JP2003507577A - 焼なまし装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、金属ビレット（１４）を焼なましする焼なまし装置、特に、電源に電気的に接続されかつビレットを受ける導電性材料から成る接触プレート（２４，２６，３２）のような少なくとも２つの接触部材を有するアルミニウム含有ビレット（１４）を焼なましする焼なまし装置であって、前記接触部材に対して前記ビレット（１４）が移動しかつ前記接触部材間を前記ビレット（１４）を介して電流が流れるように構成された焼なまし装置において、前記の少なくとも一の接触部材の材料は、前記ビレット（１４）からの材料が前記接触部材へ実質的に拡散しない程度に前記ビレット（１４）の材料に適した合金であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、金属ビレットを焼なますための焼なまし装置に関するものであり、
特に、アルミニウムを含むビレットを焼なますための焼なまし装置、及び、低応
力金属ビレット、特にアルミニウムを含む低応力金属ビレットを焼なますための
焼なまし装置に関するものである。 本発明におけるビレットとは、特に、金属ワイヤであって、その長軸に対して
直交する方向の断面が一体に形成された領域を有する金属ワイヤ、または、その
ような金属ワイヤの束のことである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】

金属ビレットの冷却処理の後、特に、金属ビレットを引き延ばした後、前記金
属ビレット、特に、アルミニウム若しくはアルミニウム合金から成るビレットに
おいて、構造変化を変化することができる。このような構造変化は特に、ビレッ
トを硬化し、破断時の伸張を低減する効果を有する。このような構造変化はビレ
ットの使用を制限するが、それを改善する実行可能な方法には、構造の再結晶化
を誘起するビレットの応力緩和焼なましがある。それを行う際に、技術的及び経
済的理由のため、直接抵抗加熱を実施してビレットを加熱する。この直接抵抗加
熱では、１セクションのビレット、若しくは、一ビレットセグメントを電気回路
に集積するので、電流が前記ビレットの区分若しくはセグメントを通って流れ、
ビレットの電気抵抗のため、電気エネルギーの少なくとも一部が熱エネルギーに
変換され、ビレットを加熱する。

【０００３】 抵抗加熱若しくは焼なましの間、ビレットは、例えば連続的に、複数の接触プ
レートに沿ってガイドされる。前記接触プレートは電源に接続され、電流が金属
ビレットを通って流れる。

【０００４】 電流が接触プレートからアルミニウム若しくはアルミニウム合金を含むビレッ
トに流れるときに、様々な問題が生ずる。このような問題のため、これらのタイ
プの装置は作動するのにコストがかかり、または、焼なまされたビレットの質は
経時的に一定に維持されない。

【０００５】 発明者は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金から成るビレットは、炉（
炉、若しくは、落下焼なまし）においてバッチ処理で加熱することに注目した。
金属スプール若しくは他の金属キャリヤ上に支持されたビレットは、数時間焼な
まし炉において保護ガス雰囲気に曝す。

【０００６】 このような処理は、大きな製造労力を要すると共に、高エネルギー及び高コス
トを要し、さらには、高処理コストがか要し、品質不良頻繁に生ずると共に極端
に長い工程時間を要する。

【０００７】 発明者はまた、このような製品の品質は通常この場合と同様に不十分であるが
、ロッドの製造の際に、導電性の原理をもとに焼なまし工程処理を行ってワイヤ
を焼なます点にに注目した。

【０００８】 金属ビレットを処理するため、及び、特に、アルミニウムを含むビレットを焼
なますための焼なまし装置、並びに、低応力金属ビレット及び特にアルミニウム
を含む低応力金属ビレットを製造する方法であって、短い工程時間に亘る経済的
かつ構造的に単純な方法の技術で電流をビレットに流すことができるものであっ
て、それによって、前記電流の結果として、少なくともそのセクションが加熱さ
れ、ビレットへ電流を通す接触部材は長い使用寿命を有することになる。

【０００９】 本発明の他の特別な態様は、金属ビレット、特に、アルミニウムから成るか若
しくはアルミニウムを含むビレットの単純化され改善された冷却処理工程、及び
、その後の焼なましを可能とする装置を提供するものである。

【００１０】 この課題は、請求項１に対応する焼なまし装置によって解決される。

【００１１】 請求項１６及び請求項１８は方法に係る発明である。

【００１２】 本発明の好適な実施形態は従属項に記載されている。

【００１３】 本発明は、導電性材料から成る少なくとも２つの接触部材を有する金属ビレッ
トを焼なますための焼なまし装置であって、前記接触部材は、電源に電気的に接
続されかつ前記ビレットが前記接触部材に接触するようにガイドされるときにビ
レットの少なくとも一のセグメントを介して電流が流れるのを誘起するものであ
る。前記接触部材は金属から成るか、若しくは、ビレットからの材料が基本的に
前記接触部材へ拡散しない程度にビレット材料の合金に合った合金から成る。前
記接触部材は接触プレートとして構成されている。

【００１４】 ビレットは軽金属若しくは軽合金であるのが好ましい。アルミニウム若しくは
アルミニウム合金から成るビレットが特に好ましい。前記接触部材は、ビレット
材料に含まれるのと同じ軽金属から成るのが好ましい。特に、接触部材材料は前
記軽金属の言金であるのが好ましい。

【００１５】 電源は三相若しくは直流電源でもよい。

【００１６】 本発明による焼なまし装置は、技術的に簡単で、エネルギー的にもコスト的に
も効率的な方法で、特に高い製品品質及び低い廃棄物率、アルミニウム若しくは
アルミニウム合金等から成る焼なましされたビレット材料の製造を可能とする。
さらに、本発明は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金等から成る焼なまし
されたビレットの製造中に、より廉価の製造コストで通過回数（passage times
）を低減することが可能となる。

【００１７】 本発明では、例えば、焼なましするとき、炉についての必要性が排除されるの
で、工程段階数を低減することができる。関連手順の費用と共に、他のスプール
輸送若しくは炉で使用されるワイヤスプールから輸送で使用される合成スプール
への再スプールの必要性が排除される。本発明では、長いウォームアップ及びと
炉のワイヤドラムの連続加熱相の必要としないので、生産性の向上及び通過回数
の低減が可能となる。また、本発明に対応する焼なまし装置は、例えば、異なる
サイズのドラム若しくは異なるワイヤ材料の焼なましの際に工程を単純化できる
効果を有し、非常に柔軟に使用可能である。

【００１８】 本発明による焼なまし装置を用いて製造された焼なましビレットの品質は、特
に炉で製造された焼なましされたビレットと比較して改善されている。これは、
本発明が炉での焼なまし処置の間若しくはその後に、ワイヤ材料がスプール若し
くはワイヤに付着するような不測の事態、及び／又は、冷却時間の間の望ましく
ない再結晶化がしばしば連続することが排除されること等に起因する。

【００１９】 例えば、スプール若しくはワイヤドラムキャリヤの不必要な加熱について、炉
での焼なましの際に生ずるような無駄なエネルギーによる追加的な出費が回避さ
れるので、本発明はエネルギーの節約の観点からも利点を有する。

【００２０】 さらに、本発明の接触部材は大きな摩耗を示されない。また、本発明では、ワ
イヤ表面は接触点で損傷を受けない。

【００２１】 特に好適なのは、焼なまし装置において、接触部材及び接触プレートのそれぞ
れの取り外し可能な構成であることであり、そのため、他の種類のビレット材料
が加熱され、前記焼なまし装置で焼なましされる際に、それらの構成要素を他の
の要素に置換されてもよい。

【００２２】 電流は、ブラシ等によって電源から接触部材へ流れるのが好ましい。ビレット
材料は、予め画定された輸送トラックに沿って前記焼なまし装置を介して移動す
るのが好ましく、ここで、焼なまし装置は特に偏位ローラあるいはくしローラ等
のようなガイド手段を備えている。特に好適なのは、輸送トラックに沿って輸送
されるビレットが焼なまし装置内の予め決められたセクションで電流に触れない
という所定の条件の下で接触部材として作用しないガイド手段である。

【００２３】 輸送トラックに沿って配置された複数の焼なまし経路を有するものであって、
一の焼なまし経路が、ビレット、若しくはビレットの一部、若しくは、この点に
存在するビレットのセグメントが、接触部材によってビレットに伝達されるよう
に電流を受ける輸送トラックの領域に配置されるのが好ましい。

【００２４】 本発明の好適な実施形態では、異なる長さ及び／又はビレットに変化する電流
エネルギーの供給を可能とする種々の異なる焼なまし経路を輸送トラックに沿っ
て配備している。

【００２５】 本発明では、接触プレート及び接触部材の使用寿命をかなり延ばすことができ
るという利点を有する。そのため、本発明は特に、接触部材が例えば、15分ない
し30分後に破損しない経済的な形で伝導加熱、直接抵抗加熱によってアルミニウ
ムビレットの焼なましを可能にする。

【００２６】 本発明では結果として、ビレットが接触部材へ拡散して接触部材に合金相が形
成さし、脆化するというアルミニウムの状況を回避される。このような材料の脆
化はトラック溝を接触部材に形成することになる。この溝は接触部材上でビレッ
ト材料が滑ることにつながり、そしてその摩擦による摩耗が接触部材のさらなる
破損あるいはビレットの損傷につながりうるものである。

【００２７】 本発明の好適な実施形態では、特に正極として作用する接触部材とそれに対応
する負極として作用する接触部材とを意味する同じ焼なまし経路に配置する接触
部材は、同じ材料から成る。

【００２８】 本発明の焼なまし装置は、冷却状態でビレットを処理する冷却処理手段を備え
るのが好ましく、それによって、ビレットを前記手段へ引くことが好ましい。特
に好適なのは、材料のフロー方向において、焼なまし経路の前に前記冷却手段を
物理的に配置されていることである。複数の冷却処理手段を有し、一又は二以上
の焼なまし経路が材料のフロー方向の少なくとも一の前記冷却処理手段の後に位
置するが好ましい。

【００２９】 本発明に対応する好適な焼なまし装置は、ビレットが冷却される輸送トラック
の一部として冷却セクションを備える。冷却手段若しくは媒体はビレットを冷却
するために備える。ビレットは冷却セクション内でオイルを用いて冷却してもよ
く、希薄なオイルが特に好ましい。

【００３０】 ビレットは焼なまし工程に従って前記希薄オイルを通って移動するのが好まし
い。

【００３１】 オイルはビレットの表面若しくはアルミニウム含有ビレットの表面での酸化膜
の成長を防止するので、冷却剤としてオイルを使用することは有利である。

【００３２】 ビレットのその後に使用することを考慮すると、オイルを冷却剤として使用す
るときは、健康上実質的に害のないオイルを使用するのが好ましい。

【００３３】 このようなオイルを用いることのは好都合である。というのは、ビレットは、
食品に接触することもあるクリップ若しくはホチキスの針若しくは他の同様な物
品に使用するのに安全だからである。

【００３４】 本発明の焼なまし装置は、ビレットの表面から冷却剤若しくは他の残留物を除
去するストリッピング（引き剥がし）手段等を備えるのが好ましい。前記ストリ
ッピング手段は、材料のフロー方向において冷却セクションの後に物理的に配置
されるのが好ましい。

【００３５】 前記ストリッピング手段はダイ（型）として構成されている。

【００３６】 ダイ（型）として構成されていることが好適なストリッピング手段は、冷却さ
れ及び／又は冷却手段において使用されるのと同じ冷却オイルによって滑らかに
される。

【００３７】 本発明の特に好適な実施形態では、ビレットは輸送トラックの予め画定された
セクションで、特に保護ガスとして使用される純粋窒素を用いて、保護ガス雰囲
気を介して移動する。

【００３８】 ビレットは冷却処理手段から少なくとも一の焼なまし経路及びその後冷却セク
ションを介して輸送方向で移動するのが好ましく、ここで、前記冷却処理手段は
末端ダイ若しくはキーストーンが輸送方向で最終的なダイを構成する一又は二以
上のダイを備えるものである。このようにする際に、保護ガス雰囲気は、前記末
端ダイ若しくはキーストーンと好適にはオイル使用冷却セクションとの間に備え
る。

【００３９】 保護ガス雰囲気は、ビレット上及び特にアルミニウム含有ビレット上に酸化膜
の形成が促進するのを防止する。

【００４０】 焼なまし装置は、特に引出プレートとして構成されれ、ビレットに力を付与し
てそのビレットを一定の引出力で輸送トラックに沿って動かすことができる引出
手段を備えている。このような引出手段、引出プレートは、その引出手段、引出
プレートを駆動するために、独立のモーター、若しくは前記引出手段に単独で配
備されたモーターを備えるのが好ましい。

【００４１】 これによって、熱膨張若しくは直径収縮によってビレット速度の増加が可能と
なる。

【００４２】 ビレットの滑りが防止されるように、異なる接触プレートの回転速度を制御す
る調整装置を有し、特にビレットが焼なまし経路温度に従って膨張するときを含
むことが特に好ましい。予め規定されたパラメータは特に、焼なまし温度、若し
くは、ビレット材料を代表するパラメータ、焼なまし経路の長さ、ビレットの直
径等のような前記調整の際に用いることができる。

【００４３】 本発明の課題は、請求項１６若しくは請求項１８に係る方法によって解決され
る。

【００４４】 本発明に係る方法では、アルミニウム含有ビレットが前記焼なまし装置で焼な
ましされるときには、焼なまし装置で用いる接触部材がアルミニウムを含んでい
るのが好ましい。前記接触部材は電源に接続され、それによって、その接触部材
に物理的に接触することになるアルミニウム含有ビレットは、低い応力で焼なま
しされるようなビレットの加熱を生じさせる前記接触部材間の各セクションを通
る電流を受ける。

【００４５】 焼なましの後、ビレット、及び、特にアルミニウム含有ビレットは、オイル、
特に希薄オイルによって好適に冷却される。

【００４６】 ビレットを冷却するために供給されるオイルは、冷却工程の後に、特にダイを
用いて、除去されるのが好ましい。

【００４７】 本発明は多くの実施形態を含むが、その全ての実施形態を記載することはしな
い。

【００４８】

【発明の実施の形態】

以下に、本発明について図面を参照して詳細に記載するが、その記載は本発明
を限定するものではなく、図１は、本発明による一実施形態の部分的に切り落と
した図である。

【００４９】 図１に図示した焼なまし装置１０は輸送トラック１２を備え、それによってア
ルミニウム含有ビレット１４が移動する。前記アルミニウム含有ビレット１４は
、冷却処理手段１６の端部に備えたダイ１８を介して引き出される。次いで前記
アルミニウム含有ビレット１４は、保護ガス２０が存在する領域を通って移動す
る。前記アルミニウム含有ビレット１４が前記保護ガス２０を通って移動するこ
の量域の一部が焼なまし経路２２である。

【００５０】 前記焼なまし経路２２は第１の接触プレート２４及び第２の接触プレート２６
に接する。特に負極である前記第１の接触プレート２４は前記アルミニウム含有
ビレット１４上に力を付与してそれを移動することができる引出プレートである
。

【００５１】 前記第１の接触プレート２４及び第２の接触プレート２６はいずれも電源に接
続され、前記焼なまし経路２２に配置したビレットが加熱されるようにアルミニ
ウムを備えている。

【００５２】 前記ビレットは種々の偏位ローラー２８によってガイドされる。

【００５３】 焼なまし経路２２の後に、前記アルミニウム含有ビレット１４は、第２の接触
プレート２６及び第３の接触プレート３２に接する第２の焼なまし経路３０に沿
って動く。

【００５４】 接触プレート３２，２４は、接触プレート２６のポテンシャルとは異なる等し
いポテンシャルを有する。

【００５５】 前記アルミニウム含有ビレット１４は−図中ですでに部分的に焼なまし経路３
０を通っている−、ダイ３６としてここに図示したストリッピング手段によって
前記アルミニウム含有ビレット１４ から除去される前記オイルより前に希薄な
オイル３４によって冷却される。

【００５６】 されに焼なまし装置１０は、前記アルミニウム含有ビレット１４上にこのよう
な力を付与してそれを移動されることができる第２の引出プレートを備えている
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による一実施形態の部分切開断面図である。

【符号の説明】

１０ 焼なまし装置 １２ 輸送トラック １４ アルミニウム含有ビレット １６ 冷却処理手段 １８ ダイ ２０ 保護ガス ２２ 第１の焼なまし経路 ２４ 第１の接触プレート ２６ 第２の接触プレート ２８ 偏位ローラー ３０ 第２の焼なまし経路 ３２ 第３の接触プレート ３４ 希薄オイル ３６ ダイ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ビレット（１４）を焼なましする焼なまし装置、特に
   、電源に電気的に接続されかつビレットを受ける導電性材料から成る接触プレー
   ト（２４，２６，３２）のような少なくとも２つの接触部材を有するアルミニウ
   ム含有ビレット（１４）を焼なましする焼なまし装置であって、前記接触部材に
   対して前記ビレット（１４）が移動しかつ前記接触部材間を前記ビレット（１４
   ）を介して電流が流れるように構成された焼なまし装置において、 前記の少なくとも一の接触部材の材料は、前記ビレット（１４）からの材料が
   前記接触部材へ実質的に拡散しない程度に前記ビレット（１４）の材料に適した
   合金であることを特徴とする焼なまし装置。
2. 【請求項２】 前記ビレットの材料が軽金属好ましくはアルミニウムであ
   り、前記接触部材の材料が前記軽金属と同じ軽金属若しくは前記軽金属の合金か
   ら成ることを特徴とする請求項１に記載の焼なまし装置。
3. 【請求項３】 前記ビレット（１４）が、所定の輸送トラック（１２）に
   沿って、前記焼なまし装置（１０）を通って移動することができることを特徴と
   する請求項１又は請求項２のいずれかに記載の焼なまし装置。
4. 【請求項４】 電流が前記接触部材間を前記ビレット（１４）を介して流
   れるように前記ビレット（１４）が前記接触部材間で連結可能であるところの、
   前記接触部材が実質的に同じ材料から成ることを特徴とする請求項１から請求項
   ３のいずれか一項に記載の焼なまし装置。
5. 【請求項５】 前記焼なまし装置が複数の焼なまし経路（２２，３０）を
   備え、焼なまし経路（２２，３０）は、前記ビレット（１４）が移動する間、電
   流が前記接触部材間を前記ビレット（１４）を介して流れることができるように
   ビレット（１４）を受ける少なくとも２つの接触部材を有し、かつ、接触部材は
   一又は二以上の焼なまし経路（２２，３０）に包囲されていることを特徴とする
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の焼なまし装置。
6. 【請求項６】 前記焼なまし装置が偏位ローラー（２８）若しくはくしロ
   ーラーのような少なくとも一のガイド手段を備え、前記ビレット（１４）が前記
   輸送トラック（１２）の所定のセクションに沿って前記焼なまし装置（１０）を
   介して輸送されるものであってその際前記ビレット（１４）がそのセクションで
   電流を受けることがないという条件の下で、前記ガイド手段は接触部材としては
   作用しないものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に
   記載の焼なまし装置。
7. 【請求項７】 前記焼なまし装置が少なくとも一の冷却処理手段（１６）
   をを備え、ここで、前記ビレット（１４）は前記冷却処理手段（１６）を介して
   引き出され、前記冷却処理手段（１６）は好ましくは少なくとも一のダイ（１８
   ）を備え、前記冷却処理手段（１６）における材料のフロー方向での最終のダイ
   （１８）が末端ダイであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一
   項に記載の焼なまし装置。
8. 【請求項８】 前記輸送トラック（１２）の少なくとも一の所定のセクシ
   ョンは、前記ビレット（１４）を冷却することができる冷却セクションであるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の焼なまし装置。
9. 【請求項９】 前記ビレット（１４）は、好ましくはオイル（３４）、特
   に好ましくは希薄オイル（３４）である前記冷却セクション内の冷却媒質を介し
   て移動することを特徴とする請求項８に記載の焼なまし装置。
10. 【請求項１０】 前記焼なまし装置が、前記ビレット（１４）の表面から
    冷却剤を除去することができるストリッピング手段を備え、特にダイ（３６）を
    備え、前記ストリッピング手段が好ましくは前記冷却剤によって冷却されうるよ
    うに及び／又は滑らかにされうるように構成されていることを特徴とする請求項
    ８又は請求項９のいずれかに記載の焼なまし装置。
11. 【請求項１１】 前記ビレット（１４）が、前記輸送トラック（１２）の
    少なくとも一の所定のセクションにおいて保護ガス（２０）を介して移動するこ
    とを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の焼なまし装置。
12. 【請求項１２】 前記ビレット（１４）のための前記輸送トラック（１２
    ）は、冷却処理手段（１６）及び冷却セクションを介して延在し、前記冷却処理
    手段（１６）と前記冷却セクションとの間に配備された前記輸送トラック（１２
    ）の一のセクションは保護ガス（２０）を備え、好ましくは、前記冷却処理手段
    （１６）と前記冷却セクションとの間の前記輸送トラック（１２）上に焼なまし
    経路（２２，３０）が配備されたことを特徴とする請求項１から請求項１１のい
    ずれか一項に記載の焼なまし装置。
13. 【請求項１３】 前記焼なまし装置が、前記ビレット（１４）が輸送手段
    （１２）に沿って移動させる力をビレット（１４）に付与することができる、少
    なくとも一の引出プレートのような引出手段を備えたことを特徴とする請求項１
    から請求項１２のいずれか一項に記載の焼なまし装置。
14. 【請求項１４】 少なくとも２つ、好ましくは全接触プレート（２４，２
    ６，３２）が独立駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３の
    いずれか一項に記載の焼なまし装置。
15. 【請求項１５】 前記焼なまし装置が、前記ビレット（１４）の長さを変
    化させることによりビレット（１４）の滑りが防止されるように、前記接触プレ
    ート（２４，２６，３２）の前記駆動手段を制御する制御及び／又は調整手段を
    備えたことを特徴とする請求項１４に記載の焼なまし装置。
16. 【請求項１６】 低応力金属ビレット（１４）、特にアルミニウム含有低
    応力ビレット（１４）を製造する方法であって、輸送トラック（１２）に沿って
    ビレットを輸送する段階、特に、前記ビレット（１４）の輸送中に前記接触部材
    の間を前記ビレット（１４）のセグメントを介して電流が流れるように、前記輸
    送トラック（１２）の少なくとも一の所定のセクションにおいて、電源に接続さ
    れる少なくとも２つの接触部材に前記ビレット（１４）が接触するようにビレッ
    トを輸送する段階を有する方法において、前記ビレット（１４）の輸送中及び／
    又は前記ビレット（１４）を介して電流が流れる間、前記接触部材とビレット材
    料との間で実質的に脆化及び／又は拡散が生じないように、前記接触部材の材料
    が選択され及び／又は前記ビレットの材料に合わされ、また、前記電流が前記ビ
    レット（１４）を流れることにより前記ビレット（１４）を低応力で焼なましす
    る方法。
17. 【請求項１７】 前記ビレット（１４）が低応力で焼なましされるように
    、アルミニウム含有ビレット（１４）を後で輸送するために、アルミニウムを含
    む接触部材、特にアルミニウム合金を選択する段階を含む請求項１６に記載の方
    法。
18. 【請求項１８】 オイル（３４）、特に希薄オイルを用いた焼なましの後
    に、前記ビレット（１４）を冷却する段階を有し、請求項１４又は請求項１５の
    いずれかの構成を有する低応力ビレット（１４）を製造する方法。
19. 【請求項１９】 特にダイ（３６）を用いて前記ビレット（１４）から前
    記オイル（３４）を除去する段階を含む請求項１８に記載の方法。