(57)【要約】【課題】芯材が高炭素鋼からなりクラッド材がステンレス鋼からなるクラッド鋼線について、芯材とクラッド材との間に隙間が形成されることを防止し、耐食性を高めることである。【解決手段】クラッド鋼線１０を、高炭素鋼からなる芯材１１の周囲に溶融したステンレス鋼を溶着させ、次いで冷却固化させて、いわゆる鋳ぐるみによりステンレス鋼からなるクラッド材１２を形成することで製造する。クラッド材１２と芯材１１との密着性が高く隙間が形成されにくくなり、空気が入り込んで芯材が腐食劣化することが防止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素鋼からなる芯材と、この芯材の周囲に鋳ぐるみにより形成されたステンレス鋼を含むクラッド材と、を備えるクラッド鋼線。
【請求項２】
炭素鋼からなる芯材をその軸方向に移動させながら、その周囲に加熱溶融したステンレス鋼を連続的に供給して溶着させるステップと、
前記ステンレス鋼が溶着した移動する前記芯材を連続的に冷却してそのステンレス鋼を固化させ、前記芯材の周囲にステンレス鋼からなるクラッド材を形成するステップと、
前記クラッド材が形成された前記芯材を圧延するステップと、を含むクラッド鋼線の製造方法。
【請求項３】
前記芯材の周囲に溶融したステンレス鋼を連続的に供給するステップの前に、前記芯材を予熱するステップをさらに含む請求項２に記載のクラッド鋼線の製造方法。
【請求項４】
前記圧延するステップの後に、伸線するステップをさらに含む請求項２または３に記載のクラッド鋼線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド鋼線およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の特性を有する鋼線が存在し、ばねなどの強度が要求される用途には、耐食性は低いが強度の高い高炭素鋼線が用いられ、耐食性が要求される用途には、強度は低いが耐食性の高いステンレス鋼線が用いられるなどして、特性に応じて使い分けられている。
ところが用途によっては、強度と耐食性が共に要求されることもあり、高炭素鋼線に、亜鉛やニッケルを電気めっきするなどして耐食性を与える試みもなされているが、コスト高であり、またステンレス鋼線ほどの耐食性も得られない。また、強度的には一般的な構造用鋼線で十分であっても、耐食性が必要なために高価なステンレス鋼を使用せざる得ない場合もある。
【０００３】
そこで特許文献１のように、高炭素鋼からなる芯材に、ステンレス鋼からなるパイプを被せてクラッド材とし、これを伸線することにより、内部が強度の高い高炭素鋼からなり、表面が耐食性の高いステンレス鋼からなって、強度と耐食性を併せ持ったクラッド鋼線を製造することも考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１７４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のように、芯材にパイプを被せてクラッド鋼線を形成する方法ではその芯材とパイプの間に隙間が形成され、その隙間に空気（酸素）が入り込むことで、耐食性の低い高炭素鋼が腐食し劣化するおそれがある。また、その境界面の接合強度が不十分となり被覆層が剥離・損傷するなどの不具合が懸念される。
【０００６】
そこで本発明の解決すべき課題は、芯材が高炭素鋼からなりクラッド材がステンレス鋼からなるクラッド鋼線について、芯材とクラッド材との間に隙間が形成されることを防止し、耐食性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するため、発明にかかるクラッド鋼線を、炭素鋼からなる芯材と、この芯材に周囲に鋳ぐるみにより形成されたステンレス鋼を含むクラッド材と、を備える構成としたのである。
【０００８】
また発明にかかるクラッド鋼線の製造方法を、炭素鋼からなる芯材をその軸方向に移動させながら、その周囲に加熱溶融したステンレス鋼を連続的に供給して溶着させるステップと、前記ステンレス鋼が溶着した芯材を冷却してそのステンレス鋼を固化させ、芯材の周囲にステンレス鋼からなるクラッド材を形成するステップと、クラッド材が形成された芯材を圧延するステップと、を含む構成としたのである。
本製造方法は、前記溶融したステンレス鋼を芯材に供給するステップより前に、芯材を予熱するステップをさらに含むのが好ましい。
また本製造方法は、前記圧延するステップの後に、伸線するステップをさらに含むのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のクラッド鋼線では、クラッド材が鋳ぐるみにより形成されているため、芯材との密着性が高く芯材との間に隙間が形成されにくくなり、クラッド材と芯材の間に空気が入り込んで芯材が腐食劣化することが防止され、耐食性が高まっている。また、クラッド材と芯材との接合強度を十分に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】クラッド鋼線の鋳ぐるみ工程の概略を示す図
【図２】クラッド鋼線の圧延工程の概略を示す図
【図３】クラッド鋼線の断面図
【図４】クラッド鋼線の伸線工程の概略を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図３等のように、実施形態のクラッド鋼線１０は、高炭素鋼からなる芯材１１と、ステンレス鋼からなるクラッド材１２の二層構造となっている。
【００１２】
そのクラッド材１２はいわゆる鋳ぐるみ、すなわち加熱溶融させた金属を芯材１１の周囲に供給して溶着させ冷却固化させること、により形成されている。
そのため、パイプからなるクラッド材を芯材１１に単に被せただけの場合等に比べて、芯材１１とクラッド材１２との密着性が高いものとなっている。したがって、芯材１１とクラッド材１２との間には隙間が形成されにくくなっており、芯材とクラッド材の間に空気が入り込んで芯材が腐食劣化することが防止されている。その結果、クラッド鋼線全体としての耐食性が従来に比べて向上している。
クラッド材１２をパイプで形成した場合には、パイプ形に成型する分だけコスト高となるが、実施形態のようにクラッド材１２を鋳ぐるみにより形成した場合、加熱溶融させて溶着させ、次いで冷却固化させるだけでできあがるため、成型する必要がなくコスト安となる。
【００１３】
ここで高炭素鋼とは、炭素の含有率が高い特殊鋼を指し、通常はその炭素の含有率が約０．７重量％以上のものを指す。その種類は特に限定されないが、芯材１１としては、いわゆる８０カーボンやいわゆる１００カーボンのピアノ線が例示できる。
またステンレス鋼とは、クロムやニッケルなどの物質を添加して耐食性を高めた特殊鋼を指し、通常はそのクロムの含有率が約１１重量％以上のものを指す。その種類はオーステナイト系、フェライト系等に特に限定されないが、ＳＵＳ３０４が例示できる。
【００１４】
実施形態のクラッド鋼線１０の構成は以上のようであり、次に図１および図２を参照してその製造方法について説明する。クラッド鋼線１０は、図１のような鋳ぐるみ工程、図２のような圧延工程を経て製造される。
【００１５】
図１のように、クラッド鋼線１０の鋳ぐるみ装置は、上から順に、予熱コイル１、耐火枠２、加熱コイル３、冷却モールド４、および昇降装置５からなる。
芯材１１としてのビレットは、適宜表面の酸化物等を除去したうえで、その軸方向が上下方向を向くようにして、環状の予熱コイル１、環状の耐火枠２、環状の加熱コイル３、環状の冷却モールド４の中心に挿入されている。そして、芯材１１の下端は、昇降装置５に取り付けられており、昇降装置５の下降にともなってその軸方向下方に移動可能となっている。図１中では、芯材１１の移動方向を白抜き矢印で示している。この移動は、連続的であっても間欠的であってもよい。
ここで芯材１１の外径は特に限定されないが、数百ｍｍ程度、特に１００ｍｍが例示できる。
【００１６】
芯材１１は、まず予熱コイル１によって所定温度へと予熱され、次に耐火枠２へと送られる。
耐火枠２の上面の内側には湯溜まりが形成されており、ここに加熱により溶融されたステンレス鋼が、図示省略の溶解炉等から供給され流し込まれる。図１中では、溶融されたステンレス鋼の供給を白抜き矢印で示している。耐火枠２に供給されたスレンレス鋼は、隣接して設置された加熱コイル３に加熱されることで、溶融状態が維持されている。昇降装置５による芯材１１の移動にともなって、溶融したステンレス鋼は芯材１１の周囲に連続的に溶着してゆく。
芯材１１が予熱コイル１によって予熱されていることから、ステンレス鋼が芯材１１に溶着した際に芯材１１により冷却されて固化等してしまうことが防止されている。
【００１７】
ステンレス鋼が周囲に溶着した芯材１１は、次いで冷却モールド４により冷却される。図１中では冷却モールド４を流通する冷却媒体、たとえば水、の流通状態を矢印で示している。これにより、芯材１１の周囲に溶着したステンレス鋼は、冷却固化して芯材１１の周囲にステンレス鋼からなるクラッド材１２が形成される。
ここで周囲にクラッド材１２が形成された芯材１１の外径は特に限定されないが、数百ｍｍ程度、特に１００ｍｍが例示できる。
【００１８】
周囲にクラッド材が形成された芯材１１は、加熱炉等にて所定温度、たとえば１０００℃程度、に加熱されたうえで、次に図２のような圧延機に送り込まれ、連続する圧延ロール６で圧延され、実施形態のクラッド鋼線１０が完成する。
できあがったクラッド鋼線１０の線径は特に限定されないが、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度、特に５ｍｍが例示できる。またクラッド鋼線１０中のクラッド材１２の厚みも特に限定されないが、数μｍ〜数ｍｍ程度、特に上記したようにクラッド鋼線１０の線径が５ｍｍである場合、０．４ｍｍ程度が例示できる。
またこのクラッド鋼線１０を、図４のように伸線用ダイス１３での伸線加工を実施し、線径０．１ｍｍ〜数ｍｍのクラッドワイヤ１４とすることが例示できる。
【００１９】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【符号の説明】
【００２０】
１  予熱コイル
２  耐火枠
３  加熱コイル
４  冷却モールド
５  昇降装置
６  圧延ロール
１０  クラッド鋼線
１１  芯材
１２  クラッド材
１３  伸線用ダイス
１４  クラッドワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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