JP5557196B2 - 鋼線、及び鋼線の製造方法 - Google Patents
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Description
準備工程:横断面形状が、互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状の鋼線を用意する。
矯正工程:外力が作用しない無負荷時に、上記鋼線が上記短辺側に湾曲するように矯正する。
本発明の鋼線は、横断面形状が互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状であり、その特徴とするところは、外力が作用しない無負荷時に、上記短辺側に湾曲している点にある。以下、図1(図2)を参照して詳しく説明する。図1において、紙面左側を鋼線1の横断面形状における短辺側、紙面右側を鋼線1の横断面形状における長辺側であり、両辺が対向する方向(紙面左右方向)を鋼線1の幅(方向)、幅方向に直交する方向(図1(A)では紙面に対して垂直方向、同(B)では紙面上下方向)を鋼線1の厚さ(方向)とする。
図1に示す本発明の鋼線1は、鋼からなる線素材に焼入れ・焼戻しを施したオイルテンパー線、又は焼入れ・焼戻しを施さない硬引き線などが挙げられる。その線素材を構成する鋼種としては、代表的には、シリコンクロム鋼、ピアノ線材、硬鋼線材、その他、公知の鋼線材のいずれかが挙げられる。
鋼線1の横断面形状は、互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状である。対向する短辺及び長辺は、直線の他、円弧などの曲線を含む。具体的な横断面形状としては、上記短辺と上記長辺が直線状からなる台形状、上記短辺及び長辺の少なくとも一方が円弧状の曲線からなる丸コバ台形状などが挙げられる。前者の場合、上記短辺と上記長辺とが、互いに対向かつ平行であり、それぞれ台形の上底と下底にそれぞれ対応する。台形状には、直角を有する直角台形状、それらの角部を丸めた形状も含む。横断面形状が、図1(B)のように鋼線1の幅方向に対して厚さ方向に線対称な台形状の場合、曲げ加工により図2(A)に示すC字状体10を作製する際、台形の短辺側を曲げの内側に向けて曲げ加工すると、幅方向の厚みが略均一なC字状体10を成形し易く好ましい。
鋼線1のサイズは、最大幅を7mm以下、最大厚さを3.5mm以下であることが挙げられる。この範囲において、最大幅と最大厚さとが「最大幅>最大厚さの二倍」の関係をみたすことが好ましい。そうすれば、鋼線1をドラムに巻き取る場合、上記短辺と上記長辺とを繋ぐ面をドラムの内側に向けて整列巻きし易い。そのため、鋼線1の短辺側への湾曲に影響を与えることなくドラムに巻き取ることができる。具体的なサイズとしては、鋼線1の横断面形状が台形状の場合(図1(B))、幅w(台形の高さ)が7mm以下、長辺(台形の下底)の長さt2が3.5mm以下である。一方、短辺(台形の上底)の長さt1は、3.5mm未満でかつ上記長辺の長さt2未満であればよい。特に、鋼線1の上記短辺側を曲げの内側に向けて曲げ加工をしてC字状体10(図2(A))を作製する場合、C字状体10の厚さが幅方向に略一定な形状となるように、鋼線1の上記短辺側の厚さ(台形の短辺の長さt1)、鋼線1の上記長辺側の厚さ(台形の長辺の長さt2)、及び幅w(台形の高さ)を適宜選択すればよい。一方、鋼線1の最小幅は、3.0mm以上であることが好ましく、最小厚さ(短辺側の長さ)は0.5mm以上であることが好ましい。即ち、本例のように横断面形状が台形状の場合、台形の短辺の長さt1が0.5mm以上であればよい。
鋼線1は、外力が作用しない無負荷時に、上記短辺側に湾曲している。ここでいう外力が作用しない無負荷時とは、自重以外の力が作用していないことをいう。つまり、鋼線1をコイル状に巻回した状態などではなく、例えば、鋼線1を平滑な平面上に載置する場合などである。その際、上記短辺と上記長辺とを繋ぐ面を平面に接触するように載置することが好ましい。そうすれば、短辺側や長辺側を平面に接触するように載置した場合のように鋼線1の自重が湾曲量αに影響を及ぼすことがないので、正確な湾曲量αを測定できる。ここでは、図1に示すように、鋼線1の長さ方向の一端側を位置決めして、当該一端側において上記長辺側に接する平面を基準(±0mm)とする。その基準より上記短辺側を−(マイナス)方向とし、上記長辺側を+(プラス)方向とするとき、上記無負荷時において、鋼線1の長さ1m当たりの湾曲量αが、−5mm以上であることが好ましい。そうすれば、後述する試験例から明らかなように、鋼線1を曲げ加工してC字状体10(図2(A))を作製した際、C字状体10の軸方向における鋼線1の端部同士のずれ(歪み量β(図2(B)))を抑制できるので、歪み量βを小さく、かつ歪み量βのばらつきを小さくできる。湾曲量αは、上記基準から鋼線1の長さ方向の他端側までの垂直距離とする。即ち、上記基準から、長さ方向の他端側における横断面の上記長辺側までの距離である。湾曲量αは、−側に大きくなるほど好ましく、特に−10mm以上であることが好ましい。
本発明の鋼線1の製造方法は、互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状の鋼線1を用意する準備工程と、外力が作用しない無負荷時に、鋼線1が上記短辺側に湾曲するように矯正する矯正工程とを具える。各工程について順に説明する。
準備工程では、横断面形状が互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状の鋼線1を作製するか、予め同様に作製された鋼線1を購入するなどして用意する。
素材線を作製する場合、素材線がオイルテンパー線、又は硬引き線のいずれの場合でも、それぞれ従来の製造工程と重複する工程を経て得られる。
オイルテンパー線の製造工程は、代表的には、原料鋼の溶製→熱間鍛造→熱間圧延→パテンティング(微細パーライト組織化)→皮剥ぎ(脱炭層の除去)→焼鈍(皮剥ぎにより生じたマルテンサイト相をなます)→伸線加工→焼入れ焼戻し、という工程が挙げられる。この工程により、焼戻しマルテンサイト組織から構成される線素材が得られる。
硬引線の製造工程は、代表的には、原料鋼の溶製→熱間鍛造→熱間圧延→パテンティング→皮剥ぎ→焼鈍→伸線加工、という工程が挙げられる。この工程により、微細パーライト組織から構成される線素材が得られる。
異形圧延工程では、上記線素材の横断面形状が互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状となるように圧延する。所望の横断面形状となるように圧延ロールの形状を適宜選択すればよい。圧延条件は、公知の条件を適宜利用できる。
矯正工程では、準備工程で用意された鋼線1が、外力が作用しない無負荷時に、横断面形状における上記短辺側に湾曲するように矯正する。
以上説明した鋼線によれば、外力が作用しない無負荷時に、横断面における短辺側に湾曲していることで、この短辺側を曲げの内側に向けて曲げ加工し易く、曲げ加工により成形されたC字状体の軸方向における端部同士のずれ(歪み量)を小さく、かつ歪み量のばらつきを小さくできる。つまり、鋼線は、C字状体など、環の一部が開口した部材を成形するのに好適である。一方、上述の鋼線の製造方法によれば、横断面形状の上記短辺側を曲げの内側に向けて曲げ加工してC字状体などを作製しても、C字状体の端部同士がC字状体の軸方向にずれ難い鋼線を製造できる。
試験例として、図1を参照して説明した鋼線1において、湾曲量αがそれぞれ異なる試料1〜5を用意した。そして、各試料を用いて図2(A)に示すC字状体10を作製し、C字状体10の歪み量βを測定した。
上記試験より、矯正工程により横断面の短辺側に湾曲した試料1、2の鋼線1を用いて作製したC字状体10の方が、横断面の長辺側に反った試料4、5の鋼線1を用いて作製したC字状体10よりも、歪み量βの平均値、及び最大値が小さく、さらに標準偏差も小さかった。つまり、試料1、2の鋼線1を用いることで、歪み量βを小さく、かつ歪み量βのばらつきを小さくできた。一方、試料3は、今回使用した曲げ加工機に給線できなかったため、C字状体10を作製できなかった。しかし、鋼線1を横断面の短辺側(曲げの内側)に湾曲させるほど、即ち、短辺側への湾曲量αを大きくするほど歪み量βの平均値、及び最大値を小さくでき、かつ標準偏差も小さくなっている。このことから、曲げ加工機の給線機構を調整し、湾曲量αが−20mm以上の鋼線でも曲げ加工機に給線できるようにしてC字状体10を作製すれば、試料3でも、試料1、2と同様に歪み量βの平均値、最大値、及び標準偏差のいずれをも小さくできると期待できる。
Claims (8)
- 横断面形状が、互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状の鋼線であって、
前記鋼線に外力が作用しない無負荷時に、前記短辺側に湾曲しており、
前記短辺側を曲げの内側に向けて曲げ加工することに用いられることを特徴とする鋼線。 - 前記鋼線の長さ方向の一端側を位置決めし、当該一端側において前記長辺側に接する平面を基準として、当該基準から当該長さ方向の他端側までの垂直距離を湾曲量とするとき、
前記鋼線の長さ1m当たりの前記湾曲量が、5mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の鋼線。 - 前記横断面において、前記短辺と長辺とが対向する方向を幅方向とし、当該幅方向に垂直な方向を厚さ方向とするとき、
前記鋼線の最大幅が、7mm以下であり、
前記鋼線の最大厚さが、3.5mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の鋼線。 - 前記鋼線の横断面形状が、台形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼線。
- 前記鋼線は、硬引き線であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の鋼線。
- 横断面形状が、互いに対向する短辺と長辺とを有する異形状の鋼線を用意する準備工程と、
外力が作用しない無負荷時に、前記鋼線が前記短辺側に湾曲するように矯正する矯正工程とを具え、
前記鋼線は、前記短辺側を曲げの内側に向けて曲げ加工することに用いられることを特徴とする鋼線の製造方法。 - 前記矯正工程は、前記鋼線の前記長辺側にロールを押し当てることを特徴とする請求項6に記載の鋼線の製造方法。
- 前記鋼線の長さ方向の一端側を位置決めし、当該一端側において前記長辺側に接する平面を基準として、当該基準から当該長さ方向の他端側までの垂直距離を湾曲量とするとき、
前記矯正工程は、前記鋼線の長さ1m当たりの前記湾曲量が5mm以上となるように施されることを特徴とする請求項6または7に記載の鋼線の製造方法。
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