JP2015134961A - Production method of melting aluminum plating steel wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a hot-dip aluminized steel wire. In more detail, this invention relates to the manufacturing method of the hot dip aluminized steel wire which can be used conveniently for the wire harness etc. of a motor vehicle, for example.
なお、本明細書において、溶融アルミニウムめっき鋼線は、溶融アルミニウムめっき浴に鋼線を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から鋼線を連続して引き上げることによってアルミニウムめっきが施された鋼線を意味する。 In this specification, the hot-dip aluminum-plated steel wire is a steel wire that has been subjected to aluminum plating by continuously pulling the steel wire from the hot-dip aluminum plating bath after the steel wire is immersed in the hot-dip aluminum plating bath. Means.
自動車のワイヤーハーネスなどに用いられる電線には、従来、銅線が用いられている。しかし、近年、軽量化が要求されていることから、銅線よりも軽量である金属線が用いられた電線の開発が望まれている。銅線よりも軽量化が図られた金属線として、鋼芯線に溶融アルミニウムめっきが施された溶融Alめっき鋼線が提案されている(例えば、特許文献1の請求項1参照)。 Conventionally, copper wires have been used for electric wires used in automobile wire harnesses and the like. However, in recent years, since weight reduction is required, development of an electric wire using a metal wire that is lighter than a copper wire is desired. As a metal wire that is lighter than a copper wire, a hot-dip aluminum-plated steel wire in which a hot-dip aluminum plating is applied to a steel core wire has been proposed (for example, refer to claim 1 of Patent Document 1).
前記溶融Alめっき鋼線は、鋼芯線からなる素材鋼線または当該鋼芯線の表面に亜鉛めっき層またはニッケルめっき層を有するめっき鋼線からなる素材鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させた後、気相空間に連続して引き上げる方法により、製造されている(例えば、特許文献1の段落[0024]参照)。 The molten Al-plated steel wire is obtained by immersing a material steel wire made of a steel core wire or a material steel wire made of a plated steel wire having a zinc plating layer or a nickel plating layer on the surface of the steel core wire in a molten aluminum plating bath, It is manufactured by a method of continuously pulling it up to the gas phase space (see, for example, paragraph [0024] of Patent Document 1).
しかし、前記方法では、素材鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させた後、気相空間に連続して引き上げる際の速度が高いとき(例えば、素材鋼線の引き上げ速度が200m/min以上であるとき)、めっき浴の浴面が小さく振動する現象(脈動現象)が起こり、メニスカスの大きさが変動することから、めっき浴から引き上げられた素材鋼線に付着している凝固前のめっき浴の垂れ落ち具合が変動し、得られる溶融Alめっき鋼線の線径が不均一になることがある。 However, in the above-described method, after the raw steel wire is immersed in the molten aluminum plating bath, when the speed at which the raw steel wire is continuously pulled up is high (for example, the pulling speed of the raw steel wire is 200 m / min or more). ), A phenomenon that the bath surface of the plating bath vibrates small (pulsation phenomenon) and the size of the meniscus fluctuates, so that the plating bath before solidification adhering to the steel wire pulled up from the plating bath The sagging state may vary, and the diameter of the obtained Al-plated steel wire may be non-uniform.
また、前記方法では、素材鋼線に溶融アルミニウムめっきを施す際に、鋼線の表面にアルミニウム塊が付着することがある。当該アルミニウム塊が付着しためっき鋼線に次工程のダイスを用いた伸線加工を施した場合には、初段のダイスにめっき鋼線を通したときに当該めっき鋼線が破断するおそれがある。 Moreover, in the said method, when performing hot-dip aluminum plating to a raw material steel wire, an aluminum lump may adhere to the surface of a steel wire. When the plated steel wire to which the aluminum lump is attached is subjected to wire drawing using a die in the next process, the plated steel wire may be broken when the plated steel wire is passed through the first-stage die.
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊が付着し難い溶融アルミニウムめっき鋼線を効率よく製造することができる溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described prior art, and is a hot-dip aluminum-plated steel wire that can efficiently produce a hot-dip aluminum-plated steel wire that has a uniform wire diameter and hardly adheres to an aluminum lump on the surface. An object is to provide a manufacturing method.
本発明は、溶融アルミニウムめっき浴に鋼線を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から鋼線を連続して引き上げることによって溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する方法であって、前記鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から引き上げる際に、鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部で浴面および鋼線に安定化部材を接触させ、当該鋼線から1〜50mmの距離で離れた箇所にノズルの先端が位置するように先端の内径が1〜15mmのノズルを配設し、当該ノズルの先端から200〜800℃の温度を有する不活性ガスを2〜200L/minの体積流量で鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に向けて吹き付けることを特徴とする溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法に関する。 The present invention is a method for producing a molten aluminum plated steel wire by immersing the steel wire in a molten aluminum plating bath and then continuously pulling the steel wire from the molten aluminum plating bath, wherein the steel wire is melted After being immersed in the aluminum plating bath, when pulling up from the molten aluminum plating bath, the stabilizing member is brought into contact with the bath surface and the steel wire at the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath. A nozzle having an inner diameter of 1 to 15 mm is disposed so that the tip of the nozzle is located at a distance of 1 to 50 mm from the nozzle, and an inert gas having a temperature of 200 to 800 ° C. is provided from the tip of the nozzle. Molten aluminum plating characterized by spraying toward the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath at a volume flow rate of 2 to 200 L / min. A method of manufacturing a steel wire.
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法によれば、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊が付着し難い溶融アルミニウムめっき鋼線を効率よく製造することができるという優れた効果が奏される。 According to the method for producing a hot dip galvanized steel wire of the present invention, an excellent effect is achieved in that a hot dip aluminum galvanized steel wire having a uniform wire diameter and hardly sticking aluminum lump to the surface can be efficiently produced. The
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法は、前記したように、溶融アルミニウムめっき浴に鋼線を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から鋼線を連続して引き上げることによって溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する方法であり、前記鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から引き上げる際に、鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部で浴面および鋼線に安定化部材を接触させ、当該鋼線から1〜50mmの距離で離れた箇所にノズルの先端が位置するように先端の内径が1〜15mmのノズルを配設し、当該ノズルの先端から200〜800℃の温度を有する不活性ガスを2〜200L/minの体積流量で鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に向けて吹き付けることを特徴とする。 As described above, the method for producing a hot-dip aluminum-plated steel wire of the present invention includes hot-dip aluminum-plated steel by continuously pulling the steel wire from the hot-dip aluminum plating bath after the steel wire is immersed in the hot-dip aluminum plating bath. A method of manufacturing a wire, wherein the steel wire is immersed in a molten aluminum plating bath, and then pulled up from the molten aluminum plating bath, and at the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath, A stabilizing member is brought into contact with the steel wire, and a nozzle having an inner diameter of 1 to 15 mm is arranged so that the tip of the nozzle is positioned at a distance of 1 to 50 mm from the steel wire. From 200 to 800 ° C. at a boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath at a volume flow rate of 2 to 200 L / min. Only and wherein the blowing in.
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法によれば、前記操作が採られているので、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線を効率よく製造することができる。 According to the method for producing a hot dip galvanized steel wire of the present invention, since the above-described operation is adopted, a hot dip galvanized steel wire having a uniform wire diameter and almost no aluminum lump adhering to the surface is efficiently produced. Can do.
以下に、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法を図面に基づいて説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。 Below, although the manufacturing method of the hot dip galvanized steel wire of this invention is demonstrated based on drawing, this invention is not limited only to the embodiment as described in the said drawing.
図1は、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法の一実施態様を示す概略断面図である。また、図2は、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法において、鋼線を溶融アルミニウムめっき浴から引き上げる際の鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部の概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a method for producing a hot-dip aluminized steel wire of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the boundary portion between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath when the steel wire is pulled up from the molten aluminum plating bath in the method for producing a molten aluminum plated steel wire of the present invention. .
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法では、溶融アルミニウムめっき浴1に鋼線2を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴1から鋼線2を連続して引き上げることにより、溶融アルミニウムめっき鋼線3が製造される。 In the manufacturing method of the hot dip aluminum plating steel wire of the present invention, after the steel wire 2 is immersed in the hot dip aluminum plating bath 1, the steel wire 2 is continuously pulled up from the hot dip aluminum plating bath 1 to thereby obtain hot dip aluminum plating steel. Line 3 is manufactured.
鋼線2を構成する鋼材としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Examples of the steel material constituting the steel wire 2 include stainless steel and carbon steel, but the present invention is not limited to such examples.
ステンレス鋼は、クロム(Cr)を10質量%以上含有する合金鋼である。ステンレス鋼としては、例えば、JIS G4309に規定されているオーステナイト系の鋼材、フェライト系の鋼材、マルテンサイト系の鋼材などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ステンレス鋼の具体例としては、SUS301、SUS304などの一般にオーステナイト相が準安定であるとされるステンレス鋼;SUS305、SUS310、SUS316などの安定オーステナイト系ステンレス鋼;SUS405、SUS410、SUS429、SUS430、SUS434、SUS436、SUS444、SUS447などのフェライト系ステンレス鋼;SUS403、SUS410、SUS416、SUS420、SUS431、SUS440などのマルテンサイト系ステンレス鋼などをはじめ、SUS200番台に分類されるクロム−ニッケル−マンガン系のステンレス鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。 Stainless steel is an alloy steel containing 10% by mass or more of chromium (Cr). Examples of the stainless steel include austenitic steel materials, ferritic steel materials, martensitic steel materials and the like specified in JIS G4309, but the present invention is not limited only to such examples. Specific examples of the stainless steel include stainless steels such as SUS301 and SUS304, which are generally considered to be metastable; austenitic stainless steels such as SUS305, SUS310, and SUS316; SUS405, SUS410, SUS429, SUS430, SUS434, Ferritic stainless steels such as SUS436, SUS444, and SUS447; martensitic stainless steels such as SUS403, SUS410, SUS416, SUS420, SUS431, and SUS440, as well as chromium-nickel-manganese stainless steel classified in the SUS200 series However, the present invention is not limited to such examples.
炭素鋼は、炭素(C)を0.02質量%以上含有する鋼材である。炭素鋼としては、例えば、例えば、JIS G3560の硬鋼線材、JIS G3505の軟鋼線材の規格に規定される鋼材などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。炭素鋼の具体例としては、硬鋼、軟鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示にのみ限定されるものではない。 Carbon steel is a steel material containing 0.02% by mass or more of carbon (C). Examples of the carbon steel include, for example, a steel material specified in the standard of JIS G3560 hard steel wire and JIS G3505 mild steel wire, but the present invention is not limited to such examples. Specific examples of carbon steel include hard steel and mild steel, but the present invention is not limited to such illustrations.
前記鋼材のなかでは、溶融アルミニウムめっき鋼線3の引張強度を高める観点から、ステンレス鋼および炭素鋼が好ましい。 Among the steel materials, stainless steel and carbon steel are preferable from the viewpoint of increasing the tensile strength of the hot-dip aluminized steel wire 3.
鋼線2の直径は、特に限定されず、溶融アルミニウムめっき鋼線3の用途に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、溶融アルミニウムめっき鋼線3を自動車のワイヤーハーネスなどの用途に用いる場合には、鋼線2の直径は、通常、0.05〜0.5mm程度であることが好ましい。 The diameter of the steel wire 2 is not specifically limited, It is preferable to adjust suitably according to the use of the hot-dip aluminum plating steel wire 3. FIG. For example, when the hot-dip aluminum-plated steel wire 3 is used for an application such as an automobile wire harness, the diameter of the steel wire 2 is usually preferably about 0.05 to 0.5 mm.
溶融アルミニウムめっき鋼線3の表面には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜(図示せず)が形成されている。本発明においては、このように溶融アルミニウムめっき鋼線3の表面上にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜が形成されているので、溶融アルミニウムめっき鋼線3は、アルミニウム素線との密着性に優れ、引張強度および電気抵抗の経時的安定性にも優れている。 A film (not shown) made of aluminum or an aluminum alloy is formed on the surface of the hot-dip aluminized steel wire 3. In the present invention, since a coating made of aluminum or an aluminum alloy is formed on the surface of the hot-dip aluminum-plated steel wire 3 in this way, the hot-dip aluminum-plated steel wire 3 is excellent in adhesiveness with an aluminum wire, It is also excellent in tensile strength and electrical resistance over time.
図1において、鋼線2は、当該鋼線2の送出装置4から送り出され、矢印A方向に連続的に搬送され、めっき浴槽5内の溶融アルミニウムめっき浴1に浸漬される。溶融アルミニウムめっき浴1に浸漬された鋼線2を溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6から鉛直上方に引き上げることにより、鋼線2の表面に溶融アルミニウムめっき浴1が付着した溶融アルミニウムめっき鋼線3が得られる。 In FIG. 1, a steel wire 2 is sent out from a feeding device 4 for the steel wire 2, continuously conveyed in the direction of arrow A, and immersed in a molten aluminum plating bath 1 in a plating bath 5. By pulling the steel wire 2 immersed in the molten aluminum plating bath 1 vertically upward from the bath surface 6 of the molten aluminum plating bath 1, the molten aluminum plated steel wire 3 having the molten aluminum plating bath 1 attached to the surface of the steel wire 2. Is obtained.
溶融アルミニウムめっき浴1には、アルミニウムのみが用いられていてもよく、必要により、本発明の目的を阻害しない範囲内で他の元素が含有されていてもよい。 In the molten aluminum plating bath 1, only aluminum may be used, and if necessary, other elements may be contained within a range not impairing the object of the present invention.
前記他の元素としては、例えば、ニッケル、クロム、亜鉛、ケイ素、銅、鉄などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの他の元素をアルミニウムに含有させた場合には、被膜の機械的強度を高めることができ、ひいては溶融アルミニウムめっき鋼線3の引張強度を高めることができる。前記他の元素のなかでは、鋼線の種類にもよるが、鋼線に含まれている鉄と被膜に含まれているアルミニウムとの間で脆性を有する鉄−アルミニウム合金層の生成を抑制し、めっき被膜の機械的強度を高めるとともに、溶融アルミニウムめっき浴1の融点を低下させることにより、鋼線2を効率よくめっきさせる観点から、ケイ素が好ましい。 Examples of the other elements include nickel, chromium, zinc, silicon, copper, and iron, but the present invention is not limited to such examples. When these other elements are contained in aluminum, the mechanical strength of the coating can be increased, and as a result, the tensile strength of the hot dip galvanized steel wire 3 can be increased. Among the other elements, although it depends on the type of steel wire, it suppresses the formation of an iron-aluminum alloy layer having brittleness between iron contained in the steel wire and aluminum contained in the coating. From the viewpoint of efficiently plating the steel wire 2 by increasing the mechanical strength of the plating film and lowering the melting point of the molten aluminum plating bath 1, silicon is preferable.
被膜における前記他の元素の含有率の下限値は、0質量%であるが、当該他の元素が有する性質を十分に発現させる観点から、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、アルミニウム素線との接触による電位差腐食を抑制する観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である。 The lower limit of the content of the other element in the coating is 0% by mass, but preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.8% from the viewpoint of sufficiently expressing the properties of the other element. 5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 15% by mass from the viewpoint of suppressing potential difference corrosion due to contact with the aluminum wire. % Or less.
なお、溶融アルミニウムめっき浴1には、Fe、Cr、Ni、Zn、Cuなどの元素が不可避的に混入することがある。 In addition, elements such as Fe, Cr, Ni, Zn, and Cu may be inevitably mixed into the molten aluminum plating bath 1.
鋼線2を溶融アルミニウムめっき浴1から引き上げる際には、図2に示されるように、当該鋼線2と溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6との境界部で鋼線2に安定化部材7を接触させる。
When the steel wire 2 is pulled up from the molten aluminum plating bath 1, as shown in FIG. 2, the stabilizing
安定化部材7としては、例えば、表面に耐熱クロス材が巻かれたステンレス鋼製の角棒などが挙げられる。安定化部材7に巻かれている耐熱クロスは、溶融アルミニウムめっき鋼線3の表面にアルミニウム塊が付着することを抑制する観点から、当該安定化部材7の新しい面(新生面)を鋼線2と接触させることが好ましい。安定化部材7の新しい面(新生面)は、例えば、耐熱クロスがあらかじめ巻回されている安定化部材7を用い、安定化部材7を鋼線2と接触させながら、鋼線2を引き上げているときに、当該耐熱クロスを順次巻き取ることによって形成させることができる。
Examples of the stabilizing
安定化部材7は、溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6と鋼線2との双方に同時に接触させることが好ましい。このように安定化部材7を溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6と鋼線2との双方に同時に接触させた場合には、溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6の脈動が抑制され、鋼線2を安定化部材7と接触させた状態で引き上げた際に鋼線2が微小振動することが抑制され、ひいては鋼線2の表面に溶融アルミニウムめっき浴1の被膜を均一に形成させることができる。なお、安定化部材7を鋼線2に接触させる際には、鋼線2が微小振動することを抑制する観点から、必要により、鋼線2に張力が加わるようにするために安定化部材7を鋼線2に軽く押し付けてもよい。
The stabilizing
図1に示される実施態様では、鋼線2と溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6との境界部に向けて不活性ガスを吹き付けるためのノズル8が設けられている。不活性ガスは、例えば、不活性ガス供給装置9から配管10を介してノズル8に供給することができる。なお、不活性ガス供給装置9内または配管10に不活性ガスの流量を調整するために、例えば、バルブなどの流量制御装置(図示せず)が設けられていてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, a nozzle 8 is provided for blowing an inert gas toward the boundary between the steel wire 2 and the bath surface 6 of the molten aluminum plating bath 1. For example, the inert gas can be supplied from the inert gas supply device 9 to the nozzle 8 via the
本発明においては、鋼線2からノズル8の先端8aまでの距離(最短距離)およびノズル8の先端8aから吐出される不活性ガスの温度が適切に制御されているとともに、ノズル8の先端の内径と当該ノズル8から吐出される不活性ガスの体積流量が適切に制御されていることから、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線3を効率よく製造することができる。
In the present invention, the distance from the steel wire 2 to the
ノズル8の先端の内径は、当該ノズル8の先端8aから吐出された不活性ガスを的確に鋼線2と溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6との境界部に吹き付けることにより、溶融アルミニウムめっき鋼線3を効率よく製造する観点から、1mm以上、好ましくは2mm以上であり、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線3を得る観点から、15mm以下、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下である。
The inner diameter of the tip of the nozzle 8 is determined by spraying an inert gas discharged from the
鋼線2からノズル8の先端8aまでの距離(最短距離)は、鋼線2との接触を回避し、溶融アルミニウムめっき鋼線3を効率よく製造する観点から、1mm以上であり、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線3を得る観点から、50mm以下、好ましくは40mm以下、より好ましくは30mm以下、さらに好ましくは10mm以下である。
The distance (shortest distance) from the steel wire 2 to the
不活性ガスは、溶融しているアルミニウムに対して不活性であるガスを意味する。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。不活性ガスのなかでは、窒素ガスが好ましい。なお、不活性ガスには、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えば、酸素ガス、炭酸ガスなどが含まれていてもよい。 An inert gas means a gas that is inert to the molten aluminum. Examples of the inert gas include nitrogen gas, argon gas, helium gas, and the like, but the present invention is not limited to such examples. Of the inert gases, nitrogen gas is preferred. Note that the inert gas may contain, for example, oxygen gas, carbon dioxide gas, or the like within a range that does not impair the object of the present invention.
ノズル8の先端8aから吐出される不活性ガスの体積流量は、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線3を得る観点から、2L(リットル)/min以上、好ましくは5L/min以上、より好ましくは10L/min以上であり、溶融アルミニウムめっき浴1の飛散によって溶融アルミニウムめっき鋼線3の表面にアルミニウム塊が付着することを抑制する観点から、200L/min以下、好ましくは150L/min以下、より好ましくは100L/min以下である。
The volume flow rate of the inert gas discharged from the
ノズル8の先端8aから吐出される不活性ガスの温度は、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線3を得る観点から、200℃以上、好ましくは300℃以上、より好ましくは400℃以上であり、あまりにも高い場合には熱効率が低下することから、800℃以下、好ましくは780℃以下、より好ましくは750℃以下である。なお、ノズル8の先端8aから吐出される不活性ガスの温度は、ノズル8の先端8aから吐出されるノズル8の先端8a部における不活性ガスのなかに測温用熱電対を差し込むことによって測定したときの値である。
The temperature of the inert gas discharged from the
溶融アルミニウムめっき浴1の浴面6から溶融アルミニウムめっき鋼線3を引き上げる際の引き上げ速度は、特に限定されず、当該引き上げ速度を適宜調整することにより、溶融アルミニウムめっき鋼線3の表面に存在している溶融アルミニウムめっき被膜の平均厚さを調整することができることから、当該溶融アルミニウムめっき被膜の平均厚さに応じて適宜調整することが好ましい。 The pulling speed at the time of pulling up the molten aluminum plated steel wire 3 from the bath surface 6 of the molten aluminum plating bath 1 is not particularly limited, and is present on the surface of the molten aluminum plated steel wire 3 by appropriately adjusting the pulling speed. Since it is possible to adjust the average thickness of the molten aluminum plating film, it is preferable to appropriately adjust according to the average thickness of the molten aluminum plating film.
なお、本発明によれば、前記引き上げ速度を200m/min以上という高速にした場合であっても、線径が均一である溶融アルミニウムめっき鋼線3を得ることができる。したがって、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法は、引き上げ速度を高くすることによって効率よく溶融アルミニウムめっき鋼線3を製造することができることから、溶融アルミニウムめっき鋼線3の工業的生産性に優れている。 In addition, according to this invention, even if it is a case where the said pulling-up speed is made into the high speed of 200 m / min or more, the hot-dip aluminum plating steel wire 3 with a uniform wire diameter can be obtained. Therefore, since the manufacturing method of the hot dip galvanized steel wire of the present invention can efficiently manufacture the hot dip aluminum plated steel wire 3 by increasing the pulling speed, the industrial productivity of the hot dip aluminum plated steel wire 3 is improved. Are better.
なお、溶融アルミニウムめっき鋼線3が引き上げられる過程で冷却し、表面に形成されているアルミニウムめっき被膜を効率よく凝固させるために、図1に示されるように、必要により、冷却装置11が配設されていてもよい。冷却装置11では、溶融アルミニウムめっき鋼線3に、例えば、ガス、液体のミストなどを吹き付けることにより、当該溶融アルミニウムめっき鋼線3を冷却することができる。
In addition, as shown in FIG. 1, a
以上のようにして製造された溶融アルミニウムめっき鋼線3は、例えば、巻取装置12などで回収することができる。
The hot dip galvanized steel wire 3 manufactured as described above can be collected by, for example, the winding
溶融アルミニウムめっき鋼線3の表面に存在している溶融アルミニウムめっき被膜の平均厚さは、撚り線加工、かしめ加工などの際に素地の鋼線2が露出することを抑制するとともに、単位線径あたりの機械的強度を高める観点から、5〜10μm程度であることが好ましい。 The average thickness of the hot-dip aluminum plating film existing on the surface of the hot-dip aluminum plating steel wire 3 suppresses the exposure of the base steel wire 2 during stranded wire processing, caulking processing, etc., and the unit wire diameter From the viewpoint of increasing the mechanical strength, it is preferably about 5 to 10 μm.
なお、溶融アルミニウムめっき鋼線3の鋼線2と溶融アルミニウムめっき被膜との間に中間層としてめっき層が形成されていてもよい。めっき層を構成する金属としては、例えば、亜鉛、ニッケル、クロム、これらの合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、溶融アルミニウムめっき被膜は、1層のみで形成されていてもよく、同一または異なる金属からなる複数のめっき皮膜が形成されていてもよい。 In addition, the plating layer may be formed as an intermediate | middle layer between the steel wire 2 of the hot-dip aluminum plating steel wire 3, and the hot-dip aluminum plating film. Examples of the metal constituting the plating layer include zinc, nickel, chromium, and alloys thereof, but the present invention is not limited to such examples. Moreover, the molten aluminum plating film may be formed of only one layer, or a plurality of plating films made of the same or different metals may be formed.
前記で得られた溶融アルミニウムめっき鋼線3には、必要により、所望の線径を有するようにするために、ダイスなどを用いて伸線加工を施してもよい。 The hot-dip aluminized steel wire 3 obtained above may be subjected to wire drawing using a die or the like, if necessary, so as to have a desired wire diameter.
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法によって得られた溶融アルミニウムめっき鋼線は、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる。 The hot-dip aluminum-plated steel wire obtained by the method for manufacturing hot-dip aluminum-plated steel wire of the present invention can be suitably used for, for example, an automobile wire harness.
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited only to this Example.
実施例1〜50および比較例1〜8
溶融アルミニウムめっき鋼線の製造は、図1に示された実施態様に基づいて行なった。
Examples 1-50 and Comparative Examples 1-8
The production of the hot-dip aluminized steel wire was performed based on the embodiment shown in FIG.
鋼線として、表1〜3に示す線径を有し、炭素を0.37質量%含有する硬鋼からなる鋼線を用い、当該鋼線の表面にめっき処理を施していないもの(表1〜3の「プレめっき」の欄に「なし」と表記)、平均厚さが5μm以下の亜鉛めっき被膜を有するもの(表1〜3の「プレめっき」の欄に「Zn」と表記)または平均厚さが5μm以下のニッケルめっき被膜を有するもの(表1〜3の「プレめっき」の欄に「Ni」と表記)を用いた。また、表1〜3において、鋼線の表面に還元処理を施したものには「あり」を、鋼線の表面に還元処理を施していないものには「なし」を表記した。 As the steel wire, a steel wire made of hard steel having the wire diameters shown in Tables 1 to 3 and containing 0.37% by mass of carbon is used, and the surface of the steel wire is not plated (Table 1). To 3 having a galvanized coating with an average thickness of 5 μm or less (indicated as “Zn” in the “pre-plating” column in Tables 1 to 3) or Those having a nickel plating film having an average thickness of 5 μm or less (indicated as “Ni” in the column of “pre-plating” in Tables 1 to 3) were used. In Tables 1 to 3, “Yes” is indicated for the steel wire surface subjected to the reduction treatment, and “None” is indicated for the steel wire surface not subjected to the reduction treatment.
溶融アルミニウムめっき浴として、溶融アルミニウムめっき浴(アルミニウムの純度:99.7%以上、表1〜3の「種類」の欄に「Al」と表記)、4質量%のケイ素を含有する溶融アルミニウムめっき浴:表1〜3の「種類」の欄に「Al−1」と表記)または11質量%のケイ素を含有する溶融アルミニウムめっき浴:表1〜3の「種類」の欄に「Al−2」と表記)を用い、表1〜3に示す浴温で表1〜3に示すライン速度(鋼線の引き上げ速度)にて鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬した後、当該めっき浴から引き上げた。その際、鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部で浴面および鋼線に安定化部材(表面に耐熱クロス材が巻かれたステンレス鋼製の角棒)を接触させたときには表1〜3の「安定化材の有無」の欄に「あり」を表記し、当該安定化部材を接触させなかったときには表1〜3の「安定化材の有無」の欄に「なし」を表記した。 As a molten aluminum plating bath, a molten aluminum plating bath (aluminum purity: 99.7% or more, indicated as “Al” in the column of “type” in Tables 1 to 3), molten aluminum plating containing 4% by mass of silicon Bath: “Al-1” in the “Type” column of Tables 1 to 3) or a molten aluminum plating bath containing 11% by mass of silicon: “Al-2” in the “Type” column of Tables 1 to 3 The steel wire is immersed in the molten aluminum plating bath at the line speeds shown in Tables 1 to 3 at the bath temperatures shown in Tables 1 to 3 and then pulled up from the plating bath. It was. At that time, when a stabilizing member (a stainless steel square bar with a heat-resistant cloth wrapped around the surface) is brought into contact with the bath surface and the steel wire at the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath, 1-3, “Yes” is written in the “Presence / absence of stabilizing material” column, and “None” is displayed in the “Presence / absence of stabilizing material” column of Tables 1-3 when the stabilizing member is not brought into contact. Indicated.
また、前記鋼線から表1〜3に示す距離(最短距離)で離れた箇所にノズルの先端が位置するように、表1〜3に示す先端の内径を有するノズルを配設し、当該ノズルの先端から表1〜3に示す温度を有する不活性ガス(窒素ガス)を表1〜3に示す体積流量で鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に向けて吹き付けた。 In addition, a nozzle having an inner diameter of the tip shown in Tables 1 to 3 is disposed so that the tip of the nozzle is located at a position separated from the steel wire by a distance (shortest distance) shown in Tables 1 to 3, and the nozzle An inert gas (nitrogen gas) having a temperature shown in Tables 1 to 3 was sprayed from the tip of the steel plate toward the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath at a volume flow rate shown in Tables 1 to 3.
以上の操作を行なうことにより、表1〜3に示す平均厚さのめっき被膜を有する溶融アルミニウムめっき鋼線を得た。なお、めっき被膜の厚さは、長さが100mmの溶融アルミニウムめっき鋼線の任意の5カ所を光学式外径測定器〔(株)キーエンス製、品番:LS−7000〕を用いて0.1mm間隔で測定し、測定されたアルミニウム被覆素線の線径の平均値からアルミニウム被膜を形成する前の線径を減算することによって求めた。 By performing the above operation, a hot dip galvanized steel wire having a plating film having an average thickness shown in Tables 1 to 3 was obtained. In addition, the thickness of the plating film is 0.1 mm by using an optical outer diameter measuring instrument (manufactured by Keyence Corporation, product number: LS-7000) at any five locations of a 100 mm-long hot-dip aluminized steel wire. It measured by the space | interval and calculated | required by subtracting the wire diameter before forming an aluminum film from the average value of the measured wire diameter of the aluminum covering strand.
次に、前記溶融アルミニウムめっき鋼線3000mを連続して製造した後、前記溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する際の操作性、および当該溶融アルミニウムめっき鋼線の性能としてめっき被膜の均一性およびアルミニウム塊の有無を以下の方法に基づいて調べることにより、溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法を評価した。その結果を表1〜3に併記する。 Next, after continuously producing the molten aluminum plated steel wire 3000m, the operability when producing the molten aluminum plated steel wire, and the uniformity of the plating film and the aluminum lump as the performance of the molten aluminum plated steel wire The manufacturing method of the hot dip galvanized steel wire was evaluated by investigating the presence or absence of the above based on the following method. The results are also shown in Tables 1-3.
(1)操作性
ノズルの先端から不活性ガスを鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に向けて吹き付ける際の操作性を以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
○:不活性ガスを鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に向けて吹き付ける際に、不活性ガスをノズルの先端から的確に吹き付けることが容易である。
×:不活性ガスを鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に向けて吹き付ける際に、不活性ガスをノズルの先端から的確に吹き付けることが容易ではない。
(1) Operability The operability when blowing an inert gas from the tip of the nozzle toward the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath was evaluated based on the following evaluation criteria.
〔Evaluation criteria〕
○: When the inert gas is sprayed toward the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath, it is easy to spray the inert gas accurately from the tip of the nozzle.
X: When the inert gas is sprayed toward the boundary between the steel wire and the bath surface of the molten aluminum plating bath, it is not easy to spray the inert gas accurately from the tip of the nozzle.
(2)めっき被膜の均一性
長さが500mmの溶融アルミニウムめっき鋼線の任意の5カ所を光学式外径測定器〔(株)キーエンス製、品番:LS−7000〕を用いて0.1mm間隔でめっき被膜の厚さを測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
○:(平均径−最小径)/平均径の値が0.10以下である。
×:(平均径−最小径)/平均径の値が0.10を超える。
(2) Uniformity of plating film 0.1 mm interval using optical outer diameter measuring instrument [manufactured by Keyence Co., Ltd., product number: LS-7000] at any five points of a hot-dip aluminized steel wire having a length of 500 mm Then, the thickness of the plating film was measured and evaluated based on the following evaluation criteria.
〔Evaluation criteria〕
○: The value of (average diameter−minimum diameter) / average diameter is 0.10 or less.
X: The value of (average diameter−minimum diameter) / average diameter exceeds 0.10.
(3)アルミニウム塊の有無
溶融アルミめっき鋼線を線速100m/minにて3000m走行させ、当該溶融アルミめっき鋼線の全長にわたって溶融アルミめっき鋼線の外径を測定し、局部的に外径が大きくなっている部分の有無を調べた。局部的に外径が大きい部分にアルミニウムの塊が付着しているかどうかを目視で観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。なお、溶融アルミめっき鋼線の外径は、光学式外径測定器〔(株)キーエンス製、品番:LS−7000〕を用いて測定した。
〔評価基準〕
○:アルミニウム塊が認められない。
×:アルミニウム塊が認められる。
(3) Presence / absence of aluminum lump The molten aluminum plated steel wire is run 3000 m at a linear speed of 100 m / min, the outer diameter of the molten aluminum plated steel wire is measured over the entire length of the molten aluminum plated steel wire, and the outer diameter is locally The presence or absence of a large portion of the was examined. It was visually observed whether or not an aluminum lump was attached to a portion having a large outer diameter locally, and evaluated based on the following evaluation criteria. The outer diameter of the hot-dip aluminum-plated steel wire was measured using an optical outer diameter measuring instrument [manufactured by Keyence Corporation, product number: LS-7000].
〔Evaluation criteria〕
○: Aluminum lump is not recognized.
X: An aluminum lump is recognized.
表1〜3に示された結果から、各実施例によれば、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊が付着し難い溶融アルミニウムめっき鋼線を効率よく製造することができることがわかる。 From the results shown in Tables 1 to 3, it can be seen that according to each example, a hot-dip aluminized steel wire having a uniform wire diameter and hardly having an aluminum lump attached to the surface can be produced efficiently.
本発明の製造方法によって得られた溶融アルミニウムめっき鋼線は、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる。 The hot-dip aluminized steel wire obtained by the production method of the present invention can be suitably used for, for example, an automobile wire harness.
1 溶融アルミニウムめっき浴
2 鋼線
3 溶融アルミニウムめっき鋼線
4 送出装置
5 めっき浴槽
6 溶融アルミニウムめっき浴の浴面
7 安定化部材
8 ノズル
8a ノズルの先端
9 不活性ガス供給装置
10 配管
11 冷却装置
12 巻取装置
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