(57)【要約】【課題】コイリング特性に優れたばね用ステンレス鋼線を提供する。【解決手段】引張強さ１５００〜３０００Ｎ／ｍｍ2 の高強度ステンレス鋼線を用いた芯材と、該芯材の表面を覆うニッケルメッキ層とからなるニッケル被覆鋼線であって、前記ニッケルメッキ層は、内メッキ層，外メッキ層の複数層からなる層状メッキ組織からなり、前記内メッキ層は、前記外メッキ層と前記芯材との間に介在して両者を結合し、前記芯材の径方向にのびる柱状組織をなし、前記前記外メッキ層は、伸線による冷間加工に伴う細径化により微小片に破壊され、前記外メッキ層は、該破壊された前記微小片により内メッキ層を覆うことを特徴とする。【選択図】図１
2008023563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強さ１５００〜３０００Ｎ／ｍｍ2 の高強度ステンレス鋼線を用いた芯材と、該芯材の表面を覆うニッケルメッキ層とからなるニッケル被覆鋼線であって、
前記ニッケルメッキ層は、内メッキ層と外メッキ層との複数層の層状メッキ組織からなり、
前記内メッキ層は、前記外メッキ層と前記芯材との間に介在して両者を結合し、かつ前記芯材の径方向に伸びる柱状組織をなすとともに、
前記外メッキ層は、前記内メッキ層よりも硬質であって、かつ伸線による冷間加工に伴う細径化により微小片に破壊され、前記外メッキ層は、該破壊された前記微小片により内メッキ層を覆うことを特徴とするばね用ステンレス鋼線。
【請求項２】
前記外メッキ層は、伸線前の状態において、表面硬度Ｈｖが４００以上の硬質系ニッケルメッキからなることを特徴とする請求項１に記載の前記ばね用ステンレス鋼線。
【請求項３】
前記内メッキ層は、半径方向外側に伸びる柱状結晶を有する柱状組織からなり、かつ前記外メッキ層は、前記微小片が芯材と同心状に配列されて半径方向に重なるメッキ組織を具えることを特徴とする請求項１又は２に記載の前記ばね用ステンレス鋼線。
【請求項４】
前記内メッキ層は、前記外メッキ層の下面かつ前記破壊された微小片間に隙間なく侵入していることを特徴とする請求項２又は３に記載の前記ばね用ステンレス鋼線。
【請求項５】
前記芯材と内メッキ層とは、最終となる冷間伸線加工の前に拡散熱処理を施すことにより両者の界面を冶金学的に結合させたことを特徴とする請求項３に記載のばね用ステンレス鋼線。
【請求項６】
前記ニッケルメッキ層は、その表面に付着した０．３〜１．０ｇ／ｍ2 の加工用潤滑剤を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のばね用ステンレス鋼線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイリング特性に優れたばね用ステンレス鋼線に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐食性、機械的特性により優れ、かつばね用途に用いるステンレス鋼として、例えばＪＩＳ−Ｇ４３１４に、種々なオーステナイト系ステンレス鋼線が規定されている。又ばね用途として伸線加工性、その後のコイリング性を高めるために、芯材表面に、例えば樹脂、金属などを被覆、メッキした潤滑層を形成ことが行われている。特にニッケルメッキ層は潤滑性に優れかつその後のテンパー処理におけるテンパーカラーの着色が防止できる。
【０００３】
ニッケルメッキ層を形成することにより潤滑性を向上し、かつばね成形する際のばねの寸法バラツキを減じるために、ニッケルメッキしたステンレス鋼線の最終伸線後のメッキワイヤーが、
ａ）ニッケルめっき厚さ０．２〜２μｍ、
ｂ）めっき層の母材（芯材）に対する硬さ比が０．２０〜０．８３、
ｃ）かつ潤滑剤封着量を０．０５〜０．８０ｇ／ｍ2 
としかつこれら３要因が三相相関図において相関関係をもたせたばね用のステンレス    鋼線                                                                          が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
さらにステンレス鋼帯にニッケルメッキする被覆ステンレス鋼帯において、ワット浴によるニッケルメッキを施す前に、塩化ニッケルの陰極電解処理による薄メッキすること、またさらに非酸化性雰囲気中で拡散処理を行うことによりメッキの密着性を向上する提案もある（例えば特許文献２）。
【０００５】
さらに、ニッケルメッキ層とステンレス鋼との密着性を増大させるために、ステンレス鋼表面にニッケル層を形成させ、これを非酸化性雰囲気中５００〜１１００℃で熱処理することにより、その間に強固な合金層を形成する提案もある（例えば特許文献３）。
【０００６】
又ばね用ステンレス鋼線について、ステンレス鋼線の表面に１０μ以下のＮｉメッキを施したのち、無酸化雰囲気中を連続走行させて溶体化熱処理し、その熱処理時間の制御によって、Ｎｉメッキ層とステンレス鋼との拡散層を表層付近まで生成させることにより、成型性と耐食性を向上する提案もある（例えば特許文献４）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−５８４７号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０４３９３号公報
【特許文献３】特開昭４９−５９０４８号公報
【特許文献４】特開昭５３−５０００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１の提案は、ばね成形する際のばねの寸法バラツキを向上するため、乃至特許文献１〜４の提案はいずれも軟質系のニッケルメッキ層を採用している。
【０００９】
その結果、熱処理による前記拡散層の形成は、潤滑成分として有効な純粋ニッケル層の厚さを減少させ、結果的に加工性低下を招きやすく、しかもその界面には異質な拡散層が形成されることから、全体的な耐食性の低下も懸念される。なお、このようなメッキ層を除去する場合には、拡散した部分でのニッケルを含めて完全に除去することが困難であり、しかもその場合、前記拡散層は通常不均一厚さで形成されることから、メッキ除去後の線表面には微細凹凸が形成され、表面平滑性に優れた高品質のばね製品は得られ難い。
【００１０】
本発明は、特にばね用として耐磨耗性を持つ硬質系のニッケルメッキ層を形成することを基本として、ニッケルメッキ層自体により、ステンレス鋼線の加工に際して潤滑性を維持しうる密着性に富むニッケルメッキ層を有するばね用ステンレス鋼線の提供を目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち本発明の請求項１に係る発明は、引張強さ１５００〜３０００Ｎ／ｍｍ2 の高強度ステンレス鋼線を用いた芯材と、該芯材の表面を覆うニッケルメッキ層とからなるばね用ステンレス鋼線であって、
前記ニッケルメッキ層は、内メッキ層と外メッキ層との複数層の層状メッキ組織からなり、
前記内メッキ層は、前記外メッキ層と前記芯材との間に介在して両者を結合し、かつ前記芯材の径方向に伸びる柱状組織をなすとともに、
前記外メッキ層は、前記内メッキ層よりも硬質であって、伸線による冷間加工に伴う細径化により微小片に破壊され、前記外メッキ層は、該破壊された前記微小片により内メッキ層を覆うことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記外メッキ層が、伸線前の状態において、表面硬度Ｈｖが４００以上の硬質系ニッケルメッキからなること、請求項３に係る発明は、前記内メッキ層は、半径方向外側に伸びる柱状結晶を有する柱状組織からなり、かつ前記外メッキ層は、前記微小片が芯材と同心状に配列されて半径方向に重なるメッキ組織を具えること、また請求項４に係る発明は、前記内メッキ層が、前記外メッキ層の下面かつ前記破壊された微小片間に隙間なく侵入していることを特徴とする。
【００１３】
また請求項５に係る発明は、前記芯材と内メッキ層とが、最終となる冷間伸線加工の前に拡散熱処理を施すことにより両者の界面を冶金学的に結合させたこと、及び請求項６に係る発明は、前記ニッケルメッキ層が、その表面に付着した０．３〜１．０ｇ／ｍ2 の加工用潤滑剤を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本願請求項１に係る発明は、引張強さ１５００〜３０００Ｎ／ｍｍ2 の高強度ステンレス鋼線を芯材として、しかもその表面は前記ニッケルメッキ層で被覆していることから、ばね用として十分な強度と種々加工に適する潤滑性を備え、従来の同様な加工が可能となる。
【００１５】
しかも、本発明では前記ニッケルメッキ層は、内外メッキ層からなる複数種類の異なるニッケル層を積層したものを用い、外面側の外メッキ層として結晶構造が層状組織、かつ前記内メッキ層よりも硬質であってその後の冷間加工で鱗片状の微小片に破壊し得るニッケルメッキ層、即ち所謂硬質系のニッケルメッキ層を用いている。
【００１６】
したがって、該鋼線はその表面側、即ち外面側には層状組織でかつ鱗片状の微小片に破壊した前記外メッキ層で構成されることから、ばね成形する際にはコイリングピン等の加工具との摩擦抵抗を減じることができ、しかも前記微小片間には隙間溝が構成され、その溝内により多くの潤滑剤を収容できることから、コイリング加工時の焼付きなどを防止しうるばね用ステンレス鋼線となる。
【００１７】
さらに本発明では、前記外メッキ層の下面に、外メッキ層よりも軟質であって柔軟性に優れた内メッキ層を配置して細径化するものであり、この場合該内メッキ層は、純粋なニッケルで、強度の冷間伸線加工によって延性を持って芯材と外メッキ層との間を満たし両者結合をより強固にするバインダーとしての働きをすることとなる。また、前記外メッキ層とは、共にニッケルメッキ同士であることから、結果的に該内メッキ層を介して、前記芯材と外メッキ層とを強固に結合することができ、また全体的なニッケルメッキ厚さをより厚く形成するとともに、最終的にこのニッケルメッキを除去する場合にも、容易に溶解除去でき、平滑表面を持つばね製品が可能となる。
【００１８】
さらに本願請求項２に係る発明は、外メッキ層は例えば有機添加剤の添加によって表面硬度Ｈｖ４００以上の硬質系メッキ層としたから、前記効果を高め、使用加工具との局部的な磨耗を減じることができ、請求項３の発明によれば、前記外メッキ層は、前記内メッキ層による結晶方向とは交差する方向、即ちメッキ層の面方向に拡がる層状の結晶組織で構成していることから、前記内メッキ層が外メッキ層を良好に支持する。また請求項４の発明によれば、外メッキ層の下面には前記内メッキ層が隙間無く潜入しており、より強固な結合を可能にしている。
【００１９】
請求項５に係る発明は、最終伸線加工前の拡散熱処理によって、芯材と内メッキ層をその界面で拡散させることもでき、この場合、該内メッキ層を比較的薄く形成しておくことで、実質的な拡散層をその界面だけに留めることができる。また請求項６の発明によれば、その表に所定量の加工用潤滑剤が付着していることから、潤滑性に優れたばね用ステンレス鋼線が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のばね用ステンレス鋼線（ときに、ばね用鋼線という）１は、引張強さ１５００〜３０００Ｎ／ｍｍ2 のステンレス鋼線を用いた芯材２と、その表面に配置されたニッケルメッキ層３とを備え、メッキされたステンレス鋼線材の伸線により形成される。前記ニッケルメッキ層３は、図１，図２（Ｂ）に示すごとく内面側で芯材２を被覆する内メッキ層３Ａと外面側の外メッキ層３Ｂとを積層した層状メッキ組織、即ち複合メッキ層として形成している。又前記内メッキ層３Ａは、芯材２の半径方向すなわち該メッキ層の厚さ方向に長さ中心軸を向けた柱状結晶からなる柱状組織をなし、前記外メッキ層より軟質の軟質系ニッケルメッキ体を用いている。前記外メッキ層３Ｂは前記内メッキ層３Ａよりも硬質であって、微小片ａが芯材２と同心状に配列されて半径方向に重なる層状のメッキ組織を具え硬質系のニッケルメッキ体としている。又前記微小片ａは、伸線前の外メッキ層が冷間伸線加工に伴う細径化する際の破壊により鱗片状にかつ半径方向に多層に配列されて形成され、層状組織を形成している。これにより、本発明のばね用ステンレス鋼線は、破砕された微小片ａからなる外メッキ層３Ｂにより内メッキ層３Ａを覆うこととなる。
【００２１】
芯材２には、ばね用として用いられている例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｎ，ＳＵＳ３０２，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ６３１Ｊ１などのばね用ステンレス鋼線の他、本出願人の提案に係る以下の組成のＮＡＳ３１６Ｈ１材、ハーキュリー材、ＮＡＳ１０６Ｎ材を用いることができる。なお芯材２の線径としては、例えば０．０１〜５ｍｍ、好ましくは０．０８〜１．０ｍｍである。
【００２２】
前記組成を以下の（Ａ）〜（Ｃ）に記載する。
（Ａ）  ：  質量％で、Ｃ≦０．１０％，Ｓｉ≦１．００％，Ｍｎ≦２．００％，Ｐ≦０．０４５％，Ｓ≦０．０３０％，Ｎｉ：１０．００〜１４．００％，Ｃｒ：１６．００〜１８．００％，Ｍｏ：２．００〜３．００％，Ｎ：０．１８〜０．３０％を含有し、残部実質的にＦｅと不可避不純物でなるＮＡＳ３１６Ｈ１材。
（Ｂ）  ：  質量％で、Ｃ≦０．１５％，Ｓｉ≦１．００％，Ｍｎ≦２．００％，Ｐ≦０．０４５％，Ｓ≦０．０３０％，Ｎｉ：６．００〜８．００％，Ｃｒ：１６．００〜１８．００％を含有し、残部実質的にＦｅと不可避不純物でなるハーキュリー材（ハーキュリー：登録商標）。
（Ｃ）  ：  質量％で、Ｃ≦０．０２％，Ｓｉ≦０．２５％，Ｍｎ：５．８０〜６．２０％，Ｐ≦０．０４５％，Ｓ≦０．０３０％，Ｎｉ：９．８０〜１０．５０％，Ｃｒ：２１．００〜２３．００％，Ｍｏ：１．５０〜２．５０％，Ｎ：０．４０〜０．５０％と、必要に応じて若干（≦０．５％）のＣｕを含有し、残部実質的にＦｅと不可避不純物でなるＮＡＳ１０６Ｎ材。
【００２３】
これら（Ａ）〜（Ｃ）組成の前記ステンレス鋼線は、冷間加工によって優れた機械的特性（例えば引張強さ、弾性特性、疲労特性）と耐食性を備えるとともに、更に例えば温度３００〜６００℃での低温熱処理を施すことにより成形品の特性を飛躍的に向上できる。そのため、十分な潤滑機能を持つニッケルメッキ層３により被覆することが伸線加工上有効であり、また例えば前記（Ａ）組成及び（Ｃ）組成のステンレス鋼線は非磁性でもあることから、例えばばね成形後の脱ニッケル処理によって前記ニッケルメッキのみを除去することにより、非磁性のばね製品にすることもできる。
【００２４】
前記芯材２は、前記のように、その引張強さを１５００〜３０００Ｎ／ｍｍ2 の高強度としている。しかしその強度は線径と求める特性等によって前記範囲で設定される。引張強さが１５００Ｎ／ｍｍ2 未満のものでは、ばね用として使用する際に必要なばね強度が発揮され難く、一方３０００Ｎ／ｍｍ2 を超える程高強度にしたものでは剛性が増して、鋼線での細径加工、ばね成形する際の加工性、あるいはこのばねを使用する際の繰返し寿命にも劣る。ゆえに、例えば線径が前記０．０８〜１．０ｍｍのものでは、好ましくは１８００〜２５００Ｎ／ｍｍ2 とし、またこの範囲の強度は、例えば加工率６０〜９９．８％、好ましくは８０〜９８％での冷間伸線加工、圧延加工によって得ることができる。
【００２５】
前記ニッケルメッキ層３は、前記したように内メッキ層３Ａと外メッキ層３Ｂとの積層体である層状メッキ組織を有するメッキ複合体であり、耐磨耗性に優れた外メッキ層３Ｂを内メッキ層３Ａを介して前記芯材２の表面（外面）を被覆している。このニッケルメッキ層３は、高強度ステンレス鋼線からなる前記芯材２を細径化し，その後ばね成形する際の潤滑用皮膜として用いる。なお通常のステンレス鋼線では素材段階、すなわち前記細径化のための伸線加工に際しての潤滑性の観点から、メッキ層は細径加工前に熱処理された軟質状態とされる。また該ニッケルメッキ層３は、そのメッキ直後の状態と、その後の細径化処理によって加工された後の状態での厚さは異なるものの、ほぼ同様の結晶組織を持って薄肉化される。したがって、ニッケルメッキ層の全体厚さが例えばサブミクロン程度の極少厚さに伸線された場合にあっても、その組織は、例えば冷間伸線加工前のメッキ処理段階での組織状態をもって特定することもできる。なお、サブミクロン程度の極少厚さに伸線された場合にあっては電子顕微鏡等の精密測定機を用いることにより測定できる。
【００２６】
前記内メッキ層３Ａには、従来から用いられてきた種々液組成のメッキ浴が用いられ、柱状組織で例えばＨｖが３５０以下の硬度の軟質系ニッケルメッキ層を採用する。ここで、硫酸ニッケル１４５〜１５０ｇ／Ｌと塩化アンモニウム１２〜１８％によるワット浴、スルファミン酸ニッケル２００〜５００ｇ／ｌ＋若干の塩化ニッケル及びホウ酸を加えたスルファミン酸浴などが用いられる。またメッキ液は、好ましくはＰＨを０．３〜５．０とし、かつメッキは例えば電気メッキで行うことができる。
【００２７】
外メッキ層３Ｂは、伸線前の状態において図２（Ａ）に示すごとく、その結晶構造が微細（例えば０．１μｍ以下）な粒子からなる層状組織であり、またその硬度も例えば硬度Ｈｖが４００以上の比較的硬質系のニッケルメッキ層を用いる。そのため、延性が低く、伸線による前記細径化加工によって図２（Ｂ）に示すように、鱗片状の微小片ａに破壊する。そのメッキ方法には、例えば硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4 ６Ｈ2 Ｏ）：２２０〜３７０ｇ／Ｌ，塩化ニッケル（ＮｉＣｌ2 ６Ｈ2 Ｏ）：３０〜６０ｇ／Ｌ，ホウ酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）：３０〜６０ｇ／Ｌのメッキ浴を用いたワット浴、さらにこれに硫酸コバルト：１〜１５ｇ／Ｌ，ぎ酸ニッケル４０〜５０ｇ／Ｌ，ホルマリン１〜３ｇ／Ｌ、硫酸アンモニウム１〜３ｇ／Ｌの他、更にはベンゼンやナフタリン等の芳香族炭化水素、ビニルやアリルなどのアルキル鎖状化合物等の添加成分を必要により付加する。好ましくはメッキ浴のＰＨを２〜４とする。
【００２８】
こうしたメッキ構造の組織状態の一例として、図３はそのメッキ組織状態を明瞭に示す為に、伸線前の素材状態において意図的に厚く（合計２０μｍ）形成した場合を２００倍の倍率で縦断面の顕微鏡を用いた拡大図である。前記のように外メッキ層３Ｂは硬質系ニッケルメッキであり、内メッキ層３Ａは軟質系ニッケルメッキからなる。また図４は本発明に係るばね用ステンレス鋼線の外観表面状態を示す顕微鏡写真（３００倍）であり、表面では前記鱗片状の微小片ａが微細幅を有して島状に分布している。
【００２９】
ここで、本明細書において「硬質系ニッケルメッキ」とは硬度については、Ｈｖが例えば４００以上のものを、また「軟質系ニッケルメッキ」とは硬質系ニッケルメッキよりも軟質であって、例えばＨｖ３５０以下のものを言うが、特性上では、伸線により微小片ａに分割しうるものを「硬質系」と、微細化することなく延伸される特性を有するニッケルメッキを「軟質系」と呼ぶ。さらには、硬質系は、層状組織構造で粘性に欠け、変形などによって破壊しやすく、容易に微小片に破壊できるが、表面状態としてやや光沢を持つなどの特徴を有する。こうした中で、本発明では例えば図３の表面側に見られるような層状組織を持つものとして定義する。一方、軟質系とは、粘性に富み柱状組織を有する比較的軟質のものであって、前記芯材との結合に優れ、また外メッキ層とも同種ニッケルであることから、両者を一体に結合するバインダー効果を持つことができる。なお、「微小片に破壊」の有無は、前記した加工率６０〜９９．８％、好ましくは８０〜９８％での冷間伸線加工、圧延加工によって判断する。
【００３０】
図１は図３と同様に該ニッケルメッキ層３の被覆時点における積層状態を示すものであって、該メッキ層３の全体厚さｔは０．０５〜５μｍ程度、より好ましくは前記芯材２の線径ｄの０．８／１０００〜３／１０００倍とするのがよく、また内メッキ層３Ａはその表面に施される外メッキ層３Ｂの０．５〜１．２倍にすることによって、仮にその後にコイリング加工する場合にも耐摩耗特性に優れた外メッキ層３Ｂとし、潤滑性に優れたばね用ステンレス鋼線とすることができる。
【００３１】
このような複合メッキを形成するには、例えば前記芯材の加工前の素材での前処理として、その表面を例えば硝酸や１〜１０％硫酸等の薬液、溶媒脱脂、乳化脱脂、アルカリ脱脂、電解又は超音波によって清浄処理され、この処理によってその表面に形成される内メッキ層３Ａとの密着性が向上できる。
【００３２】
前記内メッキ層３Ａは、芯材２と前記外メッキ層３Ｂとを結合するバインダーとして機能し、細径化加工する際の圧力によって比較的容易にその全面に延展するとともに、前記外メッキ層３Ｂの下面、乃至前記微小片ａ間の隙間に侵入して該隙間をなくすことができる。
【００３３】
また従来技術で用いられているように、内メッキ層３Ａを被覆した状態のまま、温度１０００℃程度の短時間処理での拡散熱処理させることにより、例えば前記芯材２との界面に微巾で拡散層を形成させ、内メッキ層３Ａをより軟質にして十分なバインダー効果を持つようにすることもできる。そのとき前記拡散層の厚さは例えば０．０５〜０．５μｍ程度とするのがよい。こうした処理により、内メッキ層３Ａはより確実に前記芯材１の表面に被覆でき、しかもより軟質化することから強固な結合状態が得られる。
【００３４】
なお拡散熱処理工程を経ることなく、例えば前記下地用の内メッキ層３Ａを形成した表面上に、直接外メッキ層３Ｂを形成することもできる。この方法によれば、前記したような実質的な拡散層が形成されないことから、例えばその使用形態が脱ニッケルメッキ品とする場合に、その除去作業が容易になる。
【００３５】
一方、このような内メッキ層３Ａの表面に被覆される外メッキ層３Ｂは、図３に示しかつ前記したように、前記微小片ａが芯材２と同心状に配列されて半径方向に重なるメッキ組織を具え、そのメッキ膜の面方向に沿って平行に伸びる層状組織を有する。なお伸線前の外メッキ層は比較的硬質で加工による延性が少ないことから、その後の例えば冷間伸線加工によって、微小な鱗片状に破壊した前記微小片ａを形成して鋼線表面を覆う。したがって、このような膜状の層状組織を有し、また芯材と同程度の硬さを持つことから、例えばコイリング成形する際の成形工具などとの摩擦が軽減でき、しかも該微小片ａ同士の隙間内に十分な潤滑剤を収容しておくことで、良好な成形加工が可能となる。
【００３６】
図１、図２Ｂはこのようにして処理された冷間伸線加工後のメッキ状態を拡大して示す概念図、図３は拡大断面図であり、表面には前記外メッキ層３Ｂが細かく破壊した微小片ａで覆われており、しかも微小片ａは例えば１〜５０００μｍ2 程度の面積（芯材２と同心な筒状面での値）の不均一な大きさの不定形状を有し、かつその微小片ａ間には狭い隙間が形成されているが、下面側には前記内メッキ層３Ａが延展し、その隙間を封止している。
【００３７】
なお、外表面には、前記隙間に例えば液状、ゲル状又は粉末状などの種々加工用潤滑剤を収容しておくことにより、潤滑性の向上したはね用ステンレス鋼線となる。その付着量は０．３〜１．０ｇ／ｍ2 程度とするのがよく、例えばＣａ系潤滑剤、Ｎａ系潤滑剤、Ｋ系潤滑剤などを用いることが好ましい。
【実施例１】
【００３８】
（ニッケルメッキ層）
芯材となる固溶化熱処理した線径０．６５ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼線を素材とし、これをアルカリ溶液中で電解脱脂して表面を活性化するとともに付着物を除去する前処理を行った後、連続して第一次のニッケルメッキ処理を行った。
このニッケルメッキ処理は、硫酸ニッケル液によるワット浴でのストランド方式による電解メッキで行ったもので、電流密度１８．０Ａ／ｃｍ2 ，処理速度３６０ｃｍ／ｍｉｎの条件によるものである。得られたニッケルメッキは膜厚さ０．８μｍで、柱状組織を持つものであり、またＨｖ硬度計でのメッキ硬さはＨｖ２００であった。
【００３９】
次に、この一次メッキ鋼線に更に第二次メッキ処理を行い、合計メッキ厚さ１．７μｍの複合メッキを得た。この第二次メッキ処理は、前記一次メッキと同様のワット浴の液組成に更に添加剤としてホルマリン，芳香族炭化水素を１〜１０ｍｌ／Ｌ添加したニッケルメッキ液を用い、電流密度  ２３Ａ／ｃｍ2 ，メッキ速度５００ｃｍ／ｍｉｎの条件で行ったものであって、得られたメッキ層は、表面硬度Ｈｖ：４９０，メッキ厚さ０．９μｍの層状組織を持つものであった。
【００４０】
（冷間伸線加工）
そこで、この被覆鋼線をストレート型連続伸線機にセットして総加工率９５％の冷間伸線加工を行い、仕上がり線径０．１４ｍｍの硬質細線を得た。伸線加工は、ダイヤモンドダイスにより鉱物油７５＋硫化脂肪酸エステル２２＋カルシウムスルホネート３の非塩素系オイルを補助潤滑剤として用い、加工スピード２００ｍ／ｍｉｎで行ったものであり、得られた鋼線の引張強さは、前者３０４では２２００Ｎ／ｍｍ2 、後者線材では２５３０Ｎ／ｍｍ2 を有するとともに、その外表面は前記外メッキ層が粒径８〜５０μｍ程度の細かく破壊して被覆したものであって、このような破壊状態でありながらも、その下面側の内メッキ層によって被覆状態が維持されるものであった。
【００４１】
また、この被覆鋼線の表面付着潤滑量を調査した結果、０．３１ｇ／ｍ2 であることが分かった。
【００４２】
（コイリング試験）
得られたニッケルメッキ被覆鋼線のコイリング性を評価する為、次の圧縮コイルばねを成形し、その成形作業性とばね自由長のバラツキを測定したが、結果は非常に良好で潤滑性にすぐれ、バラツキは標準偏差０．０９であった。
ばね外径        ４．２ｍｍ
有効巻数        ８．５
自由長          １０ｍｍ
コイリング速度      ２０ケ／ｍｉｎ
【実施例２】
【００４３】
表１に記載の組成を持つ線径２．２ｍｍの軟質ステンレス鋼線を素材とし、各素材をアルカリ溶液で電解洗浄して活性化するとともに、更に引き続いて次の条件での第一次ニッケルメッキ処理を行った。ニッケルメッキ液は、スルファミン酸ニッケル５５０ｇ／ｌ，塩化ニッケル２５ｇ／ｌ，ホウ酸６０ｇ／ｌを含み、電流密度２０Ａ／ｃｍ2 、処理速度３ｍ／ｍｉｎの条件によるもので、得られたニッケルメッキは膜厚さ：２．０〜２．２μｍで鋳造品などに見られる柱状組織を持ち、またＨｖ硬度計でのメッキ硬さはＨｖ２０５〜２２０であった。
【００４４】
【表１】
2008023563.tif 000003
【００４５】
そこで得られた各一次メッキ鋼線に更に厚さ１．５μｍの第二次メッキ処理を行い、合計メッキ厚さ３．５〜４μｍの複合メッキを得た。この第二次メッキ処理は、前記一次メッキの組成に更に添加剤として芳香族炭化水素を４ｍｌ／Ｌ添加したニッケルメッキ液を用いたものであって、得られたメッキ層は表面硬度Ｈｖ：４９０で、そのメッキ組織は前記実施例１と同様にメッキ層の膜面方向に伸びた層状を有するものであった。
【００４６】
（冷間伸線加工）
そこで、この３種類の各被覆鋼線について、各々ストレート型連続伸線機にセットして総加工率８６％の冷間伸線加工を行い、仕上がり線径０．８ｍｍの硬質被覆鋼線を得た。伸線加工は、Ｃａ系潤滑剤（商品名：コーシン）を補助潤滑剤として用い、伸線速度１５０ｍ／ｍｉｎで行ったものであり、得られた鋼線は引張強さ１８００〜２３００Ｎ／ｍｍ2 の高強度特性で、表面のニッケルメッキ層は厚さ０．６μｍで密着性に優れ、メッキ剥離等は見られなかった。
【００４７】
また前記伸線加工での各ダイス段階毎に表面のニッケルメッキ層の状態を観察した結果、メッキ組織の積層組織はあまり変化することなく薄肉化していることが確認できたが、特に外メッキ層は高硬度で延性に劣ることから加工に伴う引き伸ばしによって鱗片状の微小片に破壊が進行していくのに伴なって、その間には溝が形成され下面側の内メッキ層で封止される状態が観察された。またこの被覆鋼線の表面付着潤滑量を調査した結果、０．８３〜０．９０ｇ／ｍ2 であることが分かった。
【００４８】
（コイリング試験）
次にこの各ニッケルメッキ被覆鋼線のコイリング性を評価する為、外径８．３ｍｍ，自由長さ２０ｍｍの圧縮コイルばねを成形して、そのばね自由長のバラツキを測定したが、規格範囲±０．１５ｍｍに対し、９８．３％の合格率であった。
【実施例３】
【００４９】
前記実施例２の中で、試料２Ｂのステンレス鋼線を対象として、その表面に前記第一次のニッケルメッキと同様処理によって厚さ１．８μｍの内メッキ層（軟質メッキ層）を形成した。そしてこれを温度９５０℃で短時間の加熱処理を行なって、芯材とニッケルメッキ層との界面に幅狭の拡散層を形成させ、その後、第二次の硬質ニッケルメッキ処理を行って、合計厚さ３．０μｍのニッケル層を形成した。したがって、その被覆鋼線は芯材、拡散層，柱状組織，層状組織を有するものであった。
【００５０】
次にこの被覆鋼線を連続伸線機によって０．９ｍｍにまで細径化し、得られた高強度被覆鋼線のメッキ密着性を繰り返し曲げ試験器で試験した。試験は該鋼線を標点距離５０ｍｍにセットしてその一端を繰り返し１８０°に曲げた場合のメッキ剥離が生ずるまでの曲げ回数で評価したもので、結果的には鋼線が折損するまで特に剥離などの異常は見られなかった。
【比較例】
【００５１】
線径２．０ｍｍのＳＵＳ３０４軟質ステンレス鋼線を素材とし、アルカリ溶液中で電解脱脂して表面を活性化するとともに付着物を除去する前処理を行った後、ワット浴によるニッケルメッキ処理を行った。メッキ処理は、硫酸ニッケル液によるワット浴に有機添加剤としてホルマリン２．５ｍｌ／Ｌを加え、ストランド電解メッキ方式で行ったもので、Ｈｖ硬度４３０の硬質メッキに相当するものであり、またメッキ膜は厚さ０．９μｍの単層で、メッキ組織は図３に見られるように鋼線の周面方向に伸びた層状組織を持つものであり、またＨｖ硬度計でのメッキ層硬さはＨｖ４２３であった。
【００５２】
そこでこの比較鋼線について前記繰り返し曲げ試験を行ったところ、３回目に早くも表面メッキ層の剥離が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わるばね用ステンレス鋼線の一実施例を示す拡大概略断面図である。
【図２】（Ａ）は伸線加工前の状態を例示する拡大概略断面図であり、（Ｂ）は伸線加工後の状態を例示する拡大概略断面図である。
【図３】本発明に係わるばね用ステンレス鋼線のニッケルメッキ層の断面状態を示す顕微鏡写真を用いた断面図である。
【図４】外メッキ層の外観表面状態を示す顕微鏡写真の一例である。
【符号の説明】
【００５４】
１      ばね用ステンレス鋼線
２      芯材
３      ニッケルメッキ層
３Ａ    内メッキ層
３Ｂ    外メッキ層
ａ      微小片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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