伸線を理解する:高品質のワイヤを成形する金属加工プロセス

伸線加工は、その目的のために設計されたダイスを通してワイヤーを引っ張ることにより、ワイヤーの直径を減らす金属加工プロセスです。通常、伸線は室温で行われ、ワイヤを押し出すのではなく、ダイを通して引き抜くという点で押出とは異なります。引抜線の最も一般的に知られている用途は、電気および通信ネットワークに使用されるケーブル配線ですが、他にも数え切れないほどの用途があります。ペーパー クリップ、スプリング、タイヤ スポーク、ミュージック ワイヤー (バイオリン、チェロ、その他の弦楽器に使用されるワイヤー) はすべて引抜線を使用して作られています。

ワイヤーはもともと、金や銀などの金属を非常に薄いシートに叩き、その後そのシートから非常に薄いスライスを切り出すことによって作られていました。これらの薄いスライスは、宝石として使用したり、衣服に織り込んだりできるほど細かくなるまで、再度ハンマーで叩かれて形作られます。考古学的証拠によると、紀元前 400 年頃、金属労働者が伸線を実験し、粗製の金型を作成し、そこに手作業で線を引き込んでいました。

19 世紀半ばまで、実際の伸線プロセスに動力を供給するために蒸気エンジンを使用するなど、職人がさまざまな技術を開発するにつれて、伸線プロセスはより洗練されました。彼らは伸線されるワイヤに潤滑剤を塗る方法を学び、これによりワイヤを伸長するために必要なエネルギー量が減少し、品質がわずかに向上しました。ただし、伸線ワイヤの品質は、それを製造する金属の品質によって常に制限されていました。純度や展性が一貫していない金属は、ワイヤーに引き抜かれると日常的に破損します。断線した場合は接続する必要があり、時間のかかるプロセスで品質が低下するため、電信通信などの用途では重大な問題となっていました。伸線されたワイヤの品質が低かったため、生産に必要な時間が増加し、ワイヤのコストが非常に高くなりました。

1850 年代後半に一貫して加工可能な金属を製造するベッセマー プロセスが発明されて初めて、伸線加工で一貫して高品質のワイヤを製造できるようになりました。転炉からビレットと呼ばれる金型に流し込まれた金属はわずかに冷却され、ベッセマープロセスの余熱を利用して熱間圧延機で線材に成形するプロセスが始まります。このプロセスでは、ワイヤロッドと呼ばれる、重さ 150 ～ 300 ポンド (68 ～ 136 キログラム) の太いワイヤの大きなコイルが作られます。

線材の表面の不純物が除去されると、端部はダイスに適合するように十分に先細りになり、ダイ自体も先細りになり、一方の側の開口部は線材を収容するのに十分な幅となり、その長さ全体で最大 40 パーセントまで狭くなります。テーパー線材の先端をしっかり掴んで引き抜き、細径化します。細いワイヤは通常、コアの周りにコイル状に巻かれますが、場合によっては、細いワイヤをより小さなダイに通過させて細くするプロセスを継続する場合もあります。太いワイヤの直径は 1 回のパスで最大 40% 縮小できます。細いワイヤでは 15 ～ 25% 削減できます。

電話ケーブルや電気ケーブルの撚り線に使用される非常に細いワイヤを製造するには、ワイヤを連続的に幅の狭いダイスを通して引き抜きます。伸線された線材は、用途に応じて追加の加工が施されることがあります。例えば、線材に柔軟性や柔軟性が必要な場合には、完成品を一定の温度で一定時間加熱する「焼きなまし」と呼ばれる処理が行われます。釘に切断される太いワイヤーは焼きなましされませんが、多くの場合、錆を防ぐために亜鉛メッキまたは亜鉛でコーティングされます。有刺鉄線などのフェンスに使用されるワイヤーは、通常、焼きなましと亜鉛メッキの両方が施されます。

About Mechanics は、正確で信頼できる情報を提供することに専念しています。当社は信頼できる情報源を慎重に選択し、厳格な事実確認プロセスを採用して最高水準を維持します。正確さへの取り組みについて詳しくは、編集プロセスをご覧ください。