JPS63281762A - デイツプフォ−ミング装置用皮剥ぎダイス - 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】 産業上の利用分野 この発明はディップフォーミング装置において種線を皮
剥ぎするためのダイスに関し、特にｌｉ１線を芯として
銅もしくは銅合金をディップフォーミングにより被覆す
るにあたって、種線としての鋼線をディップフォーミン
グの直前に皮剥ぎするためのダイスに関するものである
。

従来の技術 ディップフォーミング法は、銅荒引線の連続製造装置と
して開発されたものであって、溶鋼からの鋳造および圧
延を一連の工程として連続的に行なうことができるとこ
ろから、最近では広く普及しつつある。

このディップフォーミング法を実施する装置、すなわち
ディップフォーミング装置の一例を第２図に示す。第２
図において、黒鉛等の耐火物などからなるるつぼ１の底
部には種線導入口２が形成されており、またとのるつぼ
１内には、溶解炉３からの溶鋼供給路４を経て溶銅５が
供給される。

種線（銅荒引線の製造の場合には銅線）６は、皮剥ぎダ
イス７によって表面層が除去されてからキャプスタン８
．を経て前記種線導入口２に導かれ、るつぼ１内に連続
的に導入される。るつぼ１内に導入された種線６は、溶
鋼中を通過してからその場面上に連続的に引上げられる
。この時、湯面上に引上げられた種線６は、その周囲に
溶鋼がある厚みで付着・凝固し、鋳造ロッド９となる。

この鋳造ロッド９は、るつぼ１の上方に設けられた冷却
筒１０内で適当な温度まで冷却された後、図示しない圧
延機によって連続的に圧延されて、所要の径に仕上げら
れる。

ここで皮剥ぎダイス７は、種線表面に付着している圧延
油や伸線潤滑油等の有機物や表面の酸化物層などを除去
して、種線表面を清浄化するためのものであり、優れた
製品品質を得るためには皮剥ぎダイスによる表面清浄化
が不可欠である。すなわち、種線表面に圧延油等の有機
物が付着されたまま種線がるつぼ内に導入されれば、そ
の有機物が急激に分解してガスが発生し、これにより鋳
造ロッド表面に礼状の欠陥が発生したり、また種線表面
に酸化物層が存在している場合には被覆層が種線に充分
に密着されずに、鋳造ロッドに内部欠陥が生じることが
おるが、皮剥ぎダイスを用いることによってこれらの欠
陥の発生を未然に防止することができる。なお皮剥ぎダ
イスとしては、一般には硬さＨｖが７００〜７８０程度
の高速度鋼またはダイス鋼を素材とし、さらに耐摩耗性
を向上させるためにＴｉＣ等のセラミックコーティング
を廠したものが用いられている。

発明が解決すべき問題点 前述のようなディップフォーミンク装置によれば、種線
として銅線を用い、溶鋼を付着させて所謂銅荒引線を製
造することは従来から工業的に可能でめった。

ところで送電線や架空地線などとしては、鋼線を芯とし
てその外周上に銅や銅合金を被覆した銅被覆鋼線を使用
することがある。このような銅被覆鋼線の製造にめたっ
ても、上述のようなディップフォーミング法を適用する
ことが考えられる。

すなわち、種線として鋼線を用いて第２図の装置により
その鋼線上に溶鋼を付着凝固させ、銅被覆鋼線を製造す
ることが可能と考えられる。

しかしながら実際に種線として鋼線を用いて第２図のデ
ィップフォーミング装置により銅被覆鋼線を工業的に製
造することは、次のような理由から極めて困難であった
。

すなわち、前述のような皮剥ぎダイスを用いて種線とし
ての鋼線を皮剥ぎすれば、ダイスの刃先の摩耗が短時間
で著しく進行し、そのため皮むき厚さが少なくなって片
むけが生じ、その結果表面清浄化作用が不充分となって
前述のような欠陥が生じ易くなる。したがって鋼線を種
線として用いれば、皮剥ぎダイスを頻繁に交換せざるを
得ないが、皮剥ぎダイスを交換するためには装置の運転
を停止せざるを得ず、このため皮剥ぎダイスを頻繁に交
換すれば生産性が著しく阻害されてディップフォーミン
グ法の最大のメリットが損なわれてしまう。また皮剥ぎ
ダイス交換のために短時間で運転を停止すれば、製品品
質が安定化されずに、品質のばらつきが多くなる問題も
生じる。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、鋼線を
芯として銅もしくは銅合金をディップフォーミングによ
り被覆するにあたって、種線としてのｌｉｌ線を皮剥ぎ
するに適したダイスを提供し、これによって鋼線を銅も
しくは銅合金で被覆した複合種線をディップフォーミン
グにより長時間安定して製造し得るようにすることを目
的とするものである。

問題点を解決するための手段 鋼線の皮剥ぎを丘なうダイスに関して、その材質や熱処
理条件等について種々実験・検討を重ねた結果、ダイス
基材としての鋼の硬さをビッカース硬さで８００〜１１
００の範囲内とし、その硬さの鋼基材上にセラミックコ
ーティングを施した構成の皮剥ぎダイスを用いることが
、鋼線皮剥ぎに際しての寿命を従来よりも著しく延長し
得ることを見出し、この発明をなすに至ったのである。

したがってこの発明の皮剥ぎダイスは、鋼線を芯として
銅もしくは銅合金を被覆するためのディップフォーミン
グ装置用の皮剥ぎダイスにおいて、例えば第１図に示す
ように、ビッカース硬さくＨｖ）が８００〜１１００の
範囲内に調整された鋼からなる基材７Ａの表面にそのｗ
Ａ基材７Ａよりも高硬度のセラミック被覆層７Ｂが形成
されているものである。

作　　　用 この発明の皮剥ぎダイスにおいては、ダイス基材７Ａと
して硬さがビッカース硬さくＨｖ）で８００〜１１００
の範囲内に調整された鋼を用い、その硬さの鋼基材７Ａ
上に硬質なセラミック被覆層７Ｂを形成した構成とする
。ここでて基材としての鋼の硬さがＨｖ　８００未満で
は、たとえ表面に硬質なセラミック被覆層が形成されて
いても、基材が軟質であるため鋼線の皮剥ぎに使用した
場合に摩耗の進行が著しくなる。一方基材としての鋼の
硬さが）ｌｖｌｌｏｏを越えれば、ディップフォーミン
グ装置の運転開始時に急激に負荷が加えられた際に刃先
先端に欠損が生じてしまい、ダイスとして使用不可能と
なる。すなわち、ディップフォーミング装置用の皮剥ぎ
ダイスとして耐摩耗性を高めて長寿命化を図るためには
、表面のセラミック被覆層のみならず基材としての鋼も
硬質であることが必要であり、一方鋼基材の硬さを単純
に著しく高くすれば、靭性低下により刃先先端の切損が
生じてしまうが、Ｈｖ　８００〜１ｉｏｏの範囲内の値
に調整することによって耐摩耗性と耐欠損性（靭性）と
の両者を同時に満足することができるのである。

また鋼基材の硬さをＨｖ　８００〜１１００の範囲内と
しても、表面にセラミック被覆層を形成していなければ
、鋼線皮剥ぎ時において鋼線との間で凝着が生じ、これ
により刃先の欠損が生じたり、あるいは鋼線材表面がむ
しられるような極めて粗い表面を呈するようになって実
用には供せない。したがって皮剥ぎダイスは鋼基材の表
面にセラミック被覆層を形成しておく必要がある。

なお鋼基材としては、要は焼入れ一焼戻し等の熱処理に
よってＨｖ　８００〜１１００の範囲内の硬さに調整可
能なものを用いれば良く、例えばＪＩＳ規格の５ＫＨ５
１や５ＫＨ５９で代表されるＳＫＨ系の高速度工具鋼を
用いれば良い。例えば５ＫＨ５１の場合は、焼入れ前の
オーステナイト化温度を１２００℃以上とし、焼入れ後
の焼戻し温度を５７０″Ｃ程度とすることによってＨｖ
　８００以上を達成することができる。但し５ＫＨ５１
ではどんな熱処理条件を選択しても硬さの上限はＨｖ　
９００程度であり、そこでこれ以上の硬さを得たい場合
は５ＫＨ５９を用いることが望ましく、５ＫＨ５９の場
合は上記と同じ熱処理によって）ｌｖ　９５０〜１ｉｏ
ｏの硬ざを得ることができる。

一方鋼基材表面に形成されるセラミック被覆層は、基材
の鋼よりも高硬度でかつ鋼との密着性が良好なものであ
れば良く、その材質としてはＴｉＮが代表的であり、そ
のほかＴ＊ｃ、ｓＮ。

Ａｌ２Ｏ３等を使用することができる。また密着性の優
れたセラミック被覆層を形成する方法としては、ＣＶＤ
法やＰＶＤ法などが知られており、この発明の場合もこ
れらを適用することができる。

なおセラミック被覆層の厚みは特に限定しないが、通常
は５ｔｔｍ〜１０ｕＩｎ程度とする。またセラミック被
覆層を形成する箇所は、要は少なくとも刃先部分であれ
ば良いが、通常は例えば第１図に示したように、刃先部
１１の前面側１２およびダイス内周面１３の部分に全体
的にセラミック被覆層７Ｂを形成しておけば良い。

実施例 第２図に示すディップフォーミング装置を用いて銅被覆
鋼線を製造するにあたり、種線６として直径が７゜４馴
に伸線加工されたＪＩＳ　　Ｇ３５０５　　ＳＷＲＭ８
の軟鋼線を用い、その種線６を皮剥ぎダイス７に案内し
て直径が７．０Ｎｒｉとなるようにその表層を皮剥ぎし
、るつぼ１に導いて溶銅５中を通過させ、銅被覆鋼線の
鋳造ロッド９を作成した。ここで、皮剥ぎダイス７とし
ては、第１表に示すような種々の材質、硬さのものを用
いた。

各皮剥ぎダイスを用いた場合において、それぞれ鋳造ロ
ッド９に皮剥ぎ不良に起因して欠陥（主として表面欠陥
）が発生するまでの時間を調べた。

そして従来品であるＮα６の皮剥ぎダイスを用いた場合
において欠陥が発生するまでの時間を１として、他の皮
剥ぎダイスを用いた場合に欠陥が発生するまでの時間を
指数化して寿命比とし、第１表中にその寿命比を示した
。

第　　　１　　　表 第１表において、本発明例のＮα１、Ｎα２の皮剥ぎダ
イスは、従来品であるＮα６の皮剥ぎダイスと同じ材質
を用いながら、その硬さを従来品よりも高いＨｖ　８０
０以上としたものであるが、これらは従来品に対し３〜
５倍に寿命が延長されていた。また本発明例のＮα３の
皮剥ぎダイスは、Ｎα２の皮剥ぎダイスのセラミック被
覆層をＴｉＮからＴｉＣに変えたものであり、この場合
はさらに長寿命化が図られている。さらに本発明例のＮ
α４、Ｎα５の皮剥ぎダイスは、鋼基材のより一層の高
硬度化を図るために、鋼基材を５ＫＨ５９に変えて、そ
の硬さを）ＩＶ　９００以上としたものであり、この場
合には従来品である瀬６の皮剥ぎダイスと比較して７〜
１０倍もの著しい長寿命とすることができた。

一方比較例の瀬７の皮剥ぎダイスは従来品であるＮα６
よりも鋼基材として軟質なものを用いたものであり、こ
の場合には著しく短時間で摩耗してしまった。さらに比
較例のＮα８、Ｎ（１９の皮剥ぎダイスは、基材として
粉末焼結高速度鋼もしくは超硬合金を用いて、基材の硬
さをＨｖｌｌｏｏを越える著しい高硬度としたものであ
るが、この場合は刃先が切損して実用には供し得ないこ
とが判明した。

さらに比較例のＮα１０ＳＮα１１は、いずれも基材の
硬さはこの発明の範囲内であるが、セラミック被覆層を
形成しなかったものであり、これらの場合には鋼線との
間で凝着が生じ、やはり実用に供し得ないことが判明し
た。

発明の効果 前述の実施例からも明らかなように、この発明の皮剥ぎ
ダイスは、鋼基材の硬さをビッカース硬さで８００〜１
１００の範囲内とすることによって、耐摩耗性が従来よ
りも大幅に向上されると同時に、刃先部の切損が生じな
い程度の靭性を確保することができ、ざらに鋼基材上に
セラミック被覆層を形成することによって鋼線との凝着
を防止することかでき、したがってこの発明の皮剥ぎダ
イスは＆（ｉｌｌ線を芯として銅もしくは銅合金を被覆
した複合線材をディップフォーミングによって製造する
にあたって、種線としての鋼線を皮剥ぎするためのダイ
スとしてその耐用寿命を大幅に延長することができ、そ
のため銅もしくは銅合金被覆鋼線の製造のためのディッ
プフォーミンクの操業を長時間安定して行なうことがで
きるとともに品質の揃った製品を安定して製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の皮剥ぎダイスの一例を示す縦断面図
、第２図はディップツーｔ−ミンク装置の代表的な一例
を示す略解図である。 ５・・・溶銅、　６・・・種線、　７・・・皮剥ぎダイ
ス、７Ａ・・・基材、　７Ｂ・・・セラミック被覆層、
　９・・・鋳造ロッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼線を芯として銅もしくは銅合金を被覆するためのディ
   ップフォーミング装置用の皮剥ぎダイスにおいて、 ビッカース硬さが８００〜１１００の範囲内に調整され
   た鋼からなる基材表面に、その鋼基材よりも高硬度のセ
   ラミック被覆層が形成されていることを特徴とするディ
   ップフォーミング装置用皮剥ぎダイス。