JPS6274061A - 印字用軽量ドツトピン素材の製造方法 - 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】 ■６発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明はオフィスコンピューターやワードプロセッサー
等のプリンターの印字装置に使用される印字用軽量ドッ
トピン素材の製造方法に関する。

（従来の技術） オフィスコンピューター、ワードプロセッサーなどの普
及によるオフィスオートメーションの進展及び情報の高
度化に伴い、コンピューターの利用分野は加速度的に拡
大しつつある。データの出力装置としてプリンターが用
いられているが、印字の高速化、高寿命化に対応するた
めのドツトピンの開発もさかんである。

ドツトピンに必要な特性として次の項目があげられる。

■　抗折力、剛性があること。

■　耐摩耗性に優れていること。

■　ロー付は性がよいこと。

■　耐食性があること。

■　弱磁性があること。

■　軽量化、小径化が可能であること。

現在採用されているドットピン素材には、超硬合金（比
重１４）、タングステン（比ｉ１９．３）　、高速度工
具鋼（比重８．１）等がある。

（発明が解決しようとする問題点） 現在採用されているドットピン素材のうち超硬合金、及
びタングステンは比重が１４〜１９．３と大きいため、
ドットピン作動中の慣性モーメントが大きく、高速化に
対応できないという問題点がある。また比重が大きいた
め印字時の衝撃により発生する音が大きいという問題点
もある。

また粉末高速度工具鋼製ドットピンは細線に引抜き加工
する際に、中心部に小さな空隙が発生し、抗折力に劣る
という問題点がある。モして抗折力が劣るためドットピ
ンの小径化に対応することがむづかしいという問題点も
ある。

また粉末高速度工具鋼は、比重８．１と超硬合金及びタ
ングステンより軽いが、ロー付は時の部分的な８５０℃
程度への温度上昇により、ロー付は部分が軟化してしま
うという問題点がある。

本発明は、かかる問題点を解消するために開発されたも
ので、前記ドットピンに髪束されるすべての特性を４−
分に満足させることができかつ、特に軽量化できるドッ
トピン用素材を提供することを目的とする。

■１発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は印字用軽量ドットピ
ン素材の製造方法に関する。更にくわしく説明すると、
熱間静水圧押出しにより一体成形された中実同心複合線
材の芯部材をチタン合金とし、外被部材を高速度工具鋼
よりも靭性に憬れたマルエージング鋼材とし、該中実同
心複合線材を温度４８０〜５００℃、時間を１〜３時間
の条件で時効処理を施すようにしている。

芯材及び外被部材の限定理由について説明する、芯材を
β型チタン合金としたのは冷間加工性が良く、かつ比重
が約４，６と軽く、衝撃により発生する音が小さいため
である。また外被部をマルエージング鋼としたのは、冷
間加工性が良く、かつ芯材であるチタン合金の溶体化処
理温度及び時効処理温度が類似しているので、複合線材
として熱処理をすることが容易であるためである。又マ
ルエージング鋼とβ型チタン合金は冷間加工性にす゛ぐ
れており、線材に引抜加工する時に中心部に小さな空隙
が発生しないためである。なお、β型チタン合金として
はＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ　、　Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚ
ｒ−３＾１等があり、マルエージング鋼としては１８ｚ
旧マルエージング鋼がある。

次に熱処理条件の限定理由について説明する。

ドットピン素材を実際に使用する時の寸法に近い０．３
５ｍｍの線材とし、種々の条件で熱処理をした後のビッ
カース硬さを測定し熱処理条件の限定をした。熱処理条
件のうち温度条件としては、溶体化条件を８２０℃×１
０分、８２０℃×３０分及び溶体化処理をせず、引抜き
加工のままの３条件とし、時効温度を４８０℃、５００
℃、５２０℃の３条件とした。

また時効時間としては、１時間、３時間、１５時間とし
た。芯材及び外被部の硬さはビッカース硬さ計　（荷重
２００ｇ）により測定した。

ドットピン素材の熱処理結果の評価を硬さにより行った
理由は、抗折力、剛性等の強度と硬さに相関性があるこ
と、すなわち硬さが高ければ強度も高いことが実験的に
求められていることと、耐摩耗性と硬さについても相関
性があること、すなわち硬さが高ければ耐摩耗性が良い
ことが実験的に求められていることによる。

実験した結果を第５図に示す、第５図は縦軸に硬さを、
横軸に時効時間を示したものである。溶体化条件と時効
温度との９つの組合せ条件で１．３．１５時間の時効処
理を行ったマルエージング鋼とβ型チタン合金の硬さを
測定した結果である。

第５図からβ型チタン合金の硬さは溶体化した条件より
引抜きのままの条件の方が最大で約２００Ｈマ、最小で
約５０８マと全体的に高く、かつ時効温度を変えた場合
には４８０℃〜５００℃の条件が５２０℃の条件より硬
さが１０〜５０Ｈマ高いことが分かり、また時効時間で
は１〜３時間が１５時間より硬さが１０〜２１１（マ高
いことが分かる。一方１８％　Ｘｉマルエージング鋼で
は溶体化した条件より引抜きのままの条件の方が最大で
約　１００Ｈマ程度全体的に硬さが高く、かつ時効温度
の影響は時効時間との関係で決まり、　４８０℃〜５０
０℃では時効時間にあまり関係なくほぼ一定の硬さを示
しているが、　５２０℃では時効時間が３時間を過ぎる
と急激に約７ＯＨマ硬さが低くなることが分かる。これ
らの実験結果から、熱処理条件としては、冷間引抜き後
、溶体化処理をすることなく４８０〜５００℃で１〜３
時間の時効処理を施せば良いとした。

（実施例） 以下、本発明の実施例を・図面に基づき詳述する。

第１図に示すものは、本発明に係る素材を用いて製作し
たドットピン１の一例であり、該ビンｌは芯部材２と外
被部材３とを中実同心円状に一体成形した複合材から成
る。このビン１は大径部４と先端の細径頭部５とから成
る段付ビンに成形され、大径部４の直径は約０．３■璽
、細径頭部５の直径は０．２１程度であり、その長さは
用途によって種々異なる。

尚、細径頭部５は、第２図に示すように芯部材２と外被
部材３とから成る複合構造とするか、又は、第３図に示
すように芯部材３のみの単層構造とするかは自由である
。

次に、上記形状のドットピン１を製造するための素材、
）びその素材の製造を説明する。

まず概要を説明すれば、芯部材としてチタン合金を用い
、外被部側としてマルエージング鋼を用いた複合ビレッ
トを作り、このビレットを熱間静水圧押出し成形して所
定太さの複合素線を成形し１次に、この複合素線を穴ダ
イス引抜き法により、所定線径の複合ドットピン素材に
加工するものである。

次に、具体例に即して説明すれば、第４図に示すものは
熱間静水圧押出しに用いる複合ビレット６の構造であり
、このビレ−２トロは、両端開口の筒状外被部材３と、
該外被部材３の一端の開口を密封すべく溶接された底蓋
７と、外被部材３内部に収納される芯部材２と、外被部
材３の先端の開口を施蓋する栓８とから成る。

外被部材３は、１８％Ｘｉのマルエージング鋼から形成
されている。

芯部材２はβ型チタン合金で具体的には、ＴＴｉ−１５
Ｍｏ−５Ｚｒ−２Ａ、又はＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ　（
１）合金である。

芯部材２は溶製した魂りでもよいし、粉末状にしたもの
を用いてもよい。

上記外被部材３の外径は６７履層である。内径は芯部材
の比率によっても異なるが、実施例においては芯材面積
／全断面積の値が０．３９〜０．４０／１になるように
決めた。

上記のごとく外被部材３に芯部材２を挿入後、先端に脱
気孔９を有する栓８をして、１ｏ＝Ｔａｒｒに脱気して
栓８を溶接によりガスシールする。

かくして作成したビレットｉをｓｓｏ℃ニ加Ｍ＋し、７
０ｍｍφのコンテナに入れ、耐熱グリースを用いて熱間
静水圧押出しを行い、直径２０ｍｍの複合線材を得る、
押出材を酸洗した後、半角５．５°の超硬ダイスを用い
て引抜きを行い、直径０．３５ｍｍまで中間焼鈍なしに
引抜き加工した。これにより、印字用軽量ドットピン素
材が製造できることが分かった。

なお、押出し温度９５０℃であり、その後冷間加工して
いる材料の界面を調べた結果、金属間化合物等の脆化物
が存在せず、複合材としても良好であることが確認でき
た。

（発明の効果） 本発明によれば外層材として加工性のよい１８％旧系マ
ルエージング鋼を５芯材に軽量のチタン合金、その中で
も冷間加工性のよいβ型チタン合金としてのＴｉ−１５
Ｍｏ−５Ｚｒ系合金を用いることによって、熱間加工後
の冷間加工では９８．９％以上の加工が可能となり、細
線加工の工程は大幅に能率が向上する。さらに強度を高
めるための熱処理は芯部と外被材の材質が異なるにもか
かわらず、同一の条件でともに最大の強度になるために
、安価に製造することができる。

また、この様な組合わせの材料を選定することによって
、ドットピンとに用いる時の重量は従来の粉末ハイス製
ドットピンの６０％〜８０％に軽減されるので、高速印
字や軽騒音になり、高速プリンターの普及に大いに効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複合ドットピン素材を用いて加工
されたドットピンの外観図、第２図はその断面図、第３
図は先端構造が異なるドットピンの断面図、第４図は本
発明に係る複合ドットピン素材を得るための熱間静水圧
押出しに使用されるビレットの断面図、第５図はＴｉ合
金及び１８％Ｎｉマルエージング鋼のかたさと時効時間
の関係を示す図である。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯材をチタン合金とし、外被材をマルエージング鋼
   からなる熱間静水圧押出しにより一体成形された中実同
   心複合線材を引抜加工した後、溶体化処理をせず時効処
   理を施す印字用軽量ドットピン素材の製造方法。 ２、チタン合金をＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ系とし、マル
   エージング鋼を１８％Ｎｉ系マルエージング鋼とする特
   許請求範囲第一項に記載の印字用軽量ドットピン素材の
   製造方法。 ３、時効処理における処理温度を４８０〜５００℃、処
   理時間を１〜３時間とする特許請求範囲第一項又は第二
   項に記載の印字用軽量ドットピン素材の製造方法。