JPH04237532A - 複合ワイヤの製造方法 - Google Patents
複合ワイヤの製造方法Info
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- JPH04237532A JPH04237532A JP600991A JP600991A JPH04237532A JP H04237532 A JPH04237532 A JP H04237532A JP 600991 A JP600991 A JP 600991A JP 600991 A JP600991 A JP 600991A JP H04237532 A JPH04237532 A JP H04237532A
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Landscapes
- Wire Processing (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内部が複数本の高炭素極
細鋼線で芯材補強され、表層が異種金属パイプで覆われ
た複合ワイヤの製造方法に関する。
細鋼線で芯材補強され、表層が異種金属パイプで覆われ
た複合ワイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来２５μｍ以下の金属極細線を製造す
る方法としては、連続伸線機による単線引き法が代表的
なものであるが、１ダイスにつき１本の線しか加工でき
ないために生産能率が低く、ダイス費が高いために高価
になるという問題がある。そこで極細線の新しい製造法
として溶融紡糸法、束引き法などが開発されている。溶
融紡糸法は特定の成分系に限られており、高炭素鋼成分
系には利用できない。
る方法としては、連続伸線機による単線引き法が代表的
なものであるが、１ダイスにつき１本の線しか加工でき
ないために生産能率が低く、ダイス費が高いために高価
になるという問題がある。そこで極細線の新しい製造法
として溶融紡糸法、束引き法などが開発されている。溶
融紡糸法は特定の成分系に限られており、高炭素鋼成分
系には利用できない。
【０００３】本発明に深く関わる束引き法には各種の発
明が提案されている。例えば、特開平１−１６２５１３
号公報では、複数本の金属線を低融点金属で被覆し、低
融点金属が凝固しないうちにダイスを通過させて一体化
した後伸線し、低融点金属を溶解除去して金属繊維を製
造する方法が開示されているが、溶融金属に浸漬するの
みでは集束一体化が不十分で、一体化の本数にも制約が
あり、溶融金属によるダイスの汚染、反応等の問題も考
えられる。
明が提案されている。例えば、特開平１−１６２５１３
号公報では、複数本の金属線を低融点金属で被覆し、低
融点金属が凝固しないうちにダイスを通過させて一体化
した後伸線し、低融点金属を溶解除去して金属繊維を製
造する方法が開示されているが、溶融金属に浸漬するの
みでは集束一体化が不十分で、一体化の本数にも制約が
あり、溶融金属によるダイスの汚染、反応等の問題も考
えられる。
【０００４】また、特公平２−２１３２１号公報では、
金属パイプ中に難冷間加工性金属を複数本挿入し、その
間隙に加工媒体と圧着防止用セラミックス粉末を充填し
て熱間圧延で縮径加工する方法が開示されているが、工
程が複雑であり、熱間圧延では高炭素鋼線の加工硬化に
よる高強度化が利用できない。また、特公平２−４２０
３７号公報では、金属芯線の周囲に異種金属テープをパ
イプ状に成形→溶接後、縮径加工して接合する複合線の
製造法が開示されているが、芯材は単線であり、複数本
の芯材を一体に加工する思想はない。
金属パイプ中に難冷間加工性金属を複数本挿入し、その
間隙に加工媒体と圧着防止用セラミックス粉末を充填し
て熱間圧延で縮径加工する方法が開示されているが、工
程が複雑であり、熱間圧延では高炭素鋼線の加工硬化に
よる高強度化が利用できない。また、特公平２−４２０
３７号公報では、金属芯線の周囲に異種金属テープをパ
イプ状に成形→溶接後、縮径加工して接合する複合線の
製造法が開示されているが、芯材は単線であり、複数本
の芯材を一体に加工する思想はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状を打破するために、複数本の高炭素極細鋼線を集束
一体化した状態で、パイプままパテンティング熱処理−
伸線加工を行うことにより、従来の単線引き法、撚り加
工、めっき等の工程を簡略化するとともに、従来芯材が
単線であるために限界のあった高強度・高延性を複合ワ
イヤに付与する製造方法を提供することを課題とするも
のである。
現状を打破するために、複数本の高炭素極細鋼線を集束
一体化した状態で、パイプままパテンティング熱処理−
伸線加工を行うことにより、従来の単線引き法、撚り加
工、めっき等の工程を簡略化するとともに、従来芯材が
単線であるために限界のあった高強度・高延性を複合ワ
イヤに付与する製造方法を提供することを課題とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
高炭素鋼線を芯材とした複合ワイヤを製造する場合、単
線では自ずから到達強度、延性に限界があり、また単線
引き法で２５μｍ以下の高炭素極細鋼線を製造後、複合
ワイヤとして組み込むのに多大な時間とコストを要する
ことから、異種金属パイプ内に予め複数本の高炭素鋼線
をできるだけ高い充填率で挿入し、次いで多本同時パテ
ンティングと伸線を行い、最終の芯材素線径を特定の線
径範囲となるように縮径加工すれば、複合ワイヤの強度
、延性が、従来芯材が単線の場合と比較して飛躍的に向
上することを見出し本発明を構成した。
高炭素鋼線を芯材とした複合ワイヤを製造する場合、単
線では自ずから到達強度、延性に限界があり、また単線
引き法で２５μｍ以下の高炭素極細鋼線を製造後、複合
ワイヤとして組み込むのに多大な時間とコストを要する
ことから、異種金属パイプ内に予め複数本の高炭素鋼線
をできるだけ高い充填率で挿入し、次いで多本同時パテ
ンティングと伸線を行い、最終の芯材素線径を特定の線
径範囲となるように縮径加工すれば、複合ワイヤの強度
、延性が、従来芯材が単線の場合と比較して飛躍的に向
上することを見出し本発明を構成した。
【０００７】すなわち本発明は、表面の酸化スケールを
除去して表面粗度を０．５〜１μｍに調整した線径０．
１〜０．５ｍｍの高炭素鋼線を複数本束ねた状態で溶融
めっき金属浴を通過させて集束一体化した後、溶融めっ
き金属が凝固する前に該溶融めっき金属と同種の金属パ
イプ中に充填率９０〜１００％の範囲で密に充填し、次
いで非酸化性雰囲気中でパイプままパテンティング処理
を行い、真歪４．５〜６の高減面率伸線加工を行って、
最終芯材の素線径が５〜２５μｍの芯材で補強されるよ
うにすることを特徴とする複合ワイヤの製造方法を要旨
とするものである。
除去して表面粗度を０．５〜１μｍに調整した線径０．
１〜０．５ｍｍの高炭素鋼線を複数本束ねた状態で溶融
めっき金属浴を通過させて集束一体化した後、溶融めっ
き金属が凝固する前に該溶融めっき金属と同種の金属パ
イプ中に充填率９０〜１００％の範囲で密に充填し、次
いで非酸化性雰囲気中でパイプままパテンティング処理
を行い、真歪４．５〜６の高減面率伸線加工を行って、
最終芯材の素線径が５〜２５μｍの芯材で補強されるよ
うにすることを特徴とする複合ワイヤの製造方法を要旨
とするものである。
【０００８】ここで、挿入する鋼線の表面酸化スケール
を除去する理由は、スケールが残存した状態ではめっき
による一体集束化が不良となること、更にパイプ挿入状
態での伸線時に芯材とパイプの密着不良で高減面率の伸
線加工に耐えず、途中で断線が生ずるためである。スケ
ールの除去方法としては、電解酸洗、バッチ酸洗、メカ
ニカルデスケーリングのいずれの方法でもよい。
を除去する理由は、スケールが残存した状態ではめっき
による一体集束化が不良となること、更にパイプ挿入状
態での伸線時に芯材とパイプの密着不良で高減面率の伸
線加工に耐えず、途中で断線が生ずるためである。スケ
ールの除去方法としては、電解酸洗、バッチ酸洗、メカ
ニカルデスケーリングのいずれの方法でもよい。
【０００９】更に挿入する鋼線の表面粗度を０．５〜１
μｍの範囲に限定した理由は、鋼線の表面粗度が０．５
μｍ未満では、めっき付着量が低下して集束一体化が不
十分となり、パイプ挿入時の充填率が低くなるという問
題が生じ、他方、表面粗度が１μｍ超となると鋼線の表
面欠陥としての作用が働き、高減面率伸線加工時の断線
起因となるという問題が生ずるからである。
μｍの範囲に限定した理由は、鋼線の表面粗度が０．５
μｍ未満では、めっき付着量が低下して集束一体化が不
十分となり、パイプ挿入時の充填率が低くなるという問
題が生じ、他方、表面粗度が１μｍ超となると鋼線の表
面欠陥としての作用が働き、高減面率伸線加工時の断線
起因となるという問題が生ずるからである。
【００１０】鋼線をパイプに挿入する前に予め溶融めっ
き金属浴を通過させる理由は、多数本の鋼線を一体集束
化し、特に束ねたままの状態では鋼線間に空隙が多く、
パイプ挿入時の充填率が低下してしまうという問題を避
けるため、及び集束した鋼線の円周方向に捻りがかから
ない状態でパイプに挿入できるためである。溶融めっき
金属はパイプと同種の金属であるため、鋼線とパイプの
密着性は良好である。
き金属浴を通過させる理由は、多数本の鋼線を一体集束
化し、特に束ねたままの状態では鋼線間に空隙が多く、
パイプ挿入時の充填率が低下してしまうという問題を避
けるため、及び集束した鋼線の円周方向に捻りがかから
ない状態でパイプに挿入できるためである。溶融めっき
金属はパイプと同種の金属であるため、鋼線とパイプの
密着性は良好である。
【００１１】ここで、溶融めっき金属が凝固する以前に
パイプに挿入すると規定したのは、挿入抵抗を小さくで
き、溶融金属がパイプとの空隙を埋めて、大幅な充填率
向上に寄与するためである。パイプへの鋼線の充填率は
９０〜１００％と規定した。９０％未満の充填率では伸
線加工性が劣化する。パイプの種類は特に限定しないが
、次工程でパテンティング熱処理−伸線加工工程を経る
ことから、融点１０００℃以上で冷間加工性に優れるＣ
ｕなどが望ましい。
パイプに挿入すると規定したのは、挿入抵抗を小さくで
き、溶融金属がパイプとの空隙を埋めて、大幅な充填率
向上に寄与するためである。パイプへの鋼線の充填率は
９０〜１００％と規定した。９０％未満の充填率では伸
線加工性が劣化する。パイプの種類は特に限定しないが
、次工程でパテンティング熱処理−伸線加工工程を経る
ことから、融点１０００℃以上で冷間加工性に優れるＣ
ｕなどが望ましい。
【００１２】高炭素鋼線はパイプに挿入された状態で非
酸化性雰囲気中で、パテンティング熱処理を行うことを
規定した。大気中のパテンティング処理では、パイプ表
面の酸化が生じ、パイプ材質の劣化、伸線加工性の劣化
が生ずるために非酸化性雰囲気を規定した。また、芯材
の鋼線がパイプを介して外気と遮断された状態で多本同
時パテンティングする理由は、従来高炭素極細鋼線の単
線パテンティング処理時に発生していた酸化、脱炭等の
品質上の欠陥が皆無となり、かつ従来単線では得られな
かった高い伸線加工度（真歪）が利用できるためである
。
酸化性雰囲気中で、パテンティング熱処理を行うことを
規定した。大気中のパテンティング処理では、パイプ表
面の酸化が生じ、パイプ材質の劣化、伸線加工性の劣化
が生ずるために非酸化性雰囲気を規定した。また、芯材
の鋼線がパイプを介して外気と遮断された状態で多本同
時パテンティングする理由は、従来高炭素極細鋼線の単
線パテンティング処理時に発生していた酸化、脱炭等の
品質上の欠陥が皆無となり、かつ従来単線では得られな
かった高い伸線加工度（真歪）が利用できるためである
。
【００１３】なお、パテンティング方法としては、Ｐｂ
浴、ソルト浴、流動層等いずれの方法でもよい。最後に
真歪４．５〜６の高減面率伸線加工により、芯材の高炭
素鋼線の最終素線径を５〜２５μｍに加工することを限
定した理由は、５μｍ未満の線径では鋼線内部の欠陥（
介在物など）の影響が顕著になり、複合ワイヤを補強す
る効果が小さくなるためであり、他方、２５μｍ超の線
径では最終芯材強度が低下する上に、芯材素線径が細い
メリットを活かした延性改善効果が失われるためである
。
浴、ソルト浴、流動層等いずれの方法でもよい。最後に
真歪４．５〜６の高減面率伸線加工により、芯材の高炭
素鋼線の最終素線径を５〜２５μｍに加工することを限
定した理由は、５μｍ未満の線径では鋼線内部の欠陥（
介在物など）の影響が顕著になり、複合ワイヤを補強す
る効果が小さくなるためであり、他方、２５μｍ超の線
径では最終芯材強度が低下する上に、芯材素線径が細い
メリットを活かした延性改善効果が失われるためである
。
【００１４】
【実施例】以下に本発明方法の一実施例に基づいて、そ
の作用を説明する。図１は本発明方法を実現するための
一実施例を示す装置概略図、図２は各工程別の複合ワイ
ヤ横断面の加工状況、図３は最終芯材の素線径と複合ワ
イヤの強度・延性の関係、図４は複合ワイヤの疲労特性
評価のための試験装置を示す。
の作用を説明する。図１は本発明方法を実現するための
一実施例を示す装置概略図、図２は各工程別の複合ワイ
ヤ横断面の加工状況、図３は最終芯材の素線径と複合ワ
イヤの強度・延性の関係、図４は複合ワイヤの疲労特性
評価のための試験装置を示す。
【００１５】表１及び表２に実施例を示す。鋼種、供給
線径、束ね本数、スケール除去の有無、鋼線の表面粗度
、めっき−パイプ組合せ条件、パイプ内充填率、パテン
ティング雰囲気、伸線加工歪量（真歪）等を種々変えて
実験を行った。試作した複合ワイヤは芯材強度、捻回試
験、３ロール疲労試験を行って評価した。本発明例１，
２は鋼種ＳＷＲＨ８２Ａを芯材とし、本発明例３，４は
Ｓｉ−Ｃｒを含んだ低合金鋼を芯材とし、表面がＣｕで
覆われた複合ワイヤを試作した例である。芯材の強度が
４００ｋｇｆ ／ｍｍ２ 以上と高いのみならず、最終
芯材線径の細径効果により複合ワイヤとしての捻回値、
３ロール疲労特性が著しく優れることが明らかである。
線径、束ね本数、スケール除去の有無、鋼線の表面粗度
、めっき−パイプ組合せ条件、パイプ内充填率、パテン
ティング雰囲気、伸線加工歪量（真歪）等を種々変えて
実験を行った。試作した複合ワイヤは芯材強度、捻回試
験、３ロール疲労試験を行って評価した。本発明例１，
２は鋼種ＳＷＲＨ８２Ａを芯材とし、本発明例３，４は
Ｓｉ−Ｃｒを含んだ低合金鋼を芯材とし、表面がＣｕで
覆われた複合ワイヤを試作した例である。芯材の強度が
４００ｋｇｆ ／ｍｍ２ 以上と高いのみならず、最終
芯材線径の細径効果により複合ワイヤとしての捻回値、
３ロール疲労特性が著しく優れることが明らかである。
【００１６】比較例１は芯材が束ね構造でなく単線とし
たために、真歪５の高減面加工を行ったにもかかわらず
、最終芯材の素線径が２８０μｍと太く、複合ワイヤの
高い延性が得られなかった例である。比較例２は芯材の
供給線径が細すぎたために、また比較例３は供給線径が
太すぎたために各々最終芯材に断線が生じて補強効果が
得られなかった場合である。前者は最終芯材素線径が４
μｍと細く、介在物等の影響で断線した例、後者は最終
芯材の素線径が、供給線径が太い所からの伸線のために
所定真歪の伸線加工が行えなかった例である。
たために、真歪５の高減面加工を行ったにもかかわらず
、最終芯材の素線径が２８０μｍと太く、複合ワイヤの
高い延性が得られなかった例である。比較例２は芯材の
供給線径が細すぎたために、また比較例３は供給線径が
太すぎたために各々最終芯材に断線が生じて補強効果が
得られなかった場合である。前者は最終芯材素線径が４
μｍと細く、介在物等の影響で断線した例、後者は最終
芯材の素線径が、供給線径が太い所からの伸線のために
所定真歪の伸線加工が行えなかった例である。
【００１７】比較例４はスケール除去をしない鋼線を用
いたために、めっきの付着性が悪くその後の伸線加工性
が低下し、所定の最終芯材の素線径が得られなかった例
である。比較例５は表面粗度が小さすぎてめっきの付着
性が悪く、所定の伸線加工性が得られなかった例、比較
例６は表面粗度が大きすぎて、伸線中にノッチ効果で断
線が生じた例である。
いたために、めっきの付着性が悪くその後の伸線加工性
が低下し、所定の最終芯材の素線径が得られなかった例
である。比較例５は表面粗度が小さすぎてめっきの付着
性が悪く、所定の伸線加工性が得られなかった例、比較
例６は表面粗度が大きすぎて、伸線中にノッチ効果で断
線が生じた例である。
【００１８】比較例７は酸洗後めっきせずにパイプへ挿
入したために充填率が低くなり、所定の伸線加工性が得
られなかった例である。比較例８はめっきする金属と挿
入するパイプ金属の種類が異なるために、所定の伸線加
工性が得られなかった例である。比較例９は充填率が小
さくなるようにパイプ挿入したために、所定の伸線加工
性が得られなかった例である。
入したために充填率が低くなり、所定の伸線加工性が得
られなかった例である。比較例８はめっきする金属と挿
入するパイプ金属の種類が異なるために、所定の伸線加
工性が得られなかった例である。比較例９は充填率が小
さくなるようにパイプ挿入したために、所定の伸線加工
性が得られなかった例である。
【００１９】比較例１０はパテンティング雰囲気を大気
中で行ったために、Ｃｕパイプの脆化が生じ、所定の伸
線加工性が得られなかった例である。比較例１１は伸線
加工度（真歪）が小さかったために、最終芯材の素線径
が太く、高強度・高延性が得られなかった例、比較例１
２は伸線加工度が大きすぎたために芯材の断線が生じた
例である。
中で行ったために、Ｃｕパイプの脆化が生じ、所定の伸
線加工性が得られなかった例である。比較例１１は伸線
加工度（真歪）が小さかったために、最終芯材の素線径
が太く、高強度・高延性が得られなかった例、比較例１
２は伸線加工度が大きすぎたために芯材の断線が生じた
例である。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、従来単線引き法
で極細線を製造後、撚り加工、めっき等の工程を経て製
造される複合ワイヤの製造工程を簡略化し、熱処理コス
ト、伸線コスト、撚り加工コストが低減できる点で大き
な効果がある。また、表層を加工性の良い材料を選ぶこ
とで、ダイス摩耗を低減できる。更に、表層のパイプの
種類を変えることにより、電気伝導性、耐食性等に優れ
た種々の用途に利用し得る複合ワイヤを製造することが
できる。加えて、芯材の素線径が細いために、本発明に
より得られる複合ワイヤの強度、延性、疲労特性は、従
来芯材が単線の場合に比較して大幅に向上する。
で極細線を製造後、撚り加工、めっき等の工程を経て製
造される複合ワイヤの製造工程を簡略化し、熱処理コス
ト、伸線コスト、撚り加工コストが低減できる点で大き
な効果がある。また、表層を加工性の良い材料を選ぶこ
とで、ダイス摩耗を低減できる。更に、表層のパイプの
種類を変えることにより、電気伝導性、耐食性等に優れ
た種々の用途に利用し得る複合ワイヤを製造することが
できる。加えて、芯材の素線径が細いために、本発明に
より得られる複合ワイヤの強度、延性、疲労特性は、従
来芯材が単線の場合に比較して大幅に向上する。
【図１】図１は本発明方法を実現するための装置の一例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】図２は各工程毎のパイプ内横断面加工状況の変
化を示したもので、（イ）はめっき後の集束一体化状況
、（ロ）はパイプ内充填状況、（ハ）は連続伸線途中の
加工状況を各々示す。
化を示したもので、（イ）はめっき後の集束一体化状況
、（ロ）はパイプ内充填状況、（ハ）は連続伸線途中の
加工状況を各々示す。
【図３】図３は最終芯材の素線径と複合ワイヤの強度・
延性の関係を示す図である。
延性の関係を示す図である。
【図４】図４はロープとしての疲労特性を評価するため
の３ロール疲労試験装置の概略図である。
の３ロール疲労試験装置の概略図である。
ａ 高炭素鋼線
ｂ 溶融めっき金属
ｃ 金属パイプ
ｄ 複合ワイヤ
１ 鋼線供給装置
２ 電解酸洗装置
３ 成形装置
４ 溶融めっき装置
５ パイプ供給装置
６ 圧着装置
７ パテンティング装置
８ 非酸化性ガス供給装置
９ 極細伸線機
１０ 引抜き装置
１１ 捲取装置
Claims (1)
- 【請求項１】 表面の酸化スケールを除去して表面粗
度を０．５〜１μｍに調整した線径０．１〜０．５ｍｍ
の高炭素鋼線を複数本束ねた状態で溶融めっき金属浴を
通過させて集束一体化した後、溶融めっき金属が凝固す
る前に該溶融めっき金属と同種の金属パイプ中に充填率
９０〜１００％の範囲で密に充填し、次いで非酸化性雰
囲気中でパイプままパテンティング処理を行い、真歪４
．５〜６の高減面率伸線加工を行って、最終芯材の素線
径が５〜２５μｍの芯材で補強されるようにすることを
特徴とする複合ワイヤの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP600991A JPH04237532A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 複合ワイヤの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP600991A JPH04237532A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 複合ワイヤの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237532A true JPH04237532A (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=11626723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP600991A Withdrawn JPH04237532A (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 複合ワイヤの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04237532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10543061B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-01-28 | 3M Innovative Properties Company | Methods for managing the scattering of incident light and articles created therefrom |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP600991A patent/JPH04237532A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10543061B2 (en) | 2014-10-03 | 2020-01-28 | 3M Innovative Properties Company | Methods for managing the scattering of incident light and articles created therefrom |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |