JPH10137836A - Peeling die for steel wire - Google Patents

Peeling die for steel wire

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JPH10137836A
JPH10137836A JP30039396A JP30039396A JPH10137836A JP H10137836 A JPH10137836 A JP H10137836A JP 30039396 A JP30039396 A JP 30039396A JP 30039396 A JP30039396 A JP 30039396A JP H10137836 A JPH10137836 A JP H10137836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel wire
copper
peeling
peeling die
die
Prior art date
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Pending
Application number
JP30039396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Mimura
彰治 味村
Masashi Ono
昌史 大野
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably extend a life by forming the peeling die for a steel wire with the steel of >=63 to <66 in HRC (Rockwell hardness, C scale) and hardening the surface coming into contact with a material to be worked with a TiN layer. SOLUTION: The steel wire 1, ground its surface layer with the peeling die 12 and introduced into a housing 11 evacuated into a vacuum, is straightened in a straight line with rolls 14a-14c and pulled out upward with pitch rolls 16. A composite wire 2 wherein copper or a copper alloy adhered is obtained in the meantime, however when an abnormality exists in the peeling die 12, molten copper is leaked from an inserting opening 23 and defective adhesion of copper to the steel wire 1 is generated. The base metal of the peeling die 12 is quenched at a lower temperature than the conventional temperature in the heat treatment, the hardness of the base metal is regulated to be >=63 to <66 in HRC (Rockwell hardness, C scale), and a TiN layer is formed on the ground surface of the steel wire 1 to harden. By this way, the life of the peeling die 12 is improved to be two times or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速度鉄道の電車
に給電するのに好適の銅被覆鋼トロリ線又は放電加工用
ワイヤとして使用される銅被覆鋼線の製造装置に配置さ
れる鋼線用皮むきダイスに関し、特に靱性に優れた鋼線
用皮むきダイスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper-coated steel trolley wire suitable for supplying power to a high-speed railway train or a steel wire arranged in an apparatus for producing a copper-coated steel wire used as a wire for electric discharge machining. The present invention relates to a peeling die for steel wire, and more particularly to a peeling die for steel wire having excellent toughness.

【0002】[0002]

【従来の技術】トロリ線及び放電加工用ワイヤ等の各種
電線には、常に、高強度及び高導電率であることが求め
られている。そこで、高強度である鋼線を芯線とし、高
導電率である銅又は銅合金を被覆材として被覆し接合し
た複合線が開発され、実用化されている。銅と鋼を接合
する場合、これらの接合面に汚染が存在すると、著しく
接合強度が低下し、複合線の強度を低下させると共に、
接合不良の部分に腐食が進行する。また、鋼線芯線の表
面に疵が存在すると、この複合線の強度を著しく低下さ
せる。
2. Description of the Related Art Various electric wires such as trolley wires and electric discharge machining wires are always required to have high strength and high electrical conductivity. Therefore, a composite wire in which a high-strength steel wire is used as a core wire, and high-conductivity copper or a copper alloy is coated as a coating material and bonded is developed and put into practical use. When joining copper and steel, if there is contamination on these joining surfaces, the joining strength is significantly reduced, and the strength of the composite wire is reduced,
Corrosion progresses to the part with poor bonding. In addition, if a flaw exists on the surface of the steel core wire, the strength of the composite wire is significantly reduced.

【0003】銅被覆鋼線の製造方法には、鋼線に銅テー
プを縦添えし、鋼線を銅テープで包んだ後、その鋼線長
手方向に延びる突き合わせ端部で銅テープを溶接し、そ
の後伸線する方法、鋼線の周囲に銅をメッキで付着させ
る方法等があるが、複合材料の導電率が60%IACS
以上となるように、厚く銅を被覆する方法としては、鋼
線を溶銅中に浸漬するデイップフォーミング法が公知で
ある(特公平2−11460)。これらの方法では、鋼
線の表面が僅かでも汚染されていると、鋼線に銅が付着
しないという問題点がある。
[0003] A method of manufacturing a copper-coated steel wire is to vertically attach a copper tape to a steel wire, wrap the steel wire with the copper tape, and then weld the copper tape at a butt end extending in the longitudinal direction of the steel wire. After that, there are a method of drawing and a method of plating copper around the steel wire by plating, and the conductivity of the composite material is 60% IACS.
As described above, as a method for thickly coating copper, a dip forming method in which a steel wire is immersed in molten copper is known (Japanese Patent Publication No. 2-11460). In these methods, there is a problem that if the surface of the steel wire is slightly contaminated, copper does not adhere to the steel wire.

【0004】鋼線の表面の酸化スケール、油等の汚染及
び疵を除去するためには、酸及び温水等による洗浄、シ
ョットブラスト、ブラシ等による表面研磨並びに皮むき
ダイスによる表面研削等がある。この中で、最も清浄な
鋼線表面が得られるのは、皮むきダイスで完全に新鮮な
鋼線表面を得る方法である。 このようなことから、鋼
線を溶銅中に浸漬する銅被覆鋼線の製造においては、無
潤滑下の皮むきダイスによって、鋼線の表面を清浄化処
理している。
[0004] In order to remove oxide scale, oil and other contamination and flaws on the surface of the steel wire, cleaning with acid and warm water, surface polishing with a shot blast, brush or the like, surface grinding with a peeling die, and the like are available. Among these, the method of obtaining a completely fresh steel wire surface with a peeling die can obtain the cleanest steel wire surface. For this reason, in the production of a copper-coated steel wire in which a steel wire is immersed in molten copper, the surface of the steel wire is cleaned using a non-lubricated peeling die.

【0005】しかしながら、銅被覆鋼線の製造ラインに
おいては、生産効率の観点から鋼線の送行速度は20〜
50m/minに設定されており、このような高速度の鋼線
を連続して皮むきすることが必要である。このため、皮
むきダイスの損耗は極めて激しい。こうして、皮むきダ
イスが損耗すると、鋼線径が変化し、また皮むき後の鋼
線表面の粗さの増大等が生じるため、鋼線芯線と銅被覆
材との接合強度が低下し、所望の性能の銅被覆鋼線が得
られなくなる。従って、皮むきのダイスの損耗を防ぎ、
寿命を長くすることは、製造効率を高める上で極めて大
きな効果をもたらす。また、皮むきダイスが摩耗しにく
くなることにより、従来使用できなかった高強度の鋼線
を使用できるようになるため、銅被覆鋼線の強度を向上
させることも可能となる。
[0005] However, in the production line of copper-coated steel wire, the feeding speed of the steel wire is 20 to 20 from the viewpoint of production efficiency.
It is set to 50 m / min, and it is necessary to continuously peel such a high-speed steel wire. For this reason, the wear of the peeling dies is extremely severe. In this way, if the peeling die is worn, the steel wire diameter changes, and the roughness of the steel wire surface after peeling increases, etc., so that the bonding strength between the steel wire core wire and the copper coating material decreases, and A copper-coated steel wire having the above performance cannot be obtained. Therefore, to prevent the wear of the peeling dies,
Prolonging the service life has an extremely large effect on increasing the production efficiency. Further, since the peeling dies are less likely to be worn, it becomes possible to use a high-strength steel wire that could not be used conventionally, so that the strength of the copper-coated steel wire can be improved.

【0006】而して、このような皮むきダイスには、従
来、炭素含有量1.0乃至1.2重量%程度の高炭素鋼
を母材とし、被加工材と接触する部分がTiN(窒化チ
タン)でコーティングされたものが使用されている。ま
た、この母材の硬さは、熱処理によってHRC(ロック
ウェル硬さ、Cスケール)が67〜72に調整されてい
る。
Conventionally, such a peeling die is made of a high-carbon steel having a carbon content of about 1.0 to 1.2% by weight as a base material, and a portion in contact with a workpiece is made of TiN ( Those coated with titanium nitride) are used. The hardness of the base material is adjusted to HRC (Rockwell hardness, C scale) of 67 to 72 by heat treatment.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この皮
むきダイスを使用して、直径12mmの鋼線を40m/min
で皮むきし、銅被覆鋼線を製造した場合、皮むきダイス
の寿命は5〜10時間程度であり、それ以後は銅の鋼線
への付着状況が悪化した。そして、使用後の皮むきダイ
スの状態を調査した結果、ダイスの刃先部分に多くのク
ラックが存在していた。このように、従来の皮むきダイ
スは寿命が5〜10時間程度と短いという難点がある。
However, using this peeling die, a steel wire having a diameter of 12 mm can be cut at 40 m / min.
When a copper-coated steel wire was manufactured by peeling, the life of the peeling die was about 5 to 10 hours, and thereafter, the state of adhesion of the copper to the steel wire deteriorated. As a result of examining the state of the peeling die after use, many cracks were present at the cutting edge of the die. As described above, the conventional peeling dies have a drawback that the service life is as short as about 5 to 10 hours.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、母材の靱性を高めることにより、寿命を著
しく延長することができる鋼線用皮むきダイスを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a peeling die for a steel wire capable of significantly extending the life by increasing the toughness of a base material. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼線用皮む
きダイスは、HRC(ロックウェル硬さ、Cスケール)
が63以上、66未満の鋼材で成形され、被加工材と接
触する表面がTiN層により硬化処理されていることを
特徴とする。
The steel wire peeling dies according to the present invention are made of HRC (Rockwell hardness, C scale).
Is formed of a steel material of 63 or more and less than 66, and a surface in contact with the workpiece is hardened by a TiN layer.

【0010】本願発明者は、母材の靱性を高めることに
着目して、皮むきダイスの寿命を延長させるべく鋭意実
験研究した結果、母材の組成は変化させることなく、熱
処理条件の適正化により硬さを低下させることにより所
期の目的を達成できることを見出した。
The inventor of the present application has focused on increasing the toughness of the base metal and has conducted intensive experiments and studies to extend the life of the peeling dies. It has been found that the intended purpose can be achieved by reducing the hardness.

【0011】従来の皮むきダイスの母材の硬さは、HR
Cで67〜72である。本発明においては、熱処理時の
焼き入れ温度を低下させることにより、HRCを63以
上、66未満に調整した。皮むきダイスは、従来の2倍
以上に向上することができる。
The hardness of the base material of the conventional peeling dies is HR
C is 67 to 72. In the present invention, the HRC was adjusted to 63 or more and less than 66 by lowering the quenching temperature during the heat treatment. The peeling dies can be improved more than twice as much as before.

【0012】母材の硬さがHRCで63未満であると、
母材が軟らかすぎるため、被加工材との間の凝着摩耗が
増大する。一方、母材の硬さがHRCで66以上である
と、従来品と同様の寿命となる。従って、本発明におい
ては、母材の硬さを従来の皮むきダイスより低下させる
ことにより、靱性を増大させ、クラックが入るまでの時
間を長くし、寿命を延長させるものである。
When the hardness of the base material is less than 63 in HRC,
Since the base material is too soft, adhesive wear between the base material and the workpiece increases. On the other hand, if the hardness of the base material is 66 or more in terms of HRC, the life is the same as that of the conventional product. Therefore, in the present invention, by reducing the hardness of the base material from that of the conventional peeling dies, the toughness is increased, the time required for cracks to be formed is increased, and the life is extended.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】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、図1に基いて、本
発明の実施例に係る皮むきダイス12が装着された所謂
デイップフォーミング装置について説明する。このデイ
ップフォ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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a so-called dip forming apparatus equipped with a peeling die 12 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this dip forming apparatus, a steel wire supply device 10 is provided.
A coating device 20 made of copper or a copper alloy is disposed above the above.

【0014】先ず、図1に示すように、鋼線1は皮むき
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。この鋼線1
は、例えば40m/minの供給速度で図1の矢印の方向か
ら皮むきダイス12を通過する。ここで皮むきダイス1
2により鋼線1の表面は研削され、清浄な表面を有する
鋼線1はキャプスタン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、キャプスタン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。
First, as shown in FIG. 1, a steel wire 1 is introduced into a housing 11 evacuated while a surface layer thereof is continuously ground by a peeling die 12. This steel wire 1
Passes through the peeling die 12 in the direction of the arrow in FIG. 1 at a supply speed of, for example, 40 m / min. Here peeling dice 1
2, the surface of the steel wire 1 is ground, and the steel wire 1 having a clean surface is wound around the capstan 13 to change its traveling direction upward. In this case, the steel wire 1 is bent by the capstan 13, and the steel wire 1 is straightened by the rollers 14 a, 14 b, and 14 c of the straightening device 14.

【0015】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の周囲に銅又
は銅合金が付着した複合線2が得られる。
Next, the steel wire 1 is pulled upward by the pinch roll 16 and introduced into the crucible 22 from an insertion port 23 provided at the bottom of the crucible 22 of the coating apparatus 20.
Then, the steel wire 1 is pulled upward in the crucible 22, during which the molten metal 21 in the crucible 22 adheres to the steel wire 1. Then, the adhered molten metal 21 solidifies to obtain a composite wire 2 in which copper or a copper alloy is attached around the steel wire 1.

【0016】複合線2は、次いで、熱間圧延装置により
圧延され、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て、図2にその断面図を示す
ように、被覆材4が芯材3に強固に被着される。こうし
て製造され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。この場合に、皮むきダイスに異常があると、挿入口
23から溶銅の漏れが生じ、又は鋼線への銅の付着不良
が生じる。
The composite wire 2 is then rolled by a hot rolling device, whereby the steel wire of the core material and the copper or copper alloy region of the coating material are metal-bonded, and FIG. As shown, the coating material 4 is firmly attached to the core material 3. In the composite wire thus manufactured, diffusion of atoms occurs at the interface between the steel wire and the copper or copper alloy region, and the bonding is extremely strong. In this case, if there is an abnormality in the peeling die, molten copper leaks from the insertion port 23 or poor adhesion of copper to the steel wire occurs.

【0017】本実施例においては、鋼線用皮むきダイス
12として、その母材の硬さを、HRCで63以上、6
6未満に調整したものを使用する。これは母材の組成の
調整ではなく、熱処理条件の適正化により調整する。即
ち、この母材の熱処理としては、熱処理時の焼入れ温度
を従来よりも低下させることにより、HRC(ロックウ
ェルかたさ、Cスケール)で63以上、66未満に調整
する。その後、被加工材と接触する表面にTiN層を形
成して硬化処理する。このようにして製造した皮むきダ
イス12においては、寿命は従来の2倍以上に向上す
る。
In the present embodiment, as the peeling die 12 for steel wire, the hardness of the base material is 63 or more by HRC and 6 or more.
Use one adjusted to less than 6. This is not adjusted by adjusting the composition of the base material, but by adjusting the heat treatment conditions. That is, the heat treatment of the base material is adjusted to 63 or more and less than 66 in HRC (Rockwell hardness, C scale) by lowering the quenching temperature during the heat treatment than before. Thereafter, a TiN layer is formed on the surface in contact with the workpiece, and a hardening process is performed. The life of the peeling die 12 manufactured in this manner is more than double that of the conventional one.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例についてその比較例と
比較して説明する。図1に示すデイップフォーミング装
置により銅被覆鋼線を製造した。本実施例においては、
鋼線1の送給速度は40m/minであり、皮むきダイス通
過前の鋼線径は12.3mm、皮むきダイスの孔径は1
2.0mmであった。なお、比較例の場合も同様の製造条
件で行った。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples. A copper-coated steel wire was manufactured by the dip forming apparatus shown in FIG. In this embodiment,
The feeding speed of the steel wire 1 is 40 m / min, the diameter of the steel wire before passing through the peeling die is 12.3 mm, and the hole diameter of the peeling die is 1 mm.
2.0 mm. In addition, the comparative example was performed under the same manufacturing conditions.

【0019】実施例の皮むきダイス12は母材の硬さが
HRC(ロックウエル硬さ、Cスケール)で64であ
り、表面にTiN層をコーティングしたものを使用し
た。
The peeling die 12 of the embodiment used had a base material hardness of 64 in terms of HRC (Rockwell hardness, C scale) and was coated on its surface with a TiN layer.

【0020】一方、比較例の場合、皮むきダイス12の
母材の硬さHRC及び表面コーティング層の種類は比較
例1が夫々67及びTiNであり、比較例2が夫々62
及びTiNであり、比較例3が夫々70及びTiCであ
る。
On the other hand, in the case of the comparative example, the hardness HRC of the base material of the peeling die 12 and the type of the surface coating layer were 67 and TiN in Comparative Example 1, and 62 in Comparative Example 2 respectively.
And TiN, and Comparative Example 3 was 70 and TiC, respectively.

【0021】各実施例及び比較例の判定寿命及び判定結
果を下記表1に示す。
Table 1 below shows the judgment life and judgment results of the respective examples and comparative examples.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】上記表1から明らかなように、本実施例の
鋼線用皮むきダイスの母材の硬さはHRC(ロックウェ
ルかたさ、Cスケール)で64であり、その表面にTi
Nコーティング層を設けたことにより、鋼線用皮むきダ
イスの寿命は15時間となり、従来の皮むきダイスの2
〜8時間に比して寿命が著しく延長された。
As is apparent from Table 1 above, the hardness of the base material of the steel wire peeling die of this embodiment is 64 in HRC (Rockwell hardness, C scale), and Ti
By providing the N coating layer, the life of the peeling dies for steel wire is 15 hours, which is 2 hours of the conventional peeling dies.
The service life was significantly prolonged compared to ~ 8 hours.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る鋼線
用皮むきダイスは、HRC(ロックウェルかたさ、Cス
ケール)で63以上、66未満の鋼材で成形され、被加
工材と接触する表面がTiN層により硬化処理されてい
るので、従来の皮むきダイスに比して寿命を著しく延長
することができる。
As described above, the steel wire peeling dies according to the present invention are formed of a steel material having an HRC (Rockwell hardness, C scale) of 63 or more and less than 66, and come into contact with the workpiece. Since the surface is hardened by the TiN layer, the life can be significantly extended as compared with a conventional peeling die.

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

【図1】 本発明の実施例に係る皮むきダイスが設けら
れたデイップフォーミング装置を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a dip forming apparatus provided with a peeling die according to an embodiment of the present invention.

【図2】 銅被覆鋼線の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a copper-coated steel wire.

【符号の説明】 1;鋼線 2;複合線 3;芯材 4;被覆材 12;皮むきダイス 13;キャプスタン 14;整直装置 22;ルツボ[Description of Signs] 1; steel wire 2; composite wire 3; core material 4; coating material 12; peeling die 13; capstan 14;

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 HRC(ロックウェル硬さ、Cスケー
ル)が63以上、66未満の鋼材で成形され、被加工材
と接触する表面がTiN層により硬化処理されているこ
とを特徴とする鋼線用皮むきダイス。
1. A steel wire characterized by being formed of a steel material having an HRC (Rockwell hardness, C scale) of 63 or more and less than 66, and a surface in contact with a workpiece is hardened by a TiN layer. For peeling dies.
JP30039396A 1996-11-12 1996-11-12 Peeling die for steel wire Pending JPH10137836A (en)

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