JPH116034A - Metal wire - Google Patents
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- JPH116034A JPH116034A JP15839097A JP15839097A JPH116034A JP H116034 A JPH116034 A JP H116034A JP 15839097 A JP15839097 A JP 15839097A JP 15839097 A JP15839097 A JP 15839097A JP H116034 A JPH116034 A JP H116034A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均質な組織によって高強度化および高延靱
化、そして耐磨耗性並びに耐食性の向上を達成し、とく
に従来の高強度鋼線のような細径としなくとも、極めて
高強度あるいは極めて高い耐磨耗性や耐食性を有する、
新規な金属線を提供する。
【解決手段】 母相金属に異種元素が機械的に合金化さ
れた組織とする。
(57) [Summary] [Problem] To achieve high strength and high ductility by a homogeneous structure, and to improve abrasion resistance and corrosion resistance. Has high strength or extremely high wear and corrosion resistance,
Provide a new metal wire. SOLUTION: A structure in which a dissimilar element is mechanically alloyed with a matrix metal is used.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、金属線、とくに
高強度かつ高延靱性で、さらに耐磨耗性や耐食性も良好
な金属線に関する。なお延靱性とは、延性と靱性の総合
特性を指し、靱性値を独立して評価しにくい線材分野で
一般的に用いられ、この延靱性を表す指標として捻回値
などがある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal wire, and more particularly to a metal wire having high strength and high ductility, and also having good wear resistance and corrosion resistance. The toughness refers to the total properties of ductility and toughness, and is generally used in the field of wires where it is difficult to independently evaluate the toughness value. An index representing the toughness includes a twist value.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、光ファイバーのテンションメン
バーや落石防止ネット、そして各種ばね、アルミ送電線
の補強ワイヤ、ワイヤロープまたはPCワイヤ等に使用
される金属線は、強度および延靱性、さらには耐磨耗性
および耐食性に優れることが肝要であり、とくに軽量化
の観点から高強度化に対する要求が強い。また、これら
金属線の用途では、金属線に剛性も必要になるところか
ら、ある程度以上の径、例えば光ファイバーのテンショ
ンメンバーの用途では0.5 mm以上の径が望ましい。2. Description of the Related Art For example, metal wires used for tension members of optical fibers, rock fall prevention nets, various springs, reinforcing wires of aluminum transmission lines, wire ropes, PC wires, and the like have strength, ductility, and abrasion resistance. It is important to have excellent wear resistance and corrosion resistance. In particular, there is a strong demand for high strength from the viewpoint of weight reduction. Further, in the use of these metal wires, since the metal wire also needs rigidity, it is desirable that the diameter is not less than a certain level, for example, 0.5 mm or more in the use of an optical fiber tension member.
【0003】ところが、高強度、例えば3000N/mm2 前
後の引張り強さを有する金属線は、その径が極めて細い
ものが一般的である。例えば、0.20mm径の金属線につい
て、特公平2−33772 号公報では、針状マルテンサイ
ト、ベイナイトまたはこれらの混合組織からなる低温変
態生成相がフェライト相に対して所定体積分率でフェラ
イト相中に分散されてなる複合組織の線材を用いて、高
い減面率での冷間伸線を加熱処理の下に行うことが、提
案されている。この技術は、所定組織の線材を用いるこ
とによって、その加工限界を高めて、つまり加工度を高
めて、高い強度の鋼線を得るものである。すなわち、金
属線において高強度を得るには高い加工率が必要になる
ため、得られる金属線の径は当然小さくなる。なお、得
られる金属線の径を太くするには、伸線加工に供する線
材を太くすることも考えられるが、線材が太くなると、
加工用の熱処理による組織制御が難しくなるため、所期
した加工率を確保できない。However, a metal wire having a high strength, for example, a tensile strength of about 3000 N / mm 2, generally has an extremely small diameter. For example, for a metal wire having a diameter of 0.20 mm, Japanese Patent Publication No. 33772/1990 discloses that a low-temperature transformation-generated phase composed of acicular martensite, bainite, or a mixed structure thereof has a predetermined volume fraction with respect to the ferrite phase in the ferrite phase. It has been proposed to perform cold drawing at a high area reduction rate under a heat treatment by using a wire having a composite structure dispersed in a steel sheet. According to this technique, a wire having a predetermined structure is used to increase the working limit, that is, to increase the working degree, thereby obtaining a high-strength steel wire. That is, since a high working ratio is required to obtain high strength in a metal wire, the diameter of the obtained metal wire naturally becomes small. In order to increase the diameter of the obtained metal wire, it is conceivable to increase the thickness of the wire to be subjected to wire drawing.
Since it is difficult to control the structure by heat treatment for processing, the desired processing rate cannot be secured.
【0004】なお、一般的な高強度鋼線の強度レベルは
5mmφのもので2000N/mm2 、1mmφのものでも最大25
00N/mm2 程度であり、しかも延靱性に劣ることが問題
となる。その他、強度と延靱性を両立する手法として組
織の細粒化が知られ、この細粒化には伸線加工の加工量
を増加する方法が有効であるが、上記公報での技術と同
様、加工量の増加に従って線径が小さくなるため、所望
の線径を確保することは難しい。The strength level of a general high-strength steel wire is 5 mmφ, 2000 N / mm 2 , and even 1 mmφ has a maximum strength of 25 mm.
It is about 00 N / mm 2 , and there is a problem that the ductility is inferior. In addition, grain refinement of the structure is known as a technique for achieving both strength and ductility, and a method of increasing the amount of wire drawing is effective for this grain refinement. Since the wire diameter decreases as the processing amount increases, it is difficult to secure a desired wire diameter.
【0005】一方、伸線加工の難しい線材、例えばステ
ンレス鋼を伸線するための手法として、いわゆる集束伸
線技術が知られている。すなわち、特公昭50−39069 号
公報には、ステンレス鋼線材の複数本を中炭素鋼の外装
材で被覆してから伸線加工を行った後、外装材を溶解し
てステンレス鋼細線を得ることが、開示されている。こ
の手法によって、断線することなく難加工材を伸線する
ことが可能であるが、上記公報での技術と同様、加工量
の増加に従って線径が小さくなるため、所望の線径を確
保することが難しい。さらに、この集束伸線法で得られ
る金属線は、加工硬化のみに依って高強度化が図られる
ため、転位だけでなくマイクロクラックも発生し、延靱
性が低下する。従って、強度と延靱性を両立しようとす
ると、高強度は達成されない。また、3000N/mm2 級ほ
どの高強度ではなくとも、従来の合金組成から期待され
る以上の強度および延靱性が得られる技術に対する基本
的な要望が依然として存在する。On the other hand, as a technique for drawing a wire material which is difficult to wire, for example, stainless steel, a so-called convergence drawing technique is known. In other words, Japanese Patent Publication No. 50-39069 discloses that a plurality of stainless steel wires are coated with a medium carbon steel sheath material and then drawn, and then the sheath material is melted to obtain a stainless steel thin wire. Is disclosed. With this technique, it is possible to wire a difficult-to-process material without breaking, but as with the technique in the above-mentioned publication, the wire diameter decreases as the processing amount increases, so that a desired wire diameter must be secured. Is difficult. Furthermore, since the metal wire obtained by the convergence drawing method achieves high strength only by work hardening, not only dislocations but also microcracks are generated and ductility is reduced. Therefore, when trying to achieve both strength and ductility, high strength is not achieved. Even if the strength is not as high as 3000 N / mm 2 class, there is still a basic demand for a technique capable of obtaining strength and ductility higher than expected from the conventional alloy composition.
【0006】一方、耐磨耗性を向上させるには合金組成
および熱処理による強度確保が一般的手法であるが、こ
の手法にて厳しい耐磨耗条件に対処することは難しく、
またコストが割高になる不利があるからである。ちなみ
に、金属線の外周のみに耐磨耗性被覆を施すことも考え
られるが、線素材そのものの耐磨耗性を向上させる方法
に比べて信頼性に劣り、大きな曲げや捻りの変形が加え
られないため取扱い性にも劣る。しかも、この方法は被
覆工程の生産性がネックとなり、コスト高をまねく。さ
らに、耐食性についても、防食被覆は生産性が低く、合
金組成のみに依存した耐食性向上もコスト的に不利であ
り、また極めて高い耐食性レベルを得ることが、現状で
は困難である。従って、耐磨耗性に加えて、耐食性につ
いても、極めて高くはないまでも合金組成から従来期待
できる以上の特性が得られる技術に対する要請が当然存
在する。On the other hand, in order to improve the wear resistance, it is a general method to secure the strength by alloy composition and heat treatment. However, it is difficult to cope with severe wear resistance conditions by this method.
Also, there is a disadvantage that the cost is relatively high. By the way, it is conceivable to apply a wear-resistant coating only to the outer periphery of the metal wire, but it is less reliable than the method of improving the wear resistance of the wire material itself, and large bending and twisting deformations are added. Since it is not available, it is inferior in handling. In addition, the productivity of the coating process becomes a bottleneck in this method, resulting in an increase in cost. Further, regarding the corrosion resistance, the anticorrosion coating has low productivity, the improvement of the corrosion resistance depending only on the alloy composition is disadvantageous in terms of cost, and it is difficult at present to obtain an extremely high corrosion resistance level. Therefore, in addition to the abrasion resistance, there is naturally a demand for a technique capable of obtaining characteristics higher than conventionally expected from the alloy composition, if not extremely high, in addition to the corrosion resistance.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
均質な組織によって高強度化および高靱性化そして耐磨
耗性並びに耐食性の向上を達成し、とくに従来の高強度
鋼線のような細線としなくても極めて高強度あるいは極
めて高い耐磨耗性や耐食性を有する、新規な金属線を提
供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention
A homogeneous structure achieves high strength and high toughness and improved wear resistance and corrosion resistance.Especially, it is possible to achieve extremely high strength or extremely high wear resistance without using thin wires like conventional high strength steel wires. An object of the present invention is to provide a novel metal wire having corrosion resistance.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、母相金属に
異種元素が機械的に合金化された組織を有することを特
徴とする金属線である。また、この発明は、母相金属に
異種元素が機械的に合金化され、さらにセラミックスが
均一かつ微細に分散した組織を有することを特徴とする
金属線である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a metal wire having a structure in which a different element is mechanically alloyed with a matrix metal. Further, the present invention is a metal wire characterized in that a heterogeneous element is mechanically alloyed with a matrix metal and has a structure in which ceramics are uniformly and finely dispersed.
【0009】上記組織は、異種元素の含有量が、母相金
属に対する該元素の溶製法による固溶限をこえることが
可能であり、その結果諸特性はより向上される。さら
に、組織の結晶粒径が20nm以下であることまたは組織が
非晶質を含むことが、実施に当たり有利である。[0009] In the above structure, the content of the different element can exceed the solid solubility limit of the element in the parent phase metal by the smelting method, and as a result, various properties are further improved. Furthermore, it is advantageous for implementation that the crystal grain size of the structure is 20 nm or less or that the structure contains an amorphous structure.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】さて、この発明に従う金属線で
は、その組織を母相金属に異種元素が機械的に合金化さ
れたものとすることによって均質化を達成し、強度、延
靱性および耐食性の向上をはかったところに特徴があ
る。この母相金属に異種元素が機械的に合金化された組
織(以下、機械的合金化組織と示す)とは、母相金属の
マクロな組織に対して、機械的処理により多大な機械的
エネルギーを付与し、ナノメートルの寸法にまで母相金
属の結晶粒を微細化するとともに、母相金属に同様に微
細な異種元素を合金化した組織を意味し、具体的にはミ
クロ的に極めて均質な平衡相、非平衡相または非晶質相
となっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a metal wire according to the present invention, homogenization is achieved by forming a structure in which a dissimilar element is mechanically alloyed with a matrix metal, thereby obtaining strength, ductility and corrosion resistance. There is a characteristic in the place where the aim was to improve. A structure in which a different element is mechanically alloyed with the matrix metal (hereinafter referred to as a mechanically alloyed structure) refers to a large mechanical energy generated by mechanical treatment with respect to a macro structure of the matrix metal. Means that the crystal grains of the parent metal are refined down to nanometer dimensions, and the microstructure of the parent metal is also alloyed with the same fine dissimilar elements. , A non-equilibrium phase or an amorphous phase.
【0011】すなわち、機械的合金化組織は高度に均質
化が達成された、換言すると、母相金属へ異種元素が溶
製法における固溶の状態と同様に合金化されてはいるも
のの、溶製法におけるよりはるかに均一な組織およびマ
トリックスの母相に均一に固溶しているため、延靱性、
耐磨耗性および耐食性が、同成分の溶製材よりも改善さ
れるのである。なお、このような均質合金組織化は、単
に合金に加工を付与しただけでは得られず、たとえ合金
を母材にするとしても何らかの異種元素(母材合金の部
分成分でもよい)を機械的に合金化する過程を要する。That is, the mechanically alloyed structure is highly homogenized. In other words, although the dissimilar elements are alloyed into the matrix metal in the same manner as in the solid solution state in the melting method, the mechanical alloying structure is Due to its much more uniform structure and uniform solid solution in the matrix matrix, the toughness,
The abrasion resistance and corrosion resistance are improved over the ingots of the same composition. It is to be noted that such a homogeneous alloy structure cannot be obtained simply by imparting a process to the alloy. Even if the alloy is used as a base material, some kind of different element (may be a partial component of the base material alloy) is mechanically obtained. It requires a process of alloying.
【0012】図1に、この発明に従う機械的合金化組織
を有する、Fe−8wt%Cu系の金属線と、2000N/mm2 以
上の強度が比較的容易に得られる、いわゆるパテンティ
ング処理後に伸線加工して得られた高炭素鋼線とについ
て、その径方向の硬さ分布に関して調査した結果を示
す。図1(a) に示すように、この発明の金属線は高炭素
材を上回る硬さが得られていることがわかる。しかも、
この発明の金属線では、その径方向に一定の硬さが得ら
れることが極めて特徴的である。通常は、図1(b) に示
す、高炭素鋼線の如く、径方向の硬さは表層域で高くな
るのが一般的である。これは、線材表層部と内部とにお
いて、パテンティング処理での冷却速度に差異が生じる
ためである。この点、機械的合金化組織は均質であるか
ら、線材表層部と内部とにおいて何らの差異も生じない
のである。FIG. 1 shows a Fe-8 wt% Cu-based metal wire having a mechanically alloyed structure according to the present invention, and a wire drawn after a so-called patenting process, in which a strength of 2000 N / mm 2 or more can be obtained relatively easily. The results obtained by examining the hardness distribution in the radial direction of a high carbon steel wire obtained by wire working are shown. As shown in FIG. 1 (a), it can be seen that the metal wire of the present invention has higher hardness than the high carbon material. Moreover,
In the metal wire of the present invention, it is extremely characteristic that a certain hardness can be obtained in the radial direction. Normally, the hardness in the radial direction generally increases in the surface layer, as in a high carbon steel wire shown in FIG. 1 (b). This is because a difference occurs in the cooling rate in the patenting process between the surface layer portion of the wire and the inside. In this regard, since the mechanical alloying structure is homogeneous, there is no difference between the surface layer portion and the inside of the wire.
【0013】とくに、機械的合金化組織は、その性格か
らして、異種元素の含有量が母相金属に対する該元素の
溶製法による固溶限(比較的安定な過飽和固溶体の固溶
限を含む)をこえられるため、上記した固溶強化作用は
より強化される。すなわち、機械的合金化組織は、機械
的処理によって得られる組織であるから、冶金学的な規
制をこえる量の合金化が可能であり、溶製法において過
飽和となる異種元素を固溶状態で含有し得る。このよう
な合金においては、従来細径でしか得られなかった強度
レベル以上の金属線を得ることができる。In particular, the mechanically alloyed structure has, due to its nature, the solid solubility limit of the dissimilar element in the matrix metal by the melting method of the element (including the solid solubility limit of a relatively stable supersaturated solid solution). ), The above-described solid solution strengthening action is further strengthened. That is, since the mechanical alloying structure is a structure obtained by mechanical processing, it is possible to alloy in an amount exceeding the metallurgical regulation and contains a dissimilar element that becomes supersaturated in the melting method in a solid solution state. I can do it. In such an alloy, it is possible to obtain a metal wire having a strength level equal to or higher than the strength level which was conventionally obtained only with a small diameter.
【0014】ここに、機械的合金化組織は、結晶質の場
合はその結晶粒径が20nm以下、より好ましくは10nmにま
で微細化されているか、または非晶質を含むことが、強
度および延靱性の向上において有利であり、やはり従来
細径でしか得られなかった強度レベル以上を得ることが
できる。また、非晶質を含む組織とした場合や異種元素
に防食機能を有するもの、例えばCu, Zn, CrおよびNi等
を含有されることにより、とりわけ耐食性が顕著に改善
される。Here, when the mechanical alloying structure is crystalline, the crystal grain size is preferably reduced to 20 nm or less, more preferably to 10 nm, or contains an amorphous material. This is advantageous in improving toughness, and it is possible to obtain a strength level higher than previously obtained only with a small diameter. In addition, in the case of a structure containing an amorphous material or when a material having an anticorrosive function to different elements, for example, Cu, Zn, Cr and Ni, is contained, the corrosion resistance is particularly remarkably improved.
【0015】また、上記の機械的合金化組織において、
さらにセラミックス、例えばSiO2,TiO2, WC, SiN, SiC
およびBNなどを均一かつ微細に分散させることによっ
て、さらに微細な酸化物、炭化物または窒化物による著
しい高強度化並びに耐磨耗性の顕著な向上が達成でき
る。ここで、均一かつ微細とは、例えば溶製時のセラミ
ックス混入でみられるような、マクロな分布の偏りや、
セラミック粒子同士の凝集による見かけ上の粗粒化がな
いことを意味し、機械的エネルギーの付与によらなけれ
ば得ることが困難である。このセラミックスを含有する
場合も、過飽和の異種元素を含有すること、そして結晶
粒径を20nm以下にするか、または非晶質とすることが、
同様に有利であるのは勿論である。In the above-mentioned mechanical alloying structure,
Furthermore ceramics, for example SiO 2, TiO 2, WC, SiN, SiC
By dispersing BN and BN uniformly and finely, remarkable increase in strength and remarkable improvement in wear resistance can be achieved by finer oxides, carbides or nitrides. Here, “uniform and fine” means, for example, that the distribution of macroscopic distribution is uneven, as seen in the mixing of ceramics during melting,
This means that there is no apparent coarsening due to agglomeration of the ceramic particles, and it is difficult to obtain it unless the application of mechanical energy. Even if this ceramic is contained, containing a supersaturated heterogeneous element, and having a crystal grain size of 20 nm or less or being amorphous,
Of course, it is equally advantageous.
【0016】なお、この発明の金属線では、その成分組
成を限定する必要はないが、母相金属としては単金属ま
たは合金が適合し、異種元素としては母相金属と合金化
するものが対象となり、従って母相金属が合金の場合は
その合金成分であってもよい。例えばCu:5〜10wt%
(異種元素)および残部Fe(母相金属)の組成、同様に
Si:5〜7wt%および残部Feの組成またはC:0.1 〜1.
0 wt%および残部Feの組成などが、有利に適合する。ま
た、母相金属が合金の場合は、Mo:1〜5wt%(異種元
素)および残部Fe−2wt%Cu(母相金属)の組成が挙げ
られる。In the metal wire according to the present invention, it is not necessary to limit the composition of the metal wire. However, a single metal or alloy is suitable as the matrix metal, and a metal which is alloyed with the matrix metal as the different element is a target. Therefore, when the matrix metal is an alloy, it may be an alloy component thereof. For example, Cu: 5-10wt%
(Dissimilar elements) and the balance of Fe (matrix metal),
Composition of Si: 5 to 7 wt% and balance of Fe or C: 0.1 to 1.
Compositions of 0 wt% and the balance Fe are advantageously suitable. In the case where the matrix metal is an alloy, the composition includes Mo: 1 to 5 wt% (heterogeneous element) and the balance of Fe-2 wt% Cu (matrix metal).
【0017】次に、機械的合金化組織を得るための機械
的処理について、図2を参照して具体的に説明する。ま
ず、母相金属による線材1の複数本、例えば3〜20本
を、大小の鏡板2aおよび2bを介して、図3に詳細を示
す、集束ロール3に導いて線材1群を引き揃えたのち、
この線材1群を、図4に断面を示す、スウェージングロ
ール4において、同様に集束ロール3からスウェージン
グロール4へ案内される異種元素による被覆材5で包
む。次いで、ローラーダイスまたはダイス6の複数列、
好ましくは3スタンド以上に通して伸線加工を施す。こ
こでの減面率、すなわちダイス6列の入側での被覆材5
を含む線材束の断面積A1 と同出側での伸線材の断面積
A2 とから、(A1 −A2 )/A1 ×100 で求められる
比率を、90%以上、好ましくは95%、さらに好ましくは
99%以上とする伸線加工を行う。その後、得られた伸線
材7をテイクアップロール8に巻き取る。以上を基本工
程とする。なお、被覆は線材を束ねる前に各線材1に施
しても良い。Next, a mechanical treatment for obtaining a mechanically alloyed structure will be specifically described with reference to FIG. First, a plurality of wires 1 of the matrix metal, for example, 3 to 20 wires, are guided to a convergence roll 3 shown in detail in FIG. 3 through large and small head plates 2a and 2b, and a group of wires is aligned. ,
This group of wires is wrapped in a swaging roll 4 whose cross section is shown in FIG. 4 with a covering material 5 of a different element that is also guided from the convergence roll 3 to the swaging roll 4. Then a plurality of rows of roller dies or dies 6,
Preferably, wire drawing is performed through at least three stands. Here, the area reduction rate, that is, the coating material 5 on the entrance side of the six rows of dies
From Shin wire cross-sectional area A 2 Metropolitan of the cross-sectional area A 1 and the exit side of the wire bundle including a ratio obtained by (A 1 -A 2) / A 1 × 100, 90% or more, preferably 95 %, More preferably
Perform wire drawing to 99% or more. Thereafter, the obtained drawn wire 7 is wound around a take-up roll 8. The above is a basic process. The coating may be applied to each wire 1 before the wires are bundled.
【0018】さらに、上記基本工程で得られた伸線材7
を、複数本用意し、これを上記した線材1として使用
し、上記基本工程を同様に繰り返す。この基本工程の繰
り返しを、少なくとも3回行うことによって、最終的に
得られた金属線は、上記機械的合金化組織を有するもの
となるのである。Further, the drawn wire 7 obtained in the above basic step
Are prepared and used as the wire 1 described above, and the above basic steps are repeated in the same manner. By repeating this basic step at least three times, the finally obtained metal wire has the above-mentioned mechanical alloying structure.
【0019】ここで、異種元素を過飽和で含有させる
か、または結晶粒径を20nm以下にするには、上記減面率
を高くするか、または基本工程の繰り返し回数を増加す
ることで達成でき、一方非晶質とするには、上記に加え
てさらに成分系を調整すればよい。例えば43at%Cu−57
at%Tiなどが非晶質化に好適である。また、機械的合金
化組織にセラミックスを微細かつ均一に含有するには、
図1に示した、スウェージングロール4の入側におい
て、フィーダー9からセラミックス粉末を被覆材5の内
側に供給すればよい。なお、フィーダー9からはセラミ
ックに限らず、必要に応じて炭素やSi,Tiなどの粉末を
供給することもできる。なお、金属線の成分組成を調整
するには、被覆材の厚さ、基本工程の回数を制御すれば
良い。Here, in order to contain a different element by supersaturation or to reduce the crystal grain size to 20 nm or less, it is possible to achieve this by increasing the above-mentioned area reduction rate or increasing the number of repetitions of the basic steps. On the other hand, in order to make it amorphous, the component system may be further adjusted in addition to the above. For example, 43at% Cu-57
At% Ti or the like is suitable for amorphization. In order to finely and uniformly contain ceramics in the mechanical alloying structure,
The ceramic powder may be supplied from the feeder 9 to the inside of the coating material 5 on the entry side of the swaging roll 4 shown in FIG. The feeder 9 is not limited to ceramic, and can supply powder of carbon, Si, Ti, or the like as needed. In addition, in order to adjust the component composition of the metal wire, the thickness of the coating material and the number of basic steps may be controlled.
【0020】ちなみに、上記の機械的処理は、被覆材で
包んで伸線加工して得た伸線材をそのまま、新たな伸線
加工の出発材として用いて、それを被覆材で包んで伸線
加工する、工程を繰り返すことによる合金化の促進に特
徴があり、伸線加工後に被覆材を溶解して内部の細線を
得る、いわゆる集束伸線法とは、全く異なる加工履歴を
辿るものである。そして既に述べたように、集束伸線法
で単に単金属もしくは合金に加工を繰り返し行っても、
ここでの目的とする組織は得られない。なお、伸線過程
において、必要に応じて、例えばストレスリリーフなど
の熱処理を施すことも可能である。In the mechanical treatment, the drawn material obtained by wrapping with a covering material and drawing is used as a starting material for a new drawing process, and then wrapped with a covering material and drawn. The process is characterized by the promotion of alloying by repeating the process, and the so-called focused wire drawing method, in which the coating material is melted after wire drawing to obtain an internal fine wire, follows a completely different processing history. . And as already mentioned, even if the processing is simply repeated to a single metal or alloy by the focused wire drawing method,
The target organization here cannot be obtained. In the drawing process, heat treatment such as stress relief can be performed as necessary.
【0021】[0021]
〔実施例1〕図2に示した手順に従って、C:0.2 wt%
を含み残部実質的にFeの組成になる線材(2.0 mmφ)の
4本を、Cu箔(0.05mm厚)で包んだのち、減面率:75%
の伸線加工を5スタンドで施した。この基本工程で得ら
れた伸線材を用いて、さらに同様の基本工程を5回繰り
返した後、1mmφのダイスに通して1mm径の金属線を製
造した。その結果、C:0.2 wt%、Cu:6.1 wt%および
残部実質的にFeの組成になる、合金化金属線が得られ
た。Example 1 C: 0.2 wt% according to the procedure shown in FIG.
After wrapping four wires (2.0 mmφ) substantially containing Fe and containing Cu with a thickness of 0.05 mm, the area reduction rate is 75%.
Was performed on five stands. Using the drawn wire obtained in this basic step, the same basic step was further repeated five times, and then passed through a 1 mmφ die to produce a 1 mm diameter metal wire. As a result, an alloyed metal wire having a composition of C: 0.2 wt%, Cu: 6.1 wt%, and the balance substantially Fe was obtained.
【0022】かくして得られた金属線の断面組織を走査
型電子顕微鏡で観察して粒径を測定するとともに、その
径方向における硬さ、強度、延靱性および耐食性につい
て評価した。その測定および評価結果を表1に示す。ま
た、比較として、パテンティング処理して得た、2000N
/mm2 級の金属線についても、同様の測定および評価を
行った。その測定および評価結果を表1に併記する。The cross-sectional structure of the thus obtained metal wire was observed with a scanning electron microscope to measure the particle size, and the hardness, strength, ductility and corrosion resistance in the radial direction were evaluated. Table 1 shows the measurement and evaluation results. As a comparison, 2000N obtained by patenting
The same measurement and evaluation were performed for the / mm 2 class metal wire. Table 1 shows the measurement and evaluation results.
【0023】なお、強度は、通常の引張試験による引張
強さで評価した。延靱性は、捻回試験により破断までの
捻じり回数で評価(JISG 3521 に準拠)した。捻回条件
は長さ100 ×D(直径)とした。The strength was evaluated by the tensile strength in a normal tensile test. The ductility was evaluated by the number of twists up to breaking by a torsion test (based on JISG 3521). Twisting conditions were length 100 × D (diameter).
【0024】耐食性は、大気暴露(於、沖縄)試験によ
る腐食量で評価した。暴露期間は1年間とした。耐磨耗
性は、20mmφの超硬棒材を、張力50kgf 負荷の下で、金
属線に繰り返し106 回接触させ、その磨耗量で評価し
た。なお、超硬棒材の表面粗さはRmax =1μm とし
た。The corrosion resistance was evaluated by the amount of corrosion in an air exposure (at Okinawa) test. The exposure period was one year. Abrasion resistance, carbide bars of 20 mm.phi, under tension 50kgf load, contacting repeated 10 6 times the metal wire was evaluated in the abrasion amount. The surface roughness of the cemented carbide rod was set to Rmax = 1 μm.
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【0026】〔実施例2〕図2に示した手順に従って、
Fe−10wt%Moの組成になる線材(1mmφ)の5本を、鉄
箔(0.1 mm厚)で包む際、SiO2粉末をフィーダーから添
加し、その後鉄箔で線材を包んだのち、減面率:80%の
伸線加工を5スタンドで施した。この基本工程で得られ
た伸線材を用いて、同様の基本工程を5回繰り返した
後、1mmφおダイスに通して1mmφの金属線を製造し
た。その結果、C:0.2 wt%、Mo:8wt%、SiO2:5wt
%および残部実質的にFeの組成になる、合金化金属線が
得られた。かくして得られた金属線の断面組織を走査型
電子顕微鏡で観察して粒径を測定して、SiO2が均一かつ
微細に分布していることを確認するとともに、径方向に
おける硬さ、強度、延靱性、耐食性および耐磨耗性につ
いて評価した。その測定および評価結果を表2に示す。
なお、同表における比較例は表1の比較例と同じ金属線
である。[Embodiment 2] According to the procedure shown in FIG.
When wrapping 5 wires (1mmφ) with Fe-10wt% Mo composition in iron foil (0.1mm thickness), add SiO 2 powder from feeder, then wrap the wire in iron foil, then reduce the surface area Rate: 80% wire drawing was performed on 5 stands. The same basic process was repeated five times using the drawn wire material obtained in this basic process, and then passed through a 1 mmφ die to produce a 1 mmφ metal wire. As a result, C: 0.2 wt%, Mo: 8 wt%, SiO 2 : 5 wt%
% And the balance was substantially Fe, resulting in an alloyed metal wire. Observing the cross-sectional structure of the metal wire thus obtained with a scanning electron microscope and measuring the particle size, confirming that the SiO 2 is uniformly and finely distributed, as well as the hardness, strength, The ductility, corrosion resistance and abrasion resistance were evaluated. Table 2 shows the measurement and evaluation results.
In addition, the comparative example in the same table is the same metal wire as the comparative example in Table 1.
【0027】[0027]
【表2】 [Table 2]
【0028】〔実施例3〕図2に示した手順に従って、
Cu線材(1mmφ)の5本を、Cu箔(0.05mm厚)で包む
際、Ti粉末をフィーダーから添加し、その後Cu箔で線材
を包んだのち、減面率:80%の伸線加工を5スタンドで
施した。この基本工程で得られた伸線材を用いて、さら
に同様の基本工程を7回繰り返した後、1mmφのダイス
に通して1mm径の金属線を製造した。その結果、43at%
Cu−57at%Ti組成の金属線が得られた。かくして得られ
た金属線についてX線回折法で非晶質化を調べた。すな
わち、Cu, Ti, CuTiの主回折ピークの強度について、各
々純物質(純化合物)で測定されたピークの強度を1と
した強度比を求め、その和が0.5 以上となった場合に十
分非晶質化したと判定した。さらに、径方向における硬
さ、強度、延靱性、耐食性および耐磨耗性について評価
した。その測定および評価結果を表3に示す。なお、同
表における比較例は表1の比較例と同じ金属線である。[Embodiment 3] According to the procedure shown in FIG.
When wrapping five Cu wires (1mmφ) with Cu foil (0.05mm thickness), add Ti powder from the feeder, then wrap the wire with Cu foil, and wire-draw with 80% reduction in area. Performed on 5 stands. Using the drawn wire obtained in this basic step, the same basic step was further repeated seven times, and then passed through a 1 mmφ die to produce a 1 mm diameter metal wire. As a result, 43at%
A metal wire having a Cu-57 at% Ti composition was obtained. The metal wire thus obtained was examined for amorphization by X-ray diffraction. That is, for the intensities of the main diffraction peaks of Cu, Ti, and CuTi, an intensity ratio is determined with the intensity of the peak measured for a pure substance (pure compound) as 1, and when the sum is 0.5 or more, the intensity ratio is not sufficient. It was determined that it had crystallized. Furthermore, hardness, strength, toughness, corrosion resistance and abrasion resistance in the radial direction were evaluated. Table 3 shows the measurement and evaluation results. In addition, the comparative example in the same table is the same metal wire as the comparative example in Table 1.
【0029】[0029]
【表3】 [Table 3]
【0030】[0030]
【発明の効果】この発明によれば、ミクロ的に均質な組
織が得られるため、高強度化そして延靱性の向上、さら
には耐食性の改善が有利に実現され、諸特性に優れた、
比較的に太い径の金属線を提供できる。According to the present invention, a microscopically homogeneous structure can be obtained, so that high strength and improvement in toughness and further improvement in corrosion resistance are advantageously realized, and various properties are excellent.
A relatively large diameter metal wire can be provided.
【図1】金属線の径方向の硬さ分布を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a hardness distribution in a radial direction of a metal wire.
【図2】この発明の金属線を製造する手順を示す説明図
である。FIG. 2 is an explanatory view showing a procedure for manufacturing a metal wire of the present invention.
【図3】集束ロールの詳細を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing details of a collecting roll.
【図4】スウェージングロールの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a swaging roll.
1 線材 2a,2b 鏡板 3 集束ロール 4 スウェージングロール 5 被覆材 6 ダイス 7 伸線材 8 テイクアップロール 9 フィーダー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire rod 2a, 2b End plate 3 Focusing roll 4 Swaging roll 5 Coating material 6 Die 7 Wire drawing material 8 Take-up roll 9 Feeder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C22C 33/00 C22C 33/00 (72)発明者 竹内 秀次 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 新井 和夫 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C22C 33/00 C22C 33/00 (72) Inventor Shuji Takeuchi 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Within the Technical Research Institute (72) Inventor Kazuo Arai 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Pref.
Claims (5)
れた組織を有することを特徴とする金属線。1. A metal wire having a structure in which a different element is mechanically alloyed with a matrix metal.
れ、さらにセラミックスが均一かつ微細に分散した組織
を有することを特徴とする金属線。2. A metal wire characterized in that a heterogeneous element is mechanically alloyed with a matrix metal and the ceramic has a structure in which ceramics are uniformly and finely dispersed.
含有量が、母相金属に対する該元素の溶製法による固溶
限をこえることを特徴とする金属線。3. The metal wire according to claim 1, wherein the content of the dissimilar element exceeds the solid solubility limit of the parent phase metal by a smelting method of the element.
結晶粒径が20nm以下であることを特徴とする金属線。4. The metal wire according to claim 1, wherein the grain size of the structure is 20 nm or less.
非晶質を含むことを特徴とする金属線。5. The metal wire according to claim 1, 2 or 3, wherein the structure contains an amorphous material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15839097A JPH116034A (en) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Metal wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15839097A JPH116034A (en) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Metal wire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116034A true JPH116034A (en) | 1999-01-12 |
Family
ID=15670691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15839097A Pending JPH116034A (en) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | Metal wire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH116034A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH116035A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Kawasaki Steel Corp | Metal wire |
| WO2019096924A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Nv Bekaert Sa | Heat resistant separation fabric |
-
1997
- 1997-06-16 JP JP15839097A patent/JPH116034A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH116035A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Kawasaki Steel Corp | Metal wire |
| WO2019096924A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Nv Bekaert Sa | Heat resistant separation fabric |
| CN111315925A (en) * | 2017-11-17 | 2020-06-19 | 贝卡尔特公司 | Heat resistant separation fabric |
| US11840474B2 (en) | 2017-11-17 | 2023-12-12 | Nv Bekaert Sa | Heat resistant separation fabric |
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