JPS621850A - 複合線状体の製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は複合線状体の製造方法およびその装置に関し
、より詳しくは、芯線に溶融金属粒子を吹付けて芯線の
周囲に金属被覆層を形成する方法および装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、金属芯線の外周に異種または同種の金属を被覆し
て複合化する方法としては、 ■　通電加熱した芯線を押出し機に挿入して被覆金属を
Ｊ！Ｊ擦溶接若しくは熱間圧接させる押出し被覆法、 ■　テープ状の被覆金属をフォーミイングロールで成形
しつつ、通電加熱した芯線を挿入してクラッドロールで
圧接するテープクラッド法、 ■　芯線周囲に厚肉のメッキを施す溶融厚メッキ法或い
は電気厚メツキ法、 ■　芯線周囲に金属粉末を被覆して加熱するとと６に強
圧を加える粉末圧粉法 等が広く知られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ■　押出し被覆法の場合、被覆金属の塑性加工を必要と
するため、製造装置として、上記塑性加工に耐え得る充
分な強度と押出し力を必要とし、装置が大がかりとなる
という欠点がある。

■　テープクラッド法の場合、テープ内面の清浄が困難
であることから、被覆金属の充分な密着強度が得られな
いとともに、テープ素材が高価であるから製造コストが
高くつくという欠点がある。

■　溶融厚メツキ法の場合、芯線が溶湯に浸漬される際
に芯線とメッキ層との界面に金属間化合物層が形成され
ることから、加工性および靭性が劣るという欠点がある
。また、゛電気厚メッキ法の場合、Ｖ造コストが高くつ
くという欠点がある。

■　粉末圧粉法の場合、ηみを増大させると加圧が不充
分となることがら厚肉被覆ができないという欠点がある
。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、芯
線に対する密着性が良好で、ｖｉ置の小型化が図れると
ともに、被覆厚みの制御も容易に行なうことができる複
合線状体の製造方法および装置を提供することを目的と
する。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するための第１の発明としての複合線状
体の製造方法は、予熱した芯線を走行させつつ、芯線周
囲に溶融金属粒子を吹き付けて、芯線周囲に金属被覆層
を連続的に形成する方法である。

また、第２の発明としての複合線状体の製造装置は、芯
線の送給部と、送給部から芯線を巻き取る回収部とを所
定距離隔てて配置し、上記送給部と回収部との間に、芯
線の送給部より送給された芯線に前処理を施す前処理部
と、前処理を施した芯線を所定湯度に加熱する予熱部と
、予熱された芯線の周囲に溶融金属粒子を吹き付けて金
属被覆層を形成する金属被覆部が、この順に形成されて
いる。

ただし、上記製造方法においては、溶融金属粒子の吹き
付け後に、芯線およびその周囲の金属被覆層を急冷させ
るのが好ましい。また、溶融金属粒子の吹き付け方法と
しては、芯線を中心とする円周上の複数箇所から行なう
ことが考えられるほか、例えば芯線を回転させるか、吹
き付け装置側を芯線を中心にして回転させることにより
、溶融金属粒子の吹き付け方向と芯線との位置関係を、
絶えず変化させながら行なうことが考えられる。

さらに、溶融金属粒子の吹き付けは、酸化防止雰囲気中
で行なうことが好ましく、このほか、溶融金属粒子の吹
き付け後において、複合線状体の引抜き加工を行なって
もよい。

一方、製造装置の金属被覆部としては、高圧ガスにて溶
湯を粒子化させて芯線に吹き付ける構造のもの、高圧ガ
スにて金属粉末をガス炎中に噴射して、金属粉末を溶融
させつつに芯線に吹き付ける構造のもの、連続的に送給
される一対の金属線間にアークを飛ばして金属線を溶融
させるとともに、高圧ガスを噴射して溶縮を粒子化させ
つつ芯線に吹き付ける構造のものが考えられる。

このほか、芯線送給部と前処理部との間に、芯線の曲り
を矯正する伸直部を構成することも考えられる。

く作用および発明の効果〉 上記複合線状体の製造方法によれば、芯線と溶融金属粒
子とを緻密かつ連続的に密着させることができる。特に
、芯線に付着した溶融金属粒子を急冷させる場合には、
芯線と金属被覆層との密着をより一層強固に行なうこと
ができるとともに、複合線状体の靭性も確保することが
できる。

特に、金属粒子の吹き付けを複数箇所から行なう場合、
および溶融金属粒子の吹き付け方向と芯線との位置関係
を、絶えず変化させながら行なう場合には、より一層む
らのない金属被膜層を形成することができる。また、溶
融金属粒子の吹き付けを、酸化防止雰囲気中で行なうこ
とにより、スケールの発生によるｖ！！！不良を防止す
ることができる。さらに、溶融金属粒子の吹き付゛け後
にＪ３いて、引扱き加工を行なうことにより、芯線と金
属被覆層との密着性を一層改良することができるととも
に、複合線状体の直径の均一化および表面仕上も同時に
行なうことかできる。しかも、芯線の走行速度や溶融金
属粒子の吹き付け聞を調整することにより、金属被覆層
の厚みを任意かつ容易に制御することができる。

一方、この発明の複合線状体の製造装置によれば、金属
被覆層を形成するための各作業を、自動的に一連に行な
わ往ることができ、上記製造方法を効率的に行ない得る
装置として好適である。しかも、被覆のための塑性加工
が不要であるから、装置を小形化することもできる。

したがって、芯線に対する金属被覆層の密着性が優れ、
被覆厚みの制御も容易で、しかも複合線状体をコスト安
価に製造できるという特有の効果を奏する。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は、この発明の複合線状体の製造方法を実施する
のに使用する装置の概要を示す図である。

上記装置としては、ドラム（１１）に巻回された芯線（
ａ）を繰り出ず送給部（１）と、金属被覆層（ｂ）（第
３図参照）が形成された芯線（ａ）をドラム（７１）に
巻き取って回収する回収部（刀とを、所定距離隔てて配
置しであるとともに、上記送給部（１）と回収部（刀と
の間に、送給部（１）より送給された芯線（ａ）の曲が
りを矯正する伸直部（ａと、伸直部（２）を通過した芯
線（ａ）に、研磨、洗浄等の前処理を施す前処理部（３
）と、前処理を施した芯線（ａ）を所定温度に加熱する
予熱部（４）と、予熱された芯線（ａ）の周囲に溶融金
属粒子を吹き付けて金属被覆層（ｂ）を形成する金属被
覆部（５）と、金属被覆部（５）を通過した複合線状体
（八）を急冷する冷却部（６）とをこの順に形成したも
のである。

上記送給部（１）のドラム（１１）と回収部Ｃ力のドラ
ム（７１）とは、それぞれ同期させて回転駆動させてあ
り、芯線（ａ）は、張りつめられた状態で、送給部（１
）から、伸直部（２１、前処理部（３）、予熱部（４）
、金属被覆部（９、冷却部（６）を通って、回収部（刃
側へ連続的に送給される。上記芯線（ａ）としては、鉄
、鉄合金、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合
金、タングステン、ニオブ、その他の金属からなるもの
を使用することができる。

仲直部（２）としては、所定間隔隔てて片側に配列され
たローラ（２１）（２１）と、このローラ（２１）（２
１）間の対向側に配置したローラ（２２）にて芯線（ａ
）を挟み込んで、その曲りを矯正するものであり、芯線
（ａ）の極端な曲がりがない場合には、伸直部（２を構
成しないで実施することもできる。

そして、前処理部（３）においては、ワイヤブラシ、ナ
イロンブラシ、ショツトブラスト等による機械的研磨、
電解エツチング等の電気化学的研磨、或いは、酸洗等の
化学的洗浄による前処理が芯線（ａ）に対して行なわれ
る。

上記前処理が施された芯線（ａ）は、後続の予熱部（４
）において所定温度（通常２００〜４００℃、鋼線で２
７０〜３００℃が好適である）に加熱される。この予熱
部（４）における芯線（ａ）の加熱手段としては、通電
による抵抗加熱や、高周波による誘導加熱のほか、ヒー
タによる雰囲気加熱が採用できる。そして、予熱部（４
）を通過した芯線（ａ）は、非酸化性ガスが封入された
導通管（４１）内を通って外気としゃ断された状態で金
属被覆部（５）に送給される。

金属被覆部（５１１，：ａ３いては、芯線（ａ）から所
定間隔離して配置されたスプレーガン（５１）より、例
えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、錫
、錫合金、亜鉛、亜鉛合金、その他の金属による溶融金
属粒子（５２）が噴射されており、上記溶融金属粒子（
５２）が芯線（ａ）の周囲に吹き付けられる結果、芯線
（ａ）に金属被覆層（ｂ）が形成される。

上記スプレーガン（５１）としては、芯Ｆ；Ａ（ａ）を
中心とする円周上にＪ３いて、少なくとも対向する２箇
所に配置してあり、さらに増設する場合には、上記円周
上において等間隔に配設するのが好ましい。

また、上記溶融金属粒子（５２）としては、第２図に詳
細を示すごとく、コイル（５３）による誘導加熱等にて
溶融された上記被覆用金属からなる溶湯（５４）を、ノ
ズル（５５）から噴射されるアルゴンガス等の高圧ガス
（５６）にて霧吹き式に吹いて粒子化させたものであり
、このようにして得られた溶融金属粒子（５２）を、上
記高圧ガス（５６）とともにスプレーノズル（５１）か
ら芯線（ａ）に均等に吹き付けることにより、芯線（ａ
）周囲に金属被覆層（ｂ）を緻密かつ連続的に形成する
ことができる。この際、芯線（ａ）が予熱されているの
で金属被覆ＩＩ　（ｂ）と芯線（ａ）との良好な密着性
を確保することができる。

また、金属被覆部（Ｓとしては、周囲をカバーして、内
部を非酸化性ガスによる酸化防止雰囲気としておくこと
が好ましく、この場合においては、芯線（ａ）および金
属被覆層（ｂ）にスケールが発生するおそれがないので
、両者の密着をより一層確実に行なわせることができる
。なお、金属被覆層（ｂ）の形成厚みは、芯線（ａ）の
送給速度や金属被覆層（ｂ）の吹き付け爪を調整するこ
とにより、容易に制御することができる。

そして、上記金属被ｆｆ１ｌ（ｂ）が形成された複合線
状体（八）を、冷却部（６）において急冷し、芯線（ａ
）に対して金属被覆Ｉ２７（ｂ）をさらに強固に密着さ
せた後、回収部（刀のドラムに巻き取って複合線状体（
Ａ）を回収する。上記急冷方法としては、水、油等の噴
射による冷却手段を採用できる。なお、上記冷却部（６
）としては、芯線（ａ）の種類、被覆金属の種類等の条
件によっては、これを構成しないで実施することができ
る。また、金属被覆部（５）と回収部（７）の間に、所
定孔径のダイス（図示せず）を介装しておくことにより
、複合線状体（Ａ）の温間引抜き加工または冷間引抜き
加工を実施することができ、この場合には、芯線（ａ）
と金属被覆層（ｂ）との密着性を一層改良することがで
きるとともに、複合線状体（八）の直径の均一化および
表面仕上も同時に行なうことができる。

一方、金属被覆部（５）としては、第２図に示す霧吹き
方式以外の種々の吹き付け手段を採用でき、例えば金Ｂ
粉末を混合した高圧ガスを、酸素・アセチレン炎、酸素
・プロパン炎等のガス炎中に噴射して金属粉末を溶融さ
せつつ芯線（ａ）に吹き付けること（図示せず）、連続
的に送給される一対の金属線（５７）間にアークを飛ば
して金属線を溶融させ、該溶縮部に高圧ガスを噴射して
溶融金属を粒子化させつつ芯線（ａ）に吹き付けること
（第４図参照）等が考えられる。また、金属被覆部（５
において、芯線（ａ）とスプレーガン（５１）の何れか
一方または双方を円周方向に回転させて、溶融金属粒子
（５２）の吹付け方向と芯線（ａ）との相対位置を絶え
ず変化させつつ、溶融金属粒子（５２）を吹き付けても
よく、この場合には、溶融金属粒子（５２）を−Ｆｌむ
らなく吹き付けることができ、より均一厚みの金属被覆
Ｈ（ｂ）を形成することができる。

このほか、上記製造装置の送給部（１）、前処理部（３
）、予熱部（／４）、金属被覆部（５、回収部（力等の
各部を円周上に沿って配設すること等、この発明の要旨
を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことができる
。

〈試験例１〉 第１図に示す装置を使用して、以下の■〜■に示す条件
で、異形アルミニウム被覆鋼線の製造を行なった。

■　芯線　　　　　６０ｃ鋼線（固定）（断面詳細は第
５図参照） ■　前処理　　　　ショツトブラスト ■　加熱方法　　　誘導加熱 ■　非酸化性ガス　５％Ｈ２，−Ａｒガス■　芯線送給
速度　３０ｍ／ｗｉｎ ■　噴射用ガス　　Ａｒガス（ガス圧５ａｔｍ）■　被
覆厚み　　　０．５ｍｍ ■　スプレーガン　４箇所（固定） 以上の条件で製造された複合線状体は、被覆厚みが均一
であり、圧潰テスト（５ｔ／３ａｗ）においてもアルミ
ニウムと鋼線との剥離は全く生じながった。また、塩水
噴霧試験（Ｊ　ｉ　５Ｚ２３０１　）においても高い耐
蝕性を発揮し、被覆がむらなく行なわれていることが確
認された。

〈試験例２〉 第１図に示す装置を使用して、以下の■〜■に示す条件
で、亜鉛被覆黄銅線の製造を行なった。

■　芯線　　　　　直径３　ｍｍの黄銅線（銅：亜鉛−
７：３） ただし１０ｒｐｍで回転 ■　前処理　　　　ナイロンブラシによる研磨■　加熱
方法　　　誘導加熱 ■　非酸化性ガス　５％Ｈ２−Ａｒガス■　芯線送給速
度　３（１ｍ／１ａｉｎ■　噴射用ガス　　Ａｒガス（
ガス圧５ａｔｍ）■　被覆厚み　　　１．０ｍｍ ■　スプレーガン　１１！Ｉ所（１０ｒｐＨｌ　Ｔ”回
転）以上の条件で製造された複合線状体は、被覆厚みが
均一で、被覆むらのない好適な複合線状体であった。な
お、上記により得られた複合線状体を冷間で直径２００
μｍまで伸線加工し、これを放電加工機用のワイヤカッ
ト線として使用したところ、従来の黄銅線と比較して約
２倍の加工速度を達成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は使用装置の概要を示す図、 第２図は金属被覆部の詳細を示す断面図、第３図は複合
線状体の拡大断面図、 第４図は金属被覆部の他の実施例を示す断面図、第５図
は、試験例１に使用した芯線の断面図。 （１）・・・送給部　　　　　　（２）・・・伸直部（
３）・・・前処理部　　　　　（４）・・・予熱部（５
）・・・金属被覆部　　　　（６）・・・冷却部（７）
・・・回収部　　　　　　（ａ）・・・芯線（ｂ）・・
・金属被覆層　　　（Ａ）・・・複合線状体第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予熱した芯線を走行させつつ、芯線周 囲に溶融金属粒子を吹き付けて、金属被 覆層を連続的に形成することを特徴とす る複合線状体の製造方法。 ２、溶融金属粒子の吹き付け後、芯線周囲 の金属被覆層を急冷させる上記特許請求 の範囲第１項記載の複合線状体の製造方 法。 ３、溶融金属粒子の吹き付けを、芯線を中 心とする円周上の複数箇所から行なう上 記特許請求の範囲第１項記載の複合線状 体の製造方法。 ４、溶融金属粒子の吹き付け方向と芯線と の位置関係を、周方向に変化させつつ吹 き付けを行なう上記特許請求の範囲第１ 項記載の複合線状体の製造方法。 ５、溶融金属粒子の吹き付けを、酸化防止 雰囲気中で行なう上記特許請求の範囲第 １項記載の複合線状体の製造方法。 ６、溶融金属粒子の吹き付け後、引抜き加 工を行なう上記特許請求の範囲第１項記 載の複合線状体の製造方法。 ７、芯線の送給部と、送給部から芯線を巻 き取る回収部とを所定距離隔てて配置し、 上記送給部と回収部との間に、芯線の送 給部より送給された芯線に前処理を施す 前処理部と、前処理を施した芯線を所定 温度に加熱する予熱部と、予熱された芯 線の周囲に溶融金属粒子を吹き付けて金 属被覆層を形成する金属被覆部が、この 順に形成されていることを特徴とする複 合線状体の製造装置。 ８、金属被覆部に設けられたスプレーガン と、金属被覆部に導入された芯線の、い ずれか一方または双方が周方向に回転す る上記特許請求の範囲第７項記載の複合 線状体の製造装置。 ９、金属被覆部が、高圧ガスにて溶湯を粒 子化させて芯線に吹き付けるものである 上記特許請求の範囲第７項記載の複合線 状体の製造装置。 １０、金属被覆部が、高圧ガスにて金属粉 末をガス炎中に噴射して、金属粉末を溶 融させつつ芯線に吹き付けるものである 上記特許請求の範囲第７項記載の複合線 状体の製造装置。 １１、金属被覆部が、一対の金属線間にア ークを飛ばして金属線を溶融させるとと もに、高圧ガスを噴射して溶線を粒子化 させつつ芯線に吹き付けるものである上 記特許請求の範囲第７項記載の複合線状 体の製造装置。 １２、芯線送給部と前処理部との間に、芯 線の曲りを矯正する伸直部が形成されて いる上記特許請求の範囲第７項記載の複 合線状体の製造装置。 １３、金属被覆部と回収部との間に、芯線 および金属被覆層を急冷させる冷却部が 形成されている上記特許請求の範囲第７ 項記載の複合線状体の製造装置。 １４、金属被覆部と回収部との間に、複合 線状体を引抜き加工するためのダイスが 配置されている上記特許請求の範囲第７ 項または第１３項記載の複合線状体の製 造装置。