JPS648708B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野、対象） 本発明は、放電加工用電極線のように所要の合
金で被覆された線材の製造方法に関するもので、
この金属被覆方法を実施するための金属被覆装置
としては、溶融した被覆（コーテイング）用金属
が充満されたチエンバー（ノズル）を備え、その
上部と下部の壁に開口部が鉛直線上に位置し、走
行する金属線材がその開口部を下方から上方に通
り抜けながら金属被覆されるものを、その対象と
している。

（従来技術） デイツプ法による線材被覆の場合、金属（合
金）を溶融状態で充填したチエンバーの中を、線
材を高速でくぐらせ、合金は線材と触れて硬化す
る。この技術は、いくつかの特許の対象となつて
いる。

例えば、米国特許第3687105号はこのような製
法に関わるものであり、それによると、金属浴の
中に半分漬けこまれたダイスが、線材の出口に設
けてある。このダイスには裸の線材の直径に対
し、僅かな公差を持たせたスリツトが設けてあ
り、これが被覆後の線材の直径を決定しているよ
うである。この製法は、被覆層の同心性に問題が
ある。金属浴の表面に発生する酸素の膜が、ダイ
スの線材通過部に接触しないように、ダイスは常
に金属浴の中に沈んでいなければならない。

米国特許第4207362号もこのような製法に関す
るものであり、金属浴の出口に拭き取り用粒子の
層が設けてあり、その粒子層の下に、線材の周囲
の溶融金属の流れを層状に規制するための装置が
取付けてある。

米国特許第4339480号及び同第4287238号に於い
ては、被覆直後の線材の拭き取りは、金属浴の出
口でガス式ダイスで行われている。

欧州特許第32640号の場合、不燃材で作られた
クツシヨンを使用した機械式拭き取り装置が金属
浴の出口に取付けられている。

合金の場合、溶融温度は一定でなく、与えられ
た金属浴の温度の場合でも合金の各成分の硬化は
同時には完了しない。そこで、前記のチエンバー
に線材を下方から上方へ通過させる手段のよう
に、金属浴の中を金属浴よりも温度が低い線材を
通す製法の場合、線材と合金との接触により発生
する硬化作用は、合金のそれぞれの成分ごとに異
なる。殆どの場合、その結果として厚さにムラの
ある合金の被覆層が発生する。合金では、成分ご
とに硬化点が異なるため、従来の機械式あるいは
空気圧式の拭き取り装置は、線材と溶融合金が接
触する個所での合金の配合が均一でない限り、不
充分であることが判明した。硬度が温度により変
化する合金の各成分に対しては、拭き取りという
方法では、均一な表面を得るための必要な物理的
効果を期待することはできない。また従来の製法
の一部のものについては、前述のように被覆面の
同心性の問題が生じる。

（発明が解決しようとする問題点） したがつて本発明は、簡単な方法によつてムラ
のない合金からなる金属被覆層を線材に形成する
と共に、被覆層の線材に対する同心性を正確に出
すようにした金属被覆方法を案出することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明は、上部と
下部の壁に鉛直線上に孔状の開口部が形成され、
内部に溶融した被覆用合金が充満するチエンバー
と、その上方に離間して設置され、上記両開口部
と同軸状に位置する管路ならびに該管路の壁体の
加熱手段を具備した再加熱装置とを使用し、該管
路の内径を上記チエンバー通過後の被覆線材の直
径よりも大きく設定すると共に、該管路の壁体を
被覆用合金の融点以上に保持し、チエンバー内に
上記両開口部を通して線材を下方から上方へ通過
させることによつて該線材表面に溶融合金を被覆
させ、続いてこの被覆線材を同じ溶融合金が常時
付着した状態にある上記再加熱装置の管路中に通
過させるようにした金属被覆方法を採用するもの
である。

（作用） 本発明による方法では、溶融した合金の金属浴
を通過することで形成される、通常はムラのある
被覆層は、金属浴の上方に離間して設置された管
路の中で再加熱され、被覆層は最終的にこの管路
を通り抜けた後形成される。内径が、希望する被
覆後の線材の直径よりも僅かに大きいこの管路に
は、常に同じ溶融合金が付着されているような状
態にあり、従つて、最終的な被覆層は、管路の内
部隔壁が溶融合金に及ぼす圧力と、この管路をあ
る速度で通過する線材の表面が及ぼす力との差で
限定される。この結果、被覆層はムラがなく、層
の厚さは管路の内径と線材の送り速度で決まるの
で、調節可能であり、被覆層に加わる力は360゜に
わたつて分散しているので、層の同心性を保つこ
とになる。

（実施例） 第１図において１は金属被覆される線材２を送
り出すための芯線供給部である。この芯線は予熱
部３に入るが、この予熱部は三つの摩擦子５と三
本のプーリー６から成つており、直流電源４から
送られる電流を使う。次に線材２は、るつぼ８か
ら供給される溶融合金の入つたノズル（チエンバ
ー）７を通過する。溶融合金のレベルはプランジ
ヤー９で調節される。ノズル７には、鉛直方向に
並んだ二つの孔状の開口部７ａと７ｂがあり、そ
れらは線材の通り道に位置している。ノズル７の
上方で、線材２は、第２図でその詳細が図示され
ている再加熱装置１１の管路１０（第２図）を通
り、次に、冷却装置１２を通る。この冷却装置１
２を出た後、線材２は巻取り装置１３に送られ
る。なお冷却装置１２で示される矢印は冷却水の
循環方向を示すものである。

第２図では、ノズル７の開口部７ｂと、再加熱
装置１１を貫通する管路１０が示されている。管
路１０の外側の壁体を加熱するために、電気抵抗
体１４が再加熱装置１１の本体に埋め込まれてい
る。また熱電対１５で再加熱装置１１の温度を測
定し調節を行う。管路１０に於いて、有効部は１
０ａで示された最も内径の小さな部分のみであ
り、その他の部分は、再加熱装置１１を必要な温
度まで加熱するための電気抵抗体１４を埋め込む
ために、この再加熱装置１１に充分な軸方向長さ
を与えるために設けられている。

この製法では、線材２を先ず予熱部３を通して
予熱し、次に溶融合金が充填されているノズル７
を下方から上方に向けて通過させる。溶融金属に
合金を使用している場合、線材２に引き摺られて
行く層の厚さは、必要な厚さよりも大きく、また
ムラがある。管路１０に線材２が入ると、まず物
理的な拭き取りの効果が生じる。管路１０の中で
は、線材２の表面の金属層は溶融点以上の温度に
維持され、その状態で線材２は管路１０の有効部
１０ａに入つて行く。この有効部１０ａ内には上
記拭き取りにより同じ溶融合金が付着して線材２
との間に常に空隙が存在しない状態にあり、そこ
を出た後では、被覆層は希望する厚みになつてお
り、ムラもなくまた同心性も得られている。作用
の項で述べたように被覆層の厚みを決定する要因
は、線材と管路の有効部１０ａの濡れ状態や管路
１０の内径と長さ、線材２の送りのスピードと温
度、溶融合金の粘度である。

直径0.6mmの銅線に、鉛65％、錫35％の合金を
被覆する実験が繰り返された。

被覆を施す前に、銅線は図では省略されている
装置で洗浄された。この洗浄作業は、できるだけ
被覆工程の直前に行うべきであり、最高１〜２時
間前であるが、本設備と一貫ラインとなるのが望
ましい。この種の処理は既知の技術であり、本発
明とは直接関係しないので説明を省略するが、た
だ理解しておくべきことは、洗浄に際しては、線
材をまず脱脂用のアルカリ溶液の中を通し、水洗
を行い、次に酸洗い溶液の中を通し、再び水洗を
行い最後に純水（脱イオン水）で洗浄を行うとい
うことである。さらに、予熱部３での線材２の予
熱は、線材の酸化を避けるためにN2＋H2の不活
性雰囲気の中で行う。

前記の鉛と錫の合金の場合、硬化温度は183℃
から248℃の間に広がつている。1967年のAICHE
Journal第13巻第４号のP.745に掲載された、D.
A.ホワイトとJ.A.タリメツジの発表によれば、合
金が純粋な場合で温度が248℃を超えている場合、
銅線の上の層の厚みは25ミクロンとなる。248℃
を越える固体相・液体相の共存領域に於いて、粘
度が100上昇する毎に、被覆層の厚みは約１mm増
加する。この事実は、ノズル７の20cm上方で温度
測定をして、線材の余熱温度が275℃を超えなか
つた実験で確認された。線材の周囲では温度損失
がおよそ20％あるとすると、溶融合金の中で一部
温度が他よりも低い部分が発生し、それか出口で
被覆層の厚みを測定した場合に、２〜４mmの間で
バラツキがあることの説明になる。但し、線材２
がノズル７に入る時点に於いて250℃以上になる
ように、線材２の予熱温度を上げることは不可能
である。その場合は予熱温度を最大350℃まで上
げることが必要になるが、これは銅線には高過ぎ
る。

この理由から、拭き取り装置の役目を果たす管
路１０を有する再加熱装置１１を設けてある。こ
の再加熱装置１１は、穴をあけた真鍮の棒からで
きており、2000オーム25ワツトの電気抵抗が付属
している。再加熱装置１１はノズル７の上方約50
mmに取付けられる。

被覆層が正確に線材に対し同心となるために
は、管路１０の軸心と線材の軸心を合致させる必
要がある。実施例では、0.6mmの裸線に対し、管
路１０の有効部１０ａは、内径が２mmで長さは７
mmである。再加熱装置１１は250℃に加熱される。

種々の実験が行われたが、特に線材の送りスピ
ードを100〜300m／分の間で変化させて実験が行
われた。この結果、被覆層の厚みはこのスピード
と予熱温度により変化することが確認されたが、
予熱温度は、ノズル７の20cm上方で測定して230
℃から275℃の間であつた。コーテイング層の厚
みは、８〜13μmの間であつた。

（効果） 本発明によれば、溶融した被覆用金属が充満し
たチエンバー内に線材を下方から上方へ横切つて
通過させて該線材表面に溶融金属を被覆する手段
において、特定の再加熱装置を使用することから
該手段では厚みムラを生じ易い合金からなる金属
被覆層を、正確に同心状態に、かつ効率よく線材
に施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を実施するため当該
設備の全体図、第２図は同一部分の詳細断面図で
ある。 ２…線材、７…チエンバー（ノズル）、７ａ，
７ｂ…開口部、１０…管路、１１…再加熱装置、
１４…電気抵抗体（加熱手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上部と下部の壁に鉛直線上に孔状の開口部が
   形成され、内部に溶融した被覆用合金が充満する
   チエンバーと、その上方に離間して設置され、上
   記両開口部と同軸状に位置する管路ならびに該管
   路の壁体の加熱手段を具備した再加熱装置とを使
   用し、該管路の内径を上記チエンバー通過後の被
   覆線材の直径よりも大きく設定すると共に、該管
   路の壁体を被覆用合金の融点以上に保持し、チエ
   ンバー内に上記両開口部を通して線材を下方から
   上方へ通過させることによつて該線材表面に溶融
   合金を被覆させ、続いてこの被覆線材を同じ溶融
   合金が常時付着した状態にある上記再加熱装置の
   管路中に通過させることを特徴とする線材の金属
   被覆方法。