特開 2024-167878 金属材の製造方法及びその製造方法に用いられる冷間塑性加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167878

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】金属材の製造方法及びその製造方法に用いられる冷間塑性加工装置

(51)【国際特許分類】

   B21C 9/00 20060101AFI20241127BHJP

   B21C 1/22 20060101ALI20241127BHJP

   B21C 1/00 20060101ALI20241127BHJP

   B21C 23/32 20060101ALI20241127BHJP

   B21B 45/02 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

B21C9/00 M

B21C9/00 K

B21C1/22 Z

B21C1/00 Z

B21C23/32

B21B45/02 310

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024014704

(22)【出願日】2024-02-02

(31)【優先権主張番号】P 2023083835

(32)【優先日】2023-05-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001553

【氏名又は名称】アセンド弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小西 剛嗣

(72)【発明者】

【氏名】小山田 哲哉

(72)【発明者】

【氏名】小林 孝之

【テーマコード（参考）】

4E029

4E096

【Ｆターム（参考）】

4E029LA01

4E096EA02

4E096EA04

4E096EA05

4E096EA06

4E096EA12

4E096EA14

4E096EA16

4E096FA01

4E096HA09

4E096HA10

4E096JA01

4E096JA13

4E096JA15

4E096KA01

4E096KA14

(57)【要約】

【課題】冷間塑性加工後の金属材の表面疵の発生を抑制可能な金属材の製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態による金属材の製造方法は、潤滑液付着工程と、冷間塑性加工工程とを含む。潤滑液付着工程では、ファインバブルを含有する潤滑液（ＬＵ）を、塑性加工工具（２）及び金属素材（Ｗ）の少なくとも一方に付着させる。冷間塑性加工工程では、潤滑液（ＬＵ）を塑性加工工具（２）の表面及び金属素材（Ｗ）の表面の少なくとも一方に付着させた後、塑性加工工具（２）を用いて金属素材（ＬＵ）に対して冷間塑性加工を実施して、金属材を製造する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファインバブルを含有する潤滑液を、塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させる潤滑液付着工程と、
前記潤滑液を前記塑性加工工具の表面及び前記金属素材の表面の少なくとも一方に付着させた後、前記塑性加工工具を用いて前記金属素材に対して冷間塑性加工を実施して、金属材を製造する冷間塑性加工工程と、
を備える、
金属材の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の金属材の製造方法であって、
前記ファインバブルの平均粒径は、０．０１μｍ以上５０．００μｍ以下である、
金属材の製造方法。

【請求項3】

請求項２に記載の金属材の製造方法であって、
前記ファインバブルの平均粒径は、０．０１μｍ以上１．００μｍ未満である、
金属材の製造方法。

【請求項4】

請求項１に記載の金属材の製造方法であって、
前記金属材は、アルミニウム、鋼、チタン、及び銅のいずれか１種を主成分とする、
金属材の製造方法。

【請求項5】

請求項１に記載の金属材の製造方法であって、
前記潤滑液中の前記ファインバブルの個数密度を５０個／ｍＬ以上とする、
金属材の製造方法。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の金属材の製造方法であって、
前記塑性加工工具はダイスであり、
前記冷間塑性加工工程では、
前記ダイスを用いて、前記金属素材に対して伸線加工を実施して、金属線である前記金属材を製造する、
金属材の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の金属材の製造方法であって、
１又は複数の前記ダイスを用いて前記伸線加工を実施し、
１又は複数の前記ダイスのうち、最終の前記ダイスの貫通孔の直径をｄ（μｍ）としたとき、
前記ファインバブルの平均粒径を、０．６ｄμｍ以下とする、
金属材の製造方法。

【請求項8】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の金属材の製造方法であって、
前記塑性加工工具はダイスであり、
前記冷間塑性加工工程では、
前記ダイスを用いて、前記金属素材に対して冷間引抜加工を実施して、金属棒材又は金属管である前記金属材を製造する、
金属材の製造方法。

【請求項9】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の金属材の製造方法であって、
前記塑性加工工具はダイスであり、
前記冷間塑性加工工程では、
前記ダイスを用いて、前記金属素材に対して冷間押出加工を実施して、金属棒材又は金属管である前記金属材を製造する、
金属材の製造方法。

【請求項10】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の金属材の製造方法であって、
前記塑性加工工具はワークロールであり、
前記冷間塑性加工工程では、
前記ワークロールを用いて、前記金属素材に対して冷間圧延を実施して、金属棒材、金属管及び金属板のいずれか１種である前記金属材を製造する、
金属材の製造方法。

【請求項11】

請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の金属材の製造方法であって、
前記冷間塑性加工工程では、
１又は複数の前記塑性加工工具を用いて前記冷間塑性加工を実施し、
前記塑性加工工具がダイスであり、前記冷間塑性加工が伸線加工又は冷間引抜である場合、前記各塑性加工工具での前記金属素材の減面率を１０．０％以上２３．５％未満とし、
前記塑性加工工具がダイスであり、前記冷間塑性加工が冷間押出である場合、前記各塑性加工工具での前記金属素材の減面率を５０．０％以上９５．０％以下とし、
前記塑性加工工具がワークロールであり、前記冷間塑性加工が冷間圧延である場合、前記各塑性加工工具での前記金属素材の減面率を５０．０％以上９５．０％以下とし、
前記潤滑液付着工程では、
前記各塑性加工工具での前記冷間塑性加工ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、前記潤滑液中の前記ファインバブルの個数密度を、前記最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上とする、
金属材の製造方法。
Ｎ＝５０×（Ｐ／１００）×Ｖ （１）
ここで、式（１）中のＰには、式（２）で定義される前記塑性加工工具での減面率（％）が代入され、Ｖには前記塑性加工工具の出側での前記金属素材の移動速度Ｖ（ｍｐｍ）が代入される。
Ｐ＝｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００ （２）
ここで、式（２）中のＡ０には前記塑性加工工具での前記冷間塑性加工前の前記金属素材の長手方向に垂直な断面積（ｍｍ^２）が代入され、Ａ１には前記塑性加工工具での前記冷間塑性加工後の前記金属素材の断面積（ｍｍ^２）が代入される。

【請求項12】

金属素材に対して冷間塑性加工を実施可能な冷間塑性加工装置であって、
塑性加工工具と、
ファインバブルを含有する潤滑液を生成するファインバブル生成装置と、
前記冷間塑性加工前に、又は、前記冷間塑性加工中に、前記塑性加工工具の表面、及び、前記金属素材の表面の少なくとも一方に、前記ファインバブルを含有する前記潤滑液を付着させる潤滑液付着装置と、を備える、
冷間塑性加工装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の冷間塑性加工装置であって、
前記潤滑液付着装置は、
前記塑性加工工具の表面、及び、前記金属素材の表面の少なくとも一方に、前記ファインバブルを含有する前記潤滑液を排出するノズルと、
前記ノズルに前記ファインバブルを含有する前記潤滑液を供給する供給装置と、を含む、
冷間塑性加工装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の冷間塑性加工装置であって、
前記ノズルは、前記塑性加工工具の入側に配置され、前記塑性加工工具の入側から、前記塑性加工工具の表面、及び、前記金属素材の表面の少なくとも一方に、前記ファインバブルを含有する前記潤滑液を排出する、
冷間塑性加工装置。

【請求項15】

請求項１２～請求項１４のいずれか１項に記載の冷間塑性加工装置であって、
前記塑性加工工具は、前記金属素材に対して伸線加工又は冷間引抜が可能なダイスであり、
前記冷間塑性加工装置はさらに、
前記金属素材を前記塑性加工工具から引き抜く引抜装置を備える、
冷間塑性加工装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の冷間塑性加工装置であって、
前記冷間塑性加工装置は、前記金属素材に対して前記伸線加工を実施可能であり、
前記潤滑液付着装置は、
前記ファインバブルを含有する前記潤滑液を貯留可能な貯留槽と、
前記ダイスの入側で前記ダイスを通過する前の前記金属素材を前記貯留槽の前記潤滑液に浸漬させる浸漬機構を、を含み、
前記ダイスは、前記貯留槽の前記潤滑液に浸漬される位置に配置される、
冷間塑性加工装置。

【請求項17】

請求項１６に記載の冷間塑性加工装置であってさらに、
前記ダイスの出側で前記ダイスを通過した後の前記金属素材を前記貯留槽の前記潤滑液から引き出す引き出し機構を備える、
冷間塑性加工装置。

【請求項18】

請求項１２に記載の冷間塑性加工装置であって、
前記塑性加工工具は、前記金属素材を冷間押出加工が可能なダイスであり、
前記冷間塑性加工装置はさらに、
前記金属素材を収納するコンテナと、
前記コンテナに収納されている前記金属素材を前記ダイスから押し出すステムと、
を備える、
冷間塑性加工装置。

【請求項19】

請求項１２～請求項１４のいずれか１項に記載の冷間塑性加工装置であって、
前記塑性加工工具は、前記金属素材を冷間圧延可能なワークロールである、
冷間塑性加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属材の製造方法及びその製造方法に用いられる冷間塑性加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

金属素材に対して冷間塑性加工を実施して金属材を製造する方法が知られている。
冷間塑性加工には、大きく分けて、（１）伸線加工、（２）冷間引抜加工、（３）冷間押出加工、及び、（４）冷間圧延、が存在する。

【0003】

スチールコードやアルミニウムワイヤ、銅ワイヤ及びチタンワイヤ等の金属線では、線径が１ｍｍ未満となる場合がある。このような極細の金属線は、冷間塑性加工の一種である伸線加工を実施して製造される。伸線加工では、金属素材をダイスに通した後、金属素材をダイスから引き抜いて、金属線を製造する。

【0004】

棒鋼、アルミニウム棒材、銅棒材及びチタン棒材等の金属棒材や、鋼管、アルミニウム管、銅管及びチタン管等の金属管は、冷間塑性加工の一種である冷間引抜加工により製造される。冷間引抜加工では、金属素材をダイスに通した後、金属素材をダイスから引き抜いて、金属材（金属棒材又は金属管）を製造する。

【0005】

型鋼、アルミニウム型材、銅型材、チタン型材等は、冷間塑性加工の一種である冷間押出により製造される。冷間押出では、ステムを用いて金属素材をダイスから押し出して、金属材（金属型材）を製造する。

【0006】

鋼板、アルミニウム板、銅板及びチタン板等の金属板は、冷間塑性加工の一種である冷間圧延により製造される。また、上述の金属線、金属棒材や金属管も、冷間圧延により製造されてもよい。冷間圧延では、ワークロールを用いて金属素材を冷間圧延して、金属材（金属板、金属線、金属棒材、金属管）を製造する。

【0007】

これらの冷間塑性加工による金属材の製造技術は、これまでも複数提案されている。例えば、金属線の伸線加工技術は、特開２０１１－１４７９６３号公報（特許文献１）や特開２０１４－１５１３５７号公報（特許文献２）に開示されている。特許文献１では、伸線加工において、潤滑性能が劣化した潤滑剤を再生処理する技術が開示されている。また、特許文献２では、めっき線材を伸線加工する際に発生するめっき屑を潤滑剤から効率よく除去して、潤滑剤を再利用する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１１－１４７９６３号公報

【特許文献2】特開２０１４－１５１３５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、冷間塑性加工により金属材を製造する場合、製造後の金属材の表面に、疵が発生する場合がある。例えば、伸線加工により金属線を製造する場合、金属線の線径が細くなるほど、金属線の強度が低下する。そのため、伸線加工時に金属線の表面に疵が発生しやすくなる。特許文献１及び特許文献２では、潤滑剤の再利用に関する技術は開示するものの、冷間塑性加工後の金属材の表面疵の抑制に関する検討はされていない。

【0010】

本発明の目的は、冷間塑性加工後の金属材の表面疵の発生を抑制可能な金属材の製造方法、及び、その製造方法に用いられる冷間塑性加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本実施形態の金属材の製造方法は、潤滑液付着工程と、冷間塑性加工工程とを含む。潤滑液付着工程では、ファインバブルを含有する潤滑液を、塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させる。冷間塑性加工工程では、潤滑液を塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させた後、塑性加工工具を用いて金属素材に対して冷間塑性加工を実施して、金属材を製造する。

【0012】

本実施形態の冷間塑性加工装置は、金属素材に対して冷間塑性加工を実施可能である。冷間塑性加工装置は、塑性加工工具と、ファインバブル生成装置と、潤滑液付着装置とを備える。ファインバブル生成装置は、ファインバブルを含有する潤滑液を生成する。潤滑液付着装置は、冷間塑性加工前に、又は、冷間塑性加工中に、塑性加工工具の表面、及び、金属素材の表面の少なくとも一方に、ファインバブルを含有する潤滑液を付着させる。

【発明の効果】

【0013】

本実施形態の金属材の製造方法では、冷間塑性加工後の金属材の表面疵の発生を抑制できる。本実施形態の冷間塑性加工装置は、冷間塑性加工後の金属材の表面疵の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、第１の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、図１とは異なる、他の構成の冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、図１及び図２とは異なる、他の構成の冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、図１～図３とは異なる、他の構成の冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図5】図５は、第２の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図6】図６は、第３の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図7】図７は、図６の冷間塑性加工装置を用いた冷間塑性加工を説明するための模式図である。

【図8】図８は、図６と異なる、第３の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【図9】図９は、図８の冷間塑性加工装置を用いた冷間塑性加工を説明するための模式図である。

【図10】図１０は、第４の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本実施形態の金属材の製造方法は、潤滑液付着工程と、冷間塑性加工工程とを含む。潤滑液付着工程では、ファインバブルを含有する潤滑液を、塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させる。冷間塑性加工工程では、潤滑液を塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させた後、塑性加工工具を用いて金属素材に対して冷間塑性加工を実施して、金属材を製造する（第１の構成）。

【0016】

金属素材に対して冷間塑性加工を実施する場合、金属素材は、ダイスやワークロール等の塑性加工工具に拘束され、塑性変形する。塑性変形時に、金属素材の表面には新生面が生成する。新生面は塑性加工工具の表面に溶着しやすい。仮に、新生面の一部が塑性加工工具の表面に溶着した場合、塑性加工工具の表面で、溶着した部分が凝固して凝固部を形成する。この凝固部が、塑性加工工具を通過中の金属素材と接触して、金属素材（金属材）の表面に疵を形成する。

【0017】

第１の構成の金属材の製造方法では、塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に、ファインバブルを含有する潤滑液を付着させた後、冷間塑性加工を実施する。この場合、潤滑液中のファインバブルが、冷間塑性加工中の塑性加工工具の表面と、金属素材の表面との間に介在する。このとき、ファインバブルは、塑性加工工具の表面と金属素材の表面との間で、塑性加工工具の表面と金属素材の表面との直接衝突を和らげる緩衝作用を奏すると考えられる。この緩衝作用により、ファインバブルは、塑性加工工具の表面と、金属素材の新生面とが強く接触するのを抑制する。そのため、金属素材の新生面が、塑性加工工具の表面に融着しにくくなる。その結果、冷間塑性加工後の金属材の表面において、疵の発生が抑制される。

【0018】

第２の構成の金属材の製造方法は、第１の構成の金属材の製造方法であって、ファインバブルの平均粒径は、０．０１μｍ以上５０．００μｍ以下である。

【0019】

第２の構成の金属材の製造方法の場合、ファインバブルは、ファインバブル又はウルトラファインバブルである。この場合、ファインバブルは、塑性加工工具の表面と、金属素材の表面との間に容易に介在できる。その結果、塑性加工工具の表面と金属素材の表面との間に介在したファインバブルの緩衝作用により、金属材の表面での疵の発生を抑制できる。

【0020】

第３の構成の金属材の製造方法は、第２の構成の金属材の製造方法であって、ファインバブルの平均粒径は、０．０１μｍ以上１．００μｍ未満である。

【0021】

第３の構成の金属材の製造方法の場合、ファインバブルはウルトラファインバブルである。そのため、ファインバブルは、塑性加工工具の表面と、金属素材の表面との間にさらに容易に介在できる。

【0022】

第４の構成の金属材の製造方法は、第１～第３のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、金属材は、アルミニウム、鋼、チタン、及び銅のいずれか１種を主成分とする。

【0023】

第５の構成の金属材の製造方法は、第１～第４のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、潤滑液中のファインバブルの個数密度を５０個／ｍＬ以上とする。

【0024】

第５の構成の金属材の製造方法の場合、ファインバブルの個数密度が５０個／ｍＬ以上であるため、潤滑液中に十分な量のファインバブルが含有されている。そのため、冷間塑性加工時において、塑性加工工具の表面と金属素材の表面との間に、十分な量のファインバブルが介在する。その結果、冷間塑性加工後の金属材において、表面疵の発生を抑制できる。

【0025】

第６の構成の金属材の製造方法は、第１～第５のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、塑性加工工具はダイスである。冷間塑性加工工程では、ダイスを用いて、金属素材に対して伸線加工を実施して、金属線である金属材を製造する。

【0026】

第７の構成の金属材の製造方法は、第６の構成の金属材の製造方法であって、１又は複数のダイスを用いて伸線加工を実施し、１又は複数のダイスのうち、最終のダイスの貫通孔の直径をｄ（μｍ）としたとき、ファインバブルの平均粒径を、０．６ｄμｍ以下とする。

【0027】

第７の構成の金属材の製造方法では、ダイスの貫通孔の表面と金属素材の表面との間に、十分な量のファインバブルが介在できる。その結果、冷間塑性加工後の金属材において、表面疵の発生をさらに抑制できる。

【0028】

第８の構成の金属材の製造方法は、第１～第５のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、塑性加工工具はダイスである。冷間塑性加工工程では、ダイスを用いて、金属素材に対して冷間引抜加工を実施して、金属棒材又は金属管である金属材を製造する。

【0029】

第９の構成の金属材の製造方法は、第１～第５のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、塑性加工工具はダイスである。冷間塑性加工工程では、ダイスを用いて、金属素材に対して冷間押出加工を実施して、金属棒材又は金属管である金属材を製造する。

【0030】

第１０の構成の金属材の製造方法は、第１～第５のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、塑性加工工具はワークロールである。冷間塑性加工工程では、ワークロールを用いて、金属素材に対して冷間圧延を実施して、金属棒材、金属管、及び金属板のいずれか１種である金属材を製造する。

【0031】

第１１の構成の金属材の製造方法では、第１～第４のいずれか１つの構成の金属材の製造方法であって、冷間塑性加工工程では、１又は複数の塑性加工工具を用いて冷間塑性加工を実施する。塑性加工工具がダイスであり、冷間塑性加工が伸線加工又は冷間引抜である場合、各塑性加工工具での金属素材の減面率を１０．０％以上２３．５％未満とする。塑性加工工具がダイスであり、冷間塑性加工が冷間押出である場合、各塑性加工工具での金属素材の減面率を５０．０％以上９５．０％以下とする。塑性加工工具がワークロールであり、冷間塑性加工が冷間圧延である場合、各塑性加工工具での金属素材の減面率を５０．０％以上９５．０％以下とする。潤滑液付着工程では、各塑性加工工具での冷間塑性加工ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、潤滑液中のファインバブルの個数密度を、最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上とする。
Ｎ＝５０×（Ｐ／１００）×Ｖ （１）
ここで、式（１）中のＰには、式（２）で定義される塑性加工工具での減面率（％）が代入され、Ｖには塑性加工工具の出側での金属素材の移動速度Ｖ（ｍｐｍ）が代入される。
Ｐ＝｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００ （２）
ここで、式（２）中のＡ０には塑性加工工具での冷間塑性加工前の金属素材の長手方向に垂直な断面積（ｍｍ^２）が代入され、Ａ１には塑性加工工具での冷間塑性加工後の金属素材の断面積（ｍｍ^２）が代入される。

【0032】

第１１の構成の金属材の製造方法では、潤滑液中のファインバブルの個数密度をＮ個／ｍＬの最大値以上とする。この場合、冷間塑性加工の種類及び製造条件を考慮した上で、適切な量のファインバブルが潤滑液中に含有されている。そのため、冷間塑性加工時において、塑性加工工具の表面と金属素材の表面との間に、十分な量のファインバブルが介在する。その結果、冷間塑性加工後の金属材において、表面疵の発生をより有効に抑制できる。

【0033】

第１２の構成の冷間塑性加工装置は、金属素材に対して冷間塑性加工を実施可能である。冷間塑性加工装置は、塑性加工工具と、ファインバブル生成装置と、潤滑液付着装置とを備える。ファインバブル生成装置は、ファインバブルを含有する潤滑液を生成する。潤滑液付着装置は、冷間塑性加工前に、又は、冷間塑性加工中に、塑性加工工具の表面、及び、金属素材の表面の少なくとも一方に、ファインバブルを含有する潤滑液を付着させる。

【0034】

第１２の構成の冷間塑性加工装置では、ファインバブル生成装置により、ファインバブルを含有する潤滑液を生成する。さらに、潤滑液付着装置は、塑性加工工具の表面、又は、金属素材表面に、ファインバブルを含有する潤滑液を付着させる。そのため、冷間塑性加工時において、塑性加工工具の表面と金属素材の表面との間に、潤滑液中のファインバブルが介在する。その結果、冷間塑性加工後の金属材において、表面疵の発生を抑制できる。

【0035】

第１３の構成の冷間塑性加工装置は、第１２の構成の冷間塑性加工装置であって、潤滑液付着装置は、ノズルと、供給装置とを含む。ノズルは、塑性加工工具の表面、及び、金属素材の表面の少なくとも一方に、ファインバブルを含有する潤滑液を排出する。供給装置は、ファインバブルを含有する潤滑液をノズルに供給する。

【0036】

第１３の構成の冷間塑性加工装置は、供給装置及びノズルにより、塑性加工工具の表面、及び／又は、金属素材の表面に、ファインバブルを含有する潤滑液を付着させることができる。

【0037】

第１４の構成の冷間塑性加工装置は、第１３の構成の冷間塑性加工装置であって、ノズルは、塑性加工工具の入側に配置される。当該ノズルは、塑性加工工具の入側から、塑性加工工具の表面、及び、金属素材の表面の少なくとも一方に、ファインバブルを含有する潤滑液を排出する。

【0038】

第１４の構成の冷間塑性加工装置では、塑性加工工具の入側から、塑性加工工具の表面及び／又は金属素材の表面に、ファインバブルを含有する潤滑液を排出する。そのため、塑性加工が実施される前に、塑性加工工具の表面及び／又は金属素材の表面に、ファインバブルを含有する潤滑液が付着される。

【0039】

第１５の構成の冷間塑性加工装置は、第１２～第１４のいずれか１つの構成の冷間塑性加工装置であって、塑性加工工具は、金属素材に対して伸線加工又は冷間引抜が可能なダイスである。冷間塑性加工装置はさらに、引抜装置を備える。引抜装置は、金属素材を塑性加工工具から引き抜く。

【0040】

第１６の構成の冷間塑性加工装置は、第１５の構成の冷間塑性加工装置であって、冷間塑性加工装置は、金属素材に対して伸線加工を実施可能である。潤滑液付着装置は、貯留槽と、浸漬機構とを含む。貯留槽は、ファインバブルを含有する潤滑液を貯留可能である。浸漬機構は、ダイスの入側でダイスを通過する前の金属素材を貯留槽の潤滑液に浸漬させる。ダイスは、貯留槽の潤滑液に浸漬される位置に配置される。

【0041】

第１６の構成の冷間塑性加工装置は、貯留槽の潤滑液にダイスを浸漬させて、さらに、ダイスの入側で金属素材を貯留槽の潤滑液に浸漬させる。そのため、ダイスを通る前の金属素材の表面、及び、ダイスの貫通孔の表面に、ファインバブルを含有する潤滑液を付着させることができる。

【0042】

第１７の構成の冷間塑性加工装置は、第１６の構成の冷間塑性加工装置であってさらに、引き出し機構を備える。引き出し機構は、ダイスの出側でダイスを通過した後の金属素材を貯留槽の潤滑液から引き出す。

【0043】

第１７の構成の冷間塑性加工装置は、冷間塑性加工後の金属材を、貯留槽の潤滑液から引き出す。そのため、貯留槽の外で、金属材を巻き取ることができる。

【0044】

第１８の構成の冷間塑性加工装置は、第１２の構成の冷間塑性加工装置であって、塑性加工工具は、金属素材を冷間押出加工が可能なダイスである。冷間塑性加工装置はさらに、金属素材を収納するコンテナと、コンテナに収納されている金属素材をダイスから押し出すステムとを備える。

【0045】

第１９の構成の冷間塑性加工装置は、第１２～第１４の構成の冷間塑性加工装置であって、塑性加工工具は、金属素材を冷間圧延可能なワークロールである。

【0046】

以下、本実施形態の金属材の製造方法及び冷間塑性加工装置について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。

【0047】

［本実施形態の金属材の製造方法について］
本実施形態の金属材の製造方法は、潤滑液付着工程と、冷間塑性加工工程とを含む。潤滑液付着工程では、ファインバブルを含有する潤滑液を、塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させる。冷間塑性加工工程では、潤滑液を塑性加工工具の表面及び金属素材の表面の少なくとも一方に付着させた後、塑性加工工具を用いて金属素材に対して冷間塑性加工を実施して、金属材を製造する。

【0048】

ここで、冷間塑性加工は、（１）伸線加工、（２）冷間引抜加工、（３）冷間押出加工、及び、（４）冷間圧延、を含む。第１の実施形態では、冷間塑性加工が伸線加工である場合を例として、本実施形態の金属材の製造方法について説明する。

【0049】

［第１の実施形態］
［冷間塑性加工装置について］
図１は、本実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。図１を参照して、冷間塑性加工装置は、塑性加工工具２と、ファインバブル生成装置４と、潤滑液付着装置５とを備える。図１に示す冷間塑性加工装置は、伸線加工装置である。以下、各構成について説明する。

【0050】

［塑性加工工具２について］
図１において、塑性加工工具２はダイスである。第１の実施形態において、以降の説明では、塑性加工工具２をダイス２ともいう。
ダイス２は、中央に貫通孔を有する。ダイス２は周知の構成でよい。ダイス２の貫通孔は例えば、ダイス２の入側から出側に向かって順に、アプローチ及びリダクション部と、ベアリング部と、バックリリーフ部とを含む。アプローチ及びリダクション部の内径は、ダイス２の入側から出側に向かって小さくなる。アプローチ及びリダクション部は、金属線である金属素材Ｗをダイス２に導入し、かつ、金属素材Ｗを縮径する役割を有する。ベアリング部の内径は一定である。ベアリング部の内径がダイス径に相当する。ベアリング部は、金属素材Ｗを拘束して金属素材Ｗの外径を一定にする。バックリリーフ部の内径は、ダイス２の入側から出側に向かって大きくなる。バックリリーフ部は、金属素材Ｗによりダイス２が損傷するのを抑制する。

【0051】

冷間塑性加工装置が伸線加工装置である場合、冷間塑性加工装置はさらに、引抜装置３を備える。引抜装置３は、金属素材Ｗをダイス２から引き抜く。引抜装置３は、巻取装置３２と、支持リール３３とを含む。巻出装置３１は、コイル状の金属素材Ｗを巻き出す。巻取装置３２は、巻出装置３１から巻き出されてダイス２を通る金属素材Ｗを、ダイス２から引抜く。巻取装置３２はさらに、ダイス２から引き抜かれた金属素材Ｗをコイル状に巻き取る。支持リール３３は、ダイス２の入側及び／又は出側に配置され、伸線加工中の金属素材Ｗを支持する。引抜装置３は、支持リール３３を含まなくてもよい。

【0052】

なお、引抜装置３は上記構成に限定されない。引抜装置３は、金属素材Ｗをダイス２から引き抜く構成であれば、上記構成以外の構成であってもよい。

【0053】

［ファインバブル生成装置４について］
ファインバブル生成装置４は、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを生成する。ファインバブル生成装置４は、潤滑液ＬＵが貯留された貯留槽５１１の外側に配置されている。図１では、１台のファインバブル生成装置４が配置されている。しかしながら、ファインバブル生成装置４の配置位置及び数は、特に限定されない。ファインバブル生成装置４は１つであってもよいし、複数であってもよい。

【0054】

ファインバブル生成装置４は、配管４１と、配管４２と、ファインバブル生成器４３とを含む。配管４１及び配管４２は、貯留槽５１１とファインバブル生成器４３とを接続する。貯留槽５１１からの潤滑液ＬＵは、配管４１を介してファインバブル生成器４３に導入される。ファインバブル生成器４３は、潤滑液ＬＵ中にファインバブルを生成する。

【0055】

ファインバブル生成器４３によるファインバブルの生成方法は特に限定されない。ファインバブル生成器４３は、旋回液流式により、潤滑液ＬＵ中の溶存気体を用いてファインバブルを生成してもよい。ファインバブル生成器４３は、エジェクター式、ベンチュリー式、加圧溶解式、及び、細孔式のいずれかを採用して、潤滑液ＬＵに外部気体を取り込んで、ファインバブルを生成してもよい。ファインバブル生成器４３は、公知のファインバブル生成器から適宜選択することができる。ファインバブルを含有した潤滑液ＬＵは、配管４２を介して貯留槽５１１に戻される。

【0056】

潤滑液ＬＵは、水と、界面活性剤とを含有する。つまり、本実施形態の製造方法で利用される潤滑液ＬＵは、水溶性潤滑液である。界面活性剤は周知のものでよい。界面活性剤は例えば、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及び、陽イオン性界面活性剤からなる群から選択される１種以上である。

【0057】

非イオン性界面活性剤は例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシ（エチレン及び／又はプロピレン）アルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール又はエチレンオキサイドと高級脂肪酸（例えば炭素数１２～１８）とからなるポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンとポリエチレングリコールと高級脂肪酸（例えば炭素数１２～１８）とからなるポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等である。
陰イオン性界面活性剤は例えば、脂肪酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩、ジチオリン酸エステル塩等である。
両性界面活性剤は例えば、アミノ酸型及びベタイン型のカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等である。
陽イオン性界面活性剤は例えば、脂肪族アミン塩、第四級アンモニウム塩等である。

【0058】

潤滑液ＬＵは、水及び界面活性剤以外の他の成分を含有してもよい。他の成分は例えば、極圧添加剤、防錆剤、防腐剤、摩擦低減剤等である。

【0059】

本明細書において、ファインバブルとは、ＪＩＳ Ｂ ８７４１－１：２０１９で定義されるとおり、粒径が１００μｍ未満の微細気泡を意味する。なお、マイクロバブルは、粒径が１．００μｍ以上１００．００μｍ未満の微細気泡を意味する。本明細書においてウルトラファインバブルは、粒界が０．０１μｍ以上１．００μｍ未満の微細気泡を意味する。

【0060】

［潤滑液付着装置５］
潤滑液付着装置５は、ダイス２を通る前の金属素材Ｗの表面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。図１において、潤滑液付着装置５は、供給装置５１と、潤滑液ノズル５２とを含む。

【0061】

供給装置５１は、貯留槽５１１と、配管５１２と、駆動源５１３とを含む。貯留槽５１１は、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを貯留可能である。配管５１２の一端は、貯留槽５１１に貯留される潤滑液中に浸漬している。配管５１２の他端は、潤滑液ノズル５２とつながっている。駆動源５１３は、貯留槽５１１中の潤滑液ＬＵを、配管５１２を介して、潤滑液ノズル５２に供給する。駆動源５１３は例えばポンプである。

【0062】

潤滑液ノズル５２は、ダイス２の入側に配置される。潤滑液ノズル５２は、配管５１２から、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵの供給を受ける。そして、潤滑液ノズル５２は、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを外部に排出して、ダイス２を通る前の金属素材Ｗの表面に、潤滑液ＬＵを付着させる。

【0063】

冷間塑性加工装置はさらに、潤滑液回収装置６を備えてもよい。潤滑液回収装置６は、回収パン６１と、回収配管６２とを含む。回収パン６１は、潤滑液ノズル５２から排出された潤滑液ＬＵを回収するための受け皿として機能する。回収配管６２は、回収パン６１に貯留する潤滑液ＬＵを、貯留槽５１１に排出する。潤滑液回収装置６により、潤滑液ＬＵを循環させて利用することができる。なお、冷間塑性加工装置は、潤滑液回収装置６を備えなくてもよい。

【0064】

［冷間塑性加工装置を用いた金属材の製造方法］
本実施形態の金属材の製造方法では、上述の冷間塑性加工装置を用いて、金属素材Ｗに対して冷間塑性加工を実施する。以下、本実施形態の金属材の製造方法について説明する。

【0065】

本実施形態の金属材の製造方法では、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを準備する。上述のとおり、ファインバブル生成装置４により、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを生成する。

【0066】

さらに、冷間塑性加工の対象となる金属素材Ｗを準備する。金属素材Ｗは金属からなる素材であれば、特に限定されない。金属素材Ｗは例えば、アルミニウム、鋼、チタン、及び、銅からなる群から選択されるいずれか１種を主成分とした金属からなる。ここで、「主成分」とは、当該成分が質量％で５０％以上含有されていることを意味する。

【0067】

アルミニウムを主成分とする金属素材Ｗは例えば、アルミニウムからなる素材、又は、アルミニウム合金からなる素材である。

【0068】

本実施形態では、金属素材Ｗは線材である。そこで、準備した金属素材Ｗを、例えば、リールにコイル状に巻かれた状態で、巻出装置３１に取り付ける。

【0069】

以上の準備を行った後、金属素材Ｗに対して冷間塑性加工（伸線加工）を実施する。このとき、冷間塑性加工前の金属素材Ｗの表面、及び、ダイス２の表面（貫通孔の表面、つまり、ダイスの内面）の少なくとも一方に、上述のファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。具体的には、ダイス２の入側において、潤滑液付着装置５の潤滑液ノズル５２からファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを排出して、ダイス２を通過する前の金属素材Ｗの表面、及び／又は、ダイス２の表面（内面）に、潤滑液ＬＵを付着させる。

【0070】

ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを金属素材Ｗの表面、及び／又は、ダイス２の表面（内面）に付着させた後、金属素材Ｗを、ダイス２に通して冷間塑性加工（伸線加工）する。具体的には、引抜装置３により、金属素材Ｗをダイス２の入側から出側に引き抜く。この場合、金属素材Ｗは、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを表面に付着した状態で、ダイス２を通過する。以上の工程により、本実施形態の製造方法では、金属素材Ｗに対して冷間塑性加工を実施する。その結果、製造された金属材（金属線）において、表面疵の発生が顕著に抑制される。

【0071】

本実施形態の製造方法により、製造された金属線の表面疵が顕著に抑制される理由として、次の事項が考えられる。

【0072】

金属素材Ｗに対して冷間塑性加工を実施する場合、金属素材Ｗは、全周をダイス２に拘束される。そして、金属素材Ｗは、ダイス２からの外力を全周に受けて、冷間塑性変形（縮径）する。つまり、冷間塑性加工では、切削加工のように、被加工材の全周のうちの一部に外力が掛かる加工とは異なり、実質的に全周を拘束された状態での加工となる。

【0073】

このように、冷間塑性加工では、全周をダイス２に拘束される過酷な状態で塑性変形するため、塑性加工により、金属素材Ｗの表面には新生面が生成する。新生面は活性状態であるため、ダイス２の貫通孔の内面に溶着しやすい。仮に、新生面の一部がダイス２の内面に溶着した場合、溶着した部分が凝固して凸状の凝固部を形成する。伸線加工中にダイス２を通過する金属素材Ｗが、溶着により形成された凝固部と接触することにより、金属素材Ｗの表面に、金属素材Ｗの軸方向に伸びる線状の疵が形成される。

【0074】

本実施形態では、上述のとおり、ダイス２の入側で、金属素材Ｗの表面、又は、ダイス２の内面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。この場合、ダイス２の貫通孔の表面全体と、金属素材Ｗの表面全体との間に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵが介在する。このとき、ファインバブルは、ダイス２の貫通孔の表面と金属素材Ｗの表面との間で、緩衝作用を奏する。この緩衝作用により、ファインバブルは、ダイス２の貫通孔の表面と、金属素材Ｗの表面とが強く接触するのを抑制する。ファインバブルはさらに、潤滑液ＬＵ中の界面活性剤を凝集する作用を有する。この凝集作用により、ファインバブルは、ダイス２の貫通孔の表面、及び、金属素材Ｗの表面において、界面活性剤の吸着性を高める。

【0075】

以上の２つの作用により、潤滑液ＬＵ中のファインバブルは、ダイス２の強い拘束により生じる金属素材Ｗの新生面が、ダイス２の貫通孔の表面と強く接触するのを抑制する。これにより、金属素材Ｗの新生面が、ダイス２の貫通孔の表面に融着しにくくなり、ダイス２の貫通孔の表面に凝固部が生成しにくくなる。その結果、冷間塑性加工後の金属材の表面において、疵の発生が顕著に抑制される。

【0076】

図１では、冷間塑性加工装置が１つの塑性加工工具（ダイス）２を備える。しかしながら、冷間塑性加工装置は複数の塑性加工工具（ダイス）２を備えてもよい。

【0077】

図２は、図１とは異なる、他の構成の冷間塑性加工装置の一例の模式図である。図２を参照して、冷間塑性加工は、複数のダイス２を備える。複数のダイス２は、一列に配列される。冷間塑性加工装置のその他の構成は、図１の冷間塑性加工装置の構成と同じである。

【0078】

図２の冷間塑性加工装置を用いた金属材の製造方法も、図１の冷間塑性加工装置を用いた金属材の製造方法と同じである。具体的には、ダイス２の入側において、潤滑液ノズル５２により、金属素材Ｗの表面、及び／又は、ダイス２の内面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。そして、金属素材Ｗの表面、及び／又は、ダイス２の内面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させた後、金属素材Ｗを複数のダイス２に通して、冷間塑性加工（伸線加工）する。以上のとおり、冷間塑性加工装置が複数のダイス２を備える場合であっても、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを金属素材Ｗの表面、及び／又は、ダイス２の内面に付着させることにより、ファインバブルの緩衝作用及び凝集作用を利用することができる。その結果、伸線加工後の金属材の表面において、疵の発生が抑制される。

【0079】

冷間塑性加工装置が複数の塑性加工工具（ダイス）２を備える場合、好ましくは、図３に示すとおり、各塑性加工工具（ダイス）２の入側に潤滑液ノズル５２を備える。この場合、各塑性加工工具（ダイス）２に挿入される前の金属素材Ｗの表面、及び／又は、塑性加工工具（ダイス）２の表面（内面）に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを十分な量で付着させることができる。そのため、冷間塑性加工後の金属材の表面において、疵の発生がより有効に抑制される。

【0080】

［ファインバブルの好ましい平均粒径Ｄ］
本実施形態の金属材（金属線）の製造方法において、１又は複数のダイス２のうち、最終のダイス２の貫通孔の直径（最小の内径）をｄ（μｍ）とする。このとき、好ましくは、ファインバブルの平均粒径Ｄを、０．６ｄμｍ以下とする。
ここで、ダイス２の貫通孔の最小の内径ｄ（μｍ）は例えば、ダイス２の貫通孔のベアリング部の内径である。

【0081】

上述のとおり、ファインバブルは、ダイス２の貫通孔の内面と金属素材Ｗの表面との間に介在することにより、緩衝作用と凝集作用とを発揮する。そのため、ファインバブルはダイス２の貫通孔の内面と、金属素材Ｗの表面との間に侵入可能なサイズである方が好ましい。上述のとおり、金属素材Ｗの線径が細くなるほど、金属素材Ｗの強度が低下する。そのため、線径が細い金属素材Ｗほど、疵が発生しやすくなる。したがって、１又は複数のダイス２を用いて連続して伸線加工を実施する場合、ファインバブルの平均粒径を、最終の伸線加工を実施するダイス２の貫通孔の内面と、そのダイス２に伸線加工される金属素材Ｗの表面との間に挿入可能なサイズに調整するのが好ましい。

【0082】

ファインバブルの平均粒径Ｄが０．６ｄμｍ以下であれば、ダイス２の貫通孔の最小の内径ｄに対して十分に小さい。そのため、ファインバブルは、ダイス２の貫通孔の内面と、金属素材Ｗの表面との間に容易に侵入できる。その結果、ダイス２の貫通孔の内面と金属素材Ｗの表面との間に介在したファインバブルの緩衝作用及び凝集作用により、線径が細い金属素材Ｗであっても、疵の発生を抑制できる。

【0083】

なお、ファインバブルの平均粒径の下限は特に限定されない。ファインバブルの平均粒径の好ましい下限は０．０１μｍである。

【0084】

［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その１）］
本実施形態の金属材の製造方法について、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度は特に限定されない。好ましくは、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度ＮＤを５０個／ｍＬ以上とする。

【0085】

ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ以上であれば、潤滑液ＬＵ中に十分な量のファインバブルが含有されている。そのため、冷間塑性加工時において、ダイス２の貫通孔の内面と金属素材Ｗの表面との間に、十分な量のファインバブルが介在する。その結果、冷間塑性加工後の金属線において、疵の発生をより有効に抑制できる。

【0086】

ファインバブルの個数密度ＮＤの好ましい下限は６０個／ｍＬであり、さらに好ましくは７０個／ｍＬであり、さらに好ましくは８０個／ｍＬであり、さらに好ましくは９０個／ｍＬであり、さらに好ましくは１００個／ｍＬである。
ファインバブルの個数密度ＮＤの上限は特に限定されない。ファインバブルの個数密度ＮＤの上限は例えば、６００００個／ｍＬであり、例えば、５００００個／ｍＬであり、例えば、４００００個／ｍＬである。

【0087】

［ファインバブルの平均粒径Ｄ及び個数密度ＮＤの測定方法］
ファインバブルの平均粒径Ｄ（μｍ）及び個数密度ＮＤ（個／ｍＬ）は次の方法で測定する。ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを１０ｍＬ採取する。採取した潤滑液ＬＵに対して、粒度分布測定装置を用いた定量レーザー回折・散乱法により、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの粒子径分布を求める。ファインバブルにレーザーを照射し、散乱光を前方散乱光センサ、側方散乱光センサ、及び、後方散乱光センサで検出し、その光強度分布パターンからファインバブルの粒子径分布を求め、得られた粒子径分布のメディアン径を平均粒径Ｄ（μｍ）と定義する。さらに、定量レーザー回折・散乱法において、個数密度が既知のポリスチレンラテックス標準粒子を用いてキャリブレーション（校正）を行い、さらに、ファインバブル（空気）とポリスチレンラテックスの屈折率の差異を、ミー散乱理論を用いて補正する。以上の方法により、ファインバブルの個数密度ＮＤ（個／ｍＬ）を求める。

【0088】

［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］
本実施形態の製造方法において、好ましくは、１又は複数の塑性加工工具（ダイス）２を用いて冷間塑性加工を実施し、さらに、伸線加工における各塑性加工工具（ダイス）２での金属素材Ｗの減面率を１０．０％以上２３．５％未満とする。この場合、各塑性加工工具（ダイス）２ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、好ましくは、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度ＮＤを、最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上とする。
Ｎ＝５０×（Ｐ／１００）×Ｖ （１）
ここで、式（１）中のＰには、式（２）で定義される塑性加工工具（ダイス）２での減面率（％）が代入され、Ｖには塑性加工工具（ダイス）２出側での金属素材Ｗの移動速度Ｖ（ｍｐｍ）が代入される。
Ｐ＝｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００ （２）
ここで、式（２）中のＡ０には塑性加工工具での冷間塑性加工前の金属素材の長手方向に垂直な断面積（ｍｍ^２）が代入され、Ａ１には塑性加工工具での冷間塑性加工後の金属素材の断面積（ｍｍ^２）が代入される。

【0089】

より具体的には、ファインバブルの個数密度ＮＤを次のとおり求める。
１つの塑性加工工具（ダイス）２のみを用いて冷間塑性加工（伸線加工）を実施して金属材を製造する場合、当該冷間塑性加工（ダイス）２における最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【0090】

一方、複数の塑性加工工具（ダイス）２を用いて冷間塑性加工（伸線加工）を連続して１回実施して金属材を製造する場合、つまり、巻出装置３１から巻き出された金属素材Ｗが巻取装置３２に巻き取られるまでの間に、複数の塑性加工工具（ダイス）２を用いた伸線加工を実施する場合、次の方法により、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限を求める。各塑性加工工具（ダイス）２ごとの最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた複数の最低個数密度Ｎ個／ｍＬのうちの最大値を、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【0091】

冷間塑性加工において、減面率Ｐが高いほど、塑性加工工具（ダイス）２を通過中の金属素材Ｗの新生面が、塑性加工工具（ダイス）２の貫通孔の内面と融着しやすい。また、移動速度Ｖが速いほど、塑性加工工具（ダイス）２を通過中の金属素材Ｗの新生面が、塑性加工工具（ダイス）２の貫通孔の内面と融着しやすい。したがって、減面率Ｐ及び金属素材Ｗの移動速度Ｖに応じて、好ましいファインバブルの個数密度ＮＤは変動する。また、複数の塑性加工工具（ダイス）２を用いて伸線加工を１回実施する場合はさらに、各塑性加工工具（ダイス）での減面率Ｐ及び金属素材Ｗの移動速度Ｖに応じて、好ましいファインバブルの個数密度ＮＤが変動する。

【0092】

潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度ＮＤが最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上であれば、冷間塑性加工の製造条件のうちの最も過酷な条件を考慮した上で、適切な量のファインバブルが潤滑液ＬＵ中に含有されている。そのため、冷間塑性加工時において、塑性加工工具（ダイス）２の貫通孔の内面と金属素材Ｗの表面との間に、十分な量のファインバブルが介在する。その結果、冷間塑性加工後の金属材において、疵の発生をより有効に抑制できる。

【0093】

なお、塑性加工工具の出側での金属素材の移動速度Ｖ（ｍｐｍ）は、塑性加工工具の出側に配置された速度計により求めることができる。

【0094】

［他の冷間塑性加工装置（伸線加工装置）の例］
図１～図３では、冷間塑性加工装置の潤滑液付着装置５が複数の潤滑液ノズル５２を備え、潤滑液ノズル５２により、潤滑液ＬＵを伸線加工前の金属素材Ｗの表面に付着させる。しかしながら、潤滑液付着装置５は、他の構成であってもよい。

【0095】

図４は、図１～図３とは構成が異なる、他の冷間塑性加工装置（伸線加工装置）の一例の模式図である。図４を参照して、本例の冷間塑性加工装置（伸線加工装置）は、図１～図３と比較して、潤滑液付着装置５の構成が異なる。本例の冷間塑性加工装置の他の構成は、図１～図３の冷間塑性加工装置の構成と同じである。

【0096】

潤滑液付着装置５は、貯留槽５１１と、浸漬機構５３と、引き出し機構５４と、支持リール５５とを含む。貯留槽５１１は、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを貯留可能である。さらに、ダイス２は、貯留槽５１１内に浸漬される。

【0097】

浸漬機構５３は、ダイス２の入側でダイス２を通る前の金属素材Ｗを貯留槽５１１の潤滑液ＬＵに浸漬させる。
浸漬機構５３は例えば、方向転換リール５３１及び５３２を含む。浸漬機構５３は、巻出装置３１から巻き出された金属素材Ｗが貯留槽５１１に浸漬されているダイス２の入側に進行するように、金属素材Ｗの進行方向を転換する。具体的には、方向転換リール５３１は、巻出装置３１から巻き出された金属素材Ｗがダイス２の入側で貯留槽５１１内の潤滑液ＬＵ内に浸漬するように、金属素材Ｗの進行方向を転換する。さらに、方向転換リール５３２は、潤滑液ＬＵに浸漬した金属素材Ｗの中心軸が、ダイス２の貫通孔の中心軸と同軸になるように、金属素材Ｗの進行方向を転換する。
浸漬機構５３により貯留槽５１１の潤滑液ＬＵに浸漬した金属素材Ｗ及びダイス２の表面に潤滑液ＬＵが十分に付着した状態で、冷間塑性加工（伸線加工）が実施される。

【0098】

引き出し機構５４は、ダイス２を通過した金属素材Ｗを貯留槽５１１の潤滑液ＬＵから引き出す。
引き出し機構５４は例えば、方向転換リール５４１及び５４２を含む。引き出し機構５４は、ダイス２を通過した金属素材Ｗが貯留槽５１１の潤滑液ＬＵの外に進行するように、金属素材Ｗの進行方向を転換する。具体的には、方向転換リール５４１は、ダイス２の出側で、ダイス２を通過した後の金属素材Ｗが貯留槽５１１の潤滑液ＬＵの外に引き出されるように、金属素材Ｗの進行方向を転換する。さらに、方向転換リール５４２は、貯留槽５１１の潤滑液ＬＵの外に引き出された金属素材Ｗが、巻取装置３２に向かうように、金属素材Ｗの進行方向を転換する。
引き出し機構５４により貯留槽５１１の潤滑液ＬＵから引き出された金属素材Ｗは、巻取装置３２に巻き取られる。

【0099】

支持リール５５は、ダイス２の入側及び／又は出側に配置され、冷間塑性加工中の金属素材Ｗを支持する。潤滑液付着装置５は、支持リール５５を含まなくてもよい。

【0100】

本例の冷間塑性加工装置の場合、ダイス２が貯留槽５１１の潤滑液ＬＵに浸漬されており、さらに、ダイス２を通過する前の金属素材Ｗも、ダイス２の入側で、貯留槽５１１の潤滑液ＬＵに浸漬する。そのため、伸線加工時において、ダイス２の貫通孔の表面、及び、金属素材Ｗの表面に、十分な量の潤滑液ＬＵを付着させることができる。そのため、冷間塑性加工時において、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの緩衝作用及び凝集作用を十分に活用することができる。その結果、冷間塑性加工後の金属線において、疵の発生をより有効に抑制できる。

【0101】

なお、図４の冷間塑性加工装置は、１つのダイス２を備える。しかしながら、図４の冷間塑性加工装置は、複数のダイス２を備えてもよい。この場合、複数のダイス２は、貯留槽５１１の潤滑液ＬＵに浸漬して配置される。

【0102】

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、冷間塑性加工が伸線加工である場合の金属材の製造方法について説明した。しかしながら、本実施形態の金属材の製造方法は、伸線加工以外の他の冷間塑性加工にも適用可能である。第２の実施形態では、冷間塑性加工が冷間引抜加工である場合の金属材の製造方法について説明する。

【0103】

図５は、第２の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。図５を参照して、冷間塑性加工装置は、塑性加工工具２と、ファインバブル生成装置４と、潤滑液付着装置５とを備える。図５に示す冷間塑性加工装置は、冷間引抜装置である。以下、各構成について説明する。

【0104】

図５において、塑性加工工具２はダイスである。図５の冷間塑性加工装置はさらに、引抜装置３を備える。本例の引抜装置３は、チャック３６を備える。チャック３６は、金属素材Ｗの先端を把持する。図５の冷間塑性加工装置では、引抜装置３がチャック３６に把持された金属素材Ｗを引き抜くことにより、引抜加工が施される。図５の冷間塑性加工装置はさらに、プラグ７を備える。プラグ７は、金属管である金属素材Ｗの内部に配置され、所定の位置で固定される。プラグ７により、冷間引抜加工時において、冷間引抜加工後の金属材（金属管）の内径が一定に維持される。なお、図５に示す引抜装置３及びプラグ７は周知の構成である。

【0105】

図５の冷間塑性加工装置のファインバブル生成装置４の構成は、図１～図４に示すファインバブル生成装置４の構成と同じである。また、図５の冷間塑性加工装置の潤滑液付着装置５の構成は、図１に示す潤滑液付着装置５の構成と同じである。

【0106】

図５では、金属素材Ｗが金属管である場合の冷間塑性加工装置（冷間引抜装置）を示すが、本実施形態の製造方法は、金属素材Ｗを金属棒材としてもよい。この場合、冷間塑性加工装置中のプラグ７が省略される。

【0107】

本実施形態の金属材の製造方法も、第１の実施形態と同様の工程を含む。具体的には、ファインバブル生成装置４により生成したファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを、潤滑液付着装置５を用いて、金属素材Ｗの表面、及び、塑性加工工具（ダイス）２の少なくとも一方に付着させる。そして、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させた後、塑性加工工具（ダイス）２を用いて金属素材に対して冷間塑性加工（冷間引抜）を実施して、金属材（金属棒材又は金属管）を製造する。
なお、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した、［ファインバブルの好ましい平均粒径Ｄ］、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その１）］、及び、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］を採用できる。

【0108】

ただし、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］では、冷間引抜加工における各塑性加工工具（ダイス）２での金属素材Ｗの減面率を１０．０％以上２３．５％以下とする。この場合、各塑性加工工具（ダイス）２ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、好ましくは、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度ＮＤを、最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上とする。
Ｎ＝５０×（Ｐ／１００）×Ｖ （１）
ここで、式（１）中のＰには、式（２）で定義される塑性加工工具（ダイス）２での減面率（％）が代入され、Ｖには塑性加工工具（ダイス）２での金属素材Ｗの移動速度Ｖ（ｍｐｍ）が代入される。
Ｐ＝｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００ （２）
ここで、式（２）中のＡ０には塑性加工工具での冷間塑性加工前の金属素材の長手方向に垂直な断面積（ｍｍ^２）が代入され、Ａ１には塑性加工工具での冷間塑性加工後の金属素材の断面積（ｍｍ^２）が代入される。

【0109】

より具体的には、ファインバブルの個数密度ＮＤを次のとおり求める。
１つの塑性加工工具（ダイス）２のみを用いて冷間塑性加工（冷間引抜加工）を実施して金属材を製造する場合、当該冷間塑性加工（ダイス）２における最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【0110】

一方、複数の塑性加工工具（ダイス）２を用いて冷間塑性加工（冷間引抜加工）を連続して１回実施して金属材を製造する場合、次の方法により、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限を求める。各塑性加工工具（ダイス）２ごとの最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた複数の最低個数密度Ｎ個／ｍＬのうちの最大値を、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【0111】

［第３の実施形態］
本実施形態の金属材の製造方法は、伸線加工及び冷間引抜加工以外の他の冷間塑性加工にも適用可能である。第３の実施形態では、冷間塑性加工が冷間押出加工である場合の金属材の製造方法について説明する。

【0112】

図６は、第３の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。図６を参照して、冷間塑性加工装置は、塑性加工工具２と、ファインバブル生成装置４と、潤滑液付着装置５とを備える。塑性加工工具２はダイスである。冷間塑性加工装置はさらに、コンテナ７０と、ステム８０とを備える。なお、図６に示すコンテナ７０及びステム８０は周知の構成である。図６に示す冷間塑性加工装置は、直接押出の冷間塑性加工装置である。冷間塑性加工装置はさらに、図６に示すとおり、潤滑液回収装置６を備えてもよい。

【0113】

図６の冷間塑性加工装置のファインバブル生成装置４の構成は、図１～図４に示すファインバブル生成装置４の構成と同じである。また、図６の冷間塑性加工装置の潤滑液付着装置５の構成は、図１に示す潤滑液付着装置５の構成と同じである。

【0114】

図６に示す冷間塑性加工装置では、潤滑液付着装置５は、潤滑液ノズル５２を用いて、コンテナ７０に挿入される前の金属素材Ｗの表面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。潤滑液付着装置５はさらに、潤滑液ノズル５２を用いて、冷間押出加工前の塑性加工工具（ダイス）２の内面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。

【0115】

金属素材Ｗの表面及び塑性加工工具（ダイス）２の内面にファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させた後、図７に示すとおり、金属素材Ｗをコンテナ７０に挿入し、ステム８０により金属素材Ｗに圧力を加えて、冷間押出を実施する。この冷間塑性加工装置では、ステム８０の進む方向に金属素材Ｗを押し出す。

【0116】

図６では、潤滑液付着装置５が、潤滑液ノズル５２を用いて、冷間押出を実施する前の金属素材Ｗの表面にファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させた。しかしながら、潤滑液付着装置５は潤滑液ノズル５２と異なる構成を有していてもよい。例えば、潤滑液付着装置５は、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを貯留する貯留槽を備えてもよい。この場合、潤滑液付着装置５は、冷間押出を実施する前の金属素材Ｗを貯留槽内に浸漬させて、金属素材Ｗの表面にファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。

【0117】

冷間押出を実施する冷間塑性加工装置は、図６及び図７に限定されない。図８は、図６と異なる構成を有する、冷間押出を実施する冷間塑性加工装置の他の例を示す模式図である。図８に示す冷間塑性加工装置は、間接押出の冷間塑性加工装置である。
図８の冷間塑性加工装置は、塑性加工工具２と、ファインバブル生成装置４と、潤滑液付着装置５とを備える。塑性加工工具２はダイスである。冷間塑性加工装置はさらに、コンテナ７０と、ステム８０とを備える。なお、塑性加工工具（ダイス）２は、ステム８０の端部に取り付けられている。ステム８０は貫通孔を有する。ステム８０の貫通孔は、塑性加工工具（ダイス）２の貫通孔と同軸に配置される。冷間塑性加工装置はさらに、図８に示すとおり、潤滑液回収装置６を備えてもよい。

【0118】

図８の冷間塑性加工装置のファインバブル生成装置４の構成は、図１～図４に示すファインバブル生成装置４の構成と同じである。また、図８の冷間塑性加工装置の潤滑液付着装置５の構成は、図１に示す潤滑液付着装置５の構成と同じである。

【0119】

図８に示す冷間塑性加工装置では、潤滑液付着装置５は、潤滑液ノズル５２を用いて、コンテナ７０に挿入される前の金属素材Ｗの表面に、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。潤滑液付着装置５はさらに、潤滑液ノズル５２を用いて、冷間押出加工前の塑性加工工具（ダイス）２の内面ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させる。なお、図８に示すとおり、潤滑液付着装置５はさらに、潤滑液ノズル５２を用いて、ステム８０の貫通孔の内面にも潤滑液ＬＵを付着させてもよい。

【0120】

金属素材Ｗの表面及び塑性加工工具（ダイス）２の内面にファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させた後、図９に示すとおり、金属素材Ｗをコンテナ７０に挿入し、ステム８０により金属素材Ｗに圧力を加えて、冷間押出を実施する。この冷間塑性加工装置では、ステム８０の進む方向と反対方向に、金属素材Ｗを押し出す。

【0121】

上述の冷間押出用の冷間塑性加工装置では、冷間押出を実施する前の金属素材Ｗの表面及び塑性加工工具（ダイス）２の内面にファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させ、その後、冷間押出を実施する。これにより、熱間押出後の金属材において、疵の発生をより有効に抑制できる。

【0122】

なお、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した、［ファインバブルの好ましい平均粒径Ｄ］、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その１）］、及び、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］を採用できる。

【0123】

ただし、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］では、冷間押出における各塑性加工工具（ダイス）２での金属素材Ｗの減面率を５０．０％以上９５．０％以下とする。この場合、各塑性加工工具（ダイス）２ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、好ましくは、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度ＮＤを、最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上とする。
Ｎ＝５０×（Ｐ／１００）×Ｖ （１）
ここで、式（１）中のＰには、式（２）で定義される塑性加工工具（ダイス）２での減面率（％）が代入され、Ｖには塑性加工工具（ダイス）２での金属素材Ｗの移動速度Ｖ（ｍｐｍ）が代入される。
Ｐ＝｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００ （２）
ここで、式（２）中のＡ０には塑性加工工具での冷間塑性加工前の金属素材の長手方向に垂直な断面積（ｍｍ^２）が代入され、Ａ１には当該塑性加工工具での冷間塑性加工後の金属素材の断面積（ｍｍ^２）が代入される。

【0124】

より具体的には、ファインバブルの個数密度ＮＤを次のとおり求める。
１つの塑性加工工具（ダイス）２のみを用いて冷間塑性加工（冷間押出）を実施して金属材を製造する場合、当該冷間塑性加工（ダイス）２における最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【0125】

［第４の実施形態］
本実施形態の金属材の製造方法は、伸線加工、冷間引抜加工、及び冷間押出以外の他の冷間塑性加工にも適用可能である。第４の実施形態では、冷間塑性加工が冷間圧延である場合の金属材の製造方法について説明する。

【0126】

図１０は、第４の実施形態の金属材の製造方法で使用される冷間塑性加工装置の一例を示す模式図である。図１０を参照して、冷間塑性加工装置は、塑性加工工具２と、ファインバブル生成装置４と、潤滑液付着装置５とを備える。図１０に示す冷間塑性加工装置は、冷間圧延装置である。以下、各構成について説明する。

【0127】

図１０において、塑性加工工具２はワークロールである。具体的には、図１０は、塑性加工工具２として、一対のワークロールが配置される。一対のワークロール２の各々は、対応するサポートロール２０により、支持されている。図１０の冷間塑性加工装置のファインバブル生成装置４の構成は、図１～図４に示すファインバブル生成装置４の構成と同じである。また、図１０の冷間塑性加工装置の潤滑液付着装置５の構成は、図１に示す潤滑液付着装置５の構成と同じである。

【0128】

図１０では、金属素材Ｗが金属板である場合の冷間塑性加工装置（冷間圧延装置）を示す。しかしながら、本実施形態の製造方法は、金属素材Ｗを金属線、金属棒材、及び、金属管のいずれかとしてもよい。これらの場合、一対のワークロールにはカリバーが形成され、一対のワークロールで孔型が形成される。金属素材Ｗが金属線、金属棒材、及び、金属管のいずれかである場合、冷間塑性加工装置は、３以上のワークロールを含んでもよい。冷間塑性加工装置が３つのワークロールを含む場合、各ワークロールは金属素材Ｗの中心軸周りに１２０°ピッチで配置される。この場合、３つのワークロールで孔型が形成される。冷間塑性加工装置が４つのワークロールを含む場合、各ワークロールは金属素材Ｗの中心軸周りに９０°ピッチで配置される。この場合、４つのワークロールで孔型が形成される。

【0129】

本実施形態の金属材の製造方法も、第１の実施形態と同様の工程を含む。具体的には、ファインバブル生成装置４により生成したファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを、潤滑液付着装置５を用いて、金属素材Ｗの表面、及び、塑性加工工具（ワークロール）２の少なくとも一方に付着させる。そして、ファインバブルを含有する潤滑液ＬＵを付着させた後、塑性加工工具（ワークロール）２を用いて金属素材Ｗに対して冷間塑性加工（冷間圧延）を実施して、金属材を製造する。
なお、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した、［ファインバブルの好ましい平均粒径Ｄ］、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その１）］、及び、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］を採用できる。

【0130】

ただし、［ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤ（その２）］では、冷間圧延における各塑性加工工具（ワークロール）２での金属素材Ｗの減面率を５０．０％以上９５．０％以下とする。この場合、各塑性加工工具（ワークロール）２ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、好ましくは、潤滑液ＬＵ中のファインバブルの個数密度ＮＤを、最低個数密度Ｎ個／ｍＬの最大値以上とする。
Ｎ＝５０×（Ｐ／１００）×Ｖ （１）
ここで、式（１）中のＰには、式（２）で定義される塑性加工工具（ワークロール）２での減面率（％）が代入され、Ｖには塑性加工工具（ワークロール）２での金属素材Ｗの移動速度Ｖ（ｍｐｍ）が代入される。
Ｐ＝｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００ （２）
ここで、式（２）中のＡ０には塑性加工工具での冷間塑性加工前の金属素材の長手方向に垂直な断面積（ｍｍ^２）が代入され、Ａ１には当該塑性加工工具での冷間塑性加工後の金属素材の断面積（ｍｍ^２）が代入される。

【0131】

より具体的には、ファインバブルの個数密度ＮＤを次のとおり求める。
１つの塑性加工工具（ワークロール）２のみを用いて冷間塑性加工（冷間圧延）を実施して金属材を製造する場合、当該冷間塑性加工（ワークロール）２における最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【0132】

一方、複数の塑性加工工具（ワークロール）２を用いて冷間塑性加工（冷間圧延）を連続して実施して金属材を製造する場合、次の方法により、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限を求める。各塑性加工工具（ワークロール）２ごとの最低個数密度Ｎ個／ｍＬを、式（１）及び式（２）に基づいて求める。得られた複数の最低個数密度Ｎ個／ｍＬのうちの最大値を、ファインバブルの好ましい個数密度ＮＤの下限とする。

【実施例0133】

以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0134】

表１に示す各試験番号の金属線（金属素材）に対して、ファインバブルを含有する潤滑液と、ファインバブルを含有しない潤滑液とを用いた伸線加工を実施した。以下、ファインバブルを含有する潤滑液を用いた伸線加工を「伸線加工Ａ」とする。また、ファインバブルを含有しない潤滑液を用いた伸線加工を「伸線加工Ｂ」とする。

【0135】

【表1】

【0136】

表１中の「金属素材」欄には、各試験番号で用いた金属線の種類を示す。「Ａｌ」は、金属線がアルミニウムを主成分とする金属線であったことを意味する。「Ｆｅ」は、金属線が鋼線であったことを意味する。「Ｃｕ」は、金属線がＣｕを主成分とする金属線であったことを意味する。「Ｔｉ」は、金属線がＴｉを主成分とする金属線であったことを意味する。

【0137】

各試験番号において、伸線加工Ａでは、図４に示す構成の伸線加工装置を用いた。伸線加工Ｂでは、図４に示す構成の伸線加工装置を用いたが、ファインバブル生成装置４を停止して用いた。

【0138】

伸線加工Ａ及び伸線加工Ｂ共に、潤滑液は、水と、界面活性剤とを含有した。界面活性剤はいずれも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（３質量％）を用いた。潤滑液中の界面活性剤の濃度は、全ての試験番号で同じとし、各試験番号の伸線加工Ａ及び伸線加工Ｂにおいても同じとした。

【0139】

伸線加工Ａでは、ファインバブル生成装置４を用いて、潤滑液中に表１の「平均粒径Ｄ（μｍ）」欄に示す平均粒径のファインバブルを、表１の「個数密度ＮＤ（個／ｍＬ）」欄に示す個数密度で含有させた。

【0140】

各試験番号において、伸線加工Ａ及び伸線加工Ｂ共に、金属線を、１又は複数のダイス２を用いて、複数回の伸線加工を実施して、表１の「伸線加工後直径（μｍ）」欄に記載の直径の金属線とした。なお、各試験番号において、最終のダイス２の貫通孔の直径ｄ（μｍ）は、表１の「伸線加工後直径（μｍ）」に記載の直径と同じであった。各試験番号で使用したダイスの数を、表１中の「使用ダイス数」欄に示す。伸線加工を複数回実施する場合、図４の伸線加工装置において、１回の伸線加工を実施した後、ダイス２を交換して、次の伸線加工を実施した。なお、各ダイスでの減面率を１０．０％以上２３．５％未満とした。

【0141】

各試験番号では、伸線加工Ａ及び伸線加工Ｂ共に、各ダイスでの減面率及び移動速度は同じ条件とした。表１の「最大Ｎ時の減面率Ｐ（％）」欄、及び、「最大Ｎ時の移動速度Ｖ（ｍｐｍ）」欄には、各試験番号での伸線加工において、最大Ｎ時の減面率Ｐ（％）及び移動速度Ｖ（ｍｐｍ）をそれぞれ示す。ここで、「最大Ｎ時」とは、各ダイスでの伸線加工ごとに、式（１）で定義される最低個数密度Ｎ個／ｍＬを求めたとき、各ダイスで得られた複数の最低個数密度Ｎ個／ｍＬのうちの最大値の最低個数密度Ｎ／ｍＬが得られた伸線加工時を意味する。また、「最大Ｎ」欄には、各ダイスで得られた複数の最低個数密度Ｎ個／ｍＬのうちの最大値を示す。

【0142】

以上の条件により、各試験番号において、伸線加工Ａ、伸線加工Ｂを実施した。各伸線加工を実施して製造された金属線から、１０ｍ長さのサンプルを採取した。サンプルの表面において、金属線の軸方向に５０μｍ以上の長さの疵の数をカウントした。疵の確認は光学顕微鏡による１００倍の倍率での観察により行った。確認された疵の数に基づいて、１ｍ当たりの疵個数密度（個／ｍ）を求めた。各試験番号において、伸線加工Ａで得られた金属線の疵個数密度と、伸線加工Ｂで得られた金属線の疵個数密度とを求めた。得られた疵個数密度に基づいて、次の式で、疵個数密度比Ｘを求めた。
疵個数密度比Ｘ＝伸線加工Ａでの疵個数密度／伸線加工Ｂでの疵個数密度
得られた疵個数密度比を表１の「疵個数密度比Ｘ」欄に示す。

【0143】

［評価結果］
表１を参照して、いずれの試験番号においても、疵個数密度比は１．０未満であった。つまり、ファインバブルを含有する潤滑液を用いた伸線加工を実施することにより、ファインバブルを含有しない潤滑液を用いた伸線加工と比較して、製造された金属線の疵の発生が抑制された。

【0144】

なお、試験番号１、１３、２１、及び３３では、ファインバブルの平均粒径が０．６ｄμｍ以下の範囲外であった。また、試験番号８、９、１２、２０、２８、２９、３２及び４０では、ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ未満であった。そのため、これらの試験番号の製造方法では、ファインバブルを含有しない潤滑液を用いた伸線加工よりも、金属線の疵の発生は抑制されたものの、他の試験番号と比較すると、疵個数密度比は高かった。

【0145】

試験番号１１、１８、１９、３１、３８及び３９では、ファインバブルの平均粒径が０．６ｄμｍ以下であり、ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ以上であったものの、ファインバブルの個数密度ＮＤが最低個数密度Ｎの最大値未満であった。そのため、ファインバブルの平均粒径が０．６ｄμｍ以下であり、ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ以上であり、かつ、ファインバブルの個数密度ＮＤが最低個数密度Ｎの最大値以上であった試験番号２～４、７、１０、１４、１５、２２～２４、２７、３０、３４、３５、４１～４４と比較して、疵個数密度比が高かった。

【0146】

試験番号５、６、１６、１７、２５、２６及び３６では、ファインバブルの平均粒径が１．００μｍ未満であり、ウルトラファインバブルであった。そのため、他の試験番号を比較して、疵個数密度比が顕著に低かった。

【実施例0147】

表２に示す各試験番号の金属棒（金属素材）に対して、ファインバブルを含有する潤滑液と、ファインバブルを含有しない潤滑液とを用いた冷間押出加工を実施した。以下、ファインバブルを含有する潤滑液を用いた冷間押出加工を「冷間押出加工Ａ」とする。また、ファインバブルを含有しない潤滑液を用いた冷間押出加工を「冷間押出加工Ｂ」とする。

【0148】

【表2】

【0149】

表２中の「金属素材」欄には、各試験番号で用いた金属棒（金属素材）の種類を示す。各試験番号において、冷間押出加工Ａでは、図６に示す構成の冷間押出装置を用いた。冷間押出加工Ｂでは、図６に示す構成の冷間押出装置を用いたが、ファインバブル生成装置４を停止して用いた。

【0150】

冷間押出加工Ａ及び冷間押出加工Ｂ共に、潤滑液は、水と、界面活性剤とを含有した。界面活性剤はいずれも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（３質量％）を用いた。潤滑液中の界面活性剤の濃度は、全ての試験番号で同じとし、各試験番号の冷間押出加工Ａ及び冷間押出加工Ｂにおいても同じとした。

【0151】

冷間押出加工Ａでは、ファインバブル生成装置４を用いて、潤滑液中に表１の「平均粒径Ｄ（μｍ）」欄に示す平均粒径のファインバブルを、表２の「個数密度ＮＤ（個／ｍＬ）」欄に示す個数密度で含有させた。

【0152】

各試験番号において、冷間押出加工Ａ及び冷間押出加工Ｂ共に、金属素材（金属棒）に対して、ダイス２を用いた冷間押出を１回実施した。

【0153】

各試験番号では、冷間押出加工Ａ及び冷間押出加工Ｂ共に、各ダイスでの減面率及び移動速度は同じ条件とした。表２の「最大Ｎ時の減面率Ｐ（％）」欄、及び、「最大Ｎ時の移動速度Ｖ（ｍｐｍ）」欄には、各試験番号での冷間押出加工において、最大Ｎ時（本実施例では１回の冷間押出加工での最低個数密度Ｎ時）の減面率Ｐ（％）及び移動速度Ｖ（ｍｐｍ）をそれぞれ示す。

【0154】

以上の条件により、各試験番号において、冷間押出加工Ａ、冷間押出加工Ｂを実施して、金属棒を製造した。製造された金属棒から、軸方向に５００ｍｍ長さのサンプルを採取した。サンプルの表面（外周面）において、金属棒の軸方向に５０μｍ以上の長さの疵の数をカウントした。疵の確認は光学顕微鏡による１００倍の倍率での観察により行った。確認された疵の数に基づいて、１ｍ当たりの疵個数密度（個／ｍ）を求めた。各試験番号において、冷間押出加工Ａで得られた金属棒の疵個数密度と、冷間押出加工Ｂで得られた金属棒の疵個数密度とを求めた。得られた疵個数密度に基づいて、次の式で、疵個数密度比Ｘを求めた。
疵個数密度比Ｘ＝冷間押出加工Ａでの疵個数密度／冷間押出加工Ｂでの疵個数密度
得られた疵個数密度比を表２の「疵個数密度比Ｘ」欄に示す。

【0155】

［評価結果］
表２を参照して、いずれの試験番号においても、疵個数密度比は１．０未満であった。つまり、ファインバブルを含有する潤滑液を用いた冷間押出加工を実施することにより、ファインバブルを含有しない潤滑液を用いた冷間押出加工と比較して、製造された金属棒の疵の発生が抑制された。

【0156】

なお、試験番号１では、ファインバブルの平均粒径が５０．００μｍを超えた。また、試験番号８、９、１２及び２０では、ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ未満であった。そのため、これらの試験番号の製造方法では、ファインバブルを含有しない潤滑液を用いた冷間押出加工よりも、金属棒の疵の発生は抑制されたものの、他の試験番号と比較すると、疵個数密度比は高かった。

【0157】

試験番号１１、１８、及び、１９では、ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ以上であったものの、ファインバブルの個数密度ＮＤが最低個数密度Ｎの最大値未満であった。そのため、ファインバブルの平均粒径が５０．００μｍ以下であり、ファインバブルの個数密度ＮＤが５０個／ｍＬ以上であり、かつ、ファインバブルの個数密度ＮＤが最低個数密度Ｎの最大値以上であった試験番号２～７、１０、及び１３～１７と比較して、疵個数密度比が高かった。

【0158】

試験番号５、６、１６及び１７では、ファインバブルの平均粒径が１．００μｍ未満であり、ウルトラファインバブルであった。そのため、他の試験番号を比較して、疵個数密度比が顕著に低かった。