KR101693065B1

KR101693065B1 - 금속 선재의 제조 방법

Info

Publication number: KR101693065B1
Application number: KR1020117031128A
Authority: KR
Inventors: 다까유끼 사이또
Original assignee: 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2017-01-04
Also published as: EP2436455A1; WO2010137457A1; JP5694152B2; CN102448633B; EP2436455B1; JPWO2010137457A1; US8904842B2; US20120073346A1; EP2436455A4; KR20120023137A; CN102448633A

Abstract

본 발명은 다이스의 마모나, 금속 선재의 연성 저하에 기인하는 단선의 발생을 효과적으로 방지하여, 생산성을 향상시킨 금속 선재의 제조 방법을 제공한다. 슬립식 신선기를 사용하여 금속 선재(1)를 신선하는 공정을 포함하는 금속 선재의 제조 방법이다. 슬립식 신선기의 콘(11)으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하는 동시에, 슬립식 신선기의 다이스(12)를, 금속 선재(1)가 콘(11)의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치한다.

Description

금속 선재의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING METAL WIRE}

본 발명은 금속 선재의 제조 방법(이하, 단순히 「제조 방법」이라고도 칭함)에 관한 것으로, 상세하게는 타이어 등의 각종 고무 물품의 보강재로서 사용되는 스틸 코드 등에 적합한 금속 선재의 제조 방법 및 이것에 사용하는 슬립식 신선기에 관한 것이다.

종래, 스틸 코드용 와이어의 최종 신선에서 사용되는 슬립식 신선기에 있어서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 콘(21)의 표면을, 그 회전축에 대해 0.5 내지 2.0°의 경사각을 갖도록 형성하는 동시에, 콘의 회전축과 평행이 되는 방향의 중심부 부근에서 금속 선재(1)를 다이스(22)로부터 인발하는 패스 라인이 설정되어 있었다.

금속 선재의 신선 가공에 관한 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에는 신선 속도를 증가시킨 경우라도, 선재 표면의 손상, 단선, 다이스의 조기 마모 등의 문제가 발생하는 일 없이 신선을 실현하는 기술로서, 다이스와 그 다이스를 통과한 선재를 인발하는 캡스턴으로 이루어지는 신선 패스를 복수단 사용하는 다단 슬립형 습식 신선 방법에 있어서, 최종단을 제외한 각 단의 신선 패스에 있어서의 평균 슬립 속도를, 5 내지 80m/min의 범위로 설정하는 다단 슬립형 습식 신선 방법이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 평11-239814호 공보(특허청구의 범위 등)

그러나, 도 3에 도시한 바와 같이 경사각을 갖는 콘(21)을 사용하여 콘의 회전축과 평행이 되는 방향의 중심부 부근에서 금속 선재(1)를 다이스(22)로부터 인발하는 종래의 방법에서는, 금속 선재(1)의 표면과 콘(21)의 표면 사이의 미끄럼성으로 인해, 금속 선재 직경이나 금속 선재를 콘에 권취하는 횟수에 따라서 실제의 패스 라인이 변화되어 버려, 다이스로부터 곧게 금속 선재를 인발하지 않는 경우가 있었다. 그로 인해, 도 4에 도시한 바와 같이, 다이스(22)와 금속 선재(1)가 부분 접촉을 일으켜 버려, 압력이 불균일해지는 것에 기인하는 가공의 불균일이 발생하여, 다이스 마모의 촉진이나 금속 선재의 연성 저하가 발생하는 요인으로 되어 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 신선기를 사용하면서, 다이스의 마모나, 금속 선재의 연성 저하에 기인하는 단선의 발생을 효과적으로 방지하여, 생산성을 향상시킨 금속 선재의 제조 방법 및 이것에 사용하는 슬립식 신선기를 제공하는 데 있다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 슬립식 신선기에 사용하는 콘의 형상 및 다이스로부터의 금속 선재의 인발 위치를 개량함으로써, 다이스와 금속 선재의 부분 접촉의 발생을 방지할 수 있고, 이에 의해, 다이스의 마모나 금속 선재의 연성 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.

즉, 본 발명의 금속 선재의 제조 방법은, 슬립식 신선기를 사용하여 금속 선재를 신선하는 공정을 포함하는 금속 선재의 제조 방법에 있어서,

상기 슬립식 신선기의 콘으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하는 동시에, 상기 슬립식 신선기의 다이스를, 상기 금속 선재가 상기 콘의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 다이스와, 상기 다이스를 유지하는 홀더 사이에, 상기 금속 선재의 주행 방향에 직교하는 면 내로, 또한 상기 콘의 반경 방향으로 2 내지 5㎜의 간격을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 슬립식 신선기는 다이스를 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 콘을 구비하고, 상기 콘 사이에서 금속 선재를 신선하는 슬립식 신선기에 있어서,

상기 콘이 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖고, 또한 상기 다이스가, 상기 금속 선재가 상기 콘의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 슬립식 신선기에 있어서는, 상기 다이스와, 상기 다이스를 유지하는 홀더 사이에, 상기 금속 선재의 주행 방향에 직교하는 면 내로, 또한 상기 콘의 반경 방향으로 2 내지 5㎜의 간격이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 다이스의 마모나, 금속 선재의 연성 저하에 기인하는 단선의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 보다 고속에서의 신선이 가능해지고, 고강도의 금속 선재의 신선이 용이해지는 효과가 얻어진다.

도 1의 (a), (b)는 본 발명의 금속 선재의 제조 방법의 일례에 관한 설명도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 금속 선재의 가공 상태를 도시하는 설명도이다.
도 3의 (a), (b)는 종래에 있어서의 금속 선재의 제조 방법에 관한 설명도이다.
도 4는 종래에 있어서의 금속 선재의 가공 상태를 도시하는 설명도이다.
도 5의 (a), (b)는 비교예에 있어서의 금속 선재의 제조 방법에 관한 설명도이다.
도 6의 (a), (b)는 본 발명의 금속 선재의 제조 방법의 다른 예에 관한 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1의 (a)에 본 발명의 금속 선재의 제조 방법의 일례에 관한 설명도를, 도 1의 (b)에, (a) 중 다이스부 근방에 있어서의, 금속 선재의 주행 방향에 직교하는 방향의 확대 단면도를 각각 도시한다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 슬립식 신선기를 사용하여 금속 선재의 신선을 행한다. 또한, 도 1, 도 3, 도 5, 도 6의 (a)에서 상방이 신선기의 구동부가 위치하는 구동측이고, 하방이 다이스 교환이나 금속 선재의 통선 등을 행하는 작업자가 위치하는 작업측이다.

본 발명에 있어서는, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 이러한 슬립식 신선기의 콘으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 콘(11)을 사용하는 동시에, 다이스(12)를, 금속 선재(1)가 콘(11)의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치하는 점이 중요하다.

이와 같이 콘 형상 및 다이스 배치의 조건을 조합함으로써, 금속 선재(1)가 다이스(12)로부터 곧게 인출되는 것으로 되고, 또한 다이스(12)로부터 인발된 금속 선재(1)의 패스 라인이 안정된다. 이에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 금속 선재(1)와 다이스(12)의 부분 접촉이 해소되어, 금속 선재(1)에 대해 응력이 균일하게 부여되므로, 금속 선재(1)의 균일 가공이 가능해져, 다이스(12)의 마모를 억제하는 동시에, 금속 선재(1)의 연성 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서는, 상기에 추가하여, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 다이스(12)와, 이 다이스(12)를 유지하는 홀더(13)[도 1의 (a)에는 도시하지 않음] 사이에, 금속 선재(1)의 주행 방향에 직교하는 면 내로, 또한 콘의 반경 방향으로 2 내지 5㎜의 간격(w)을 형성하는 것이 바람직하다. 다이스(12)-홀더(13) 사이에 2 내지 5㎜의 간격(w)을 형성함으로써, 자동 센터링하기 위한 스페이스를 확보할 수 있으므로, 금속 선재(1)의 다이스(12)로부터의 인발 상태를 보다 곧게 하여, 인발 후의 금속 선재(1)의 패스 라인을 보다 안정화시킬 수 있다. 이 다이스(12)-홀더(13) 사이의 간격(w)이 2㎜ 미만이거나 5㎜를 초과하면, 홀더의 강도가 저하되거나, 홀더가 대형화되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 금속 선재의 제조 방법에 있어서는, 슬립식 신선기에 있어서, 상기 콘 형상 및 다이스 배치의 조건을 만족시키도록 신선을 행하는 것이면 좋고, 이에 의해 본 발명의 소기의 효과를 얻을 수 있다. 그 이외의, 신선 공정 이외의 공정이나, 신선 공정에서 사용하는 다이스의 종류 및 각 다이스에서의 단면 감소율 등에 대해서는, 상법에 따라서 적절하게 실시하고, 또한 결정할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 슬립식 신선기는, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 다이스(12)를 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 콘(11)을 구비하고, 이들 콘(11) 사이에서 금속 선재(1)를 신선하는 것이고, 상기 본 발명의 제조 방법에 있어서 적절하게 사용된다. 본 발명의 슬립식 신선기는 도시한 바와 같은 다단형 콘 외에, 분리 독립형 콘을 갖는 것이라도 좋다.

본 발명의 슬립식 신선기에 있어서는, 도시한 바와 같이, 콘(11)이 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 동시에, 다이스(12)가, 금속 선재(1)가 콘(11)의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치되어 있는 점이 중요하다. 이에 의해, 금속 선재(1)를 다이스(12)로부터 곧게 인출하여, 그 패스 라인을 안정화시킬 수 있고, 금속 선재(1)를 균일하게 가공하는 것이 가능해진다. 또한, 다이스(12)의 마모를 억제하는 동시에, 금속 선재(1)의 연성 저하를 억제하는 효과도 얻어진다.

또한, 본 발명의 슬립식 신선기에 있어서는, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 다이스(12)와, 이 다이스(12)를 유지하는 홀더(13) 사이에, 금속 선재(1)의 주행 방향으로 직교하는 면 내로, 또한 콘의 반경 방향으로 2 내지 5㎜의 간격(w)을 형성하는 것이 바람직하다. 다이스(12)-홀더(13) 사이에 2 내지 5㎜의 간격(w)을 형성함으로써, 자동 센터링하기 위한 스페이스를 확보할 수 있으므로, 금속 선재(1)의 다이스(12)로부터의 인발 상태를 보다 곧게 하여, 인발 후의 금속 선재(1)의 패스 라인을 보다 안정화시킬 수 있다. 이 다이스(12)-홀더(13) 사이의 간격(w)이 2㎜ 미만이거나 5㎜를 초과하면, 홀더의 강도가 저하되거나, 홀더가 대형화되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 슬립식 신선기에 있어서는, 상기 콘 형상 및 다이스 배치의 조건을 만족시키는 것이면 좋고, 이에 의해 본 발명의 소기의 효과를 얻을 수 있다. 그 이외의 콘 구성이나 다이스의 종류 등의 장치 구성의 상세에 대해서는, 상법에 따라서 적절하게 결정할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

이하, 본 발명을, 실시예를 사용하여 보다 상세하게 설명한다.

(종래예 1)

타이어 코드용 놋쇠 도금 고항장력 금속 선재를, 도 3의 (a), (b)에 도시하는 슬립식 신선기를 사용하여 일정 길이 6만 m로 신선하고, 다이스의 마모량 및 단선 수를 측정하였다. 신선은 선 직경 1.5㎜로부터 0.2㎜까지 실시하였다. 도 3의 (a), (b)에 도시하는 슬립식 신선기에 있어서는, 콘(21)으로서, 회전축에 대해 1.0°의 경사를 갖는 것을 사용하는 동시에, 다이스(22)를, 금속 선재(1)가 콘(21)의 회전축과 평행이 되는 방향의 중앙부를 통과하도록 배치하고, 또한 다이스(22)와 다이스(22)를 유지하는 홀더(23) 사이에 간격을 형성하지 않았다.

(비교예 1)

슬립식 신선기로서, 도 5의 (a), (b)에 도시한 것을 사용한 것 이외는 종래예 1과 마찬가지로 하여 신선을 실시하고, 다이스의 마모량 및 단선 수를 측정하였다. 도 5의 (a), (b)에 도시하는 슬립식 신선기에 있어서는, 콘(31)으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하는 동시에, 다이스(32)를, 금속 선재(1)가 콘(31)의 회전축과 평행이 되는 방향의 중앙부를 통과하도록 배치하고, 또한 다이스(32)와 다이스(32)를 유지하는 홀더(33) 사이에 간격을 형성하지 않았다.

(실시예 1)

슬립식 신선기로서, 도 6의 (a), (b)에 도시한 것을 사용한 것 이외는 종래예 1과 마찬가지로 하여 신선을 실시하고, 다이스의 마모량 및 단선 수를 측정하였다. 도 6의 (a), (b)에 도시하는 슬립식 신선기에 있어서는, 콘(41)으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하는 동시에, 다이스(42)를, 금속 선재(1)가 콘(41)의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치하고, 또한 다이스(42)와 다이스(42)를 유지하는 홀더(43) 사이에 간격을 형성하지 않았다.

(실시예 2)

슬립식 신선기로서, 도 1의 (a), (b)에 도시한 것을 사용한 것 이외는 종래예 1과 마찬가지로 하여 신선을 실시하고, 다이스의 마모량 및 단선수를 측정하였다. 도 1의 (a), (b)에 도시하는 슬립식 신선기에 있어서는, 콘(11)으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하는 동시에, 다이스(12)를, 금속 선재(1)가 콘(11)의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치하고, 또한 다이스(12)와 다이스(12)를 유지하는 홀더(13) 사이에, 금속 선재의 주행 방향에 직교하는 면 내로, 또한 콘의 반경 방향으로 3㎜의 간격을 형성하였다.

얻어진 종래예 1, 비교예 1 및 실시예 1, 2의, 다이스의 마모량 및 단선 수의 측정 결과를, 하기 표 1 중에, 종래예 1을 기준으로 하는 지수로 나타낸다.

(종래예 2, 비교예 2 및 실시예 3, 4)

신선을, 선 직경 1.8㎜로부터 0.3㎜까지 실시한 것 이외는 각각 종래예 1 등과 동일한 조건으로 신선을 실시하고, 다이스의 마모량 및 단선 수를 측정하였다. 그 측정 결과를, 하기 표 2 중에, 종래예 2를 기준으로 하는 지수로 나타낸다.

상기 표 중의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 슬립식 신선기의 콘으로서 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하고, 또한 다이스를, 금속 선재가 콘의 회전축과 평행이 되는 방향에서 구동부에 가장 가까운 위치를 통과하도록 배치하여 신선을 행한 각 실시예에 있어서는, 이들 조건을 만족시키지 않는 각 종래예 및 비교예에 비해, 다이스 마모를 대폭으로 억제하는 동시에 단선의 발생을 대폭으로 저감시킬 수 있는 것이 확인되었다.

1 : 금속 선재
11, 21, 31, 41 : 콘
12, 22, 32, 42 : 다이스
13, 23, 33, 43 : 홀더

Claims

슬립식 신선기를 사용하여 금속 선재를 신선하는 공정을 포함하는 금속 선재의 제조 방법에 있어서,
상기 슬립식 신선기의 콘으로서, 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖는 것을 사용하는 동시에, 상기 슬립식 신선기의 다이스를, 상기 금속 선재가 상기 콘의 회전축과 평행이 되는 방향의 가장 구동부에 가까운 위치를 통과하도록 배치하고,
상기 다이스와, 상기 다이스를 유지하는 홀더의 사이에, 상기 금속 선재의 주행 방향에 직교하는 면 내로, 또한 상기 콘의 반경 방향으로 2 내지 5㎜의 간격을 형성하고,
상기 금속 선재를 상기 다이스로부터 곧게 인출하고, 또한, 상기 다이스로부터 인발된 상기 금속 선재의 패스 라인을 안정시키는 것을 특징으로 하는 금속 선재의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 슬립식 신선기의 다이스를, 상기 금속 선재가 상기 콘의 회전축과 평행이 되는 방향의 가장 구동부에 가까운 위치만을 통과하도록 배치한 금속 선재의 제조 방법.
다이스를 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 콘을 구비하고, 상기 콘 사이에서 금속 선재를 신선하는 슬립식 신선기에 있어서,
상기 콘이 회전축에 대해 경사가 없는 평탄한 표면을 갖고, 또한 상기 다이스가, 상기 금속 선재가 상기 콘의 회전축과 평행이 되는 방향의 가장 구동부에 가까운 위치를 통과하도록 배치되고,
상기 다이스와, 상기 다이스를 유지하는 홀더의 사이에, 상기 금속 선재의 주행 방향에 직교하는 면 내로, 또한 상기 콘의 반경 방향으로 2 내지 5㎜의 간격이 형성되고,
상기 금속 선재를 상기 다이스로부터 곧게 인출하고, 또한, 상기 다이스로부터 인발된 상기 금속 선재의 패스 라인을 안정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 슬립식 신선기.
제3항에 있어서, 상기 다이스가, 상기 금속 선재가 상기 콘의 회전축과 평행이 되는 방향의 가장 구동부에 가까운 위치만을 통과하도록 배치된 슬립식 신선기.