JP2003088915A - 鉛又は鉛合金の押出用治具 - Google Patents

鉛又は鉛合金の押出用治具

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JP2003088915A
JP2003088915A JP2001280070A JP2001280070A JP2003088915A JP 2003088915 A JP2003088915 A JP 2003088915A JP 2001280070 A JP2001280070 A JP 2001280070A JP 2001280070 A JP2001280070 A JP 2001280070A JP 2003088915 A JP2003088915 A JP 2003088915A
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lead
screw
housing
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lead alloy
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Masaru Saito
勝 斎藤
Shoji Mimura
彰治 味村
Nobuo Tanabe
信夫 田邊
Hiroyuki Ishiyama
浩之 石山
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/005Continuous extrusion starting from solid state material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/22Making metal-coated products; Making products from two or more metals
    • B21C23/24Covering indefinite lengths of metal or non-metal material with a metal coating
    • B21C23/26Applying metal coats to cables, e.g. to insulated electric cables
    • B21C23/30Applying metal coats to cables, e.g. to insulated electric cables on continuously-operating extrusion presses

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間の押出成形加工においても、異物が凝
着せず、この異物の剥離脱落による被覆層への異物の混
入を防止することができる鉛又は鉛合金の押出用治具を
提供する。 【解決手段】 スクリュー4は、溶融鉛又は鉛合金が供
給されるハウジング3内に配置され、ハウジング内で凝
固した鉛又は鉛合金素材をその回転によりダイス5に向
けて押し出す。このスクリュー4の表面には、CrN又
はTiN等のコーティング膜が形成されており、表面の
平均粗さ(Ra)が5μm以下となるように研磨されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛又は鉛合金を押
出成形によりケーブル等の周囲に被覆する押出装置に使
用される治具に関する。
【0002】
【従来の技術】電力ケーブル、特に、海底電力ケーブル
の被覆材料には、耐食性が良好で柔軟性に富むことが要
求され、このため、海底電力ケーブルの被覆材料として
以前から鉛又は鉛合金が使用されている。この鉛又は鉛
合金をパイプ状の被覆層に加工するために、従来から、
シリンダーとラムで構成される堅型押出装置、又は、ハ
ウジングとスクリューで構成されるスクリュー式押出装
置が使用されており、特に長時間に及ぶ押出成形に際し
ては、スクリュー式押出装置が使用されている。このス
クリュー式押出装置においては、ケーブルをダイボック
スに連続的に通して、ハウジング内には鉛の融点(32
7℃)以上に加熱した高温の溶融鉛又は鉛合金を供給
し、ハウジング内で百数十℃まで冷却され凝固した鉛素
材(鉛又は鉛合金)をハウジング内に配置されたスクリ
ューにより押出し、前記鉛素材を前記ダイボックスに高
圧下で供給することにより、このダイボックス内で鉛素
材を前記ケーブルの周囲に被覆する。
【0003】しかしながら、スクリュー式押出装置を長
時間運転すると、スクリューの表面に、異物の凝着・成
長が発生したりする。この異物は鉛素材の酸化物及び鉛
合金の合金添加物成分の金属間化合物等であるが、この
ような異物の凝着・成長が発生すると、異物が剥離して
スクリュー表面から脱落し、パイプ状の鉛被覆層に異物
が混入して安定した長時間の押出加工が困難となる。
【0004】この異物の凝着を防止するために、従来、
スクリューの表面に硬質クロムメッキを施したり、Cr
N膜及びTiN膜等のコーティング膜を形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の硬質クロムメッキ層又はCrN膜及びTiN膜等のコ
ーティング膜をスクリューの表面に形成しても、十分な
効果は得られず、特に長時間の押出成形加工の際に、異
物の凝着成長が発生し、被覆層への異物の混入を防止す
ることはできなかった。なお、この異物は、凝着開始直
後の0.05mmのものから、10数mmの塊状のもの
まである。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、長時間の押出成形加工においても、異物が
凝着せず、この異物の剥離脱落による被覆層への異物の
混入を防止することができる鉛又は鉛合金の押出用治具
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鉛又は鉛合
金の押出用治具は、鉛又は鉛合金を押出成形する際に使
用される押出用治具において、その表面の平均粗さ(R
a)が5μm以下であることを特徴とする。なお、治具
の表面に、メッキ又はコーティングにより形成した膜が
存在する場合は、この膜の表面の平均粗さ(Ra)を5
μm以下とすることが必要である。また、表面の平均粗
さとは、算術平均粗さのことである。
【0008】この鉛又は鉛合金の押出用治具は、例え
ば、溶融鉛又は鉛合金が供給されるハウジング内に配置
され、ハウジング内で凝固した鉛又は鉛合金素材をその
回転により押し出すスクリューである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施例について具体的に説明する。図1は本発明
の実施例に係る鉛又は鉛合金の押出装置1を示す断面図
である。モータ等を格納した台9上に、ハウジング3が
その軸方向を垂直にして設置されている。そして、この
ハウジング3の上にダイボックス2が設置されている。
ハウジング3内には、スクリュー4がその軸を垂直にし
て収納されており、このスクリュー4は台9内に格納さ
れたモータ(図示せず)により回転駆動される。そし
て、ハウジング3内には、その下部に設けた導入口8か
ら、鉛の融点(327℃)以上に加熱された溶融鉛又は
鉛合金が供給され、ハウジング3内で冷却され、凝固す
る。
【0010】スクリュー4は、その表面が研削砥石又は
研磨材を使用したバフ研磨等により研磨されて、その表
面の平均粗さ(Ra)が5μm以下になっている。な
お、このスクリュー4の表面には、CrN膜又はTiN
膜等のコーティング膜か、又はクロムメッキ膜が形成さ
れている。そして、前述の表面の平均粗さ(Ra)は、
この鉛素材に接触するコーティング膜又はメッキ膜の表
面粗さであるが、研磨はスクリュー素材に対して行って
もよいし、また、コーティング後又はメッキ後に行って
もよい。
【0011】ダイボックス2はその中心軸を水平にして
ハウジング3上に設置されており、基本的には筒状をな
し、電力ケーブル等の被被覆ケーブル19が水平に通過
する。ダイボックス2のケーブル入り口側には、ケーブ
ルの導入部材7が螺合されており、出口側には、出口部
材6が螺合されている。そして、これらの導入部材7及
び出口部材6に挟まれた状態で、ダイス5がダイボック
ス2内に固定されている。
【0012】ケーブル19は導入部材7、ダイス5及び
出口部材6を通過する間に、ダイス5の出口でその周囲
に高圧の鉛素材が供給され、ケーブル19の周面に鉛又
は鉛合金が被覆される。ダイス5には鉛素材の流路5a
が形成されており、この流路5aはダイス5の下部か
ら、ダイボックス2に形成した通路を介してハウジング
3の内部に連通している。従って、スクリュー4により
押し出された鉛素材はハウジング3からダイボックス2
の通路及びダイス5の流路5aを経由してダイス5の出
口でケーブル19の周面に供給される。
【0013】次に、上述のごとく構成された本実施例装
置の動作について説明する。導入口8を介して溶融鉛又
は鉛合金がハウジング3内に供給され、ハウジング3内
で冷却されて凝固する。そして、この凝固した鉛素材
を、スクリューを回転させることにより上方に押し上
げ、流路5aを介してダイス5の先端からケーブル19
の周面に押し出す。この場合に、ハウジング3内で凝固
した鉛素材がスクリュー4と共に回転してしまうと、鉛
素材をダイス5に向けて押し出すことができない。この
ため、ハウジング3の内面には、多数の溝が形成されて
おり、この溝内に凝固した部分を拘束して回転に対して
変形抵抗を付与することにより、凝固した鉛素材が回転
しないようにしている。よって、スクリュー4の回転に
より、ハウジング3内の鉛素材は回転せず、スクリュー
4により上方に持ち上げられ、加圧されて、ダイス5に
供給される。
【0014】しかしながら、従来、長時間にわたり鉛素
材を押出成形した場合に、スクリューの表面に異物が付
着し、この異物が凝着し、成長する。本発明者等がこの
異物の凝着・成長状態を解析した結果、スクリューのコ
ーティング面に存在するミクロ的な凹凸に異物が付着
し、アンカー効果で凝着力を増大させていることが判明
した。即ち、スクリュー表面の凹凸が大きいと、アンカ
ー効果により、異物とスクリューとの接触面積の増大に
より凝着力が大きくなる。
【0015】本発明においては、スクリュー4の表面を
鏡面研磨し、表面の平均粗さ(Ra)が5μm以下とな
るようにしているので、スクリューの表面が平滑化さ
れ、異物の凝着力が低減されている。従って、スクリュ
ーの表面のミクロ的な凹凸に異物が付着しても、この異
物が凝着し、成長する前に、スクリューの回転により押
し出される鉛素材がスクリュー表面を摺動することによ
る摺動抵抗により除去される。即ち、スクリュー表面に
付着した異物に対し、鉛素材の摺動による摺動抵抗(摩
擦力)が異物の凝着力を上回り、異物は成長する前に、
押し出される鉛素材中に微細な状態で剥離し、脱落す
る。
【0016】このため、凝着して成長した異物が鉛素材
と共にダイス5まで運ばれて、ケーブル19の被覆層に
混入することが防止され、鉛素材の長時間にわたる押出
加工が可能となる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例の効果について、本発
明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。下記表
1は、図1に示すスクリュー式押出装置のスクリュー表
面のコーティング膜の種類及び平均粗さ(Ra)を示
す。また、表1には、スクリュー表面の異物の凝着・成
長状態を観察した観察結果と、48時間押出成形したと
きの異物の凝着量の測定結果も併せて示す。押出成形に
使用した鉛合金は、400質量ppmのTe及び400
質量ppmのCuを含有する鉛合金である。また、表1
の表面観察結果の欄において、○は凝着が殆ど見られな
かったことを示し、△は局部的に凝着が観察されたこと
を示し、×は広い範囲で著しい凝着が認められたことを
示している。
【0018】
【表1】
【0019】この表1から明らかなように、スクリュー
表面の平均粗さ(Ra)が5μm以下の実施例4,5の
場合は、異物の凝着が殆ど認められず、凝着量が極めて
少なかった。これに対し、スクリュー表面の平均粗さ
(Ra)が5μmを超えた比較例1乃至3の場合は、ス
クリュー表面に異物の凝着が発生し、凝着量は10g以
上と極めて多いものであった。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
押出治具の表面を平均粗さ(Ra)が5μm以下となる
ように研磨したので、治具の表面に付着した異物が凝着
し、成長する前に、微細な段階で、鉛素材の摺動により
剥離し又は脱落する。このため、有害な大きさの異物が
ケーブルの被覆層に混入することを防止することがで
き、長時間の連続押出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のスクリュー式連続押出装置を
示す断面図である。
【符号の説明】
1:押出装置 2:ダイボックス 3:ハウジング 4:スクリュー 5:ダイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 13/24 H01B 13/24 Z (72)発明者 田邊 信夫 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 石山 浩之 千葉県富津市新富42番1 株式会社フジク ラ富津事業所内 Fターム(参考) 4E029 AA04 KA01 UA05 5G327 BB00 BC01 BD10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛又は鉛合金を押出成形する際に使用さ
    れる押出用治具において、その表面の平均粗さ(Ra)
    が5μm以下であることを特徴とする鉛又は鉛合金の押
    出用治具。
  2. 【請求項2】 溶融鉛又は鉛合金が供給されるハウジン
    グ内に配置され、ハウジング内で凝固した鉛又は鉛合金
    素材をその回転により押し出すスクリューであることを
    特徴とする請求項1に記載の鉛又は鉛合金の押出用治
    具。
JP2001280070A 2001-09-14 2001-09-14 鉛又は鉛合金の押出用治具 Pending JP2003088915A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010510073A (ja) * 2006-11-20 2010-04-02 ノルスク・ヒドロ・アーエスアー 高い粘性を有する材料の連続押出用のスクリュー押出機
CN101920276A (zh) * 2010-09-02 2010-12-22 湖南金龙国际铜业有限公司 切向连续挤压机及用该机连续生产铝包铜管的工艺
CN105689425A (zh) * 2016-01-28 2016-06-22 广东省材料与加工研究所 一种金属包覆线材的成形装置及方法
JP2017127551A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 京セラ株式会社 脊椎用スクリューアセンブリ
EP3671771A1 (en) 2018-12-21 2020-06-24 Nexans Cable sheathing of a pb-ca-sn alloy and method of manufacture thereof

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