JPH0211460B2 - - Google Patents

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JPH0211460B2
JPH0211460B2 JP17336087A JP17336087A JPH0211460B2 JP H0211460 B2 JPH0211460 B2 JP H0211460B2 JP 17336087 A JP17336087 A JP 17336087A JP 17336087 A JP17336087 A JP 17336087A JP H0211460 B2 JPH0211460 B2 JP H0211460B2
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JP
Japan
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copper
wire
steel wire
steel
trolley
Prior art date
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Expired
Application number
JP17336087A
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Japanese (ja)
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JPS6418737A (en
Inventor
Teruyuki Takayama
Haruo Tominaga
Kenichi Myauchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
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Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute filed Critical Railway Technical Research Institute
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Priority to DE19883879782 priority patent/DE3879782T2/en
Priority to ES88110982T priority patent/ES2041744T3/en
Priority to EP88110982A priority patent/EP0298518B1/en
Priority to CN 88104339 priority patent/CN1011681B/en
Publication of JPS6418737A publication Critical patent/JPS6418737A/en
Publication of JPH0211460B2 publication Critical patent/JPH0211460B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 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ー線の製
造方法に関し、特に、耐摩耗性が優れた高張力銅
被覆鋼トロリー線を製造する方法に関する。 [従来の技術] 鉄道用トロリー線は、通常、銅線又は銅合金線
が使用されている。ところで、近時、電車の高速
運行の要請が強く、このため、トロリー線の強度
を一層高めることが要求されている。 つまり、電車の運行速度を高速化するために
は、トロリー線の波動伝搬速度を高めておく必要
がある。この場合に、波動伝搬速度Cは下記数式
にて表わされる。 C=√ 但し、Tは架線張力であり、ρはトロリー線の
線密度(単位長当たりの重さ)である。 この式から明らかなように、波動伝搬速度Cを
高くするためには、張力Tを大きくするか、又は
線密度ρを小さくする必要がある。そこで、線密
度ρを小さくして伝搬速度Cを高める技術とし
て、鋼線の周りにアルミニウムを被覆して圧着さ
せたアルミニウム複合トロリー線が提案されてい
る。 また、トロリー線の強度を高めることにより、
架線張力Tを通常の場合よりも高く設定して伝搬
速度Cを高くする技術として、銅より高強度の鉄
系材料と銅系材料との複合トロリー線が提案され
ている(特公昭53−122786号参照)。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、これらの従来のトロリー線は、
以下に示すような欠点を有する。 先ず、アルミニウム複合トロリー線において
は、トロリー線の取付金具が銅合金製であるた
め、取付金具の銅合金とトロリー線のアルミニウ
ム被覆層とが接触して接触腐食が生ずるという問
題点がある。この腐食を回避するためには、現在
普及している取付金具を全てアルミニウムとの間
で接触腐食を生じない材料のものに変更する必要
があり、コストの点で実用的ではない。 また、鉄系材料と銅系材料との複合トロリー線
においては、鉄系材料と銅系材料との間で腐食が
発生し、実用上の不都合が多い。更に、この鉄系
材料と銅系材料との間に、鉛又は錫等の層を介在
させて腐食を防止する技術も提案されているが、
このような中間層が介在することはトロリー線の
強度上、問題になるのに加え、製造工程が複雑化
するため、好ましくない。 更に、従来のトロリー線は、耐摩耗性が満足で
きるものではなく、運行頻度が高い路線において
は、寿命の延長を可能にする耐摩耗性が優れたト
ロリー線の開発が要望されている。 本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであ
つて、高強度であり耐摩耗性が優れた銅被覆鋼ト
ロリー線を低コストで製造することができる銅被
覆鋼トロリー線の製造方法を提供することを目的
とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明に係る銅被覆鋼トロリー線の製造方法
は、鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に連続的に浸漬
させ、鋼線の周囲に銅又は銅合金を凝固させて付
着させた後、この鋼線に銅又は銅合金が被覆され
た素線を750乃至850℃の温度範囲にて圧延比が10
乃至40%の範囲で熱間圧延することを特徴とす
る。 [作用] 本発明においては、種線としての鋼線を銅又は
銅合金の溶湯中に浸漬してその鋼線の周囲に銅又
は銅合金を凝固させて付着させる。これにより、
銅又は銅合金が被覆された銅被覆鋼線素線が得ら
れる。次いで、この銅被覆鋼線素線を所定の条件
で熱間圧延すると、芯材の鋼線と被覆材の銅又は
銅合金領域とが金属結合するので、芯材と被覆材
とが強固に接合される。従つて、芯材と被覆材と
の接合強度が高いと共に、芯材と被覆材との境界
部において腐食が進行することが防止される。 また、本発明においては、鋼線を溶融銅又は溶
融銅合金中に浸漬させて鋼線を銅又は銅合金で被
覆するから、トロリー線のように太径であつて、
厚い銅被覆層を有する線材を、電気メツキ法等に
比して低コストで製造することができる。 [実施例] 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。先ず、第1図に基いて、本発明
の実施例において使用する所謂デイツプフオーミ
ング装置について説明する。このデイツプフオー
ミング装置においては、鋼線の供給装置10の上
方に銅又は銅合金の被覆装置20が配設されてい
る。 供給装置10の気密構造のハウジング11に
は、適宜の真空排気装置に連結された排気口15
が設けられており、この排気口15を介してハウ
ジング11内は所定の真空度に排気されている。
ハウジング11の側部の鋼線入口には、皮剥ダイ
ス12が配置されており、この入口からハウジン
グ11内に供給される鋼線1は皮剥ダイス12に
よりその表面層が切削される。 ハウジング11内には、キヤプスタン13が設
置されており、鋼線1はこのキヤプスタン13に
巻き架けられてその進行方向を上方に変更する。
ハウジング11内の上部には、2対のピンチロー
ル16が配設されており、鋼線1はこのピンチロ
ール16により引き抜き駆動されて、ハウジング
11内から被覆装置20に供給される。 ピンチロール16とキヤプスタン13との間の
ハウジング11内には、鋼線1の曲がりぐせを矯
正する整直装置14が配設されている。この整直
装置14は、キヤプスタン13により曲げられた
鋼線の内側に転動する2個のコロ14a,14c
と、このコロ14a,14cの間にて鋼線外側に
転動するコロ14bとを有する。キヤプスタン1
3から送られた鋼線1は、コロ14a,14b,
14cにこの順に転動されることによつて、キヤ
プスタン13に巻き架けられたときの曲がりぐせ
が矯正される。なお、コロ14a,14b,14
cは適宜の駆動装置(図示せず)により自力回転
させてもよいし、アイドラ形式で鋼線1に従動さ
せるだけでもよい。また、コロ14a,14b,
14c間の間隔は、鋼線の種類及び曲がりぐせの
強弱等に応じて調整することができるようになつ
ている。 被覆装置20は、銅又は銅合金の溶湯21が貯
留されたルツボ22を有する。このルツボ22は
黒鉛等の耐火物製のものであり、その外底面が供
給装置10のハウジング11の上端出口を気密的
に塞いだ状態で、ハウジング11に連結されてい
る。ルツボ22の底部には、鋼線1の直径と実質
的に同一径の挿入孔23が形成されていて、鋼線
1は液密的に挿入孔23を通過してルツボ22内
に導入される。 ルツボ22の側部には、銅又は銅合金の溶解装
置30に連結された溶湯供給口24が設けられて
おり、溶湯21はこの供給口24を介してルツボ
22内に補給される。 被覆装置20の上方には、線材の引抜装置(図
示せず)が設置されており、鋼線1の周囲に銅又
は銅合金が被覆された複合線2がこの引抜装置に
より上方に引き抜かれる。この複合線は被覆装置
20から後工程の熱間圧延装置(図示せず)に送
給される。 本発明の実施例においては、このように構成さ
れるデイツプフオーミング装置を使用して鋼線に
銅又は銅合金を被覆した後、この複合線を熱間圧
延する。 先ず、第1図に示すように、鋼線1は皮剥ダイ
ス12によりその表面層が連続研削されつつ真空
排気されたハウジング11内に導入される。この
清浄な表面を有する鋼線1はキヤプスタン13に
巻き架けられてその進行方向を上方に変更する。
この場合に、キヤプスタン13により鋼線1には
曲がりぐせがつくが、この鋼線1は整直装置14
の各コロ14a,14b,14cにより真直に矯
正される。 次いで、鋼線1はピンチロール16により上方
に引き抜かれ、被覆装置20のルツボ22の底部
に設けられた挿入口23からルツボ22内に導入
される。そして、鋼線1はルツボ22内を上方に
引き抜かれ、その間にルツボ22内の溶湯21が
鋼線1に付着する。そして、付着した溶湯21が
凝固して鋼線1の周面に銅又は銅合金が付着した
複合線2が得られる。 複合線2は、次いで、熱間圧延装置により、
750乃至850℃の温度範囲で、10乃至40%の圧延比
に熱間圧延される。これにより、芯材の鋼線と、
被覆材の銅又は銅合金の領域とが金属結合し、被
覆材が芯材に強固に被着される。 圧延比が10%以上であるのは、それ未満である
と鋼線と銅又は銅合金領域とを十分に金属結合さ
せ得ないからである。また、圧延比が40%以下で
あるのは、それを超えると、加工度が高くなり過
ぎて銅又は銅合金被覆材の肉厚が均一にならない
からである。このような理由で、本願発明におい
ては、圧延比を10乃至40%に設定する。また、圧
延温度が750℃以上であるのは、それ未満である
と、前述の圧延比の範囲で銅又は銅合金領域と鋼
線とを十分に金属結合させることができないから
である。一方、圧延温度が850℃以下であるのは、
それを超えると、圧延ロール及び治具の損耗並び
にガイドコロ及びロール表面への銅の凝縮等が発
生し、圧延を円滑に実施できないからである。 次いで、この熱間加工後の複合線を溝切り加工
し、第2図にその断面図に示すように、鋼線芯材
3を被覆する銅又は銅合金被覆材4に、1対のV
字状溝5を形成する。これにより、トロリー線が
製造される。この溝5を介して銅製の金具により
握持することによつて、トロリー線が架設され
る。 本実施例により製造される金属結合を有する複
合線においては、鋼線と銅又は銅合金領域との界
面で原子の拡散が生じ、極めて強固に接合され
る。従つて、例えば、この複合線に対してその直
径方向に圧縮荷重を印加した場合でも、鋼線と銅
又は銅合金領域との間に剥離は発生しない。これ
は、複合線を引張破断させた場合及び曲げ変形を
加えた場合も同様である。このため、トロリー線
が摩耗して鋼線の芯材3が露出した場合でも、銅
又は銅合金の被覆材4と芯材3との境界に水等が
侵入することはない。従つて、この境界部が優先
的に腐食されることはない。 銅又は銅合金からなる被覆材4の被覆率は、断
面面積比率(トロリー線全体の断面面積に対する
被覆材の面積の比率)で45乃至75%に設定するこ
とが好ましい。 被覆材4の被覆率が45%未満である場合は、複
合線を溝切り加工して所定の深さの溝5を形成す
る際に、銅被覆材4の厚さが溝5の深さよりも薄
くなつて、この溝5において、鋼線芯材3が露出
する虞がある。一方、被覆材4の被覆率が75%を
超えると、必然的に、鋼線芯材部分が不足して耐
摩耗性の向上効果が減少する。このため、被覆材
4の被覆率は、断面面積比率で45乃至75%にする
ことが好ましい。 なお、この銅被覆鋼複合線をトロリー線として
の用途に供するためには導電率が50%IACS(純銅
焼鈍材の導電率を100としたときの値)以上であ
ることが必要である。従つて、銅又は銅若しくは
銅合金の品種及び被覆率等の諸条件を、導電率が
50%以上になるように選択する必要がある。 このように構成された銅被覆鋼トロリー線は、
銅又は銅合金の被覆材4により所定の被覆率で被
覆されているから、トロリー線を懸架する取付金
具にはこの被覆材4が接触する。従つて、銅合金
製取付金具との間で接触腐食が発生することはな
い。また、芯材3として鋼線を使用しているか
ら、トロリー線の強度が高く、耐摩耗性が優れて
いる。このようにトロリー線の強度が高いことに
より、架線張力Tを高く設定することができる。
このため、前述の如く、波動伝搬速度Cを高める
ことができ、電車の高速化が可能となる。 鋼線の鋼種としては、任意のものを使用するこ
とができるが、鋼線の強度が高過ぎると、製造工
程又はトロリー線の架線工事において取扱いが不
便である。このため、鋼線の材質としては、炭素
含有量が0.35重量%以下のものを使用することが
好ましい。炭素含有量が0.35重量%を超えると、
鋼線の強度が高くなり過ぎて、例えば、前述のデ
イツプフオーミング法による複合線の製造工程に
おいて、皮剥ダイス12の寿命が短くなる。 本実施例においては、所謂デイツプフオーミン
グ法により鋼線に銅又は銅合金を被覆するから銅
被覆鋼トロリー線を低コストで製造することがで
きる。トロリー線は、主として直径が10mm以上の
太い線材であると共に、被覆材(銅又は銅合金)
も架設用溝を形成する必要上厚く形成する必要が
あるため、電気メツキ法等によつて銅被覆鋼線を
製造せんとすると、極めてコストが高くなる。こ
れに対して、本実施例のようにデイツプフオーミ
ング法により銅又は銅合金を被覆することによ
り、低コストでトロリー線用複合線を製造するこ
とができる。 本実施例においては、キヤプスタン13を通過
して曲がりぐせがついた鋼線1は整直装置14の
各コロ14a,14b,14cにより真直に矯正
される。従来、銅線のデイツプフオーミング装置
においては、このような整直装置は設置されてい
ない。しかしながら、本実施例のように、鋼線を
デイツプフオーミングする場合は、整直装置14
を設けないと鋼線を円滑にルツボ22内に導入す
ることが困難である。 つまり、鋼線1は、銅線に比して硬いため、キ
ヤプスタン13に巻き架けられたときに曲がりぐ
せがついてしまう。この曲がりぐせはピンチロー
ル16により引張つただけでは修正されず、ルツ
ボ22の挿入孔23にて鋼線1が引つかかり、運
転停止の事態が発生する虞れがある。しかしなが
ら、本実施例のように、例えば、3個のコロ14
a,14b,14cにより鋼線1を矯正すること
により、鋼線1は真直になるので、挿入孔23に
て、詰まり及びひつかかりが生ずることなく安定
して鋼線1をルツボ22内に供給することができ
る。 次に、本発明方法により、銅被覆鋼トロリー線
を製造した結果(実施例)について、従来例に係
るトロリー線の製造結果と共に説明する。 本発明方法においては、芯材鋼線として、
JISG3505、SWRM10の軟鋼線材(直径14mm)を
使用した。この軟鋼線材を皮剥ダイス12により
直径12.7mmに皮剥し、整直装置14により矯正し
た後、被覆装置20に送給した。この場合に、各
コロ14a,14b,14cの間隔を適切に調節
した結果、1000mmの長さ部分において曲がり量を
約3乃至10mmに抑制することができた。これに対
し、整直装置14を使用しない場合は、1000mmの
長さ部分において約40乃至60mmも曲つてしまい、
鋼線を安定して挿入孔23に通すことができな
い。 被覆装置20において、鋼線1の周面に銅又は
銅合金が被覆された銅被覆鋼鋳造線を製造し、次
いでこの鋳造線を熱間圧延(圧延比30%)して直
径が16mmの複合線を得た。この熱間圧延により、
鋼線と銅又は銅合金領域とが強固に接合された。 次いで、通常の伸線及び溝切り加工を施して、
第2図に示す断面形状を有し、断面積が110mm2
トロリー線を製造した。 このようにして、銅又は銅合金の被覆率が異な
る実施例1、2、3のトロリー線を製造した。な
お、銅又は銅合金の被覆率はルツボ22内におけ
る鋼線の浸漬時間等を調節することにより、種々
変更することができ、これにより、所望の厚さの
銅又は銅合金の被覆層を形成することができる。 このトロリー線に対し、導電率及び引張強さを
測定し、更に溝における鋼の露出の有無、金具取
付性の良否、及び耐摩耗性を試験した。その結果
を、従来のトロリー線についての試験結果と共
に、下記第1表に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing a copper-coated steel trolley wire in which a steel wire is used as a core material and the core material is coated with copper or a copper alloy. The present invention relates to a method of manufacturing a tensile copper coated steel trolley wire. [Prior Art] Copper wire or copper alloy wire is usually used for railway trolley wires. Incidentally, recently there has been a strong demand for high-speed train operation, and for this reason, it is required to further increase the strength of trolley wires. In other words, in order to increase the operating speed of trains, it is necessary to increase the wave propagation speed of the trolley wire. In this case, the wave propagation speed C is expressed by the following formula. C=√ However, T is the overhead wire tension, and ρ is the linear density (weight per unit length) of the trolley wire. As is clear from this equation, in order to increase the wave propagation speed C, it is necessary to increase the tension T or decrease the linear density ρ. Therefore, as a technique to reduce the linear density ρ and increase the propagation speed C, an aluminum composite trolley wire in which a steel wire is coated with aluminum and crimped is proposed. In addition, by increasing the strength of the trolley wire,
As a technology to increase the propagation speed C by setting the overhead wire tension T higher than usual, a composite trolley wire made of iron-based materials and copper-based materials, which are stronger than copper, has been proposed (Japanese Patent Publication No. 53-122786 (see issue). [Problems to be solved by the invention] However, these conventional trolley wires
It has the following drawbacks. First, in aluminum composite trolley wires, since the attachment fittings of the trolley wire are made of copper alloy, there is a problem in that the copper alloy of the attachment fittings comes into contact with the aluminum coating layer of the trolley wire, resulting in contact corrosion. In order to avoid this corrosion, it is necessary to change all the currently popular mounting brackets to materials that do not cause contact corrosion with aluminum, which is not practical in terms of cost. Further, in a composite trolley wire made of iron-based materials and copper-based materials, corrosion occurs between the iron-based material and the copper-based material, which causes many practical problems. Furthermore, a technique has been proposed in which a layer of lead or tin is interposed between the iron-based material and the copper-based material to prevent corrosion.
The presence of such an intermediate layer is not preferable because it poses a problem in terms of the strength of the trolley wire and also complicates the manufacturing process. Furthermore, conventional trolley wires do not have satisfactory wear resistance, and for lines that are frequently operated, there is a demand for the development of trolley wires with excellent wear resistance that can extend their service life. The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for producing a copper-coated steel trolley wire that can produce a copper-coated steel trolley wire with high strength and excellent wear resistance at a low cost. The purpose is to [Means for Solving the Problems] The method for manufacturing a copper-coated steel trolley wire according to the present invention involves continuously immersing a steel wire in a molten metal of copper or copper alloy, and coating the periphery of the steel wire with copper or copper alloy. After solidifying and adhering the steel wire, the copper or copper alloy coated wire is rolled at a rolling ratio of 10 at a temperature range of 750 to 850°C.
It is characterized by hot rolling in the range of 40% to 40%. [Function] In the present invention, a steel wire as a seed wire is immersed in a molten copper or copper alloy to solidify and adhere the copper or copper alloy around the steel wire. This results in
A copper-coated steel wire strand coated with copper or copper alloy is obtained. Next, when this copper-clad steel wire is hot-rolled under predetermined conditions, the steel wire of the core material and the copper or copper alloy region of the sheathing material are metallically bonded, so that the core material and the sheathing material are firmly bonded. be done. Therefore, the bonding strength between the core material and the covering material is high, and corrosion is prevented from progressing at the boundary between the core material and the covering material. In addition, in the present invention, since the steel wire is immersed in molten copper or molten copper alloy and coated with copper or copper alloy, it has a large diameter like a trolley wire.
A wire having a thick copper coating layer can be manufactured at a lower cost than by electroplating or the like. [Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a so-called dip forming device used in an embodiment of the present invention will be explained based on FIG. In this dip forming device, a copper or copper alloy coating device 20 is disposed above a steel wire supply device 10. The airtight housing 11 of the supply device 10 has an exhaust port 15 connected to a suitable vacuum evacuation device.
is provided, and the inside of the housing 11 is evacuated to a predetermined degree of vacuum through this exhaust port 15.
A stripping die 12 is disposed at a steel wire inlet on the side of the housing 11, and the surface layer of the steel wire 1 fed into the housing 11 from this inlet is cut by the stripping die 12. A capstan 13 is installed in the housing 11, and the steel wire 1 is wound around the capstan 13 to change its traveling direction upward.
Two pairs of pinch rolls 16 are disposed at the upper part of the housing 11, and the steel wire 1 is pulled out and driven by the pinch rolls 16 and supplied from the housing 11 to the coating device 20. A straightening device 14 for straightening the bent steel wire 1 is disposed within the housing 11 between the pinch roll 16 and the capstan 13. This straightening device 14 includes two rollers 14a and 14c that roll inside the steel wire bent by the capstan 13.
and a roller 14b that rolls toward the outside of the steel wire between the rollers 14a and 14c. capstan 1
The steel wire 1 sent from the rollers 14a, 14b,
14c in this order, the bending caused when it is wound around the capstan 13 is corrected. In addition, the rollers 14a, 14b, 14
c may be rotated by itself by an appropriate drive device (not shown), or may be simply driven by the steel wire 1 in an idler type. In addition, rollers 14a, 14b,
The distance between the wires 14c can be adjusted depending on the type of steel wire and the strength of the bend. The coating device 20 has a crucible 22 in which a molten metal 21 of copper or copper alloy is stored. This crucible 22 is made of a refractory material such as graphite, and is connected to the housing 11 with its outer bottom surface airtightly closing the upper end outlet of the housing 11 of the supply device 10. An insertion hole 23 having substantially the same diameter as the steel wire 1 is formed at the bottom of the crucible 22, and the steel wire 1 is introduced into the crucible 22 through the insertion hole 23 in a liquid-tight manner. . A molten metal supply port 24 connected to a copper or copper alloy melting device 30 is provided on the side of the crucible 22, and the molten metal 21 is supplied into the crucible 22 through this supply port 24. A wire drawing device (not shown) is installed above the coating device 20, and the composite wire 2, which is a steel wire 1 coated with copper or a copper alloy, is drawn upward by the drawing device. This composite wire is fed from the coating device 20 to a subsequent hot rolling device (not shown). In the embodiment of the present invention, after coating a steel wire with copper or a copper alloy using a dip forming apparatus configured as described above, the composite wire is hot rolled. First, as shown in FIG. 1, a steel wire 1 is introduced into an evacuated housing 11 while its surface layer is continuously ground by a peeling die 12. The steel wire 1 having a clean surface is wound around a capstan 13 to change its traveling direction upward.
In this case, the steel wire 1 is bent by the capstan 13, but the steel wire 1 is bent by the straightening device 14.
It is straightened by each roller 14a, 14b, 14c. Next, the steel wire 1 is pulled upward by the pinch rolls 16 and introduced into the crucible 22 from the insertion port 23 provided at the bottom of the crucible 22 of the coating device 20 . Then, the steel wire 1 is drawn upward through the crucible 22, and during this time, the molten metal 21 in the crucible 22 adheres to the steel wire 1. Then, the adhered molten metal 21 solidifies, and a composite wire 2 in which copper or copper alloy is adhered to the circumferential surface of the steel wire 1 is obtained. The composite wire 2 is then processed by a hot rolling machine.
It is hot rolled at a temperature range of 750 to 850°C and a rolling ratio of 10 to 40%. As a result, the core steel wire and
The copper or copper alloy region of the sheathing material forms a metallic bond, and the sheathing material is firmly adhered to the core material. The reason why the rolling ratio is 10% or more is because if it is less than that, the steel wire and the copper or copper alloy region cannot be sufficiently metallically bonded. Further, the reason why the rolling ratio is 40% or less is because if it exceeds the rolling ratio, the degree of processing becomes too high and the thickness of the copper or copper alloy coating material will not be uniform. For this reason, in the present invention, the rolling ratio is set to 10 to 40%. Further, the reason why the rolling temperature is 750° C. or higher is because if it is lower than that, it is impossible to achieve a sufficient metallic bond between the copper or copper alloy region and the steel wire within the above-mentioned rolling ratio range. On the other hand, when the rolling temperature is 850℃ or less,
If it exceeds this range, wear and tear of the rolling rolls and jigs, copper condensation on the guide rollers and roll surfaces, etc. will occur, and rolling will not be carried out smoothly. Next, this hot-worked composite wire is grooved, and as shown in the cross-sectional view of FIG.
A character-shaped groove 5 is formed. In this way, a trolley wire is manufactured. The trolley wire is installed by gripping it with a copper fitting through this groove 5. In the composite wire having a metallic bond produced according to this example, atomic diffusion occurs at the interface between the steel wire and the copper or copper alloy region, resulting in extremely strong bonding. Therefore, for example, even when a compressive load is applied to this composite wire in its diametrical direction, no separation occurs between the steel wire and the copper or copper alloy region. This also applies when the composite wire is tensilely broken or subjected to bending deformation. Therefore, even if the trolley wire is worn out and the core material 3 of the steel wire is exposed, water or the like will not enter the boundary between the copper or copper alloy covering material 4 and the core material 3. Therefore, this boundary portion is not preferentially corroded. The coverage ratio of the sheathing material 4 made of copper or copper alloy is preferably set to 45 to 75% in terms of cross-sectional area ratio (ratio of the area of the sheathing material to the cross-sectional area of the entire trolley wire). If the coverage rate of the sheathing material 4 is less than 45%, when grooving the composite wire to form the grooves 5 of a predetermined depth, the thickness of the copper sheathing material 4 may be less than the depth of the grooves 5. There is a risk that the steel wire core material 3 may become thin and exposed in this groove 5. On the other hand, when the coverage rate of the covering material 4 exceeds 75%, the steel wire core portion inevitably becomes insufficient and the effect of improving wear resistance is reduced. Therefore, the coverage of the covering material 4 is preferably 45 to 75% in terms of cross-sectional area ratio. In addition, in order to use this copper-coated steel composite wire as a trolley wire, it is necessary that the conductivity is 50% IACS or more (value when the conductivity of pure copper annealed material is set to 100). Therefore, various conditions such as the type of copper or copper or copper alloy and the coverage rate should be
It is necessary to select it so that it is 50% or more. The copper-clad steel trolley wire constructed in this way is
Since it is coated with a coating material 4 of copper or copper alloy at a predetermined coverage rate, this coating material 4 comes into contact with the mounting bracket for suspending the trolley wire. Therefore, contact corrosion will not occur with the copper alloy mounting fittings. Furthermore, since steel wire is used as the core material 3, the trolley wire has high strength and excellent wear resistance. Since the strength of the trolley wire is thus high, the overhead wire tension T can be set high.
Therefore, as described above, the wave propagation speed C can be increased, making it possible to increase the speed of the train. Any steel type can be used for the steel wire, but if the strength of the steel wire is too high, it will be inconvenient to handle during the manufacturing process or trolley wire overhead line work. For this reason, it is preferable to use a steel wire material with a carbon content of 0.35% by weight or less. When the carbon content exceeds 0.35% by weight,
If the strength of the steel wire becomes too high, the life of the stripping die 12 will be shortened, for example, in the composite wire manufacturing process using the above-mentioned dip forming method. In this embodiment, since the steel wire is coated with copper or copper alloy by the so-called dip forming method, a copper-coated steel trolley wire can be manufactured at low cost. Trolley wire is mainly a thick wire with a diameter of 10 mm or more, and a covering material (copper or copper alloy).
Since it is necessary to form the installation groove thickly, the cost becomes extremely high if copper-coated steel wire is manufactured by electroplating or the like. On the other hand, by coating copper or copper alloy by the dip forming method as in this embodiment, a composite wire for a trolley wire can be manufactured at low cost. In this embodiment, the steel wire 1 which has passed through the capstan 13 and is bent is straightened by the rollers 14a, 14b and 14c of the straightening device 14. Conventionally, such a straightening device has not been installed in a deep forming device for copper wire. However, when deep forming a steel wire as in this embodiment, the straightening device 14
If this is not provided, it will be difficult to smoothly introduce the steel wire into the crucible 22. That is, since the steel wire 1 is harder than the copper wire, it becomes bent when it is wound around the capstan 13. This crookedness cannot be corrected simply by pulling it with the pinch rolls 16, and there is a risk that the steel wire 1 will become caught in the insertion hole 23 of the crucible 22, resulting in a shutdown of the operation. However, as in this embodiment, for example, three rollers 14
By straightening the steel wire 1 using a, 14b, and 14c, the steel wire 1 becomes straight, so the steel wire 1 can be stably fed into the crucible 22 through the insertion hole 23 without clogging or jamming. can do. Next, the results (examples) of manufacturing a copper-coated steel trolley wire by the method of the present invention will be described together with the results of manufacturing a trolley wire according to a conventional example. In the method of the present invention, as the core steel wire,
JISG3505, SWRM10 mild steel wire rod (diameter 14 mm) was used. This mild steel wire rod was stripped to a diameter of 12.7 mm using a stripping die 12, straightened using a straightening device 14, and then fed to a coating device 20. In this case, as a result of appropriately adjusting the intervals between the rollers 14a, 14b, and 14c, the amount of bending could be suppressed to about 3 to 10 mm in a 1000 mm long portion. On the other hand, if the straightening device 14 is not used, the 1000 mm length will be bent by about 40 to 60 mm.
It is not possible to stably pass the steel wire through the insertion hole 23. In the coating device 20, a copper-coated cast steel wire is manufactured by coating the circumferential surface of the steel wire 1 with copper or copper alloy, and then this cast wire is hot-rolled (rolling ratio: 30%) to form a composite with a diameter of 16 mm. Got the line. Through this hot rolling,
The steel wire and the copper or copper alloy region were firmly joined. Next, normal wire drawing and grooving processing is performed,
A trolley wire having the cross-sectional shape shown in FIG. 2 and a cross-sectional area of 110 mm 2 was manufactured. In this way, trolley wires of Examples 1, 2, and 3 having different coverage ratios of copper or copper alloy were manufactured. Note that the coverage ratio of copper or copper alloy can be changed in various ways by adjusting the immersion time of the steel wire in the crucible 22, etc., thereby forming a coating layer of copper or copper alloy with a desired thickness. can do. The conductivity and tensile strength of this trolley wire were measured, and the presence or absence of exposed steel in the grooves, the quality of fittings, and the abrasion resistance were tested. The results are shown in Table 1 below, along with the test results for conventional trolley wires.

【表】 但し、金具取付性及び耐摩耗性の欄において、
〇は良い場合、△はやや悪い場合、×は悪い場合
を示す。また、導電率の単位は%IACS、引張強
さの単位はKgf/mm2である。 実施例4、5は実施例1乃至3と同様に製造し
たが、実施例4の銅(合金)比率(被覆率)は40
%と低く、実施例5の被覆率は80%と高い場合の
ものである。また、従来例1は銅トロリー線、従
来例2は銅合金トロリー線、従来例3はアルミニ
ウム被覆鋼トロリー線の場合である。なお、従来
例3のみ断面積が200mm2であり、その他のトロリ
ー線は断面積が110mm2である。 この第1表に示すように、実施例1乃至5の場
合は、いずれも引張強さが高く、鋼線芯材と銅又
は銅合金被覆材とが強固に接合されている。従つ
て、耐食性が優れている。また、実施例1乃至3
及び5は、導電率が50%IACS以上であり、実施
例1乃至4は耐摩耗性が優れていて、銅又は銅合
金からなる被覆材が摩滅して芯材の鋼線が露出し
始めると、それ以上はトロリー線の摩耗が進行し
にくくなることが確認された。また、現状の取付
金具でトロリー線を施工することができるので、
金具取付性が良い。 なお、実施例4は被覆率が40%と低いため、導
電率が45%IACSと低いのに加え、溝において鋼
線が露出して接触腐食が発生する虞があるので金
具取付性が若干悪い。また、実施例5は被覆率が
80%と高いため、鋼線部分が少なく、鋼線による
耐摩耗性改善効果が足りない。このため、耐摩耗
性がやや悪い。 また、従来例1及び従来例2は夫々銅トロリー
線及び銅合金トロリー線であるから、強度が強
く、耐摩耗性が悪い。更にまた、従来例3は、ア
ルミニウム被覆鋼トロリー線であるから、強度が
低いのに加え、銅合金製取付金具との間で接触腐
食が発生するので金具取付性が悪い。 なお、上記実施例は、断面積が110mm2のトロリ
ー線についてのものであるが、断面積が170mm2等、
他の種類のトロリー線に本発明を適用することが
できることは勿論である。 次に、鋼線の鋼種と皮剥ダイスの寿命との関係
について調査した結果について説明する。下記第
2表は鋼線の鋼種、炭素濃度と皮剥性の評価結果
及び鋼線強度(焼ならし後の強度)との関係を示
す。
[Table] However, in the columns of metal fittings mountability and wear resistance,
○ indicates good, △ indicates slightly bad, and × indicates bad. Further, the unit of electrical conductivity is %IACS, and the unit of tensile strength is Kgf/ mm2 . Examples 4 and 5 were manufactured in the same manner as Examples 1 to 3, but the copper (alloy) ratio (coverage) of Example 4 was 40.
%, and the coverage of Example 5 is as high as 80%. Further, Conventional Example 1 is a copper trolley wire, Conventional Example 2 is a copper alloy trolley wire, and Conventional Example 3 is an aluminum-coated steel trolley wire. Note that only Conventional Example 3 has a cross-sectional area of 200 mm 2 , and the other trolley wires have a cross-sectional area of 110 mm 2 . As shown in Table 1, in Examples 1 to 5, the tensile strength is high, and the steel wire core material and the copper or copper alloy covering material are firmly joined. Therefore, it has excellent corrosion resistance. In addition, Examples 1 to 3
and 5 have electrical conductivity of 50% IACS or higher, and Examples 1 to 4 have excellent wear resistance, and when the coating material made of copper or copper alloy wears away and the core steel wire begins to be exposed, , it was confirmed that further abrasion of the trolley wire becomes difficult to progress. In addition, since the trolley wire can be installed using the current mounting hardware,
Easy to attach to metal fittings. In addition, in Example 4, the coverage rate is low at 40%, so in addition to the conductivity being low at 45% IACS, the steel wire is exposed in the groove and there is a risk of contact corrosion, making it slightly difficult to attach the metal fittings. . In addition, in Example 5, the coverage rate was
Since it is high at 80%, the steel wire portion is small and the wear resistance improvement effect of the steel wire is insufficient. Therefore, the wear resistance is rather poor. Further, since Conventional Example 1 and Conventional Example 2 are copper trolley wires and copper alloy trolley wires, respectively, they have high strength and poor wear resistance. Furthermore, since Conventional Example 3 uses an aluminum-coated steel trolley wire, its strength is low, and contact corrosion occurs between the wire and copper alloy fittings, making it difficult to mount the wire to the metal fittings. Note that the above example is for a trolley wire with a cross-sectional area of 110 mm2 , but a trolley wire with a cross-sectional area of 170 mm2 , etc.
Of course, the present invention can be applied to other types of trolley wires. Next, the results of an investigation into the relationship between the steel type of the steel wire and the life of the stripping die will be explained. Table 2 below shows the relationship between the steel type of the steel wire, the carbon concentration, the evaluation results of peelability, and the steel wire strength (strength after normalizing).

【表】 但し、皮剥性の評価は、皮剥ダイス12の寿命
が3時間未満の場合を×印、3時間以上の場合を
〇印にて現わした。この第2表から明らかなよう
に、炭素濃度が0.35重量%を超えると
(SWRH42A)、鋼線の強度が高くなり過ぎて皮
剥ダイス12の寿命が短くなり、その交換のため
に運転を休止する回転数が多くなるのでコスト上
不利である。従つて、炭素濃度が0.35重量%以下
の鋼線を使用することが好ましい。 なお、炭素濃度が0.35重量%以下の鋼線の替り
に、焼きならし後の強度がそれと同等のものであ
れば、合金等を使用することもできる。 [発明の効果] 本発明によれば、鋼線と銅又は銅合金領域とを
金属結合させることができ、これにより被覆材部
分と芯材部分とが強固に接合した銅被覆鋼トロリ
ー線を得ることができる。このトロリー線は高強
度であり、耐摩耗性が優れていると共に、銅又は
銅合金と鋼線との境界部が露出してもこの境界部
に水等が侵入して腐食が発生することはない。 本発明によれば、このように優れた特性を有す
る銅被覆鋼トロリー線を、安定して低コストで製
造することができる。
[Table] However, for the evaluation of peelability, cases where the lifespan of the peeling die 12 was less than 3 hours were indicated by an x mark, and cases where the lifespan was 3 hours or more were indicated by an ○ mark. As is clear from Table 2, when the carbon concentration exceeds 0.35% by weight (SWRH42A), the strength of the steel wire becomes too high and the life of the stripping die 12 is shortened, causing the operation to be suspended for replacement. Since the number of rotations increases, it is disadvantageous in terms of cost. Therefore, it is preferable to use a steel wire with a carbon concentration of 0.35% by weight or less. Note that instead of the steel wire with a carbon concentration of 0.35% by weight or less, an alloy or the like may be used as long as the strength after normalization is equivalent to that of the steel wire. [Effects of the Invention] According to the present invention, a steel wire and a copper or copper alloy region can be metallically bonded, thereby obtaining a copper-coated steel trolley wire in which a coating material portion and a core material portion are firmly bonded. be able to. This trolley wire has high strength and excellent wear resistance, and even if the boundary between the copper or copper alloy and the steel wire is exposed, water etc. will not enter this boundary and cause corrosion. do not have. According to the present invention, a copper-coated steel trolley wire having such excellent properties can be stably manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例において使用するデイ
ツプフオーミング装置を示す模式図、第2図は銅
被覆鋼トロリー線の断面図である。 1;鋼線、2;複合線、3;芯材、4;被覆
材、12;皮剥ダイス、13;キヤプスタン、1
4;整直装置、22;ルツボ。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a dip forming device used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a copper-coated steel trolley wire. 1; Steel wire, 2; Composite wire, 3; Core material, 4; Covering material, 12; Stripping die, 13; Capstan, 1
4; straightening device, 22; crucible.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に連続的に浸漬
させ、鋼線の周囲に銅又は銅合金を凝固させて付
着させた後、この鋼線に銅又は銅合金が被覆され
た素線を750乃至850℃の温度範囲にて圧延比が10
乃至40%の範囲で熱間圧延することを特徴とする
銅被覆鋼トロリー線の製造方法。 2 前記鋼線の炭素含有量は0.35重量%以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の銅被覆鋼トロリー線の製造方法。 3 前記銅又は銅合金の溶湯は容器内に貯留さ
れ、前記鋼線は直線状に矯正された後この容器の
底部から容器内に入り、容器内を上方に引き抜か
れる間に鋼線の周囲に前記溶湯が付着することを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の銅被覆
鋼トロリー線の製造方法。
[Claims] 1 A steel wire is continuously immersed in a molten metal of copper or a copper alloy to solidify and adhere the copper or copper alloy around the steel wire, and then the steel wire is coated with copper or a copper alloy. The wire coated with
A method for producing a copper-coated steel trolley wire, characterized by hot rolling in a range of 40% to 40%. 2. The method for manufacturing a copper-coated steel trolley wire according to claim 1, wherein the steel wire has a carbon content of 0.35% by weight or less. 3. The molten copper or copper alloy is stored in a container, and the steel wire is straightened into a straight line and then enters the container from the bottom of the container, and while being drawn upward through the container, the steel wire is stretched around the steel wire. 2. The method of manufacturing a copper-coated steel trolley wire according to claim 1, wherein the molten metal adheres to the copper-coated steel trolley wire.
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