JP2009220116A - Lubricated rolling method and lubricated rolling apparatus of alloy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑油を用いて合金を潤滑圧延する合金の潤滑圧延方法および合金の潤滑圧延装置に関する。 The present invention relates to a lubrication rolling method of an alloy and a lubrication rolling apparatus for the alloy which lubricate and roll the alloy using a lubricating oil.
従来から、熱間圧延ラインに潤滑剤供給装置を具備した熱間圧延機列を配置し、ワークロールに潤滑油を供給しつつ、被圧延材を圧延する潤滑圧延が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, lubrication rolling has been performed in which a hot rolling mill line provided with a lubricant supply device is arranged in a hot rolling line, and a material to be rolled is rolled while supplying lubricating oil to a work roll.
潤滑圧延における潤滑性の制御は、材料の表面品質や圧延性に重要な影響を及ぼすことが知られている。アルミニウムの熱間圧延(潤滑圧延)工程などでは、通常、様々な事前評価の結果に基づいて、予め最適な潤滑油を1種類選定しておき、これをリサーキュレーション、或いは、油水混合供給により使用して、潤滑圧延を行っている。潤滑油においては、材料の最表層との関係が重要であり、潤滑油の潤滑性能を向上させるために、通常、潤滑油には、油性剤、極圧剤等が添加されている。 It is known that the control of the lubricity in the lubrication rolling has an important influence on the surface quality of the material and the rollability. In the hot rolling (lubrication rolling) process of aluminum, etc., one type of optimum lubricating oil is usually selected in advance based on the results of various prior evaluations, and this is performed by recirculation or oil / water mixed supply. Used for lubrication rolling. In the lubricating oil, the relationship with the outermost layer of the material is important. In order to improve the lubricating performance of the lubricating oil, an oily agent, an extreme pressure agent and the like are usually added to the lubricating oil.
また、金属の圧延工程では、多くの場合、1種類の潤滑油が使用されており、1種類の潤滑油で目的に応じた潤滑性の制御を行うために、潤滑油の供給方法が工夫されている。 Also, in many cases, one type of lubricating oil is used in the metal rolling process, and a lubricating oil supply method has been devised in order to control lubricity according to the purpose with one type of lubricating oil. ing.
例えば、特許文献1に開示されている潤滑剤供給方法においては、圧下量及びワークロール直径から演算した接触弧長と、ワークロールの周速度とに基づいて、ロールバイト入側に供給する潤滑剤の供給量を決定している。また、被圧延材の噛み込みスリップの発生を防止するために、被圧延材の噛み込みを開始した時点で、決定した供給量より少ない供給量の潤滑剤がワークロール表面に供給された状態になるようにしている。
For example, in the lubricant supply method disclosed in
潤滑圧延においては、特許文献1にも記載されているように、被圧延材の噛み込み性を向上させることが望まれている。そこで、噛み込みが開始される先端部のみに潤滑油を落として噛み込み性を向上させることが考えられるが、この場合、一時的に圧延速度や油供給量を変化させる必要があるとともに、被圧延材の先端部が噛み込んだ後には、通常の圧延速度や油供給量に戻す必要があり、生産効率が非常に悪い。
In lubrication rolling, as described in
また、複数種類の潤滑油を必要に応じて使い分けることも考えられるが、潤滑油の使い分けは煩雑であり、潤滑油を使い分けたとしても、潤滑油同士が混ざり合うことによってリサーキュレーションが困難になる。 In addition, it is conceivable to use multiple types of lubricating oil as needed, but the use of lubricating oil is complicated, and even if lubricating oil is used properly, recirculation becomes difficult due to the mixing of lubricating oils. Become.
そこで、同一種類の潤滑油を供給することで、被圧延材の定常部の潤滑性を低下させることなく、被圧延材の噛み込み性を向上させることが望まれる。 Therefore, it is desired to improve the biting property of the material to be rolled without reducing the lubricity of the steady portion of the material to be rolled by supplying the same type of lubricating oil.
本発明の目的は、同一種類の潤滑油を用いながら被圧延材の噛み込み性を向上させることが可能な合金の潤滑圧延方法および合金の潤滑圧延装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an alloy lubrication rolling method and an alloy lubrication rolling apparatus capable of improving the biting property of a material to be rolled while using the same type of lubricating oil.
本発明の合金の潤滑圧延方法は、主成分に副成分が添加された合金を潤滑油を用いて潤滑圧延する合金の潤滑圧延方法であって、前記潤滑圧延を行う前に、前記合金の特定部分を加熱することによって、当該特定部分の最表層に前記副成分を偏析させることを特徴とする。 The lubrication rolling method of the alloy of the present invention is a lubrication rolling method of an alloy that lubricates and rolls an alloy with a minor component added as a main component using a lubricating oil, and before the lubrication rolling, the alloy is specified. The subcomponent is segregated in the outermost layer of the specific portion by heating the portion.
上記の構成によれば、潤滑圧延が行われる前に、被圧延材である合金の特定部分、例えば、合金の先端部が加熱されることによって、主成分および副成分の拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、特定部分の最表層に副成分が偏析される。これにより、潤滑圧延時に潤滑油が用いられた際に、特定部分の最表層の油性効果が変化され、特定部分の摩擦係数が高くなる。よって、噛み込み性が要求される部分を特定部分とすることによって、同一種類の潤滑油を用いながら、定常部の潤滑性を低下させることなく、即ち、定常部の表面性や圧延性などを維持しつつ、被圧延材である合金の噛み込み性を向上させることができる。 According to the above configuration, the specific part of the alloy that is the material to be rolled, for example, the tip of the alloy is heated before lubrication rolling, so that the diffusion coefficient of the main component and subcomponents and the oxide Due to the ease of generation, the subcomponents are segregated on the outermost layer of the specific portion. Thereby, when lubricating oil is used at the time of lubrication rolling, the oily effect of the outermost layer of a specific part is changed, and the friction coefficient of a specific part becomes high. Therefore, by making the part that requires biting property a specific part, while using the same type of lubricating oil, without reducing the lubricity of the steady part, that is, the surface property and rolling property of the steady part. While maintaining, the biting property of the alloy as the material to be rolled can be improved.
また、本発明の合金の潤滑圧延方法において、前記主成分がアルミニウムであってよい。上記の構成によれば、合金の主成分をアルミニウムとすることによって、アルミニウムの拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、加熱された特定部分の最表層に副成分を好適に偏析させることができる。 In the lubricating rolling method for an alloy of the present invention, the main component may be aluminum. According to the above configuration, by making the main component of the alloy aluminum, the subcomponents are preferably segregated on the outermost layer of the heated specific portion from the diffusion coefficient of aluminum, the ease of oxide formation, etc. Can do.
また、本発明の合金の潤滑圧延方法において、前記潤滑油が、エステル、脂肪酸、および、アルコールの1つ以上を含有していてよい。上記の構成によれば、潤滑油がエステル等の油性剤を含有していることによって、加熱された特定部分における摩擦係数を好適に高めることができる。 In the lubricating rolling method for an alloy of the present invention, the lubricating oil may contain one or more of an ester, a fatty acid, and an alcohol. According to said structure, when the lubricating oil contains oil-based agents, such as ester, the friction coefficient in the heated specific part can be improved suitably.
また、本発明の合金の潤滑圧延方法において、前記特定部分の加熱温度が420℃以上620℃以下であってよい。上記の構成によれば、合金の特定部分を420℃以上620℃以下、好ましくは480℃以上540℃以下で加熱することにより、特定部分の最表層に副成分を十分に偏析させることができる。 In the lubricating rolling method for an alloy of the present invention, the heating temperature of the specific portion may be 420 ° C. or higher and 620 ° C. or lower. According to said structure, a subcomponent can fully be segregated to the outermost layer of a specific part by heating the specific part of an alloy at 420 to 620 degreeC, Preferably it is 480 to 540 degreeC.
また、本発明の合金の潤滑圧延方法においては、加熱後の前記特定部分の最表層において、主成分の成分量をM1(wt%)、副成分の成分量をM2(wt%)とすると、M2/M1>0.4の関係を満たしていてよい。上記の構成によれば、M2/M1>0.4の関係を満たすように、特定部分の最表層に副成分を偏析させることで、特定部分の摩擦係数を十分に高めることができる。
In the lubricating rolling method of the alloy of the present invention, the component amount of the main component is M 1 (wt%) and the component amount of the sub component is M 2 (wt%) in the outermost layer of the specific portion after heating. Then, the relationship of M 2 / M 1 > 0.4 may be satisfied. According to the arrangement, so as to satisfy the relation of M 2 /
また、本発明の合金の潤滑圧延方法において、前記副成分が、マグネシウム、マンガン、亜鉛、銅、および、シリコンの1つ以上であってよい。上記の構成によれば、合金がマグネシウム等の副成分を含有していることで、加熱された特定部分の最表層に副成分を好適に偏析させることができる。 In the lubricating rolling method for an alloy of the present invention, the subcomponent may be one or more of magnesium, manganese, zinc, copper, and silicon. According to said structure, a subcomponent can be suitably segregated in the outermost layer of the heated specific part because the alloy contains subcomponents, such as magnesium.
また、本発明の合金の潤滑圧延方法において、前記特定部分が、前記合金の先端部および/又は後端部であってよい。上記の構成によれば、合金の先端部および/又は後端部といった噛み込み性が要求される箇所を特定部分として加熱することによって、被圧延材である合金の噛み込み性を好適に向上させることができる。 In the lubrication rolling method for an alloy of the present invention, the specific portion may be a front end portion and / or a rear end portion of the alloy. According to said structure, the biting property of the alloy which is a to-be-rolled material is improved suitably by heating the location where biting property, such as the front-end | tip part and / or rear end part of an alloy, is requested | required as a specific part. be able to.
また、本発明の合金の潤滑圧延装置は、主成分に副成分が添加された合金を潤滑油を用いて潤滑圧延する合金の潤滑圧延装置であって、前記潤滑圧延を行う潤滑圧延手段と、前記潤滑圧延手段の上流側に設けられ、前記合金の特定部分の最表層に前記副成分が偏析するように、前記特定部分を加熱する加熱手段と、を有することを特徴とする。 Further, the lubrication rolling device of the alloy of the present invention is a lubrication rolling device of an alloy that lubricates and rolls an alloy having a minor component added as a main component using a lubricating oil, and a lubrication rolling means for performing the lubrication rolling, And a heating means provided on the upstream side of the lubrication rolling means for heating the specific portion so that the subcomponent segregates on the outermost layer of the specific portion of the alloy.
上記の構成によれば、潤滑圧延手段において潤滑圧延が行われる前に、被圧延材である合金の特定部分、例えば、合金の先端部が加熱手段により加熱されることによって、主成分および副成分の拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、特定部分の最表層に副成分が偏析される。これにより、潤滑圧延手段における潤滑圧延時に潤滑油が用いられた際に、特定部分の最表層の油性効果が変化され、特定部分の摩擦係数が高くなる。よって、噛み込み性が要求される部分を特定部分とすることによって、同一種類の潤滑油を用いながら、定常部の潤滑性を低下させることなく、即ち、定常部の表面性や圧延性などを維持しつつ、被圧延材である合金の噛み込み性を向上させることができる。 According to the above configuration, before the lubrication rolling is performed in the lubrication rolling means, the specific part of the alloy as the material to be rolled, for example, the tip of the alloy is heated by the heating means, so that the main component and the subcomponent Subcomponents are segregated in the outermost surface layer of the specific portion because of the diffusion coefficient of the oxide and the ease of oxide formation. Thereby, when lubricating oil is used at the time of the lubricating rolling in the lubricating rolling means, the oily effect of the outermost layer of the specific portion is changed, and the friction coefficient of the specific portion is increased. Therefore, by making the part that requires biting property a specific part, while using the same type of lubricating oil, without reducing the lubricity of the steady part, that is, the surface property and rolling property of the steady part. While maintaining, the biting property of the alloy as the material to be rolled can be improved.
以下、図面に基づいて、本発明に係る合金の潤滑圧延方法および合金の潤滑圧延装置について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an alloy lubrication rolling method and an alloy lubrication rolling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(潤滑圧延装置1の構成)
本実施の形態における合金の潤滑圧延装置(以下、潤滑圧延装置)1は、図1に示すように、潤滑油を用いて合金を潤滑圧延するものである。本実施の形態においては、アルミニウムを主成分とし、マグネシウムが副成分として添加された5000系アルミニウム合金を被圧延材10として使用するものとして説明する。また、本実施の形態において、潤滑油には、オレイン酸等の油性剤が含まれている。
(Configuration of lubrication rolling device 1)
As shown in FIG. 1, an alloy lubrication rolling apparatus (hereinafter referred to as a lubrication rolling apparatus) 1 according to the present embodiment lubricates and rolls an alloy using a lubricating oil. In the present embodiment, a description will be given assuming that a 5000 series aluminum alloy containing aluminum as a main component and magnesium as a subcomponent is used as the material to be rolled 10. In the present embodiment, the lubricating oil contains an oily agent such as oleic acid.
図1に示すように、潤滑圧延装置1は、被圧延材10を加熱する加熱手段としての加熱炉2を上流側に有し、加熱炉2の下流側に潤滑圧延(粗ミル)を行う潤滑圧延手段としての粗圧延機3を有している。なお、粗圧延機3の下流側には、潤滑圧延(仕上ミル)を行う仕上げ圧延機(図示せず)が設けられている。
As shown in FIG. 1, the lubrication
加熱炉2と粗圧延機3との間、粗圧延機3と仕上げ圧延機との間には、被圧延材10を搬送する搬送手段(図示せず)が設けられている。なお、この搬送手段は、複数の駆動ロール又はフリーロールが連設されて構成されていてよい。
Conveying means (not shown) for conveying the material to be rolled 10 is provided between the
加熱炉2は、潤滑圧延を行う前の被圧延材10をホットチャージ(常温よりも高い温度に温められた状態にすること)するものであるが、本実施の形態においては、ホットチャージを行う構成に加えて、被圧延材10の特定部分(本実施の形態では先端部)の位置を検知する位置センサ31と、被圧延材10の先端部の温度を検知する温度センサ32と、被圧延材10の先端部を加熱するバーナー33とを有している。
The
ここで、マグネシウムが添加されたアルミニウム合金においては、マグネシウムがアルミニウムよりも酸化されやすいことや、マグネシウムの拡散係数がアルミニウムの拡散係数よりも大きいことにより、アルミニウム合金の最表層において、マグネシウムの濃化が起こることが知られている。本実施の形態の加熱炉2は、アルミニウム合金である被圧延材10の先端部をバーナー33で加熱することによって、先端部の最表層に副成分であるマグネシウムを強制的に偏析させる構成にされている。ここで、最表層とは、被圧延材10の表面から0.2μmの深さの部分を指す。
Here, in the aluminum alloy to which magnesium is added, magnesium is concentrated in the outermost layer of the aluminum alloy because magnesium is more easily oxidized than aluminum and the diffusion coefficient of magnesium is larger than that of aluminum. Is known to happen. The
加熱炉2におけるホットチャージ以外の動作は、制御装置50により制御されている。制御装置50は、CPU51と、ROM(Read Only Memory)52と、RAM(Random Access Memory)53と、インターフェイス回路54と、タイマ55と、バーナー33を制御する加熱制御回路56とを備えている。
Operations other than hot charging in the
CPU51は、加熱炉2におけるホットチャージ以外の動作を制御する。ROM52には、CPU51により実行されるプログラム等や、恒久的に用いるデータ等が記憶されている。RAM53には、CPU51が処理を行う際に用いるデータやプログラム等が一時的に記憶される。例えば、被圧延材10の先端部の位置や、バーナー33による加熱を開始してから経過した時間や、被圧延材10の先端部の温度が記憶される。
The
CPU51は、インターフェイス回路54を介して位置センサ31から入力された信号に基づいて、被圧延材10の先端部をバーナー33の真上に位置させる。そして、CPU51は、加熱制御回路56を制御することによって、所定時間が経過するまで、所定温度で被圧延材10の先端部をバーナー33で加熱させる。本実施の形態において、所定温度は420℃以上620℃以下であり、好ましくは480℃以上540℃以下である。また、本実施の形態において、所定時間は1時間以上である。
The
また、CPU51は、加熱が行われている間、インターフェイス回路54を介して温度センサ32から入力された信号に基づいて、被圧延材10の先端部の温度を所定温度に保つように加熱制御回路56を制御する。そして、CPU51は、タイマ55からの信号に基づいて、所定時間が経過したと判定した場合に、加熱制御回路56を制御して、バーナー33による加熱を停止させる。
Further, the
粗圧延機3は、被圧延材10を狭持して所定の圧延荷重で圧下する一対のワークロール42と、ワークロール42による圧下を補強する一対のバックアップロール41と、ワークロール42の表面に潤滑油を噴射するスプレーノズル43と、ワークロール42を回転させるモータ(図示せず)とを有している。被圧延材10は、まず最初にその先端部が一対のワークロール42によって噛み込まれ、ワークロール42の回転によって、先端部から後端部にわたって潤滑圧延(粗ミル)されることになる。なお、粗ミルされた被圧延材10は、一対のワークロールと一対のバックアップロールとを複数有する仕上げ圧延機において何度も往復通過されることにより、所望の板厚に潤滑圧延(仕上ミル)される。
The
(潤滑圧延装置1の動作)
次に、図2の潤滑圧延処理ルーチンを用いて、潤滑圧延装置1の動作について説明する。まず、被圧延材10を加熱炉2に投入する(S1)。そして、図1に示すように、被圧延材10の先端部がバーナー33の真上になるように位置決めする(S2)。次に、被圧延材10の先端部をバーナー33で所定時間が経過するまで所定温度で加熱する(S3)。これにより、アルミニウムよりも酸化されやすく、アルミニウムよりも拡散係数が大きいマグネシウムが先端部の最表層に偏析される。
(Operation of the lubricating rolling device 1)
Next, the operation of the
ここで、加熱後の被圧延材10の先端部の最表層において、アルミニウムの成分量をM1(wt%)、マグネシウムの成分量をM2(wt%)とすると、M2/M1>0.4の関係を満たしている。 Here, when the aluminum component amount is M 1 (wt%) and the magnesium component amount is M 2 (wt%), M 2 / M 1 > The relationship of 0.4 is satisfied.
その後、被圧延材10のホットチャージを行う(S4)。なお、ホットチャージを行う前に、被圧延材10の先端部を冷却してもよい。また、S4のホットチャージと、S3の被圧延材10の先端部の加熱とは、順番が逆であってもよい。そして、温められた被圧延材10を粗圧延機3に向かって送り出し、粗圧延機3において潤滑圧延(粗ミル)を行う(S5)。潤滑圧延(粗ミル)は、被圧延材10を一対のワークロール42で挟持して、所定の圧延荷重で圧下しながら下流に向かって搬送することにより行われる。潤滑圧延が行われている間、スプレーノズル43からワークロール42の表面に潤滑油が噴射される。
Thereafter, hot rolling of the material to be rolled 10 is performed (S4). In addition, you may cool the front-end | tip part of the to-
ここで、先に加熱炉2において被圧延材10の先端部が加熱されて、先端部の最表層にマグネシウムが偏析しているので、先端部の最表層の油性効果が変化し、先端部の摩擦係数が高くなっている。これにより、先端部の噛み込み性が向上されているから、一対のワークロール42による被圧延材10の先端部の噛み込みがスムーズに行われる。
Here, since the tip of the material to be rolled 10 is first heated in the
このように、潤滑圧延が行われる前に、被圧延材10であるアルミニウム合金の先端部が加熱されることによって、アルミニウムおよびマグネシウムの拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、先端部の最表層にマグネシウムが偏析される。これにより、潤滑圧延時に潤滑油が用いられた際に、先端部の最表層の油性効果が変化され、先端部の摩擦係数が高くなる。よって、同一種類の潤滑油を用いながら、定常部の潤滑性を低下させることなく、即ち、定常部の表面性や圧延性などを維持しつつ、被圧延材10であるアルミニウム合金の噛み込み性を向上させることができる。 Thus, before lubrication rolling is performed, the tip of the aluminum alloy as the material to be rolled 10 is heated, so that the tip of the tip can be obtained from the diffusion coefficient of aluminum and magnesium, the ease of formation of oxides, and the like. Magnesium is segregated on the outermost layer. Thereby, when lubricating oil is used at the time of lubrication rolling, the oily effect of the outermost layer of a front-end | tip part is changed, and the friction coefficient of a front-end | tip part becomes high. Therefore, while using the same type of lubricating oil, the lubricity of the aluminum alloy that is the material to be rolled 10 is maintained without reducing the lubricity of the steady portion, that is, while maintaining the surface property and rolling property of the steady portion. Can be improved.
また、合金の主成分をアルミニウムとすることによって、アルミニウムの拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、加熱された先端部の最表層にマグネシウムを好適に偏析させることができる。 In addition, when aluminum is used as the main component of the alloy, magnesium can be suitably segregated in the outermost layer of the heated tip due to the diffusion coefficient of aluminum and the ease of oxide formation.
また、潤滑油には、オレイン酸等の油性剤が含まれている。これにより、後述の試験結果で述べるように、加熱された被圧延材10の先端部における摩擦係数を好適に高めることができる。 The lubricating oil contains an oily agent such as oleic acid. Thereby, as will be described in the test results described later, the friction coefficient at the tip of the heated material to be rolled 10 can be suitably increased.
また、被圧延材10の先端部が420℃以上620℃以下、好ましくは480℃以上540℃以下で加熱される。これにより、後述の試験結果で述べるように、先端部の最表層にマグネシウムを十分に偏析させることができる。
Moreover, the front-end | tip part of the to-
また、後述の試験結果で述べるように、M2/M1>0.4の関係を満たすように、先端部の最表層にマグネシウムを偏析させることで、先端部の摩擦係数を十分に高めることができる。 Moreover, as will be described in the test results described later, the friction coefficient of the tip is sufficiently increased by segregating magnesium in the outermost layer of the tip so as to satisfy the relationship of M 2 / M 1 > 0.4. Can do.
また、被圧延材10であるアルミニウム合金がマグネシウムを副成分として含有していることで、加熱された先端部の最表層にマグネシウムを好適に偏析させることができる。
Moreover, magnesium can be segregated suitably in the outermost layer of the heated front-end | tip part because the aluminum alloy which is the to-
また、噛み込み性が要求される被圧延材10の先端部を加熱することによって、被圧延材10であるアルミニウム合金の噛み込み性を好適に向上させることができる。
Moreover, the biting property of the aluminum alloy which is the to-
その後、被圧延材10を仕上げ圧延機に送り出し、仕上げ圧延機において仕上げ圧延(仕上ミル)を行う(S6)。そして、本ルーチンを終了する。 Thereafter, the material to be rolled 10 is sent to a finishing mill, and finish rolling (finishing mill) is performed in the finishing mill (S6). Then, this routine ends.
なお、被圧延材10の先端部の加熱は、粗圧延機3における潤滑圧延(粗ミル)の後であって、仕上げ圧延機における仕上げ圧延(仕上ミル)の前に行われる構成であってもよい。このような構成であっても、仕上げ圧延機において、被圧延材10の先端部の噛み込みをスムーズに行うことができる。
In addition, even if the heating of the front-end | tip part of the to-
また、被圧延材10の後端部についても、先端部と同様に、バーナー33で加熱されることによって、マグネシウムが後端部の最表層に偏析される構成であってもよい。また、被圧延材10の後端部のみがバーナー33で加熱される構成であってもよい。マグネシウムを後端部の最表層に偏析させることにより、被圧延材10が何度も往復通過される仕上げ圧延機において、被圧延材10の先端部だけでなく、被圧延材10の後端部の噛み込みをスムーズに行うことができる。
Further, the rear end portion of the material to be rolled 10 may also be configured such that magnesium is segregated to the outermost layer of the rear end portion by being heated by the burner 33 in the same manner as the front end portion. Moreover, the structure by which only the rear-end part of the to-
(摩擦係数の測定結果)
図3は、摩擦係数の測定結果を示したものである。本試験では、マグネシウムを副成分として含有するアルミニウム合金(A5182)を用い、潤滑油としてドデカンを用いて、ドデカン中におけるアルミニウム合金の摩擦係数を、加熱処理前後で測定した。また、油性剤としてオレイン酸又はエステル(ステアリン酸ブチル)を用い、これを5wt%添加したドデカン中におけるアルミニウム合金の摩擦係数を、加熱処理前後で測定した。加熱は540℃で7時間行った。なお、摩擦係数の測定は、高千穂精機製ボールオンディスク型摩擦摩耗試験機を使用して行った。
(Friction coefficient measurement results)
FIG. 3 shows the measurement result of the friction coefficient. In this test, the friction coefficient of the aluminum alloy in dodecane was measured before and after the heat treatment using an aluminum alloy (A5182) containing magnesium as a subcomponent and using dodecane as a lubricating oil. Further, oleic acid or ester (butyl stearate) was used as an oily agent, and the friction coefficient of the aluminum alloy in dodecane added with 5 wt% of this was measured before and after the heat treatment. Heating was performed at 540 ° C. for 7 hours. The coefficient of friction was measured using a ball-on-disk friction and wear tester manufactured by Takachiho Seiki.
図3に示すように、オレイン酸又はエステルをドデカンに添加した場合、加熱処理を行っていないアルミニウム合金において摩擦係数の低減効果がみられた。一方、加熱処理を行ったアルミニウム合金においては、摩擦係数にほとんど違いがなかった。このことから、油性剤を添加した潤滑油においては、加熱処理を行っていないアルミニウム合金よりも、加熱処理を行ったアルミニウム合金の方が、摩擦係数が高くなることがわかる。なお、油性剤は、オレイン酸以外の脂肪酸やアルコールであってもよい。 As shown in FIG. 3, when oleic acid or ester was added to dodecane, an effect of reducing the friction coefficient was observed in an aluminum alloy that was not subjected to heat treatment. On the other hand, there was almost no difference in the coefficient of friction in the heat-treated aluminum alloy. From this, it can be seen that in the lubricating oil to which the oil-based agent is added, the friction coefficient is higher in the heat-treated aluminum alloy than in the heat-treated aluminum alloy. The oily agent may be a fatty acid or alcohol other than oleic acid.
(表面組成の分析結果)
表1は、表面組成の分析結果を示したものである。本試験では、マグネシウムを副成分として含有するアルミニウム合金を用い、加熱処理を行っていないアルミニウム合金の最表層(アルミニウム合金の表面から0.2μmの深さの部分)の金属組成と、加熱処理を行ったアルミニウム合金の最表層の金属組成とを、それぞれ測定した。加熱は540℃で7時間行った。なお、表面の金属組成の測定は、Nikon製ESEM−2700/EDAX低真空走査型電子顕微鏡を使用し、加速電圧5kV、倍率100倍で行った。
(Surface composition analysis results)
Table 1 shows the analysis results of the surface composition. In this test, an aluminum alloy containing magnesium as an accessory component was used, and the metal composition of the outermost layer of the aluminum alloy not subjected to the heat treatment (a portion having a depth of 0.2 μm from the surface of the aluminum alloy) and the heat treatment were performed. The metal composition of the outermost layer of the aluminum alloy was measured. Heating was performed at 540 ° C. for 7 hours. The metal composition on the surface was measured using an ESEM-2700 / EDAX low vacuum scanning electron microscope manufactured by Nikon at an acceleration voltage of 5 kV and a magnification of 100 times.
加熱処理により、アルミニウム合金の被加熱部の最表層におけるマグネシウムの割合(wt%)が大きく増加していることがわかる。 It can be seen that the magnesium ratio (wt%) in the outermost layer of the heated portion of the aluminum alloy is greatly increased by the heat treatment.
図4は、加熱条件を異ならせて、アルミニウム合金の被加熱部の最表層におけるアルミニウムとマグネシウムの割合を測定した結果を示したものである。加熱処理を行っていないアルミニウム合金(未加熱材)においては、マグネシウムの割合が10%未満であった。一方、加熱条件が420℃で1時間のアルミニウム合金(420℃×1h)においては、マグネシウムの割合が30%以上であった。加熱条件が540℃で7時間のアルミニウム合金(540℃×7h(1)、540℃×7h(2))においては、1回目(540℃×7h(1))では、マグネシウムの割合が60%以上であったが、2回目(540℃×7h(2))では、マグネシウムの割合が30%以上で、加熱条件が420℃で1時間のアルミニウム合金と大差がなかった。 FIG. 4 shows the results of measuring the ratio of aluminum and magnesium in the outermost layer of the heated portion of the aluminum alloy with different heating conditions. In the aluminum alloy (unheated material) that was not heat-treated, the proportion of magnesium was less than 10%. On the other hand, in the aluminum alloy (420 ° C. × 1 h) at 420 ° C. for 1 hour, the magnesium ratio was 30% or more. In the aluminum alloy (540 ° C. × 7 h (1), 540 ° C. × 7 h (2)) for 7 hours at 540 ° C., the magnesium ratio is 60% in the first time (540 ° C. × 7 h (1)). Although it was above, in the 2nd time (540 degreeC x 7 h (2)), the ratio of magnesium was 30% or more, and the heating conditions were 420 degrees C and the aluminum alloy for 1 hour was not a big difference.
ここで、アルミニウム合金の加熱温度の上限値は620℃である。これは、アルミニウム合金の加熱温度が620℃以上であれば、アルミニウムが軟化することによって、マグネシウムの成分が被加熱部の最表層に偏析しにくくなるからである。よって、アルミニウム合金の加熱温度を420℃以上620℃以下とすることにより、マグネシウムの成分が被加熱部の最表層に好適に偏析する。また、アルミニウム合金の加熱温度は、480℃以上540℃以下が好ましい。加熱温度が480℃以上であれば、図4に示すように、マグネシウムの成分が50%以上、被加熱部の最表層に偏析する。また、加熱温度が540℃以下であれば、アルミニウム合金の被加熱部の加熱を好適に実施することができる。以上から、アルミニウム合金を420℃以上620℃以下、好ましくは、480℃以上540℃以下で1時間以上加熱させれば、マグネシウムの成分を被加熱部の最表層に十分に偏析させることができることがわかる。
Here, the upper limit of the heating temperature of the aluminum alloy is 620 ° C. This is because if the heating temperature of the aluminum alloy is 620 ° C. or more, the aluminum component is softened, so that the magnesium component is less likely to segregate on the outermost layer of the heated portion. Therefore, by setting the heating temperature of the aluminum alloy to 420 ° C. or more and 620 ° C. or less, the magnesium component is suitably segregated on the outermost layer of the heated portion. The heating temperature of the aluminum alloy is preferably 480 ° C. or higher and 540 ° C. or lower. If heating temperature is 480 degreeC or more, as shown in FIG. 4, a magnesium component will segregate to the outermost layer of a to-
図5は、図4のグラフを、Mg/Alの比で表わしたグラフである。加熱処理を行っていないアルミニウム合金(未加熱材)においては、Mg/Alの比が0.1未満である一方、加熱条件が420℃で1時間のアルミニウム合金(420℃×1h)においては、Mg/Alの比が0.4以上である。このことから、アルミニウムの成分量をM1(wt%)、マグネシウムの成分量をM2(wt%)とすると、M2/M1>0.4の関係を満たすように、マグネシウムの成分を被加熱部の最表層に偏析させることで、被加熱部の摩擦係数を十分に高めることができることがわかる。 FIG. 5 is a graph in which the graph of FIG. 4 is represented by the ratio of Mg / Al. In an aluminum alloy not subjected to heat treatment (unheated material), the ratio of Mg / Al is less than 0.1, whereas in an aluminum alloy (420 ° C. × 1 h) at 420 ° C. for 1 hour, The ratio of Mg / Al is 0.4 or more. From this, when the component amount of aluminum is M 1 (wt%) and the component amount of magnesium is M 2 (wt%), the magnesium component is set so as to satisfy the relationship of M 2 / M 1 > 0.4. It can be seen that the friction coefficient of the heated portion can be sufficiently increased by segregating on the outermost surface layer of the heated portion.
(本実施の形態の概要)
以上のように、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法は、主成分に副成分が添加された合金を潤滑油を用いて潤滑圧延する合金の潤滑圧延方法であって、潤滑圧延を行う前に、合金の特定部分を加熱することによって、特定部分の最表層に副成分を偏析させる構成にされている。
(Outline of this embodiment)
As described above, the lubrication rolling method of the alloy according to the present embodiment is a lubrication rolling method of an alloy that lubricates and rolls an alloy having a minor component added as a main component using a lubricating oil, and before the lubrication rolling is performed. In addition, by heating a specific portion of the alloy, the secondary component is segregated in the outermost layer of the specific portion.
上記の構成によれば、潤滑圧延が行われる前に、被圧延材である合金の特定部分、例えば、合金の先端部が加熱されることによって、主成分および副成分の拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、特定部分の最表層に副成分が偏析される。これにより、潤滑圧延時に潤滑油が用いられた際に、特定部分の最表層の油性効果が変化され、特定部分の摩擦係数が高くなる。よって、噛み込み性が要求される部分を特定部分とすることによって、同一種類の潤滑油を用いながら、定常部の潤滑性を低下させることなく、即ち、定常部の表面性や圧延性などを維持しつつ、被圧延材である合金の噛み込み性を向上させることができる。 According to the above configuration, the specific part of the alloy that is the material to be rolled, for example, the tip of the alloy is heated before lubrication rolling, so that the diffusion coefficient of the main component and subcomponents and the oxide Due to the ease of generation, the subcomponents are segregated on the outermost layer of the specific portion. Thereby, when lubricating oil is used at the time of lubrication rolling, the oily effect of the outermost layer of a specific part is changed, and the friction coefficient of a specific part becomes high. Therefore, by making the part where biting property is required a specific part, while using the same type of lubricating oil, without reducing the lubricity of the steady part, that is, the surface property and rolling property of the steady part. While maintaining, the biting property of the alloy as the material to be rolled can be improved.
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法において、主成分がアルミニウムである構成にされている。上記の構成によれば、合金の主成分をアルミニウムとすることによって、アルミニウムの拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、加熱された特定部分の最表層に副成分を好適に偏析させることができる。 In the lubrication rolling method of the alloy of the present embodiment, the main component is aluminum. According to the above configuration, by making the main component of the alloy aluminum, the subcomponents are preferably segregated on the outermost layer of the heated specific portion from the diffusion coefficient of aluminum, the ease of oxide formation, etc. Can do.
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法において、潤滑油が、エステル、脂肪酸、および、アルコールの1つ以上を含有している構成にされている。上記の構成によれば、潤滑油がエステル等の油性剤を含有していることによって、加熱された特定部分における摩擦係数を好適に高めることができる。 Moreover, in the lubrication rolling method of the alloy of this Embodiment, it is set as the structure in which lubricating oil contains one or more of ester, a fatty acid, and alcohol. According to said structure, when the lubricating oil contains oil-based agents, such as ester, the friction coefficient in the heated specific part can be improved suitably.
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法において、特定部分の加熱温度が420℃以上620℃以下である構成にされている。上記の構成によれば、合金の特定部分を420℃以上620℃以下、好ましくは480℃以上540℃以下で加熱することにより、特定部分の最表層に副成分を十分に偏析させることができる。 In the lubrication rolling method of the alloy according to the present embodiment, the heating temperature of the specific portion is set to 420 ° C. or more and 620 ° C. or less. According to said structure, a subcomponent can fully be segregated to the outermost layer of a specific part by heating the specific part of an alloy at 420 to 620 degreeC, Preferably it is 480 to 540 degreeC.
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法においては、加熱後の特定部分の最表層において、主成分の成分量をM1(wt%)、副成分の成分量をM2(wt%)とすると、M2/M1>0.4の関係を満たしている構成にされている。上記の構成によれば、M2/M1>0.4の関係を満たすように、特定部分の最表層に副成分を偏析させることで、特定部分の摩擦係数を十分に高めることができる。
In the lubrication rolling method of the alloy of the present embodiment, the component amount of the main component is M 1 (wt%) and the component amount of the sub component is M 2 (wt%) in the outermost layer of the specific portion after heating. When is the structure that meets the relation of M 2 /
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法において、副成分が、マグネシウム、マンガン、亜鉛、銅、および、シリコンの1つ以上である構成にされている。上記の構成によれば、合金がマグネシウム等の副成分を含有していることで、加熱された特定部分の最表層に副成分を好適に偏析させることができる。 Moreover, in the lubrication rolling method of the alloy of this Embodiment, it is set as the structure whose subcomponent is one or more of magnesium, manganese, zinc, copper, and silicon. According to said structure, a subcomponent can be suitably segregated in the outermost layer of the heated specific part because the alloy contains subcomponents, such as magnesium.
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延方法において、特定部分が、合金の先端部および/又は後端部である構成にされている。上記の構成によれば、合金の先端部および/又は後端部といった噛み込み性が要求される箇所を特定部分として加熱することによって、被圧延材である合金の噛み込み性を好適に向上させることができる。 Further, in the lubrication rolling method of the alloy of the present embodiment, the specific portion is configured to be the front end portion and / or the rear end portion of the alloy. According to said structure, the biting property of the alloy which is a to-be-rolled material is improved suitably by heating the location where biting property, such as the front-end | tip part and / or rear end part of an alloy, is requested | required as a specific part. be able to.
また、本実施の形態の合金の潤滑圧延装置は、主成分に副成分が添加された合金(被圧延材10等)を潤滑油を用いて潤滑圧延する合金の潤滑圧延装置(潤滑圧延装置1等)であって、潤滑圧延を行う潤滑圧延手段(粗圧延機3等)と、潤滑圧延手段の上流側に設けられ、合金の特定部分の最表層に副成分が偏析するように、特定部分を加熱する加熱手段(加熱炉2等)と、を有する構成にされている。
Further, the lubrication rolling apparatus for alloy according to the present embodiment is a lubrication rolling apparatus (lubricating rolling apparatus 1) that lubricates and rolls an alloy (substance to be rolled 10 or the like) in which a minor component is added as a main component using a lubricating oil. Etc.), which is provided with lubrication rolling means (
上記の構成によれば、潤滑圧延手段において潤滑圧延が行われる前に、被圧延材10である合金の特定部分、例えば、合金の先端部が加熱手段により加熱されることによって、主成分および副成分の拡散係数や酸化物の生成しやすさ等から、特定部分の最表層に副成分が偏析される。これにより、潤滑圧延手段における潤滑圧延時に潤滑油が用いられた際に、特定部分の最表層の油性効果が変化され、特定部分の摩擦係数が高くなる。よって、噛み込み性が要求される部分を特定部分とすることによって、同一種類の潤滑油を用いながら、定常部の潤滑性を低下させることなく、即ち、定常部の表面性や圧延性などを維持しつつ、被圧延材10である合金の噛み込み性を向上させることができる。 According to the above configuration, before the lubrication rolling is performed in the lubrication rolling means, the specific part of the alloy that is the material to be rolled 10, for example, the tip of the alloy is heated by the heating means, so Subcomponents are segregated in the outermost layer of the specific portion due to the diffusion coefficient of the components and the ease of formation of oxides. Thereby, when lubricating oil is used at the time of the lubricating rolling in the lubricating rolling means, the oily effect of the outermost layer of the specific portion is changed, and the friction coefficient of the specific portion is increased. Therefore, by making the part that requires biting property a specific part, while using the same type of lubricating oil, without reducing the lubricity of the steady part, that is, the surface property and rolling property of the steady part. The biting property of the alloy which is the material to be rolled 10 can be improved while maintaining.
(本実施の形態の変形例)
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
(Modification of this embodiment)
As mentioned above, although the Example of this invention was described, it only showed the specific example and does not specifically limit this invention, A specific structure etc. can change a design suitably. Further, the actions and effects described in the embodiments of the present invention only list the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.
例えば、本実施の形態におけるアルミニウム合金は、マグネシウムの代わりに、マンガン、亜鉛、銅、および、シリコンの1つ以上を副成分として含有していてよい。アルミニウム合金が副成分を含有していることで、加熱された特定部分において副成分を特定部分の表面に好適に偏析させることができる。 For example, the aluminum alloy in the present embodiment may contain one or more of manganese, zinc, copper, and silicon as subcomponents instead of magnesium. When the aluminum alloy contains the subcomponent, the subcomponent can be suitably segregated on the surface of the specific portion in the heated specific portion.
また、本実施の形態における合金は、主成分がアルミニウムであるが、加熱により副成分が最表層に偏析され、被加熱部における摩擦係数が高くなるのであれば、アルミニウム以外の金属であってもよい。 Further, the alloy in the present embodiment is mainly composed of aluminum, but if the subcomponent is segregated to the outermost layer by heating and the friction coefficient in the heated part becomes high, even a metal other than aluminum can be used. Good.
また、本実施の形態における潤滑圧延装置1において、加熱炉2が被圧延材10のヒートチャージを行うとともに、被圧延材10の先端部の加熱を行う構成にされているが、ヒートチャージを行う加熱炉と、被圧延材10の先端部の加熱を行う加熱手段とが別体であってもよい。
Moreover, in the
また、本実施の形態における合金の潤滑圧延方法は、潤滑圧延に適用されているが、プレス等、圧延以外の金属加工において、同一材料で部分的に潤滑性を変える方法として利用することができる。即ち、必要に応じて副成分を被加熱部の最表層に偏析させて、最表層の油性効果を変化させることにより、潤滑制御を行いやすくすることができる。 Further, the lubrication rolling method of the alloy in the present embodiment is applied to lubrication rolling, but it can be used as a method of partially changing lubricity with the same material in metal processing other than rolling such as pressing. . That is, lubrication control can be facilitated by segregating the subcomponents on the outermost layer of the heated portion as necessary to change the oily effect of the outermost layer.
1 潤滑圧延装置
2 加熱炉
3 粗圧延機
10 被圧延材
31 位置センサ
32 温度センサ
33 バーナー
41 バックアップロール
42 ワークロール
43 スプレーノズル
50 制御装置
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 インターフェイス回路
55 タイマ
56 加熱制御回路
DESCRIPTION OF
52 ROM
53 RAM
54 interface circuit 55
Claims (8)
前記潤滑圧延を行う前に、前記合金の特定部分を加熱することによって、当該特定部分の最表層に前記副成分を偏析させることを特徴とする合金の潤滑圧延方法。 A lubrication rolling method of an alloy in which an alloy with a minor component added to a main component is lubricated and rolled using a lubricating oil,
A method of lubricating rolling an alloy, comprising: heating the specific portion of the alloy before performing the lubricating rolling to segregate the subcomponent in the outermost layer of the specific portion.
前記潤滑圧延を行う潤滑圧延手段と、
前記潤滑圧延手段の上流側に設けられ、前記合金の特定部分の最表層に前記副成分が偏析するように、前記特定部分を加熱する加熱手段と、
を有することを特徴とする合金の潤滑圧延装置。
A lubricating rolling device for an alloy that lubricates and rolls an alloy having a minor component added to a main component using a lubricating oil,
Lubricating rolling means for performing the lubricating rolling;
A heating unit that is provided on the upstream side of the lubrication rolling unit and heats the specific part so that the subcomponent is segregated in the outermost layer of the specific part of the alloy;
An apparatus for lubricating rolling of an alloy characterized by comprising:
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