JP2001226835A

JP2001226835A - 紡機用メタリックワイヤ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001226835A
Application number: JP2000031425A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shiba; 武芝; Masahiro Tokimine; 正広常峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】歯部の耐摩耗性に優れ、かつ、ドラム巻付け
性にも優れた紡機用メタリックワイヤを提供する。【解決手段】硬鋼線材よりなり、縁部１と歯部２から
なる紡機用メタリックワイヤであって、歯部先端部２ａ
の金属組織における焼入れγ粒度径（旧オーステナイト
焼入れ粒度径）が０．５〜３．５μｍの範囲にあり、か
つ、縁部１の硬度がＨｖ２００〜２６０の範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、梳綿機や空気精紡
機等のメタリックカード機に使用される、紡機用メタリ
ックワイヤ（以下メタリックワイヤという）およびその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のメタリックワイヤは、硬鋼線材を
主な材料として用いて製造されてきた。その製造工程
は、上記硬鋼線材を所定線径まで伸線加工し焼鈍処理し
た後、所望の断面形状に圧延加工し、オフラインで歯打
抜加工し、オフラインで焼鈍し、次に連続設備で歯部を
火炎水焼入れし、高周波による低温焼戻しを施してメタ
リックワイヤを得るのが一般的であった。また、メタリ
ックワイヤの材料に関しては、開発当初は６２Ｃ相当材
を使用していたが、耐久性や耐摩耗性の向上のためにカ
ーボン量を増加させ、７２Ｃ、８２Ｃ、さらにそれ以上
の高カーボン材に移行してきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近では、メタリック
カード機の周速が時速１００ｋｍ以上となる高速運転が
通常となり、メタリックワイヤの耐久性、耐摩耗性の大
幅な向上が要求されてきている。これに伴い、メタリッ
クワイヤの歯部の硬度を高めるため、１００Ｃや１１０
Ｃの高炭素鋼でメタリックワイヤを製造することが試み
られている。これは、材料のＣ量を多くして硬度を高め
るほど耐摩耗性も良くなるだろう、という推定による。

【０００４】しかし、発明者らの実験によると、１００
Ｃや１１０Ｃの高炭素鋼を使用しても、当初予想してい
たよりも耐摩耗性が悪く、摩耗が早く進行した。この結
果より、単に歯部の硬度を高くするだけが、耐摩耗性を
向上する要因でないことが判った。また、歯部の硬度を
高めると縁部の硬度も比例的に高くなり、メタリックカ
ード機のドラムに巻き付ける際、整然と巻きつけること
が出来ず巻きムラを生じたり、縁部に割れを生じたりす
る。そして、綿花から糸を紡ぐ場合にムラが発生するこ
とになる。また、メタリックワイヤをドラムに巻きつけ
る際の作業性も悪くなる。本発明は、上記従来のメタリ
ックワイヤの欠点を解消し、歯部の耐摩耗性に優れ、か
つ、ドラム巻付け性にも優れたメタリックワイヤを提供
することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のメタリックワイヤは、硬鋼線材よりなり、
歯部先端から縁部方向に１００μｍまでの金属組織にお
ける、焼入れγ粒度径が０．５〜３．５μｍの範囲にあ
り、かつ縁部の硬度がＨＶ２００〜２６０の範囲にある
ことを特徴とする。上記発明において、硬鋼線材の炭素
含有量が０．８０〜０．９０重量％であることが好適で
ある。

【０００６】また、本発明のメタリックワイヤの製造方
法は、焼鈍処理した硬鋼線材を使用し、圧延加工、歯部
打抜き、焼鈍、歯部焼入れ，低温焼戻しを順次施こすメ
タリックワイヤの製造方法において、歯部打抜き後の焼
鈍が高周波誘導加熱によるライン焼鈍であることを特徴
とする。

【０００７】硬鋼線材の炭素含有量を大きくして１００
Ｃや１１０Ｃにした場合に、８０Ｃ材等に比べて逆に耐
摩耗性が低下する原因として推定されることは、焼入硬
度を高くするために焼入時の温度を高くする必要が生
じ、結果として焼入γ粒度径が大きくなり、大きくなっ
た粒界単位で剥離が発生し、粒界より土砂状の摩耗が多
く発生するためと考えられる。また、粒界に硬くて脆い
セメンタイトが多く析出することが摩耗に対して良くな
いものと推定される。

【０００８】本発明のメタリックワイヤは、適正なＣ量
の高炭素鋼線を材料とし、摩耗程度が大きい歯部先端部
の金属組織の焼入れγ粒度径（旧オーステナイト焼入れ
粒度径ともいう）を適正な数値に制御したので、金属組
織の粒界が小さくなる。そのため、摩耗時の粒界よりの
剥離（土砂摩耗）が小さな粒界単位で発生するようにな
る。従って、摩耗量が可及的に減少し、メタリックワイ
ヤとしての寿命が延長する。

【０００９】また、本発明のメタリックワイヤは、縁部
の硬度がＨＶ２００〜２６０の範囲にあるので、メタリ
ックカードに巻き付ける際に、ドラムのカーブに沿って
しなやかに巻き付く。この縁部の硬度がＨＶ２６０を越
えると、ドラムに巻き付ける場合に縁部に割れや巻きム
ラが発生する確率が高まるため、メタリックカードの寿
命が低下したり均一な梳綿作用が期待できなくなる。ま
た、縁部の硬度がＨＶ２００未満になると、メタリック
ワイヤのいわゆる『腰』が無くなり、やはり巻きムラが
発生することになる。

【００１０】本発明のメタリックワイヤにおいて、炭素
含有量は０．８０〜０．９０重量％であることがより好
ましい。一般にＣは材料中の他の添加元素と結合して炭
化物を形成し、耐摩耗性の向上に寄与すると共に、一部
は基地中に固溶して基地を強化する。これらの効果を得
る為にＣを０．８％以上添加する事が必要である。炭素
含有量が０．８０重量％に満たないと、基地が弱く摩耗
が早くなる。しかし、０．９０％を超えると過度の炭化
物を形成する事により、基地は硬くなるが、粒界に硬い
セメンタイトが析出するためかえって脆くなり、摩耗に
対して良くない傾向になることは、前述したとおりであ
る。

【００１１】また、他の添加成分について付言すれば、
ＳｉおよびＭｎの含有量を適正にすることが必要であ
る。すなわち、Ｓｉは、フェライト相を強化し、３００
℃以下の焼戻し軟化抵抗を増し、オーステナイトに固溶
強化し、また、焼戻しによる硬度低下に効果がある。ま
た、Ｍｎは、焼入れ性を増し、材料強度を上げる。ま
た、上記元素以外に、硬度や靭性および耐摩耗性を向上
するために、適宜添加元素を加えてもよい。

【００１２】また、本発明のメタリックワイヤの製造方
法については、硬鋼線材を使用し、この線材を圧延加
工，歯先打抜き，焼鈍，歯部焼入れ，焼戻しを順次施こ
すことにより製造できる。特に、圧延材の歯部打抜き後
の焼鈍が、高周波誘導加熱による短時間ライン焼鈍方式
であることが必要で、圧延で応力が掛かった状態で短時
間焼鈍を行なうことによって、焼入後の焼入γ粒度径が
小さくなり、耐摩耗性が向上すると推定できる。また、
圧延、歯部打抜き、高周波誘導加熱によるライン焼鈍、
ＬＰＧ＋酸素によるライン火炎焼入、高周波誘導加熱に
よるライン焼戻、巻取りの各工程を連続でインライン工
程として行なうのが好ましい。

【００１３】本発明の耐摩耗性向上の狙いは、焼入粒度
γを出来るだけ小さくし、粒界よりの剥離（土砂摩耗）
を減少させることにある。上記製造工程の焼入におい
て、特に油焼入することにより粒界にベイナイトが析出
し、粒内はマルテンサイト＋ベイナイト組織となり粘く
なり、耐摩耗性の向上に好ましい。一方、水焼入にする
と、脆いセメンタイトが粒界に析出してくるため、あま
り好ましくない。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のメタリックワイヤの該略
図を図１（ａ）に、断面図を図１（ｂ）に示す。硬鋼線
材を圧延加工により図１（ｂ）の断面形状に連続圧延し
た後、プレス加工によりのこぎり状に歯部打抜きを施し
て、図１（ａ）の外観のメタリックワイヤを得る。この
メタリックワイヤは縁部１および歯部２から構成され、
縁部の歯先側はテーパ形状となり歯部２につながってい
る。また、歯部２の厚みは、歯部先端に近づくほど減少
する。

【００１５】図１（ａ）において破線円で囲んだ歯部先
端部２ａの拡大図が図２である。歯部の摩耗はメタリッ
クワイヤと綿とが擦れ合う部分で発生するが、特に歯部
先端部２ａにおける摩耗の度合いが大きい。従って、こ
の歯部先端部の耐摩耗性を大きいものにすることが肝要
である。本発明においては、図２の距離Ｌで示すところ
の、歯部先端から縁部方向に１００μｍまでの金属組織
の焼入れγ粒度径を０．５〜３．５μｍの範囲に制御し
た。なお、図中の矢印で示すように、Ｈは長手方向、Ｖ
が長手方向に垂直な縁部方向である。また、図１におけ
る縁部１の硬度をＨＶ２００〜２６０の範囲に制御する
ことが肝要である。

【００１６】

【実施例】供試材として下記表１に示す化学成分の３種
類の硬鋼線材を用い、焼鈍―圧延―歯打抜き―ライン焼
鈍―ライン焼入―ライン焼戻―巻取りの各処理を行な
い、種々メタリックワイヤを製造した。ここで、供試材
Ａ、Ｂ、ＣはそれぞれＪＩＳ規格相当の材料であり、公
称炭素含有量はＡが０．８２、Ｂが０．６２、Ｃが１．
００（それぞれ重量％）である。但し、実験Ｎｏ５につ
いては、歯打抜き後の焼鈍をバッチ式により行なった。

【００１７】

【表１】

【００１８】そして各々の供試材について、歯部先端か
ら１００μｍ以内の焼入れγ粒度径、歯部先端部の硬度
や縁部の硬度を測定し、歯部先端摩耗量やドラムへの巻
き付き性を同一条件のもとで測定比較した。評価にあた
っては、◎、○、△、×の４段階評価とした。これらの
実験結果をまとめて表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２から明らかなとおり、実験Ｎｏ１，２
すなわち本発明に係るメタリックワイヤは、歯部摩耗量
が他の例より格段に小さく、かつ、ドラム巻付け性に優
れていることがわかった。これに対し、実験Ｎｏ３は６
２Ｃ材を用いたので、歯部の硬度が低く、耐摩耗性に劣
った。また、実験Ｎｏ４は１００Ｃ材であるため、歯部
の硬度は十分のようであるが、歯部の焼入れγ粒度径が
６．２μｍと大きく、そのため歯部摩耗量が大きい。ま
た、縁部の硬度を低く抑えることができず、ドラム巻き
付き性が悪かった。さらに、実験Ｎｏ５は８２Ｃ材を用
いたものの、歯部の焼入れγ粒度径が大きいため、土砂
摩耗による歯部摩耗量が大きくなった。また、縁部の硬
度も大きくなりドラム巻き付き性が悪かった。この原因
は、実験Ｎｏ５の製造工程における焼鈍や焼入れがバッ
チ式によることに起因すると推定できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のメタリックワイヤは、歯部の耐
摩耗性に優れているので長寿命化が達成でき、安定した
梳綿作用を維持できると共に、メタリックカード機の定
期的な保守の手間が大幅に省ける。また、メタリックカ
ードのドラムへの巻付け性も優れているので、曲げによ
る割れや巻きムラが生じず、安定した梳綿作用を達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメタリックワイヤの部分図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】歯部先端部の拡大図である。

【符号の説明】

１縁部２歯部２ａ歯部先端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬鋼線材よりなり、歯部先端から縁部方
向に１００μｍまでの金属組織の焼入れγ粒度径が０．
５〜３．５μｍの範囲にあり、かつ縁部の硬度がＨＶ２
００〜２６０の範囲にあることを特徴とする紡機用メタ
リックワイヤ。
【請求項２】硬鋼線材の炭素含有量が０．８０〜０．
９０重量％である、請求項１記載の紡機用メタリックワ
イヤ。
【請求項３】焼鈍処理した硬鋼線材を使用し、圧延加
工、歯部打抜き、焼鈍、歯部焼入れ，低温焼戻しを順次
施こす紡機用メタリックワイヤの製造方法において、歯
部打抜き後の焼鈍が高周波誘導加熱によるライン焼鈍で
あることを特徴とする、請求項１または２に記載の紡機
用メタリックワイヤの製造方法。