JPH11244935A - 亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法 - Google Patents

亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法

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JPH11244935A
JPH11244935A JP5304398A JP5304398A JPH11244935A JP H11244935 A JPH11244935 A JP H11244935A JP 5304398 A JP5304398 A JP 5304398A JP 5304398 A JP5304398 A JP 5304398A JP H11244935 A JPH11244935 A JP H11244935A
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JP
Japan
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zinc
steel wire
aluminum
coated steel
coated
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JP5304398A
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Yusuke Nakano
祐介 中野
Masahiro Nagai
雅大 永井
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/005Continuous extrusion starting from solid state material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピンホールがなく、緻密で粘り加工性に富ん
だ被覆層が得られる製造方法の確率、一度に目標厚さ
の亜鉛層を被覆することができ(厚さ100μm以
上)、生産速度を向上できる製造方法の確率、被覆層
と母材アルミ面の間に金属間化合物を生じさせないこ
と、軟質なアルミ被鋼線の周囲に所定肉厚の亜鉛被覆
層を安定して密着させることのできること。 【解決手段】押出機の材料供給部から亜鉛を供給しこれ
をアルミ被鋼線上に被覆するように押出加工することに
より、亜鉛被覆付きのアルミ被鋼線として連続押出しす
る。連続押出しには2ホイール式連続押出機または1ホ
イール式連続押出機を用いると良い。亜鉛を薄肉のパイ
プに押出し、薄肉パイプ内にアルミ被鋼線を挿入しつつ
亜鉛被覆を形成すると良い。ダイスとニップルの突き合
わせ部にテーパ角度を有した平行部を設け、この平行部
のテーパ角度を30〜70°の範囲にすると良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合線の押出し技
術の分野に関し、より具体的には、アルミ被鋼線上に亜
鉛の被覆を有せしめた、亜鉛及びアルミ被鋼線を押出し
により製造する方法の提供に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、架空地線用の素線として用いられ
ているアルミ被鋼線に耐雷性能を持たせるため、アルミ
被鋼線上に亜鉛の被覆を設けることが検討されている。
亜鉛の被覆を施す従来例としては次の方法がある。
【0003】〔電気めっきによる方法〕亜鉛イオンを含
む溶液中に処理しようとする素材を浸漬し、これを陰極
として素材表面に金属皮膜を電解析出させ、Zn皮膜を
形成する方法。
【0004】〔溶融亜鉛めっきによる方法〕溶融した亜
鉛中に処理しようとする素材を浸漬し、これを引き上げ
て表面に付着した溶融亜鉛を凝固させ、亜鉛の被覆を形
成する方法。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】亜鉛の被覆を形成する
前述した従来技術によれば、次のような問題点が見いだ
される。
【0006】〔電気めっきによる方法〕電気めっき法
では、亜鉛粒子が電気的に引き寄せられて集合した状態
で、隙間を持ちながら皮膜を形成しており、皮膜は一般
にピンホールを有して脆く、被めっき線材を屈曲させた
り撚線等においての曲げ加工を行うとクラックを生じ、
加工性が良くない。
【0007】また、一度に付着する皮膜厚さが数〜数
十μmと薄いので、耐雷特性に必要な厚さ(目標値10
0μm以上)の皮膜を得るには何回もめっきを重ねる必
要があり、加工費用が嵩む。
【0008】さらに、めっき速度が1〜2m/min と遅
いので、生産に時間がかかる。
【0009】〔溶融めっきによる方法〕溶融金属のた
め、母材であるアルミ表面への拡散を生じ、亜鉛−アル
ミ界面に金属間化合物を生じる。金属間化合物は硬くて
脆いため、亜鉛層の密着性を悪くする。また、伸線、撚
線等の変形加工性が悪くなる。
【0010】また、金属溶湯を取り扱うため、段取り
作業、製造作業が安全上注意を要するものとなる。
【0011】そこで、本発明の解決すべき課題(目的)
は、次の点をクリヤーにできる亜鉛及びアルミ被鋼線の
製造方法を提供することにある。ピンホールがなく、
緻密で粘り加工性に富んだ被覆層が得られる製造方法の
確率、一度に目標厚さの亜鉛層を被覆することができ
(厚さ100μm以上)、生産速度を向上できる製造方
法の確率、被覆層と母材アルミ面の間に金属間化合物
を生じさせないこと、軟質なアルミ被鋼線の周囲に所
定肉厚の亜鉛被覆層を安定して密着させることのできる
こと。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明により提供する亜
鉛及びアルミ被鋼線の製造方法は、既に製造されたアル
ミ被鋼線を押出機に供給しつつ、押出機の材料供給部か
ら亜鉛を供給しこれをアルミ被鋼線上に被覆するように
押出加工することにより、亜鉛被覆付きのアルミ被鋼線
として連続押出しすることからなる方法にある。
【0013】この発明の方法のように、亜鉛の押出しに
より亜鉛の被覆層を形成すると、固相亜鉛材料を押出し
圧力をかけて任意に設定されたダイス・ニップル間の隙
間を連続体として押出し被覆層を形成することから、亜
鉛の被覆層はピンホールのない緻密なものとなる。ま
た、押出しされた直後の亜鉛被覆層は熱間押出しにより
再結晶して脆い組織となるが、伸線等の冷間加工を行う
ことで金属の結晶格子が変化して加工性を増すことがで
きる。また、亜鉛被覆層の厚さは、ダイス・ニップルの
隙間の大きさにより決まり、当該隙間を任意の大きさに
設定することによって、一度に耐雷性能を目的とする厚
さ(100μm以上)の被覆層を得ることができる。
【0014】尚、上記のように連続押出しにより製造す
ることで、電線のような長尺製品の押出しが可能とな
る。
【0015】上記の基本手段の下で幾つかの実施態様を
展開することができる。例えば、連続押出しのために、
2ホイール式連続押出機または1ホイール式連続押出機
を用いる方法である。この方法によって、亜鉛を線材に
して連続的に供給し、連続押出しを容易にする。
【0016】また、押出機内へ供給される亜鉛を薄肉の
パイプに押出し、この亜鉛の薄肉パイプ内にアルミ被鋼
線を挿入しつつ亜鉛の被覆を形成する方法を提供するこ
とができる。このように薄肉のパイプにしてからアルミ
被鋼線上に被覆すると、亜鉛被覆層がアルミ被鋼線の表
面に機械的に密着被覆されることとなり、従来の溶融め
っきのような界面での金属化合物を形成するような金属
的反応を起こすことがない。
【0017】さらに、押出機内のダイスとニップルの突
き合わせ部にテーパ角度を有した平行部を設け、この平
行部のテーパ角度を30〜70°の範囲にして、ダイス
径より細い亜鉛のパイプを押出しする方法を提供するこ
とができる。このようにすると、亜鉛の押出しによる亜
鉛フローがコアのアルミ被鋼線に沿うように流れて良好
な押出しが行われ、また、亜鉛の押出し圧力でアルミ母
材表面を変形することなく所定の亜鉛被覆を行うことが
できる。
【0018】尚、上記のテーパ角度において、30°未
満では、ニップルの強度が不足し、押出し圧力で変形す
る恐れがあり、また、70°を越えると、コアのアルミ
被鋼線に対して垂直方向に流れるために軟質コアのアル
ミ被鋼線を潰して安定した押出しを行うことができなく
なる。従って、上記の30〜70°の範囲が最適範囲と
して設定されている。
【0019】さらに、押出機内の亜鉛の流れを、主とな
る流れに対して直交する方向に分流することにより、均
一な肉厚の亜鉛のパイプを押出しする方法を提供するこ
とができる。このようにすることで、ダイスとニップル
間における亜鉛のフロー;流れをスムーズにし、パイプ
状に押出しする場合には真円とすることができる。
【0020】尚、上記のようなダイス・ニップル間での
亜鉛の真円化及び亜鉛フロー中のデッドメタルの形成を
抑制化するには、亜鉛のパイプの水平方向の流れが強く
なるように水平方向の削られたニップル形状とするのが
良く、また、亜鉛供給側の上下(鉛直方向)の流れを抑
え、水平方向からの流れを強くするように、上下方向を
防ぐ形状のダイス形状とするのが良い。尚また、亜鉛に
よるパイプの穴径がコアのアルミ被鋼線に密着する大き
さとなるよう、パイプの引け細りを考慮して、ダイス穴
径を仕上がり外径+0.2〜+0.3mmとするのが良
い。
【0021】
【発明の実施の形態】図1〜図3は、本発明に係る亜鉛
及びアルミ被鋼線の製造方法の好ましい実施例を示して
おり、図1に連続押出機及び押出し状況の全体概要を示
し、図2に押出機におけるダイスとニップルの材料の押
出し流れを示し、図3(イ)(ロ)にニップルとダイス
の形状を示した。
【0022】この実施例では、連続押出機本体4として
2ホイール式連続押出機を採用している。この2ホイー
ル式連続押出機の基本構造は、押出しラインに対して上
下にホイール1を配置し、このホイールの周溝2に係合
するシューブロック5(ダイボックスを含む)とで押出
し材料の供給路を形成し、シューブロック5のダイボッ
クス内に組込まれたダイス6とニップル7とで押出し通
路を形成している。
【0023】押出し材料となる亜鉛は線材3として連続
供給し、この線材3は、ホイール3の周溝2内に供給す
ることにより、ホイール1とシューブロック5との間で
摩擦力を受けてダイボックス内に引き込まれ、ホイール
1の回転力に伴って押出し圧力を受けるので、ダイス6
とニップル7との間の通路を連続体としてパイプ状に押
出しされるようになっている。
【0024】上記のような亜鉛の押出しにより、亜鉛パ
イプ8を形成するようにしている。この押出し亜鉛パイ
プ8内に、コアとなるアルミ被鋼線9を挿入することに
より、亜鉛被覆8を伴ったアルミ被鋼線9として押出し
製造するようにしている。
【0025】図2に、亜鉛をパイプとして押出しする方
向の角度について示している。即ち、ダイス6とニップ
ル7との間のギャップの方向と、コアとなるアルミ被鋼
線9の供給方向との角度をθとすると、θ=30〜70
°の範囲とすることによって、亜鉛フロー(8)がアル
ミ被鋼線9に沿うように流れるようになり、良好な押出
し状態が得ることができる。
【0026】図3(イ)にニップル7の先端形状を示し
ている。この図のように、側面10を削り落とすことに
より、亜鉛フローの水平部での流れを強くし、上下方向
の亜鉛フローの流れを抑え、以て、真円の亜鉛パイプ8
を形成するのである。
【0027】図3(ロ)にダイスの後端面形状を示して
いる。この図のように、ダイス入口側端面を上下部を突
出させることにより、亜鉛フローの上下の流れを押え、
水平部での亜鉛フローの流れを強くすることで、亜鉛フ
ローの流れの中のデッドメタルを抑え、アルミ被鋼線上
での被覆部における破れや欠陥の発生を解消するように
している。
【0028】以上のような実施例によれば、次のような
効果を奏することができる。押出しによって亜鉛を被
覆することにより、電気めっき・溶融めっきと比較し
て、より厚膜の亜鉛被覆を得ることができる。また、電
気めっきと比較してピンホールがなく緻密な被覆面が得
られる。さらに、冷間加工を施すことによって、亜鉛層
の結晶格子が変化して延性が増し、電気めっきと比較し
て加工性に富んだ被覆材が得られる。
【0029】亜鉛被覆の厚さが、押出機内のダイス・
ニップル間のギャップにより決まるので、一度に厚肉の
押出しが行える。耐雷性能用の被覆の場合には、被覆厚
さが100〜300μm程の厚肉の被覆が必要となる
が、上記のような押出しによりそれに応える厚肉の被覆
層が得られる。従来の電気めっきでは皮膜厚が数μm程
度/1回でめっき回数を重ねる必要があり、製造に時間
がかかる。また、溶融亜鉛めっきの場合でも、1回での
皮膜厚さが数十μm程度であり、目標値の厚さを得るた
めにめっき回数を重ねる必要があり、これまた非効率的
である。これに対して、押出しにより一度に厚肉の亜鉛
被覆を得ることは、効率が極めて良く生産性において特
筆できるものとなる。
【0030】押出しにより亜鉛を被覆する速度は、現
状でも10m/min 以上であるが、電気めっきのめっき速
度1〜2m/min と比較すると高速の生産が可能となる。
【0031】アルミ被鋼線の表面に亜鉛を押出しによ
り被覆するので、亜鉛層はアルミ被鋼線表面に機械的に
密着するだけであり、アルミ−亜鉛界面での金属間化合
物を生じない。溶融亜鉛めっきのように、亜鉛溶湯中に
母材を浸漬すると、アルミ−亜鉛界面に反応が起こり、
アルミ−亜鉛合金層を生じ、これが硬くて脆いため、電
線として伸線、撚線加工を行うときに、被覆層の剥がれ
を生じ易いが、上記の押出し方法によって、そのような
現象を生じることがなくなる。
【0032】尚、本発明の製造方法によれば、前述した
実施例のような2ホイール式連続押出機による以外に、
1ホイール式連続押出機を採用することも可能である。
【0033】尚また、本発明はアルミ被鋼線上への亜鉛
被覆を行う方法であるが、亜鉛被覆を伴う銅線、銅合金
線等の押出しにも応用可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したような本発明によれば、
ピンホールがなく、緻密で粘り加工性に富んだ被覆層が
得られる製造方法の確率、一度に目標厚さの亜鉛層を
被覆することができ(厚さ100μm以上)、生産速度
を向上できる製造方法の確率、被覆層と母材アルミ面
の間に金属間化合物を生じさせないこと、軟質アルミ
被鋼線の周囲に所定肉厚の亜鉛被覆層を安定して密着さ
せることのできること、という所期の課題(目的)を達
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にして、2ホイール式連続押出
機及びそれによる亜鉛アルミ被鋼線の製造状況を示す断
面説明図。
【図2】図1に示す2ホイール式連続押出機におけるダ
イスとニップル間の押出し流れを示す断面説明図。
【図3】(イ)は図1に示す2ホイール式連続押出機に
おけるニップルの先端形状を示す斜視説明図、(ロ)は
同連続押出機におけるダイスの後端面形状を示す斜視説
明図。
【符号の説明】
1 駆動ホイール 2 周溝 3 亜鉛線材 4 2ホイール式連続押出機本体 5 シューブロック 6 ダイス 7 ニップル 8 亜鉛被覆層 9 アルミ被鋼線 10 ニップル側面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】既に製造されたアルミ被鋼線を押出機に供
    給しつつ、押出機の材料供給部から亜鉛を供給しこれを
    アルミ被鋼線上に被覆するように押出加工することによ
    り、亜鉛被覆付きのアルミ被鋼線として連続押出しする
    ことからなる、亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法。
  2. 【請求項2】連続押出しのために、2ホイール式連続押
    出機または1ホイール式連続押出機を用いる、請求項1
    記載の亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法。
  3. 【請求項3】押出機内へ供給される亜鉛を薄肉のパイプ
    に押出し、この亜鉛の薄肉パイプ内にアルミ被鋼線を挿
    入しつつ亜鉛の被覆を形成する、請求項1または請求項
    2記載の亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法。
  4. 【請求項4】押出機内のダイスとニップルの突き合わせ
    部にテーパ角度を有した平行部を設け、この平行部のテ
    ーパ角度を30〜70°の範囲にして、ダイス径より細
    い亜鉛のパイプを押出しする、請求項1〜3何れか1項
    記載の亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法。
  5. 【請求項5】押出機内の亜鉛の流れを、主となる流れに
    対して直交する方向に分流することにより、均一な肉厚
    の亜鉛のパイプを押出しする、請求項1〜3何れか1項
    記載の亜鉛及びアルミ被鋼線の製造方法。
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