CN104797356B - 扩管插塞及金属管的扩管方法 - Google Patents

扩管插塞及金属管的扩管方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于在金属管(2)内强制地插入具有比其内径大的外径的扩管插塞(1)以使金属管的外径扩张的扩管插塞以及使用它的扩管方法。扩管插塞具有插塞主体部(10)、被覆于其表面的基底层(11)和被覆于其上的DLC膜(12)。DLC膜中的氢原子数的比例AH(atm％)与碳原子数的比例AC(atm％)的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下。另外，DLC膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱带的峰强度PID的比PIG/PID低于3。

Description

扩管插塞及金属管的扩管方法
技术领域
本发明涉及用于金属管的扩管的扩管插塞，以及使用它的金属管的扩管方法。
背景技术
对于冷藏库、空调用空气调节器，通常使用交叉翅片管式的热交换器。该热交换器由空气侧的翅片材料与包括制冷剂侧的金属管的制冷剂配管构成。
这样的交叉翅片管式的热交换器通常通过如下操作制作。
首先，层叠具有规定的法兰部的翅片材料。接着，在圆筒状的法兰部内插入金属管。之后，进行在金属管内强制地插入具有比金属管的内径大的外径的扩管插塞以使金属管的外径扩张的扩管加工。由此，金属管固着于翅片材料。其结果，得到了交叉翅片管式的热交换器。作为金属管，使用铜管或铝管等。
近年来，进一步要求家电产品的小型化、高性能化、高可靠性化、低成本化。而且，在用于热交换器的金属管中，也要求超过以往的高可靠性和低成本化。为了提高可靠性，需要减少金属管内的残留油。另外，为了低成本化，需要减少加工时所使用的润滑油量。
因此，在扩管加工时，为了降低扩管夹具与金属管的摩擦同时减少润滑油量，使用了高粘度的润滑油。使附着于扩管加工后的金属管内的润滑油挥发而被除去。但是，通常，高粘度的润滑油挥发性差。因此，在除去工序中，润滑油也无法被充分除去，有可能残留于金属管内。其结果，热交换器的可靠性有可能降低。另外，若为了降低成本而减少润滑油量，则扩管夹具与金属管有可能热粘。其结果，有可能不能进行扩管加工。
因此，开发了通过使用形成有类金刚石碳(以下，适当地称为“DLC”)被膜的扩管夹具来实现扩管加工中使用的润滑油量的减少的技术(参照专利文献1)。
另外，作为使用了DLC膜的其它技术，开发了在滑动部件的表面形成DLC膜的技术(参照专利文献2)、涉及在与被加工面的抵接面具备DLC膜等硬质碳被膜的滚轧成形加工用工具的技术(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2008-093713号公报
专利文献2：特开2012-007199号公报
专利文献3：特开2005-066700号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，何种DLC膜适合扩管插塞迄今为止并不清楚。因此，即使使用形成有DLC膜的扩管插塞，也不一定能够充分降低扩管负荷。特别是像铝管这样的金属管由于摩擦阻力大，因此扩管加工时的扩管负荷易于增大。因此，即使使用润滑油，有可能扩管插塞与金属管的摩擦也会变大，产生金属的磨损粉末。而且，若该磨损粉末附着于扩管插塞，则引起扩管负荷进一步增大这样的恶性循环，同时扩管插塞的寿命下降。于是，期望具备有DLC膜的扩管插塞的进一步改良。
本发明是鉴于这种背景而完成的，提供一种即使使用少量的润滑油也能够充分且可靠地降低扩管负荷同时能够充分且可靠地抑制金属磨损粉末的附着的、耐久性更优异的扩管插塞，以及使用它的金属管的加工方法。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式在于一种扩管插塞，其用于在金属管内强制地插入具有比该金属管的内径大的外径的扩管插塞以使上述金属管的外径扩张，其特征在于，
该扩管插塞具有插塞主体部、被覆于该插塞主体部的表面的基底层和被覆于该基底层上的类金刚石碳膜，
上述基底层包含选自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一种或两种以上，
上述类金刚石碳膜中的氢原子数的比例AH(atm％)与碳原子数的比例AC(atm％)的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下，
上述类金刚石碳膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱带的峰强度PID之比PIG/PID低于3。
本发明的其它方式在于一种金属管的扩管方法，其是在金属管内强制地插入上述扩管插塞以使上述金属管的外径扩张的金属管的扩管方法，其特征在于，
在使温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的润滑油存在于上述金属管与上述扩管插塞之间的状态下进行上述金属管的扩管。
发明效果
上述扩管插塞在其表面具有AH/AC及PIG/PID处于上述特定的范围的DLC膜。即，在上述扩管插塞中，DLC膜的组成(H原子数比例与C原子数比例的比AH/AC的平均)和结构(拉曼光谱中的G谱带与D谱带的峰强度比PIG/PID)被控制在上述特定的范围。由于具备了具有这样的组成和结构的DLC膜，因此上述扩管插塞即使使用少量的润滑油也能够充分且可靠地降低扩管加工中的扩管负荷。另外，上述扩管插塞能够充分且可靠地抑制扩管加工中的金属磨损粉末的附着。另外，上述DLC膜耐久性优异，能够使扩管插塞的耐久性提高。
另外，上述扩管插塞在插塞主体部与DLC膜之间具有包含上述特定成分的基底层。通过该基底层的存在，提高了上述扩管插塞中的DLC膜的粘合性。因此，DLC膜难以从插塞主体部剥离。因此，扩管插塞能够充分地发挥DLC膜具有的上述性能。
另外，在上述金属管的扩管方法中，使用具有上述特定的DLC膜和基底层的上述扩管插塞。因此，即使在金属管与扩管插塞之间少量使用温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的低粘度的润滑油，也能够充分且可靠地降低扩管时的扩管负荷，并且能够充分且可靠地抑制金属磨损粉末的附着。
另外，由于扩管插塞的DLC膜耐久性也优异，因此可长期稳定地进行金属管的扩管。
附图说明
图1是用截面表示实施例的在金属管的扩管加工中在金属管内插入了扩管插塞的状态的说明图。
图2是表示实施例的扩管插塞的表面附近的截面结构的说明图。
图3是表示实施例的氢和碳的原子数比例相对于DLC膜的分析深度的曲线的一个例子的说明图。
图4是表示实施例的DLC膜的拉曼光谱的一个例子的说明图。
图5是表示热交换器的结构的一个例子的说明图。
具体实施方式
接着，对上述扩管插塞和上述扩管方法的优选实施方式进行说明。
上述扩管插塞具有插塞主体部、形成于该插塞主体部的表面的基底层和形成于该基底层上的DLC膜。
作为插塞主体部的材质，例如可使用超硬合金、SKD11(工具钢)等。
扩管插塞在表面具有用于扩大金属管的直径的斜面或曲面。具体而言，扩管插塞在其与金属管的内面的接触区域通常具有外径从行进方向的前端侧向后方变大的区域。更具体而言，扩管插塞例如可以由球形、椭圆形、弹丸形、多角锥形、圆锥形、或者在外形的至少一部分设有锥形区域的圆柱形等构成。通常，扩管插塞的最大直径成为扩管后的金属管的内径。因此，扩管插塞的最大直径可根据金属管的内径适当地设定。扩管插塞的最大直径例如可设定为3～12mm的范围。插塞主体部的形状也与扩管插塞的形状同样。
另外，上述基底层包含选自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一种或两种以上。优选包含选自Si、Cr、W中的一种或两种以上即可。这些在工业上容易获得。另外，它们中的Si的结构与构成DLC膜的C相似。因此，至少包含Si的基底层与DLC膜的亲和性高。其结果，能够进一步提高基底层与DLC膜的粘合性。另外，构成插塞主体的上述的材质大多包含W和Cr。因此，至少含有W或Cr的基底层与插塞主体的亲和性高。其结果，能够进一步提高基底层与插塞主体的粘合性。基底层可以通过电离气相沉积法、离子镀法、溅射法等物理气相沉积法形成。另外，基底层也可以通过化学气相沉积法形成。
基底层的厚度例如为0.5～5μm。
如果在DLC膜与插塞主体部之间具有基底层，则插塞主体与DLC膜的粘合性进一步提高。DLC膜具有受到外力时易于剥离的倾向。但是，如上述那样，如果具有基底层，则施予DLC膜的应力被缓和，DLC膜变得难以剥离。另外，在DLC膜与基底层之间也可以存在两者的构成成分相互扩散的扩散部。在这种情况下，基底层与DLC膜的粘合性进一步提高。DLC膜的剥离难易度可通过在实施例中后述的临界负荷来测定。临界负荷优选为150gf以上，更优选为500gf以上。
另外，DLC膜可通过DLC处理来形成。对于DLC处理，大致区别地存在化学气相沉积法(CVD法)和物理气相沉积法(PVD法)两种。
如果使用其中的CVD法，则能够形成厚度均匀的DLC膜。
另外，作为PVD法，可列举电离气相沉积法、离子镀法、溅射法等。在通过PVD法进行DLC处理的情况下，作为原料，不仅可以使用烃原料，而且可以使用固体碳原料。因此，DLC膜中的氢量达到例如0～15atm％左右，可形成硬质的DLC膜。
在扩管插塞中，如果将DLC膜中的氢原子数的比例及碳原子数的比例分别设为AH(atm％)及AC(atm％)，则它们的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下。
在AH/AC低于0.03的情况下，DLC膜中包含的氢减少，DLC膜中的碳彼此形成sp2杂化轨道或sp3杂化轨道，碳间的键合变牢固。因此，有可能DLC膜的硬度过高，扩管加工时DLC膜因施予DLC膜的外力而导致破裂。另外，在这种情况下，有可能扩管负荷增大，金属管与扩管插塞的摩擦增大，金属磨损粉末变得易于附着于扩管插塞。AH/AC优选为0.033以上，更优选为0.035以上。另一方面，在AH/AC超过0.15的情况下，DLC膜中包含的氢增多。因此，DLC膜中的碳与氢键合，能够吸附润滑油的碳减少。所以，润滑油变得难以吸附于DLC膜中的碳原子。其结果，在DLC膜的表面，润滑油变得难以湿润铺展，使用润滑油进行扩管时易于引起局部的断油。另外，在这种情况下，碳彼此的sp2杂化轨道易于变得不规则。因此，DLC膜的硬度降低，DLC膜易于磨损。其结果，有可能扩管插塞的寿命下降。另外，在AH/AC大的情况下，碳的不成对电子减少。因此，例如即使使用含有油性剂的润滑油，油性剂也难以吸附于DLC膜。所以，例如即使在润滑油中添加了油性剂，油性剂的效果也减小。AH/AC优选为0.08以下，更优选为0.05以下。
DLC膜的AH/AC可通过调节DLC膜的制造条件来控制。即，例如可通过调节原料气体的组成、成膜时的偏压、蒸镀方法等来控制AH/AC。
具体而言，如果增加作为原料气体的例如烃的氢含量，则能够提高AH/AC。例如，在使用甲烷的情况下，与使用乙炔的情况相比，能够提高AH/AC。另外，如果使用例如石墨作为原料，则能够减小AH/AC。
另外，越提高成膜时的偏压则越可以减小AH/AC。
另外，上述的PVD法可以使用固体碳作为成膜原料。因此，与通过CVD法得到的DLC膜相比，通过PVD法得到的DLC膜能够减小AH/AC。
DLC膜中的氢原子数的比例AH(atm％)和碳原子数的比例AC(atm％)可利用DLC膜的辉光放电发射光谱分析来测定。
通过使用具有AH/AC(其基于利用辉光放电发射光谱分析而测定的值)为如上所述的平均0.03以上且0.15以下的DLC膜的扩管插塞，可更可靠地实现扩管负荷的降低以及金属磨损粉末的附着抑制。
另外，如果将DLC膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度和D谱带的峰强度分别设为PIG和PID，则它们的比PIG/PID低于3。
在PIG/PID为3以上的情况下，DLC膜的硬度变得过高，根据加工条件在扩管加工时，DLC膜有可能破裂。另外，在这种情况下，有可能扩管负荷增大，金属管与扩管插塞的摩擦增大。因此，金属磨损粉末有可能容易附着于扩管插塞。PIG/PID优选为2.5以下，更优选为2以下。另外，如果PIG/PID变得过小，则DLC膜的硬度降低，DLC膜变得易于磨损。从这种观点考虑，PIG/PID优选为1以上，更优选为1.5以上，进一步优选为1.7以上。
DLC膜的PIG/PID可通过调整DLC膜的制造条件来控制。即，例如能够通过调整原料气体的组成、成膜时的偏压、蒸镀方法等来控制PIG/PID。
具体而言，在DLC膜的制造时，例如通过在原料气体中混合包含除H及C以外的第三成分元素(例如Si等)的物质，能够增大PIG/PID。另外，如果提高成膜时的偏压，则氢浓度变低，因此DLC膜的密度增加。其结果，能够减小PIG/PID。
DLC膜的厚度例如为0.1～5μm。
作为扩管插塞用的DLC膜，优选采用如下的膜：在形成于板状的基材上的DLC膜上放置2μl的异构烷烃或α-烯烃之后，上述异构烷烃或上述α-烯烃扩展直至直径成15mm时所需要的时间成为80秒以内。
即，在这种情况下，对于以异构烷烃或α-烯烃为主要成分的廉价的润滑油，DLC膜的润湿铺展性优异。因此，即使少量使用廉价的润滑油进行扩管加工也能够充分降低扩管负荷，充分抑制金属磨损粉末的附着。
作为上述金属管，有铝管、铝合金管、铜管等。
上述金属管优选铝管或铝合金管。
在这种情况下，能够使减小扩管负荷、抑制金属磨损粉末的附着、耐久性优异的上述扩管插塞的优异的作用效果更显著。
即，通常，铝管和铝合金管的摩擦系数大。因此，扩管加工时扩管负荷增大，即使使用润滑油，扩管插塞与金属管的摩擦也有可能增大，产生金属的磨损粉末。通过使用上述扩管插塞，可以避免这些问题。
作为上述铝管、铝合金管，例如可使用包含JIS H 4080(2006年)所规定的A1070、A1050、A1100、A1200、A3003、A3203、A5052、A5056、A5083、A6061、A6063等铝或铝合金的管。
对于上述金属管，也可以在内面形成直线状、螺旋状等各种凹凸。这种情况下的金属管的内径成为与凸部内切的圆的直径。
可以在使温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的润滑油存在于上述金属管的至少内周面的状态下使用上述扩管插塞。
在润滑油的运动粘度低于0.5cSt的情况下，有可能润滑性不足。润滑油的运动粘度更优选为1cSt以上。另一方面，在润滑油的运动粘度超过20cSt的情况下，即使在扩管加工后进行润滑油的除去，也难以充分除去润滑油。其结果，金属管内的残油量有可能增加。润滑油的运动粘度更优选为5cSt以下，进一步优选为4cSt以下，更进一步优选为3cSt以下。
上述扩管插塞用于插入在设置于板状的翅片材料的贯通孔内配置的制冷剂配管用的上述金属管内。更具体而言，例如能够如下操作来使用。首先，在设置于板状的翅片材料的贯通孔内插入制冷剂配管用的金属管。接着，在金属管内强制地插入具有比金属管的内径大的外径的扩管插塞。由此，金属管的外径被扩张，贯通孔的内壁与金属管的外侧面嵌合(配合)。即，扩管插塞例如可用于制冷剂配管用的金属管与翅片材料的嵌合。在这种情况下，例如，如图5所示，可以将金属管2与翅片材料4嵌合，制作热交换器5。另外，用少量的润滑油，金属管2的扩管成为可能，低成本的扩管成为可能。另外，扩管加工后的金属管2内的残留油减少。因此，可以响应热交换器5中的高可靠性和低成本化的要求。
在上述金属管的扩管方法中，能够在上述金属管和上述扩管插塞之间，如上所述，在存在温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的润滑油的状态下进行上述金属管的扩管。温度40℃时的润滑油的运动粘度优选为10cSt以下，更优选为5cSt以下，进一步优选为3cSt以下。
具体而言，例如可使用含有选自石油基烃、α-烯烃、异构烷烃、聚丁烯中的一种以上作为基础油(主要成分)的润滑油。另外，在上述基础油中，根据需要可以进一步添加油性剂。油性剂的添加量例如为1～30wt％。另外，作为α-烯烃、异构烷烃、聚丁烯，可以使用碳数为10～18的材料。另外，作为油性剂，例如可使用选自高级醇、合成酯、脂肪酸、油脂中的一种以上。
作为润滑油，只要满足上述运动粘度范围，就可以使用可获得的扩管加工用的润滑油。更具体而言，例如可使用特开2008-093713号公报所公开的润滑油等。
上述润滑油的主要成分优选异构烷烃或α-烯烃。
在这种情况下，润滑油廉价，能够降低金属管的扩管成本。作为异构烷烃和α-烯烃，例如可以使用碳数10～18的材料。另外，在这种情况下，由于上述润滑油对形成于上述扩管插塞的表面的DLC膜的润湿铺展性优异，因此可以实现润滑油量的更进一步的降低。
实施例
(实施例1)
本例中，对扩管插塞以及使用它的金属管的扩管方法的实施例和比较例进行说明。
如图1所示，本例的扩管插塞1用于强制地插入金属管2内以使金属管2的外径扩张。扩管插塞1的外径D(最大直径)比金属管2的内径d大。如图2所示，扩管插塞1具有插塞主体部10、被覆于其表面的基底层11、被覆于基底层11上的DLC膜12。另外，在本例中，也使用不具有基底层、具有直接被覆于插塞主体部的表面的DLC膜的比较用的扩管插塞(图示略)。
在本例中，插塞主体部10为弹丸形，如图1所示，扩管插塞1也为弹丸形。对于扩管插塞1，为了使其侵入金属管2内而设置有从扩管插塞1延伸设置的、直径小于扩管插塞1的轴部19。轴部19钎焊于扩管插塞1。
在本例中，作为扩管插塞1，准备六种扩管插塞(试样P1～P6)(参照后述的表1)。这些扩管插塞1的插塞主体部10均包含超硬合金。超硬合金含有碳化钨和钴。
另外，在试样P1、P2、P4、P5和P6中，在插塞主体部10的外周表面被覆有基底层11，在该基底层11上被覆有DLC膜12(参照图2)。对于各试样，构成基底层的成分示于后述的表1。另一方面，在试样P3中，没有基底层，在插塞主体部的外周表面直接被覆有DLC膜(图示略)。
对于各试样的扩管插塞，如下操作来计算出AH/AC和PIG/PID。
＜计算AH/AC＞
AH/AC通过辉光放电发射光谱分析(GD-OES分析)来测定。
对于各试样的DLC膜，使用辉光放电发射分析装置(RIGAKU公司制的“GDA750”)，在DLC膜的深度方向进行分析。分析条件设为电力：25W、氩气压：3.5hPa、阳极直径：采样率：5ms。假定溅射速率一定，根据分析结束后的达到深度的实测值和分析时间，制作氢(H)和碳(C)的原子数比例相对于分析深度的曲线图。作为其一个例子，试样P3的结果示于图3。
根据分析结果计算出碳原子数比例的最大值(ACmax)和最小值(ACmin)的平均值，将该平均值作为碳的半衰值(AChalf)(参照图3)。将赋予直至碳的半衰值(AChalf)的深度设为DLC膜的厚度(T)。另外，对深度方向的每个测定点，根据氢原子数的比例和碳原子数的比例，利用下述式(1)计算出AH/AC，求出DLC膜中的AH/AC的平均值。各试样的DLC膜的AH/AC的平均值示于后述的表1。
AH/AC＝DLC膜中的氢原子数的比例/DLC膜中的碳原子数的比例式(1)
＜PIG/PID的计算＞
通过拉曼光谱分析法进行PIG/PID的计算。
首先，使用拉曼光谱测定装置(日本电子株式会社制“NRS-1000”)，得到DLC膜的拉曼光谱。作为激励光源，使用波长534nm的绿色激光。作为其一个例子，试样P3的DLC膜的拉曼光谱3示于图4。在该图中，横轴表示波数(cm-1)，纵轴表示强度。
根据得到的拉曼光谱，分离G谱带31的峰PIG和D谱带32的峰PID(参照图4)。各峰的分离使用株式会社ライトストーン制的分析软件“Origin8.6”，使用峰数：2、峰函数：高斯函数的条件来进行。另外，G谱带31和D谱带32的峰强度是将通过峰分离得到的各峰的基线设为0，将直至G谱带31的峰的最高点的高度设为G谱带的峰强度PIG，将直至D谱带32的峰的最高点的高度设为D谱带的峰强度PID。随后，根据式(2)计算出它们的比。各试样的DLC膜的PIG/PID的值示于后述的表1。
PIG/PID＝G谱带(G-band)的峰强度PIG/D谱带(D-band)的峰强度PID式(2)
另外，对于形成于各试样的扩管插塞的DLC膜，如下操作进行润湿铺展性的评价。
＜润湿铺展性＞
准备在与各试样的DLC膜同条件下成膜于平板上的DLC膜。形成于该平板上的DLC膜具有与各试样的DLC膜相同的组成和结构。接着，在形成于平板上的DLC膜上，使用注射器滴下2μl的异构烷烃(JX日矿日石能源株式会社制的“アイゾール400”)。将注射器的前端与DLC膜上接地来进行滴下。而且，测定从滴下即刻之后到异构烷烃在DLC膜上直径直至扩展为15mm的时间(s)，将其作为润湿铺展性的评价结果。其结果示于后述的表1。
予以说明，在DLC膜上，异构烷烃以圆均等地扩大其直径的方式来扩展，因此在距离滴下点7.5mm的位置引出夹着滴下点而对向的两条线，测量直至到达两方的线的时间(s)，由此可简便地进行润湿铺展性的评价。
另外，对于形成于各试样的扩管插塞的DLC膜，如下操作来测定临界负荷。
＜临界负荷＞
临界负荷通过划痕试验来测定。
划痕试验使用ヘイドン摩擦试验机(新东科学株式会社制的“HHS-2000”)进行。具体而言，将金刚石压头载置在成膜于表面抛光成镜面的超硬平板上的DLC膜上，一边在0～1000gf的范围连续地使施予DLC膜的负荷增加，一边使金刚石压头在各试样的DLC膜上滑动。这时，观察滑动痕，测定各试样的超硬开始露出时的负荷，将其作为临界负荷(gf)。将其结果示于表1。
[表1]
(表1)
试样编号 P1 P2 P3 P4 P5 P6
AH/AC 0.167 0.037 0.059 0.018 0.085 0.044
PIG/PID 2.52 1.89 2.30 3.11 3.01 1.75
润湿铺展性(s) 430 79 69 130 89 75
基底层的构成成分 Si Cr,Si 无 Cr Si W
临界负荷(gf) 320 520 140 150 330 530
接着，分别使用表1所示的各试样P1～P6的扩管插塞，进行金属管的扩管加工，测定扩管负荷，并且测定金属磨损粉末向扩管插塞的附着量。
在本例中，使用最大直径的扩管插塞(试样P1～P6)，制作外径7.0mm、内面带直槽的JIS A3003的铝合金管(铝管)。铝管的槽深(翅片高度)为300μm，底壁厚(从槽底到外周面的壁厚)为475μm，条数为36条。
具体而言，如图1所示，将内面21形成有沿铝管2的轴方向延伸的多个直槽(图示略)的铝管2，以其轴方向成为铅直方向的方式固定。然后，从铅直方向的上方向下方供给润滑油，向铝管2的内面21供给润滑油。润滑油的组成示于表2。
接着，在铝管2内插入扩管插塞1(试样P1～P6)，在轴部19施予规定的负荷以使扩管插塞1在铅直方向的上方向下方的轴方向行进，进行铝管2的扩管加工。铝管2内的扩管插塞1的移动速度(扩管速度)设为50mm/min。在本例中，将上述的表1所示的六种扩管插塞(试样P1～P6)和下述的表2所示的三种润滑油(试样L1～试样L3)组合，进行后述的表3所示的八种扩管加工(试验例1～试验例8)。
[表2]
(表2)
＜扩管负荷＞
在扩管负荷的评价中，使用1ml的润滑油进行上述的扩管加工(试验1～试验8)。而且，扩管加工中铝管内的扩管插塞的移动距离为50～100mm时，测定扩管需要的平均负荷，将其作为扩管负荷(kgf)。其结果示于表3。
＜磨损粉末的附着量＞
在与扩管负荷同样的条件下进行铝管的扩管加工。而且，测定将铝管扩管100mm时附着于扩管插塞的铝磨损粉末的量。具体而言，用显微镜将扩管插塞的附着物放大至50倍，使用图像分析软件(株式会社ニレコ制的“LUZEX_AP ver1.43”)，测定磨损粉末的附着面积(mm2)，将该附着面积设为磨损粉末的附着量(mm2)。其结果示于表3。
另外，对于形成于各试样P1～P6的扩管插塞的DLC膜，如下操作评价磨损性。
＜磨损性＞
DLC膜的磨损性通过销盘(pin-on-disk)试验来评价。
首先，在对表面进行了镜面抛光的超硬盘上，在分别与上述的各试样P1～P6的DLC膜相同条件下成膜DLC膜。形成于盘上的DLC膜具有与上述的各试样的DLC膜相同的组成和结构。
接着，作为销盘试验用的销，准备三个直径的A3003制铝销，使其一侧的前端形成R2.5的曲面。将销的曲面侧与形成于盘上的DLC膜抵接，一边供给润滑油(试样L1～L3)，一边使盘旋转，使销盘试验装置的销在DLC膜上滑动。此时，将盘的转速设为250rpm、旋转半径(从盘的中心至销的中心的距离)设为22.5mm、滑动时间设为100分钟。
这样操作，对各试样的DLC膜进行销盘试验。对于在100分钟的滑动中摩擦系数急剧地上升的试样(盘)，在摩擦系数上升时停止滑动，用光学显微镜观察试样的表面，确认DLC膜的磨损的有无。磨损系数上升了的试样均观察到DLC膜的磨损，因此将摩擦系数上升时的时间设为磨损性的评价时间(min)。另外，对于在100分钟的滑动中摩擦系数没有上升的试样，在100分钟的滑动后用光学显微镜观察试样的表面，确认DLC膜的磨损的有无。摩擦系数未上升的试样均未观察到有DLC膜的磨损，因此判断为磨损性良好，将磨损性的评价结果设为“＞100(min)”。其结果示于后述的表3。
[表3]
(表3)
关于P1～P6，参照表1
关于L1～L3，参照表2
由表1～表3可知，若使用具有基底层、在其上形成有AH/AC平均为0.03以上且0.15以下且PIG/PID低于3的DLC膜的扩管插塞(试样P2、试样P6)，则即使使用少量的润滑油也能够充分且可靠地减小扩管负荷，通过能够充分且可靠地抑制金属磨损粉末的附着(参照试验例2、试验例6、试验例7和试验例8)。另外，上述特定的DLC膜耐磨损性优异，因此形成有这样的DLC膜的扩管插塞(试样P2、试样P6)耐久性优异。予以说明，试样P2和试样P6是与实施例有关的扩管插塞，其它试样是与比较例有关的扩管插塞。另外，试验例2、试验例6、试验例7和试验例8是与实施例有关的扩管方法，其它试验例是与比较例有关的扩管方法。

Claims (9)

1.扩管插塞，其用于在金属管内强制地插入具有比该金属管的内径大的外径的扩管插塞以使所述金属管的外径扩张，其特征在于，
该扩管插塞具有插塞主体部、被覆于该插塞主体部的表面的基底层和被覆于该基底层上的类金刚石碳膜，
所述基底层包含选自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一种或两种以上，
所述类金刚石碳膜中的氢原子百分率AH与碳原子百分率AC的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下，
所述类金刚石碳膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱带的峰强度PID的比PIG/PID低于3。
2.如权利要求1所述的扩管插塞，其特征在于，所述类金刚石碳膜中的所述氢原子百分率和所述碳原子百分率是通过所述类金刚石碳膜的辉光放电发射光谱分析所测定的值。
3.如权利要求1所述的扩管插塞，其特征在于，在形成于板状的基材上的类金刚石碳膜上滴下2μl的异构烷烃或α-烯烃之后直至所述异构烷烃或所述α-烯烃扩大为直径15mm所需要的时间为80秒以内的膜，被用作所述扩管插塞用的所述类金刚石碳膜。
4.如权利要求2所述的扩管插塞，其特征在于，在形成于板状的基材上的类金刚石碳膜上滴下2μl的异构烷烃或α-烯烃之后直至所述异构烷烃或所述α-烯烃扩大为直径15mm所需要的时间为80秒以内的膜，被用作所述扩管插塞用的所述类金刚石碳膜。
5.如权利要求1～4中任一项所述的扩管插塞，其特征在于，
所述金属管为铝管或铝合金管，
所述扩管插塞用于插入配置于贯通孔内的制冷剂配管用的所述金属管内，该贯通孔设置于板状的翅片材料。
6.金属管的扩管方法，其是在金属管内强制地插入权利要求1～4中任一项所述的扩管插塞以使所述金属管的外径扩张的金属管的扩管方法，其特征在于，
在使温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的润滑油存在于所述金属管与所述扩管插塞之间的状态下进行所述金属管的扩管。
7.金属管的扩管方法，其是在金属管内强制地插入权利要求5所述的扩管插塞以使所述金属管的外径扩张的金属管的扩管方法，其特征在于，
在使温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的润滑油存在于所述金属管与所述扩管插塞之间的状态下进行所述金属管的扩管。
8.如权利要求6所述的金属管的扩管方法，其特征在于，所述润滑油的主要成分为异构烷烃或α-烯烃。
9.如权利要求7所述的金属管的扩管方法，其特征在于，所述润滑油的主要成分为异构烷烃或α-烯烃。
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