２１個用いて、線径が０．３０ｍｍとなる伸線を施した。潤滑液には水溶性エマルジョンタイプを用いて、ダイスが浸漬するように伸線容器に４００  ｌ投入した。
【００１７】
また、伸線は図３（発明例）および図４（比較例）に示す二通りの速度パターンに従って、それぞれ行った。いずれの場合も、伸線初期の潤滑液温度は３０℃であり、伸線速度は最終ダイスを通過した後の線速で、高速時が１０００ｍ／ｍｉｎ  および発明例で実施した低速伸線が６００  ｍ／ｍｉｎ  であり、低速伸線を行った長さは５００００  ｍである。ちなみに、巻取りリールへの最大巻付け量は７０００００ｍである。
【００１８】
この発明に従う伸線加工において、低速で５００００  ｍ伸線した時点での潤滑液の温度は４５℃に達し、その後１０００ｍ／ｍｉｎ  での高速伸線を行ったところ、潤滑液の温度は５０℃に安定した。また、この発明に従う伸線方法におけるダイスは、比較例の伸線方法に較べて約３倍の寿命（伸線量：７，２５０，０００  ｍ以上）を実現した。
【００１９】
なお、伸線初期における低速域の伸線速度は、上記実施例に限るものではなく、伸線開始時の潤滑液温度に対応する伸線速度の臨界点をこえない範囲の伸線速度であれば良く、従って伸線速度は、伸線潤滑液の種類または温度等の条件を加味して適宜定めることができる。同様に、低速伸線による伸線量も所定の温度上昇が達成される量を確保すれば良く、従って潤滑液の液量等の条件を加味して適宜定めることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ダイス寿命を低下することなしに高速での伸線を実現できるから、大幅な生産性の向上をはかることができ工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】伸線の要領を示す模式図である。
【図２】異なる潤滑液温度における伸線速度とダイス寿命との関係を示す図である。
【図３】伸線加工における伸線速度パターンを示す図である。
【図４】伸線加工における伸線速度パターンを示す図である。
【符号の説明】
１  潤滑液
２  伸線容器
３  コーン
４  ダイス
５  素線材
６  線材
７  冷却装置
８  放熱板
９  パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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