JPH03186436A - 銅被覆鋼トロリ線の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、鋼線を芯材とし、この芯材の周りを銅又は銅
合金で被覆した銅被覆鋼トロリ線の製造方法に関し、特
に、機械的強度及び伸線加工性が優れた銅被覆鋼トロリ
線の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、鉄道用トロリ線は純銅線、銀入り銅線及び錫入り
銅線等が使用されている。しかし、近年、電車の高速化
に伴って耐摩耗性及び耐断線性が優れたトロリ線が必要
とされ、銅被覆鋼トロリ線が開発されて実用化されてい
る。例えば、特願昭８２−１７１２５２号には、芯材と
被覆材とが金属結合されて耐蝕性及び耐摩耗性が向上し
た銅被覆鋼トロリ線が開示されている。また、特願昭６
２−１７３３８０号には、溶銅浸漬法を使用して耐蝕性
及び耐摩耗性が優れた銅被覆鋼トロリ線を製造する方法
が示されている。

また、一般的にトロリ線の冷間加工における加工度が同
一である場合には、鋼線中の炭素含有量が多い方が、よ
り一層高強度の銅被覆鋼トロリ線を製造できることが知
られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、溶銅浸漬法を使用した銅被覆鋼トロリ線
の製造方法においては、芯材となる鋼線が急熱及び急冷
されるため、鋼線中の炭素含有量が０．２５重量％以上
の場合には後工程の伸線加工工程にて鋼線に断線が発生
することがあるという問題点がある。

−殻内に、炭素鋼はその製造過程において中心部の凝固
が遅れるため、中心部の炭素含有量が他の部分よりも増
加している。例えば、ＪＩＳ　Ｇ　３５０７ＳＷＲＣＨ
２５に炭素鋼線材は炭素含有量が０．２３乃至０．２８
重量％と規定されているが、凝固時の偏析により中心部
では０．３０重量％を超える場合もある。

そして、この炭素含有量が多いと、以後の熱履歴によっ
ては断線が発生しやすくなることがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
０．２５重量％以上の炭素を含有する鋼線を芯材として
使用しても、機械的強度が優れていると共に伸線加工性
が優れていて断線しにくい鋼被覆鋼トロリ線の製造方法
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る銅被覆鋼トロリ線の製造方法は、炭素含有
量が０．２５重量％以上の鋼線の周囲に溶銅浸漬法によ
り銅又は銅合金を付着させて被覆鋼線を得る工程と、前
記被覆鋼線を圧延して冷却した後、非酸化雰囲気にて熱
処理することにより前記鋼線中のベーナイト相を消失さ
せる工程と、前記被覆鋼線を伸線加工する工程とを有す
ることを特徴とする。

［作用コ 本願発明者等は、断線してしまった銅被覆銅荒引線の断
面の組織を観察したところ、鋼線の中心部にベーナイト
層という延性に乏しい組織が発生していることを知見し
た。

この現象は以下のように考えられる。即ち、溶銅浸漬法
により銅被覆鋼トロリ線を製造する場合に、鋼線が約１
０００℃に急加熱された後に２０乃至３０秒間で室温付
近まで急冷されるため、鋼線に、所謂、焼き入れ現象が
生じる。これにより、鋼線中の多量の炭素を含有する部
分に、延性に乏しいベーナイト相が生成してしまう。そ
うすると、次工程にてこの銅被覆鋼線を伸線加工した場
合に、銅被覆鋼線が断線してしまう。

そこで、本発明においては、先ず、０．２５重量％以上
の炭素を含有する鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に浸漬し
て鋼線の周囲に銅又は銅合金を被覆する。これにより、
溶銅浸漬法における急熱及び急冷工程により鋼線中にベ
ーナイト相が生成する。

次いで、この被覆鋼線を非酸化雰囲気にて熱処理するこ
とにより、このベーナイト相中のセメンタイト（Ｆｅ３
Ｃ）の炭素成分Ｃが加熱されて再固溶する。次いで、こ
の被覆鋼線を徐冷することにより再び炭素成分Ｃが球状
化析出する。これにより、金属組織が改変されてベーナ
イト層が消失する。このため、鋼線の加工性が優れてい
ると共に、強度が極めて優れた被覆鋼線が得られるので
、次工程にてこの被覆鋼線を伸線加工しても断線するこ
とがなく、高強度の銅被覆鋼トロリ線を製造することが
できる。

なお、この熱処理工程を不活性ガス中、還元性ガス中又
は真空中等の非酸化雰囲気にて行なうために、銅被覆層
が酸化されることを防止でき、銅被覆鋼トロリ線の機械
的強度を劣化させることがない。

また、炭素含有量を０．２５重量％以上としたのは、高
強度の銅被覆鋼トロリ線を得るためである。炭素含有量
が低い場合には、熱処理工程を設けなくても伸線加工に
より断線が発生することはない。

より具体的に述べれば、本発明により製造された銅被覆
鋼トロリ線は、鉄道の高速化に伴うトロリ線の邑強度化
及び高導電率化にも十分対応できるようにするものであ
り、例えば導電率が８０％以上のトロリ線のように高銅
被覆の場合にも鋼心強度を十分に保ち得るようにしたも
のである。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について比較例と比較して説明す
る。

先ず、線径がＩ５關のＪＩＳ　Ｇ　３５０７５ＷＲＣＢ
−３０に炭素鋼線材を伸線加工して線径を１３．１ｍｍ
とした後、更に皮むきして線径が１２．１ｍｍの芯材を
形成した。次に、この芯材を溶鋼中に連続的に浸漬させ
て、この芯材の周面に断面積比で約５５％の銅被覆層が
形成された鋳造ロッドを得た。更に、この鋳造ロッドを
連続的に圧延して、線径が１７ｍｍの銅被覆銅荒引線を
得た。

次いで、０．１体積％の水素を含有する窒素ガス気流中
において、この銅被型鋼荒引線を８００℃の温度に１時
間加熱した後、１８℃／時の冷却速度で炉冷した。その
後、この銅被覆鋼線を断面積が１１０關２のトロリ線に
加工した。このトロリ線を実施例１とした。

次に、鋼種がＪＩＳ　Ｇ　３５０７５ＷＲＣＨ−２５に
炭素鋼線材であり、熱処理雰囲気がアルゴンガス気流中
であること以外は実施例１と同様にして断面積が１１０
關２のトロリ線を製造した。このトロリ線を実施例２と
した。

次に、線径が１２關のＪＩＳ　Ｇ３５０７５ＷＲＣＨ−
３０に炭素鋼線材を伸線加工して線径をＩＯ，７ｍｍに
した後、更に皮剥ぎして線径がＩＯ，３ｗ＋ｍの芯材と
した。その後、この芯材を溶鋼中に連続的に浸漬させて
、この芯材の周面に断面積比で約５５％の銅被覆層が形
成された鋳造ロッドを得た。そして、この鋳造ロッドを
圧延して線径が１４＋＋ｍの銅被型鋼荒引線を得た。

次いで、０．１体積％の水素を含有する窒素ガス気流中
において、前記銅被型鋼荒引線を８００℃の温度で１時
間加熱した後、１８℃／時の冷却速度で冷却した。その
後、この線を伸線加工して線径を１３．１ｍｍにした後
、更に皮剥ぎして線径が１２．７ｍｍ＋の６祠とした。

次いで、この心材を溶鋼中に連続的に浸漬させてその周
面に断面積比で約８０％の銅被覆層が形成された鋳造ロ
ッドとした。更に、このロッドを連続的に圧延して、線
径が１７ｍｍの銅被型鋼荒引線を得た。

次に、０．１体積％の水素を含有する窒素ガス気流中に
おいて、この荒引線を８００℃の温度で１時間加熱した
後、１８℃／時の冷却速度で冷却した。

その後、この線を断面積が１１０−のトロリ線に加工し
た。このトロリ線を実施例３とした。

これらの実施例１乃至３の銅被覆鋼線は断面積が１１０
ｍｍ２のトロリ線に伸線加工しても断線することがなく
、高強度の銅被覆鋼トロリ線を製造することができた。

一方、実施例１と同一条件で熱処理のみを省略した比較
例１の場合は、銅被覆鋼線を１５．２ｍｍの線径に伸線
加工する段階で断線した。また、実施例２と同一条件で
熱処理のみを省略した比較例２の銅被覆鋼線は１１０ｍ
ｍ２の断面積に伸線加工する段階において、入荷ロッド
の違いにより断線するものとしないものがあった。この
ように、比較例１及び２の場合はトロリ線の製造方法と
して不適であった。

なお、本発明において、熱処理工程を実施する非酸化雰
囲気としては、不活性ガス中、還元性ガス中又は真空中
等がある。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、０．２５重量％以
上の炭素を含有する高強度の鋼線を芯材として銅被覆鋼
トロリ線を製造する場合に、溶鋼浸漬工程にて鋼線中に
生成されるベーナイト相を熱処理により消失させた後、
被覆鋼線を伸線加工するから、この被覆鋼線の伸線加工
性が優れており、製造途中で断線することが防止される
。従って、炭素含有量が０．２５重量％以上と高強度の
鋼線を芯材とする銅被覆鋼トロリ線を安定して製造する
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素含有量が０．２５重量％以上の鋼線の周囲に
   溶銅浸漬法により銅又は銅合金を付着させて被覆鋼線を
   得る工程と、前記被覆鋼線を圧延して冷却した後、非酸
   化雰囲気にて熱処理することにより前記鋼線中のベーナ
   イト相を消失させる工程と、前記被覆鋼線を伸線加工す
   る工程とを有することを特徴とする銅被覆鋼トロリ線の
   製造方法。