JPH07144266A - 銅合金被覆鋼線の製造方法 - Google Patents
銅合金被覆鋼線の製造方法Info
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- JPH07144266A JPH07144266A JP31732693A JP31732693A JPH07144266A JP H07144266 A JPH07144266 A JP H07144266A JP 31732693 A JP31732693 A JP 31732693A JP 31732693 A JP31732693 A JP 31732693A JP H07144266 A JPH07144266 A JP H07144266A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速鉄道用トロリ線等に適した高品質の銅合
金被覆鋼線を安価に製造する方法を提供する。 【構成】 るつぼ４上方の一方から連続又は断続的に移
送される銅線13と前記るつぼ４上方の他方から移送され
る合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線
14をるつぼ４内で同時に加熱溶融させ、前記るつぼ４の
下方に位置し前記るつぼ４と直結され横方向から直線状
で断続的に移送される鋼線２を貫通させた鋳型１内に導
くことにより前記鋼線２の周囲に凝固させ複合鋳塊８を
得る工程、及び前記複合鋳塊８をダイス引き加工、皮剥
き加工及び熱処理の組合わせにより、所定の寸法、形状
に仕上げる工程からなる銅合金被覆鋼線の製造方法。 【効果】 原料の供給を無人化でき、銅合金溶湯５を高
品質に保持でき、鋼線２と銅合金層との接合強度が優
れ、鋼線２の位置設定が適正に安定してなされる。
金被覆鋼線を安価に製造する方法を提供する。 【構成】 るつぼ４上方の一方から連続又は断続的に移
送される銅線13と前記るつぼ４上方の他方から移送され
る合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線
14をるつぼ４内で同時に加熱溶融させ、前記るつぼ４の
下方に位置し前記るつぼ４と直結され横方向から直線状
で断続的に移送される鋼線２を貫通させた鋳型１内に導
くことにより前記鋼線２の周囲に凝固させ複合鋳塊８を
得る工程、及び前記複合鋳塊８をダイス引き加工、皮剥
き加工及び熱処理の組合わせにより、所定の寸法、形状
に仕上げる工程からなる銅合金被覆鋼線の製造方法。 【効果】 原料の供給を無人化でき、銅合金溶湯５を高
品質に保持でき、鋼線２と銅合金層との接合強度が優
れ、鋼線２の位置設定が適正に安定してなされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼線の周囲に銅合金層
を被覆した銅合金被覆鋼線の製造方法に関するものであ
り、特に高張力で架線が必要な高速鉄道用トロリ線や高
強度高導電性電線等に適した銅合金被覆鋼線の製造方法
に係る。
を被覆した銅合金被覆鋼線の製造方法に関するものであ
り、特に高張力で架線が必要な高速鉄道用トロリ線や高
強度高導電性電線等に適した銅合金被覆鋼線の製造方法
に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄道用トロリ線、配電線等には、
導電性に優れた純銅線又は銅合金線が使用されていた。
しかし、高速鉄道用トロリ線等には、更に強度の高い導
電材料が要求されるようになり、鋼線の周りに銅を被覆
した銅被覆鋼線が開発された。この銅被覆鋼線の製造方
法として、鋼線の周囲に銅溶湯を付着凝固させて複合鋳
塊となし（ディップ法）、これを溝圧延する方法が（特
開平3-268832）提案された。
導電性に優れた純銅線又は銅合金線が使用されていた。
しかし、高速鉄道用トロリ線等には、更に強度の高い導
電材料が要求されるようになり、鋼線の周りに銅を被覆
した銅被覆鋼線が開発された。この銅被覆鋼線の製造方
法として、鋼線の周囲に銅溶湯を付着凝固させて複合鋳
塊となし（ディップ法）、これを溝圧延する方法が（特
開平3-268832）提案された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記製
造方法では、製造工程が複雑であり、装置も大型で高価
であった。又鋳型を使用せずに鋳造を行うため複合鋳塊
の外径寸法が変動し、この為、複合鋳塊を異型ダイスで
トロリ線に仕上げても銅合金の占積率が変動し、従って
導電率が長手方向でバラツキ、又複合鋳塊内での鋼線位
置が安定せず、これを圧延しても、銅合金と鋼線とは変
形抵抗が大きく異なる為両者は均一に変形せず、鋼線位
置は更に不安定になった。このようなことから銅被覆鋼
線の製造歩留りは著しく低かった。又鋼線の周囲に付着
凝固させる溶銅は別の溶解炉にて溶解調質したものを供
給していた為作業が繁雑であり、又移送中にガスを吸収
する等品質的にも問題があった。
造方法では、製造工程が複雑であり、装置も大型で高価
であった。又鋳型を使用せずに鋳造を行うため複合鋳塊
の外径寸法が変動し、この為、複合鋳塊を異型ダイスで
トロリ線に仕上げても銅合金の占積率が変動し、従って
導電率が長手方向でバラツキ、又複合鋳塊内での鋼線位
置が安定せず、これを圧延しても、銅合金と鋼線とは変
形抵抗が大きく異なる為両者は均一に変形せず、鋼線位
置は更に不安定になった。このようなことから銅被覆鋼
線の製造歩留りは著しく低かった。又鋼線の周囲に付着
凝固させる溶銅は別の溶解炉にて溶解調質したものを供
給していた為作業が繁雑であり、又移送中にガスを吸収
する等品質的にも問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような状
況に鑑み鋭意研究を行いなされたもので、その目的とす
るところは、前記欠点を改良し品質的に安定した銅合金
被覆鋼線を安価に製造する方法を提供することにある。
即ち本発明は、るつぼ上方の一方から連続又は断続的に
移送される銅線と前記るつぼ上方の他方から移送される
合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線を
前記るつぼ内で同時に加熱溶融させ、前記るつぼの下方
に位置し前記るつぼと直結され横方向から直線状で断続
的に移送される鋼線を貫通させた鋳型内に導くことによ
り前記鋼線の周囲に凝固させ複合鋳塊を得る工程、及び
前記複合鋳塊をダイス引き加工、皮剥き加工及び熱処理
の組合わせにより、所定の寸法、形状に仕上げる工程か
らなることを特徴とするものである。
況に鑑み鋭意研究を行いなされたもので、その目的とす
るところは、前記欠点を改良し品質的に安定した銅合金
被覆鋼線を安価に製造する方法を提供することにある。
即ち本発明は、るつぼ上方の一方から連続又は断続的に
移送される銅線と前記るつぼ上方の他方から移送される
合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線を
前記るつぼ内で同時に加熱溶融させ、前記るつぼの下方
に位置し前記るつぼと直結され横方向から直線状で断続
的に移送される鋼線を貫通させた鋳型内に導くことによ
り前記鋼線の周囲に凝固させ複合鋳塊を得る工程、及び
前記複合鋳塊をダイス引き加工、皮剥き加工及び熱処理
の組合わせにより、所定の寸法、形状に仕上げる工程か
らなることを特徴とするものである。
【０００５】本発明は、銅線及び合金元素又はこの合金
元素を含む母合金でなる金属線をるつぼ上方より連続的
又は断続的に供給し、前記るつぼ内でほぼ同時に加熱溶
融させて合金溶湯を得る。この合金溶湯は、前記るつぼ
の下方に位置し前記るつぼと直結された貫通鋳型内に導
かれる。この合金溶湯は前記貫通鋳型の横方向から直線
状で断続的に移送される鋼線の周囲に凝固して複合鋳塊
が形成される。
元素を含む母合金でなる金属線をるつぼ上方より連続的
又は断続的に供給し、前記るつぼ内でほぼ同時に加熱溶
融させて合金溶湯を得る。この合金溶湯は、前記るつぼ
の下方に位置し前記るつぼと直結された貫通鋳型内に導
かれる。この合金溶湯は前記貫通鋳型の横方向から直線
状で断続的に移送される鋼線の周囲に凝固して複合鋳塊
が形成される。
【０００６】以下に本発明の特徴を従来技術と比較して
述べる。従来、原料には、安価なカソード又は銅屑を使
用し、生産性を上げる為大型鋳塊を短時間に大量生産し
ていた。これに対し、本発明は、複合鋳塊の形状を、得
んとする銅合金被覆鋼線の形状に近似させて小形化し、
後の加工工数を減らしてコスト低減並びに品質向上を計
り、更に複合鋳塊の断面積が小さく、時間当たりの生産
量が低い分、無人運転にて補うことを可能にしたもので
ある。
述べる。従来、原料には、安価なカソード又は銅屑を使
用し、生産性を上げる為大型鋳塊を短時間に大量生産し
ていた。これに対し、本発明は、複合鋳塊の形状を、得
んとする銅合金被覆鋼線の形状に近似させて小形化し、
後の加工工数を減らしてコスト低減並びに品質向上を計
り、更に複合鋳塊の断面積が小さく、時間当たりの生産
量が低い分、無人運転にて補うことを可能にしたもので
ある。
【０００７】又、従来の溶解鋳造法では、カソード等の
銅原料と合金元素金属を予め溶解炉で溶解し、調合し、
水素や酸素等の含有ガスを調整し、この調整後の溶湯を
るつぼ内に導く方法が一般的であったが、本発明におい
ては、予め安定した品質とした銅線及び合金元素又はこ
の合金元素を含む母合金でなる金属線を上方から供給す
ることにより、前記のような面倒な溶湯の調質を不要と
した。これは、原料となる銅線及び合金元素又はこの合
金元素を含む母合金でなる金属線が鋳造量にほぼ等しい
速度で徐々に供給される為、銅線及び合金元素又はこの
合金元素を含む母合金でなる金属線が、溶湯に触れる直
前に融点直下の高温に晒されて、有害なガスが除去され
る利点も有する。銅線及び合金元素又はこの合金元素を
含む母合金でなる金属線を上方より供給するのは、長時
間の無人運転に際しても、容易に溶湯の品質を安定させ
られるからである。
銅原料と合金元素金属を予め溶解炉で溶解し、調合し、
水素や酸素等の含有ガスを調整し、この調整後の溶湯を
るつぼ内に導く方法が一般的であったが、本発明におい
ては、予め安定した品質とした銅線及び合金元素又はこ
の合金元素を含む母合金でなる金属線を上方から供給す
ることにより、前記のような面倒な溶湯の調質を不要と
した。これは、原料となる銅線及び合金元素又はこの合
金元素を含む母合金でなる金属線が鋳造量にほぼ等しい
速度で徐々に供給される為、銅線及び合金元素又はこの
合金元素を含む母合金でなる金属線が、溶湯に触れる直
前に融点直下の高温に晒されて、有害なガスが除去され
る利点も有する。銅線及び合金元素又はこの合金元素を
含む母合金でなる金属線を上方より供給するのは、長時
間の無人運転に際しても、容易に溶湯の品質を安定させ
られるからである。
【０００８】又本発明において、原料を銅線と合金元素
又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線とに分けて
供給するのは、最終製品を形成する被覆銅合金の組成と
同一組成の銅合金線を用いる方法に比較して、合金化の
手間が省けて安価だからである。特に合金の種類が多岐
にわたる少量多品種の場合において有利である。なお銅
合金が多元系の場合は、合金元素又はこの合金元素を含
む母合金でなる金属線は２本以上としても良いが、本数
が多すぎて作業性を害する時は、複数の合金元素を含む
母合金線を用いても差し支えない。又合金元素又はこの
合金元素を含む母合金でなる金属線は、金属単体でも良
いが、例えばＳｎ、Ｍｇのように、Ｃｕに比較して著し
く融点の低いもの、或いはＣｒ、Ｚｒ等の著しく融点の
高いものは、予めＣｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｍｇ、Ｃｕ−Ｃ
ｒ、Ｃｕ−Ｚｒの母合金を作製しておく方法が好まし
い。
又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線とに分けて
供給するのは、最終製品を形成する被覆銅合金の組成と
同一組成の銅合金線を用いる方法に比較して、合金化の
手間が省けて安価だからである。特に合金の種類が多岐
にわたる少量多品種の場合において有利である。なお銅
合金が多元系の場合は、合金元素又はこの合金元素を含
む母合金でなる金属線は２本以上としても良いが、本数
が多すぎて作業性を害する時は、複数の合金元素を含む
母合金線を用いても差し支えない。又合金元素又はこの
合金元素を含む母合金でなる金属線は、金属単体でも良
いが、例えばＳｎ、Ｍｇのように、Ｃｕに比較して著し
く融点の低いもの、或いはＣｒ、Ｚｒ等の著しく融点の
高いものは、予めＣｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｍｇ、Ｃｕ−Ｃ
ｒ、Ｃｕ−Ｚｒの母合金を作製しておく方法が好まし
い。
【０００９】鋳型が黒鉛製の場合は、鋳型が溶湯中の酸
素と反応して炭化物を形成して消耗する。従って、原料
の銅線及び合金元素又はこの合金元素を含む母合金でな
る金属線中の酸素量は50ppm 以下に押さえるのが良い。
るつぼ内は還元性又は不活性ガスを充満させて、るつぼ
内面、るつぼ内の銅線と合金元素又はこの合金元素を含
む母合金でなる金属線、及び銅合金溶湯の酸化を防止す
る。
素と反応して炭化物を形成して消耗する。従って、原料
の銅線及び合金元素又はこの合金元素を含む母合金でな
る金属線中の酸素量は50ppm 以下に押さえるのが良い。
るつぼ内は還元性又は不活性ガスを充満させて、るつぼ
内面、るつぼ内の銅線と合金元素又はこの合金元素を含
む母合金でなる金属線、及び銅合金溶湯の酸化を防止す
る。
【００１０】鋼線には、炭素鋼、合金鋼等任意の材料が
使用されるが、炭素量が 0.6wt％以下、特に0.36〜0.6
wt％の範囲のものが後工程の熱処理が簡単であり、加工
性に優れ、しかも所要の強度が得られ好ましい。
使用されるが、炭素量が 0.6wt％以下、特に0.36〜0.6
wt％の範囲のものが後工程の熱処理が簡単であり、加工
性に優れ、しかも所要の強度が得られ好ましい。
【００１１】本発明では、平均鋳造速度が比較的低速の
為、鋼線と銅合金層との間に高い接合強度が得られる。
従って、鋼線は、表面を、伸線時に付着した異物を酸性
やアルカリ性洗浄液で洗浄するか、或いはワイヤブラシ
等によりごく簡単に処理する程度で良い。管理の面倒な
ダイス皮剥加工は不要である。
為、鋼線と銅合金層との間に高い接合強度が得られる。
従って、鋼線は、表面を、伸線時に付着した異物を酸性
やアルカリ性洗浄液で洗浄するか、或いはワイヤブラシ
等によりごく簡単に処理する程度で良い。管理の面倒な
ダイス皮剥加工は不要である。
【００１２】通常、銅合金溶湯は合金化促進の為攪拌す
る。攪拌すると鋼線のＦｅ分が銅合金溶湯中に溶け込み
易くなり、銅合金凝固層の導電率が低下する。これに対
し、本発明では、鋳型はるつぼの下方に位置し、鋳型と
るつぼは直結しており、且つ銅線と合金元素又はこの合
金元素を含む母合金でなる金属線を上方からるつぼ内に
供給し、これをるつぼ内上方で同時に加熱溶融させ、こ
の溶湯は重力により下方に定常的に移動するので、前記
溶湯が鋳造部に達するまでには溶湯組成は均一となり攪
拌が不要である。
る。攪拌すると鋼線のＦｅ分が銅合金溶湯中に溶け込み
易くなり、銅合金凝固層の導電率が低下する。これに対
し、本発明では、鋳型はるつぼの下方に位置し、鋳型と
るつぼは直結しており、且つ銅線と合金元素又はこの合
金元素を含む母合金でなる金属線を上方からるつぼ内に
供給し、これをるつぼ内上方で同時に加熱溶融させ、こ
の溶湯は重力により下方に定常的に移動するので、前記
溶湯が鋳造部に達するまでには溶湯組成は均一となり攪
拌が不要である。
【００１３】従来法（ディップ法）では、鋼線は下方よ
り供給するのに対し、本発明では、鋼線を横方向から直
線的に供給して、鋼線の前処理及び製出する複合鋳塊の
引出しと巻取りの諸作業を容易にし、又鋼線の位置精
度、及び鋼線と銅合金層との接合強度を高めている。
り供給するのに対し、本発明では、鋼線を横方向から直
線的に供給して、鋼線の前処理及び製出する複合鋳塊の
引出しと巻取りの諸作業を容易にし、又鋼線の位置精
度、及び鋼線と銅合金層との接合強度を高めている。
【００１４】本発明において、鋼線の供給部と鋳造部を
一体構造としている為、複合鋳塊における鋼線位置は極
めて簡単に制御できる。又銅合金溶湯は、鋼線と鋳型内
面の両方から冷却される為銅合金層を厚く形成できる。
複合鋳塊における銅合金凝固層の占積率は76〜90％にお
いて、品質的に優れた複合鋳塊が得られる。
一体構造としている為、複合鋳塊における鋼線位置は極
めて簡単に制御できる。又銅合金溶湯は、鋼線と鋳型内
面の両方から冷却される為銅合金層を厚く形成できる。
複合鋳塊における銅合金凝固層の占積率は76〜90％にお
いて、品質的に優れた複合鋳塊が得られる。
【００１５】本発明において、図２イに示したような鋼
線２の周囲に銅合金凝固層７が同心円状に複合された複
合鋳塊８に限らず、図２ロ，ハに示したような鋼線２と
銅合金凝固層７との外形が異なる複合鋳塊８も製造可能
で、いずれの形状の複合鋳塊でもダイス引き加工が可能
である。鋼線２の供給条件、即ち複合鋳塊８の引出条件
は、0.1 〜0.5 秒の移送時間と0.2 〜１秒の停止時間を
交互に繰返して、30〜1500mm／分の平均速度で断続的に
引出すのか最も健全な複合鋳塊が得られる。
線２の周囲に銅合金凝固層７が同心円状に複合された複
合鋳塊８に限らず、図２ロ，ハに示したような鋼線２と
銅合金凝固層７との外形が異なる複合鋳塊８も製造可能
で、いずれの形状の複合鋳塊でもダイス引き加工が可能
である。鋼線２の供給条件、即ち複合鋳塊８の引出条件
は、0.1 〜0.5 秒の移送時間と0.2 〜１秒の停止時間を
交互に繰返して、30〜1500mm／分の平均速度で断続的に
引出すのか最も健全な複合鋳塊が得られる。
【００１６】上記複合鋳塊は、ダイス引き加工、皮剥加
工及び焼鈍の組合わせにより、所定の寸法、形状に仕上
げる工程を採用することにより、極めて寸法精度の良い
銅合金被覆鋼線に加工される。変形抵抗が著しく異なる
鋼線と銅合金からなる複合鋳塊も、ダイス引き加工で縮
径することにより、その断面形状を損なうことなく理想
的な形状に仕上げることができる。ここで、皮剥加工
は、複合鋳塊表面の変質層を除去する為に施すものであ
り、減面率10〜50％のダイス引き加工後に施すと皮剥面
が平滑になり好ましい。又、熱処理は、通常実施される
金属を調質する為に施すもので、ダイス引き加工の途中
に適宜入れる。以上述べたように、本発明方法により、
鋼線上に銅合金層を被覆した高品質の銅合金被覆鋼線
を、人手を掛けずに、安価に製造することができる。
工及び焼鈍の組合わせにより、所定の寸法、形状に仕上
げる工程を採用することにより、極めて寸法精度の良い
銅合金被覆鋼線に加工される。変形抵抗が著しく異なる
鋼線と銅合金からなる複合鋳塊も、ダイス引き加工で縮
径することにより、その断面形状を損なうことなく理想
的な形状に仕上げることができる。ここで、皮剥加工
は、複合鋳塊表面の変質層を除去する為に施すものであ
り、減面率10〜50％のダイス引き加工後に施すと皮剥面
が平滑になり好ましい。又、熱処理は、通常実施される
金属を調質する為に施すもので、ダイス引き加工の途中
に適宜入れる。以上述べたように、本発明方法により、
鋼線上に銅合金層を被覆した高品質の銅合金被覆鋼線
を、人手を掛けずに、安価に製造することができる。
【００１７】
【作用】本発明では、るつぼ上方の一方から銅線を、他
方から合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金
属線を移送して、るつぼ内で同時に加熱溶融させるの
で、最終製品を形成する被覆銅合金の組成と同一組成の
銅合金線を移送する方法に比べて、原料加工費が安い。
前記銅線及び合金元素又はこの合金元素を含む母合金で
なる金属線は、るつぼに入る前にるつぼ内の溶湯熱によ
りガスが除去され、高品質の溶湯が得られる。又芯とな
る鋼線を、るつぼ下方に位置し、るつぼと直結された貫
通鋳型内に横方向から直線状に導くので、鋼線の前処理
作業性が良く、又得られる複合鋳塊の引出しや巻取りが
容易に行える。又鋳型内の溶湯の乱れがなく、品質的に
も有利である。又銅合金溶湯を鋳型内で凝固させるの
で、製出される複合鋳塊は、外径の寸法精度及び鋼線の
位置精度に優れる。得られた複合鋳塊をダイス引き加
工、皮剥き加工及び熱処理の組合わせにより、所定の寸
法、形状に仕上げるので、得られる銅合金被覆鋼線は品
質、性能ともに高い。小断面鋳型を用いて製品サイズに
近い複合鋳塊を得ることにより、後の工数を削減でき、
製造コスト低減と品質向上が計れる。トロリ線を製造す
る場合は、鋳型内面形状をトロリ線の断面形状に近似さ
せることにより、後の引抜加工等の工数を低減できる。
方から合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金
属線を移送して、るつぼ内で同時に加熱溶融させるの
で、最終製品を形成する被覆銅合金の組成と同一組成の
銅合金線を移送する方法に比べて、原料加工費が安い。
前記銅線及び合金元素又はこの合金元素を含む母合金で
なる金属線は、るつぼに入る前にるつぼ内の溶湯熱によ
りガスが除去され、高品質の溶湯が得られる。又芯とな
る鋼線を、るつぼ下方に位置し、るつぼと直結された貫
通鋳型内に横方向から直線状に導くので、鋼線の前処理
作業性が良く、又得られる複合鋳塊の引出しや巻取りが
容易に行える。又鋳型内の溶湯の乱れがなく、品質的に
も有利である。又銅合金溶湯を鋳型内で凝固させるの
で、製出される複合鋳塊は、外径の寸法精度及び鋼線の
位置精度に優れる。得られた複合鋳塊をダイス引き加
工、皮剥き加工及び熱処理の組合わせにより、所定の寸
法、形状に仕上げるので、得られる銅合金被覆鋼線は品
質、性能ともに高い。小断面鋳型を用いて製品サイズに
近い複合鋳塊を得ることにより、後の工数を削減でき、
製造コスト低減と品質向上が計れる。トロリ線を製造す
る場合は、鋳型内面形状をトロリ線の断面形状に近似さ
せることにより、後の引抜加工等の工数を低減できる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 図１に示した装置を用いて直径21mmφの３種の二元系銅
合金（Ｃｕ−Ａｇ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｓｎ系）の
複合鋳塊を製造した。黒鉛製貫通鋳型１の先端側に、図
示しない円筒状ダミーバーを配置した。次に貫通鋳型１
の後端側から直径９mmφの鋼線（炭素含有量0.4 〜0.6
wt％）２を通し、この鋼線２の先端部分を、前記円筒状
ダミーバーの孔に通した。前記鋼線２は、その位置が貫
通鋳型断面の中心に位置するようにピンチロール３に噛
ませて引張った。るつぼ４内に銅合金溶湯５を注入する
と同時に、鋳型先端側の水冷ジャケット６に通水し、又
鋼線２をピンチロール３により引出した。ダミーバーに
続いて、図２に示した鋼線２の周囲に銅合金凝固層７が
形成された複合鋳塊８が引出された。銅合金溶湯５の凝
固位置は、鋳造部９の壁部温度を測定し、水冷ジャケッ
ト６の水量を増減して制御した。複合鋳塊８は、ピンチ
ロール３により 0.1秒移送、0.5 秒停止、平均速度1000
mm／分の条件で引出した。鋼線２は表面をワイヤブラシ
10で浄化し、整直機11にて整直して鋼線供給部12に導入
した。前記鋼線供給部12の後端側は水冷ジャケット16に
より冷却して鋼線２の温度上昇を抑えると同時に、鋼線
２の温度上昇部分に窒素ガスを吹きつけて酸化防止を計
った。原料の補給は、直径８mmφの銅線13と直径２mmφ
のＣｕ−Ｓｎ系母合金線又は銀線又はＣｕ−Ｃｒ系母合
金線14をるつぼ４内の溶湯レベルがほぼ一定となるよう
にレベルセンサ15を用いて断続的に自動供給して行っ
た。炉内は窒素ガス雰囲気とし、るつぼ４は高周波加熱
した。
る。 実施例１ 図１に示した装置を用いて直径21mmφの３種の二元系銅
合金（Ｃｕ−Ａｇ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｓｎ系）の
複合鋳塊を製造した。黒鉛製貫通鋳型１の先端側に、図
示しない円筒状ダミーバーを配置した。次に貫通鋳型１
の後端側から直径９mmφの鋼線（炭素含有量0.4 〜0.6
wt％）２を通し、この鋼線２の先端部分を、前記円筒状
ダミーバーの孔に通した。前記鋼線２は、その位置が貫
通鋳型断面の中心に位置するようにピンチロール３に噛
ませて引張った。るつぼ４内に銅合金溶湯５を注入する
と同時に、鋳型先端側の水冷ジャケット６に通水し、又
鋼線２をピンチロール３により引出した。ダミーバーに
続いて、図２に示した鋼線２の周囲に銅合金凝固層７が
形成された複合鋳塊８が引出された。銅合金溶湯５の凝
固位置は、鋳造部９の壁部温度を測定し、水冷ジャケッ
ト６の水量を増減して制御した。複合鋳塊８は、ピンチ
ロール３により 0.1秒移送、0.5 秒停止、平均速度1000
mm／分の条件で引出した。鋼線２は表面をワイヤブラシ
10で浄化し、整直機11にて整直して鋼線供給部12に導入
した。前記鋼線供給部12の後端側は水冷ジャケット16に
より冷却して鋼線２の温度上昇を抑えると同時に、鋼線
２の温度上昇部分に窒素ガスを吹きつけて酸化防止を計
った。原料の補給は、直径８mmφの銅線13と直径２mmφ
のＣｕ−Ｓｎ系母合金線又は銀線又はＣｕ−Ｃｒ系母合
金線14をるつぼ４内の溶湯レベルがほぼ一定となるよう
にレベルセンサ15を用いて断続的に自動供給して行っ
た。炉内は窒素ガス雰囲気とし、るつぼ４は高周波加熱
した。
【００１９】実施例２ 鋼線の代わりに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金線を用いた他
は、実施例１と同じ方法により複合鋳塊を製造した。
は、実施例１と同じ方法により複合鋳塊を製造した。
【００２０】比較例１ 複合鋳塊を従来のディップ法により製造した。実施例１
で用いたのと同じワイヤブラシにより浄化した９mmφの
鋼線を、銀を0.2wt％又は錫を 0.4wt％含有した銅合金
溶湯を貯留した容器の下方穴部から連続的に導入し、銅
合金溶湯を所定厚さ凝着させた。この工程を２度繰返し
て21mmφの複合鋳塊を製造した。鋼線は、表面をワイヤ
ブラシで浄化し、次いで整直機にて整直して容器内に導
入した。容器内及びその出入り口は窒素ガス雰囲気とし
て鋼線、銅合金溶湯、複合鋳塊の酸化を防止した。
で用いたのと同じワイヤブラシにより浄化した９mmφの
鋼線を、銀を0.2wt％又は錫を 0.4wt％含有した銅合金
溶湯を貯留した容器の下方穴部から連続的に導入し、銅
合金溶湯を所定厚さ凝着させた。この工程を２度繰返し
て21mmφの複合鋳塊を製造した。鋼線は、表面をワイヤ
ブラシで浄化し、次いで整直機にて整直して容器内に導
入した。容器内及びその出入り口は窒素ガス雰囲気とし
て鋼線、銅合金溶湯、複合鋳塊の酸化を防止した。
【００２１】得られた複合鋳塊について、真円度、鋼線
の位置ずれ、鋼線と銅合金凝固層との密着性を調べた。
真円度は複合鋳塊の最大径と最小径の差を最大径で除し
た値で示した。鋼線の位置ずれは、複合鋳塊の中心点と
鋼線の中心点との距離で表した。密着性は長さ10mmのサ
ンプルを径方向に30％圧縮し、銅合金凝固層と鋼線の界
面の剥離の有無を調べて判定した。結果は表１に示し
た。
の位置ずれ、鋼線と銅合金凝固層との密着性を調べた。
真円度は複合鋳塊の最大径と最小径の差を最大径で除し
た値で示した。鋼線の位置ずれは、複合鋳塊の中心点と
鋼線の中心点との距離で表した。密着性は長さ10mmのサ
ンプルを径方向に30％圧縮し、銅合金凝固層と鋼線の界
面の剥離の有無を調べて判定した。結果は表１に示し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１より明らかなように、本発明方法品
（No.1〜8)は、真円度、鋼線と銅合金凝固層の密着性が
ともに良好で、鋼線の位置ずれも少なかった。又溶銅中
の酸素量を20ppm に抑えた為貫通鋳型の消耗も僅かであ
った。原料は長時間無人で供給したが、合金組成が一定
した高品質の溶湯が安定して得られた。これに対し比較
例品のNo.9,10 は、どの試験項目でも特性が劣った。こ
れは溶銅を、鋳型を用いずにディップして付着させた
為、鋼線の外周に銅合金溶湯が不均一な厚さに凝着した
為である。
（No.1〜8)は、真円度、鋼線と銅合金凝固層の密着性が
ともに良好で、鋼線の位置ずれも少なかった。又溶銅中
の酸素量を20ppm に抑えた為貫通鋳型の消耗も僅かであ
った。原料は長時間無人で供給したが、合金組成が一定
した高品質の溶湯が安定して得られた。これに対し比較
例品のNo.9,10 は、どの試験項目でも特性が劣った。こ
れは溶銅を、鋳型を用いずにディップして付着させた
為、鋼線の外周に銅合金溶湯が不均一な厚さに凝着した
為である。
【００２４】実施例３ 実施例１にて得られた複合鋳塊のうち、No.1とNo.3の複
合鋳塊を19mmφに引抜加工し、これを 500℃で焼鈍し、
次いで17mmφにダイス引き加工したのち、16.6mmφに皮
剥加工した。これを異形ダイスで引抜加工して断面積 1
70mm2 の図３に示した断面形状の銅合金被覆鋼線（トロ
リ線）17を長さ2000ｍ製造した。
合鋳塊を19mmφに引抜加工し、これを 500℃で焼鈍し、
次いで17mmφにダイス引き加工したのち、16.6mmφに皮
剥加工した。これを異形ダイスで引抜加工して断面積 1
70mm2 の図３に示した断面形状の銅合金被覆鋼線（トロ
リ線）17を長さ2000ｍ製造した。
【００２５】得られたトロリ線は、銅合金被覆層の合金
組成が一定した不純物の少ないものであった。これは原
料に高品質の銅線及び合金元素又はこの合金元素を含む
母合金でなる金属線を含有する金属線を用い、これを不
活性雰囲気のるつぼ内に上方から高精度に制御しつつ導
入したこと、溶湯に乱れがなく、又貫通鋳型に導入する
際の鋼線の温度を低温に抑えた為鋼線が溶湯に接触する
と同時に鋼線の表面に溶湯が凝着して、鋼線の溶湯への
溶け込みが防止された為である。又銅合金被覆鋼線の強
度は所期値を十分満足した。これは炭素量を適量含有す
る鋼線を用いたことと、複合鋳塊をダイス引き加工、皮
剥加工及び熱処理を適正に組合わせて、所定の寸法、形
状に仕上げたことによる。
組成が一定した不純物の少ないものであった。これは原
料に高品質の銅線及び合金元素又はこの合金元素を含む
母合金でなる金属線を含有する金属線を用い、これを不
活性雰囲気のるつぼ内に上方から高精度に制御しつつ導
入したこと、溶湯に乱れがなく、又貫通鋳型に導入する
際の鋼線の温度を低温に抑えた為鋼線が溶湯に接触する
と同時に鋼線の表面に溶湯が凝着して、鋼線の溶湯への
溶け込みが防止された為である。又銅合金被覆鋼線の強
度は所期値を十分満足した。これは炭素量を適量含有す
る鋼線を用いたことと、複合鋳塊をダイス引き加工、皮
剥加工及び熱処理を適正に組合わせて、所定の寸法、形
状に仕上げたことによる。
【００２６】他方、比較例１のNo.9,10 について、これ
を19mmφに溝圧延後 500℃で焼鈍し、以下実施例３と同
じ方法で断面積 170mm2 のトロリ線を製造した。得られ
たトロリ線は、本発明方法品に比較して鋼線の位置ずれ
が大きく、鋼線と銅合金凝固層との接合強度も劣るもの
であった。これは断面形状が不均一な複合鋳塊を溝圧延
した為である。
を19mmφに溝圧延後 500℃で焼鈍し、以下実施例３と同
じ方法で断面積 170mm2 のトロリ線を製造した。得られ
たトロリ線は、本発明方法品に比較して鋼線の位置ずれ
が大きく、鋼線と銅合金凝固層との接合強度も劣るもの
であった。これは断面形状が不均一な複合鋳塊を溝圧延
した為である。
【００２７】
【効果】以上述べたように、本発明によれば、形状及び
性能に優れた銅合金被覆鋼線を人手を掛けずに、低コス
トで製造することができ、又トロリ線の製造等に適用し
て優れた特性が得られ、工業上顕著な効果を奏する。
性能に優れた銅合金被覆鋼線を人手を掛けずに、低コス
トで製造することができ、又トロリ線の製造等に適用し
て優れた特性が得られ、工業上顕著な効果を奏する。
【図１】本発明を実施する装置の態様を示す縦断面説明
図である。
図である。
【図２】複合鋳塊の横断面説明図である。
【図３】銅合金被覆鋼線（トロリ線）の横断面説明図で
ある。
ある。
１ 貫通鋳型 ２ 鋼線 ３ ピンチロール ４ るつぼ ５ 銅合金溶湯 ６,16 水冷ジャケット ７ 銅合金凝固層 ８ 複合鋳塊 ９ 鋳造部 10 ワイヤブラシ 11 整直機 12 鋼線供給部 13 銅線 14 合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金
属線 15 レベルセンサ 17 銅合金被覆鋼線
属線 15 レベルセンサ 17 銅合金被覆鋼線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 23/04 Ａ 8926−4Ｅ Ｃ２３Ｃ 2/38
Claims (11)
- 【請求項１】 るつぼ上方の一方から連続又は断続的に
移送される銅線と前記るつぼ上方の他方から移送される
合金元素又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線を
前記るつぼ内で同時に加熱溶融させ、前記るつぼの下方
に位置し前記るつぼと直結され横方向から直線状で断続
的に移送される鋼線を貫通させた鋳型内に導くことによ
り前記鋼線の周囲に凝固させ複合鋳塊を得る工程、及び
前記複合鋳塊をダイス引き加工、皮剥き加工及び熱処理
の組合わせにより、所定の寸法、形状に仕上げる工程か
らなることを特徴とする銅合金被覆鋼線の製造方法。 - 【請求項２】 るつぼ上方の一方から連続又は断続的に
移送される銅線の酸素含有量が50ppm 以下であることを
特徴とする請求項１記載の銅合金被覆鋼線の製造方法。 - 【請求項３】 るつぼ上方の他方から移送される合金元
素又はこの合金元素を含む母合金でなる金属線がＳｎ線
或いはＳｎを５〜20wt％含有するＣｕ−Ｓｎ系母合金線
であることを特徴とする請求項１記載の銅合金被覆鋼線
の製造方法。 - 【請求項４】 るつぼ上方の他方から移送される合金元
素でなる金属線がＡｇ線であることを特徴とする請求項
１記載の銅合金被覆鋼線の製造方法。 - 【請求項５】 鋳型内に導く鋼線の炭素含有量が0.6 wt
％以下であることを特徴とする請求項１記載の銅合金被
覆鋼線の製造方法。 - 【請求項６】 鋳型内に導く鋼線の炭素含有量が0.36〜
0.6 wt％であることを特徴とする請求項５記載の銅合金
被覆鋼線の製造方法。 - 【請求項７】 鋳型内に導く鋼線の表面を酸性又は／及
びアルカリ性の水溶液で洗浄することを特徴とする請求
項１記載の銅合金被覆鋼線の製造方法。 - 【請求項８】 鋳型内に導く鋼線の表面をワイヤブラシ
で浄化することを特徴とする請求項１記載の銅合金被覆
鋼線の製造方法。 - 【請求項９】 複合鋳塊のダイス引き加工を、減面率10
〜50％の伸線加工、皮剥加工、異型加工を順次施して行
うことを特徴とする請求項１記載の銅合金被覆鋼線の製
造方法。 - 【請求項10】 銅合金被覆鋼線に占める銅合金の断面積
比率が76〜90％であることを特徴とする請求項１項記載
の銅合金被覆鋼線の製造方法。 - 【請求項11】 0.05〜0.5 秒の移送時間と0.2 〜１秒の
停止時間を交互に繰返して、300 〜1500mm／分の平均速
度で、複合鋳塊を鋳型から断続的に引出すことを特徴と
する請求項１記載の銅合金被覆鋼線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31732693A JPH07144266A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 銅合金被覆鋼線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31732693A JPH07144266A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 銅合金被覆鋼線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144266A true JPH07144266A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18086966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31732693A Pending JPH07144266A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 銅合金被覆鋼線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07144266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106513602A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-03-22 | 天津炜润达新材料科技有限公司 | 一种钢丝铝的连续生产线工艺流程 |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP31732693A patent/JPH07144266A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106513602A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-03-22 | 天津炜润达新材料科技有限公司 | 一种钢丝铝的连续生产线工艺流程 |
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