JP2623004B2 - ゴム補強用スチールワイヤーの多元合金メッキの拡散方法 - Google Patents
ゴム補強用スチールワイヤーの多元合金メッキの拡散方法Info
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Description
元合金めっき拡散方法に関するものである。
径の小さい複数のワイヤー(素線)を撚り合わせて構成
され、耐食性、ゴムとの接着性をよくするため、通常、
ワイヤーの段階で複数層のめっきを施し、次いで熱拡散
により合金化する方法が採られる。この方法として従来
一般に、ライン上に数個の通電ロールを配し、それら通
電ロールを介してめっきワイヤーに電流を流す通電加熱
方式が採用されていた。
の接触が不安定なことや、空気の流れ、気温などの外部
環境の影響をうけやすいことにより拡散温度が不安定と
なり、ワイヤー温度を正確に一定温度に維持しがたく、
また、拡散進行中にめっき表面と給電部ロールが接触す
るため、めっき表面がダメージを受け、傷が生じやすい
問題があった。このため、ワイヤーを撚合したコードの
品質特性ことに伸縮性、ゴム接着性、引張り強さ、切断
強度などの重要な特性をバランスよく安定して得ること
が困難であった。伸線性とは多元めっき後のワイヤーの
表面を活性化するためダイスにより冷間線引きする場合
のパラメータであり、通常、断線回数が多いか少ない
(トンあたりの断線回数)か、ダイス穴寸法変化度合い
が大きか否かすなわち、元のワイヤ径から目標径まで引
抜く伸線加工を行なったときに、最終ダイス通過直後の
素線径が目標素線径に対して所定割合(たとえば5%)
増加した値に達するまでの伸線量(トン)により評価す
るのが一般で評価される。
うな高電圧を印加するため、感電の危険が付きまとい、
作業の安全性の面でも問題がある上、ライン速度を60m/
分以上の高速にするとワイヤーの振動が大となり、通電
ロールとワイヤーとの接触部で接触不良が生じ、スパー
クが発生する。このため前段のめっき工程までを高速化
できるにもかかわらずこのめっき拡散工程で速度アップ
が制限されるため、ライン全体を高速化し得ず、めっき
ワイヤーの生産性向上が阻害されるという問題があっ
た。
れたもので、その目的とするところは、伸線性とゴム接
着性などの品質のバラツキの少ない良好な多元合金拡散
めっき付きゴム補強用スチールワイヤーを高速で簡易に
得ることができる方法を提供することにある。
式に代わる種々の方法を模索し、試みに固体粒子を加熱
し流動状にした中に多層めっきしたゴム補強用スチール
ワイヤーを通してみた。この方法は、加熱温度が安定し
ているものの、常識的にはめっき層が固体粒子で擦過さ
れるため、めっき層が除去されたり、表面キズが多発し
たりすると考えられた。ところが実際には、温度条件と
浸漬時間とを適正な範囲内に設定すると、上記問題をう
まく回避しながら所期の目的を達成できることがわかっ
た。
するところは、径0.7〜2.0mmφのゴム補強用スチールワ
イヤーにCu−Zn系多層めっきを施し、次いでこのCu−Zn
系多層めっきワイヤーを連続的に加熱してめっき金属を
拡散し合金化する方法において、合金と反応性がなく表
面浸透を起さない砂を470〜550℃に保持しつつ、この砂
中に前記Cu−Zn系多層めっきワイヤーを3秒以上でかつ
線径dmmφとの関係において3.44d〜4.41d秒の浸漬時間
で通過させることにより合金化することにある。
チューブから噴出させて砂の流動と加熱を行う方式、又
は整流板を用いこれの上に砂を配し、上方からバーナで
加熱する一方、流動用エアを整流板の下方から送り込む
方式のいずれでもよい。これらにおいて、砂は代表的に
はZrO2、AlO3が用いられる。
イヤーは、引続き水槽中を通過することにより冷却と表
面洗浄が行われる。この処理は好ましくは超音波を利用
して行われる。
の合金化に好適であるほか、Cu−Zn−Ni、Cu−Zn−Co等
のCuベースの多元合金めっきの熱拡散処理に適用し得る
ことは言うまでもない。
示すもので、1はサプライ部、2は加熱・焼入部、3は
水冷部、5は前処理部、6は第1めっき部、7は水洗
部、8は第2めっき部、9は水洗部、10は湯洗部であ
る。これらは公知のライン及び工程と同じであり、所定
の径に線引きされたワイヤーはサプライ部1から加熱部
2を通ることで加熱、焼入れされ、次いで冷却された
後、Hcl+NaOH等により化成処理され、第1めっき部6
でたとえばCuめっきされ、第2めっき部8でたとえばZn
めっきされることで母地表面に連続的に多層めっきが施
される。
のように、流動床拡散炉11を設け、これに続き、後処理
手段としてたとえば超音波発振機構120を備えた水洗部1
2、湯洗部15、乾燥部16を設け、これらに連続的に多層
めっきワイヤーWを通過させ、最終的に巻取り部17で巻
収するものである。
過することで加熱され、めっき層は熱拡散により合金化
され、水洗部12を通過することで冷却と表面洗浄が行わ
れ、その後湯洗部15、乾燥部16を通過し、洗浄、乾燥さ
れる。
の一例を示しており、粒度の細かい砂114を充填したト
ンネル状の炉体110に、所定の間隔で多数のラジアント
チューブ111を配置し、各ラジアントチューブ111または
それらを集合させたヘッダー部に炭化水素系ガスたとえ
ばブタンの熱焼バーナ112と流動用エア供給部113とを設
けたものであり、高温熱焼ガスと流動用エアはラジアン
ドチューブ111から砂層に噴出し、これにより砂層は高
温に保持されつつエアレーションにより流動する。
り、この場合には、炉体110は整流板116により内部が上
室117aと下室117bに区画されている。そして、上室117a
には砂114が収容されると共に、天井部ないし側壁部に
設けた加熱バーナ118により加熱されるようになってお
り、下室117bには流動用エアの導入配管119が配置さ
れ、流動用エアは整流板116に存在する無数のメッシュ
を通って砂層に噴出される。
カバリー装置112が設けられている。
が生じない材質のものが用いられる。その代表的なもの
としてはZrO2、AlO3が挙げられる。
ヤーWは、炉体110の出口側と入口側に配したガイド12
4,125を介して高温に保持されている砂層中を通過され
る。
62〜67%、めっき量3〜6g/kgの条件となるように作業
し、 β相 を20〜60%の範囲になるような拡散条件とすべきであ
る。
明による流動床拡散方式では、多層めっきワイヤー径が
常用範囲すなわち0.7mmφ以上において、流動床は470〜
550℃の温度範囲とし、かつ保持時間(浸漬時間)は少
なくとも3秒を越え、かつワイヤ径(d)との関係で3.
44d〜4.41dに設定すべきである。
φの場合には、ラジアントチューブ方式では保持時間3.
2〜4.1秒、同じく1.35mmφの場合には4.6〜6秒、同じ
く1.65mmφの場合には5.7〜7.3秒が最適条件である。
つ線径との関連で4.41dを越える長時間保持とした場合
には、β相の比率が20%を下回り、めっき層表面からの
脱亜鉛が著しく、これによりゴムとの接着性が劣化する
からである。
径との関連で3.44dを下回る短時間保持とした場合に
は、β相の割合が60%を越えて多くなるため、伸線性が
悪化するからである。
dの範囲であっても、前記脱亜鉛によりゴム接着性が悪
化し、470℃未満の低温では保持時間が適正でも伸線性
とゴム接着性が不良となるためである。
で、ワイヤー径1.35mmφを例にとって拡散条件と多元合
金めっきワイヤー特性との関係を示すと第1表のごとく
である。
動床温度を470〜550℃とし、かつ保持時間を線径に則し
た3.44d〜4.41dの範囲内としているため、β相の比率が
20〜55%という適正範囲に収まっており、伸線性とゴム
接着性が共に良好である。
の比率が好適範囲を越え、そのため伸線性とゴム接着性
が不良である。これは断線が多発したりワイヤ表面が粗
となるためであると解される。
対して4.41dを越えて長過ぎるため、β相の比率が少す
ぎ、ゴム接着性が悪くなっている。また、試料9は保持
時間が適正でも流動床温度が高すぎるため、β相の比率
が低すぎ、伸線性は満足できてもゴム接着性は悪い。試
料10は保持時間が長すぎ、流動床温度も高すぎるためβ
相の比率が低すぎ、やはりゴム接着性が悪い。なお、伸
線性は慣用の評価法(ダイス穴寸法変化度合)によった
ものである。また、ゴム接着性も慣用の評価法すなわ
ち、コードをゴム中に埋めて加硫したテストピースを用
いてコード引抜きを行い、コードの地肌がどの程度ゴム
で覆われているかを視認評価したものである。
間が必須条件であることがわかる。
件は、流動床がラジアントチューブ方式の場合、たとえ
ば流動用条件として240〜760Nm3/h、圧力1000〜1500mmH
2O、燃焼用ガス(ブタンの場合)条件として、流量190
〜650Nm3/h、圧力20〜130mmH2O、燃焼ガス/(流動用エ
ア+燃焼ガス)20〜70%の範囲から適宜設定すればよ
い。
て、1200〜1800Nm3/h、圧力3000〜3500mmH2O、燃焼用ガ
ス(ブタンの場合)条件として、流量700〜1100Nm3/h、
圧力650〜750mmH2O、混合比(ガス:エア)1:(12〜1
5)の範囲から適宜設定すればよい。
ッキワイヤー(線径0.93,1.35,1.65mmφ)を第2図と第
3図のラジアントチューブ方式の流動床を用いて熱拡散
処理した。
第2表に示す。また、得られた多元めっきワイヤー冷間
引き抜きしたワイヤー用いて作ったスチールコードの特
性を通電加熱方式による場合と比較して第3表に示す。
めっきワイヤーを使用したものであり、同様に、0.28は
1.35mmφ、0.38は1.65mmφを伸線した多元合金めっきワ
イヤーを使用したものである。
伸線性が各線径とも改善されている。また、引張強さに
ついても、標準偏差σが通電加熱方式の場合にくらべて
良好になつており、バラツキの少ない安定した品質が得
られていることがわかる。
法を採用した場合、ゴムとの反応性が安定し、接着特性
の標準偏差σが少なく、バラツキが少なく良好であるこ
とがわかる。さらに、表には示していないが、通電拡散
では安定生産が不可能であるワイヤ速度60m/min以上の
領域でも安定生産をすることができる大きな利点が得ら
れた。
のゴム補強用スチールワイヤーにCu−Zn系多層めっきを
施し、次いでこのCu−Zn系多層めっきワイヤーを連続的
に加熱してめっき金属を拡散し合金化する方法におい
て、合金と反応性がなく表面浸透を起さない砂を470〜5
50℃に保持しつつ、この砂中に前記Cu−Z系多層めっき
ワイヤーを3秒以上でかつ線系dmmφとの関係において
3.44d〜4.41d秒の浸漬時間で通過させることで合金化す
るので、温度条件と保持時間の規定によりβ相の比率が
適正範囲になるように熱拡散することができ、ゴム補強
材として重要な伸線性とゴム接着性のバラツキの少ない
安定した品質のスチールワイヤーを能率よく高い生産性
で量産することができる。
効率がよいため、通電加熱方式よりも小さな拡散スペー
スで足り、通電加熱式のようなスパークの問題も皆無の
ため、高速化に対応することができ、感電等の問題もな
いため、安全性も良好となるなどのすぐれた効果が得ら
れる。
ワイヤーの製造ラインを例示するフロシート、第1a図は
拡散処理工程の概略側面図、第2図は本発明の実施に使
用する流動床の一例を示す平面図、第3図はその縦断面
図、第4図は流動床の他の例を示す縦断側面図、第5図
は同じくその縦断正面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】径0.7〜2.0mmφのゴム補強用スチールワイ
ヤーにCu−Zn系多層めっきを施し、次いでこのCu−Zn系
多層めっきワイヤーを連続的に加熱してめっき金属を拡
散し合金化する方法において、合金と反応性がなく表面
浸透を起さない砂を470〜550℃に保持しつつ、この砂中
に前記Cu−Zn系多層めっきワイヤーを3秒以上でかつ線
径dmmφとの関係において3.44d〜4.41d秒の浸漬時間で
通過させることにより合金化することを特徴とするゴム
補強用スチールワイヤー多元合金メッキの拡散方法。 - 【請求項2】流動床として、流動用エアと燃焼ガスとを
共に砂層に噴出させる形式のものを用いる特許請求の範
囲第1項に記載のゴム補強用スチールワイヤーの多元合
金メッキの拡散方法。 - 【請求項3】流動床として、流動用エアを下方から砂層
に噴出させ、砂の加熱を砂層外から行う形式のものを用
いる特許請求の範囲第1項に記載のゴム補強用スチール
ワイヤーの多元合金メッキの拡散方法。 - 【請求項4】流動床通過後、超音波を重畳して冷却と表
面洗浄を行う特許請求の範囲第1項ないし第3項いずれ
かに記載のゴム補強用スチールワイヤーの多元合金メッ
キの拡散方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1085796A JP2623004B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | ゴム補強用スチールワイヤーの多元合金メッキの拡散方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1085796A JP2623004B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | ゴム補強用スチールワイヤーの多元合金メッキの拡散方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02267257A JPH02267257A (ja) | 1990-11-01 |
JP2623004B2 true JP2623004B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=13868847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1085796A Expired - Lifetime JP2623004B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | ゴム補強用スチールワイヤーの多元合金メッキの拡散方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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US6109017A (en) * | 1996-05-16 | 2000-08-29 | Tokyo Rope Mfg. Co., Ltd. | Steel cord and steel radial tire |
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JPS6057520A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-03 | Seiko Epson Corp | 磁気ヘッド |
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JPS6144151A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-03-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイキヤスト金型用硬質合金 |
JPS62148530A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Kawasaki Steel Corp | ゴム接着性の優れたスチ−ルコ−ドおよびその製造方法 |
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JPS63143250A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Kawasaki Steel Corp | 拡散法による鋼線のブラス合金めつき方法 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1085796A patent/JP2623004B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH02267257A (ja) | 1990-11-01 |
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