JPS6250417A - 細径鋼線のパテンテイング装置 - 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】 １１↓ｐ渇月分！ 本発明は細径鋼線のパテンティング装置に関する。さら
に詳細には本発明は、鋼線をオーステナイト化温度まで
加熱する加熱炉と、これを所定温度範囲に保持してパー
ライトまたはベイナイト変態させる徐冷炉とを備え、鉛
炉パテンティングと同等の能力を有する細径鋼線のパテ
ンティング装置に関する。

Ｉ迷茎韮虜 従来、コードワイヤ等の直径２．０ｍｍクラスの細径鋼
線のパテンティングはエアパテンティングで行われてき
た。これはエアパテンティングが鉛パテンテイングと比
べて設備が簡便で、コストが安く、さらにこのクラスの
寸法の鋼線の空気中の冷却速度がパテンティング処理に
都合のよい範囲であることによる。特に、鉛パテンテイ
ングと比較した場合のコスト上のメリットは線径が細く
なる程大きくなる。

しかしながら、線径か細くなると、例えば直径１．６ｍ
ｍ以下の細径鋼線をエアパテンティングした場合には空
気中の冷却速度が大きくなりすぎ、焼きが入すパテンテ
ィングが難しくなる。このため、このような細径鋼線は
鉛パテンテイングにより処理していた。しかしながら、
細径鋼線を鉛パテンテイングする場合、加熱炉から鉛浴
までの間の空気中の走行による細径鋼線の冷却を避ける
ため加熱炉と鉛浴とを直結しなければならず、設備が複
雑となり、作業上にも問題があった。

そこで、本出願人は、細径鋼線が内部を貫通して走行可
能な加熱炉と移動可能な徐冷炉とを備え、加熱炉を出た
後、徐冷炉で保温しながら鋼線の変態を行うパテンティ
ング装置を特願昭５９−２４１８３２号で提案したもの
である。このパテンティング装置では加熱炉出口と徐冷
炉入口との間隔を容易に変更できるため、鋼線表面の過
冷却を防止し、徐冷開始時の鋼線温度を適性に制御する
ことができる。

発明の解決しようとする問題点 上記した加熱炉と、移動可能な徐冷炉とから構成される
パテンティング装置は細径の鋼線のパテンティングに有
効であるが、徐冷炉にはほとんど冷却能力がないため次
のような問題があった。

（ａ）　　徐冷炉中での鋼線の変態復熱による温度上昇
が大きく、変態終了まで長時間を要する。

（ｂ）　　恒温変態からの温度偏差が大きく、組織の均
一性が鉛パテンテイングに比べて劣る。

本発明の目的はこれらの問題を解決して、均一なパーラ
イトまたはベイナイト組織を与えるパテンティング処理
を迅速に行いうる装置を提供することにある。

より詳細には本発明の目的は、加熱炉および徐冷炉を備
えるパテンティング装置において、徐冷炉内での変態中
に生ずる温度上昇を抑制して、変態時間を短縮し、恒温
変態に近い状態でパテンティング処理が可能な装置を提
供することにある。

問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するため本発明者等は加熱炉と移動式
徐冷炉とを備えるパテンティング装置を用いて鋼線の温
度変化を種々検討した結果、本発明を完成したものであ
る。

すなわち、本発明に従うと、直径１，６ｎ＋ｍ以下の細
径鋼線のパテンティング装置であって、直列に配列され
た高温の加熱炉と複数の低温の徐冷炉とを備え、上記細
径鋼線が上記の加熱炉および徐冷炉内を連続走行可能に
構成されていることを特徴とする細径鋼線のパテンティ
ング装置が提供される。

更に本発明の１態様に従うと、加熱炉とそれに後続する
徐冷炉との間隔および徐冷炉相互の間隔が調整可能に構
成される。また、徐冷炉の入口に放射温度計が設けられ
、恒温処理温度を制御可能に構成するのが好ましい。

誰月 本発明に従うパテンティング装置では直列に配列された
複数の徐冷炉を備えるため、徐冷炉中の変態復熱により
温度上昇した鋼線は、徐冷炉と徐冷炉との間を走行する
とき空冷される。従って、複数の徐冷炉を貫通走行する
ことによって、復熱昇温−空冷を繰り返し、この段数が
増えるほど恒温変態に近い状態でパテンティング処理が
行われ、且つ変態完了の所要時間も短縮する。

さらに本発明の態様に従い、例えば徐冷炉を移動可能と
することによって加熱炉と徐冷炉との間隔あるいは徐冷
炉相互の間隔を変更することができる。加熱炉と徐冷炉
との間隔を変更することによって、加熱炉を出て徐冷炉
に入るまでの鋼線の空冷時間を制御して徐冷炉入口の鋼
線温度を調整することができる。この徐冷炉入口の鋼線
温度は概ねパーライト変態開始温度となるので加熱炉と
徐冷炉との間隔を変えることによりパーライトラメラ−
間隔を調整することができる。

さらに徐冷炉相互の間隔を変更することによって、徐冷
炉を出て次の徐冷炉に到達するまでの鋼線の空冷時間を
制御することができる。上述したように徐冷炉はほとん
ど冷却能力を有してないので、徐冷炉中で鋼線の温度は
変態復熱により昇温する。従って徐冷炉と徐冷炉との間
を走行することによる空冷を利用し、且つそれら徐冷炉
の間隔を変更することによって次の徐冷炉入口での鋼線
温度を制御する。

実施例 以下、本発明を添付の図面を参照して実施例により説明
する。なお、これらの実施例は本発明の単なる例示であ
り、本発明の技術範囲を何隻制限するものでないことは
勿論である。

第１図は本発明に従うパテンティング装置の１実施例の
概略図である。このパテンティング装置は、処理すべき
鋼線Ｗを供給するサプライ側ボビン１１と、処理後の鋼
線Ｗを巻取る巻取側ボビン１２とを備える。これらのボ
ビン１１および１２は、鋼線Ｗに自重による張力以外の
張力がかからないように回転数制御されている。本実施
例では鋼線Ｗは一定速度Ｖで供給且つ巻取られている。

第１図に示す本発明のパテンティング装置はさらに、加
熱炉１３と、これに直列に配列された３台の徐冷炉１４
．１５．１６とを備え−る。図示の実施例では加熱炉１
３は定置式であり、徐冷炉１４．１５．１６は移動可能
な台車式である。これらの加熱炉１３および徐冷炉１４
．１５．１６は、鋼線Ｗが貫通走行可能なように一直線
上に整列されて配置されている。従って、徐冷炉の台車
は、鋼線Ｗの走行方向とほぼ平行なレール上に配置され
るのが好ましい。

徐冷炉１４．１５．１６の各々は、それらの入口部分に
放射温度計１７．１８．１９を備えて各徐冷炉の入口で
の鋼線Ｗの温度が測定可能である。

以上説明した本発明のパテンティング装置の動作を第１
図および第２図を参照して説明する。第２図は第１図に
示す装置を用いてパテンティング処理した際の鋼線温度
の変化を示す図である。

まず、ボビン１１より線速Ｖで巻き戻された鋼線Ｗは温
度Ｔａｔに設定された加熱炉１３に導入され、その出口
でＴａｔまで昇温加熱される。加熱炉１３を出た鋼線Ｗ
は空気中で冷却され、徐冷開始温度Ｔｂ℃に設定された
徐冷炉１４に導入される。このとき、徐冷炉１４の入口
部に設けた放射温度計１７により鋼線Ｗの温度を測定し
、空冷された鋼線温度がＴｂｔに等しくなるように徐冷
炉１４の位置を調整する。

すなわち、鋼線温度がＴｂｔよりも高いときには徐冷炉
１４を加熱炉１３より遠ざけて空冷時間を長くし、鋼線
がＴｂｔよりも低いときには徐冷炉１４を加熱炉１３に
近づけて空冷時間を短くして調整する。

徐冷炉１４は、鋼線Ｗの線速度がＶのときに滞炉時間が
ｔ１秒となるような炉長である。徐冷炉１４内では鋼線
Ｗの変態が直ちに開始し、この変態復熱により鋼線Ｗが
１６℃だけ昇温する、徐冷炉１４を出ると鋼線Ｗは再び
空冷され、次いで徐冷炉１５に導入されて変態を再開し
、昇温し、このような昇温、冷却を徐冷炉１６を出るま
で繰返す。ここで徐冷炉１５．１６の各々の入口部に設
けられた放射線温度計１８．１９により鋼線Ｗの温度を
測定し、この温度が徐冷炉１８．１９の設定温度Ｔｂｔ
と等しくなるように徐冷炉１８．１９の位置を調整する
。

以上を要約すると、第２図に示すように本発明のパテン
ティング装置では、鋼線Ｗは加熱炉１３でＴａｔまで加
熱された後、加熱炉１３と徐冷炉１４との間で空冷され
てＴｂｔとなり、徐冷炉１４に導入され、その後、変態
復熱および空冷によってＴｂｔにより１６℃だけ昇温、
冷却を繰返し、徐冷炉１９内のａ点で変態を終了した後
、最後段の徐冷炉１９を出て空冷される。

一方、加熱炉の後方に単一の徐冷炉を配置した従来技術
のパテンティング装置を用いた場合の鋼線温度の変化を
第２図中に点線で示す。この従来技術のパテンティング
装置は、徐冷炉が単一の炉から構成される点を除き第１
図に示す装置と同様である。従って、第２図に示すよう
に鋼線の温度変化は徐冷炉に導入された後、Ｔｄｔだけ
昇温する時点まで同様であるが、その後、変態復熱によ
り昇温を続け、徐冷炉入口温度ＴｂｔよりもＴｃｔも昇
温し、変態開始からｔ３秒後のｂ点で変態を終了する。

第２図に示すように、本発明のパテンティング装置にお
ける変態完了所要時間ｔ２秒は、従来技術の装置におけ
る変態完了所要時間ｔ３秒よりも短かく、徐冷炉の数を
増すことによって復熱−冷却の段数が増加するほど変態
完了所要時間は短かくなる。さらに変態中の鋼線の温度
上昇も、従来法の場合のＴｃｔは本発明の場合のＴｄｔ
よりもはるかに高く、この関係も徐冷炉の数を増すこと
によって復熱−冷却の段数が増加するほど差が大きくな
る。

つまり、本発明の徐冷炉内の鋼線の温度上昇が小さくな
り恒温変態に近い形でのパテンティング処理が可能とな
り、均一な機械的特性の鋼線が得られる。

実験例１ 第３図に示す如き複数の徐冷炉を備えた本発明に従うパ
テンティング装置を用いて鋼線のパテンティング処理を
行うとともに、比較例として単一の徐冷炉を備えた従来
技術の装置を用いてパテンティング処理を行った。鋼線
として、ＪＩＳ硬鋼線材５ＷＲ８８２Ｂ、５．５φｍｍ
をパテンティング後２．８φｍｍまで伸線し、再びパテ
ンティングした後１．０φｍｍまで伸線したものを試片
素材として用いた。第１表に試験条件および処理後の鋼
線材の機械的特性を示す。

第１表のＮｏ、　ｌ、２は夫々、比較例と本発明例を示
す。両者共、加熱温度、徐冷開始温度、徐冷炉温、徐冷
ゾーン長の各条件は共通で、徐冷炉長、徐冷炉数を、発
明法、従来法に従って変えた。すなわち、比較例では、
従来通り、徐冷炉数は１で、炉、長も、ゾーン長いっば
いの５ｍにした。これに対し、本発明例のＮα２では、
徐冷炉数を２とし、炉長もゾーン長のスの１．２５　ｍ
とした。その結果、Ｎｏ、　１の比較例では、線速５５
ｍ／分でも、引張強さＴＳが１３０〜１０５Ｋｇ　／　
ｍｍ”　とばらライており、断面内の組織もパーライト
ラメラ−間隔が０．１０μｍ〜０．１７μｍと変動して
いる他、限界の加工度も９１％と発明例より低い。なお
、Ｎα１の比較例で線速を５５ｍ／分よりさらに上げる
と、徐冷炉中では、変態は終了せず、ベーナイトが混入
し始めるため、限界加工度は、さらに低下する。一方Ｎ
ｃＬ２の発明例では、線速を７５ｍ／分にあげても、引
張強さＴＳは１２８〜１２２Ｋｇ／ｍ＋ｙ＋２と同じレ
ベルでしかもばらつきが少く、限界加工度も９７．５％
と高い値を示しており、本発明の優位性が示されている
。

Ｎｏ、　３の比較例は、上述のとおり、Ｎｏ、　ｌの比
較例に於いて線速を５５ｍ／分からさらにあげた場合で
、具体的には７５ｍ／分にした。その結果、ベーナイト
組織が混入し、限界加工度は、８７％に低下した。

一方、Ｎｏ、　４の発明例では、徐冷炉数を４に増した
が、その結果、線速１００　ｍ／分で通線しても、９７
％の限界加工度を示す鋼線が得られた。

この様に、本発明によれば、細径線（１，６φｍｍ以下
）のパテンティングに於いて、従来法に比べて高能率に
処理を行うことができ、しかも従来以上の品質が得られ
る。

第４図に示す本発明のパテンティング装置を用いて鋼線
のパテンティング処理を行うとともに、比較例として第
５図に示す従来技術のエアパテンティングによる装置を
用いてパテンティング処理を行った。被処理鋼線として
、ＪＩＳ硬銅線材５ＷＲＨ８２Ｂ、５．５φｍｍをパテ
ンティング後２．８φｍｍまで伸線し、再びパテンティ
ングした後、１．０φｍｍまで伸線したものを用いた。

第６図に、得られた鋼線の機械的特性を鋼線の断面直径
と対比して示す。

第６図に示すとおり、従来のエアパテンティング法では
、１．２φｍｍ以下で、絞りＲＡが急激に低下しており
、この範囲の線径の鋼線材をエアパテンティングすると
、冷却速度が大き過ぎることが判る。また、１．６φｍ
ｍを越えると逆に冷却速度が小さくなり、強度と絞りが
低下するため、むしろ積極的な冷却が必要となる。

そこで第５図に示す発明の装置により処理すると、１．
６φｍｍ以下では、第６図に示すとおり、均一かつ良好
な加工性が得られる。しかしながら、１．６φｍｍを越
えると、従来法よりも絞りが低下し、加工性が低下する
。

この様に、本発明の効果は、１．６φｍｍ以下の細径線
に於いて有効であることが判る。尚、第４図に示す発明
の装置は、線径の変化に対応して入口線温Ｔｅを６００
℃に保つように徐冷炉と加熱炉の間隔を調節している。

発明の詳細 な説明の如く本発明の装置は、細径鋼線が連続して貫通
走行可能に直列に配列された高温の加熱炉と複数の低温
の徐冷炉とを備え、好ましくは、加熱炉とそれに後続す
る徐冷炉との間隔および徐冷炉相互の間隔が調整可能に
構成され、１．６　φｍｍ以下の細径鋼線のパテンティ
ング処理に好適に用いられる。このように徐冷炉間に空
冷区域を設けることによって、変態復熱により昇温され
た鋼線を空冷し、変態中の鋼線温度の上昇を制限して均
一な機械的特性の鋼線を製造することに成功したもので
ある。また、本発明により変態完了所要時間を短縮し、
これによりパテンティング処理における鋼線処理速度を
高めることも可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパテンティング装置の１実施例の概略
図であり、 第２図は第１図で示したパテンティング装置における鋼
線温度の変化を従来技術のそれと比較して示すグラフで
あり、 第３図は本発明の他の実施例のパテンティング装置の概
略図であり、 第４図は、本発明の更に別の実施例によるパテンティン
グ装置の徐冷炉の寸法、配置の実例を示し、 第５図は従来技術によるエアパテンティングによるパテ
ンティング装置の概略図であり、第６図は、第４図およ
び第５図に示す装置を用いて鋼線のパテンティング処理
を行い、得られた鋼線の機械的特性を、鋼線の断面直径
と対比して示したグラフである。 （主な参照番号） １１、１２・・・ボビン、 １３・・・加熱炉、 １４．１５．１６・・・徐冷炉、 １７．１８．１９・・・放熱温度計、 Ｗ・・・鋼線、 特許出願人　　　住友金属工業株式会社代理人　　　　
　弁理士　新居　正彦 １１．１２．、、ボビン　　　１７．１８　、１９・・
→１澗度計１３・・・加熱炉　　　　　Ｗ−・・鋼層１
４．１５．１６・・　徐冷炉 Ｊ１２図 ＢＩＴｌ、Ｊ］ 発明法 第５ｗＪ 従来法 第６図 錬径（ｍｍ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直径１．６ｍｍ以下の細径鋼線のパテンティング
   装置であって、直列に配列された高温の加熱炉と複数の
   低温の徐冷炉とを備え、上記細径鋼線が上記の加熱炉お
   よび徐冷炉内を連続貫通走行可能に構成されていること
   を特徴とする細径鋼線のパテンティング装置。
2. （２）上記の加熱炉とそれに後続する徐冷炉との間隔お
   よび徐冷炉相互の間隔が調整可能に構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の細径鋼線のパ
   テンティング装置。
3. （３）上記徐冷炉の入口に放射温度計が設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項の
   いずれかに記載の細径鋼線のパテンティング装置。