JPH0417962A - 細径線材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば高速度鋼からなる棒状の細径線材の製
造方法に関し、特に製造工程を短縮してコストを低減で
きるようにした製造方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、印字プリンタの印字ヘッドに組み込まれるドツ
トピンには高速度鋼からなる線径０．２〜０．６ｆｉφ
の細径線材が使用されている。このような細径線材を製
造する場合、従来から伸線加工法が採用されている。こ
れは、高速度鋼粉末を圧粉化してビレットやスラブを形
成し、このビレットに熱間圧延加工を施して素線材を形
成する。次に、この線材に伸線加工を施して所定の線径
の細径線材を形成し、さらにこの後、焼入れ、焼なまし
処理を行い、最後に使用目的に応した長さに切断する。

ここで、上記細径線材を例えばドツトピンとして使用す
る場合は、靭性、硬度を得るために炭化物を微細化させ
るとともに均一分散させる必要があることから、従来、
上記製造工程の中間段階で焼入れ、焼なまし処理を複数
回行うようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来の細径線材の製造方法は、熱間圧延
加工により線材を形成し、この後伸線加工を施すわけで
あるが、例えばドツトピン等の場合は、高速度鋼が元来
難加工材であることから、加工自体に多大な工数と時間
を必要とする。さらに炭化物を微細化させ、かつ均一分
散させるために中間工程で焼入れ、焼なましするという
非常に手間のかかる工程が必要となり、それだけ生産性
が悪く、製造コストが上昇するという問題点がある。

また、上記細径線材においては、例えばドツトピンに使
用する場合、その用途からして、より靭性に優れ、かつ
硬度の高い特性が要求されている。

しかじ、上記従来の製造方法では、硬度を向上させると
靭性が低下することから、６５Ｒｃ程度の硬度が限度で
あり、この点での改善が期待されている。

本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもので、細径
線材の製造工程を簡略化して製造コストを低減でき、か
つ靭性、硬度の両方を向上できる細径線材の製造方法を
提供することを目的としている。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本件発明者らは、上述の目的を達成できる製造方法とし
て金属溶湯を一対のロール間に供給して急冷凝固させる
双ロール法に着目した。

第６図ないし第８図は本発明の成立過程を説明するため
の、双ロール法によるドツトピン用細径縁材の製造装置
を示す図である。これは一対のロール１０．１）の外周
部に半円状の溝部１０ａ１）ａを形成し、この両溝部１
）ａ、Ｉ２ａを合わせることにより円形のカリバ１２を
形成し、このカリバ１２の上方に高速度溶湯１４を供給
するノズル１３を配設して構成されている。この双ロー
ルにより細径線材を製造するには、上記両ロール１）．
１２を内側方向に回転させながら、上記カリハエ２内に
高速度鋼溶湯１４を供給して急冷凝固させることにより
細径線材１５が得られる。

ところが、上記双ロールにより細径線材を製造する場合
、以下の問題が生じることが判った。この装置では、両
ロール１）．１２を圧接させた状態でカリバ１２内に高
速度鋼溶湯１４を供給するわけであるが、該溶湯１４が
カリハＪ２を通過する際の反力によりロール１）．１２
間に微小なギャップが生し、このギャップに上記溶湯１
４が侵入し、その結果細径線材１５に長手方向に延びる
一対のフィン１６が形成されることが判明した。

従って、上述の双ロールにより細径線材を製造する場合
、上記フィンの発生の問題を解消する必要がある。

そこで本発明は、一対のロールの外周面に凹設された溝
によって形成されたカリバ内に金属溶湯を供給して急冷
凝固させることにより細径線材を得る製造方法であって
、上記溝の縁部を面取り加工することによって上記カリ
バに続く逃げ空間を設けたことを特徴としている。また
、第２項の発明は上記金属溶湯が高速度鋼溶湯であり、
上記細径線材がドツトピンであることを特徴としている
。

〔作用〕

本発明に係る細径線材の製造方法によれば、上記双ロー
ルの溝で形成されたカリバのロール圧接面部分に、該カ
リバに続（逃げ空間を形成したので、金属溶湯が上記ギ
ャップに侵入するのを上記逃げ空間によって吸収でき、
その結果フィンの発生を防止できる。

また、ドツトピン用細径線材を製造する場合は、高速度
鋼溶湯を一対のロール間に設けられたカリハ内に供給し
て急冷凝固させたので、これにより得られた細径線材は
、炭化物が微細化し、かつ均一分散した超急冷凝固組織
を有している。従ってこの線材を印字用ドツトピンとし
て用いることにより、靭性、及び硬度の両方の向上が可
能となり、それだけ寿命を延長できる。

また、本発明によれば、金属溶湯を双ロール間に供給し
て急冷凝固させるだけで、細径線材を製造できるから、
従来の伸線加工や焼入れ、焼もどし等の手間のかかる製
造工程を省略、あるいは大幅にに簡略でき、それだけ製
造コストを低減できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第５図は本発明の一実施例によるドツトピ
ン用細径線材の製造方法を説明するための図である。

本実施例方法によって製造されたドツトビンを説明する
ための第４図、第５図において、２０は印字プリンタで
あり、これは一対のプーリ２１゜２２間にミニローブ２
３を巻回し、一方のプーリ２１をアクチュエータ２４で
駆動するとともに、スライドガイド２５に移動自在に装
着された印字ヘッド２６に上記ミニローブ２３を接続し
て構成されている。なお、２７は記録紙、２８はプラテ
ン、２９はプラテン駆動モータである。

そして、上記印字ヘッド２６には本実施例の多数のドツ
トビン３０が組み込まれており、このドツトビン３０は
本実施例方法により得られた細径線材を所定寸法に切断
して形成されたものである。

この印字プリンタ２０では、アクチュエータ２４の駆動
力がミニローブ２３を介して印字ヘッド２６に伝達され
、該ヘッド２６が所定位置に移動制御される。そして、
上記ドツトビン３０が図示しないインクリボンを介して
記録紙２７を触圧することによって印字が行われること
となる。

次に、本実施例方法の実施に使用される双ロール装置１
について説明する。この双ロール装置１は、押圧ロール
２と固定ロール３とからなり、両ロール２．３は軸芯を
水平に向けてハウジングに軸支されている。この両ロー
ル２，３は水冷構造となっており、またそれぞれを内側
方向に回転駆動する駆動モータが接続されている。そし
て、上記固定ロール３は軸直角方向に移動しないようハ
ウジングに固定されており、また押圧ロール２は例えば
油圧シリンダにより上記固定ロール３を所定の圧力でも
って常時付勢している。さらに上記両ロール２．３間の
上方には溶湯ノズル４が配設されており、該ノズル４か
ら高速度ｔＩ４溶湯５を供給するよう構成されている。

また、上記押圧ロール２．及び固定ロール３の外周部に
は半円状の溝部２ａ、３ａが形成されており、この両溝
部２ａ、３ａで囲まれた空間がカリバフとなっている。

そして、この両溝部２ａ。

３ａの周縁部には約２０度程度の面取り加工が施されて
おり、これにより上記カリバフの両ロール圧接部分には
逃げ空間８が形成されている。

次に本実施例の双ロール装置ｌによるドツトビン用細径
線材の製造方法について説明する。

まず、Ｆｅに、Ｃ，Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｃ。

Ｎｉ等の合金元素を添加し、真空溶解法により溶製し、
高速度鋼溶湯５を製造する。

次に、押圧ロール２．固定ロール３を所定の回転数でも
って内側方向に回転させながら、この両ロール２．３間
に上記高速度鋼溶湯５をノズル４から供給する。すると
該溶湯５は両ロール２．３のカリバフ部分で急冷凝固さ
れながら圧延されることとなり、これにより細径線材６
が形成される。

この場合、上記高速度鋼溶湯５の供給量、供給圧力等の
如何によっては、溶湯５がカリバフを通過する際、該溶
湯５自身の圧力等により両ロール２３の圧接面間を軸方
向に流出し、これがフィンになる懸念がある。しかし本
実施例では上記カリバフに逃げ空間８を形成したので、
該逃げ空間８が上記流出溶湯を吸収することとなる。上
記線材６を所定長さに切断するとともに、必要に応して
端面等の加工を施すことによって上記ドツトビン３０が
製造される。

このように本実施方法では、上記カリバフに連続する逃
げ空間８を形成したので、高速度鋼溶湯５のカリバフ内
を通過する際の外方流出分を吸収でき、その結果フィン
の発生を防止できる。また、上記逃げ空間８を設けたこ
とにより、ロール２３に無理な外方拡開力が作用するの
を防止でき、該両ロール２．３の寿命を向上できる。

また本実施例の製造方法によれば、高速度！１ｉｉＩ溶
湯５を押圧１．（２）定ロール２．３間のカリハフ内に
供給して急冷凝固させたので、これにより得られた細径
線材６は、炭化物が数μｍ以下の結晶粒に微細化し、か
つ均一に分散した超急冷凝固組織を存しており、その結
果靭性を向上できるとともに高い硬度が得られ、機械的
特性を向上できる。

また、本実施例の製造方法では、高速度鋼溶湯５を両ロ
ール２．３間に供給して急冷凝固させるだけで細径線材
６を製造できるので、従来の伸線加工や焼入れ、焼なま
しを繰り返すような手間のかかる製造工程を省略、ある
いは大幅に簡略でき、大量生産を可能にしてコストを低
減できる。

次に本実施例の製造方法による機械的特性の向上を確認
した試験について説明する。この試験は表に示すような
条件により細径線材を作成し、これの靭性、硬度を測定
して行った。

これは、まず素材として、Ｃ：　２．２８％、Ｃｒ：４
゜０６％、　Ｍ　Ｏ：６．８６％、　Ｗ：６．８８％、
　Ｖ：５．６０％。

Ｃｏ　：１０．１２％、Ｎｉ：０．１６％、　　Ｐ：０
．０２８％＋Ｓ：０゜０２１％、　　Ｓ　ｉ　：０．３
３％、　Ｍ　ｎ　：０．２５％、Ｃｕ：０．０７％残部
Ｆｅからなる高速度鋼材料を粉末冶金法によりバルク材
（９■φＸ４Ｑｍ１）にした溶製材をシリコニット法で
溶解した。この溶解温度は溶融点より５０℃高い１３７
０℃とし、アルゴンシール（０゜０５〜０．２　ｋｇ／
　ｃｄ）中で１分間保持した。

さらにノズルには高純度シリカ（内径１０＋ｎφ吐出径
１．Ｏｎφ）を採用し、装入重量は２０ｇとし、吐出方
法として０．８〜１．０　ｋｇ／−のアルゴンガス圧を
かけて行った。

さらにまた、ロールには５ＵＪ−２（熱伝導率α＝Ｏ０
１）ｃａｌ／ｃｎｓ　’Ｃ）を採用し、ロール径８０ｍ
φ、ロール胴長８Ｑｔｍｌ、　ロール表面硬度Ｈｓ９０
とした。また、ロール圧下圧力は４０００ｋｇ／−とし
、溶湯供給前に圧下しておき、８５０ｒｐ＋ｗの回転数
で行った。

これにより線径０．２〜０．６鶴の細径線材を形成した
。この細径線材のロンフラニル硬度を測定したところＲ
ｃ６５〜９０の値が得られた。また上記細径線材を複数
回所定の角度に屈曲させて元に戻す試験を行ったところ
加工硬化１及び変形はみられなかった。ちなみに、従来
の冷間圧延−焼入れ（１）３０〜１２００℃、油冷又は
塩浴）−焼戻しく５４０〜６００℃空冷）して粉末高速
度鋼（Ｃ：　１．２５％、Ｃｒ　：４．０％、Ｍｏ：５
．０％、ＷＳ２．０％、Ｖ：３．０％ｌＣＯ：８．０％
）を製造し、これの硬度を測定したところＲｃ６１〜６
８であった。また、化学成分の異なる粉末高速度鋼（Ｃ
：２．３０％、Ｃｒ：４．．０％、Ｍｏニア。

θ％、Ｗ：６．５％、Ｖ：６．５％、　　Ｃｏ　：１０
．５％）を同様に製造し、これの硬度を測定したところ
Ｒｃ６７〜６９であった。

なお、上記実施例では、円柱状の細径線材を製造する場
合を例にとって説明したが、本発明では角状のカリバを
形成することにより角柱状の細径線材を製造することも
できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る細径線材の製造方法によれば
、カリバの縁部に逃げ空間を形成したので、このカリバ
内を通過する金属溶湯の外方流出分を吸収でき、フィン
の発生を防止できる効果がある。

またドントピン用細径線材を製造する場合は高速度ｍ溶
湯を一対のロール間に設けられたカリハ内に供給して急
冷凝固させたので、この細径線材は炭化物が微細に均一
分散した超急冷凝固組織を有しており、靭性及び硬度と
も向上できる効果があり、また上記溶湯を双ロール間に
供給して急冷凝固することにより一気に細径線材を製造
できるから、従来のような手間のかかる製造工程を不要
に、あるいは大幅に簡略でき、コストを低減できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例によるドツトビ
ン用細径線材の製造方法を説明するための図であり、第
１図はその双ロール装置を示す概略構成図、第２図はそ
の平面図、第３図はそのカリハを示す拡大平面図、第４
図は印字プリンタを示す概略構成図、第５図はドツトピ
ンを示す斜視図、第６図ないし第８図は本発明の成立過
程を説明するための図であり、第６図はその双ロールを
示す平面図、第７図はその一部断面正面図、第８図は細
径線材に発生したフィンを示す図である。 図において、１は双ロール装置、２は押圧ロル、３は固
定ロール、５は高速度！ｉｉＩ熔湯、溶湯細径線材、７
はカリハ、８は逃げ空間、３０はドツトピンである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のロールの外周面に凹設された溝によって形
   成されたカリバ内に金属溶湯を供給して急冷凝固させる
   ことにより細径線材を得る製造方法であって、上記溝の
   縁部を面取り加工することによって上記カリバに続く逃
   げ空間部を形成したことを特徴とする細径線材の製造方
   法。
2. （２）上記金属溶湯が高速度鋼溶湯であり、上記細径線
   材が印字用ドットピン又は細径ドリルであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の細径線材の製造方法
   。