JPH0556205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、断面異形複合金属線の製造方法に関
するもので、特に断面が扇形の異形複合金属線の
製造方法等に関するものである。

〔従来技術〕

従来、断面異形（円形でないもの）の複合金属
線を製造する方法として、例えば、殆んど製品寸
法に近い異形鋼芯線に、溶融浸漬法や押出法によ
り異種金属の被覆を施すことが行なわれていた
（慣用技術であつて、特に示す程の文献はない）。
しかし、溶融浸漬法では肉厚の被覆を得ることが
できず、耐食性の大きいものを得ることができな
い。また、押出法では厚い被膜は得られるが、無
偏肉の被覆を得ることが困難であるという問題が
ある。この問題を解決する目的で、例えば断面円
形の複合材を複数段に引き落しながら、だんだん
と目標の断面形状に伸線する方法や目標断面形状
と相似の形状の芯材に異種金属の被覆層を設けた
複合材を伸線していく方法等が提案され、試作さ
れた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の方法においては、いずれも解決すべ
き問題点がある。特に、芯材に比較して被覆金属
が軟質であるものでは、その問題点が顕著であ
る。

例えば、上記前者の断面円形の複合材を引き落
す方法においては、第４図ａ〜ｅにより分るよう
に、芯材が塑性変形しにくいため、得られる複合
線は、その断面は目的とする形状即ち扇形となつ
ているにもかかわらず、その断面構造をみると、
扇形円弧部分の被覆層は薄く、扇形端部の被覆層
は厚くなるというように、被覆層が偏肉してお
り、均一な厚味の被覆を有する異形複合線を得る
ことができない。

また、前記従来技術後者の目標断面形状の芯材
に金属被覆層を設けた複合金属材を伸線する方法
にあつては、第５図ａ〜ｄに示すように順次減面
伸線していくと、扇形の円弧中心部分の被覆層が
厚く、円弧端部の被覆層が薄い偏肉被覆となり、
この方法の場合も均一な厚味を有する異形複合金
属線を得ることができない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するも
ので、複合金属材として芯材断面が目標とする異
形形状と円形との中間形状の複合金属材を使用
し、これを１段又は複数段の強制潤滑伸線をする
方法に係るものである。なお、上記本発明におい
て、芯材断面が中間形状とは、目標形状と円形状
との中間にあることで、その程度は目標形状によ
つて適宜選択されるべきものであり、一般的に言
うならば、製品までの断面減少率が大きければ大
きい程円形に近くてよく、逆に断面減少率が小さ
い程目標形状に近い中間形状にしなければならな
い。

上記方法における強制潤滑伸線に使用されるダ
イ装置は、特定形状、特定寸法の貫通孔を有する
ガイドダイと特定ダイ角を有する引き抜きダイと
特定空間を有する潤滑剤室とからなるものであ
る。

また、本発明の方法における強制潤滑伸線に使
用する潤滑剤は、特定の極圧添加剤を特定量配合
したものである。

〔作用〕

第１図は、本発明に係る強制潤滑伸線の１例を
示したものである。

第１図において、１は複合金属材を、２はガイ
ドダイを、３は引き抜きダイを、４はガイドダイ
２及び引き抜きダイ３を一定の位置関係に保持す
ると共にガイドダイ２と引き抜きダイ３との間に
潤滑剤室５を形成するダイハウジングを示す。上
記ガイドダイ２、引き抜きダイ３、ダイハウジン
グ４は強制潤滑伸線用組ダイ装置を構成する。な
お、６は外部より上記潤滑室５に潤滑剤を供給す
る潤滑剤を入れておく潤滑剤供給室である。

本発明によれば、複合金属材は、まず矢印ａの
方向からガイドダイ２に導びかれる。ガイドダイ
２の貫通孔は複合金属材の断面と相似の形状とな
つており、複合金属材との間には0.128〜0.45mm
の隙間を有するようにしてある。また、ダイ角θ₁
は3°〜10°となつている。

上記隙間が0.128mm未満の場合には、潤滑剤の
もち込みが少く焼きつき現象を示し、伸線が不可
能であり、0.45mmを越える場合には、もち込まれ
る潤滑剤による圧力の高まりが低くやはり焼きつ
き現象を示し、伸線が不可能であつて、好ましく
ない。また、ダイ角θ₁が3°未満の場合には、潤滑
のもち込みがなめらかに行かない。また、10°を
越える場合には圧力のもれを生じ、高圧を保持で
きないので、好ましくない。第１図に示したもの
では、ガイドダイが１個のものを示したが、これ
を２以上の複数個とすることができる。複数個と
することにより、潤滑剤室５内の潤滑剤の圧力
は、その数に比例して増大させることができる。

ガイドダイ２を通過した複合金属材は続いて潤
滑剤室５に入り、潤滑剤中を通る。潤滑剤室５は
外部の潤滑剤供給室６から複合金属材に随伴して
供給される高圧潤滑剤により100〜20000Kg／cm²Ｇ
に保たれている。潤滑剤室５の圧力が100Kg／cm²
Ｇ未満の場合には、圧力が不足して焼きつき現象
が起きるものであり、また、20000Kg／cm²Ｇを越
える場合には、圧力による効果が飽和すること
と、これ以上の耐圧性を有するダイホルダーを製
造することは不経済となるからであつて、好まし
くない。

また、潤滑剤室５に供給される潤滑剤は、液状
圧力媒体、粉状圧力媒体いずれであつてもよい
が、広く一般に知られた例えばステアリン酸カル
シウムやステアリン酸ナトリウムのような金属石
鹸を使用することがもつとも経済的であり、効果
的である。しかしながら、これら周知の潤滑剤で
は、断面円形のものであれば問題はないが、異形
のものである場合には、線材がダイスと焼きつき
現象を起すという点で好ましくない。この焼きつ
き現象を回避するためには、上記周知の潤滑剤に
極圧添加剤として、二硫化モリブデン（MoS₂）
を５〜10％添加すればよい。これを添加すれば、
上記焼きつき現象は回避されるだけでなく、高速
度で伸線することができ、かつ、得られる複合線
の表面も滑らかなものとなる。

潤滑剤室５を通過した複合金属材１は、次に引
き抜きダイ３に導びかれる。引き抜きダイのダイ
角度θ₂は3°〜10°であり、3°未満の場合は、通常の
減面をするためには、線材と接触するテーパ部分
が長くなり実用的でない。10°を越える場合には、
外周の軟かいアルミ層がダイス入口でふくれ（バ
ルジ現象）を生じ伸線できないので好ましくな
い。引き抜きダイ３を通過して複合金属線１はダ
イハウジング４の外に出る。

本発明において、上記引き抜きダイ３による伸
線１段の減縮率は15〜25％がよい。25％を越る場
合には断線を生じ、15％未満ではダイスのパス回
数が多くなり、好ましくない。

本発明においては、複合金属材１は所定の断面
積となるまで、必要に応じ、１段又は複数段の強
制潤滑伸線を繰り返す。

本発明に使用される複合金属材は、芯材断面が
目標とする異形形状と円形との中間形状であれ
ば、公知の如何なる方法によつて製造されたもの
であつてもよい。しかしながら、本発明に供し得
る最も好しい複合金属材を提供する方法の１例と
して、第２図に示したように、洗浄処理部１２で
表面を機械的或いは化学的手段により洗浄処理を
施した目標形状と円形との中間形状断面を有する
芯材１０を、包被部１３により、別に用意した表
面を芯材１０と同様に洗浄処理部１２′で洗浄化
した被覆層となる所定寸法の金属テープ１０′で
つつむように突き合わせ包被し、その突き合わせ
部分を溶接部１４によつて溶接し、管状となし、
得られたものを絞りダイやローラーダイ１５等に
より包被金属管を絞り込んで芯材１０に密着させ
る方法を挙げることができる。

この方法において、溶接工程は勿論のこと、洗
浄化工程から絞り込み工程間を、真空又は不活性
ガス雰囲気とすると一層良質の複合金属材を得る
ことができる。

なお、第２図中、１１は断面が目標とする異形
形状と円形との中間形状の芯材を巻いてあるボビ
ンで、１１′は金属テープ１０′用のボビンであ
る。そして、１６は本発明の強制潤滑伸線を行な
う組ダイ装置であり、１７は強制潤滑伸線を施し
たものを巻き取る巻取りボビンである。

第２図は、複合金属材の製造工程と強制潤滑伸
線工程とを連続的に結合したものを示したが、複
合金属材の製造と強制潤滑伸線との各工程を分離
した方式でも可能なことは勿論である。

〔実施例〕

(1) 複合金属材の製造 異形ダイを用い、通常の冷間伸線方法によつ
て、直径9.0mmの鋼荒引線から断面が扇形と円形
との中間形状の芯材を製造した。

その芯材の表面を洗浄研磨し、得られた表面洗
浄な芯材を別に用意した表面洗浄な厚さ0.4mm、
巾30mmのアルミニウムテープで縦添えしながら筒
状に包被し、そのアルミ−テープ突き合せ部を溶
接して断面がやゝ扇形の鋼材を内蔵するアルミニ
ウム管を製造した。

次に、上記により得られた鋼材内蔵アルミニウ
ム管を絞りダイによりアルミニウム管を絞り込
み、内蔵鋼材にアルミニウム管を密着させてアル
ミ被鋼芯複合材を得た。

(2) 強制潤滑伸線 上記により得たアルミ被鋼芯複合材を、ダイ角
度5°で複合材との隙間が0.2mmのガイドダイ、ダ
イ角度5°の引き抜きダイを備え、潤滑剤室には
MoS₂ ７％を含有する金属石鹸を、圧力100〜
20000Kg／cm²Ｇで満した組ダイ装置を伸線速度
50／minで７段通過させて、第３図ａ〜ｄで示す
ような縮径段階を経て、70％減面した扇形アルミ
被鋼線を得た。

得られた扇形アルミ被鋼線の断面を観察したと
ころ、アルミニウム被覆層は全周にわたり、許容
範囲で均一な厚味を有し、鋼芯とアルミニウム被
覆とは金属結合して強固に一体化されていること
が確認された。

〔比較例〕

（その１） 強制潤滑伸線における潤滑剤として、MoS₂を
添加しない従来の周知の潤滑剤を使用すること以
外は、全く実施例と同一条件でアルミ被鋼線の製
造を試みたところ、焼付けが激しく、伸線速度
1m／min以上とすることはできず、実用化には
到底及ばなかつた。

（その２） 上述した従来方法の断面円形の複合材を引き落
とす方法により、厚さ0.6mmのアルミニウム被覆
を有する断面円形の鋼芯複合材を徐々に断面扇形
に伸線したところ、第４図ａ〜ｅで示すように、
扇形円弧部分が薄く、扇形端部が厚いアルミニウ
ム層となる所謂被覆層が偏肉のものしか得られな
かつた。

（その３） 上述した従来方法の目標断面形状と相似する形
状の芯材に異種金属の被覆層を設けた複合材を伸
線する方法により、扇形に相似する鋼芯に厚さ
0.4mmのアルミニウム被覆を施した複合材を複数
回伸線したところ、第５図ａ〜ｄで示すように、
扇形円弧部が厚く、扇形端部が薄い被覆層を有す
るものしか得られなかつた。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べたように、本発明によれば、断
面異形金属複合線を製造する場合には、複合金属
材として芯材断面が目標とする異形形状と円形と
の中間形状の複合材を使用し、これを強制潤滑伸
線方法により伸線することにより、偏肉のない被
覆層を有する断面異形複合金属線を得ることがで
き、また、その強制潤滑伸線において、使用する
組ダイ装置のガイドダイの複合材との隙間を特定
範囲の寸法とし、かつ、ガイドダイス及び引き抜
きダイのダイ角度を特定の範囲とすることによ
り、円滑な焼付けのない伸線が行ない得、さら
に、その伸線工程において、潤滑剤として二硫化
モリブデンを添加したものを使用することによ
り、大きな速度で焼付きのない伸線をすることが
できるという従来技術では到底予測することがで
きない効果を得ることができる。

本発明は断面異形複合線のうち、特に芯材に比
較して被覆金属が軟質であるもの、例えば鋼−ア
ルミニウム、鋼−銅、鋼−亜鉛、ステンレス鋼−
銅、ステンレス鋼−亜鉛、銅−アルミニウム等の
場合に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の強制潤滑伸線の１例を、第２
図は断面異形の複合金属材の製造から異形複合金
属線を製造する一貫工程を示し、第３図ａ〜ｄは
本発明に係る断面異形複合金属線の製造方法での
各伸線段階における複合金属線の断面を示し、第
４図ａ〜ｅ及び第５図ａ〜ｄは従来の断面異形複
合金属線の製造方法での各伸線段階における複合
金属線の断面を示したものである。 １……複合金属材、２……ガイドダイ、３……
引き抜きダイ、４……ダイハウジング、５……潤
滑剤室、６……潤滑剤供給室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属芯材の外側に異種金属の被覆層を設けて
   なる複合金属材を伸線することにより、断面異形
   複合金属線を製造する方法において、前記複合金
   属材として、芯材断面が目標とする異形形状と円
   形との中間形状の複合金属材を使用すると共に、
   ダイ角度が3°〜10°、前記複合金属材との間隙が
   0.128〜0.45mmである少なくとも１個のガイドダ
   イ、当該ガイドダイの後に続くダイ角度が3°〜
   10°なる引き抜きダイ、前記ガイドダイと引き抜
   きダイ間の潤滑剤室及び当該潤滑剤室に潤滑剤を
   供給する潤滑剤供給室を有するダイハウジングよ
   りなる組みダイ装置を用い、かつ、前記潤滑剤と
   して、二硫化モリブデン（MoS₂）を５〜10％添
   加してなる潤滑剤を使用して、前記複合金属材を
   前記伸線として１段又は複数段の強制潤滑伸線に
   より伸線することを特徴とする断面異形複合金属
   線の製造方法。