(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素線に対して硫酸溶液で酸洗処理を実施する第１酸洗処理工程と、
前記硫酸溶液で酸洗処理を実施された前記素線に対して熱処理を実施する工程と、
前記熱処理後の前記素線に対して塩酸溶液で酸洗処理を実施する第２酸洗処理工程と、
前記塩酸溶液で酸洗処理を実施された前記素線に対して潤滑処理を実施し、前記素線の表面に潤滑皮膜を形成する工程とを備える、冷間鍛造用鋼線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の冷間鍛造用鋼線の製造方法であって、
前記第１酸洗処理工程では、前記素線を、前記硫酸溶液が収納された硫酸槽を備える第１酸洗装置に搬送して前記酸洗処理を実施し、
前記第２酸洗処理工程では、前記素線を、前記塩酸溶液が収納された塩酸槽を備える第２酸洗装置に搬送して前記酸洗処理を実施する、冷間鍛造用鋼線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間鍛造用鋼線の製造方法に関し、さらに詳しくは、表面に潤滑皮膜が形成される冷間鍛造用鋼線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間鍛造用鋼線は、熱間圧延材である「線材」又は線材を一次伸線した「鋼線」（以下、「線材」及び「鋼線」を合わせて、「素線」という。）に対し、潤滑性の向上を目的として、潤滑処理を実施して製造される。潤滑処理では、通常、燐酸塩皮膜及び金属石けん層を含む潤滑皮膜が素線の表面に形成される。冷間鍛造用鋼線は、続いて二次伸線が施され、要求仕様の寸法公差及び硬さに仕上げられる。また、二次伸線により、前記潤滑皮膜の密着性が高まる。二次伸線が施された冷間鍛造用鋼線は、冷間鍛造に用いられ、所定の部品に成形される。冷間鍛造用鋼線が所定の長さに切断され、冷間鍛造されるとき、冷間鍛造用鋼線の表面に形成された潤滑皮膜は、冷間鍛造機の金型と冷間鍛造用鋼線との焼付きを防止する。
【０００３】
熱間圧延材である線材から冷間鍛造用鋼線を製造するまでの方法は種々ある。図９に、その製造工程（パターン１〜パターン３）を示す。図９を参照して、パターン１の製造工程は圧延（Ｓ１０１）後の線材に対して、１回の熱処理（Ｓ１０８）と１回の伸線（Ｓ１１１）を実施して冷間鍛造用鋼線を製造する。パターン２の製造工程は、圧延（Ｓ１０１）後の線材に対して、１回の熱処理（Ｓ１０８）と、２回の伸線（Ｓ１０６及びＳ１１１）を実施して冷間鍛造用鋼線を製造する。パターン３の製造工程は、圧延（Ｓ１０１）後の線材に対して、２回の熱処理（Ｓ１０３及びＳ１０８）と２回の伸線（Ｓ１０６及びＳ１１１）を実施して冷間鍛造用鋼線を製造する。上述のとおり、パターン２及びパターン３の製造工程では、２回の伸線が実施される。そのため、前段の伸線（Ｓ１０６）を一次伸線と呼び、後段の伸線（Ｓ１１１）を二次伸線と呼ぶ。
熱間圧延（Ｓ１０１）により製造された線材の軟化が十分でない場合、パターン１の製造工程が実施される。この場合、線材は潤滑処理（Ｓ１１０）の前に、球状化焼鈍等の熱処理（Ｓ１０８）を実施される。また、パターン２及びパターン３の製造工程の場合、一次伸線（Ｓ１０６）により製造された鋼線は、一次伸線の加工ひずみを除去するために、軟化を目的とした焼鈍等の熱処理（Ｓ１０８）が実施される。
【０００４】
線材の表面には熱間圧延（Ｓ１０１）で生成されたスケールが付着している。パターン１の製造工程において、表面にスケールが生成された状態で線材に対して熱処理（Ｓ１０８）を実施すると、線材表面のスケールにより線材の表層が脱炭する場合がある。したがって、パターン１の製造工程では、熱処理（Ｓ１０８）前の線材の表面からは、酸洗処理（Ｓ１０７）によりスケールが除去される。
【０００５】
また、パターン２及びパターン３の製造工程の場合、一次伸線（Ｓ１０６）後の鋼線の表面には、一次伸線前の潤滑処理（Ｓ１０５）により潤滑剤が付着している。表面に潤滑処理を施した状態で鋼線に対して熱処理（Ｓ１０８）を実施すると、鋼線表面の潤滑剤により熱処理炉の炉内雰囲気のガス組成が変動して鋼線の表層が脱炭又は浸炭する場合がある。また、鋼線表面の潤滑剤により熱処理炉が汚染される場合がある。したがって、パターン２及びパターン３の製造工程では、熱処理前の鋼線の表面からは、酸洗処理（Ｓ１０７）により潤滑剤が除去される。
【０００６】
さらに、パターン１〜パターン３の製造工程では、熱処理（Ｓ１０８）により、素線の表面にスケールが生成される。スケールが生成した素線に対して潤滑処理（Ｓ１１０）を施すと、潤滑皮膜がスケール上に形成されてしまうため、潤滑皮膜は剥がれやすくなる。したがって、潤滑処理（Ｓ１１０）前の素線の表面からも、酸洗処理（Ｓ１０９）によりスケールが除去される。
以上のとおり、パターン１〜３の製造方法のいずれにおいても実施される工程（Ｓ１０７〜Ｓ１１１）では、２回の酸洗処理（Ｓ１０７及びＳ１０９）が実施される。
【０００７】
従前において、種々の酸洗処理方法が提案されている。特開昭５０−１０４１１３号公報（特許文献１）は、硫酸を含有する水溶液又は塩酸を含有する水溶液を７０℃以上に維持しながら酸洗処理を実施し、鋼線材のスケールを除去する方法を開示する。
【０００８】
特開２０００−１９２３００号公報（特許文献２）は、硫酸−硝酸系酸洗液を用いて酸洗処理を実施する方法を開示する。特許文献２では、硫酸−硝酸系酸洗液を使用することにより、線材の表面の平滑化を抑制し、線材表面に保持される潤滑皮膜量を確保できると記載されている。さらに、硝酸系酸洗液を使用する場合と比較して、硝酸を含有する廃液に起因する環境への影響を抑えることができると記載されている。
【０００９】
特開２００４−２５６８９６号公報（特許文献３）は、硫弗酸系酸洗液を用いて酸洗処理を実施した後、塩酸系酸洗液を用いて酸洗処理を実施する方法を開示する。特許文献３では、このような２段階の酸洗処理を実施することにより、表面除去深さを３０μｍ以上とすることができ、表面異常層と疵とを除去できる時間を短縮できるとともに、表面も荒れないと記載されている。
【００１０】
特開２００６−１６９６１６号公報（特許文献４）は、伸線加工後の鋼線材の表面欠陥を低減し得ることを目的として、硫酸溶液を用いて酸洗処理することで鋼線材の素地金属部を表面から１０〜１５０μｍ除去する方法を開示する。
【００１１】
特開平８−１２０４７２号公報（特許文献５）は、酸洗時の線材の重なり部分のスケールを効率よく剥離することを目的として、３価の鉄イオンを有する酸溶液を撹拌流動させる方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５０−１０４１１３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２３００号公報
【特許文献３】特開２００４−２５６８９６号公報
【特許文献４】特開２００６−１６９６１６号公報
【特許文献５】特開平８−１２０４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１、３〜５に開示された鋼線の製造方法は、鋼線の表面の外観性については言及しているものの、潤滑性の向上については言及していない。したがって、これらの文献に開示された製造方法により冷間鍛造用鋼線を製造した場合、優れた潤滑性が得られない場合がある。
【００１４】
特許文献２は、鋼線の潤滑性について言及している。しかしながら、硫酸を含有する酸洗液による酸洗処理のみでは、優れた外観性及び優れた潤滑性の鋼線が得られにくい。さらに、特許文献２の酸洗液は、従来よりも低いとはいうものの硝酸を含有するため、硝酸廃液に起因する環境へ影響が発生し得る。
【００１５】
本発明の目的は、潤滑性及び外観性に優れた冷間鍛造用鋼線の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１６】
本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法は、素線に対して硫酸溶液で酸洗処理を実施する第１酸洗処理工程と、硫酸溶液で酸洗処理を実施された素線に対して熱処理を実施する工程と、熱処理後の素線に対して塩酸溶液で酸洗処理を実施する第２酸洗処理工程と、塩酸溶液で酸洗処理を実施された素線に対して潤滑処理を実施し、素線の表面に潤滑皮膜を形成する工程とを備える。
【００１７】
本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法は、潤滑性及び外観性に優れた冷間鍛造用鋼線を製造できる。
【００１８】
好ましくは、第１酸洗処理工程では、素線を、硫酸溶液が収納された硫酸槽を備える第１酸洗装置に搬送して酸洗処理を実施し、第２酸洗処理工程では、素線を、塩酸溶液が収納された塩酸槽を備える第２酸洗装置に搬送して酸洗処理を実施する。
【００１９】
この場合、潤滑性及び外観性に優れた冷間鍛造用鋼線を製造でき、かつ、高い生産性が得られる。
【００２０】
なお、本発明において、「硫酸溶液」は硫酸水溶液を意味し、「塩酸溶液」は塩酸水溶液を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造ラインを示すブロック図である。
【図２】従来の冷間鍛造用鋼線の製造ラインを示すブロック図である。
【図３】図１中の第１酸洗装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１中の第２酸洗装置の構成を示すブロック図である。
【図５】冷間鍛造用鋼線の表面に形成される潤滑皮膜の断面図である。
【図６】図１中の潤滑装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造工程を示すフロー図である。
【図８】塩酸溶液での酸洗処理における鋼線の表面粗さと酸浸漬時間との関係を示す図である。
【図９】線材から冷間鍛造用鋼線を製造する工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２３】
［本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法の概要］
本発明者らは、潤滑性及び外観性に優れた冷間鍛造用鋼線を製造するために、種々の研究を行った。その結果、本発明者らは、以下の知見を得た。
【００２４】
（１）硫酸溶液での酸洗処理は、素線の表面をある程度粗くする。そのため、潤滑皮膜の密着性を高めることができる。一方、硫酸溶液での酸洗処理は、素線の表面に多数のスマットを生成する。スマットは、セメンタイトやクロム炭化物等に代表される金属炭化物や、鉄系酸化物及び鉄−クロム系複合酸化物等に代表される酸化物、等を主体に構成される。硫酸溶液により鉄（Ｆｅ）は溶解する。しかしながら、スマットは、硫酸溶液に溶解されずに残り、素線の表面に残存する。
【００２５】
スマットは、黒色であり、粉末状である。多数のスマットが素線表面に残存したまま、潤滑皮膜を形成した場合、スマットが潤滑皮膜から透けて見える。そのため、優れた外観性が得られない。さらに、スマットは、物理的には、剥離しやすい。そのため、スマット上に潤滑皮膜が形成されれば、伸線時や冷間鍛造時に潤滑皮膜がスマットと共に剥離する場合がある。したがって、硫酸溶液での酸洗処理を実施する場合、スマットの除去方法を別途考慮しなければならない。
【００２６】
（２）一方、塩酸溶液は素線を比較的均一に溶解するため、塩酸溶液での酸洗処理は、素線の表面を平滑にしやすく、スマットも発生しにくい。したがって、塩酸溶液での酸洗処理を採用すれば、潤滑皮膜の形成後においても優れた外観性の鋼線が得られる。しかしながら、塩酸溶液での酸洗処理では、素線の表面は平滑となるため、潤滑皮膜の密着性は低い。そのため、鋼線の潤滑性が低い。
【００２７】
（３）そこで、本発明者らは、最初に硫酸溶液での酸洗処理を行い、次に、塩酸溶液での酸洗処理を実施することを考えた。この順序で酸洗処理を行えば、硫酸溶液での酸洗処理により、素線の表面をある程度粗くすることができる。そして、塩酸溶液は素線を比較的均一に溶解するため、後工程の塩酸溶液での酸洗処理により、素線の表面の粗度を保つことができる。
【００２８】
（４）本発明者らはさらに、最終の熱処理（図９中のＳ１０８）後潤滑処理（Ｓ１１０）前の工程、すなわち最終の酸洗処理工程（Ｓ１０９）で、硫酸溶液での酸洗処理と、塩酸溶液での酸洗処理とを連続して実施するのではなく、最終の熱処理（Ｓ１０８）前の酸洗処理（Ｓ１０７）において硫酸溶液を利用し、最終の熱処理（Ｓ１０８）後の酸洗処理（Ｓ１０９）において塩酸溶液を利用することを考えた。最終の熱処理（Ｓ１０８）前における酸洗処理（Ｓ１０７）は、従来、スケールや潤滑剤を除去できれば足りていた。最終の熱処理（Ｓ１０８）前において、硫酸溶液での酸洗処理を実施することにより、スケールや潤滑剤を除去するだけではなく、素線の表面をある程度粗くすることができる。そのため、熱処理炉の炉内雰囲気のガス組成を安定にし、熱処理炉の汚染を防止するだけでなく、後工程において、潤滑皮膜の密着性も向上できる。さらに、硫酸溶液での酸洗処理で発生した素線表面のスマットは、最終の熱処理（Ｓ１０８）と塩酸溶液での酸洗処理（Ｓ１０９）の過程とで除去することができ、潤滑皮膜の形成後においても鋼線の外観性が優れる。したがって、潤滑性及び外観性に優れた鋼線が得られる。
【００２９】
以上の知見に基づいて、本発明者らは、以下の本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法を完成した。以下、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法の詳細を説明する。
【００３０】
［製造設備］
図１は、本発明の実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造ラインの一例を示すブロック図である。図２は、従来の冷間鍛造用鋼線の製造ラインの一例を示すブロック図である。
【００３１】
図１を参照して、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造ラインは、第１酸洗装置１と、熱処理装置２と、第２酸洗装置３と、潤滑装置４と、伸線機５とを備える。図２の従来の製造ラインでは、酸洗装置が１つ（酸洗装置１０）であるのに対して、本実施の形態による製造ラインでは、酸洗装置が２つ配置される。以下、それぞれの設備について説明する。
【００３２】
［第１酸洗装置１］
図３を参照して、第１酸洗装置１は、硫酸溶液を用いて素線Ｗを酸洗する。第１酸洗装置１は、搬送装置２０と、硫酸槽３０と、水洗槽４０と、中和槽５０と、乾燥装置６０とを備える。硫酸槽３０と、水洗槽４０と、中和槽５０と、乾燥装置６０とは、一列に配列される。
【００３３】
搬送装置２０は、一列に配列された複数の槽３０、４０、５０及び乾燥装置６０の上方に配置され、コイル状の素線Ｗを各槽３０、４０、５０及び乾燥装置６０に搬送する。搬送装置２０は、搬送レール２３と、駆動装置２１と、吊具２２とを備える。搬送レール２３は、槽３０、４０、５０及び乾燥装置６０の上方に配置され、槽３０、４０、５０及び乾燥装置６０の配列方向に延びる。駆動装置２１は、搬送レール２３上を移動し、かつ、吊具２２を昇降する。吊具２２はフックである。コイル状の素線Ｗは吊具２２に引っ掛けられる。駆動装置２１は、吊具２２を移動及び昇降することにより、素線Ｗを各槽３０、４０、５０内及び乾燥装置６０内に搬送する。
【００３４】
硫酸槽３０は、素線Ｗを酸洗する。硫酸槽３０には、硫酸溶液が収納される。硫酸溶液は、５〜２５質量／容量％の濃度の硫酸を含む水溶液である。好ましい硫酸濃度は、１０〜２５質量／容量％である。硫酸溶液は、素線Ｗの表面に生成されたスケールや潤滑剤を溶解して除去する。硫酸槽３０は、図示しない温度調整装置を備える。温度調整装置は硫酸溶液の温度を調整する。
【００３５】
水洗槽４０には、常温の水が収納される。水洗槽４０には、硫酸槽３０から引き上げられた素線Ｗが搬送され、浸漬される。素線Ｗは、水洗槽４０で、表面に付着した硫酸溶液を取り除かれる。中和槽５０には、中和溶液が収納される。中和溶液は中和剤を含有する溶液であり、たとえば、消石灰溶液である。水洗槽４０から引き上げられた素線Ｗは、中和槽５０に搬送され、浸漬される。これにより、素線Ｗの表面に残存する硫酸溶液が中和される。乾燥装置６０は、中和槽５０から引き上げられた素線Ｗを常温又は高温で乾燥する。乾燥された素線Ｗの表面には石灰の皮膜が付着されているため、続く熱処理時に素線Ｗ間の溶着が抑制される。
【００３６】
図３では、各槽３０、４０、５０は、１つずつ配置されるが、各槽３０、４０、５０は複数配置されてもよい。たとえば、複数の硫酸槽３０が配置されてもよいし、複数の水洗槽４０が配置されてもよい。
【００３７】
［熱処理装置２］
熱処理装置２は、素線Ｗに対して熱処理を実施する。本例では、熱処理装置２は、素線Ｗに対して焼鈍処理を実施し、素線Ｗを軟化する。これにより、続く伸線加工時の素線Ｗの加工性を改善し、要求仕様の硬さ以下に調整する。
熱処理装置２は、周知の構造を有し、周知の熱処理条件で焼鈍処理を実施する。熱処理装置２は、複数のゾーンに区分けされた連続焼鈍炉を用いる。各ゾーンは熱処理装置２の先頭から末尾に至るまで一列に配列され、各ゾーンごとに、炉内温度を調整できる。熱処理装置２はバッチ炉でも構わない。
【００３８】
焼鈍処理時の熱処理装置２の炉内雰囲気は、窒素ガスと、ＣＯガスと、ＣＯ２ガスとを所定の割合で一定にする。これにより、炉内雰囲気のＰＦ値は一定となる。ＰＦ値が過剰に高くなれば、素線Ｗの表層は浸炭し、ＰＦ値が過剰に低ければ、素線Ｗの表層は脱炭する。ＰＦ値とは、（ＣＯガス％）２／（ＣＯ２ガス％）で計算される指標である。
【００３９】
［第２酸洗装置３］
第２酸洗装置３は、塩酸溶液を用いて素線を酸洗する。図４を参照して、第２酸洗装置３は、搬送装置２０と、複数の塩酸槽７０と、水洗槽４０とを備える。複数の塩酸槽７０と、水洗槽４０とは、一列に配列される。
【００４０】
塩酸槽７０には、塩酸溶液が収納される。塩酸溶液は、５〜２５質量／容量％の濃度の塩酸を含有する水溶液である。好ましい塩酸濃度は、１５〜２５質量／容量％である。塩酸溶液は、硫酸溶液と同様に、素線Ｗの表面のスケールを溶解して除去する。本例では、複数の塩酸槽７０が配置されるが、塩酸槽７０は１つであってもよい。
【００４１】
［潤滑装置４］
潤滑装置４は、酸洗された素線Ｗの表面に、潤滑皮膜を形成する。潤滑皮膜は、図５に示すとおり、燐酸塩皮膜１１と、反応層１２と、未反応層１３からなる。燐酸塩皮膜１１は燐酸塩からなり、素線Ｗの表面上に形成される。反応層１２は、金属石鹸からなり、燐酸塩皮膜１１上に形成される。未反応層１３は、ナトリウム石鹸からなる。
【００４２】
図６を参照して、潤滑装置４は、搬送装置２０と、１又は複数の化成処理槽８０と、湯洗槽９０と、潤滑剤槽１００と、乾燥装置６０とを備える。
【００４３】
化成処理槽８０には、燐酸塩を含有する処理液が収納される。燐酸塩はたとえば、燐酸亜鉛である。本例で用いる処理液の燐酸塩の含有量は、周知の範囲内である。素線Ｗを化成処理槽８０内に浸漬することにより、素線Ｗの表面に燐酸塩皮膜１１が形成される。
【００４４】
湯洗槽９０には、湯が収納される。１又は複数の化成処理槽８０から引き上げられた素線Ｗは、湯洗槽９０に浸漬され、素線Ｗの表面の余分な処理液が取り除かれる。
【００４５】
潤滑剤槽１００には、潤滑液が収納される。潤滑液は、ナトリウム石鹸を含有する。ナトリウム石鹸はたとえば、ステアリン酸ナトリウムである。燐酸塩皮膜１１が形成された素線Ｗが潤滑剤槽１００に浸漬されると、潤滑液が燐酸塩皮膜１１と反応して、燐酸塩皮膜１１上に反応層１２が形成される。したがって、潤滑剤槽１００から引き上げられた素線Ｗの表面には、燐酸塩皮膜１１及び反応層１２が形成される。さらに、乾燥装置６０で素線Ｗが乾燥されると、反応層１２上に付着した潤滑液は、ステアリン酸ナトリウムが乾燥した未反応層１３となる。このようにして、冷間鍛造用鋼線が製造される。
【００４６】
［伸線機５］
伸線機５は周知の構成を備える。伸線機５はダイスを備え、冷間鍛造用鋼線を伸線する。伸線機５は、第１酸洗装置１〜潤滑装置４と同じ製造ラインに配置されていなくてもよい。
【００４７】
［冷間鍛造用鋼線の製造方法］
図１に示す製造ラインを用いた冷間鍛造用鋼線の製造方法を、説明する。図７は、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造工程を示すフロー図である。図７を参照して、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造工程では、素線を準備する工程（Ｓ１：素線準備工程）と、硫酸溶液での酸洗処理を実施する工程（Ｓ２：第１酸洗処理工程）と、熱処理を実施する工程（Ｓ３：熱処理工程）と、塩酸溶液での酸洗処理を実施する工程（Ｓ４：第２酸洗処理工程）と、潤滑処理を実施する工程（Ｓ５：潤滑処理工程）と、伸線加工する工程（Ｓ６：伸線加工工程）とが順番に実施される。以下、各工程について詳述する。
【００４８】
［素線準備工程（Ｓ１）］
初めに、処理対象となる素線Ｗを準備する（Ｓ１）。本例では、コイル状の素線Ｗを準備する。素線Ｗは、熱間圧延材である線材であってもよいし、熱間圧延材を一次伸線した鋼線であってもよい。線材では表面にスケールが付着している。鋼線では表面に潤滑剤が付着している。
【００４９】
［第１酸洗処理工程（Ｓ２）］
準備された素線Ｗに対して硫酸溶液で酸洗処理を実施する（Ｓ２）。具体的には、準備された素線Ｗを吊具２２で保持しながら搬送し、第１酸洗装置１内の硫酸槽３０に浸漬する。このとき、素線Ｗの表面のスケールや潤滑剤は溶解し、除去される。好ましくは、硫酸槽３０の硫酸溶液の温度は、６０℃〜８０℃に制御される。この場合、酸洗速度が高められる。
【００５０】
硫酸溶液での酸洗処理により、スケールや潤滑剤だけでなく、素線Ｗの表面も溶解する。このときの素線Ｗの表面粗さは、塩酸溶液での酸洗処理よりも粗くすることができる。ただし、本工程では、硫酸溶液で酸洗処理するため、素線Ｗの表面に多数のスマットが生成する。
【００５１】
硫酸槽３０により酸洗後、素線Ｗを硫酸槽３０から引き上げ、水洗槽４０に搬送する。そして、素線Ｗを水洗槽４０に浸漬し、素線Ｗの表面に付着した硫酸溶液を除去する。さらに、水洗槽４０から引き上げた素線Ｗを中和槽５０に搬送し、中和槽５０に浸漬する。これにより、素線Ｗの表面に残存する硫酸溶液が中和される。中和槽５０から引き上げられた素線Ｗは乾燥装置６０で乾燥される。乾燥された素線Ｗの表面には石灰の皮膜が付着される。これにより、続く熱処理工程での素線Ｗ間の溶着が抑制される。
【００５２】
以上の工程により、ステップＳ１で準備された素線Ｗのスケールや潤滑剤は除去される。素線Ｗの表面にスケールが付着したまま熱処理装置２内で熱処理を実施すると、スケールにより素線Ｗの表層が脱炭する。また、素線Ｗの表面に潤滑剤が残存したまま熱処理装置２内で熱処理を実施すれば、熱処理装置２の炉内雰囲気のガス組成が変動する場合がある。炉内雰囲気のガス組成が変動すれば、素線Ｗの表層が浸炭又は脱炭する場合がある。また、素線Ｗの表面に潤滑剤が残存したまま熱処理装置２内で熱処理を実施すれば、潤滑剤により熱処理炉が汚染される場合がある。ステップＳ２で素線Ｗのスケールや潤滑剤は除去されるため、素線Ｗに対して熱処理を実施するとき、熱処理装置２の炉内雰囲気のガス組成は安定する。
【００５３】
さらに、ステップＳ２では、硫酸溶液を用いて素線Ｗを酸洗する。そのため、塩酸溶液での酸洗処理と比較して、素線Ｗの表面を粗くすることができる。粗い表面は、後の潤滑処理（Ｓ５）において効果を発揮する。
【００５４】
［熱処理工程（Ｓ３）］
第１酸洗処理工程（Ｓ２）後、素線Ｗに対して熱処理を実施する（Ｓ３）。本例では、熱処理装置２を利用して、素線Ｗに対して焼鈍処理を実施し、素線Ｗを軟化する。焼鈍処理は、周知の条件で実施される。このとき、熱処理装置２の炉内雰囲気は、窒素ガスと、ＣＯガスと、ＣＯ２ガスとを所定の割合で一定にする。上述のとおり、第１酸洗処理工程（Ｓ２）により、素線Ｗの表面からスケールや潤滑剤が除去されているため、熱処理装置２の炉内雰囲気のガス組成は安定する。
【００５５】
［第２酸洗処理工程（Ｓ４）］
熱処理工程（Ｓ３）後の素線Ｗに対して、塩酸での酸洗処理を実施する（Ｓ４）。具体的には、熱処理後の素線Ｗを第２酸洗装置３に搬送する。そして、素線Ｗを吊具２２に保持しながら塩酸槽７０に搬送し、浸漬する。後段に他の塩酸槽７０が配置されている場合、素線Ｗを塩酸槽７０から引き上げた後、後段の他の塩酸槽７０に浸漬する。要するに、複数の塩酸槽７０が配置されている場合、素線Ｗを複数の塩酸槽７０に順次浸漬する。塩酸槽７０が複数ではなく１つの塩酸槽７０しかない場合には、先行する素線Ｗの酸洗処理が完了しない限り、後続する素線Ｗの酸洗処理を開始することができない。複数の塩酸槽７０を配置して、素線Ｗを複数の塩酸槽７０に順次浸漬して酸洗処理を行えば、後続する素線Ｗは、先行する素線Ｗの酸洗処理の完了を待たずに酸洗処理を開始することができる。すなわち、複数の塩酸槽７０を配置することにより、素線Ｗの酸洗処理の待ち時間を減らすことができ、生産効率を高めることができる。
【００５６】
塩酸溶液での酸洗処理により、熱処理工程（Ｓ３）で素線Ｗの表面に生成されたスケールが除去される。
【００５７】
塩酸溶液での酸洗処理により、素線Ｗの表面は多少溶解するが、ステップＳ２の硫酸での酸洗処理により、素線Ｗの表面粗さは既に粗くなっている。そして、塩酸溶液は素線Ｗを比較的均一に溶解するため、素線Ｗの表面は多少溶解されても、第１酸洗処理工程後の素線Ｗの表面粗さをほぼ保つ。そのため、第２酸洗処理工程後の素線Ｗの表面粗さ（つまり、第１酸洗処理工程及び第２酸洗処理工程を実施した後の素線Ｗの表面粗さ）は、第１酸洗処理工程及び第２酸洗処理工程を共に塩酸溶液での酸洗処理を行った場合よりも粗くなる。
【００５８】
具体的には、本実施の形態による製造方法の場合、第２酸洗処理工程（Ｓ４）後の素線Ｗの表面粗さを２．０μｍ以上に調整できる。ここでいう表面粗さは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１）附属書２（参考）の２ＲＣフィルタを適用した場合の中心線平均粗さであり、Ｒａ７５で表されるものである。
【００５９】
そして、さらに、第１酸洗処理工程（Ｓ２）で素線Ｗの表面に発生した多数のスマットも、熱処理工程（Ｓ３）と第２酸洗処理工程（Ｓ４）を行った後には除去される。したがって、素線Ｗの外観性が優れる。
【００６０】
素線Ｗの表面粗さが粗すぎれば、伸線加工時に行う渦流探傷のノイズや冷間鍛造後の製品肌不良（光沢不良など）の原因となり得る。したがって、第２酸洗処理工程（Ｓ４）後の素線Ｗの表面粗さの好ましい上限は、１０μｍである。素線Ｗの表面粗さは、ステップＳ２における硫酸溶液中の硫酸濃度、硫酸槽３０での素線Ｗの浸漬時間、硫酸溶液の温度等により調整できる。
【００６１】
一方、塩酸溶液での酸洗処理のみ行った場合の素線Ｗの表面粗さは、上述の本実施の形態における素線Ｗの表面粗さよりも小さい。図８は、塩酸溶液での酸洗処理のみを実施したときの素線Ｗの表面粗さと酸浸漬時間との関係を示した図である。図８は、以下の方法により得られた。２０質量／容量％の塩酸を含有する塩酸溶液を利用して、ＪＩＳ規格のＳＣＭ４２０相当する化学組成を有する素線Ｗを種々の酸浸漬時間で酸洗処理した。酸洗後、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１）附属書２（参考）に基づいて、素線Ｗの表面の中心線平均粗さ（Ｒａ７５）を求め、図８を得た。図８を参照して、塩酸溶液での酸洗処理のみの場合、浸漬時間を長くしても、素線Ｗの表面粗さは２．０μｍ未満である。
【００６２】
以上より、本実施の形態では、硫酸溶液により酸洗処理した後、塩酸溶液による酸洗処理を実施することにより、素線Ｗの表面粗さを、塩酸溶液による酸洗処理のみを実施した場合よりも、粗くすることができる。この表面粗さにより、潤滑皮膜の密着性を高めることができる。
【００６３】
酸洗された素線Ｗを塩酸槽７０から引き上げ、水洗槽４０に浸漬する。以上の工程により、素線Ｗの表面に付着した塩酸溶液を除去する。
【００６４】
［潤滑処理工程（Ｓ５）］
第２酸洗処理工程（Ｓ４）後の素線Ｗに対して、潤滑処理を実施する（Ｓ５）。具体的には、素線Ｗを潤滑装置４内の化成処理槽８０に浸漬し、素線Ｗの表面に燐酸塩皮膜１１を形成する。次に、燐酸塩皮膜１１が形成された素線Ｗを湯洗槽９０に浸漬し、素線Ｗの表面に付着した不要な処理液を除去する。
【００６５】
次に、燐酸塩皮膜１１が形成された素線Ｗを潤滑剤槽１００に浸漬し、反応層１２を形成する。そして、素線Ｗを潤滑剤槽１００から引き上げ、乾燥装置６０で乾燥する。これにより、反応層１２上に付着した潤滑液は、乾燥して未反応層１３となり、鋼線Ｗの表面に燐酸塩皮膜１１、反応層１２及び未反応層１３からなる潤滑皮膜が完成する。以上の工程により、冷間鍛造用鋼線を製造する。
【００６６】
以上の工程では、第１酸洗処理工程（Ｓ２）で素線Ｗの表面に生成したスマットは、第２酸洗処理工程（Ｓ４）後には除去されている。そのため、潤滑処理工程（Ｓ５）後の冷間鍛造用鋼線は、外観性に優れる。さらに、第１酸洗処理工程（Ｓ２）により素線Ｗの表面を粗くすることができ、かつ、第２酸洗処理工程（Ｓ４）後も素線Ｗの表面粗さはほぼ保たれるので、燐酸塩皮膜１１を多く形成でき、その結果素線Ｗと潤滑皮膜との密着性を高めることができる。その結果、冷間鍛造用鋼線は潤滑性に優れる。
【００６７】
［伸線加工工程（Ｓ６）］
上述の工程により製造された冷間鍛造用鋼線を、伸線機５により伸線加工する。このとき、素線Ｗの表面に形成された潤滑皮膜が潤滑作用を発揮し、伸線機５のダイスと冷間鍛造用鋼線との摩擦係数を低減する。そのため、ダイス寿命が長くなる。
【００６８】
以上の工程により製造された冷間鍛造用鋼線は、冷間鍛造に用いられ、所定の部品に成形される。冷間鍛造用鋼線が所定の長さに切断され、冷間鍛造されるとき、冷間鍛造用鋼線の表面に形成された潤滑皮膜は、冷間鍛造機の金型と冷間鍛造用鋼線の焼付きを防止する。上述のとおり、燐酸塩皮膜１１は厚く、素線Ｗと潤滑皮膜との密着性に優れる。そのため、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線は、冷間鍛造工程において、潤滑性に優れる。
【００６９】
［２つの酸洗装置を利用することによる効果］
従来の冷間鍛造用鋼線の製造工程では、一般的に、図２に示す製造ラインが利用される。この場合、酸洗装置１０は１つである。そのため、酸洗溶液は、１種類とするのが通常である。たとえば、酸洗溶液を塩酸溶液とする場合、熱処理工程前及び潤滑処理工程前に酸洗処理を実施するものの、塩酸溶液での酸洗処理のみが実施される。そのため、潤滑皮膜の密着性が低く、冷間鍛造用鋼線の潤滑性が低い。
【００７０】
一方、酸洗装置１０の酸洗溶液を硫酸溶液とする場合、潤滑処理工程前の素線表面には多数のスマットが残存する。そのため、潤滑皮膜形成後の冷間鍛造用鋼線の外観性は低下し、スマットにより潤滑皮膜の密着性も低下する。
【００７１】
これに対して、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法では、２つの酸洗装置（第１酸洗装置１及び第２酸洗装置３）を用い、熱処理工程（Ｓ３）前に第１酸洗装置１を用いて第１酸洗処理工程（Ｓ２）を実施し、潤滑処理工程（Ｓ５）前に第２酸洗装置３を用いて第２酸洗処理工程（Ｓ４）を実施する。第１酸洗処理工程（Ｓ２）で生成されるスマットは、第２酸洗処理工程（Ｓ４）後には除去されているため、外観性に優れた冷間鍛造用鋼線が得られる。さらに、第１酸洗処理工程（Ｓ２）で素線Ｗの表面を粗くすることができ、かつ、第２酸洗処理工程（Ｓ４）ではその表面粗さがほぼ保持されるため、潤滑性に優れた冷間鍛造用鋼線が得られる。
【００７２】
上述のとおり、本実施の形態による冷間鍛造用鋼線の製造方法では、２つの酸洗装置を利用するのが好ましい。図２に示す従来の製造ライン中の酸洗装置１０に、酸洗槽として、硫酸槽と塩酸槽とを準備し、図７に示す製造フローを実施することも考えられる。この場合、第１酸洗処理工程（Ｓ２）を実施するときに酸洗装置１０の酸洗槽を硫酸槽とし、第２酸洗処理工程（Ｓ４）を実施するときに酸洗装置１０の酸洗槽を塩酸槽に切り替えることが考えられる。
【００７３】
しかしながらこの場合、硫酸槽を塩酸槽に切り替える時間が必要であるため、生産性が低下する。
【００７４】
酸洗装置１０において、硫酸槽と、塩酸槽と、水洗槽と、中和槽とを一列に配置して、図７の製造フローを実施することも考えられる。しかしながらこの場合、第１酸洗処理工程（Ｓ２）では、塩酸槽は使用されないため、硫酸槽から引き上げられた素線Ｗが塩酸槽上方を通過し、水洗槽に浸漬されることになる。塩酸槽上方を素線Ｗが通過するとき、素線Ｗに付着された硫酸溶液が塩酸槽に滴下し得る。
【００７５】
要するに、１つの酸洗装置１０内に硫酸槽と塩酸槽とを混在させる場合、硫酸溶液が塩酸槽に混入され、汚染される可能性がある。また、１つの酸洗装置１０で２つの酸洗処理（Ｓ２及びＳ４）を実施するため、生産性も低下する。
【００７６】
本実施の形態では、第１酸洗処理工程（Ｓ２）用の第１酸洗装置１と、第２酸洗処理工程（Ｓ４）用の第２酸洗装置３とを準備することにより、高い生産性が得られ、かつ、酸洗液の汚染も抑制できる。
【００７７】
なお、第１酸洗処理工程（Ｓ２）で使用する硫酸溶液は、硫酸を含有する水溶液であり、硝酸を含有しない。同様に、第２酸洗処理工程（Ｓ４）で使用する塩酸溶液は、塩酸を含有する水溶液であり、硝酸を含有しない。そのため、硝酸廃液に起因した環境への影響は生じない。
【００７８】
上述の実施の形態では、第１酸洗装置１内の各槽３０、４０、５０及び乾燥装置６０を一列に配置したが、これらの装置を一列に配置しなくてもよい。第２酸洗装置２内の各槽７０、４０も同様に、一列に配置しなくてもよい。
【００７９】
図７に示す製造フローでは、潤滑処理工程（Ｓ５）後に伸線加工工程（Ｓ６）を実施したが、潤滑処理工程（Ｓ５）後の鋼線を冷間鍛造用鋼線として出荷し、出荷先において伸線加工工程（Ｓ６）を実施してもよい。
【実施例】
【００８０】
上述の本実施の形態による製造方法により製造された冷間鍛造用鋼線と、塩酸溶液での酸洗処理のみにより製造された冷間鍛造用鋼線とを準備し、各冷間鍛造用鋼線の素線の表面粗さ、冷間鍛造用鋼線の潤滑性、潤滑皮膜の付着量及び潤滑皮膜の密着性を評価した。
【００８１】
［試験方法］
直径が２４．０ｍｍのコイル状の熱間圧延で製造した線材を準備した。線材の化学組成は表１に示すとおりであり、ＪＩＳ規格のＳＣＭ４２０に相当した。
【表１】
0005707177.tif 000002
【００８２】
線材に対して塩酸溶液で酸洗処理を実施し、線材表層のスケールを除去した。続いて、潤滑処理を実施して表面に潤滑皮膜を形成した。潤滑処理は、燐酸亜鉛を含有した処理液に浸漬した後、石灰石けんを含有する処理液に浸漬して行った。潤滑皮膜が形成された供試材に対して一次伸線加工を実施し、直径２１．０ｍｍの鋼線（以下、供試材という）を製造した。
【００８３】
供試材に対して、以下の本発明例、比較例の製造方法を実施し、本発明例及び比較例の冷間鍛造用鋼線を製造した。
【００８４】
［本発明例］
本発明例では、上述の図７と同じ製造工程を実施した。初めに、供試材に対して酸洗処理（第１酸洗処理：Ｓ２）を実施した。具体的には、１１．２質量／容量％の硫酸を含有する硫酸溶液が収納された硫酸槽に供試材を９００秒浸漬した。このときの硫酸溶液の温度を６０℃に制御した。硫酸槽から供試材を引き上げ、常温の水が収納された水洗槽に、供試材を浸漬し、供試材の表面から硫酸溶液を除去した。さらに、消石灰溶液を収納した中和槽に供試材を浸漬し、供試材の表面に残存する硫酸溶液を中和した。そして、供試材を乾燥装置（送風機）で乾燥した。
【００８５】
続いて、供試材に対して熱処理（Ｓ３）を実施した。具体的には、供試材に対して窒素ガスとＣＯガスとＣＯ２ガスとからなる雰囲気で球状化焼鈍処理を実施した。
【００８６】
熱処理後、供試材に対して酸洗処理（第２酸洗処理：Ｓ４）を実施した。本発明例では、第２酸洗装置は５つの塩酸槽（第１〜第５塩酸槽）と、水洗槽とを備えた。第１塩酸槽の塩酸溶液は、７．３質量／容量％の塩酸を含有した。第２酸洗槽の塩酸溶液は、１０．６質量／容量％の塩酸を含有した。第３塩酸槽の塩酸溶液は１４．７質量／容量％の塩酸を含有した。第４塩酸槽の塩酸溶液は１５．９質量／容量％の塩酸を含有した。第５塩酸槽の塩酸溶液は２４．８質量／容量％の塩酸を含有した。各塩酸槽の塩酸溶液の温度制御は行わなかった。
【００８７】
供試材を第１〜第５塩酸槽の各槽内に、第１〜第５塩酸槽の順に浸漬した。各槽での浸漬時間はいずれも３４０秒であった。
【００８８】
第５塩酸槽から供試材を引き上げた後、水洗槽に供試材を浸漬し、供試材の表面に付着した塩酸溶液を除去した。
【００８９】
塩酸での酸洗処理後、供試材に対して潤滑処理（Ｓ５）を実施した。潤滑装置は、２つの化成処理槽（第１化成処理槽、第２化成処理槽）と、湯洗槽と、潤滑剤槽と、乾燥装置（乾燥炉）とを備えた。
【００９０】
第１化成処理槽及び第２化成処理槽の処理液は、燐酸亜鉛を含有した。第１化成処理槽及び第２化成処理槽の処理液の遊離酸度は３〜８ポイント、全酸度は３０〜４５ポイントに調整した。ここで、遊離酸度は以下のとおり定義した。処理液１０ｍｌに対して、指示薬としてブロムフェノールブルーを加え、０．１規定の水酸化ナトリウム溶液で滴定した。そして、中和に要した０．１規定の水酸化ナトリウム溶液の量（ｍｌ）を遊離酸度（ポイント）と定義した。全酸度は以下のとおり定義した。処理液１０ｍｌに対して、指示薬としてフェノールフタレインを加え、０．１規定の水酸化ナトリウム溶液で滴定した。そして、中和に要した０．１規定の水酸化ナトリウム溶液の量（ｍｌ）を全酸度（ポイント）と定義した。
【００９１】
第１化成処理槽及び第２化成処理槽の処理液温度は、いずれも７０〜８０℃に制御された。
【００９２】
潤滑剤槽には、潤滑剤液が収納された。潤滑剤液は、０．５〜２．０ポイントのステアリン酸ナトリウムを含有する水溶液であった。潤滑剤液を７０〜８０℃に制御した。潤滑剤液の濃度は、以下のとおり測定した。潤滑剤液１０ｍｌを乳脂計に採取し、イソプロピルアルコールを１０ｍｌ加え、攪拌した。その後、５０質量／容量％の硫酸を１０ｍｌ入れて湯浴中にて５〜１０分加温した。脂層が乳脂計の目盛部分の高さになるように乳脂計に熱湯を注入し、脂層の上辺の目盛と下辺の目盛との差を測定した。
【００９３】
潤滑処理（Ｓ５）において、供試材を第１化成処理槽に４００秒浸漬し、その後、第２化成処理槽に４００秒浸漬した。次に、供試材を湯洗槽に浸漬した。次に、供試材を潤滑剤槽に３００秒浸漬した。最後に、供試材を乾燥装置（乾燥炉）において１００℃で６５０秒間乾燥し、潤滑皮膜が形成された本発明例の冷間鍛造用鋼線を製造した。
【００９４】
本発明例の冷間鍛造用鋼線の外観を目視観察した。その結果、スマットが潤滑皮膜から透けて見えることはなく、本発明例の冷間鍛造用鋼線は、優れた外観性を示した。
【００９５】
［比較例］
比較例では、上述の本発明例の熱処理前の硫酸での酸洗処理（第１酸洗処理工程：Ｓ２）に代えて、塩酸溶液での酸洗処理を実施した。その他の製造工程及び各製造工程の条件は、本発明例と同じであった。
【００９６】
熱処理前の塩酸での酸洗処理は、次の条件で実施した。熱処理前の塩酸での酸洗処理を実施する酸洗装置は、第１〜第５の塩酸槽と、水洗槽と、中和槽と、乾燥炉とを備えた。第１塩酸槽の塩酸溶液は、４．０質量／容量％の塩酸を含有した。第２酸洗槽の塩酸溶液は、６．６質量／容量％の塩酸を含有した。第３塩酸槽の塩酸溶液は１３．１質量／容量％の塩酸を含有した。第４塩酸槽の塩酸溶液は１６．０質量／容量％の塩酸を含有した。第５塩酸槽の塩酸溶液は２０．９質量／容量％の塩酸を含有した。各塩酸槽の塩酸溶液の温度制御は行わなかった。
【００９７】
中和槽は、固形分濃度で０．８質量％の消石灰を含有する消石灰溶液を収納した。消石灰溶液の温度を６０℃に制御した。
【００９８】
供試材を第１〜第５塩酸槽の各槽内に、第１〜第５塩酸槽の順に浸漬した。各槽での浸漬時間はいずれも２２０秒であった。
【００９９】
第５塩酸槽から供試材を引き上げた後、水洗槽に供試材を浸漬し、供試材の表面に付着した塩酸溶液を除去した。次に、供試材を中和槽に９０秒浸漬した。次に、供試材を乾燥装置（乾燥炉）において１００℃で３００秒乾燥した。
【０１００】
以上の酸洗処理により得られた供試材を用いて、本発明例と同じ条件で熱処理工程、第２酸洗処理工程、潤滑工程を実施し、比較例の冷間鍛造用鋼線を製造した。
【０１０１】
上述の製造方法により製造された本発明例及び比較例の冷間鍛造用鋼線を用いて、以下の調査試験を実施した。
【０１０２】
［表面粗さの調査試験］
上述の本発明例及び比較例の製造方法で製造されたコイル状の冷間鍛造用鋼線（直径２１．０ｍｍ）を、本発明例及び比較例ともに１つずつ準備した。本発明例及び比較例のコイルより、直径２１．０ｍｍ、長さ５０．０ｍｍのサンプルを１つずつ採取した。まず、各サンプルを、沸騰した湯内に３０分間浸漬し、湯洗処理を実施した。未反応層はステアリン酸ナトリウムからなるため、湯洗処理により溶解した。次に、各サンプルの表面を、アルコールにより洗浄した。反応層は金属石けんからなるため、反応層は有機溶媒であるアルコールで溶解した。さらに、各サンプルの表面を、クロム酸水溶液により洗浄した。これにより、燐酸塩皮膜がサンプルから除去され、素線を露出させた。そして、素線を露出させたサンプルの表面の中心線平均粗さ（Ｒａ７５）をＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１）附属書２（参考）に準拠して測定した。各サンプルの円周方向の任意の２箇所において、中心線平均粗さを測定し、その平均値を、本発明例、比較例の表面粗さ（単位はμｍ）とした。
【０１０３】
［潤滑性の調査試験］
上述の本発明例及び比較例の製造方法で製造されたコイル状の冷間鍛造用鋼線（直径２１．０ｍｍ）を複数準備した。そして、同じ材質及び形状の２つのダイス準備し、一方を本発明例用とし、他方を比較例用とした。本発明例及び比較例の鋼線に対して伸線加工、すなわち二次伸線加工を実施し、直径２０．０ｍｍの鋼線を製造した。伸線加工後の鋼線の直径は、１９．９５〜２０．００ｍｍで管理し、１コイルの伸線加工を行うたびに鋼線の直径を測定した。測定された鋼線の直径が、２０．００ｍｍを超えた時、ダイスが寿命に達したと判断した。そして、ダイスが寿命に達するまでに伸線加工された冷間鍛造用鋼線の質量（単位はｔｏｎ）を調査した。
【０１０４】
［潤滑皮膜量の調査試験］
上述の潤滑性の調査試験で２０．０ｍｍに二次伸線加工した本発明例及び比較例の冷間鍛造用鋼線に形成された潤滑皮膜量を以下の方法で調査した。上述のとおり、潤滑皮膜は、未反応層と、反応層と、燐酸塩皮膜とを備える。本発明例及び比較例の冷間鍛造用鋼線から、直径２１．０ｍｍ、長さ５０．０ｍｍのサンプルを３つずつ採取した。そして、各サンプルを使用して、以下のとおり、本発明例と比較例の未反応層量、反応層量、燐酸塩皮膜量を測定した。
【０１０５】
［未反応層量の調査試験］
本発明例及び比較例の各サンプルの質量（初期質量という）を測定した。次に、各サンプルを、沸騰した湯内に３０分間浸漬し、湯洗処理を実施した。未反応層はステアリン酸ナトリウムからなるため、湯洗処理により溶解した。一方、反応層及び燐酸塩皮膜は溶解しなかった。次に、湯洗処理後のサンプルに対して水洗処理を実施した。次に、水洗処理後のサンプルを乾燥し、乾燥後のサンプルの質量（湯洗浄後質量という）を測定した。初期質量から湯洗浄後質量を差分した値をサンプルの周面の表面積で除した値（単位はｇ／ｍｍ２）の平均値（３つのサンプルの平均値）を、「未反応層量」と定義した。
【０１０６】
［反応層量の調査試験］
未反応層量の調査試験を完了したサンプルの表面を、アルコールにより洗浄した。反応層は金属石けんからなるため、反応層は有機溶媒であるアルコールで溶解した。一方、燐酸塩皮膜はアルコールで溶解しなかった。次に、サンプルを水洗して乾燥し、乾燥後のサンプルの質量（アルコール洗浄後質量という）を測定した。湯洗浄後質量からアルコール洗浄後質量を差分した値をサンプルの周面の表面積で除した値（単位はｇ／ｍｍ２）の平均値（３つのサンプルの平均値）を、「反応層量」と定義した。
【０１０７】
［燐酸塩皮膜量の調査試験］
反応層量の調査試験を完了したサンプルの表面を、クロム酸水溶液により洗浄した。これにより、燐酸塩皮膜がサンプルから除去された。次に、サンプルを水洗して乾燥し、乾燥後のサンプルの質量（クロム酸洗浄後質量という）を測定した。アルコール洗浄後質量からクロム酸洗浄後質量を差分した値をサンプルの周面の表面積で除した値（単位はｇ／ｍｍ２）の平均値（３つのサンプルの平均値）を、「燐酸塩皮膜量」と定義した。
【０１０８】
［潤滑皮膜の密着性の調査試験］
バウデン試験により、本発明例、比較例の潤滑皮膜の密着性を調査した。具体的には、上述の潤滑性の調査試験で２０．０ｍｍに二次伸線加工した本発明例及び比較例の冷間鍛造用鋼線から直径２０．０ｍｍ、長さ５０．０ｍｍのサンプルを１つずつ採取した。採取された各サンプルの表面の任意の３箇所において、ＪＩＳ規格のＳＵＪに相当する化学組成を有する鋼球を、３ｋｇｆの荷重でサンプルの表面に押し当てながら、サンプルの軸方向に２０ｍｍの範囲で摺動させた。摺動中の鋼球の摩擦係数μを測定し、摩擦係数μが０．２０（鉄と鋼球との摩擦係数に相当）以上になるまでの摺動回数（往復回数、つまり、２０ｍｍの範囲を１往復摺動すると「１回」とカウント）を測定した。試験には、神鋼造機株式会社製の往復摺動摩擦試験機を使用した。
【０１０９】
［調査結果］
調査結果を表２に示す。
【表２】
0005707177.tif 000003
【０１１０】
表２を参照して本発明例の表面粗さは、２．０μｍを超えたのに対して、比較例の表面粗さは、２．０μｍ未満であった。
【０１１１】
さらに、ダイス寿命に達するまでに伸線された冷間鍛造用鋼線の質量では、本発明例が比較例の５倍以上となり、本発明例の２次伸線加工工程における潤滑性は、比較例よりも顕著に優れていた。
【０１１２】
また、本発明例の未反応層量及び反応層量は、比較例とほぼ同じであった。しかしながら、本発明例の燐酸塩皮膜量（ｇ／ｍｍ２）は、比較例よりも多かった。本発明例では、表面粗さが大きかったため、燐酸塩皮膜が厚く形成され、その結果、燐酸塩皮膜量が多かったと推定される。
【０１１３】
さらに、バウデン試験による本発明例の摺動回数は、比較例のほぼ２倍程度と多かった。したがって、本発明例の２次伸線工程後の潤滑皮膜の密着性は、比較例よりも優れていた。すなわち、本発明例は冷間鍛造時に優れた潤滑性を発揮すると考えられる。
【０１１４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  第１酸洗装置
２  熱処理装置
３  第２酸洗装置
４  潤滑装置
５  伸線機
１０  酸洗装置
１１  燐酸塩皮膜
１２  反応層
１３  未反応層
２０  搬送装置
３０  硫酸槽
４０  水洗槽
５０  中和槽
６０  乾燥装置
７０  塩酸槽
８０  化成処理槽
９０  湯洗槽
１００  潤滑剤槽
Ｗ  素線
【図１】
0005707177.tif 000004
【図２】
0005707177.tif 000005
【図３】
0005707177.tif 000006
【図４】
0005707177.tif 000007
【図５】
0005707177.tif 000008
【図６】
0005707177.tif 000009
【図７】
0005707177.tif 000010
【図８】
0005707177.tif 000011
【図９】
0005707177.tif 000012