(57)【要約】【課題】  エマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させるとともに、金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物の線引きダイス中への浸入を防止することのできる金属線材の湿式伸線方法を提供する。【解決手段】  油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンク２０から伸線機１０の潤滑液槽１２に供給して金属線材１３を伸線加工する際に、上記潤滑剤タンク２０において、上記潤滑液槽１２から潤滑剤タンク２０に戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離して除去するとともに、上記潤滑剤タンク２０と上記潤滑液槽１２との間に第２タンク３０を設け、この第２タンク３０にて、上記潤滑剤タンク２０から上記潤滑液槽１２に供給される上記潤滑剤に超音波振動を付加することにより、伸線機１０に、エマルジョン径が小さく、かつ、異物の殆どない潤滑剤を供給できるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクと伸線機の潤滑液槽内との間で循環させながら金属線材を伸線加工する湿式伸線方法において、潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給される潤滑剤、もしくは、上記潤滑液槽内の潤滑液に超音波振動を付加する工程と、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去する工程とを有することを特徴とする金属線材の湿式伸線方法。
【請求項２】
上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が３μｍ未満になるように、上記超音波振動を付加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属線材の湿式伸線方法。
【請求項３】
上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤を上記潤滑剤タンク中に滞留させ、上記潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離してから上記潤滑液槽に供給するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属線材の湿式伸線方法。
【請求項４】
油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクから伸線機の潤滑液槽内に供給して金属線材を伸線加工する湿式伸線方法において、潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給する潤滑剤として、上記潤滑剤タンク内で潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去した潤滑剤を用いるとともに、上記潤滑剤に超音波振動を付加してから上記潤滑剤を上記潤滑液槽に供給するようにしたことを特徴とする金属線材の湿式伸線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を潤滑剤として用いた金属線材の湿式伸線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤は、銅線、スチールコード用黄銅メッキ鋼線等の金属線材の湿式伸線に広く用いられている。一方、湿式伸線における伸線機への潤滑剤供給方法としては、伸線機内に潤滑剤を貯留した状態で伸線加工を行う方式（バッチ式）と、潤滑剤を貯留するタンクと伸線機の線引きダイスが配設される潤滑液槽との間で潤滑剤を循環させながら伸線加工を行う方式（循環式）とがある。
ところで、上記金属線材の伸線における上記水系潤滑剤の潤滑性は、エマルジョンの径が小さいほど線引きダイス内へ上記潤滑剤の引き込み性が良いことから、伸線加工においては、上記エマルジョンの径を小さくする方が有利である。
上記エマルジョンの径を小さくする方法としては、例えば、界面化学的に処理された経路に分散相を通す方法や、高圧分散機あるいは超音波分散機を用いる方法などが知られている（例えば、特許文献１参照）。
一方、金属線材の湿式伸線に超音波を利用した例としては、複数のダイス間に潤滑剤保持室と高圧室とを設け、高圧化した水と潤滑剤との混合液を上記高圧室に圧送して、上記潤滑剤保持室の圧力を増加させながら線材を後段のダイスに導入する伸線方式において、上記ダイス全体に超音波振動を加えて伸線加工することにより、ダイスのテーパー部と金属線材との間に潤滑剤を流入させて潤滑性を高める方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１０６４６号公報
【特許文献２】特開平７−８０５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記エマルジョンの径を小さくすると潤滑性は有利になるが、単に、潤滑剤に超音波振動を付加すると、伸線加工を継続した際に上記潤滑剤中に蓄積される金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物が上記潤滑剤中に浮遊分散され、その一部が線引きダイス中に引き込まれてしまうため、潤滑性の低下や線材表面荒れがおきてしまうといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、エマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させるとともに、金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物の線引きダイス中への浸入を防止することのできる金属線材の湿式伸線方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤中に蓄積される金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物を除去した後、この異物が除去された潤滑剤に超音波振動を付加して潤滑液槽に供給するようにすれば、エマルジョン径を小さくすることができるとともに、潤滑液槽内の潤滑剤中に浮遊分散される上記異物の量を大幅に低減できることを見出し、本発明に到ったものである。
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクと伸線機の潤滑液槽内との間で循環させながら金属線材を伸線加工する湿式伸線方法であって、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去する工程と、上記潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給される潤滑剤、もしくは、上記潤滑液槽内の潤滑液に超音波振動を付加する工程とを有することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属線材の湿式伸線方法において、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が３μｍ未満になるように、上記超音波振動を付加するようにしたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の金属線材の湿式伸線方法において、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤を上記潤滑剤タンク中に滞留させ、上記潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離してから上記潤滑液槽に供給するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項４に記載の発明は、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクから伸線機の潤滑液槽内に供給して金属線材を伸線加工する湿式伸線方法であって、潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給する潤滑剤として、上記潤滑剤タンク内で潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去した潤滑剤を用いるとともに、上記潤滑剤に超音波振動を付加してから上記潤滑剤を上記潤滑液槽に供給するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンクから伸線機の潤滑液槽内に供給して金属線材を伸線加工する際に、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を、遠心分離あるいは沈降分離などにより除去するとともに、上記潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給される潤滑剤、もしくは、上記潤滑液槽内の潤滑液に超音波振動を付加するようにしたので、潤滑剤のエマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させることができる。また、潤滑液槽内には線引きによって発生した新たな異物しかないので、線引きダイスへの異物の浸入を大幅に低減することができる。
このとき、上記潤滑液槽から潤滑剤タンクに戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が３μｍ未満になるように、上記超音波振動を付加するようにすれば、潤滑性を更に向上させることができるとともに、潤滑剤タンク内での上記異物の分離を更に容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良形態に係る金属線材の湿式伸線方法を示す図で、同図において、１０は複数の線引きダイス１１が配設された潤滑液槽１２と伸線処理される金属線材１３を案内するための複数の駆動キャプスタン１４，１５とを備えた伸線機、２０は上記潤滑液槽１２内に油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を供給するための潤滑剤タンク、３０は上記潤滑剤タンク２０と上記潤滑液槽１２との間に設けられた第２タンクで、本例では、上記第２タンク３０内に超音波振動子３１を配置し、上記潤滑剤タンク２０から上記潤滑液槽１２に供給される上記潤滑剤に超音波振動を付加し、この超音波振動が付加された潤滑剤を上記伸線機１０に供給するようにしている。
また、本例では、上記潤滑剤タンク２０を、上記潤滑液槽１２から戻された潤滑剤を回収する回収槽２１と上記潤滑剤を所定時間（例えば、３０〜５０分程度）滞留させて異物を除去するための異物分離槽２２と、上記異物が除去された潤滑剤を上記潤滑液槽１２に供給する供給槽２３とから構成し、上記潤滑液槽１２から潤滑剤タンク２０に戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離などにより除去するとともに、この異物が除去された潤滑剤を第２タンク３０に送るようにしている。これにより、上記潤滑液槽１２に供給される潤滑剤のエマルジョン径を小さくすることができるので、線引きダイス１１の潤滑性を大幅に向上させることができるとともに、上記潤滑液槽１２に供給される潤滑剤には異物が含まれていないので、上記線引きダイス１１への異物の浸入を大幅に低減することができる。
【０００９】
ところで、上記潤滑剤のエマルジョン微細化の程度については、潤滑液槽１２内の全ての線引きダイス１１に対してエマルジョン径が小さい潤滑剤が供給されていることが必要なことから、上記潤滑剤のエマルジョン微細化の程度については、潤滑性潤滑液槽１２へ供給される潤滑剤ではなく、潤滑液槽１２から潤滑剤タンク２０に戻される潤滑剤の平均エマルジョン径で評価することが好ましい。本例では、上記超音波振動子３１の出力及び周波数を調整して、上記潤滑剤タンク２０に戻される潤滑剤の平均エマルジョン径が３μｍ未満になるようにしている。これにより、全ての線引きダイス１１に対してエマルジョン径が小さい潤滑剤を供給できる。また、エマルジョン径が小さい潤滑剤は沈降しにくいので、上記異物分離槽２２での沈降分離を効率的に行うことができる。
すなわち、上記異物分離槽２２では、攪拌を行うことなく上記潤滑剤タンク２０に戻された潤滑剤を滞留させるようにしているので、粒径や比重の大きな金属粉や劣化油分は、３０〜５０分程度で上記異物分離槽２２の底部に沈殿する。したがって、この異物分離槽２２の上部から供給槽２３に移された潤滑剤からは上記異物が除去されているので、エマルジョン径を小さくするために、第２タンク３０内にて上記潤滑剤に超音波振動を付加しても、上記潤滑剤中に上記異物が浮遊分散されることはない。したがって、伸線機１０には、エマルジョン径が小さく、かつ、異物の殆どない潤滑剤が供給されるので、潤滑性が向上し、表面荒れが少ないだけでなく、表層の加工歪の少ない優れた金属線材を得ることができる。
また、上記のように、第２タンク３０を設ける構成とすれば、伸線機が複数あった場合でも、上記第２タンク３０を供用することができるので、金属線材の伸線を効率よく行うことができる。
【００１０】
このように、本最良の形態によれば、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を、潤滑剤タンク２０から伸線機１０の潤滑液槽１２に供給して金属線材１３を伸線加工する際に、上記潤滑剤タンク２０を、上記潤滑液槽１２から戻された潤滑剤を回収する回収槽２１と上記潤滑剤を所定時間滞留させて異物を除去する異物分離槽２２と、上記異物が除去された潤滑剤を上記潤滑液槽１２に供給する供給槽２３とから構成して、上記潤滑液槽１２から潤滑剤タンク２０に戻された潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を沈降分離して除去するとともに、上記潤滑剤タンク２０と上記潤滑液槽１２との間に第２タンク３０を設け、この第２タンク３０内に超音波振動子３１を配置して、上記潤滑剤タンク２０から上記潤滑液槽１２に供給される上記潤滑剤に超音波振動を付加することにより、伸線機１０に、エマルジョン径が小さく、かつ、異物の殆どない潤滑剤を供給できるようにしたので、潤滑性を大幅に向上させることができる。したがって、表面荒れが少なく、かつ、表層の加工歪の少ない優れた金属線材を製造することができる。
【００１１】
なお、上記最良の形態では、第２タンク３０に超音波振動子３１を配置したが、図２に示すように、第２タンク３０を省略して、伸線機１０の潤滑液槽１２内に超音波振動子３１を配置してもよい。この場合にも、上記潤滑液槽１２に供給される潤滑剤は、上記潤滑剤タンク２０にて既に異物が取り除かれている。したがって、上記潤滑剤中には新たに発生した異物しかないので、潤滑液槽１２内で上記潤滑剤に超音波を付加してエマルジョン径を小さくしても、潤滑性が損なわれることはない。
また、超音波付加によりエマルジョンを微細化した潤滑剤は必ずしも伸線機１０の線引きダイス１１全てに供給しなくても、少なくともダイスと線材間の面圧が高い後段のダイスに供給すればよい。したがって、上記超音波振動子３１を更に小型化して、後段のダイス近傍の潤滑剤のみに超音波を付加するようにしてもよい。
また、上記例では、潤滑剤を循環させた場合について説明したが、伸線加工をバッチ式で行う場合でも、潤滑剤タンクから上記潤滑液槽に供給する際に、上記潤滑剤タンク内で潤滑剤中に含まれる金属粉及び劣化油成分を含む異物を除去するとともに、上記異物が除去された潤滑剤に超音波振動を付加してから上記潤滑液槽に供給するようにすれば、上記循環式の場合とほぼ同等の効果を得ることができる。
また、本発明が適用される金属線材としては、銅線やスチールコード用黄銅メッキ鋼線等の、一般に油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を用いて伸線される金属線材であればよい。特に効果が大きいのは、高強度で線引きダイスとの面圧が高く、かつ、メッキ脱落粉等の異物が生じ易いスチールコード用黄銅メッキ鋼線の伸線である。
【実施例】
【００１２】
直径が１．７２ｍｍの黄銅メッキ鋼線材を、油成分をエマルジョン化して分散させた水系潤滑剤を用いて、スリップ型湿式伸線機にて伸線し、最終線径が直径０．３０ｍｍのスチールコード用黄銅メッキ鋼線を製造し、伸線機内の平均エマルジョン径、ダイス寿命、伸線開始１０日後の伸線機内における潤滑剤の異物量及び平均エマルジョン径をそれぞれ測定した。その結果を図３の表に示す。
実施例１は、上記伸線機に潤滑剤を供給する潤滑剤タンク内で上記潤滑剤を滞留させ、沈降分離による異物の除去を行うとともに、上記伸線機内の潤滑剤に超音波振動を付加した。なお、上記潤滑剤タンクの容量は６００リットル、潤滑剤循環量を２０リットル／分、潤滑剤タンク内での滞留時間は３０分とした。
実施例２は、潤滑剤として、潤滑剤タンク内で上記潤滑剤を滞留させ、沈降分離による異物の除去を行ったものを用い、潤滑液を循環させずに伸線処理を行った。
従来例１は、超音波振動を付加しないこと以外は上記実施例１と同条件で伸線した。
また、伸線開始時の潤滑剤の平均エマルジョン径はいずれも５μｍ以下であり、共通の潤滑剤を用いた。
図３の表から明らかなように、潤滑剤中の異物を除去し、更に潤滑剤に超音波振動を付加した実施例１では、伸線開始１０日後の伸線機内における潤滑剤の異物量は従来例の半分であり、また、平均エマルジョン径は開始直後から２μｍと小さく、伸線開始１０日後もその値は殆ど変化しなかった。また、ダイス寿命も従来例の１．２倍に伸びていることから、本発明の伸線方法では、潤滑性が大幅に向上していることが確認された。
また、潤滑液を循環させずに伸線した実施例２でも、伸線開始１０日後の伸線機内における潤滑剤の異物量は従来例の６割であり、また、平均エマルジョン径開始直後から伸線開始１０日後まで３μｍと小さな値を保持していた。また、ダイス寿命も従来例の１．１倍に伸びていることから、循環式のみならず、バッチ式においても潤滑性が大幅に向上することがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明によれば、エマルジョン径を小さくして潤滑性を向上させるとともに、金属粉、メッキ粉、劣化油分などの異物の線引きダイス中への浸入を防止することができるようにしたので、表面荒れや延性劣化のない優れた金属線材を得ることができるとともに、ダイス寿命の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の最良の形態に係る金属線材の湿式伸線方法を示す図である。
【図２】本発明による金属線材の湿式伸線方法の他の例を示す図である。
【図３】本発明の伸線方法と従来方法におけるダイス寿命を比較した表である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  伸線機、１１  線引きダイス、１２  潤滑液槽、１３  金属線材、
２０  潤滑剤タンク、２１  回収槽、２２  異物分離槽、２３  供給槽、
３０  第２タンク、３１  超音波振動子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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