JP2742117B2 - 銅被覆鋼トロリ線の製造方法 - Google Patents
銅被覆鋼トロリ線の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼線を芯材とし、この芯材の周りを銅又は
銅合金で被覆した銅被覆鋼トロリ線の製造方法に関し、
特に、機械的強度及び伸線加工性が優れた銅被覆鋼トロ
リ線の製造方法に関する。
銅合金で被覆した銅被覆鋼トロリ線の製造方法に関し、
特に、機械的強度及び伸線加工性が優れた銅被覆鋼トロ
リ線の製造方法に関する。
［従来の技術］ 従来、鉄道用トロリ線は純銅線、銀入り銅線及び錫入
り銅線等が使用されている。しかし、近年、電車の高速
化に伴って耐摩耗性及び耐断線性が優れたトロリ線が必
要とされ、銅被覆鋼トロリ線が開発されて実用化されて
いる。例えば、特願昭62-171252号には、芯材と被覆材
とが金属結合されて耐蝕性及び耐摩耗性が向上した銅被
覆鋼トロリ線が開示されている。また、特願昭62-17336
0号には、溶銅浸漬法を使用して耐蝕性及び耐摩耗性が
優れた銅被覆鋼トロリ線を製造する方法が示されてい
る。
り銅線等が使用されている。しかし、近年、電車の高速
化に伴って耐摩耗性及び耐断線性が優れたトロリ線が必
要とされ、銅被覆鋼トロリ線が開発されて実用化されて
いる。例えば、特願昭62-171252号には、芯材と被覆材
とが金属結合されて耐蝕性及び耐摩耗性が向上した銅被
覆鋼トロリ線が開示されている。また、特願昭62-17336
0号には、溶銅浸漬法を使用して耐蝕性及び耐摩耗性が
優れた銅被覆鋼トロリ線を製造する方法が示されてい
る。
また、一般的にトロリ線の冷間加工における加工度が
同一である場合には、鋼線中の炭素含有量が多い方が、
より一層高強度の銅被覆鋼トロリ線を製造できることが
知られている。
同一である場合には、鋼線中の炭素含有量が多い方が、
より一層高強度の銅被覆鋼トロリ線を製造できることが
知られている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、溶銅浸漬法を使用した銅被覆鋼トロリ
線の製造方法においては、芯材となる鋼線が急熱及び急
冷されるため、鋼線中の炭素含有量が0.25重量％以上の
場合には後工程の伸線加工工程にて鋼線に断線が発生す
ることがあるという問題点がある。
線の製造方法においては、芯材となる鋼線が急熱及び急
冷されるため、鋼線中の炭素含有量が0.25重量％以上の
場合には後工程の伸線加工工程にて鋼線に断線が発生す
ることがあるという問題点がある。
一般的に、炭素鋼はその製造過程において中心部の凝
固が遅れるため、中心部の炭素含有量が他の部分よりも
増加している。例えば、JIS G 3507 SWRCH 25K炭素鋼線
材は炭素含有量が0.23乃至0.28重量％と規定されている
が、凝固時の偏析により中心部では0.30重量％を超える
場合もある。そして、この炭素含有量が多いと、以後の
熱履歴によっては断線が発生しやすくなることがある。
固が遅れるため、中心部の炭素含有量が他の部分よりも
増加している。例えば、JIS G 3507 SWRCH 25K炭素鋼線
材は炭素含有量が0.23乃至0.28重量％と規定されている
が、凝固時の偏析により中心部では0.30重量％を超える
場合もある。そして、この炭素含有量が多いと、以後の
熱履歴によっては断線が発生しやすくなることがある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、0.25重量％以上の炭素を含有する鋼線を芯材として
使用しても、機械的強度が優れていると共に伸線加工性
が優れていて断線しにくい銅被覆鋼トロリ線の製造方法
を提供することを目的とする。
て、0.25重量％以上の炭素を含有する鋼線を芯材として
使用しても、機械的強度が優れていると共に伸線加工性
が優れていて断線しにくい銅被覆鋼トロリ線の製造方法
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る銅被覆鋼トロリ線の製造方法は、炭素含
有量が0.25重量％以上の鋼線の周囲に溶銅浸漬法により
銅又は銅合金を付着させて被覆鋼線を得る工程と、前記
被覆鋼線を圧延して冷却した後、非酸化雰囲気にて熱処
理することにより前記鋼線中のベーナイト相を消失させ
る工程と、前記被覆鋼線を伸線加工する工程とを有する
ことを特徴とする。
有量が0.25重量％以上の鋼線の周囲に溶銅浸漬法により
銅又は銅合金を付着させて被覆鋼線を得る工程と、前記
被覆鋼線を圧延して冷却した後、非酸化雰囲気にて熱処
理することにより前記鋼線中のベーナイト相を消失させ
る工程と、前記被覆鋼線を伸線加工する工程とを有する
ことを特徴とする。
［作用］ 本願発明者等は、断線してしまった銅被覆鋼荒引線の
断面の組織を観察したところ、鋼線の中心部にベーナイ
ト層という延性に乏しい組織が発生していることを知見
した。
断面の組織を観察したところ、鋼線の中心部にベーナイ
ト層という延性に乏しい組織が発生していることを知見
した。
この現象は以下のように考えられる。即ち、溶銅浸漬
法により銅被覆鋼トロリ線を製造する場合に、鋼線が約
1000℃に急加熱された後に20乃至30秒間で室温付近まで
急冷されるため、鋼線に、所謂、焼き入れ現象が生じ
る。これにより、鋼線中の多量の炭素を含有する部分
に、延性に乏しいベーナイト相が生成してしまう。そう
すると、次工程にてこの銅被覆鋼線を伸線加工した場合
に、銅被覆鋼線が断線してしまう。
法により銅被覆鋼トロリ線を製造する場合に、鋼線が約
1000℃に急加熱された後に20乃至30秒間で室温付近まで
急冷されるため、鋼線に、所謂、焼き入れ現象が生じ
る。これにより、鋼線中の多量の炭素を含有する部分
に、延性に乏しいベーナイト相が生成してしまう。そう
すると、次工程にてこの銅被覆鋼線を伸線加工した場合
に、銅被覆鋼線が断線してしまう。
そこで、本発明においては、先ず、0.25重量％以上の
炭素を含有する鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に浸漬して
鋼線の周囲に銅又は銅合金を被覆する。これにより、溶
銅浸漬法における急熱及び急冷工程により鋼線中にベー
ナイト相が生成する。次いで、この被覆鋼線を非酸化雰
囲気にて熱処理することにより、このベーナイト相中の
セメンタイト（Fe3Ｃ）の炭素成分Ｃが加熱されて再固
溶する。次いで、この被覆鋼線を徐冷することにより再
び炭素成分Ｃが球状化析出する。これにより、金属組織
が改変されてベーナイト層が消失する。このため、鋼線
の加工性が優れていると共に、強度が極めて優れた被覆
鋼線が得られるので、次工程にてこの被覆鋼線を伸線加
工しても断線することがなく、高強度の銅被覆鋼トロリ
線を製造することができる。
炭素を含有する鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に浸漬して
鋼線の周囲に銅又は銅合金を被覆する。これにより、溶
銅浸漬法における急熱及び急冷工程により鋼線中にベー
ナイト相が生成する。次いで、この被覆鋼線を非酸化雰
囲気にて熱処理することにより、このベーナイト相中の
セメンタイト（Fe3Ｃ）の炭素成分Ｃが加熱されて再固
溶する。次いで、この被覆鋼線を徐冷することにより再
び炭素成分Ｃが球状化析出する。これにより、金属組織
が改変されてベーナイト層が消失する。このため、鋼線
の加工性が優れていると共に、強度が極めて優れた被覆
鋼線が得られるので、次工程にてこの被覆鋼線を伸線加
工しても断線することがなく、高強度の銅被覆鋼トロリ
線を製造することができる。
なお、この熱処理工程を不活性ガス中、還元性ガス中
又は真空中等の非酸化雰囲気にて行なうために、銅被覆
層が酸化されることを防止でき、銅被覆鋼トロリ線の機
械的強度を劣化させることがない。
又は真空中等の非酸化雰囲気にて行なうために、銅被覆
層が酸化されることを防止でき、銅被覆鋼トロリ線の機
械的強度を劣化させることがない。
また、炭素含有量を0.25重量％以上としたのは、高強
度の銅被覆鋼トロリ線を得るためである。炭素含有量が
低い場合には、熱処理工程を設けなくても伸線加工によ
り断線が発生することはない。より具体的に述べれば、
本発明により製造された銅被覆鋼トロリ線は、鉄道の高
速化に伴いトロリ線の高強度化及び高導電率化にも十分
対応できるようにするものであり、例えば導電率が80％
以上のトロリ線のように高銅被覆の場合にも鋼心強度を
十分に保ち得るようにしたものである。
度の銅被覆鋼トロリ線を得るためである。炭素含有量が
低い場合には、熱処理工程を設けなくても伸線加工によ
り断線が発生することはない。より具体的に述べれば、
本発明により製造された銅被覆鋼トロリ線は、鉄道の高
速化に伴いトロリ線の高強度化及び高導電率化にも十分
対応できるようにするものであり、例えば導電率が80％
以上のトロリ線のように高銅被覆の場合にも鋼心強度を
十分に保ち得るようにしたものである。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について比較例と比較して説明
する。
する。
先ず、線径が15mmのJIS G 3507 SWRCH-30K炭素鋼線材
を伸線加工して線径を13.1mmとした後、更に皮むきして
線径が12.7mmの芯材を形成した。次に、この芯材を溶銅
中に連続的に浸漬させて、この芯材の周面に断面積比で
約55％の銅被覆層が形成された鋳造ロッドを得た。更
に、この鋳造ロッドを連続的に圧延して、線径が17mmの
銅被覆鋼荒引線を得た。
を伸線加工して線径を13.1mmとした後、更に皮むきして
線径が12.7mmの芯材を形成した。次に、この芯材を溶銅
中に連続的に浸漬させて、この芯材の周面に断面積比で
約55％の銅被覆層が形成された鋳造ロッドを得た。更
に、この鋳造ロッドを連続的に圧延して、線径が17mmの
銅被覆鋼荒引線を得た。
次いで、0.1体積％の水素を含有する窒素ガス気流中
において、この銅被覆鋼荒引線を800℃の温度に１時間
加熱した後、18℃／時の冷却速度で炉冷した。その後、
この銅被覆鋼線を断面積が110mm2のトロリ線に加工し
た。このトロリ線を実施例１とした。
において、この銅被覆鋼荒引線を800℃の温度に１時間
加熱した後、18℃／時の冷却速度で炉冷した。その後、
この銅被覆鋼線を断面積が110mm2のトロリ線に加工し
た。このトロリ線を実施例１とした。
次に、鋼種がJIS G 3507 SWRCH-25K炭素鋼線材であ
り、熱処理雰囲気がアルゴンガス気流中であること以外
は実施例１と同様にして断面積が110mm2のトロリ線を製
造した。このトロリ線を実施例２とした。
り、熱処理雰囲気がアルゴンガス気流中であること以外
は実施例１と同様にして断面積が110mm2のトロリ線を製
造した。このトロリ線を実施例２とした。
次に、線径が12mmのJIS G 3507 SWRCH-30K炭素鋼線材
を伸線加工して線径を10.7mmにした後、更に皮剥ぎして
線径が10.3mmの芯材とした。その後、この芯材を溶銅中
に連続的に浸漬させて、この芯材の周面に断面積比で約
55％の銅被覆層が形成された鋳造ロッドを得た。そし
て、この鋳造ロッドを圧延して線径が14mmの銅被覆鋼荒
引線を得た。
を伸線加工して線径を10.7mmにした後、更に皮剥ぎして
線径が10.3mmの芯材とした。その後、この芯材を溶銅中
に連続的に浸漬させて、この芯材の周面に断面積比で約
55％の銅被覆層が形成された鋳造ロッドを得た。そし
て、この鋳造ロッドを圧延して線径が14mmの銅被覆鋼荒
引線を得た。
次いで、0.1体積％の水素を含有する窒素ガス気流中
において、前記銅被覆鋼荒引線を800℃の温度で１時間
加熱した後、18℃／時の冷却速度で冷却した。その後、
この線を伸線加工して線径を13.1mmにした後、更に皮剥
ぎして線径が12.7mmの心材とした。
において、前記銅被覆鋼荒引線を800℃の温度で１時間
加熱した後、18℃／時の冷却速度で冷却した。その後、
この線を伸線加工して線径を13.1mmにした後、更に皮剥
ぎして線径が12.7mmの心材とした。
次いで、この心材を溶銅中に連続的に浸漬させてその
周面に断面積比で約80％の銅被覆鋼が形成された鋳造ロ
ッドとした。更に、このロッドを連続的に圧延して、線
径が17mmの銅被覆鋼荒引線を得た。
周面に断面積比で約80％の銅被覆鋼が形成された鋳造ロ
ッドとした。更に、このロッドを連続的に圧延して、線
径が17mmの銅被覆鋼荒引線を得た。
次に、0.1体積％の水素を含有する窒素ガス気流中に
おいて、この荒引線を800℃の温度で１時間加熱した
後、18℃／時の冷却速度で冷却した。その後、この線を
断面積が110mm2のトロリ線に加工した。このトロリ線を
実施例３とした。
おいて、この荒引線を800℃の温度で１時間加熱した
後、18℃／時の冷却速度で冷却した。その後、この線を
断面積が110mm2のトロリ線に加工した。このトロリ線を
実施例３とした。
これらの実施例１乃至３の銅被覆鋼線は断面積が110m
m2のトロリ線に伸線加工しても断線することがなく、高
強度の銅被覆鋼トロリ線を製造することができた。
m2のトロリ線に伸線加工しても断線することがなく、高
強度の銅被覆鋼トロリ線を製造することができた。
一方、実施例１と同一条件で熱処理のみを省略した比
較例１の場合は、銅被覆鋼線を15.2mmの線径に伸線加工
する段階で断線した。また、実施例２と同一条件で熱処
理のみを省略した比較例２と同一条件で熱処理のみを省
略した比較例２の銅被覆鋼線は110mm2の断面積に伸線加
工する段階において、入荷ロッドの違いにより断線する
ものとしないものがあった。このように、比較例１及び
２の場合はトロリ線の製造方法として不適であった。
較例１の場合は、銅被覆鋼線を15.2mmの線径に伸線加工
する段階で断線した。また、実施例２と同一条件で熱処
理のみを省略した比較例２と同一条件で熱処理のみを省
略した比較例２の銅被覆鋼線は110mm2の断面積に伸線加
工する段階において、入荷ロッドの違いにより断線する
ものとしないものがあった。このように、比較例１及び
２の場合はトロリ線の製造方法として不適であった。
なお、本発明において、熱処理工程を実施する非酸化
雰囲気としては、不活性ガス中、還元性ガス中又は真空
中等がある。
雰囲気としては、不活性ガス中、還元性ガス中又は真空
中等がある。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、0.25重量％以上
の炭素を含有する高強度の鋼線を芯材として銅被覆鋼ト
ロリ線を製造する場合に、溶銅浸漬工程にて鋼線中に生
成されるベーナイト相を熱処理により消失させた後、被
覆鋼線を伸線加工するから、この被覆鋼線の伸線加工性
が優れており、製造途中で断線することが防止される。
従って、炭素含有量が0.25重量％以上と高強度の鋼線を
芯材とする銅被覆鋼トロリ線を安定して製造することが
できる。
の炭素を含有する高強度の鋼線を芯材として銅被覆鋼ト
ロリ線を製造する場合に、溶銅浸漬工程にて鋼線中に生
成されるベーナイト相を熱処理により消失させた後、被
覆鋼線を伸線加工するから、この被覆鋼線の伸線加工性
が優れており、製造途中で断線することが防止される。
従って、炭素含有量が0.25重量％以上と高強度の鋼線を
芯材とする銅被覆鋼トロリ線を安定して製造することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】炭素含有量が0.25重量％以上の鋼線の周囲
に溶銅浸漬法により銅又は銅合金を付着させて被覆鋼線
を得る工程と、前記被覆鋼線を圧延して冷却した後、非
酸化雰囲気にて熱処理することにより前記鋼線中のベー
ナイト相を消失させる工程と、前記被覆鋼線を伸線加工
する工程とを有することを特徴とする銅被覆鋼トロリ線
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32438889A JP2742117B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 銅被覆鋼トロリ線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32438889A JP2742117B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 銅被覆鋼トロリ線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186436A JPH03186436A (ja) | 1991-08-14 |
| JP2742117B2 true JP2742117B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=18165235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32438889A Expired - Fee Related JP2742117B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 銅被覆鋼トロリ線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742117B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-14 JP JP32438889A patent/JP2742117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03186436A (ja) | 1991-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |