專利名稱：塑性加工用金屬線材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不對(duì)鋼鐵、不銹鋼、鈦、鋁等金屬線材的表面施行化學(xué)轉(zhuǎn)換處理就賦予了優(yōu)良的潤滑性的直列(inline)方式的塑性加工用金屬線材的制造方法。更詳細(xì)地說，涉及在對(duì)鋼鐵、不銹鋼、鈦、鋁等金屬線材進(jìn)行頂鐓(header)加工等冷塑性加工時(shí)，不對(duì)其表面施行化學(xué)轉(zhuǎn)換處理，以直列方式形成具有優(yōu)良潤滑性的被膜的新型方法。
背景技術(shù)：
一般在塑性加工鋼鐵、不銹鋼等金屬材料的時(shí)候，出于防止因被加工材料與工具的金屬接觸而產(chǎn)生的燒結(jié)和擦傷的目的，使金屬表面生成潤滑被膜。作為這種潤滑被膜，有使金屬表面物理附著潤滑劑的類型，以及通過化學(xué)反應(yīng)使金屬表面生成化學(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜后使用潤滑劑的類型。使金屬表面物理附著潤滑劑的類型的被膜，與使金屬表面生成化學(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜后使用潤滑劑的類型相比，密合性差，因此一般用作輕加工用。生成化學(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜后使用潤滑劑的類型，使表面生成具有作為載體作用的磷酸鹽被膜或草酸鹽被膜后，使用有潤滑性的潤滑劑。該類型具有作為載體被膜的化學(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜和潤滑劑的雙層結(jié)構(gòu)，顯示非常高的耐燒結(jié)性。因此，在拉絲、拉管、鍛造等塑性加工領(lǐng)域，在非常寬的范圍內(nèi)使用。塑性加工中，特別是加工嚴(yán)格的領(lǐng)域，大多采用使金屬表面形成磷酸鹽被膜或草酸鹽被膜之類的底層被膜，在其上面使用潤滑劑的方法。
另外，在化學(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜上使用的潤滑劑按使用方法大體可分為2種。一種是使?jié)櫥瑒┪锢砀街诨瘜W(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜上的類型，另一種是使?jié)櫥瑒┡c化學(xué)轉(zhuǎn)換處理被膜反應(yīng)而使之附著的類型。作為前一種潤滑劑，可列舉出以礦物油、植物油和合成油為基礎(chǔ)油，在其中添加極壓添加劑的潤滑劑、或者將石墨、二硫化鉬等固體潤滑劑與粘合劑成分一起溶于水，經(jīng)附著、干燥工序而使用的潤滑劑等。這些潤滑劑通過噴霧涂布或浸漬涂布，能夠簡便地進(jìn)行使用，因此具有連液體管理也幾乎不需要等優(yōu)點(diǎn)，但由于潤滑性低，因此大多用于比較輕的潤滑的場合。另一方面，后一種作為潤滑劑使用硬脂酸鈉之類的反應(yīng)型皂，在需要高潤滑性的場合使用。
可是，雖然使用伴有化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)轉(zhuǎn)換處理和反應(yīng)型皂可以得到高潤滑性，但另一面，需要液體管理、用于控制化學(xué)反應(yīng)的溫度管理、液體劣化引起的廢棄更新。以近年的地球環(huán)境保護(hù)為目的，降低工業(yè)廢棄物成為大課題。為此，希望有不產(chǎn)生廢棄物的潤滑劑和處理方法。另外，現(xiàn)有技術(shù)由于工序和處理液的管理復(fù)雜，因此希望有簡便的處理。
另一方面，金屬線材的潤滑處理，對(duì)將線材卷繞成為卷狀的線束進(jìn)行分步處理。即所謂的間歇方式。一般地，將2噸左右的線束浸漬于具有十幾噸容量的處理槽中進(jìn)行處理。通常通過堿脫脂、水洗除去油分后，浸漬于鹽酸或硫酸洗槽中，進(jìn)行氧化皮的去除。此時(shí)的溫度通常為常溫-60℃，時(shí)間通常為幾十分鐘。接著，進(jìn)行水洗，然后浸漬于化學(xué)轉(zhuǎn)換槽，進(jìn)行磷酸鹽被膜處理或草酸鹽被膜處理。磷酸鹽處理的場合，處理溫度約為80℃，處理時(shí)間為10分鐘左右。其后，進(jìn)行水洗，浸漬于皂處理槽，進(jìn)行皂處理。該皂處理的處理溫度約為80℃，處理時(shí)間為10分鐘左右。這樣，現(xiàn)有的處理以間歇方式進(jìn)行，需要數(shù)個(gè)十幾噸的槽。為此，處理場所需要相當(dāng)大的空間。另外，處理溫度也高，在該加熱和保溫中需要巨大的能量。再有，各工序處理時(shí)間長，在完成一個(gè)線束的處理之前，作為整體需要1小時(shí)左右的時(shí)間。
為了解決這樣的問題，提出了以水溶性高分子或者其水性乳液為基材，配合了固體潤滑劑和化學(xué)轉(zhuǎn)換被膜形成劑的潤滑劑組合物(特開昭52-20967號(hào)公報(bào))等，但是不能得到與化學(xué)轉(zhuǎn)換被膜處理相匹敵的物質(zhì)。另外，為了解決這些問題，本申請(qǐng)人提出了下述金屬的冷塑性加工用水系潤滑劑，其由(A)水溶性無機(jī)鹽、(B)固體潤滑劑、(C)選自礦物油、動(dòng)植物油脂和合成油的至少1種油成分、(D)表面活性劑以及(E)水構(gòu)成，并且固體潤滑劑和油各自均勻地分散和乳化(特開平10-8085號(hào)公報(bào))?？墒?，該發(fā)明的潤滑劑由于將油成分乳化，因此工業(yè)上使用時(shí)不穩(wěn)定，從而不能穩(wěn)定地發(fā)揮高潤滑性。
另外，作為解決這些問題的手段，本申請(qǐng)人提出了下述金屬材料的塑性加工用潤滑劑組合物其含有(A)合成樹脂、(B)水溶性無機(jī)鹽和水，該固體成分重量比(B)/(A)為0.25/1～9/1，且合成樹脂溶解或者分散(特開2000-63880號(hào))?？墒?，該發(fā)明的潤滑劑以合成樹脂為主成分，在嚴(yán)酷的加工條件下，不能穩(wěn)定地發(fā)揮充分的潤滑性。另外，這些雖然關(guān)于潤滑性有記載，但是關(guān)于連續(xù)地以直列方式對(duì)線材施行處理的情況沒有充分記載。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出的，目的在于，考慮到地球環(huán)境保護(hù)，提供可在短時(shí)間、節(jié)省能量、節(jié)省空間地制造具有優(yōu)良潤滑性的塑性加工用金屬線材，并且可適用于各種金屬材料的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人對(duì)于解決上述課題的手段進(jìn)行了悉心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了對(duì)于塑性加工用的金屬線材，對(duì)該金屬線材表面施行特定的清潔化處理后，接觸含有特定成分的水系處理液，進(jìn)行涂布，接著進(jìn)行干燥，通過連續(xù)進(jìn)行這些工序，以直列方式制成在表面被覆了特定附著量的潤滑被膜的金屬線材的新型方法，從而完成了本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明是一種塑性加工用金屬線材的制造方法，其特征是，采用選自噴丸處理、噴砂清理、彎曲、陽極酸洗滌和陰極酸洗滌的至少1種清潔化處理方法，對(duì)線徑0.3-50mm的金屬線材表面施行20秒以下清潔化處理后，接觸含有選自磷酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少1種無機(jī)鹽、和選自金屬皂、蠟、聚四氟乙烯、二硫化鉬和石墨的至少1種潤滑劑、并且上述潤滑劑/無機(jī)鹽的固體成分重量比在0.1-4.0范圍內(nèi)的水系潤滑被膜形成處理液5秒以下，立即干燥，以連續(xù)直列方式在上述線材表面形成附著量0.5-20g/m2的潤滑被膜。
在上述方法中，也可以施行清潔化處理后，施行高頻加熱、熱風(fēng)加熱、熱水洗加熱、蒸汽加熱、直火加熱、過熱蒸汽加熱等預(yù)加熱后，與潤滑被膜形成處理液接觸。
作為上述金屬線材，優(yōu)選使用選自鐵、鋼、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鈦、鈦合金、銅、銅合金的金屬線材。
另外，在連續(xù)處理時(shí)的金屬線材的線速度優(yōu)選為10-150m/分。
根據(jù)該方法，能夠節(jié)省能量、節(jié)省空間地并且以簡便的處理在短時(shí)間內(nèi)在金屬線材上生成具有高潤滑性的被膜。


圖1是試驗(yàn)采用本發(fā)明方法制造的塑性加工用金屬線材的頂鐓加工性時(shí)螺栓的截面圖。
發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
以下更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。用本發(fā)明制造方法制作的金屬線材用于冷塑性加工。這里所說的冷塑性加工主要是指頂鐓加工。作為該頂鐓加工的一般物體，可舉出螺栓的制造。切斷線材，對(duì)其進(jìn)行加工，制成螺栓。此外，汽車或機(jī)械等的部件也可以從線材切取，采用冷加工進(jìn)行制作。
本發(fā)明的金屬材料是這些用于冷加工的材料，其材質(zhì)優(yōu)選選自作為常用金屬的鐵、鋼、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鈦、鈦合金、銅和銅合金。在本發(fā)明中，金屬線材的處理不是以捆束的形態(tài)，即卷狀的線束的狀態(tài)進(jìn)行處理(上述間歇方式處理)，而是在拆散的一根的形態(tài)下，以連續(xù)·繼續(xù)地進(jìn)行處理的直列方式進(jìn)行。金屬線材的直徑(線徑)優(yōu)選0.3-50mm的范圍。線徑不到0.3mm時(shí)，線過細(xì)，采用本發(fā)明的方法，涂布變得不均勻，有時(shí)在其后的塑性加工性方面產(chǎn)生問題。為50mm以上時(shí)，在技術(shù)上也沒有特別的問題，但線的退卷或卷繞非常困難，在工業(yè)上沒有實(shí)用性。
金屬線材的清潔化處理需要使用選自噴丸處理、噴砂清理、彎曲、陽極酸洗滌和陰極酸洗滌的至少1種潔凈化方法。這里的潔凈化是以除去因退火等生成的氧化皮或各種污垢(油等)為目的。通過該清潔化處理，其后的潤滑劑被膜的形成能夠順利進(jìn)行。特別是，近年從環(huán)境的問題出發(fā)，希望降低廢水處理負(fù)擔(dān)，在此情況下，被稱為機(jī)械除垢(mechanical de-scaling)的不放出廢水的方法，即直列·噴丸處理或彎曲是有用的。另外，在使用酸的場合，為了縮短處理時(shí)間，也可以使用利用了電解的陽極酸洗滌或陰極酸洗滌。陽極酸洗滌是使用硫酸等酸，以線材為陽極，以反電極(鉑板等)為陰極，在外加電壓2-50V、電流密度2-100A/dm2下電解數(shù)秒鐘，使金屬線材部分溶解，與此同時(shí)，除去氧化皮。另外，陰極酸洗滌是使用硫酸等酸，以線材為陰極，以反電極(鉑板等)為陽極，在外加電壓2-50V、電流密度2-100A/dm2下電解數(shù)秒鐘，利用在金屬表面發(fā)生的氫氣的力除去氧化皮。
在牢固的氧化皮的情況下，進(jìn)行陽極酸洗滌，接著進(jìn)行陰極酸洗滌是有效的。另外，出于除去采用機(jī)械除垢未除凈的細(xì)的殘留物(噴粉等)的目的，組合陰極酸洗滌也是有效的。陽極酸洗滌或陰極酸洗滌之后，經(jīng)水洗洗去表面的酸，進(jìn)行潔凈化。在本發(fā)明中，該洗滌化的處理時(shí)間需要為20秒鐘以下。超過20秒鐘的場合，處理區(qū)過長，不能實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明目的的節(jié)省空間，故不優(yōu)選。
在本發(fā)明中，將金屬線材進(jìn)行上述清潔化處理后，使之與水系潤滑被膜形成處理液接觸。在接觸該潤滑被膜形成處理液之前，優(yōu)選對(duì)金屬線材進(jìn)行預(yù)加熱。通過該預(yù)加熱，能夠加速潤滑被膜形成處理液的干燥，因此能夠縮短干燥時(shí)間。該干燥時(shí)間縮短的效果，特別是在處理速度達(dá)到高速的場合，能夠減少處理裝置的占有面積，因此變得更顯著。
作為該預(yù)加熱的方式，可采用高頻加熱、熱風(fēng)加熱、熱水洗加熱、蒸汽加熱、直火加熱、過熱蒸汽加熱等。進(jìn)行預(yù)加熱使金屬線材溫度達(dá)到70-150℃。當(dāng)金屬線材溫度不到70℃時(shí)，難以充分加快與潤滑被膜形成處理液接觸后的干燥，另外，當(dāng)金屬線材溫度超過150℃時(shí)，潤滑被膜形成處理液與金屬線材接觸的時(shí)候，發(fā)生水蒸汽，因此得不到正常的潤滑被膜。采用該預(yù)加熱得到的干燥時(shí)間縮短的效果，特別是在處理速度達(dá)到高速的場合，由于裝置的占有面積增大，因此變得更顯著。
用于本發(fā)明的水系潤滑被膜形成處理液，含有無機(jī)鹽和潤滑劑作為主成分。本發(fā)明目的的潤滑被膜，需要塑性加工時(shí)的追隨性好，具有針對(duì)與金屬模的燒結(jié)的硬度和強(qiáng)度，滑動(dòng)性好，減輕摩擦系數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)這些，組合無機(jī)鹽和潤滑劑來使用是重要的。作為無機(jī)鹽，優(yōu)選使用選自磷酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少一種無機(jī)鹽。具體地，例如可列舉出磷酸鋅、磷酸鈣、硫酸鈉、硫酸鉀、硅酸鉀、硼酸鈉(四硼酸鈉)、硼酸鉀(四硼酸鉀等)、硼酸銨(四硼酸銨等)、鉬酸銨、鉬酸鈉、鎢酸鈉等。它們既可以單獨(dú)使用，也可以2種以上組合。
作為潤滑劑，優(yōu)選使用金屬皂、蠟、聚四氟乙烯(PTFE)等氟樹脂、二硫化鉬和石墨。它們可以2種以上組合使用。具體地講，作為金屬皂，可列舉出使C12-C26的飽和脂肪酸與選自鋅、鈣、鋇、鋁、鎂、和鋰的至少一種金屬反應(yīng)而得到的物質(zhì)，例如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鋰等。作為蠟，能夠列舉出微晶蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、巴西棕櫚蠟等。再者，對(duì)于PTFE、二硫化鉬、石墨，對(duì)平均粒徑和分子量等沒有特別限制。
潤滑被膜形成處理液中的潤滑劑與無機(jī)鹽的配合比例，按固體成分重量比計(jì)，潤滑劑/無機(jī)鹽需要在0.1-4.0的范圍內(nèi)。該固體成分重量比不到0.1時(shí)，滑動(dòng)性差，得不到充分的潤滑性。當(dāng)超過4.0時(shí)，在加工時(shí)容易發(fā)生壓痕損傷，故不優(yōu)選。更優(yōu)選的固體成分重量比的范圍為0.2-1.5。潤滑劑和無機(jī)鹽制成溶解或分散于水的水系處理液使用。此時(shí)，為使分散穩(wěn)定，也可以使用公知的表面活性劑或穩(wěn)定劑。在需要表面活性劑的場合，可以使用非離子性表面活性劑、陰離子性表面活性劑、兩性表面活性劑、陽離子性表面活性劑中的任何一種。
作為上述非離子表面活性劑，沒有特別限定，例如可列舉出聚氧乙烯烷基醚、聚氧亞烷基(亞乙基和/或亞丙基)烷基苯基醚、聚乙二醇(或環(huán)氧乙烷)和高級(jí)脂肪酸(例如碳數(shù)12-18)構(gòu)成的聚氧乙烯烷基酯、脫水山梨糖醇、聚乙二醇和高級(jí)脂肪酸(例如碳數(shù)12-18)構(gòu)成的聚氧乙烯脫水山梨糖醇烷基酯等。作為陰離子性表面活性劑，沒有特別限定，例如可列舉出脂肪酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯鹽、二硫代磷酸酯鹽等。作為兩性表面活性劑，沒有特別限定，例如可列舉出氨基酸型和內(nèi)銨鹽型的羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯鹽等。作為陽離子性表面活性劑，沒有特別限定，例如可列舉出脂肪酸胺鹽、季銨鹽等。這些表面活性劑可各自單獨(dú)使用，或2種以上組合使用。
此外，出于輔助被膜形成的目的，根據(jù)需要，在潤滑被膜形成處理液中也可以添加公知的粘度提高劑。例如，在提高平滑性、抑制被膜不均的場合等，粘度提高劑有效。另外，為了提高被膜的密合性，也可以添加作為粘合劑成分的高分子化合物等。它們的配合量、種類等沒有特別限定。例如，可列舉出無機(jī)系的蒙脫石系粘土礦物(蒙脫石、鋅蒙脫石、貝得石、鋰蒙脫石等)、作為有機(jī)系的聚氨酯系(多元醇與聚異氰酸酯聚合物等)、聚羧酸鹽系(丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸的聚合物等)、聚烯烴系(聚乙烯醇等)、聚醚系(聚乙二醇、聚丙二醇等)、多糖類(甲基纖維素、甲基淀粉、甲基guagum等)。
在本發(fā)明中，與該水系潤滑被膜形成處理液的接觸時(shí)間需要為5秒鐘以下。在超過5秒鐘的場合，處理區(qū)過長，不能實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明目的的節(jié)省空間，故不優(yōu)選。本發(fā)明的潤滑被膜的附著量需要在0.5-20g/m2的范圍。當(dāng)附著量不到0.5g/m2時(shí)，發(fā)揮不出充分的潤滑性。另外，當(dāng)超過20g/m2時(shí)，被膜過厚，在加工時(shí)發(fā)生壓痕損傷或剩余的廢物等，因而不優(yōu)選。潤滑被膜的附著量，通過適宜控制涂布的潤滑劑的量和其濃度，調(diào)整到規(guī)定的附著量。對(duì)于附著量，將處理的線材切取為一定的長度，測定它的重量，接著剝離被膜，求出此重量差，由該差和表面積(根據(jù)切取的長度算出)能夠簡單地算出。
在本發(fā)明中，涂布了潤滑被膜形成處理液的線材，接著被干燥，據(jù)此在線材表面形成潤滑被膜。此時(shí)的干燥方法沒有特別限定，熱風(fēng)干燥簡便，故優(yōu)選。另外，在該處理后，也可以進(jìn)行卷繞，但也可以連續(xù)地進(jìn)行拉絲加工或表皮光軋加工，或者進(jìn)一步進(jìn)行頂鐓加工。另外，本發(fā)明的金屬線材在連續(xù)處理中的線速度優(yōu)選10-150m/分的范圍。當(dāng)線速度不到10m/分時(shí)，不能充分得到生產(chǎn)率，在工業(yè)上沒有意義。另外，當(dāng)線速度超過150m/分時(shí)，潤滑被膜的涂布處理后的均勻性變差，因此不怎么理想。
以下結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例和比較例具體說明。
(1)實(shí)施例、比較例中使用的原材料(線材)①拉拔用鋼材S45C球狀退火材直徑3mm、長20m②拉拔用不銹鋼材SUS430直徑3mm、長20m③拉拔用鈦材β合金Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al直徑3mm、長20m④螺栓加工用鋼材SCM435直徑9mm、長300m(2)實(shí)施例、比較例中使用的潤滑被膜形成處理液的組成處理液1無機(jī)鹽四硼酸鈉潤滑劑硬脂酸鈉潤滑劑/無機(jī)鹽比1.0
固體成分濃度10％處理液2無機(jī)鹽磷酸鋅+四硼酸鈉(重量比1∶2)潤滑劑硬脂酸鋅+硬脂酸鈣(重量比1∶1)潤滑劑/無機(jī)鹽比0.5固體成分濃度5％處理液3無機(jī)鹽四硼酸鉀潤滑劑微晶蠟潤滑劑/無機(jī)鹽比2.0固體成分濃度8％處理液4無機(jī)鹽硫酸鉀+四硼酸鉀(重量比1∶1)潤滑劑PTFE潤滑劑/無機(jī)鹽比0.3固體成分濃度15％處理液5無機(jī)鹽硅酸鉀潤滑劑硬脂酸鈣+聚乙烯蠟(重量比1∶2)潤滑劑/無機(jī)鹽比1.5固體成分濃度20％處理液6無機(jī)鹽四硼酸鈉潤滑劑無潤滑劑/無機(jī)鹽比0固體成分濃度10％處理液7無機(jī)鹽無潤滑劑聚乙烯蠟潤滑劑/無機(jī)鹽比；-固體成分濃度10％處理液8
無機(jī)鹽四硼酸鈉潤滑劑硬脂酸鈉潤滑劑/無機(jī)鹽比1.0固體成分濃度0.5％實(shí)施例1～3對(duì)上述各原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序⑤。處理線速度為40m/分。
①陽極酸洗滌硫酸20％，溫度60℃，時(shí)間1秒，電流密度，30A/dm2②陰極酸洗滌硫酸20％，溫度60℃，時(shí)間4秒，電流密度，40A/dm2③水洗自來水，60℃，浸漬5秒④表面處理使用上述處理液1(實(shí)施例1)、處理液2(實(shí)施例2)或處理液3(實(shí)施例3)，60℃，浸漬2秒⑤干燥吹140℃的熱風(fēng)，15秒實(shí)施例4～5對(duì)上述原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序③。處理線速度為40m/分。
①噴丸處理丸球(φ0.5mm)，時(shí)間10秒，壓力5Kgf/cm2②表面處理使用上述處理液4(實(shí)施例4)或處理液5(實(shí)施例5)，60℃，浸漬3秒③干燥吹140℃的熱風(fēng)，15秒實(shí)施例6～8對(duì)上述原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序⑤。處理線速度為100m/分。
①彎曲90°彎曲(4段)②陰極酸洗滌硫酸20％，溫度60℃，時(shí)間2秒，電流密度，100A/dm2③水洗自來水，60℃，浸漬3秒④表面處理使用上述處理液1(實(shí)施例6)、處理液2(實(shí)施例7)或處理液3(實(shí)施例8)，60℃，浸漬1秒⑤干燥感應(yīng)加熱(2秒)，到達(dá)溫度120℃實(shí)施例9～10對(duì)上述原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序④。處理線速度為40m/分。
①噴丸處理丸球(φ0.5mm)，時(shí)間10秒、壓力5kgf/cm2②預(yù)加熱熱水浴(溫度90℃)，浸漬3秒③表面處理使用上述處理液4(實(shí)施例9)或處理液5(實(shí)施例10)，60℃，浸漬1秒④干燥吹140℃的熱風(fēng)，3秒實(shí)施例11～12對(duì)上述原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序④。處理線速度為100m/分。
①噴丸處理丸球(φ0.5mm)，時(shí)間5秒，壓力7kgf/cm2②預(yù)加熱感應(yīng)加熱(1秒)到達(dá)溫度80℃③表面處理使用上述處理液4(實(shí)施例11)或處理液5(實(shí)施例12)，60℃，浸漬1秒④干燥吹200℃的熱風(fēng)，2秒比較例1～2對(duì)上述原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序⑤。處理線速度為40m/分。
①陽極酸洗滌硫酸20％，溫度60℃，時(shí)間1秒，電流密度，30A/dm2②陰極酸洗滌硫酸20％，溫度60℃，時(shí)間4秒，電流密度，40A/dm2③水洗自來水，60℃，浸漬5秒④表面處理使用上述處理液6(比較例1)或處理液7(比較例2)，60℃，浸漬2秒⑤干燥吹140℃的熱風(fēng)，15秒比較例3對(duì)上述原材料(線材)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序②。處理線速度為40m/分。
①表面處理使用上述處理液1，60℃，浸漬3秒②干燥吹140℃的熱風(fēng)，15秒比較例4對(duì)上述各原材料(線材)按順序施行下面的工序①～工序③。處理線速度為200m/分。
①噴丸處理丸球(φ0.5mm)，時(shí)間10秒，壓力5Kgf/cm2②表面處理使用上述處理液8，60℃，浸漬3秒
③干燥吹140℃的熱風(fēng)，15秒比較例5對(duì)上述原材料(鋼材①、④)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序⑧。
①堿脫脂市售的脫脂劑(注冊(cè)商標(biāo)フアインクリナ-4360日本パ-カライジング(株)制)，濃度20g/L，溫度60℃，浸漬10分鐘②水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘③酸洗17％鹽酸，溫度30℃，浸漬10分鐘④水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘⑤化學(xué)轉(zhuǎn)換處理市售的磷酸鋅化學(xué)轉(zhuǎn)換處理劑(注冊(cè)商標(biāo)パルボンド3670X日本パ-カライジング(株)制)，濃度90g/L，溫度80℃，浸漬10分鐘⑥水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘⑦皂處理市售的反應(yīng)皂潤滑劑(注冊(cè)商標(biāo)パル-ブ235日本パ-カライジング(株)制)，濃度70g/L，溫度80℃，浸漬5分鐘⑧干燥吹80℃的熱風(fēng)，20分鐘比較例6對(duì)上述原材料(不銹鋼材②)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序⑧。
①堿脫脂市售的脫脂劑(注冊(cè)商標(biāo)フアインクリナ-4360日本パ-カライジング(株)制)，濃度20g/L，溫度60℃，浸漬10分鐘②水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘③酸洗硝酸-氫氟酸(10％硝酸-5％氫氟酸)，常溫，浸漬10分鐘④水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘⑤化學(xué)轉(zhuǎn)換處理市售的草酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)換處理劑(注冊(cè)商標(biāo)フエルボンドA日本パ-カライジング(株)制)1號(hào)劑濃度30g/L和2號(hào)劑15g/L，溫度95℃，浸漬15分鐘⑥水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘⑦皂處理市售的反應(yīng)皂潤滑劑(注冊(cè)商標(biāo)パル-ブ235日本パ-カライジング(株)制)，濃度70g/L，溫度80℃，浸漬5分鐘⑧干燥吹80℃的熱風(fēng)，20分鐘比較例7對(duì)上述原材料(鈦材③)按編號(hào)順序施行下面的工序①～工序⑧。
①堿脫脂市售的脫脂劑(注冊(cè)商標(biāo)フアインクリナ-315日本パ-カライジング(株)制)，濃度15g/L，溫度60℃，浸漬10分鐘②水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘③酸洗硝酸-氫氟酸(15％硝酸-5％氫氟酸)，常溫，浸漬10分鐘④水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘⑤化學(xué)轉(zhuǎn)換處理市售的化學(xué)轉(zhuǎn)換處理劑(注冊(cè)商標(biāo)パルメツト3855日本パ-カライジング(株)制)濃度25g/L，溫度60℃，浸漬10分鐘⑥水洗自來水，常溫，浸漬5分鐘⑦皂處理市售的鉬系潤滑劑(注冊(cè)商標(biāo)パル-ブ4649C日本パ-カライジング(株)制)，濃度800g/L，80℃，浸漬3分鐘⑧干燥吹80℃的熱風(fēng)，20分鐘對(duì)上述實(shí)施例1～12、比較例1～7得到的各金屬線材進(jìn)行下面的評(píng)價(jià)。其結(jié)果如表1所示。
<評(píng)價(jià)>
·拉拔加工性在以下的條件下對(duì)線材進(jìn)行3步的拉拔加工。用第3步拉拔后的損傷和第3步的拉拔載荷(Kgf)進(jìn)行評(píng)價(jià)。沒有損傷且拉拔載荷低的線材為良好。
1步φ3.00mm→φ2.76mm2步φ2.76mm→φ2.40mm3步φ2.40mm→φ2.17mm·頂鐓加工性對(duì)螺栓加工用線材進(jìn)行表皮光軋加工(到φ8.3mm)，接著用現(xiàn)有的頂鐓機(jī)，使用成形油，連續(xù)制作200個(gè)圖1所示的螺栓。目測判斷此時(shí)的端頭部分有無損傷，檢查其發(fā)生個(gè)數(shù)和程度。
·工序數(shù)通過工序數(shù)和設(shè)備的占有面積進(jìn)行評(píng)價(jià)。工序越少，且占有面積越小，越是所希望的。
·環(huán)境保護(hù)性通過有無廢棄的工業(yè)廢棄物(污物)進(jìn)行評(píng)價(jià)。希望沒有。
表1

*從最初就產(chǎn)生擦傷。在加工了數(shù)個(gè)的階段中止試驗(yàn)。
由表1明確得知，采用了本發(fā)明的塑性加工用金屬線材的制造方法的實(shí)施例1～12，發(fā)揮了優(yōu)良的潤滑性，并且節(jié)省空間，環(huán)境保護(hù)性也優(yōu)良。實(shí)施例9、10通過實(shí)施預(yù)加熱能夠縮短全部工序的處理時(shí)間，因此能減少處理裝置的占有面積。另外，實(shí)施例11、12與實(shí)施例4、5相比，盡管處理速度為2.5倍，但處理裝置的占有面積為1.5倍即可。這基本上是由預(yù)加熱工序產(chǎn)生的處理時(shí)間縮短的效果。
潤滑劑/無機(jī)鹽之比在本發(fā)明范圍以外的比較例1和2，潤滑性差，在拉拔加工時(shí)與金屬模發(fā)生部分燒結(jié)，而且也不能夠進(jìn)行頂鐓加工。另外，未進(jìn)行清潔化處理的比較例3，潤滑性也不充分，不能加工。關(guān)于附著量在范圍外的比較例4，潤滑性也不充分，不能加工。作為現(xiàn)有技術(shù)的比較例4～7，雖然潤滑性良好，但從處理空間和環(huán)境保護(hù)的方面來看存在問題。
工業(yè)實(shí)用性采用本發(fā)明的塑性加工用金屬線材的制造方法時(shí)，通過簡便的處理，短時(shí)間就能夠生成具有高潤滑性的被膜，而且從地球環(huán)境的觀點(diǎn)以及節(jié)能、省空間的觀點(diǎn)考慮，工業(yè)上的利用價(jià)值也極大。
權(quán)利要求
1.一種塑性加工用金屬線材的制造方法，其特征是，采用選自噴丸處理、噴砂清理、彎曲、陽極酸洗滌和陰極酸洗滌的至少1種清潔化處理方法，對(duì)線徑0.3-50mm的金屬線材表面施行20秒以下清潔化處理后，接觸含有選自磷酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少1種無機(jī)鹽、和選自金屬皂、蠟、聚四氟乙烯、二硫化鉬和石墨的至少1種潤滑劑、并且上述潤滑劑/無機(jī)鹽的固體成分重量比在0.1-4.0范圍內(nèi)的水系潤滑被膜形成處理液5秒以下，立即干燥，以連續(xù)直列方式在上述線材表面形成附著量0.5-20g/m2的潤滑被膜。
2.一種塑性加工用金屬線材的制造方法，其特征是，采用選自噴丸處理、噴砂清理、彎曲、陽極酸洗滌和陰極酸洗滌的至少1種清潔化處理方法，對(duì)線徑0.3-50mm的金屬線材表面施行20秒以下清潔化處理后，進(jìn)行預(yù)加熱，然后，接觸含有選自磷酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少1種無機(jī)鹽、和選自金屬皂、蠟、聚四氟乙烯、二硫化鉬和石墨的至少1種潤滑劑、并且上述潤滑劑/無機(jī)鹽的固體成分重量比在0.1-4.0范圍內(nèi)的水系潤滑被膜形成處理液5秒以下，立即干燥，以連續(xù)直列方式在上述線材表面形成附著量0.5-20g/m2的潤滑被膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所記載的塑性加工用金屬線材的制造方法，其中，金屬線材從鐵、鋼、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鈦、鈦合金、銅和銅合金中選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所記載的塑性加工用金屬線材的制造方法，其中，連續(xù)處理時(shí)的金屬線材的線速度是10-150m/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法，其中，采用選自噴丸處理、噴砂清理、彎曲、陽極酸洗滌和陰極酸洗滌的至少1種清潔化處理方法，對(duì)鋼、不銹鋼、鋁等金屬線材的表面施行20秒以下清潔化處理后，接觸含有選自磷酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽和鎢酸鹽的至少1種無機(jī)鹽、和選自金屬皂、蠟、聚四氟乙烯、二硫化鉬和石墨的至少1種潤滑劑的水系潤滑被膜形成處理液5秒鐘以下，立即干燥，以連續(xù)直列方式在上述線材表面形成附著量0.5－20g/m
文檔編號(hào)C23C22/68GK1571864SQ02820699
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2002年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者吉田昌之, 小見山忍, 對(duì)木雄悟 申請(qǐng)人:日本帕卡瀨精株式會(huì)社