JPH06198490A - 添加剤入りワイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融金属中に合金元素を添加したりするため
の、金属管中に添加材が充填されているワイヤを製造す
る場合において、ミッシュメタルなど粉末になりにくい
軟質金属でも金属管に充填できる方法を提供する。 【構成】 充填すべき金属材料を溶融状態からの押出し
などの方法で線状体とした後これを切断して粒状とな
し、巻回された素管に振動を加えつつ素管の一端から前
記粒状となした金属材料を供給して充填し、前記充填さ
れた素管を縮径して製品径とする。 【効果】 本発明の方法で製造されたワイヤは管に折り
込みの継目がないのでミッシュメタルのような活性の金
属でも保存中変質のおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は巻回された状態で供給さ
れる長い金属管中に金属の添加剤が充填されているもの
を製造する方法に関し、これによる製品は溶融金属中に
合金元素等を入れるためのインジェクションワイヤや溶
接における電極や溶加棒等として用いられるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】取鍋において鋼などに金属添加剤を入れ
る方法として、金属被覆の中に添加剤粉末を入れたいわ
ゆるインジェクションワイヤを用いることが行なわれて
いる。これは金属浴の表面で酸化したり、低融点金属で
蒸発が著しかったり、表面に浮上しているスラグと反応
したり、また比重が著しく小さいため浴中で溶解する前
に浮上してしまうおそれがあるものなどに有効な方法と
なっている。たとえば鋼へのＣａ添加はこの方法により
塊を投入する方法に比し大幅な歩留り向上を達成してい
る。

【０００３】このような添加剤入りワイヤを製造する方
法としては、外被となる帯状の金属板を用意しておき、
粉末状または線状にした添加剤を帯状の金属板で包み込
むようにして円筒状に巻き、線状に仕上げるのが一般的
である。しかしこの方法で製造した添加剤入りワイヤは
もとの帯状の金属板による重ね合わせや折り込みの継目
を有し、ここから湿気を吸い込んだりするため保管が難
しいという問題がある。また大きな取鍋中の溶融金属中
に添加するときには問題ないが、連続鋳造時に鋳型内に
添加する場合など狙い位置の正確さが要求される場合に
は、ワイヤの断面が不均等のため曲げぐせがあって送り
出されたワイヤが蛇行し問題になることがある。さらに
は目的によっては溶融金属の所望の深さに至って外被が
溶解して欲しいという場合があるが、製造工程上外被の
厚さはあまり大きくすることができず要求を満たすこと
ができないことがある。

【０００４】このような事情に鑑み、本発明者等は先に
巻回された長い金属管に振動を加えつつその一端から添
加剤の粉末を導入して充填し、これを引き抜いて所要の
径にする方法をインジェクションワイヤに適用する技術
を開発した。この方法により製造した添加剤入りワイヤ
は管に継ぎ目がないため保管中に内容物が吸湿したり酸
化することがなく、また曲げ剛性がどの方向についても
均等である。また製造上管の肉厚を広い範囲で変えられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記方法にお
いては金属管の中に充填すべき添加剤は粉状体でなけれ
ばならない。粉状体であってはじめて管内に振動により
充填することが可能となるからである。しかしながら金
属によっては粉状体にするのが困難なものがある。良く
知られているものに鉛があり、柔らかくて粘いため破砕
などの方法により粉状体にするのが極めて困難である。
蓄電池の製造には粉状体が必要であるが硬度を上げて破
砕を可能にするためアンチモンやカルシウムを合金剤と
して添加している。鉛は快削鋼の成分として鋼に添加さ
れるものであり、添加剤入りワイヤの製造対象になるこ
とがあるが、同様な問題がある材料としてランタン、セ
リウムなどの稀土類元素の混合物であるミッシュメタル
がある。ミッシュメタルは鋼や鋳鉄の添加剤として広く
用いられるが、活性であり鋼のパイプ内に充填したワイ
ヤとして使用されることも多い。粉状体にするのに前記
の鉛の例のようになんらかの合金剤を添加して硬くする
方法も考えられるが、粉状体にするだけの目的で合金剤
を添加した材料を作るのは不経済であるし、場合によっ
ては添加した成分による材質特性上の悪影響も考えられ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、巻回された金属管に中に金属の添加
剤が充填されている添加剤入りワイヤを製造する方法に
おいて、充填すべき金属材料を線状体とした後これを切
断して粒状となし、巻回された素管に振動を加えつつ素
管の一端から前記粒状となした金属材料を供給して充填
し、前記充填された素管を縮径して製品径となすことを
特徴とする添加剤入りワイヤの製造方法である。ここに
おいて充填すべき金属材料は溶融状態からの押出しによ
り線状体とすることも特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明においては、充填すべき金属材料を線状
体にした後切断して粒状とし、これを原料として素管の
中に振動により充填する。前記した鉛蓄電池の場合であ
るとある程度細かい粉末が要求されるが、管の中に振動
で装入するにはさほど細かものでなくても使用しうるこ
とを見出したことにより本発明に至ったものである。す
なわち従来から振動により管の中に装入するには管の内
径の１０分の１以下の粒径にすべきといわれており、管
の内径としては１０ｍｍ程度以下が普通なので１ｍｍ以
下の粒径が必要ということになる。ここまで小さい粒を
線から切断するのは製造上困難であり、できたとしても
能率が悪くなる。ところがたとえば管の内径が６ｍｍの
とき太さ１．８ｍｍの線を１ｍｍに切断したもの（球換
算直径で１．７ｍｍ）でも管の中に振動で装入するのに
差支えなく、またその後引抜きなどにより縮径して所定
の径にするにさいし特に問題を生じないことが実験によ
り判明したものである。これは線を切断した粒は粒度が
揃っており、突起、角ばりがないので石垣状の詰まり現
象が生じ難く、粉体としての流動性が優れているためこ
のように相対的に大きな粒でも使用可能なのであろうと
考えられる。

【０００８】上記の線の製造方法であるが、本発明で対
象としている鉛、ミッシュメタル等の軟質金属において
は線の製造方法として最も一般的なダイスによる線引き
は強度が不足で無理である。このため線にする方法につ
いて検討したが溶融金属を多孔ダイスより押し出して線
にする方法が最も適していることが判明した。本発明に
おいて添加剤として用いようとする軟質金属は一般に融
点の温度が低いので、溶融状態からの押し出しにより線
状にするには適している。

【０００９】このようにして粒状にした添加剤の金属
は、特開昭５９−３５８９８号公報にあるような方法で
巻回された最終製品より太径の素管に振動を加えつつ、
その一端から供給して充填する。本発明にかかる方法で
作られた粒状体は粒が揃っているので振動により粒度偏
析を生ずることがなく、充填速度も大きくなり、高能率
で管内に送り込むことができる。上記方法により添加剤
が充填された素管はローラ圧延やダイスで引抜いて縮径
し所要に径にする。またこれにより空隙を無くして充填
物の充填密度を上げ、切り口から内容物が抜け落ちるこ
とが無くなる。

【００１０】このようにして製造された添加剤入りワイ
ヤは継ぎ目、すなわち管の長さ方向の合わせ目がないか
ら吸湿性がなく特別の包装をしなくても充填されたミッ
シュメタル等活性な金属が変質することがない。また素
管として厚肉のものが使用でき、金属帯を管状に曲げつ
つ粉末を充填する方法におけるような外被厚さの制限が
ない。したがって溶融金属浴中の所望の深さで溶融する
ワイヤを製造することができる。また継ぎ目がないため
引抜きダイスを通したときなどに破裂することなく広範
囲の条件で引抜きできるので線径、肉厚、充填率等の広
い要求範囲に応えることができる。また継ぎ目がないこ
とによりワイヤの曲げ剛性がどの方向も同じなので、曲
げぐせがなく連続鋳造時に鋳型内に添加剤を装入する場
合など狙い位置の正確さが要求される用途に特に適して
いる。

【００１１】

【実施例】ミッシュメタルを溶融し（融点約６８０
℃）、これを多孔ダイスにより押出しにより直径１．８
ｍｍのワイヤとした。さらにこれを長さ約１ｍｍに切断
して粒状にした。このミッシュメタルの粒状体を外径
８．０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍの鋼管および外径８ｍｍ、
肉厚０．３ｍｍの鋼管をそれぞれ約５００ｍを巻回した
ものに振動を加えつつその一端から装入した。

【００１２】図１は本実施例において用いた装置を示す
もので、鋼パイプＰの巻装体Ｒが振動テーブル１に固定
されている。振動テーブルには一対の振動モータ２、
２′が設けられており、スプリング３を介して架台４に
取り付けられている。パイプに充填すべき金属添加剤は
ホッパー５に入れられ、電磁フィーダー６、ホッパー７
を経てパイプ始端８に導入される。なお１０はパイプ終
端、９は空気抜きである。これによりパイプの巻装体Ｒ
はその軸Ｃを中心とする旋回振動をしてパイプ内に充填
剤を速やかに送り込むことができる。

【００１３】上記のようにしてミッシュメタルの粒状体
を充填した２種類の鋼管はそれぞれダイスにより引抜き
外径５．０ｍｍにして製品に仕上げた。断面を研磨して
観察したところいずれのワイヤも内部のミッシュメタル
は一体の金属となっており、空隙は無くなっていた。な
おもとの鋼管の肉厚が０．６ｍｍのものは製品の外被の
肉厚は０．６１ｍｍ、０．３ｍｍのものは０．３５ｍｍ
であった。

【００１４】

【発明の効果】本発明により従来は製造が困難であった
メッシュメタル、鉛などの軟質金属を充填した継ぎ目な
しの添加剤入りワイヤの製造が可能になった。これによ
り、取鍋や連続鋳造の鋳型内に添加剤を入れる場合や溶
接用の電極や溶加棒など種々の用途に適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の例を示す
図

【符号の説明】

１ 振動テーブル ２、２′ 振動モータ ３ スプリング ６ 電磁フィーダ ８ パイプ始端 ９ 空気抜き １０ パイプ終端 Ｐ 鋼パイプ Ｒ 巻装体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻回された金属管に中に金属の添加剤が
   充填されている添加剤入りワイヤを製造する方法におい
   て、充填すべき金属材料を線状体とした後これを切断し
   て粒状となし、巻回された素管に振動を加えつつ素管の
   一端から前記粒状となした金属材料を供給して充填し、
   前記充填された素管を縮径して製品径となすことを特徴
   とする添加剤入りワイヤの製造方法。
2. 【請求項２】 充填すべき金属材料は溶融状態からの押
   出しにより線状体とすることを特徴とする請求項１記載
   の添加剤入りワイヤの製造方法。