JPH0791627B2

JPH0791627B2 - 複合線状体の製造方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0791627B2
Application number: JP60139550A
Authority: JP
Inventors: 重彰吉田; 健史宮崎
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1985-06-26
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPS621850A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は複合線状体の製造方法およびその装置に関
し、より詳しくは、芯線に溶融金属粒子を吹付けて芯線
の周囲に金属被覆層を形成する方法および装置に関す
る。

＜従来の技術＞従来、金属芯線の外周に異種または同種の金属を被覆し
て複合化する方法としては、通電加熱した芯線を押出し機に挿入して被覆金属を
摩擦溶接若しくは熱間圧接させる押出し被覆法、テープ状の被覆金属をフォーミイングロールで成形
しつつ、通電加熱した芯線を挿入してクラッドロールで
圧接するテープクラッド法、芯線周囲に厚肉のメッキを施す溶融厚メッキ法或い
は電気厚メッキ法、芯線周囲に金属粉末を被覆して加熱するとともに強
圧を加える粉末圧粉法等が広く知られている。

＜発明が解決しようとする問題点＞押出し被覆法の場合、被覆金属の塑性加工を必要と
するため、製造装置として、上記塑性加工に耐え得る充
分な強度と押出し力を必要とし、装置が大がかりとなる
という欠点がある。

テープクラッド法の場合、テープ内面の清浄が困難
であることから、被覆金属の充分な密着強度が得られな
いとともに、テープ素材が高価であるから製造コストが
高くつくという欠点がある。

溶融厚メッキ法の場合、芯線が溶湯に浸漬される際
に芯線とメッキ層との界面に金属間化合物層が形成され
ることから、加工性および靭性が劣るという欠点があ
る。また、電気厚メッキ法の場合、製造コストが高くつ
くという欠点がある。

粉末圧粉法の場合、厚みを増大させると加圧が不充
分となることから厚肉被覆ができないという欠点があ
る。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、芯
線に対する密着性が良好で、装置の小型化が図れるとと
もに、被覆厚みの制御も容易に行なうことができる複合
線状体の製造方法および装置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＞上記目的を達成するための第１の発明としての複合線状
体の製造方法は、予熱した芯線を走行させつつ、芯線周
囲に溶融金属粒子を吹き付けて、芯線周囲に金属被覆層
を連続的に形成した後、芯線周囲の金属被覆層を急冷さ
せる方法である。

また、第２の発明としての複合線状体の製造装置は、芯
線の送給部と、送給部から芯線を巻き取る回収部とを所
定距離隔てて配置し、上記送給部と回収部との間に、芯
線の送給部より送給された芯線に前処理を施す前処理部
と、前処理を施した芯線を所定温度に加熱する予熱部
と、予熱された芯線の周囲に溶融金属粒子を吹き付けて
金属被覆層を形成する金属被覆部と、芯線および金属被
覆層を急冷させる冷却部が、この順に形成されている。

上記製造方法においては、溶融金属粒子の吹き付け方法
として、芯線を中心とする円周上の複数箇所から行なう
ことが考えられるほか、例えば芯線を回転させるか、吹
き付け装置側を芯線を中心にして回転させることによ
り、溶融金属粒子を吹き付け方向と芯線との位置関係
を、絶えず変化させながら行なうことが考えられる。さ
らに、溶融金属粒子の吹き付けは、酸化防止雰囲気中で
行なうことが好ましく、このほか、溶融金属粒子の吹き
付け後において、複合線状体の引抜き加工を行なっても
よい。

一方、製造装置の金属被覆部としては、高圧ガスにて溶
湯を粒子化させて芯線に吹き付ける構造のもの、高圧ガ
スにて金属粉末をガス炎中に噴射して、金属粉末を溶融
させつつに芯線に吹き付ける構造のもの、連続的に送給
される一対の金属線間にアークを飛ばして、金属線を溶
融させるとともに、高圧ガスを噴射して溶線を粒子化さ
せつつ芯線に吹き付ける構造のものが考えられる。

このほか、芯線送給部と前処理部との間に、芯線の曲り
を矯正する伸直部を構成することも考えられる。

＜作用および発明の効果＞上記複合線状体の製造方法によれば、芯線と溶融金属粒
子とを緻密かつ連続的に密着させることができる。特
に、芯線に付着した溶融金属粒子を急冷させるので、芯
線と金属被覆層との密着をより一層強固に行なうことが
できるとともに、複合線状体の靭性も確保することがで
きる。

また特に、金属粒子の吹き付けを複数箇所から行なう場
合、および溶融金属粒子の吹き付け方向と芯線との位置
関係を、絶えず変化させながら行なう場合には、より一
層むらのない金属被膜層を形成することができる。ま
た、溶融金属粒子の吹き付けを、酸化防止雰囲気中で行
なうことにより、スケールの発生による密着不良を防止
することができる。さらに、溶融金属粒子の吹き付け後
において、引抜き加工を行なうことにより、芯線と金属
被覆層との密着性を一層改良することができるととも
に、複合線状体の直径の均一化および表面仕上も同時に
行なうことができる。しかも、芯線の走行速度や溶融金
属粒子の吹き付け量を調整することにより、金属被覆層
の厚みを任意かつ容易に制御することができる。

一方、この発明の複合線状体の製造装置は、金属被覆層
を形成するための各作業を、自動的に一連に行なわせる
ことができ、上記製造方法を効率的に行ない得る装置と
して好適である。しかも、被覆のための塑性加工が不要
であるとともに、芯線と金属被覆層を冷却部で急冷する
ので、その後、回収部にて直ちに回収することができ、
装置を小型化することもできる。また、複合線状体の生
産性も向上する。

したがって、芯線に対する金属被覆層の密着性が優れ、
被覆厚みの制御も容易で、しかも複合線状体をコスト安
価に製造できるという特有の効果を奏する。

＜実施例＞以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は、この発明の複合線状体の製造方法を実施する
のに使用する装置の概要を示す図である。

上記装置としては、ドラム（11）に巻回された芯線
（ａ）を繰り出す送給部（１）と、金属被覆層（ｂ）
（第３図参照）が形成された芯線（ａ）をドラム（71）
に巻き取って回収する回収部（７）とを、所定距離隔て
て配置してあるとともに、上記送給部（１）と回収部
（７）との間に、送給部（１）より送給された芯線
（ａ）の曲がりを矯正する伸直部（２）と、伸直部
（２）を通過した芯線（ａ）に、研磨、洗浄等の前処理
を施す前処理部（３）と、前処理を施した芯線（ａ）を
所定温度に加熱する予熱部（４）と、予熱された芯線
（ａ）の周囲に溶融金属粒子を吹き付けて金属被覆層
（ｂ）を形成する金属被覆部（５）と、金属被覆部
（５）を通過した複合線状体（Ａ）を急冷する冷却部
（６）とをこの順に形成したものである。

上記送給部（１）のドラム（11）と回収部（７）のドラ
ム（71）とは、それぞれ同期させて回転駆動させてあ
り、芯線（ａ）は、張りつめられた状態で、送給部
（１）から、伸直部（２）、前処理部（３）、予熱部
（４）、金属被覆部（５）、冷却部（６）を通って、回
収部（７）側へ連続的に送給される。上記芯線（ａ）と
しては、鉄、鉄合金、銅、銅合金、アルミニウム、アル
ミニウム合金、タングステン、ニオブ、その他の金属か
らなるものを使用することができる。

伸直部（２）としては、所定間隔隔てて片側に配列され
たローラ（21）（21）と、このローラ（21）（21）間の
対向側に配置したローラ（22）にて芯線（ａ）を挟み込
んで、その曲りを矯正するものであり、芯線（ａ）の極
端な曲がりがない場合には、伸直部（２）を構成しない
で実施することもできる。

そして、前処理部（３）においては、ワイヤブラシ、ナ
イロンブラシ、ショットブラスト等による機械的研磨、
電解エッチング等の電気化学的研磨、或いは、酸洗等の
化学的洗浄により前処理が芯線（ａ）に対して行なわれ
る。

上記前処理が施された芯線（ａ）は、後続の予熱部
（４）において所定温度（通常200〜400℃、鋼線で270
〜300℃が好適である）に加熱される。この予熱部
（４）における芯線（ａ）の加熱手段としては、通電に
よる抵抗加熱や、高周波による誘導加熱のほか、ヒータ
による雰囲気加熱が採用できる。そして、予熱部（４）
を通過した芯線（ａ）は、非酸化性ガスが封入された導
通管（41）内の通って外気としゃ断された状態で金属被
覆部（５）に送給される。

金属被覆部（５）においては、芯線（ａ）から所定間隔
離して配置されたスプレーガン（51）より、例えば銅、
銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合
金、亜鉛、亜鉛合金、その他の金属により溶融金属粒子
（52）が噴射されており、上記溶融金属粒子（52）が芯
線（ａ）の周囲に吹き付けられる結果、芯線（ａ）に金
属被覆層（ｂ）が形成される。上記スプレーガン（51）
としては、芯線（ａ）を中心とする円周上において、少
なくとも対向する２箇所に配置してあり、さらに増設す
る場合には、上記円周上において等間隔に配設するのが
好ましい。また、上記溶融金属粒子（52）としては、第
２図に詳細を示すごとく、コイル（53）による誘導加熱
等にて溶融された上記被覆用金属からなる溶湯（54）
を、ノズル（55）から噴射されるアルゴンガス等の等圧
ガス（56）にて霧吹き式に吹いて粒子化させたものであ
り、このようにして得られた溶融金属粒子（52）を、上
記高圧ガス（56）とともにスプレーノズル（51）から芯
線（ａ）に均等に吹き付けることにより、芯線（ａ）周
囲に金属被覆層（ｂ）を緻密かつ連続的に形成すること
ができる。この際、芯線（ａ）が予熱されているので金
属被覆層（ｂ）と芯線（ａ）との良好な密着性を確保す
ることができる。また、金属被覆部（５）としては、周
囲をカバーして、内部を非酸化性ガスによる酸化防止雰
囲気としておくことが好ましく、この場合においては、
芯線（ａ）および金属被覆層（ｂ）にスケールが発生す
るおそれがないので、両者の密着をより一層確実に行な
わせることができる。なお、金属被覆層（ｂ）の形成厚
みは、芯線（ａ）の送給速度や金属被覆層（ｂ）の吹き
付け量を調整することにより、容易に制御することがで
きる。

そして、上記金属被覆層（ｂ）が形成された複合線状体
（Ａ）を、冷却部（６）において急冷し、芯線（ａ）に
対して金属被覆層（ｂ）をさらに強固に密着させた後、
回収部（７）のドラムに巻き取って複合線状体（Ａ）を
回収する。上記急冷方法としては、水、油等の噴射によ
る冷却手段を採用できる。なお、上記冷却部（６）とし
ては、芯線（ａ）の種類、被覆金属の種類等の条件によ
っては、これを構成しないで実施することができる。ま
た、金属被覆部（５）と回収部（７）の間に、所定孔径
のダイス（図示せず）を介装しておくことにより、複合
線状体（Ａ）の温間引抜き加工または冷間引抜き加工を
実施することができ、この場合には、芯線（ａ）と金属
被覆層（ｂ）との密着性を一層改良することができると
ともに、複合線状体（Ａ）の直径の均一化および表面仕
上も同時に行なうことができる。

一方、金属被覆部（５）としては、第２図に示す霧吹き
方式以外の種々の吹き付け手段を採用でき、例えば金属
粉末を混合した高圧ガスを、酸素・アセチレン炎、酸素
・プロパン炎等のガス炎中に噴射して金属粉末を溶融さ
せつつ芯線（ａ）に吹き付けること（図示せず）、連続
的に送給される一対の金属線（57）間にアークを飛ばし
て金属線を溶融させ、該溶融部に高圧ガスを噴射して溶
融金属を粒子化させつつ芯線（ａ）に吹き付けること
（第４図参照）等が考えられる。また、金属被覆部
（５）において、芯線（ａ）とスプレーガン（51）の何
れか一方または双方を円周方向に回転させて、溶融金属
粒子（52）の吹付け方向と芯線（ａ）との相対位置を絶
えず変化させつつ、溶融金属粒子（52）を吹き付けても
よく、この場合には、溶融金属粒子（52）を一層むらな
く吹き付けることができ、より均一厚みの金属被覆層
（ｂ）を形成することができる。

このほか、上記製造装置の送給部（１）、前処理部
（３）、予熱部（４）、金属被覆部（５）、回収部
（７）等の各部を円周上に沿って配設すること等、この
発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すこ
とができる。

＜試験例１＞第１図に示す装置を使用して、以下の〜に示す条件
で、異形アルミニウム被覆鋼線の製造を行なった。

芯線 60c 鋼線（固定）（断面詳細は第５図参照）前処理ショットブラスト加熱方法誘導加熱非酸化性ガス５％H₂−Arガス芯線送給速度 30m/min 噴射用ガス Arガス（ガス圧5atm）被覆厚み 0.5mm スプレーガン４箇所（固定）以上の条件で製造された複合線状体は、被覆厚みが均一
であり、圧潰テスト（5t/3cm）においてもアルミニウム
と鋼線との剥離は全く生じなかった。また、塩水噴霧試
験（JIS Z 2301）においても高い耐蝕性を発揮し、被覆
がむらなく行なわれていることが確認された。

＜試験例２＞第１図に示す装置を使用して、以下の〜に示す条件
で、亜鉛被覆黄銅線の製造を行なった。

芯線直径3mmの黄銅線（銅：亜鉛＝7:3）ただし10rpmで回転前処理ナイロンブラシによる研磨加熱方法誘導加熱非酸化性ガス５％H₂−Ar ガス芯線送給速度 30m/min 噴射用ガス Ar ガス（ガス圧5atm）被覆厚み 1.0mm スプレーガン１箇所（10rpmで回転）以上の条件で製造された複合線状体は、被覆厚みが均一
で、被覆むらのない好適な複合線状体であった。なお、
上記により得られた複合線状体を冷間で直径200μｍま
で伸線加工し、これを放電加工機用のワイヤカット線と
して使用したところ、従来の黄銅線と比較して約２倍の
加工速度を達成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は使用装置の概要を示す図、第２図は金属被覆部の詳細を示す断面図、第３図は複合線状体の拡大断面図、第４図は金属被覆部の他の実施例を示す断面図、第５図は、試験例１に使用した芯線の断面図。（１）……送給部、（２）……伸直部、（３）……前処
理部、（４）……予熱部、（５）……金属被覆部、
（６）……冷却部、（７）……回収部、（ａ）……芯
線、（ｂ）……金属被覆層、（Ａ）……複合線状体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予熱した芯線を走行させつつ、芯線周囲に
溶融金属粒子を吹き付けて、金属被覆層を連続的に形成
した後、芯線周囲の金属被覆層を急冷させることを特徴
とする複合線状体の製造方法。
【請求項２】溶融金属粒子の吹き付けを、芯線を中心と
する円周上の複数箇所から行なう上記特許請求の範囲第
１項記載の複合線状体の製造方法。
【請求項３】溶融金属粒子の吹き付け方向と芯線との位
置関係を、周方向に変化させつつ吹き付けを行なう上記
特許請求の範囲第１項記載の複合線状体の製造方法。
【請求項４】溶融金属粒子の吹き付けを、酸化防止雰囲
気中で行なう上記特許請求の範囲第１項記載の複合線状
体の製造方法。
【請求項５】溶融金属粒子の吹き付け後、引抜き加工を
行なう上記特許請求の範囲第１項記載の複合線状体の製
造方法。
【請求項６】芯線の送給部と、送給部から芯線を巻き取
る回収部とを所定距離隔てて配置し、上記送給部と回収
部との間に、芯線の送給部より供給された芯線に前処理
を施す前処理部と、前処理を施した芯線を所定温度に加
熱する予熱部と、予熱された芯線の周囲に溶融金属粒子
を吹き付けて金属被覆層を形成する金属被覆部と、芯線
および金属被覆層を急冷させる冷却部が、この順に形成
されていることを特徴とする複合線状体の製造装置。
【請求項７】金属被覆部に設けられたスプレーガンと、
金属被覆部に導入された芯線の、いずれか一方または双
方が周方向に回転する上記特許請求の範囲第６項記載の
複合線状体の製造装置。
【請求項８】金属被覆部が、高圧ガスにて溶湯を粒子化
させて芯線に吹き付けるものである上記特許請求の範囲
第６項記載の複合線状体の製造装置。
【請求項９】金属被覆部が、高圧ガスにて金属粉末をガ
ス炎中に噴射して、金属粉末を溶融させつつ芯線に吹き
付けるものである上記特許請求の範囲第６項記載の複合
線状体の製造装置。
【請求項１０】金属被覆部が、一対の金属線間にアーク
を飛ばして金属線を溶融させるとともに、高圧ガスを噴
射して溶線を粒子化させつつ芯線に吹き付けるものであ
る上記特許請求の範囲第６項記載の複合線状体の製造装
置。
【請求項１１】芯線送給部と前処理部との間に、芯線の
曲りを矯正する伸直部が形成されている上記特許請求の
範囲第６項記載の複合線状体の製造装置。
【請求項１２】金属被覆部と回収部との間に、複合線状
体を引抜き加工するためのダイスが配置されている上記
特許請求の範囲第６項記載の複合線状体の製造装置。