JPS6220851A - Pin material for dot printer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a pin material for a dot printer generating little printing noise and having superior wear resistance and toughness by adding a specified element to an Ni-Ti alloy as a pin material for a dot printer and nitriding the surface of the resulting alloy. CONSTITUTION:One or more among Co, Cr, V, Mn, Zr, B and Fe as elements for providing superelasticity are added to an Ni-Ti alloy contg. 50-57wt% Ni as a pin material for a dot printer by <=10wt% in total. The surface of the resulting alloy is nitrided to obtain a pin material for a dot printer having improved wear resistance and increased mechanical strength.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はドツトプリンタ用ピン材料に関し、特にＮｉ−
Ｔｉ系合金に、Ｃｏ、Ｃｒ等の第３元素を添加して超弾
性を持たせると共に、表面窒化処理を施した、印字騒音
の少い、耐摩耗性の優れた、ドツトプリンタ用ピン材料
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to pin materials for dot printers, particularly Ni-
A pin material for dot printers that has superelasticity by adding a third element such as Co or Cr to a Ti-based alloy and has been subjected to surface nitriding treatment, resulting in low printing noise and excellent wear resistance. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、情報機器やパーソナルコンピュータ及びワードプ
ａセγすのプリンタとしてドツトインパクトプリンタが
多く使用されている。、二のドツトインパクトプリンタ
は印字ヘッドに＃１ｌｂｃい金属ワイヤ（直径０．２−
０．３ｍ＋ａ、　ｆｆＥさ数十ｍｍｌを７トゾクス状に
配設してなる。Conventionally, dot impact printers have been widely used as printers for information equipment, personal computers, and word processors. , the second dot impact printer uses #1 lbc metal wire (0.2-diameter) in the print head.
It consists of 0.3m+a, several tens of millimeters of ffE, arranged in a 7-meter shape.

印字ヘッド部の構造の一例を第１図に示す。図において
マグネット１０がら発生する磁束は、上下方向に磁化さ
れており、コア１２．スプリング１４、アーマチュア１
６を通りヨーク１８を介してマグネット１０に戻ってい
る。印字しない状態では、マグネット１０がら発生する
磁束によりア−マチュア１６がファ１２に引きつけられ
てスプリング１４を撓ませている。印字する状態では、
マグネット１０がら発生する磁束を打ち消すようにコイ
ル２０に通電すると、磁気吸引力は消滅して、撓んでい
たスプリング１４を開放し、アーマチュア１６先端に取
り付けられた印字ピン２２はピンガイド７レーム２４に
案内されて用紙上に点を印す。An example of the structure of the print head section is shown in FIG. In the figure, the magnetic flux generated from the magnet 10 is magnetized in the vertical direction, and the core 12. Spring 14, armature 1
6 and returns to the magnet 10 via the yoke 18. When no printing is being performed, the armature 16 is attracted to the fan 12 by the magnetic flux generated by the magnet 10, causing the spring 14 to bend. When printing,
When the coil 20 is energized to cancel the magnetic flux generated by the magnet 10, the magnetic attraction force disappears, the bent spring 14 is released, and the printing pin 22 attached to the tip of the armature 16 is attached to the pin guide 7 frame 24. Mark the dots on the paper as you are guided.

この印字ヘッドの構成部品のうち、印字ピンには、剛性
が高く印字エネルギーの伝達効率が良く、かつ耐摩耗性
に優れた材料が選ばれ、従来は第１表に示すようなもの
が使用されて米た。Among the components of this print head, materials are selected for the printing pins that have high rigidity, good printing energy transmission efficiency, and excellent wear resistance. Conventionally, the materials shown in Table 1 were used. It was rice.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、このドツトインパクトプリンタは、高印字品
質化と漢字出力化のため、ワイヤ本数は殆んどが２４ピ
ンになると共に、印字速度の高速化の要請から、印字ピ
ンの駆動周波数も１０００１１２程度まで高速化されて
いる。そのためドツトプリンタ用ピン材料としてはｆｊ
Ｓ１表に掲げた材料より更に剛性が高く耐摩耗性に優れ
た材料が要望されて米た。また、印字の高速化に伴う印
字騒音の問題とプリンタの軽量化、小型化の要請から、
軽量でかつ印字騒音の少い材料が要求されている。By the way, for this dot impact printer, in order to achieve high printing quality and output kanji characters, the number of wires is mostly 24 pins, and in order to increase the printing speed, the driving frequency of the printing pins has also been increased to around 1000112. It's faster. Therefore, as a pin material for dot printers, fj
There was a demand for a material with even higher rigidity and better wear resistance than the materials listed in Table S1. In addition, due to the problem of printing noise due to faster printing and the demand for lighter and smaller printers,
There is a demand for materials that are lightweight and have low printing noise.

本発明は、ドツトインパクトプリンタに使用されるピン
材料の」ユ記したような問題点を解決すべくなされたも
ので、印字騒音が少く、耐摩耗性にすぐれしかも靭性の
良いピン材料を提供することを目的とする。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems with pin materials used in dot impact printers, and provides a pin material with low printing noise, excellent wear resistance, and good toughness. The purpose is to

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のＰＩＳ１発明のドツトプリンタ用ピン材料は、
重量％でＮｉ　を５０−５７％と、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍ
ｎ。The dot printer pin material of the PIS1 invention of the present invention is:
50-57% Ni by weight, Co, Cr, V, M
n.

Ｚｒ、Ｂ、Ｆｅのうち１欅または２種以上を合計で１０
％以下含み、残部Ｔｉ　と不可避の不純物を含むＮｉ−
Ｔｉ系系合金りなることを要旨とする。A total of 10 or more of Zr, B, and Fe
% or less, and the remainder contains Ti and unavoidable impurities.
The gist is that it is a Ti-based alloy.

第２発明のドツトプリンタ用ピン材料は、前記第１発明
のＮｉ　　Ｔｉ系系合金超弾性特性を持たせたことを要
旨とする。The gist of the pin material for dot printers according to the second invention is that it has the superelastic properties of the Ni Ti-based alloy according to the first invention.

第３発明のドツトプリンタ用ピン材料は、前記第１発明
のＮ　ｉ　−Ｔ　ｉ系合金を表面窒化処理したことを要
旨とする。A pin material for a dot printer according to a third aspect of the invention is characterized in that the N i -Ti alloy according to the first aspect is subjected to surface nitriding treatment.

本発明のドツトプリンタ用ピン材料は、Ｎｉ　と’Ｃｏ
　ｔ　Ｃｒ　ｔ　Ｖ　ｒ　Ｍ　ｎ　ＨＺ　ｒ　ｒ　Ｂ　
ｒ　Ｆ　ｅのうち１種または２種以上を含有し残部Ｔｉ
　からなるＮ　ｉ　−Ｔ　ｉ系合金であるが、これら各
添加元素の組成範囲を限定した理由について以下に述べ
る。The dot printer pin material of the present invention contains Ni and Co.
t Cr t V r M n HZ r r B
Contains one or more of r Fe and the remainder is Ti
The reason for limiting the composition range of each of these additive elements will be described below.

Ｎｉ：５０〜５７％ Ｎ；は超弾性特性を得るためｌ：必要な元素であるが、
上記組成範囲以外であると金属間化合物であるＮｉ−Ｔ
ｉ単独相が得られず、材料を加工することが困難になる
ので上記組成範囲に限ったのである。Ni: 50-57% N is a necessary element to obtain superelastic properties, but
If the composition is outside the above range, Ni-T is an intermetallic compound.
Since a single i phase cannot be obtained and it becomes difficult to process the material, the composition is limited to the above composition range.

Ｃｏ　、Ｃｒ　、Ｖ　、Ｍ　ｎ　＋　Ｚ　ｒ　ｒ　Ｂ　
＋　Ｆ　ｅのうち１種または２種以上を合計で１０％以
下、 これらＰｔ５３元素を添加することにより材料の強度が
向上するが、さらに材料の変態、αを降下させる効果が
ある。Co , Cr , V , M n + Z r r B
+ Fe The addition of one or more of these Pt53 elements to a total of 10% or less improves the strength of the material, but also has the effect of lowering the transformation and α of the material.

ここで超弾性についで説明すると、一般に金属材料科学
におけるマルテンサイト変態とは、原子が拡散されるこ
となく結晶格子がぜん断変形的に新しい結晶脩Ｐに遷移
する現宋をいい、この際僅かの駆動力で遷移するものを
熱弾性型と呼んでいるが、この熱弾性型マルテンサイト
変態するものが超弾性や形状記憶効果を示す。超弾性や
形状記憶効果のように一定温度で応力負荷した時生ずる
見かけ上の塑性歪が除荷過程で消失することを擬弾性と
呼ぶが、超弾性も形状記憶効果も基本的には発生原理は
同じである。To explain about superelasticity here, martensitic transformation in metal materials science generally refers to the modern Song in which the crystal lattice transitions to a new crystal P by shear deformation without atoms being diffused. Materials that undergo transition due to driving force are called thermoelastic materials, and materials that undergo thermoelastic martensitic transformation exhibit superelasticity and shape memory effects. Like superelasticity and shape memory effect, the apparent plastic strain that occurs when stress is applied at a constant temperature disappears during the unloading process is called pseudoelasticity, but the fundamental principle behind the occurrence of both superelasticity and shape memory effect is are the same.

その発生原理を簡単に説明すると次の辿りである。一般
にマルテンサイト変態開始温度をＭｓ点、マルテンサイ
ト変態終了温度をＭｆ点、また逆変態開始温度をＡ３点
、逆変態終了温度をＡｆ点と呼ぶ。什通はＭ　ｆ＜Ａ　
ｓ＜Ｍ　ｓ＜Ａ　ｆであり、超弾性及び形状記憶効果は
、Ａｒ点が室温より低い為に起る現象である。すなわち
超弾性とは、荷重時に応力誘起マルテンサイト変態によ
る見かけ上の塑性変形が起こるが、このマルテンサイト
はＡｆより上では応力ゼロの状態で熱力学的に不安定で
あるから、応力を除けば、もともと周囲温度がＡｆ点点
上上ので、ただちに逆変態しては相にもどることをいい
、一方形状記憶効果とはＡｆ点点上上一度形状を与えて
おくと、これをＭ９点以下で変態させても、Ａｆ点点上
上加熱によって歪が消失し元の形に戻ることを言う。The principle of its occurrence can be briefly explained as follows. Generally, the martensitic transformation start temperature is called the Ms point, the martensitic transformation end temperature is called the Mf point, the reverse transformation start temperature is called the A3 point, and the reverse transformation end temperature is called the Af point. The distribution is M f<A
s<M s<A f, and superelasticity and shape memory effects are phenomena that occur because the Ar point is lower than room temperature. In other words, superelasticity means that apparent plastic deformation occurs due to stress-induced martensitic transformation during loading, but this martensite is thermodynamically unstable with zero stress above Af, so if stress is removed, Originally, when the ambient temperature is above the Af point, it immediately undergoes reverse transformation and returns to the phase.On the other hand, the shape memory effect means that once a shape is given above the Af point, it transforms below the M9 point. However, by heating above the Af point, the distortion disappears and the material returns to its original shape.

したがって上記第３元素の添加によって変態、αが下が
るのでＡｒ点が室温以下となり超弾性が得られ易くなる
。しかしあまり多量に添加するとＮｉ−Ｔｉ金属間化合
物の単相が得られなくなり加工が困難になると共に前記
超弾性特性も劣化するので添加の上限を１０％以下とし
た。Therefore, addition of the third element lowers the transformation and α, so that the Ar point becomes lower than room temperature, making it easier to obtain superelasticity. However, if too large a quantity is added, a single phase of the Ni-Ti intermetallic compound cannot be obtained, making processing difficult and also deteriorating the superelastic properties, so the upper limit of addition is set at 10% or less.

第２発明において、材料に超弾性特性を持たせたのは、
超弾性現象により、応力除去後の復元性が極めて優れて
いるため靭性の良い材料となるためである。また、熱弾
性型マルテンサイトは双晶境界及び母相との相境界の移
動によって外部からの応力付与によるエネルギーを緩和
するという特性を有するので、印字による衝撃が緩和さ
れ印字騒音が小さくなる。In the second invention, the material has superelastic properties because
This is because the material has excellent resilience after stress removal due to superelasticity, resulting in a material with good toughness. In addition, thermoelastic martensite has the property of relieving energy due to stress applied from the outside by moving twin boundaries and phase boundaries with the parent phase, so the impact caused by printing is alleviated and printing noise is reduced.

第３発明において材料に表面窒化処理を施すことによっ
て、耐摩耗性を向上させると共に材料の機械的強度も増
大する。In the third invention, by subjecting the material to surface nitriding treatment, the wear resistance is improved and the mechanical strength of the material is also increased.

なお、Ｎｉ−Ｔｉ合金の特性値を第２表に示す。Note that the characteristic values of the Ni-Ti alloy are shown in Table 2.

ｍ２表より明らかなように、Ｎｉ　　Ｔｉ合金は軟らか
いが、従来の材料に比して４５〜８０％程度軽呈であり
、プリンタの高速化に適している。As is clear from the m2 table, NiTi alloy is soft, but it is about 45 to 80% lighter than conventional materials, and is suitable for high-speed printers.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によるドツトプリンタ用ピン材料は以上説明した
ように重量％でＮｉを５０〜５７％を含み、第３元素と
してＣｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂ、Ｆｅのうち１！
！または２種以上を添加し、残部が実質的にＴｉよりな
るＮｉ　　Ｔｉ系合金であって、材料に超弾性特性持た
せ表面窒化処理を施すことによって、軽量で耐摩耗性に
優れ、超弾性特性によって機械的強度が良好で、印字騒
音が少なく、プリンタの高速化に非常に適したドツトプ
リンタ用ピン材料である。As explained above, the dot printer pin material according to the present invention contains 50 to 57% Ni by weight, and one or more of Co, Cr, V, Mn, Zr, B, and Fe as the third element.
! Or, it is a Ni-Ti based alloy in which two or more elements are added, and the remainder is essentially Ti.The material has superelastic properties and is subjected to surface nitriding treatment, resulting in light weight, excellent wear resistance, and superelastic properties. This makes it a pin material for dot printers that has good mechanical strength and low printing noise, making it very suitable for increasing the speed of printers.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例について説明し、本発明の効果
を明らかにする。Examples of the present invention will be described below to clarify the effects of the present invention.

真空アーク溶解で第３表の成分となるように溶製し直径
５０ｍｍ艮５１５０ｍ＋ｎ！ｔ）塊を得た。この′ｖＪ
塊を鍛造、圧延、伸線加工して０．３ｍｍ径の線材を製
造した。この線材の硬さＨｖを測定して第３表を示した
。It is melted by vacuum arc melting to have the components listed in Table 3 and has a diameter of 50mm and a length of 5150m+n! t) A lump was obtained. This'vJ
The ingot was forged, rolled, and wire-drawn to produce a wire rod with a diameter of 0.3 mm. The hardness Hv of this wire was measured and shown in Table 3.

第３表において、本発明例である試料Ｎ００１〜Ｎｏ、
６はＨｖが５０３−５７８であって、比較材のＨｖ３７
２より者しく高い値を示すことがわかる。In Table 3, samples N001 to No. which are examples of the present invention,
6 has an Hv of 503-578, and the comparison material Hv37.
It can be seen that the value is clearly higher than that of 2.

さらに、これら線材を表面窒化処理すればより硬くなり
表面硬度でＨｖ＝９００〜１２００となり、より効果的
であることが判明した。Furthermore, it has been found that surface nitriding of these wires makes them harder, with a surface hardness of Hv=900 to 1200, which is more effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

ｔｊＳ１図はドツトインパクトプリンタの印字ヘッド部
の断面図である。 １０・・・マグネット　　１２・・・コア１４・・・ス
プリング　　１６・・・アーマチュア１８・・・ヨーク
　　　　　２０・・・コイル２２・・・印字ピン ２４・・・ピンプイド７レーム 特許出願人　大同特殊鋼株式会社（ばか１名）第７図Figure tjS1 is a sectional view of the print head portion of the dot impact printer. 10... Magnet 12... Core 14... Spring 16... Armature 18... Yoke 20... Coil 22... Printing pin 24... Pinpuid 7 ream patent applicant Daido Steel Co., Ltd. Company (1 idiot) Figure 7

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）重量％でＮｉを５０〜５７％と、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ
、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂ、Ｆｅのうち１種または２種以上を合
計で１０％以下含み、残部Ｔｉと不可避の不純物を含む
Ｎｉ−Ｔｉ系合金よりなるドットプリンタ用ピン材料。(1) 50-57% Ni by weight, Co, Cr, V
, Mn, Zr, B, and Fe in an amount of 10% or less in total, and the balance being Ti and unavoidable impurities. （２）重量％でＮｉを５０〜５７％と、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ
、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂ、Ｆｅのうち１種または２種以上を合
計で１０％以下含み、残部Ｔｉと不可避の不純物を含む
Ｎｉ−Ｔｉ系合金よりなる材料に超弾性特性を持たせた
ことを特徴とするドットプリンタ用ピン材料。(2) 50-57% Ni by weight, Co, Cr, V
, Mn, Zr, B, and Fe in a total of 10% or less, and the balance is Ti and unavoidable impurities. Characteristic pin material for dot printers. （３）重量％でＮｉを５０〜５７％と、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ
、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂ、Ｆｅのうち１種または２種以上を合
計で１０％以下含み、残部Ｔｉと不可避の不純物を含む
Ｎｉ−Ｔｉ系合金よりなる材料を表面窒化処理したこと
を特徴とするドットプリンタ用ピン材料。(3) 50-57% Ni by weight, Co, Cr, V
, Mn, Zr, B, and Fe in a total of 10% or less, and the balance is Ti and unavoidable impurities.The material is surface nitrided. Pin material for dot printers.