DE2837847A1

DE2837847A1 - Verfahren zur herstellung eines plattierten drahtes

Info

Publication number: DE2837847A1
Application number: DE19782837847
Authority: DE
Inventors: Keizo Abe; Yasuo Kaneko; Kazumichi Kawai; Yoshinori Kishi; Hideo Matsuo; Yoshihiro Matuyama; Yasuhiko Miyake
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-08-31
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1979-03-22
Also published as: US4291644A; DE2837847C2; US4438155A

Description

DIpl.-Phy·. U. M. Haft ₈ München 22, den

Patentanwalt Marimilianstr. 15

7 ei. 29 4618

Hitachi Cable Ltd., Marunouchi 2-chome 1-ban 2-go, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

Verfahren zur Herstellung eines plattierten Drahtes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plattierter Drähte, z.B. mit Aluminium plattierter Stahldrähte, wobei ein weiches Matall auf die harten metallischen Kerndrähte durch Strangpressen ' plattiert wird. Bei einem solchen Verfahren wird ein Kerndraht im allgemeinen erst vor dem Eintritt in eine Strangpresse gerichtet, . poliert, gereinigt bzw. übrigerweise vorbehandelt, wobei verschiedene nachteilhafte Erscheinungen wie der Drahtbruch, das Abblättern bzw. die Rissebildung des plattierten Metalles verschiedentliche Plattierungsdicke u.s.w. hervorgerufen werden, die eigentlich zu vermeiden sind.

Bei bekannten Verfahren zur Herstellung des mit Aluminium plattierten Stahldrahtes wird der Stahlkerndraht im allgemeinen vor dem Eintritt in die Strangpresse gerichtet, poliert, gereinigt bzw. andersweise vorbehandelt und dann durch elektrische Stromzuleitung vorbeheizt. Pur die Abholung des in die Strangpresse zugeführten Kerndrahts als ■eines plattierten Drahtes aus der Strangpresse wird eine Abholungsmaschine stromab nach der Strangpresse angeordnet. Die Abholungsmaschine muß den plattierten Draht nicht allein abholen sondern auch

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in einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit abholen. Bei einer variierenden Geschwindigkeit ändert sich die Dicke vom Überzug, was zu einer ungewünschten Drahtqualität führt. Bei einem v/eiteren Drahtziehen dieses plattierten Drahterzeugnisses findet man dann Schwierigkeiten, so .daß man dabei mit einer verschiedentliehen Qnalitäten rechnen muß. Obwohl die Abholung des plattierten Drahtes mit einer gleichen Geschwindigkeit möglich ist, ergeben sich nach unseren Erfahrungen manchmal ÜberzuTgsabblätterungen bzw. sogar Rissebildungen und weitere Bruchentstehen während des Betriebs.

Erfindungsgemäß ergab sich, daß sich auch beileiner gleichmäßigen Abholung des plattierten Drahtes mit einer bestimmten Geschwindigkeit die Kerndraht spannung in einem unerwartbar großen Umfang ändert, und daß die Spannung manchmal außerordentlich große Werte zeigt, was erfindungsgemäß eine Hauptursache für die ungewünschten Ergebnisse vorzusehen ist.

Erfindungsgemäß ergab sich, daß eine solche Spannungsänderung eines Kerndrahtes stark auf die Haftkraft zwischen den Kerndraht und Aluminiumüberzug bei einem Strangpressenvorgang einwirkt, so daß die Haft kraft geändert wird.. Besoners zu berücksichtigen ist, daß eine unordentlich höhere Zugspannung weit über die zur Abholung erforderliche Spannung den Kerndraht zum Bruch führt.

Es ergab sich auch, daß derartige Spannungsänderung durch die Vorbehandlungen wie das Richten, Polieren, Reinigen und auch durch den Kontakt mit einer Elekrodenrolle für die Vorbeheizung schon dabei erzeugt wird. Diese konduktive Vorbeheizung durch die direkte elektrische Stromzuleitung vergrößert nicht nur die Ausdehnung sondern auch

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eine Gefahr vor einem Drahtbruch, in wessen Ansicht die auf den Kerndraht einwirkende Zugspannung auf einen bestimmten Wert konstant und zwar niedrig zu behalten ist. Bei den bekannten Verfahren unterliegt die Zugspannung des kerndraht es den Werten ca. 80-90 <fo gegenüber denen einer Bruchspannung des Drahtes. Beibiner konduktiven Vorbeheizung treten leicht die Drahtschwingung auf, besonders wenn sich die Zugspannung des Drahtes ändert, wodurch ein armer Kontakt zwischen der Elektrodenrolle und dem Draht entsteht, welcher manchmal zu Funkenbildungen führt und weiter hierdurch Drahtbeschädigungen entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines plattierten Drahtes mit einer hohen und gleichmäßigen Qualität besonders beim Strangpressen darzustellen, wobei der Kerndraht unter einer auf einem niedrigen Wert erhaltenen Zugspannung in die Strangpresse und hierbei gleichzeitig durch die elektriche induktive Beheizung vorbeheizend', zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist die' Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines plattierten Drahtes, wobei ein weiches Metall auf den harten metallischen Draht durch die Strangpresse nach der Vorbehandlung wie Drahtrichten, Polieren, Reinigen u.dgl. und weiter Vorbeheizung plattiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung des Kerndrahtes nach der Vorbehandlung auf einen bestimmten niedrigen Wert nicht höher als 50% gegenüber der Kerndrahtbruchspannung behalten und der Kerndraht in diesem Zustand in die Strangpresse zugeführt wird.

Erfindungsgemäß umfasst eine Maßnahme, den Kerndraht auf eine bestimmte, konstante niedrige Zugspannung zu behalten, vorzugsweise folgende Merkmale, wobei stromauf vor und stromab nach einer Strangpresse jeweils ein zwingungsweise getriebene Pördei»-und Abholungsvorrichtung

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für den Kerndraht angeordnet und zwischen diesen Vorrichtungen wenigstens eine die Geschwindigkeit ausgleichende Tanzerwalzenvorrichtung angeordnet wird, um die Kerndraht zugspannung ausgleichend zu steuern. Die Förder-und Abholungsvorrichtung des Kerndrahtes werden hierbei in einer bestimmten Geschwindigkeit synchronisiert getrieben. Die Tanzerwalzenvorrichtung wirkt so daß sie die Differenzen zwischen den Geschwindigkeiten von der Förder-und Abholungsvorrichtung ausgleicht. Diese Anordnung wirkt sehr vorteilhaft, da die auf den Kerndraht belastete Zugspannung auf einen niedrigen Wert nicht höher als 50$ gegenüber einer Bruchspannung des Kerndrahtes herabgesetzt werden kann. Jedoch bei den bekannten Verfahren wird eine Zugspannung von ca. 80-90 fo zu der Bruchspannung auf den Kerndraht belastet.

Die Anwendung der Doppelspille als ein Fördervorrichtung des Kerndrahte: wirkt in der-Praxis sehr vorteilhaft, da ein Kerndraht weniger mit seiner Oberfläche verunreinigt wird als bei einer bekannten Maßnahme mittels eines Paars von endlosen Förderbändern, die durch die Reibungskraft zwischen den beiden Förderbändern und dem Draht den Kerndraht fördert. Die Anwendung der Doppelspille ist vorteilhaft im Vergleich gegenüber dem Einzelspill deswegen, daß bei den Doppelspillen der Kerndraht keine mehrmalige Aufwindung auf den Spillenumfang erforderlich ist, durch die der Kerndraht beschädigt bzw. verunreinigt wird. Wenn der Kerndraht .hierbei verunreinigt wird, geht die vorgehende Reinigung nicht nur vergebens sondern auch wirkt negativ auf seine Haftkraft zu dem Überzugsmetall ein.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Vorbeheizung des Kerndrahtes mittels der elktrischen Stromzuleitung zum Kerndraht durchgeführt. Die Elektrodenrollen sind vorzugsweise in

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einer mindesten Zahl anzuwenden, da bei mehreren Elektrodenrollen Schwingungen des Kerndrahtes und Änderungen der Zugspannung daraus entstehen. Die ortsfeste Rolle von der die Geschwindigkeit ausgleichenden Tanzerwalzenvorrichtung wird vorzugsweise auch als eine Elektrode benutzt. Die Anwendung des Matrizenkastens an als eine Elektrode ist besonders vorteilhaft wegen ihres kleineren Energieaufwandes und weiter deswegen, daß der electrische Kontakt stabil ist und hierdurch die Funkenbildung meist vermieden werden kann. Ferner ist diese Maßnahme deswegen sehr vorteilhaft, daß die Oxidierung bei der Beheizung möglichst vermieden werden kann.

Nach der Erfindung können Stahl, Kupfer, Aluminium, Zink, Magnesium, Blei, Zinn, Cadmium und deren Legierungen als ein entweder weiches bzw. hartes Metall angewendet werden. Dem Fachman Steht die Answahl eines Paares von Metallen unter diesen Metallen und Legierungen leicht in Berücksichtigung über die Verarbeitbarkeit der Metalle. Ein mit Aluminium plattierter Stahldraht stellt ein bevorzugtestes Ansführungsbeispiel unter den plattierten Drähten nach der Erfindung.

Es zeigen:

Fig.l eine Ausführungsform der Erfindung in der schematischen Darst ellungj

und Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Ansfü^hrungs-

An Hand der Zeichnungen wird die Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Diese Ausführungsform ist beiepielsweise für den mit Aluminium plattierten Stahldraht. In den Zeichnungen zeigen das Bezugszeichen 1 ein Stahlkerndraht mit einem Durchmesser von 5.5 mm ;

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.2 eine Kerndrahtfördervorrichtung; 3 eine Di*aht rieht vorrichtung mittels der Rollen zusammenaufgebaut mit einer Schmirgelschleifmaschine; 4 einen Reinigungsapparat, der mit einen organischen Lösungsmittel gearbeitet wird; 5 eine Kerndrahtfördervorrichtung.

Wie dargestellt in Pig. 2 umfasst die Tanzerwalzenvorrichtung 6 eine ortsfeste Rolle 7 und eine bewegbare Rolle 9, welche, um je eine in einer waagerechten Ebene gelagerte Achse aufgebracht sind. Die Kerndrahtf ördervorrichtung 5 umfasst die Doppelspille 8,worunter eine Rolle auf die gleichen Achse mit der ortsfesten Rolle 7 fest angebracht ist* Jedes Spill ist mit Führungsnuten versehen, die ein Durchmesser von. 1,000 mm bei dieser Ausführungsform hat. De.r Kerndraht 1 ist auf die Doppelspüle 8 nacheinander wechselweise uraHgemi ekelt, dann auf die beweg b.are Rolle 9 und.die "ortsfeste Rolle_7 umgewickelt und hiernach in die Strangpresse weiter zugeleitet. Das Bezugszeichen 10 zeigt eine Elektrodenrolle für die Zuleitung des elektrischen Strom aus der Stromquelle zu dem Kerndraht, um diesen zu beheizen. Während der Kerndraht 1 die Aluminiumstrangpresse 11 durchgeht und hierdurch wird ein mit Aluminium plattierter Stahldraht 12 mit einem Außendurchmesser von 6.4 nun gezogenerweise stranggepresst. Der plattierte Draht 12 geht durch den Kühler 13 durch, der mit den Düsen zum Spritzen eines Kühlungsmittels versehen ist, um den Draht abzukühlen. Dann geht der Draht um die Abholungsvorrichtung 14, die eine Spule zum Umwickeln des Drahtes in mehreren Winden für die Abholung aufweist. Der Draht IZ wird endlich von einer Aufwickelrolle 15 aufgewickelt.

Die Kerndrahtforder- und Abholungsvorrichtung 5 und 14 werden zwingungsweise je durch ein passendes Triebwerk getrieben. Unter solchen Triebwerken ist ein Triebwerk für die Fördervorrichtung des Kerndrahtes

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beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Dieses Triebwerk umfasst einen die Fördergeschwindigkeit steuernden Motor 16, der gegenüber der Abholungsvorrichtung 14 synchronisierend getrieben ; wird , und ein Getriebe 17« Der geschwindigkeitssteuernde Motor 16 kann ein Gleichstrommotor mit einer Leistung von 22 KW und einer maximalen Umdrehzahl von 1,150 U.p.M. sein.

Für die elektrische Beheizung des Kerndrahtes 1 werden ein Matrizenkasten der Strangpresse 11 und die ortsfeste Rolle 7 der Tanzerwalzenvorrichtung 6 als je eine Elektrode zur Stromzuleitung durch den Kerndraht benutzt wie in Fig. 1 scheinatisch gezeichnet. Dementsprend wird der Kerndraht zwischen der ortsfesten Rolle 7 und der Strangpresse 11 mit Erfolg beheizt. Bezugszeichen 19 stellt eine Bürste für die elektrische Stromzuleitung zu der Rolle 7.

Bei dieser Ausführungsform wird der Kerndraht 1 mit einer Fördergeschwindigkeit von 80 m/Min unter einer bestimmten, konstanten Zugspannung zwischen der Förder-und Abholungsvorrichtung 5 und 14 gefördert. Mit einem Strom von 1,800 Ampere wird der Kerndraht 1 auf eine Temperatur von 320°C vorbeheizt. Die Temperatur des beheizten Kerndrahtes erreicht die höchste Temperatur gerade vor dem Eintritt zu der Strangpresse 11, damit ein sehr hoher Wärmewirkungsgrad erreicht wird.

Die bewegbare Rolle 9 von der Tanzerwalzenvorrichtung 6 wird von einem hydraulische Zylinder 18, z.B. einem Luftzylinder mit einer Leistung von 300 Kg abgestützt. Solch eine Tanzerwalzenvorrichtung versichert eine Geschwindigkeitsteuerung im Rahmen von+- 10$ aufbasis einer vorbestimmten Geschwindigkeit.

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Der Kerndraht 1 wird entlang der Nuten der Doppelspillen 8 geführt, so daß keine SeitenverSchiebung entsteht. Beim Voruberlauf des Kerndrahtes 1 auf den Doppelspillen 8, die mit der Abholvorrichtung 14 synchronisiert ist, wird die während der Vorbehandlung auftretende Zugspannungs"änderung des-Kerndrahtes 1 herabgesetzt bzw. beseitigt und dann, auf eine bestimmte niedrige Zugspannung behalten. Der Kerndraht 1 unter einer konstanten Zugspannung wird in die Strangpresse 11 eingeführt, während er beheizt wird. Die auf den Kerndraht 1 zu belastenden Zugspannung kann vorzugsweise 120-170 Kg betragen, obwohl sich eine Zugspannung von 20 bis 250 Kg erfindungsgemäß zufriedend ergab. Diese Zugspannung ist viel niedriger als jene von mehr als 500 Kg, die bei den bekannten Verfahren für einen gleichen Kerndraht üblich ist. Eine derartige Herabsetzung der Zugspannung wirkt sehr günstig auf die Eliminierung einer Gefahr vor dem Drahtbruch ein. Ohne die Doppelspille ist eine solche stabile und günstige Bedingung für den Kerndraht 1 allein durch eine Abholungsvorrichtung 14 kaum erreichbar.

Während des Strangpressens wird der Aluminiumbarren im allgenemen auf eine Temperatur von 420°C beheizt um die Strangpressen- und Haft eigenschaft von Alumimium gegenüber dem Stabl bzw. Kerndraht 1 gut zu halten.

Da der Kerndraht 1 in die Strangpresse 11 erfindungsgemäß unter einer günstigsten Zugspannung zugeführt wird, werden der Bruch, die Abblätterung, die Funkenbildung und weitere Nachteile wesentlich eliminiert, so daß ein verbessertes Erzeugnis hergestellt werden kann. .

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Die Erfindung kann an](Herst ellung von verschiedenen plattierten Drähten angewendet werden. Eine wesentliche Verbesserung ist gegenüber dem Stand der Technik dadurch erzielt, daß die Strangpresse unter einer niedrigen Zugspannung nicht mehr als 50 fo, vorzuPgsweise 5-20 fo gegenüber der Drahtbruchspannung durchgeführt wird. Erfindungsgemäß wird der Kerndraht elektrisch mittels einer günstigen Maßnahure beheizt wobei die Schwingungen und Z".ugspannungsänderung beseitigt werden kann. Erfindungsgemäß wird auch der elektrische Energiewiekungsgrad wegen der herabgesetzten elektrischen Energieverlust verbessert.

Zeichnungen Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1.7 Ein Verfahren zur Herstellung eines plattierten Drahtes, >—s

wobei ein weiches Metall auf den harten metallischen Draht durch die Strangpresse nach der Vorbehandlung wie Drahtrichten, Polieren, Reinigen u.dgl., und weiter Vorbeheizung plattiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung des Kerndrahtes nach der Vorbehandlung auf einen bestimmten niedrigen Wert nicht höher als 50% gegenüber der Kerndrahtbruchspannung behalten und der Kerndraht in diesem Zustand in die Strangpresse zugeführt wird.

2. Ein Verfahren nach.Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach der Strangpresse jeweils eine Förder- und Abholungsvorrichtung des Drahtes angeordnet sind und zwischen diesen beiden Vorrichtungen wenigstens eine Tanzerwalzenvorrichtung zum Geschwindigkeit sricht en angeordnet ist, wobei diese Vorrichtungen zwingungsweise getrieben werden, so daß die Zugspannung des in die Strangpresse zu zuführenden Kerndrahtes auf einen bestimmten niedrigen Wert nicht höher als 50$ gegenüber der Kerndrahtbruchspannung behalten wird.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung des Kerndrahtes Doppelspille aufweist,

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4o Ein Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Rolle von der die Geschwindigkeit ausgleichenden Tanzerwalzenvorrichtung auf eine gleiche Achse eines Spills von den Doppelspillen befestigt ist.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Geschwindigbeit'ausgleichende Tanzerwalzenvorrichtung zwischen der Fördervorrichtung und der Strangpresse angeordnet sind.

6„ Ein Verfahren zur Herstellung eines plattierten Drahtes, wobei ein weiches Metall auf den harten metallischen Draht durch die Strangpresse nach der Vorbehandlung wie Drahtrichten, Polieren, Reinigen u.dgl., und weiter Vorbe^heizung plattiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung des Kerndrahtes nach der Vorbehandlung auf einen bestimmten niedrigen Wert nicht höher als 50$ gegenüber der Kerndrahtbruchspannung behalten und weiter der Kerndraht in diesem Zustand nach der konduktiven Vorbeheizung durch die elektrischen Stromzufuhr in die Strangpresse zugeführt wird.

7. Ein. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach der Strangpresse jeweils eine Pörder—und Abholungsvorrichtung des Drähtespngeordnet sind und zwischen diesen Vorrichtungen wenigstens eine Tanzerwalzenvorrichtung zum Geschwindigkeitsrichten angeordnet ist ^ .wobei diese Vorrichtungen zwingungsweise getrieben

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werden, so daß die Zugspannung des in die Strangpresse zu zuführenden Kerndraht es auf einen bestimmten niedrigen Wert nicht höher als ."50 io gegenüber der Kerndrahtbruchspannung behalten wird.

8. Ein Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung des Kerndrahtes Doppelspille umfasst.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Rolle von der die Geschwindigkeit ausgleichenden Tanzerwalzenvorrichtung auf eine gleiche Achse eines Spills von den Doppelspillen befestigt ist.

10. Ein Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenkasten der Strangpresse auch als eine Elektrode für die elektrische Stromzuleitung zum Kerndraht benutzt wird, um den Kerndraht vorzubeheizen.

11. Ein Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenkasten der Strangpresse und die ortsfeste Rolle der die Geschwindigkeit ausgleichenden Tanzerwalζenvorrichtung jeweils auch als eine Elektrode benutzt werden, um den Kerndraht vorzube— heizen.

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