JP2018043286A - Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method - Google Patents

Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method Download PDF

Info

Publication number
JP2018043286A
JP2018043286A JP2016182379A JP2016182379A JP2018043286A JP 2018043286 A JP2018043286 A JP 2018043286A JP 2016182379 A JP2016182379 A JP 2016182379A JP 2016182379 A JP2016182379 A JP 2016182379A JP 2018043286 A JP2018043286 A JP 2018043286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roll
metal tube
film
tube forming
flange portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2016182379A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
美昭 伊丹
Yoshiaki Itami
美昭 伊丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2016182379A priority Critical patent/JP2018043286A/en
Publication of JP2018043286A publication Critical patent/JP2018043286A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding roll excellent in agglutination resistance, abrasion resistance, peeling resistance and a coefficient of friction of a roll surface.SOLUTION: A metal tube molding roll has a base material having a steel composition constituted by, by mass%, C:1.00-2.30%, Si:0.10-0.60%, Mn:0.20-0.80%. P:0.030% or less, S:0.030% or less, and Cr:4.80-13.00%, the balance iron with inevitable impurities, a CrN film formed on the base material and a diamond like carbon film (DLC film) formed on the CrN film, where in the DLC film, a ratio I/Iof absorption intensity Iat a wavenumber of 1380 cmmeasured by a Raman spectroscopic method to absorption intensity Iat a wavenumber of 1540 cmis 0.5 to 0.7 in a range of 20% depth of film thickness from a film surface, and is 0.3 to 0.5 in a range of 20% depth from an interface between the DLC film and the CrN film.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金属管成形ロール、金属管成形装置、金属管成形方法に関し、特に耐凝着性、耐摩耗性に優れた金属管成形ロール、金属管成形装置、金属管成形方法に関するものである。 The present invention relates to a metal tube forming roll, a metal tube forming apparatus, and a metal tube forming method, and more particularly to a metal tube forming roll, a metal tube forming apparatus, and a metal tube forming method having excellent adhesion resistance and wear resistance. .

通常、鋼管、ステンレス鋼管、チタン管、アルミニウム合金管、銅合金管等の金属管を製造する場合、高精度の外径および真円度の確保、ならびに管の曲がり矯正を目的として、鋼管、ステンレス鋼管、チタン管、銅合金管ではTIGまたはレーザー溶接後に、アルミニウム合金管ではMIG溶接後に成形ロールによる成形工程を行う。   Normally, when manufacturing metal pipes such as steel pipes, stainless steel pipes, titanium pipes, aluminum alloy pipes, copper alloy pipes, etc., steel pipes and stainless steels are used for the purpose of ensuring high-precision outer diameter and roundness, and correcting the bending of pipes. For steel pipes, titanium pipes, and copper alloy pipes, a molding process is performed by a molding roll after TIG or laser welding, and for aluminum alloy pipes, after MIG welding.

成形ロールの摩耗が激しいと、精度の良い成形ができなくなり、成形する金属管において高精度な真円度を確保できなくなる。そのため、成形ロールには、ロール表面の状態を長期間にわたって維持できる優れた耐摩耗性が要求される。
さらに近年では、金属管の生産性の向上を図るべく、成形工程における通搬速度を増加させた過酷な条件で成形することが多い。このような条件で操業すると、特に断面視半円状の溝ロールである成形ロールで金属管を成形する際、断面視半円状溝の底側とその溝の端部側では周速(周速度)が異なるため、金属管表面の一部では成形ロール表面との間の周速差によって、その部分において凝着(焼付き)が生じやすくなり、焼付き疵が発生するおそれがある。このように、成形ロールと金属管との間で凝着が発生すると、金属管表面に疵が残り商品価値が下がり、さらに金属管製品の真円度が低下してしまうため、摩耗や凝着が起きる前に成形ロールの交換を行わなければならない。
このように、金属管を成形するロールには、耐摩耗性と、焼き付き疵を低減させうる耐凝着性を両立させ、ロールの交換頻度を低減できる長寿命なロールが要求される。
If the forming roll is heavily worn, it is impossible to form with high accuracy, and it is impossible to ensure high-precision roundness in the metal pipe to be formed. For this reason, the forming roll is required to have excellent wear resistance capable of maintaining the state of the roll surface over a long period of time.
Furthermore, in recent years, in order to improve the productivity of metal pipes, the molding is often performed under severe conditions in which the transport speed in the molding process is increased. When operating under such conditions, particularly when forming a metal tube with a forming roll that is a semicircular groove roll in cross section, the peripheral speed (circumferential speed) is increased on the bottom side of the semicircular groove in cross section and the end side of the groove. Since the speed is different, adhesion (seizure) is likely to occur in a part of the surface of the metal tube due to the peripheral speed difference from the surface of the forming roll, and seizure flaws may occur. In this way, if adhesion occurs between the forming roll and the metal tube, wrinkles remain on the surface of the metal tube, resulting in a decrease in the commercial value and a decrease in the roundness of the metal tube product. The forming roll must be replaced before this occurs.
As described above, a roll for forming a metal tube is required to have a long-life roll that can achieve both wear resistance and adhesion resistance capable of reducing seizure flaws and can reduce the frequency of roll replacement.

このような成形ロールに対する耐摩耗性及び耐凝着性の要求に対して、従来より様々な技術が検討されてきている。
例えば、鋼管の成形ロールにおいては、ロール表面にセラミックス皮膜を成膜し硬度を確保する方法(特許文献1)、ロール表面に、浸硫窒化層、窒化層及びTiCから選ばれる1種の表面硬化層を形成させ硬度と向上させる方法(特許文献2)、表面に硬質皮膜を備えたロールにおいて、ロール表層に分散する炭化物を微細化してロールと硬質皮膜との密着性を確保し、硬質皮膜の剥離を防止することで耐摩耗性と耐凝着性を確保する方法(特許文献3)、等が検討されている。
また一般に、成形ロールの材質としてダイス鋼などの工具鋼が使用される場合が多いが、耐摩耗性や耐凝着性を向上させるために、工具鋼の代わりに超硬合金を使用する対策も取られている。
Conventionally, various techniques have been studied in response to the requirements for wear resistance and adhesion resistance for such forming rolls.
For example, in a steel pipe forming roll, a method of forming a ceramic film on the roll surface to ensure hardness (Patent Document 1), and a surface hardening selected from a sulfur nitrided layer, a nitrided layer, and TiC on the roll surface. In a roll having a hard film formed on the surface (Patent Document 2) and a method of improving hardness and hardness, the carbide dispersed in the roll surface layer is refined to ensure adhesion between the roll and the hard film. A method of ensuring abrasion resistance and adhesion resistance by preventing peeling (Patent Document 3) and the like has been studied.
In general, tool steel such as die steel is often used as the material of the forming roll, but measures to use cemented carbide instead of tool steel are also available to improve wear resistance and adhesion resistance. Has been taken.

ここで、特にチタンは他の金属材料と比較して、各種環境中における耐食性が著しく優れていることから、各種化学用の反応塔や容器、配管などの構成材料として発展してきた。近年では、火力・原子力発電所等の蒸気タービン復水器や蒸発法海水淡水化装置の伝熱管としてもチタン管が多く使用されている。   Here, in particular, titanium has been developed as a constituent material for various chemical reaction towers, containers, pipes, and the like because it has significantly superior corrosion resistance in various environments as compared with other metal materials. In recent years, titanium pipes are often used as heat transfer pipes for steam turbine condensers and evaporative seawater desalination equipment for thermal power and nuclear power plants.

しかしこれまで、鋼管を成形する際の成形ロールの耐摩耗性及び耐凝着性については、上記の通り様々な検討がされているが、チタン管を成形する成形ロール特性についてはほとんど言及されてきていない。さらに、チタン管成形時の成形ロールに対し、上記のような従来技術を採用しても、耐摩耗性及び耐凝着性が不十分である場合があった。
また近年では、ロールの表面性状を良好に維持できることから、チタン管成形ロールの材質として銅合金を用いることが多いが、銅合金では硬度が不十分なことから、十分な耐摩耗性を確保できない場合があった。
However, until now, various studies have been made on the wear resistance and adhesion resistance of the forming roll when forming a steel pipe as described above, but most of the characteristics of the forming roll forming a titanium pipe have been mentioned. Not. Furthermore, even when the above-described conventional technology is adopted for the forming roll at the time of forming the titanium tube, the wear resistance and adhesion resistance may be insufficient.
In recent years, a copper alloy is often used as the material of the titanium tube forming roll because the surface properties of the roll can be maintained well. However, since the hardness of the copper alloy is insufficient, sufficient wear resistance cannot be ensured. There was a case.

さらに、チタンは、耐力(降伏応力)大きいわりに、弾性係数(ヤング率)が他の金属に比べ、低いことから、いわゆるスプリングバック(弾性回復)による成形不良も起き易かった。(アルミニウム合金も他の金属に比べ、弾性係数が低いが、耐力も低いため、チタンほどスプリングバックが問題とならない。)
なお、チタン管に限らず、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム合金管、銅合金管においても、前記の通り、成形ロールの耐摩耗性及び耐凝着性について、通り様々な検討がされているが、真円度が高く要求される場合に、さらなる製品歩留まりの向上、成形ロールの長寿命化による生産効率の向上が要求されていた。
Further, titanium has a high yield strength (yield stress), but has a lower elastic modulus (Young's modulus) than other metals, so that molding defects due to so-called springback (elastic recovery) are likely to occur. (Aluminum alloys also have a lower elastic modulus than other metals, but their yield strength is lower, so springback is not a problem as much as titanium.)
In addition to titanium pipes, steel pipes, stainless steel pipes, aluminum alloy pipes, copper alloy pipes, as described above, various studies have been made on the wear resistance and adhesion resistance of the forming rolls. When high roundness is required, further improvement in product yield and improvement in production efficiency by extending the life of forming rolls are required.

また、一般的に、金属管を成形する場合、搬送方向に対して複数配置された多段の成形ロールにて成形することで、真円度や残留応力の制御を行う。
複数の成形ロールはおおまかに、駆動ロールと無駆動ロールに大別される。駆動ロールは上下に対向配置された一対のロールからなり、この上下ロールに駆動回転力を付与して駆動させて金属管を搬送方向へ引っ張るロールであり、一方の無駆動ロールは左右に対向配置された一対のロールからなり、駆動回転力は付与されない。
In general, when a metal tube is formed, roundness and residual stress are controlled by forming with a plurality of forming rolls arranged in a plurality in the conveying direction.
The plurality of forming rolls are roughly classified into a driving roll and a non-driving roll. The drive roll consists of a pair of rolls arranged opposite to each other in the vertical direction. The rolls are driven by applying drive rotational force to the upper and lower rolls to pull the metal tube in the transport direction. It consists of a pair of made rolls, and no driving torque is applied.

ここで、より詳細に調査したところ、駆動ロールは無駆動ロールよりもロールの周速差が大きいことから、特にフランジの部分でロール表面が剥離、成形対象物である金属管にも疵が付きやすいことが分かった。さらに、ロール表面の硬質化を目的として硬質膜を付与した場合でも、駆動ロールは無駆動ロールによりもその硬質膜が剥離しやすく、ロール寿命が短くなることが分かった。
つまり、駆動ロールは、無駆動ロールよりも使用環境が過酷であることから、耐摩耗性や耐凝着性は勿論のこと、耐剥離性、ならびにロール表面の優れたすべり性、つまり低摩擦性が求められることが分かった。
Here, as a more detailed investigation, the drive roll has a larger peripheral speed difference than the non-drive roll, so the roll surface peels off particularly at the flange, and the metal tube that is the object to be formed is wrinkled. I found it easy. Furthermore, it was found that even when a hard film was applied for the purpose of hardening the roll surface, the drive roll was easier to peel off than the non-drive roll, and the roll life was shortened.
In other words, the driving roll is used in a harsher environment than the non-driving roll, so it has not only wear resistance and adhesion resistance, but also peeling resistance, and excellent sliding properties of the roll surface, that is, low friction. Was found to be required.

特開平8−174014号公報JP-A-8-174014 特開平1−201443号公報JP-A-1-201443 国際公開第00/51756号公報International Publication No. 00/51756

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、金属管を成形、造管する際に用いるロールにおいて、耐摩耗性、耐凝着性、耐剥離性、およびロール表面の摩擦係数に優れ、かつ安価な金属管成形ロール、ならびにロールの長寿命化を図り得る金属管成形装置、金属管成形方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and is excellent in wear resistance, adhesion resistance, peeling resistance, and friction coefficient of the roll surface in a roll used when forming and forming a metal pipe. Another object of the present invention is to provide an inexpensive metal tube forming roll, and a metal tube forming apparatus and a metal tube forming method capable of extending the life of the roll.

本発明者らは、安価でかつ耐摩耗性、耐凝着性、耐剥離性、およびロール表面の摩擦係数に優れ、ロール寿命の長い金属管成形ロールを検討した結果、通常、成形ロールの材質として用いられる合金工具鋼鋼材を基材とし、更に、成形ロールを分割し、分割したロールどうしを隣接させ、かつ、当該基材上にCrN皮膜を形成し、さらにその上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成することで、耐摩耗性、耐凝着性、耐剥離性およびロール表面の低摩擦性を向上させて金属管の成形性を高めることが可能になることがわかった。   The inventors of the present invention have studied metal pipe forming rolls that are inexpensive and have excellent wear resistance, adhesion resistance, peel resistance, and friction coefficient of the roll surface and have a long roll life. The base material is an alloy tool steel used as a base material, further, the forming roll is divided, the divided rolls are adjacent to each other, a CrN film is formed on the base material, and a diamond-like carbon film is further formed thereon. It has been found that the formation of the metal tube can be improved by improving the wear resistance, adhesion resistance, peel resistance and low friction of the roll surface.

さらに、前述の「周速差」を低減するために、断面視半円状の溝ロールである成形ロールにおいて、断面視半円状溝の底側とその両側の溝の端部側とで成形ロールを分割して、隣どうしに配置して互いが他方の回転に拘束されないようにすることで、その底側とその両側の溝の端部側との互いの分割ロール間で回転速度の差が適宜生じ、その結果、互いのロール表面における周速差を小さくする手段を採用することにした。ただし、その互いのロール間で許容できない、いわゆる「遊び(ガタ)」すなわち隙間が操業中に生じれば、金属管製品の真円度を下げてしまうおそれがある。一方で、その「遊び(ガタ)」すなわち隙間を極小とするために分割した互いの成形ロールどうしが互いに接するようにすれば、その接する面で、分割した互いの成形ロールどうしで摺動し合って、磨耗し、ロール寿命が短くなる問題点がある。また、その磨耗を防ぐために、分割した互いの成形ロール間にべアリングを介在させると、こんどは「遊び(ガタ)」すなわち隙間が生じ、さらに振動が生じて真円度が保てない等の不具合が生じる問題点がある。   Further, in order to reduce the above-mentioned “circumferential speed difference”, in the forming roll which is a semicircular groove roll in cross section, it is formed on the bottom side of the semicircular groove in cross section and the end sides of the grooves on both sides By dividing the rolls and placing them next to each other so that they are not constrained by the rotation of the other, the difference in rotational speed between the divided rolls on the bottom side and the end sides of the grooves on both sides thereof As a result, it was decided to adopt means for reducing the difference in peripheral speed between the roll surfaces. However, if a so-called “play”, that is, a gap that is unacceptable between the rolls, occurs during operation, the roundness of the metal tube product may be lowered. On the other hand, if each of the forming rolls divided so as to minimize the gap (play), that is, the gap is in contact with each other, the divided forming rolls slide on each other on the contacting surface. Wear, and the roll life is shortened. In addition, if a bearing is interposed between the divided molding rolls in order to prevent the wear, this time, “play”, that is, a gap occurs, and further vibrations occur and the roundness cannot be maintained. There is a problem that causes defects.

そこで、分割ロールを構成する基材表面であって、少なくとも分割ロールの摺動面どうしが互いに接する面に前述のCrN皮膜を形成し、さらにその上に前出のダイヤモンドライクカーボン膜を形成することで、分割ロール間での「遊び(ガタ)」すなわち隙間を極小とした場合でも、摺動による互いの磨耗を防ぐ事ができ、ロールの交換頻度を低減できる長寿命なロールを提供できることが分かった。成形ロールの分割や、Cr皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜による摩耗低減は、駆動ロールのみならず、無駆動ロールにおいても有効である。   Therefore, the above-mentioned CrN film is formed on the surface of the base material constituting the split roll, at least on the surface where the sliding surfaces of the split roll are in contact with each other, and the above diamond-like carbon film is further formed thereon. Thus, even when “play” between divided rolls, that is, when the gap is minimized, it is possible to prevent mutual wear due to sliding, and to provide a long-life roll that can reduce the frequency of roll replacement. It was. The division of the forming roll and the reduction of wear by the Cr film and the diamond-like carbon film are effective not only for the driving roll but also for the non-driving roll.

なお、本発明では、断面視半円状溝の底側とその両側の溝の端部側とで成形ロールを分割した際、断面視半円状溝の底側を「ロール中央部」、その両側の溝の端部側を「回動フランジ部」と称する。
本発明の要旨は、以下の通りである。
In the present invention, when the forming roll is divided at the bottom side of the semicircular groove in cross-sectional view and the end side of the groove on both sides thereof, the bottom side of the semicircular groove in cross-sectional view is referred to as the “roll center portion”. The ends of the grooves on both sides are referred to as “rotating flange portions”.
The gist of the present invention is as follows.

[1] その全周に渡って断面視半円状のロール凹部が設けられたロール本体を有する金属管成形ロールであって、
前記ロール本体は、ロール中央部と、前記ロール中央部の両側に配置されて前記ロール中央部に対して回動自在とされた一対の回動フランジ部と、が少なくとも備えられ、前記ロール凹部が、前記ロール中央部と前記回動フランジ部とによって分割されており、
前記ロール中央部と前記回動フランジ部が、質量%でC:1.00〜2.30%、Si:0.10〜0.60%、Mn:0.20〜0.80%、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cr:4.80〜13.00%を含有し、残部が鉄及び不純物からなる組成を有する鋼材からなり、
前記ロール凹部の全面と前記回動フランジ部の表面全面に、CrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが順次積層され、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜において、ラマン分光法により測定された波数1380cm−1における吸収強度I1380と、波数1540cm−1における吸収強度I1540との比I1380/I1540が、膜表面から膜厚の20%深さの範囲で0.5〜0.7、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と前記CrN皮膜との界面から20%深さの範囲で0.3〜0.5であることを特徴とする金属管成形ロール。
[2] 前記ロール中央部は、前記ロール本体を駆動する回転軸に固定されており、前記回動フランジ部は前記回転軸及び前記ロール中央部に対して回動自在とされていることを特徴とする[1]に記載の金属管成形ロール。
[3] 前記ロール本体に更に、一対の前記回動フランジ部のロール幅方向両側に配置されて前記ロール中央部に固定された固定フランジ部が備えられ、
前記固定フランジ部に、前記回動フランジ部を引き寄せて固定する引きねじ部が設けられていることを特徴とする[1]または[2]に記載の金属管成形ロール。
[4] ワークとなる金属管の外径をDとしたとき、前記ロール中央部における前記ロール凹部の幅が0.7D〜0.87Dの範囲であることを特徴とする[1]乃至[3]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[5] 前記ダイヤモンドライクカーボン膜において、膜表面から膜厚の20%深さの範囲のビッカース硬さが3000〜3500、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と前記CrN皮膜との界面から20%深さの範囲のビッカース硬さが2500〜3000であることを特徴とする[1]乃至[4]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[6] 前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが0.5μm〜2μmであることを特徴とする[1]乃至[5]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[7] 前記CrN皮膜の厚さが0.5μm〜5μmであることを特徴とする[1]乃至[6]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[8] 前記CrN皮膜のビッカース硬さが800〜2000であることを特徴とする[1]乃至[7]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[9] 前記ロール中央部と前記回動フランジ部の表面に、プラズマ窒化処理によって窒化された窒化層が形成されていることを特徴とする[1]乃至[8]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[10] 前記窒化層の厚さが0.5μm〜5μmであることを特徴とする[9]に記載の金属管成形ロール。
[11] 前記窒化層の平均窒素濃度が、10.0〜25.0質量%であることを特徴とする[9]または[10]に記載の金属管成形ロール。
[12] 前記窒化層における窒素の濃度分布が、前記窒化層表層から深さ方向に向かって減少する濃度勾配を有することを特徴とする[9]乃至[11]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[13] 前記ロール中央部または前記回動フランジ部の一方または両方が、さらに、質量%で、
Mo:0.70〜1.20%、
V:0.15〜1.00%、
を含有することを特徴とする[1]乃至[12]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[14] 前記ロール中央部または前記回動フランジ部の一方または両方が、さらに、質量%で、
W:0.60〜0.80%、
を含有することを特徴とする[1]乃至[13]の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
[15] [1]〜[14]の何れか一項に記載の金属管成形ロールを備えた金属管成形装置。
[16] [1]〜[14]の何れか一項に記載の金属管成形ロールを用いて成形することを特徴とする、金属管成形方法。
[1] A metal tube forming roll having a roll body provided with a roll recess having a semicircular cross-sectional view over its entire circumference,
The roll body includes at least a roll center portion and a pair of rotating flange portions that are arranged on both sides of the roll center portion and are rotatable with respect to the roll center portion, and the roll recess portion includes , Divided by the roll center portion and the rotating flange portion,
The roll center part and the rotating flange part are C: 1.00-2.30%, Si: 0.10-0.60%, Mn: 0.20-0.80%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 4.80-13.00%, the balance is made of steel having a composition consisting of iron and impurities,
A CrN film and a diamond-like carbon film are sequentially laminated on the entire surface of the roll recess and the entire surface of the rotating flange portion,
In the diamond-like carbon film, the ratio I 1380 / I 1540 between the absorption intensity I 1380 at a wave number of 1380 cm −1 and the absorption intensity I 1540 at a wave number of 1540 cm −1 measured by Raman spectroscopy is A metal characterized in that it is 0.5 to 0.7 in the range of 20% depth and 0.3 to 0.5 in the range of 20% depth from the interface between the diamond-like carbon film and the CrN film. Tube forming roll.
[2] The roll center portion is fixed to a rotating shaft that drives the roll body, and the rotating flange portion is rotatable with respect to the rotating shaft and the roll center portion. The metal tube forming roll according to [1].
[3] The roll body further includes a fixed flange portion disposed on both sides in the roll width direction of the pair of rotating flange portions and fixed to the roll center portion,
The metal pipe forming roll according to [1] or [2], wherein a pulling screw portion for pulling and fixing the rotating flange portion is provided on the fixing flange portion.
[4] When the outer diameter of the metal tube to be the workpiece is D, the width of the roll recess in the roll center is in the range of 0.7D to 0.87D [1] to [3] ] The metal tube forming roll as described in any one of.
[5] The diamond-like carbon film has a Vickers hardness of 3000 to 3500 in the range of 20% depth from the film surface, and a range of 20% depth from the interface between the diamond-like carbon film and the CrN film. The metal tube forming roll according to any one of [1] to [4], wherein the Vickers hardness is 2500 to 3000.
[6] The metal tube forming roll according to any one of [1] to [5], wherein the diamond-like carbon film has a thickness of 0.5 μm to 2 μm.
[7] The metal tube forming roll according to any one of [1] to [6], wherein the CrN film has a thickness of 0.5 μm to 5 μm.
[8] The metal tube forming roll according to any one of [1] to [7], wherein the CrN film has a Vickers hardness of 800 to 2000.
[9] Any one of [1] to [8], wherein a nitrided layer nitrided by plasma nitriding is formed on the surface of the roll central portion and the rotating flange portion. Metal tube forming roll.
[10] The metal tube forming roll according to [9], wherein the nitride layer has a thickness of 0.5 μm to 5 μm.
[11] The metal tube forming roll according to [9] or [10], wherein the nitride layer has an average nitrogen concentration of 10.0 to 25.0 mass%.
[12] The nitrogen concentration distribution in the nitride layer has a concentration gradient that decreases in the depth direction from the surface layer of the nitride layer, according to any one of [9] to [11] Metal tube forming roll.
[13] One or both of the roll center part and the rotating flange part is further in mass%,
Mo: 0.70 to 1.20%,
V: 0.15-1.00%,
The metal tube forming roll according to any one of [1] to [12], characterized by comprising:
[14] One or both of the roll center part and the rotating flange part may further be in mass%,
W: 0.60 to 0.80%,
The metal tube forming roll according to any one of [1] to [13], characterized by comprising:
[15] A metal tube forming apparatus including the metal tube forming roll according to any one of [1] to [14].
[16] A metal tube forming method, characterized by forming using the metal tube forming roll according to any one of [1] to [14].

本発明によれば、金属管を成形、造管する際に用いるロールにおいて、耐摩耗性、耐凝着性、耐剥離性、およびロール表面の摩擦係数に優れ、かつ安価な金属管成形ロール、ならびにロールの長寿命化を図り得る金属管成形装置、金属管成形方法を提供することができる。   According to the present invention, in a roll used when forming and forming a metal tube, the metal tube forming roll is excellent in wear resistance, adhesion resistance, peel resistance, and friction coefficient of the roll surface, and inexpensive. In addition, a metal tube forming apparatus and a metal tube forming method capable of extending the life of the roll can be provided.

図1は、本発明の実施形態の第1の例である金属管成形ロールを用いた金属管成形方法を示す側面模式図。FIG. 1 is a schematic side view showing a metal tube forming method using a metal tube forming roll which is a first example of an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態である金属管成形ロールを示す正面模式図。FIG. 2 is a schematic front view showing a metal tube forming roll according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態の第2の例である金属管成形ロールを示す正面断面模式図。FIG. 3 is a schematic front sectional view showing a metal tube forming roll which is a second example of the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態の第2の例である金属管成形ロールを示す正面断面分解模式図。FIG. 4 is a front sectional exploded schematic view showing a metal tube forming roll as a second example of the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態の第2の例である金属管成形ロールのロール中央部と回動フランジ部とを示す正面断面模式図。FIG. 5 is a schematic front sectional view showing a roll center portion and a rotating flange portion of a metal tube forming roll which is a second example of the embodiment of the present invention. 図6は、金属管成形ロールにおける滑り率を説明する図であって、(a)は駆動ロールにおける滑り率を説明する模式図であり、(b)は無駆動ロールにおける滑り率を説明する模式図であり、(c)は本実施形態の金属管成形ロールにおける滑り率を説明する模式図。FIG. 6 is a diagram for explaining the slip ratio in the metal tube forming roll, (a) is a schematic diagram for explaining the slip ratio in the drive roll, and (b) is a schematic diagram for explaining the slip ratio in the non-drive roll. It is a figure, (c) is a schematic diagram explaining the slip ratio in the metal tube forming roll of this embodiment. 図7は、本実施形態の金属管成形ロールの別の例を示す正面断面模式図。FIG. 7 is a schematic front sectional view showing another example of the metal tube forming roll of the present embodiment. 図8は、本実施形態の金属管成形ロールの更に別の例を示す正面断面模式図。FIG. 8 is a schematic front sectional view showing still another example of the metal tube forming roll of the present embodiment. 図9は、本発明の実施形態の第3の例である金属管成形ロールを示す正面断面模式図。FIG. 9 is a schematic front sectional view showing a metal tube forming roll which is a third example of the embodiment of the present invention. 図10は、金属管成形装置を用いた潤滑方法および装置を説明するための正面概略図。FIG. 10 is a schematic front view for explaining a lubrication method and apparatus using a metal tube forming apparatus. 図11は、図10に示す潤滑ノズル1の配置例を説明するための正面模式図。FIG. 11 is a schematic front view for explaining an arrangement example of the lubricating nozzle 1 shown in FIG. 10. 図12は、図10に示す潤滑ノズル1の幅方向調整機構、上下方向調整機構を説明するための上面概略図と側面概略図。12 is a schematic top view and schematic side view for explaining the width direction adjusting mechanism and the vertical direction adjusting mechanism of the lubricating nozzle 1 shown in FIG. 図13は、潤滑ノズル1を用いて潤滑剤を微量滴下するためのローラーポンプ(潤滑剤供給装置)の構造を示す図。FIG. 13 is a view showing a structure of a roller pump (lubricant supply device) for dripping a small amount of lubricant using the lubrication nozzle 1. 図14は、実施例1の成形ロールにおける成分分析結果を示すグラフ。14 is a graph showing the result of component analysis in the forming roll of Example 1. FIG. 図15は、実施例1の成形ロールにおける成分分析結果を示すグラフ。FIG. 15 is a graph showing the result of component analysis in the forming roll of Example 1. 図16は、実施例1の成形ロールにおける成分分析結果を示すグラフ。FIG. 16 is a graph showing the result of component analysis in the forming roll of Example 1. 図17(a)は、実施例1の成形ロールの表層の顕微鏡写真、図17(b)は実施例1の成形ロール表層のラマンスペクトルであり、図17(c)は実施例1の成形ロールのDLC膜内部のラマンスペクトル。17 (a) is a micrograph of the surface layer of the forming roll of Example 1, FIG. 17 (b) is a Raman spectrum of the surface layer of the forming roll of Example 1, and FIG. 17 (c) is the forming roll of Example 1. Raman spectrum inside the DLC film. 図18(a)は、比較例1の成形ロールの表層の顕微鏡写真、図18(b)は比較例1の成形ロール表層のラマンスペクトルであり、図18(c)は比較例1の成形ロールのDLC膜内部のラマンスペクトル。18A is a micrograph of the surface layer of the forming roll of Comparative Example 1, FIG. 18B is a Raman spectrum of the surface layer of the forming roll of Comparative Example 1, and FIG. 18C is the forming roll of Comparative Example 1. Raman spectrum inside the DLC film. 図19(a)は、参考例1の成形ロールを用いて成形したチタン管の真円度の測定結果を示す図であり、図19(b)は、実施例2の成形ロールを用いて成形したチタン管の真円度の測定結果を示す図である。それぞれ、真円からの乖離を拡大表示している。FIG. 19A is a view showing a measurement result of roundness of a titanium tube formed using the forming roll of Reference Example 1, and FIG. 19B is formed using the forming roll of Example 2. It is a figure which shows the measurement result of the roundness of the made titanium tube. In each case, the deviation from the perfect circle is enlarged.

以下、本発明の実施形態である金属管成形ロール、金属管成形装置及び金属管成形方法について説明する。
なお、本実施形態は、本発明の金属管成形ロールの趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定の無い限り本発明を限定するものではない。
Hereinafter, a metal tube forming roll, a metal tube forming apparatus, and a metal tube forming method according to embodiments of the present invention will be described.
In addition, since this embodiment is described in detail in order to make the purpose of the metal tube forming roll of the present invention better understood, the present invention is not limited unless otherwise specified.

なお、これから説明する各実施形態の金属管成形ロール、金属管成形装置、金属管成形方法において適用可能な金属管は、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、アルミニウム合金管、チタン管、チタン合金管、銅管、銅合金管のいずれでもよく、これ以外の材質の金属管でもよい。   In addition, the metal pipe which can be applied in the metal pipe forming roll, the metal pipe forming apparatus, and the metal pipe forming method of each embodiment to be described below is a steel pipe, a stainless steel pipe, an aluminum pipe, an aluminum alloy pipe, a titanium pipe, a titanium alloy pipe, Either a copper tube or a copper alloy tube may be used, and a metal tube of a material other than this may be used.

[金属管ロール、金属管成形装置及び金属管成形方法の第1の例]
図1に、本実施形態の第1の例である、金属管成形ロール、金属管成形装置及び金属管成形ロールを用いた金属管成形方法の側面模式図を示す。また、図2には、金属管成形ロールの正面模式図を示す。図1及び図2に示すように、本実施形態の金属管成形ロール1は、所謂カリバーロールであり、鋼材からなるロール本体2と、ロール本体2に挿通された回転軸3とが備えられている。ロール本体2のロール面2aには、断面視半円状に成形されたロール凹部4がロール本体2の全周に渡って設けられている。また、ロール凹部4の表面には、CrN皮膜と、CrN皮膜上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられている。
[First example of metal tube roll, metal tube forming apparatus and metal tube forming method]
FIG. 1 shows a schematic side view of a metal tube forming method using a metal tube forming roll, a metal tube forming apparatus, and a metal tube forming roll, which is a first example of the present embodiment. FIG. 2 shows a schematic front view of the metal tube forming roll. As shown in FIGS. 1 and 2, the metal tube forming roll 1 of the present embodiment is a so-called caliber roll, and includes a roll body 2 made of steel and a rotating shaft 3 inserted through the roll body 2. Yes. On the roll surface 2 a of the roll body 2, a roll recess 4 formed in a semicircular shape in cross section is provided over the entire circumference of the roll body 2. The surface of the roll recess 4 is provided with a CrN film and a diamond-like carbon film formed on the CrN film.

図1に示すように、中空の円筒管である金属管10を真円に成形する際には、一対の金属管成形ロール1の回転軸3をそれぞれ水平に配置し、かつ、各回転軸3が平行になるように配置する。このようにして各金属管成形ロール1を上下方向に対向して配置させる。そして、上下に配置した一対の金属管成形ロール1の間に成形前の金属管10を通過させる。一対の金属管成形ロール1の間には、各金属管ロール1のロール凹部4によって、正面側から視た場合に真円形状となる孔部が設けられており、この孔部を金属管10が通過する際に金属管10が真円状に成形される。なお、金属管成形ロール1の配置は上下方向に限らず、水平方向でも斜め方向でもよい。また、図1に示すように、一対の金属管成形ロール1の回転軸3をそれぞれ水平に配置し、かつ、各回転軸3が平行になるように配置することで、金蔵管成形装置の主要部が構成される。   As shown in FIG. 1, when the metal tube 10, which is a hollow cylindrical tube, is formed into a perfect circle, the rotation shafts 3 of the pair of metal tube forming rolls 1 are horizontally arranged, and each rotation shaft 3 is arranged. Place them so that they are parallel. In this way, the metal tube forming rolls 1 are arranged so as to face each other in the vertical direction. And the metal tube 10 before shaping | molding is passed between a pair of metal tube shaping | molding roll 1 arrange | positioned up and down. Between the pair of metal tube forming rolls 1, a hole having a perfect circle shape when viewed from the front side is provided by the roll recess 4 of each metal tube roll 1. The metal tube 10 is formed into a perfect circle when passing through. In addition, arrangement | positioning of the metal tube forming roll 1 is not restricted to an up-down direction, A horizontal direction or the diagonal direction may be sufficient. Further, as shown in FIG. 1, the rotation shafts 3 of the pair of metal tube forming rolls 1 are arranged horizontally, and are arranged so that the rotation shafts 3 are parallel to each other. The part is composed.

金属管成形ロール1の回転軸3は、駆動手段によって駆動される駆動軸でもよく、無駆動軸でもよい。本実施形態の金属管成形ロール1は駆動軸に接続されたとしても、CrN皮膜上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられているために、耐摩耗性、耐凝着性、耐剥離性、およびロール表面の摩擦係数に優れたものとなる。   The rotating shaft 3 of the metal tube forming roll 1 may be a driving shaft driven by driving means or a non-driving shaft. Even if the metal tube forming roll 1 of this embodiment is connected to the drive shaft, it is provided with a diamond-like carbon film formed on the CrN film, so that it has wear resistance, adhesion resistance, and peeling resistance. And excellent friction coefficient on the roll surface.

本実施系形態に係る金属管成形ロール1のロール本体2の基材は、質量%で、C:1.00〜2.30%、Si:0.10〜0.60%、Mn:0.20〜0.80%、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cr:4.80〜13.00%、を含有し、残部が鉄及び不純物から成る鋼組成を有する鋼材からなる。この基材からなる金属管成形ロール1の少なくともロール凹部4の表面にCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられる。ダイヤモンドライクカーボン膜においては、ラマン分光法により測定された波数1380cm−1における吸収強度I1380と、波数1540cm−1における吸収強度I1540との比I1380/I1540が、膜表面から膜厚の20%深さの範囲で0.5〜0.7となり、ダイヤモンドライクカーボン膜とCrN皮膜との界面から20%深さの範囲では比I1380/I1540が0.3〜0.5となっている。
以下に、本実施形態における金属管成形ロールについて詳しく説明する。
The base material of the roll body 2 of the metal tube forming roll 1 according to the present embodiment is mass%, C: 1.00-2.30%, Si: 0.10-0.60%, Mn: 0.00. Steel material having a steel composition containing 20 to 0.80%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 4.80 to 13.00%, the balance consisting of iron and impurities Consists of. A CrN film and a diamond-like carbon film are provided on at least the surface of the roll recess 4 of the metal tube forming roll 1 made of the base material. In the diamond-like carbon film, the ratio I 1380 / I 1540 between the absorption intensity I 1380 at a wave number of 1380 cm −1 and the absorption intensity I 1540 at a wave number of 1540 cm −1 measured by Raman spectroscopy is The ratio I 1380 / I 1540 becomes 0.3 to 0.5 in the range of 20% depth from the interface between the diamond-like carbon film and the CrN film in the range of 20% depth. ing.
Below, the metal tube forming roll in this embodiment is demonstrated in detail.

[基材の組成]
まず、本実施形態の金属管成形ロール1における基材成分組成に関し、各元素の限定理由について詳述する。
なお、以下の説明においては、特に指定の無い限り、「%」は質量%を表すものとする。また、以下に示す基本成分及び選択元素の残部は、鉄及び不可避的不純物からなる。
[Composition of base material]
First, the reason for limitation of each element is explained in full detail regarding the base-material component composition in the metal tube forming roll 1 of this embodiment.
In the following description, “%” represents mass% unless otherwise specified. Moreover, the remainder of the basic components and selective elements shown below consists of iron and inevitable impurities.

(C:炭素) 1.00〜2.30%
Cは、炭化物の形成および硬さの確保に必要な元素である。また、Cr、Mo、V等と結合して硬い炭化物を形成するので、焼入れ焼き戻し硬さを高め、耐摩耗性を構成させる元素として重要である。そのため、本実施形態ではCを1.00%以上含有させる。硬さの確保の観点から、1.4%以上含有させることが好ましい。
一方、C含有量が2.30%を超えると、靱性を著しく劣化させる。そこで、本実施形態では、C含有量は2.30%以下と限定する。なお、靭性確保の観点から、C含有量の上限は、2.20%であることが好ましく、2.00%以下であることがさらに好ましい。
(C: carbon) 1.00-2.30%
C is an element necessary for forming carbide and ensuring hardness. Moreover, since it combines with Cr, Mo, V, etc. to form a hard carbide, it is important as an element that increases the quenching and tempering hardness and constitutes the wear resistance. Therefore, in this embodiment, C is contained by 1.00% or more. From the viewpoint of ensuring hardness, it is preferable to contain 1.4% or more.
On the other hand, when the C content exceeds 2.30%, the toughness is remarkably deteriorated. Therefore, in this embodiment, the C content is limited to 2.30% or less. From the viewpoint of ensuring toughness, the upper limit of the C content is preferably 2.20%, and more preferably 2.00% or less.

(Si:ケイ素) 0.10〜0.60%
Siは、脱酸剤として含有される。また、Siは、高温焼戻し中の軟化抵抗性を高める作用があるため含有される。これらの観点から、Siは0.10%以上含有させる。一方、Si含有量が0.60%を超えると、熱間加工性や靱性を低下させるほか、非金属介在物が増加するおそれがある。そのため、Si含有量は0.60%以下とする。なお、靭性確保の観点から、Si含有量の上限は0.50%であることが好ましい。
(Si: silicon) 0.10-0.60%
Si is contained as a deoxidizer. Further, Si is contained because it has an effect of increasing softening resistance during high-temperature tempering. From these viewpoints, Si is contained by 0.10% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 0.60%, hot workability and toughness are reduced, and nonmetallic inclusions may increase. Therefore, the Si content is set to 0.60% or less. From the viewpoint of securing toughness, the upper limit of Si content is preferably 0.50%.

(Mn:マンガン) 0.20〜0.80%
Mnは、Siと同様に脱酸効果のある元素であり、焼入れ性を向上させると同時に、残留オーステナイトを増加させる元素である。この観点から、Mnは0.20%以上含有させる。なお、硬度確保の観点から、0.30以上含有させることが好ましい。なお、靭性とのバランスを考慮し、本実施形態ではMn量の上限を0.8%とする。好ましくは、0.6%以下である。
(Mn: Manganese) 0.20 to 0.80%
Mn is an element having a deoxidizing effect like Si, and is an element that improves hardenability and at the same time increases retained austenite. From this viewpoint, Mn is contained by 0.20% or more. In addition, it is preferable to contain 0.30 or more from a viewpoint of ensuring hardness. In consideration of the balance with toughness, the upper limit of the amount of Mn is set to 0.8% in the present embodiment. Preferably, it is 0.6% or less.

(P:リン) 0.030%以下
(S:硫黄) 0.030%以下
P,Sともに、鋼中に存在しない方が好ましい不純物元素である。このことから、P,Sともに、その含有量を0.030%以下に制限する。なお好ましくは、0.020%以下に制限する。
(P: Phosphorus) 0.030% or less (S: Sulfur) 0.030% or less Both P and S are preferable impurity elements that do not exist in steel. For this reason, the content of both P and S is limited to 0.030% or less. Preferably, it is limited to 0.020% or less.

(Cr:クロム) 4.80〜13.00%
CrはCと結合して、結合して炭化物を形成することにより、耐摩耗性を向上させる需要な元素である。また、本実施形態では金属管成形ロール1の基材上にCrN皮膜(硬質皮膜)を形成することから、当該CrN皮膜との密着性を確保する上でも非常に重要である。これらの観点から、Cr量は4.80%以上とし、好ましくは8.00%以上、さらに好ましくは11.00%以上とする。
一方、Crを過剰に添加すると、粗大な炭化物の生成によって靭性が劣化するおそれがあるので、Cr量の上限を13.00%とする。なお、好ましくは12.50%以下である。
(Cr: chrome) 4.80 to 13.00%
Cr is an element that is in demand to improve wear resistance by combining with C to form carbides. Moreover, in this embodiment, since a CrN film (hard film) is formed on the base material of the metal tube forming roll 1, it is very important also in ensuring adhesion with the CrN film. From these viewpoints, the Cr content is 4.80% or more, preferably 8.00% or more, and more preferably 11.00% or more.
On the other hand, if Cr is added excessively, the toughness may be deteriorated due to the formation of coarse carbides, so the upper limit of Cr content is 13.00%. In addition, Preferably it is 12.50% or less.

なお、本実施形態では、上記成分組成にさらに、Mo:0.70〜1.20%及びV:0.15〜1.00%、を含有させてもよい。   In the present embodiment, Mo: 0.70 to 1.20% and V: 0.15 to 1.00% may be further included in the above component composition.

(Mo:モリブデン) 0.70〜1.20%
Moは、焼戻し軟化抵抗性を向上させるとともに、炭化物の形成により耐摩耗性を付与する効果も有する。これらの観点から、Moは0.70%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.80%以上である。
一方、Moを過剰に添加すると靱性を劣化させるおそれがある。このことから、Moは1.20%以下含有させることが好ましく、より好ましくは1.10%以下である。
(Mo: Molybdenum) 0.70 to 1.20%
Mo improves the temper softening resistance and also has the effect of imparting wear resistance by forming carbides. From these viewpoints, Mo is preferably contained in an amount of 0.70% or more, and more preferably 0.80% or more.
On the other hand, if Mo is added excessively, the toughness may be deteriorated. Therefore, Mo is preferably contained in an amount of 1.20% or less, and more preferably 1.10% or less.

(V:バナジウム) 0.15〜1.00%
Vは、基材の焼入れ性向上、焼戻し軟化抑制さらには炭化物の微細化に有効である。そのため、Vは0.15%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.20%以上である。
一方、Vを過剰に添加すると、冷間加工性を阻害するおそれがあるため、Vは1.00%以下含有させることが好ましく、より好ましくは0.50%以下である。
(V: Vanadium) 0.15-1.00%
V is effective for improving the hardenability of the base material, suppressing temper softening, and further miniaturizing the carbide. Therefore, V is preferably contained in an amount of 0.15% or more, more preferably 0.20% or more.
On the other hand, when V is added excessively, cold workability may be hindered. Therefore, V is preferably contained in an amount of 1.00% or less, and more preferably 0.50% or less.

また、本実施形態では、上記成分組成にさらに、W:0.60〜0.80%を含有させてもよい。   In the present embodiment, W: 0.60 to 0.80% may be further included in the above component composition.

(W:タングステン) 0.60〜0.80%
Wは、Vと同様に、基材の焼入れ性向上、焼戻し軟化抑制さらには炭化物の微細化に有効である。そのため、Wは0.6%以上含有させることが好ましい。一方、Wを過剰に添加すると、冷間加工性を阻害するおそれがあるため、Wは0.80%以下含有させることが好ましい。
(W: Tungsten) 0.60 to 0.80%
W, like V, is effective for improving the hardenability of the base material, suppressing temper softening, and further miniaturizing the carbide. Therefore, it is preferable to contain W by 0.6% or more. On the other hand, if W is added excessively, cold workability may be impaired, so W is preferably contained in an amount of 0.80% or less.

本実施形態においては、上記した元素以外の残部は実質的にFeからなり、不純物をはじめ、本発明の作用効果を害さない元素を微量に添加することができる。   In the present embodiment, the balance other than the above-described elements is substantially made of Fe, and trace amounts of impurities and other elements that do not impair the effects of the present invention can be added.

なお、本実施形態の金属管成形ロール1においては、基材の材質として上記成分組成を有するものを用いるが、その中でも、より安価でかつ耐摩耗性と耐凝着性をバランスよく確保する観点から、JIS G 4404にて規定されている、SKD1,SKD2,SKD10,SKD11もしくはSKD12(いずれも上記成分組成範囲内)を用いることが好ましく、これらの中でも特に、SKD11を用いることがより好ましい。   In addition, in the metal tube forming roll 1 of this embodiment, what has the said component composition is used as a material of a base material, Among these, it is cheaper and a viewpoint which ensures abrasion resistance and adhesion resistance in good balance. Therefore, it is preferable to use SKD1, SKD2, SKD10, SKD11 or SKD12 (all within the above component composition range) defined in JIS G 4404, and among these, it is more preferable to use SKD11.

[CrN皮膜(硬質皮膜)]
上記成分組成を有するような基材の硬度は、ビッカース硬さで約500〜600程度である。つまり、上記基材上に皮膜等を形成せず、基材ままの状態で金属管10を成形した場合、基材自体の硬度は確保できていることから耐摩耗性に関しては比較的良好な結果が得られるが、耐凝着性に関しては、金属管の材料が基材に焼付いてしまう場合があり、金属管成形ロール1に多数の疵が生じてしまうおそれがある。
[CrN coating (hard coating)]
The substrate having such a component composition has a Vickers hardness of about 500 to 600. In other words, when the metal tube 10 is molded in the state of the base material without forming a film or the like on the base material, the hardness of the base material itself can be secured, so that the wear resistance is relatively good. However, with respect to adhesion resistance, the material of the metal tube may be baked on the base material, and a large number of wrinkles may occur on the metal tube forming roll 1.

そのため、本実施形態では、基材表面にCrN皮膜を形成することが重要であることを見出した。基材表面上にCrN皮膜を形成することにより、金属管10と金属管成形ロール1との密着性を確保でき、耐凝着性を向上させることができる。   Therefore, in this embodiment, it discovered that it was important to form a CrN film | membrane on the base-material surface. By forming a CrN film on the surface of the base material, adhesion between the metal tube 10 and the metal tube forming roll 1 can be ensured, and adhesion resistance can be improved.

CrN皮膜の厚さは特に限定しないが、0.5μm〜5μmとすることができる。CrN皮膜を薄くしすぎると、皮膜形成時にムラが生じ、耐凝着性が不十分となるおそれがある。また、CrN皮膜を過度に厚くすると、硬度は向上する一方で、皮膜にき裂(クラック)が生じやすくなり、脆くなるおそれがあるほか、経済的観点から製造コストが高くなり好ましくない。これらのことから、CrN皮膜の厚さは0.5μm〜5μmとすることが好ましい。   The thickness of the CrN film is not particularly limited, but can be 0.5 μm to 5 μm. If the CrN film is too thin, unevenness may occur during film formation, and adhesion resistance may be insufficient. On the other hand, if the CrN film is excessively thick, the hardness is improved, but the film is liable to be cracked and may become brittle, and the production cost is increased from an economical viewpoint, which is not preferable. For these reasons, the thickness of the CrN film is preferably 0.5 μm to 5 μm.

CrN皮膜の成膜方法に関しては特に限定しないが、基材との密着性を確保でき、更に成膜した皮膜の硬度を向上させうることから、PVD法(物理蒸着法)を用いることが好ましい。他の蒸着法(例えばCVD法)によっても本実施形態に係るCrN皮膜は形成できるが、硬度が不十分であったり、CrN皮膜の膜厚が過度に厚くなったりするおそれがあるため、CrN皮膜の成膜法としてはPVD法を用いることが好ましい。   The film forming method of the CrN film is not particularly limited, but it is preferable to use the PVD method (physical vapor deposition method) because adhesion to the substrate can be secured and the hardness of the formed film can be improved. Although the CrN film according to the present embodiment can be formed by other vapor deposition methods (for example, CVD method), there is a risk that the hardness may be insufficient or the film thickness of the CrN film may be excessively increased. As the film forming method, the PVD method is preferably used.

また、CrN皮膜のビッカース硬さは800〜2000の範囲内とすることが好ましい。
CrN皮膜の硬度は、金属管成形ロール1の耐摩耗性を向上させる観点から、高硬度とすることが好ましい。したがって、本実施形態では、CrN皮膜のビッカース硬さを800以上とすることが好ましく、1500以上とすることがより好ましい。
一方、CrN皮膜の硬度の過度な上昇は、クラックの発生を招くおそれがあることから、CrN皮膜のビッカース硬さは2000以下とすることが好ましい。
Further, the Vickers hardness of the CrN film is preferably in the range of 800 to 2000.
The hardness of the CrN coating is preferably high from the viewpoint of improving the wear resistance of the metal tube forming roll 1. Therefore, in the present embodiment, the Vickers hardness of the CrN film is preferably 800 or more, and more preferably 1500 or more.
On the other hand, since an excessive increase in the hardness of the CrN film may cause cracks, the Vickers hardness of the CrN film is preferably 2000 or less.

なお、CrN皮膜は単層構造でもよく、2層以上積層する複層構造でもよい。しかし、上述したように、CrN皮膜の膜厚が厚くなりすぎるとクラックが生じるおそれがあるほか、複層構造とすることで、生産性の低下、製造コストの上昇を招くことから、CrN皮膜は単層構造とすることが好ましい。   The CrN film may have a single layer structure or a multilayer structure in which two or more layers are stacked. However, as described above, if the film thickness of the CrN film becomes too thick, cracks may occur, and a multi-layer structure causes a decrease in productivity and an increase in manufacturing cost. A single layer structure is preferable.

[ダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜)]
金属管成形ロール1のうち、金属管10を搬送方向へ引張る役割の駆動ロールは、無駆動ロールよりも使用環境・使用条件が過酷であることから、耐摩耗性や耐凝着性は勿論のこと、耐剥離性、ならびにロール凹部4の表面の優れた低摩擦性がより求められる。
[Diamond-like carbon film (DLC film)]
Of the metal tube forming roll 1, the driving roll for pulling the metal tube 10 in the conveying direction has a severer use environment and usage conditions than the non-driving roll, so that it has not only wear resistance and adhesion resistance. That is, the anti-peeling property and the excellent low friction property of the surface of the roll recess 4 are required.

本実施形態では、CrN皮膜上に、sp混成軌道の炭素(sp構造)とsp混成軌道の炭素(sp構造)からなる高硬度なダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜)を成膜する。
しかし、CrN層上に高硬度なDLC膜を成膜しただけでは、CrN層とDLC膜との間(界面)では硬度格差(強度の不連続性)が生じ、CrN層とDLC膜との界面において応力が集中しやすくなる結果、CrN層とDLC膜との密着性が十分に確保できなくなり、金属管10の成形中にDLC膜が剥離するおそれがある。
そのため、CrN層とDLC膜との間における硬度の格差を緩和させるようDLC膜の膜厚方向の硬度分布(硬度傾斜)を制御することが重要である。
In the present embodiment, a high-hardness diamond-like carbon film (DLC film) made of sp 2 hybrid orbital carbon (sp 2 structure) and sp 3 hybrid orbital carbon (sp 3 structure) is formed on the CrN film. .
However, just forming a high-hardness DLC film on the CrN layer causes a hardness disparity (strength discontinuity) between the CrN layer and the DLC film (interface), and the interface between the CrN layer and the DLC film. As a result, stress is likely to concentrate in this case, so that sufficient adhesion between the CrN layer and the DLC film cannot be secured, and the DLC film may be peeled off during the formation of the metal tube 10.
For this reason, it is important to control the hardness distribution (hardness gradient) in the film thickness direction of the DLC film so as to reduce the hardness difference between the CrN layer and the DLC film.

具体的には、ダイヤモンドライクカーボン膜において、ラマン分光法におり測定された波数1380cm−1における吸収強度I1380と、波数1540cm−1における吸収強度I1540との比I1380/I1540を、膜表面から膜厚の20%深さの領域(上層領域)で0.5〜0.7、DLC膜とCrN皮膜との界面から20%深さの領域(下層領域)で0.3〜0.5となるよう制御し、膜表面からCrN皮膜側に向かってsp構造の割合が減少(硬度が減少)するような硬度傾斜を付与する。 Specifically, in the diamond-like carbon film, the ratio I 1380 / I 1540 of the absorption intensity I 1380 at a wave number of 1380 cm −1 and the absorption intensity I 1540 at a wave number of 1540 cm −1 measured by Raman spectroscopy is obtained. 0.5 to 0.7 in the region 20% deep from the surface (upper layer region), 0.3 to 0. 0 in the region 20% deep (lower layer region) from the interface between the DLC film and the CrN film. The hardness gradient is imparted so that the ratio of the sp 3 structure decreases (hardness decreases) from the film surface toward the CrN film side.

なお、前述のとおり、I1380とはラマン分光法におり測定された波数1380cm−1における吸収強度、いわゆる「Dバンド」であり、他方のI1540とはラマン分光法におり測定された波数1540cm−1における吸収強度、いわゆる「Gバンド」であり、I1380/I1540(D/G)を算出することでsp構造性の目安とすることができる。 As described above, I 1380 is an absorption intensity at a wave number of 1380 cm −1 measured in Raman spectroscopy, so-called “D band”, and the other I 1540 is a wave number of 1540 cm measured in Raman spectroscopy. The absorption intensity at −1 , the so-called “G band”, can be used as a measure of the sp 3 structure by calculating I 1380 / I 1540 (D / G).

ダイヤモンドライクカーボンは、sp混成軌道(ダイヤモンド構造)の炭素の割合が比較的多いものと、sp混成軌道(グラファイト構造)の炭素の割合が比較的多いものが混在したものである。つまりsp構造が多くなるとダイヤモンド寄りの性質(高硬度)となり、sp構造が多くなるとグラファイト寄りの性質(軟質)となる。 Diamond-like carbon is a mixture of carbon having a relatively high carbon ratio in sp 3 hybrid orbitals (diamond structure) and carbon having a relatively high carbon ratio in sp 2 hybrid orbitals (graphite structure). That is, when the sp 3 structure is increased, the properties are closer to diamond (high hardness), and when the sp 2 structures are increased, the properties are closer to graphite (soft).

したがって、CrN皮膜側の下層領域は軟質、膜表面側である上層領域は硬質なものとなるよう、DLC膜におけるsp構造とsp構造の割合を制御することで、DLC膜の膜厚方向における硬度の傾斜をつけ、CrN層とDLC膜との間における硬度格差を緩和させることができる。
上述したようにCrN層のビッカース硬度は800〜2000程度であるので、DLC膜の下層領域はビッカース硬度で2500〜3000程度、上層領域は3000〜3500程度とすることが望ましい。
Therefore, the film thickness direction of the DLC film is controlled by controlling the ratio of the sp 3 structure and the sp 2 structure in the DLC film so that the lower layer area on the CrN film side is soft and the upper layer area on the film surface side is hard. The hardness difference between the CrN layer and the DLC film can be reduced.
As described above, since the Vickers hardness of the CrN layer is about 800 to 2000, it is preferable that the lower layer region of the DLC film has a Vickers hardness of about 2500 to 3000 and the upper layer region of about 3000 to 3500.

このように、DLC膜の上層領域をsp構造の割合を高めた硬質なものとすることで、金属管10に対し優れた耐摩耗性を発揮できる上、この上層領域はsp混成軌道(グラファイト構造)の炭素も多少含んでいることから低摩擦性をも確保できる。一方で、DLC膜の下層領域をsp構造の割合を抑えた軟質なものとすることで、CrN層との硬度格差を緩和でき、耐剥離性を確保できる。
さらに、DLC膜はチタンとの親和性が低いことから、耐凝着性も良好なものとできる。
Thus, by making the upper layer region of the DLC film hard with an increased proportion of the sp 3 structure, it is possible to exhibit excellent wear resistance against the metal tube 10, and the upper layer region has an sp 2 hybrid orbital ( Low friction is also ensured because it contains some carbon (graphite structure). On the other hand, by making the lower layer region of the DLC film soft with the ratio of the sp 3 structure being suppressed, the hardness difference with the CrN layer can be alleviated and peeling resistance can be ensured.
Furthermore, since the DLC film has a low affinity with titanium, the adhesion resistance can be improved.

なお、I1380/I1540は、ラマン分光分析法によって測定できる。ラマン分光分析法は、試料表面にレーザー光等を照射し、それによって発せられるラマン散乱光を分光し、入射光とラマン散乱光との波長の差から試料表面の分子の構造および結合状態を明らかにする手法である。 It should be noted that I 1380 / I 1540 can be measured by Raman spectroscopy. In Raman spectroscopy, the sample surface is irradiated with laser light, etc., and the Raman scattered light emitted by the sample is dispersed, and the molecular structure and bonding state of the sample surface are revealed from the difference in wavelength between the incident light and the Raman scattered light. It is a technique to make.

DLC膜の膜厚については特に限定せず、0.5μm〜2.0μmの範囲内とすることが望ましいが、製法やその条件、金属管成形ロール1の使用環境等により適宜決定してよい。   The thickness of the DLC film is not particularly limited and is preferably in the range of 0.5 μm to 2.0 μm, but may be appropriately determined depending on the manufacturing method, its conditions, the use environment of the metal tube forming roll 1, and the like.

本実施形態に係るDLC膜は、プラズマCVD法によって成膜できる。
DLC膜におけるsp構造とsp構造の割合を上記のように制御するためには、プラズマCVD法の各条件(成膜条件)を調整すればよい。具体的には、反応ガスの種類や割合、基板温度、陰極電圧、真空度等を適宜調整することで、DLC膜におけるsp構造とsp構造の割合を調整できる。つまり、DLC膜の膜厚方向に上記のような硬度傾斜が付与されるのであれば、成膜条件を適宜調整しながら成膜してもよく、成膜開始から一定の条件の下で成膜してもよい。
The DLC film according to this embodiment can be formed by a plasma CVD method.
In order to control the ratio of the sp 3 structure and the sp 2 structure in the DLC film as described above, each condition (film formation condition) of the plasma CVD method may be adjusted. Specifically, the ratio of the sp 3 structure and the sp 2 structure in the DLC film can be adjusted by appropriately adjusting the type and ratio of the reaction gas, the substrate temperature, the cathode voltage, the degree of vacuum, and the like. In other words, as long as the above-described hardness gradient is provided in the film thickness direction of the DLC film, the film formation may be performed while appropriately adjusting the film formation conditions. May be.

反応ガスはCHとHの混合ガス、あるいはCHガスのみとすることができる。反応ガスとして混合ガスを用いる場合は、各ガスの流量を調整することでsp構造とsp構造の割合を調整でき、CHガスのみを用いる場合は他の各条件を調整すればよい。
また、本実施形態におけるDLC膜は、sp構造とsp構造を所望の割合とすることが重要であるため、膜中にH(水素)が多量に混入することは好ましくない。そのため、反応ガスとしてHは適当な量に抑えるほうがよい。
以上述べた成膜条件は、用いるプラズマCVD装置の種類、スペック等に影響されるため、生成させているDLC膜のラマンピークを調べながらsp構造とsp構造の割合を調整すればよい。
The reaction gas can be a mixed gas of CH 4 and H 2 or only CH 4 gas. When a mixed gas is used as the reaction gas, the ratio of the sp 3 structure and the sp 2 structure can be adjusted by adjusting the flow rate of each gas, and when only the CH 4 gas is used, other conditions may be adjusted.
In the DLC film according to the present embodiment, it is important that the sp 3 structure and the sp 2 structure have a desired ratio, and therefore it is not preferable that a large amount of H (hydrogen) is mixed in the film. Therefore, it is better to suppress H 2 to an appropriate amount as a reaction gas.
Since the film formation conditions described above are affected by the type and specifications of the plasma CVD apparatus used, the ratio of the sp 3 structure and the sp 2 structure may be adjusted while examining the Raman peak of the generated DLC film.

また、基材上にCrN皮膜を成膜し、DLC膜を成膜するまでの間、CrN皮膜表面は大気に曝され汚れが付着しやすい環境下にある。そのため本実施形態では、DLC膜を成膜する前にCrN皮膜表面に対しプラズマクリーニングを施し、表面の汚れを分解・除去した上でDLC膜を成膜することが望ましい。これにより、CrN皮膜とDLC膜との密着性をより向上させることができる。   In addition, until the CrN film is formed on the substrate and the DLC film is formed, the surface of the CrN film is exposed to the atmosphere and is easily contaminated. Therefore, in this embodiment, it is desirable to perform plasma cleaning on the surface of the CrN film before forming the DLC film, and to decompose and remove the dirt on the surface before forming the DLC film. Thereby, the adhesiveness between the CrN film and the DLC film can be further improved.

[窒化層]
本実施形態に係る金属管成形ロール1は、基材上にCrN皮膜を成膜し、さらにその上に高硬度なダイヤモンドカーボン膜を成膜することで、金属管成形ロール1の耐摩耗性、耐凝着性、低摩擦性を確保する。しかしながら、高硬度のCrN層と比較的軟質な基材との間(界面)では硬度格差(強度の不連続性)が生じ、CrN層と基材との界面において応力が集中しやすくなる結果、CrN皮膜の厚みによってはCrN皮膜と基材との密着性が十分に確保できない場合がある。
そこで、本発明者らが検討した結果、高硬度なCrN皮膜と、比較的軟質な基材との間に、CrN皮膜と基材とを連結させうる別の層を設けることで、硬度格差を緩和させることができ、CrN皮膜と基材との密着性、及び金属管成形ロール1の強度を両立させうることを知見した。
また、一般的に、最大せん断応力は最表面ではなく表面直下(表層)で最大となる「ヘルツの接触応力」の観点からも、金属管成形ロール1の表面直下、すなわちCrN層と基材との間にも高硬度の層をさらに設け、金属管成形ロール1の耐摩耗性を確保することが好ましい。
[Nitride layer]
The metal tube forming roll 1 according to the present embodiment forms a CrN film on a base material, and further forms a high-hardness diamond carbon film thereon, so that the wear resistance of the metal tube forming roll 1 is increased. Ensures adhesion resistance and low friction. However, a hardness disparity (strength discontinuity) occurs between the high hardness CrN layer and the relatively soft base material (interface), and stress tends to concentrate at the interface between the CrN layer and the base material. Depending on the thickness of the CrN film, sufficient adhesion between the CrN film and the substrate may not be ensured.
Therefore, as a result of the study by the present inventors, a hardness difference is provided by providing another layer capable of connecting the CrN film and the base material between the high hardness CrN film and the relatively soft base material. It has been found that the adhesion between the CrN film and the substrate and the strength of the metal tube forming roll 1 can be made compatible.
Further, generally, from the viewpoint of “Hertz contact stress” in which the maximum shear stress is maximum not directly on the outermost surface but directly on the surface (surface layer), immediately below the surface of the metal tube forming roll 1, that is, the CrN layer and the base material It is preferable to further provide a high hardness layer between them to ensure wear resistance of the metal tube forming roll 1.

以上のことから、基材とCrN層との間に、基材表層をプラズマ窒化処理することによって得られる窒化層を設けることが好ましい。このように、基材の表層に窒化層を形成することで、CrN皮膜と基材との間の硬度差を緩和することができ、応力の集中を抑制することができる。その結果、CrN層と基材との密着性、ならびに強度を向上させることができ、CrN層の剥離を低減し、耐凝着性を向上させることが可能となる。   From the above, it is preferable to provide a nitride layer obtained by plasma nitriding the substrate surface layer between the substrate and the CrN layer. Thus, by forming the nitride layer on the surface layer of the base material, the hardness difference between the CrN film and the base material can be relaxed, and the concentration of stress can be suppressed. As a result, adhesion and strength between the CrN layer and the base material can be improved, peeling of the CrN layer can be reduced, and adhesion resistance can be improved.

窒化層の厚さは特に限定しないが、本実施形態では、0.5μm〜5μmとすることができる。
高硬度のCrN層と比較的軟質な基材との間における強度の差を低減するためには、窒化層の厚みを0.5μm以上確保することが好ましい。より好ましくは1μm以上である。一方、窒化層の厚みを過度に厚くしすぎることは、プラズマ窒化処理に要する時間が長くなり生産性を低下させるほか、製造コストも高くなる。また、窒化層の厚みを過度に厚くすると、基材の表面粗度が大きくなってしまい、CrN皮膜成膜前に基材表面を研磨する必要がでてくる。これらの観点から、窒化層の厚みは5μm以下とすることが好ましい。
The thickness of the nitride layer is not particularly limited, but can be 0.5 μm to 5 μm in the present embodiment.
In order to reduce the difference in strength between the high hardness CrN layer and the relatively soft base material, it is preferable to secure a thickness of the nitride layer of 0.5 μm or more. More preferably, it is 1 μm or more. On the other hand, when the thickness of the nitrided layer is excessively increased, the time required for the plasma nitriding treatment becomes longer and the productivity is lowered, and the manufacturing cost is increased. Moreover, if the thickness of the nitride layer is excessively increased, the surface roughness of the base material increases, and it is necessary to polish the base material surface before forming the CrN film. From these viewpoints, the thickness of the nitride layer is preferably 5 μm or less.

窒化層中の平均窒素濃度は、10.0〜25.0質量%とすることが好ましい。
窒化層中の窒素濃度が低すぎると、強度向上の効果が小さく、十分な耐摩耗性が得られないおそれがあるため、窒化層中の平均窒素濃度は10.0質量%以上とすることが好ましい。より好ましくは、12.0%以上である。
一方、窒化層中の窒素濃度が高すぎると、窒化層表面が脆化する傾向となりやすく、割れが生じるおそれがある。このことから、窒化層中の平均窒素濃度は25.0質量%以下とすることが好ましい。より好ましくは、23.0%以下である。
The average nitrogen concentration in the nitride layer is preferably 10.0 to 25.0 mass%.
If the nitrogen concentration in the nitrided layer is too low, the effect of improving the strength is small, and sufficient abrasion resistance may not be obtained. Therefore, the average nitrogen concentration in the nitrided layer may be 10.0% by mass or more. preferable. More preferably, it is 12.0% or more.
On the other hand, if the nitrogen concentration in the nitride layer is too high, the surface of the nitride layer tends to become brittle and cracks may occur. Therefore, the average nitrogen concentration in the nitride layer is preferably 25.0% by mass or less. More preferably, it is 23.0% or less.

また、窒化層における窒素の濃度分布が、窒化層表層から深さ方向に向かって減少するような濃度勾配を有することが好ましい。
上述したように、ロール内部で強度格差が生じることは、CrN層と基材との密着性、及び強度の観点から好ましくない。従って、CrN層、基材表層、基材内部それぞれの間の強度の格差、すなわちロール内部の深さ方向に沿った強度勾配は緩やかにすることが好ましい。そのためには、CrN層と基材との間に形成する窒化層内の窒素の濃度分布を、窒化層表層から基材側に向かって減少するような濃度勾配となるよう制御することが好ましい。
Further, it is preferable that the nitrogen concentration distribution in the nitride layer has a concentration gradient that decreases from the surface of the nitride layer in the depth direction.
As described above, it is not preferable that the strength difference occurs inside the roll from the viewpoints of adhesion between the CrN layer and the base material and strength. Therefore, it is preferable that the difference in strength between the CrN layer, the substrate surface layer, and the inside of the substrate, that is, the strength gradient along the depth direction inside the roll is made gentle. For this purpose, it is preferable to control the concentration distribution of nitrogen in the nitride layer formed between the CrN layer and the base material so as to have a concentration gradient that decreases from the surface layer of the nitride layer toward the base material side.

なお、窒素の濃度分布を、窒化層表層から深さ方向に向かって減少する勾配となるよう制御するためには、窒化層を形成するための基材表層に対するプラズマ窒化処理を複数回に分け、かつ、各回の処理を異なる条件で行うことにより、窒化層内における窒素の濃度分布を調整すればよい。   In order to control the nitrogen concentration distribution so as to have a gradient that decreases in the depth direction from the surface layer of the nitride layer, the plasma nitridation treatment for the substrate surface layer for forming the nitride layer is divided into a plurality of times, In addition, the concentration distribution of nitrogen in the nitride layer may be adjusted by performing each process under different conditions.

なお、「窒化層」の判別(基材と「窒化層」との境界の判定)は、グロー放電発光分析装置(GDS)によって行うことができる。具体的には、まず、上記プラズマ窒化処理によって窒化させた基材表層において、分析領域を直径1mmとし、通常のグロー放電発光分析を行う。引き続き、深さ方向に分析を進め、分析領域の窒素量が母材(基材)の平均窒素濃度を超えているところまでの領域を「窒化層」とする。つまり、グロー放電発光分析を深さ方向に行い、窒素量が基材の平均窒素濃度まで下がった地点を基材と「窒化層」との境界の判定することとする。   The determination of the “nitride layer” (determination of the boundary between the base material and the “nitride layer”) can be performed by a glow discharge emission spectrometer (GDS). Specifically, first, in the base material surface layer nitrided by the plasma nitriding treatment, the analysis region is set to a diameter of 1 mm, and normal glow discharge emission analysis is performed. Subsequently, the analysis proceeds in the depth direction, and a region where the nitrogen amount in the analysis region exceeds the average nitrogen concentration of the base material (base material) is defined as a “nitriding layer”. That is, the glow discharge emission analysis is performed in the depth direction, and the point where the nitrogen amount has decreased to the average nitrogen concentration of the substrate is determined as the boundary between the substrate and the “nitriding layer”.

また、窒化層中の平均窒素濃度についても、GDSを用いて測定することができる。なお、本実施形態では、分析領域を直径1mmとし、GDSを用いて深さ方向に分析を行い、JIS K 0150に規定されているQDP(Quantitative Depth Profile)法を適用し、深さ50nmごとの窒素濃度を測定する。これにより、窒化層における窒素の濃度分布を得る事ができる。また、窒化層全体の平均窒素濃度は、深さ50nmごとの各窒素濃度の平均を算出することで求めることができる。   The average nitrogen concentration in the nitride layer can also be measured using GDS. In the present embodiment, the analysis region has a diameter of 1 mm, the analysis is performed in the depth direction using GDS, and the QDP (Quantitative Depth Profile) method defined in JIS K 0150 is applied, and the depth of each 50 nm is applied. Measure the nitrogen concentration. Thereby, the nitrogen concentration distribution in the nitride layer can be obtained. Moreover, the average nitrogen concentration of the whole nitride layer can be calculated | required by calculating the average of each nitrogen concentration for every 50 nm depth.

以上、本実施形態に係る金属管成形ロール1について説明したが、上記CrN皮膜を成膜する前(プラズマ窒化処理を施す前)、においては、ロール表面性状を良好なものとし、CrN皮膜の成膜性を確保するために、ロール(基材)表面を鏡面研磨することが望ましい。これにより、CrN皮膜と基材との密着性を向上させることができ、結果、優れた耐凝着性を得ることが可能となる。
なおさらに加えて、水または通常金属管の成形で用いられるエマルジョンまたはソリュブル油系潤滑剤を潤滑剤として用いれば、金属管10と金属管成形ロール1の間の摩擦が更に低減するので好ましい。潤滑性能及び製品に付着した潤滑剤の除去のし易さの観点から、水溶性切削油剤であるソリュブル油系潤滑剤が最も適している。
As described above, the metal tube forming roll 1 according to the present embodiment has been described. However, before the CrN film is formed (before plasma nitriding treatment), the roll surface properties are good and the CrN film is formed. In order to ensure film properties, it is desirable to mirror-polish the roll (base material) surface. Thereby, the adhesiveness of a CrN membrane | film | coat and a base material can be improved, and it becomes possible to obtain the outstanding adhesion resistance as a result.
In addition, it is preferable to use water or an emulsion or a soluble oil-based lubricant that is usually used for forming a metal tube as a lubricant because the friction between the metal tube 10 and the metal tube forming roll 1 is further reduced. From the viewpoint of lubrication performance and ease of removal of the lubricant adhered to the product, a soluble oil lubricant which is a water-soluble cutting fluid is most suitable.

[金属管ロール及び金属管成形方法の第2の例]
次に、本発明の実施形態である金属管ロール及び金属管成形方法の第2の例について、図3〜8を参照して説明する。
[Second example of metal tube roll and metal tube forming method]
Next, a second example of the metal tube roll and the metal tube forming method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図3及び図4には、本実施形態の第2の例である金属管成形ロール11を示す。図3及び図4に示す金属管成形ロール11は、所謂カリバーロールであり、鋼材からなるロール本体12と、ロール本体12に挿通された回転軸3とが備えられている。ロール本体12のロール面12aには、断面視半円状に成形されたロール凹部14がロール本体12の全周に渡って設けられている。また、ロール凹部14の表面には、CrN皮膜と、CrN皮膜上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられている。   3 and 4 show a metal tube forming roll 11 which is a second example of the present embodiment. The metal tube forming roll 11 shown in FIGS. 3 and 4 is a so-called caliber roll, and includes a roll main body 12 made of a steel material and a rotating shaft 3 inserted through the roll main body 12. On the roll surface 12 a of the roll body 12, a roll recess 14 formed in a semicircular shape in cross section is provided over the entire circumference of the roll body 12. Further, the surface of the roll recess 14 is provided with a CrN film and a diamond-like carbon film formed on the CrN film.

ロール本体12は、ロール中央部21と、ロール中央部21の両側に配置されてロール中央部21に対して回動自在とされた一対の回動フランジ部22と、一対の固定フランジ部23とが備えられている。ロール凹部14は、ロール中央部21と回動フランジ部22とによって分割されている。また、ロール中央部21と固定フランジ部25とは、固定ボルト26によって相互に固定されている。   The roll body 12 includes a roll center portion 21, a pair of rotating flange portions 22 that are disposed on both sides of the roll center portion 21 and are rotatable with respect to the roll center portion 21, and a pair of fixed flange portions 23. Is provided. The roll recess 14 is divided by a roll center portion 21 and a rotating flange portion 22. Further, the roll center portion 21 and the fixing flange portion 25 are fixed to each other by a fixing bolt 26.

ロール中央部21は、ロール本体12を駆動する回転軸3に固定されている。一方、回動フランジ部22は回転軸3及びロール中央部21に対して回動自在とされている。固定フランジ部25は固定ボルト26によってロール中央部21に固定されている。すなわち、固定フランジ部25は、ロール中央部21と一体になって回転軸3に固定されている。回転軸3が回転することでロール中央部21と固定フランジ部23とが回転する。一方、回動フランジ部22は、ロール中央部21及び固定フランジ部23に対して回動自在とされているため、ロール中央部21及び固定フランジ部23とは連動しない。以下、各部について詳細に説明する。   The roll center portion 21 is fixed to the rotary shaft 3 that drives the roll body 12. On the other hand, the rotating flange portion 22 is rotatable with respect to the rotating shaft 3 and the roll center portion 21. The fixing flange portion 25 is fixed to the roll center portion 21 by fixing bolts 26. That is, the fixed flange portion 25 is fixed to the rotating shaft 3 integrally with the roll center portion 21. As the rotating shaft 3 rotates, the roll center portion 21 and the fixed flange portion 23 rotate. On the other hand, since the rotation flange part 22 is rotatable with respect to the roll center part 21 and the fixed flange part 23, it does not interlock with the roll center part 21 and the fixed flange part 23. Hereinafter, each part will be described in detail.

ロール中央部21は、回転軸3が挿通される円筒状の基部21aと、基部21aのロール幅方向中央から突出する突出部21bとからなる。基部21aには、回転軸3を挿通させるための挿通孔21cが設けられている。突出部21bの上面21dは、回転軸3側に向けて凹み、かつロール本体12の全周に渡って連続する丸溝状に成形されており、この上面21dがロール凹部14の一部を構成している。ロール中央部21は、第1の例で説明した鋼成分を有する基材から構成される。また、ロール中央部21の上面21dには、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられている。更に、ロール中央部21の突出部21bの側壁面21bにも、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられている。また、ロール中央部21の基部21aの外周面21aには、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが積層されていてもよく、積層されていなくてもよい。 The roll center portion 21 includes a cylindrical base portion 21a through which the rotation shaft 3 is inserted, and a protruding portion 21b protruding from the center of the base portion 21a in the roll width direction. The base portion 21a is provided with an insertion hole 21c for allowing the rotary shaft 3 to pass therethrough. The upper surface 21d of the projecting portion 21b is formed in a round groove shape that is recessed toward the rotating shaft 3 and is continuous over the entire circumference of the roll body 12, and this upper surface 21d constitutes a part of the roll concave portion 14. doing. The roll center part 21 is comprised from the base material which has the steel component demonstrated in the 1st example. Further, the upper surface 21d of the roll central portion 21 is provided with the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example. Further, the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example are also provided on the side wall surface 21 b 1 of the protruding portion 21 b of the roll center portion 21. Further, on the outer circumferential surface 21a 1 of the base portion 21a of the roll central portion 21, which may be the the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first embodiment are laminated, it may not be stacked.

次に、回動フランジ部22は、略リング状の部材であり、ロール中央部21の基部21aの外周側かつ突出部21bのロール幅方向両側に嵌められている。このように、回動フランジ部22は、基部21aの上にあって突出部21bのロール幅方向両側に配置される。また、回動フランジ部22の外周傾斜面22aは、断面視したときに凹んだ円弧面に成形されており、ロール中央部21の上面21dと連続する円弧面になっている。これにより、回動フランジ部22の外周傾斜面22aとロール中央部21の上面21dとによってロール凹部14が構成される。   Next, the rotating flange portion 22 is a substantially ring-shaped member, and is fitted on the outer peripheral side of the base portion 21a of the roll center portion 21 and on both sides of the protruding portion 21b in the roll width direction. In this manner, the rotating flange portion 22 is disposed on both sides of the protruding portion 21b in the roll width direction on the base portion 21a. Further, the outer peripheral inclined surface 22 a of the rotating flange portion 22 is formed into a concave arc surface when viewed in cross section, and is an arc surface continuous with the upper surface 21 d of the roll central portion 21. Thereby, the roll concave portion 14 is constituted by the outer peripheral inclined surface 22 a of the rotating flange portion 22 and the upper surface 21 d of the roll center portion 21.

また、回動フランジ部22を断面視してわかるように、回動フランジ部22の外周傾斜面22aを含む先端部22dは、突出部21bの先端に覆い被さるように屈曲している。これにより、回動フランジ部22が金属管10からの荷重を受けた際に、荷重を十分に受け止めることが可能になっている。   Further, as can be seen from a cross-sectional view of the rotating flange portion 22, the distal end portion 22d including the outer peripheral inclined surface 22a of the rotating flange portion 22 is bent so as to cover the distal end of the protruding portion 21b. Thereby, when the rotation flange part 22 receives the load from the metal tube 10, it becomes possible to fully receive a load.

更に、ロール中央部21の突出部21bの側壁面21bと、回動フランジ部22の内側面22eとは、30μm未満の隙間を介して対向している。この隙間の存在により、回動フランジ部22はロール中央部21に対して擦れ合うことなく回動自在になっている。一方、ロール中央部21の基部21aの外周面21aと、回動フランジ部22の内周面22bとは、相互に摺動自在に接している。 Further, the side wall surface 21b 1 of the projecting portion 21b of the roll central portion 21 and the inner surface 22e of the rotating flange 22, which face each other with a gap of less than 30 [mu] m. Due to the presence of this gap, the rotating flange portion 22 is rotatable without rubbing against the roll center portion 21. On the other hand, the outer peripheral surface 21a 1 of the base portion 21a of the roll central portion 21, and the inner peripheral surface 22b of the rotating flange 22 are mutually slidably contact.

更に、回動フランジ部22は、第1の例で説明した鋼成分を有する基材から構成される。また、回動フランジ部22の外周傾斜面22aには、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられている。更にまた、第1の例のCrN皮膜及びダイヤモンドライクカーボン膜は、外周傾斜面22aのみならず、回動フランジ部22の表面全面に備えられている。   Furthermore, the rotation flange part 22 is comprised from the base material which has the steel component demonstrated in the 1st example. In addition, the outer peripheral inclined surface 22a of the rotating flange portion 22 is provided with the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example. Furthermore, the CrN film and the diamond-like carbon film of the first example are provided not only on the outer peripheral inclined surface 22 a but also on the entire surface of the rotating flange portion 22.

ここで、ロール中央部21と回動フランジ部22とに着目すると、前述したように、ロール中央部21の突出部21bの側壁面21bと回動フランジ部22の内側面22eとが30μm未満の隙間を介して対向している。また、回動フランジ部22の全面と、ロール中央部21の側壁面21bにそれぞれ、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが積層されている。このように、ロール中央部21の側壁面21bと回動フランジ部22の内側面22eとがCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とを介して対向しているため、ロール中央部21と回動フランジ部22との間の摩擦が小さくなり、ロール中央部21と回動フランジ部22とが相互に円滑に摺動できるようになっている。 Here, when attention is focused on a roll central portion 21 and the rotating flange 22, as described above, it is less than 30μm and the inner surface 22e of the roll central portion side wall surface 21b 1 of the protrusion 21b of 21 and rotating the flange portion 22 It is opposed through a gap. Further, the entire surface of the rotating flange 22, respectively on the side wall surfaces 21b 1 of the roll central portion 21, and a CrN film and the diamond-like carbon film described in the first embodiment are laminated. Thus, since the inner surface 22e of the side wall surfaces 21b 1 and the pivot flange portion 22 of the roll central portion 21 is opposed via the CrN coating and diamond-like carbon film, a roll central portion 21 and the rotating flange Friction with the portion 22 is reduced, and the roll central portion 21 and the rotating flange portion 22 can slide smoothly with each other.

また、前出したように、ロール中央部21の外周面21aに、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とを積層してもよい。この場合は、ロール中央部21の基部21aの外周面21aと回動フランジ部22の内周面22bとがCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜を介して相互に対向するようになる。これにより、両方の面21a、22bが接しているにも関わらず、ロール中央部21と回動フランジ部22との間の摩擦が軽減されて更に円滑に摺動できるようになる。 Further, as described above, the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example may be laminated on the outer peripheral surface 21 a 1 of the roll center portion 21. In this case, so the inner peripheral surface 22b of the outer circumferential surface 21a 1 and the pivot flange portion 22 of the base portion 21a of the roll central portion 21 are opposed to each other via the CrN film and the diamond-like carbon film. Thereby, although both surfaces 21a 1 and 22b are in contact with each other, the friction between the roll center portion 21 and the rotating flange portion 22 is reduced and the sliding can be performed more smoothly.

次に、固定フランジ部23は、略円板状の部材であって、中央に回転軸3が挿通可能な挿通孔23aが設けられている部材である。固定フランジ部23は、ロール本体12のロール幅方向両側に配置されている。固定フランジ部23の回転軸寄りの部分は固定ボルト26によってロール中央部21の基部21aに固定されている。また、固定フランジ部23の外周寄りの部分は、回動フランジ部22のロール幅方向両側に位置しており、回動フランジ部22と対向している。   Next, the fixed flange portion 23 is a substantially disc-shaped member, and is a member provided with an insertion hole 23a through which the rotation shaft 3 can be inserted at the center. The fixed flange portions 23 are disposed on both sides of the roll body 12 in the roll width direction. A portion of the fixed flange portion 23 near the rotation axis is fixed to the base portion 21 a of the roll center portion 21 by a fixing bolt 26. Further, the portions near the outer periphery of the fixed flange portion 23 are located on both sides in the roll width direction of the rotating flange portion 22 and face the rotating flange portion 22.

固定フランジ部23は、第1の例で説明した鋼成分を有する基材から構成される。また、固定フランジ部23のうち、回動フランジ部22と対向する対向面23bに、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが備えられている。   The fixed flange portion 23 is composed of a base material having the steel component described in the first example. In addition, the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example are provided on the facing surface 23 b of the fixed flange portion 23 that faces the rotating flange portion 22.

ここで、回動フランジ部22と固定フランジ部23とに着目すると、回動フランジ部22の外側面22cと固定フランジ部23の対向面23bとが相互に対向して接している。また、回動フランジ部22の全面に、第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが積層されており、更に、固定フランジ部23の対向面23bにも第1の例で説明したCrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが積層されている。このように、回動フランジ部22の外側面22cと固定フランジ部23の対向面23bにそれぞれ、第1の例で説明したCrN皮膜及びダイヤモンドライクカーボン膜が配置されているので、両方の面22c、23bが相互に接しているにも関わらず、両者間の摩擦が小さくなり、回動フランジ部22と固定フランジ部23とが相互に円滑に摺動する。   Here, paying attention to the rotating flange portion 22 and the fixed flange portion 23, the outer surface 22c of the rotating flange portion 22 and the facing surface 23b of the fixed flange portion 23 are opposed to and in contact with each other. Further, the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example are laminated on the entire surface of the rotating flange portion 22, and the opposing surface 23b of the fixed flange portion 23 is also described in the first example. A CrN film and a diamond-like carbon film are laminated. Thus, since the CrN film and the diamond-like carbon film described in the first example are disposed on the outer surface 22c of the rotating flange portion 22 and the facing surface 23b of the fixed flange portion 23, both surfaces 22c. , 23b are in contact with each other, the friction between them is reduced, and the rotating flange portion 22 and the fixed flange portion 23 slide smoothly with each other.

なお、図4に示すように、本例の金属管成形ロール1は、固定ボルト26を取り外すことにより、ロール本体12を、ロール中央部21、回動フランジ部22、固定フランジ部23に分解可能となっている。   As shown in FIG. 4, in the metal tube forming roll 1 of this example, the roll body 12 can be disassembled into the roll center portion 21, the rotating flange portion 22, and the fixed flange portion 23 by removing the fixing bolt 26. It has become.

以上の構成により、金属管10を成形する際には、回転軸3の回転駆動によってロール中央部21及び固定フランジ部23を回転させる。この状態で金属管10を一対の金属管ロール1の間に挿通させると、ロール中央部21の上面21dが金属管10に接触して金属管10に回転軸3の回転トルクを伝達する。一方、回動フランジ部22の外周傾斜面22aにも金属管10が接触するが、回動フランジ部22は金属管10の動きに合わせて金属管10によって回動させられる。このとき、外周傾斜面22aの周速度はロール中央部の上面21dの周速度より小さくなるため、回動フランジ部22の回転速度はロール中央部21の回転速度よりも小さくなる。回動フランジ部22は、ロール中央部21及び固定フランジ部23に対して回動自在とされており、また、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間には30μm未満の隙間があるため、回動フランジ部22は、ロール中央部21の回転速度よりも小さな回転速度で回動する。これにより、金属管10に対するロールの滑り率が全体的に小さくなり、金属管10における疵の発生が抑制される。   With the above configuration, when the metal tube 10 is formed, the roll central portion 21 and the fixed flange portion 23 are rotated by the rotational drive of the rotary shaft 3. When the metal tube 10 is inserted between the pair of metal tube rolls 1 in this state, the upper surface 21 d of the roll center portion 21 contacts the metal tube 10 and transmits the rotational torque of the rotating shaft 3 to the metal tube 10. On the other hand, the metal tube 10 also contacts the outer peripheral inclined surface 22 a of the rotating flange portion 22, but the rotating flange portion 22 is rotated by the metal tube 10 in accordance with the movement of the metal tube 10. At this time, since the peripheral speed of the outer peripheral inclined surface 22 a is smaller than the peripheral speed of the upper surface 21 d of the roll center portion, the rotational speed of the rotating flange portion 22 is smaller than the rotational speed of the roll center portion 21. The rotation flange portion 22 is rotatable with respect to the roll center portion 21 and the fixed flange portion 23, and is less than 30 μm between the rotation flange portion 22 and the protruding portion 21b of the roll center portion 21. Therefore, the rotation flange portion 22 rotates at a rotation speed smaller than the rotation speed of the roll center portion 21. Thereby, the slip ratio of the roll with respect to the metal pipe 10 becomes small as a whole, and the generation of wrinkles in the metal pipe 10 is suppressed.

また、一対の金属管成形ロール1の間に金属管10が挿入されて、ロール凹部14に金属管10が侵入すると、回動フランジ部22がロール幅方向外側に僅かに押されて固定フランジ部23に押しつけられる一方で、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間には30μm未満の隙間が確保される。これにより、回動フランジ部22と突出部21bとが擦れ合うことなく回動フランジ部22が円滑に回転する。
更に、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間には隙間が生じるが、隙間の幅は30μmを超えることはないので、ロール中央部21に対する回動フランジ部22のがたつきが極めて小さくなる。これにより、回動フランジ部22とロール中央部21とによって構成される断面視半円状のロール凹部14は、金属管10が成形される間、その真円度が高いまま維持される。
Further, when the metal tube 10 is inserted between the pair of metal tube forming rolls 1 and the metal tube 10 enters the roll recess 14, the rotating flange portion 22 is slightly pushed outward in the roll width direction to fix the fixed flange portion. On the other hand, a gap of less than 30 μm is ensured between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21 b of the roll center portion 21. Thereby, the rotation flange part 22 rotates smoothly without the rotation flange part 22 and the protrusion part 21b rubbing.
Furthermore, although a gap is generated between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21b of the roll center portion 21, the width of the gap does not exceed 30 μm. Shaking is extremely small. Thereby, the semicircular roll concave portion 14 formed by the rotating flange portion 22 and the roll central portion 21 is maintained while its roundness is high while the metal tube 10 is formed.

また、回動フランジ部22の内周面22bに、CrN皮膜及びダイヤモンドライクカーボン膜が配置されているので、回動フランジ部22の内周面22bとロール中央部21の外周面21aとの摩擦が小さくなり、回動フランジ部22をより円滑に回動させることができる。更に、ロール中央部21の外周面21aにCrN皮膜及びダイヤモンドライクカーボン膜を配置した場合は、摩擦低減効果が更に向上できる。 Further, since the CrN film and the diamond-like carbon film are disposed on the inner peripheral surface 22 b of the rotating flange portion 22, the inner peripheral surface 22 b of the rotating flange portion 22 and the outer peripheral surface 21 a 1 of the roll center portion 21. Friction is reduced, and the rotating flange portion 22 can be rotated more smoothly. Furthermore, when a CrN film and a diamond-like carbon film are disposed on the outer peripheral surface 21a 1 of the roll center portion 21, the friction reduction effect can be further improved.

また、回動フランジ部22の外側面22cに、CrN皮膜及びダイヤモンドライクカーボン膜が配置されているので、回動フランジ部22の外側面22cと固定フランジ部23の対向面23との摩擦が小さくなり、回動フランジ部22と固定フランジ部23とが相互に円滑に摺動し、回動フランジ部22を円滑に回動させることができる。更に、固定フランジ部23の対向面23にCrN皮膜及びダイヤモンドライクカーボン膜を配置した場合は、摩擦低減効果が更に向上できる。   Further, since the CrN film and the diamond-like carbon film are disposed on the outer surface 22c of the rotating flange portion 22, the friction between the outer surface 22c of the rotating flange portion 22 and the facing surface 23 of the fixed flange portion 23 is small. Thus, the rotating flange portion 22 and the fixed flange portion 23 slide smoothly with each other, and the rotating flange portion 22 can be smoothly rotated. Furthermore, when a CrN film and a diamond-like carbon film are disposed on the facing surface 23 of the fixed flange portion 23, the friction reduction effect can be further improved.

なお、CrN膜とDLC膜の形成箇所は、上述した箇所に限られるものではなく、少なくともCrN膜とDLC膜とがロール凹部14の全面と回動フランジ部22の表面全面とに形成されていれば、ロール中央部21及び固定フランジ部23との摩擦が軽減されて回動フランジ部22を円滑に回動させることができ、金属管10の疵発生を抑制できるとともに、回動フランジ部22の焼き付きが防止される。   The locations where the CrN film and the DLC film are formed are not limited to the above-described locations, and at least the CrN film and the DLC film are formed on the entire surface of the roll recess 14 and the entire surface of the rotating flange portion 22. For example, the friction between the roll center portion 21 and the fixed flange portion 23 is reduced, and the rotating flange portion 22 can be smoothly rotated. Burn-in is prevented.

次に、ロール中央部21の突出部21bの幅の好適範囲とロールの滑り率について、図5及び図6により説明する。
図5に示すように、ロール中央部21の突出部21bの上面21dの幅Wは、ワークとなる金属管の外径をDとしたとき、0.7D〜0.87Dの範囲であることが好ましい。ここで、図5に示すように、ロール中央部21の上面21dと回動フランジ部22の外周傾斜面22aとの境界位置をAとし、金属管10の中心軸Oから境界位置Aに向かう方向と水平方向とのなす角度をθとしたとき、幅Wが0.7Dの場合の境界位置Aはθ=45°の位置となり、また、幅Wが0.87Dの場合の境界位置Aはθ=30°の位置となる。すなわち、本実施形態では、角度θが30〜45°の範囲になるように境界位置Aを設定するとよい。この理由を以下に説明する。
Next, a preferred range of the width of the protruding portion 21b of the roll center portion 21 and the slip rate of the roll will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, the width W of the upper surface 21d of the protruding portion 21b of the roll central portion 21 is in the range of 0.7D to 0.87D, where D is the outer diameter of the metal tube serving as the workpiece. preferable. Here, as shown in FIG. 5, the boundary position between the upper surface 21 d of the roll center portion 21 and the outer peripheral inclined surface 22 a of the rotating flange portion 22 is A, and the direction from the central axis O of the metal tube 10 toward the boundary position A And the horizontal direction is θ, the boundary position A when the width W is 0.7D is θ = 45 °, and the boundary position A when the width W is 0.87D is θ = 30 ° position. That is, in the present embodiment, the boundary position A may be set so that the angle θ is in the range of 30 to 45 °. The reason for this will be described below.

図6(a)は非分割型の駆動ロールにおける滑り率を説明する模式図である。駆動ロールの場合、金属管10に対して最も効率よく回転トルクを伝達できるピンチ位置は、ロール凹部4の最底部になる。そこで、ロール凹部14の最底部におけるロール径をRdとし、ピンチ位置におけるロール径をRpとし、ロールのフランジ部上面におけるロール径をRfとすると、フランジ部上面近傍における金属管に対する滑り率は以下の通りとなる。   FIG. 6A is a schematic diagram for explaining the slip ratio in the non-dividing type driving roll. In the case of a driving roll, the pinch position where the rotational torque can be most efficiently transmitted to the metal tube 10 is at the bottom of the roll recess 4. Therefore, assuming that the roll diameter at the bottom of the roll recess 14 is Rd, the roll diameter at the pinch position is Rp, and the roll diameter at the upper surface of the flange portion of the roll is Rf, the slip ratio with respect to the metal tube near the upper surface of the flange portion is as follows: It becomes street.

(フランジ部)滑り率=(Rf−Rp)/Rp …(1)   (Flange part) Sliding rate = (Rf−Rp) / Rp (1)

例えば金属管の外径Dを25mmとし、Rd=50mm、Rf=62.25mmとした場合、RpはRdにほぼ一致するから(Rp=Rd=50mm)、駆動ロールにおける滑り率は0.245になる。   For example, when the outer diameter D of the metal tube is 25 mm, Rd = 50 mm, and Rf = 62.25 mm, Rp is almost equal to Rd (Rp = Rd = 50 mm), so the slip rate in the drive roll is 0.245. Become.

次に、図6(b)は非分割型の無駆動ロールにおける滑り率を説明する模式図である。無駆動ロールの場合のピンチ位置は、ロール凹部4の最底部と、フランジ部の上面との間の中間になる。この場合のフランジ部の上面近傍における金属管に対する滑り率は、例えば金属管の外径Dを25mmとし、Rd=50mm、Rf=62.25mm、Rp=56.125mmとなるから、これらを上記式(1)に導入すると、無駆動ロールにおける滑り率は0.109になる。   Next, FIG. 6B is a schematic diagram for explaining the slip ratio in the non-dividing type non-driving roll. The pinch position in the case of a non-driving roll is in the middle between the bottom of the roll recess 4 and the upper surface of the flange. In this case, the slip ratio with respect to the metal tube in the vicinity of the upper surface of the flange portion is, for example, that the outer diameter D of the metal tube is 25 mm, Rd = 50 mm, Rf = 62.25 mm, Rp = 56.125 mm. When introduced in (1), the slip ratio in the non-driving roll is 0.109.

図6(a)と図6(b)との対比から明らかなように、駆動ロールは無駆動ロールに比べて滑り率が大きく、金属管10に疵が発生しやすく、ロール自体も摩耗しやすい。   As is clear from the comparison between FIG. 6A and FIG. 6B, the driving roll has a higher slip rate than the non-driving roll, the metal tube 10 is easily wrinkled, and the roll itself is easily worn. .

次に、図6(c)に示すように、本実施形態の分割型の駆動ロールについて検討する。本実施形態の金属管成形ロール11においては、ロール中央部21が駆動ロールとして機能し、回動フランジ部22が無駆動ロールとして機能する。そうすると、Rf、Rp及びRdは図6(c)に図示した通りになる。   Next, as shown in FIG. 6C, the split type driving roll of this embodiment will be examined. In the metal tube forming roll 11 of this embodiment, the roll center part 21 functions as a drive roll, and the rotation flange part 22 functions as a non-drive roll. Then, Rf, Rp, and Rd are as illustrated in FIG.

ここで、図5に示すように境界位置Aがθ=30°の位置にある場合、ロール中央部21における滑り率は0.1225となり、回動フランジ部22における滑り率は0.0517となり、いずれも図6(b)における非分割型の無駆動ロールの滑り率(0.125)よりも小さくなる。しかしながら、角度θが30°未満になると、非分割型の無駆動ロールの滑り率(0.125)よりも滑り率が大きくなってしまう。   Here, as shown in FIG. 5, when the boundary position A is at the position of θ = 30 °, the slip rate at the roll center portion 21 is 0.1225, the slip rate at the rotating flange portion 22 is 0.0517, Both are smaller than the slip ratio (0.125) of the non-split type non-driving roll in FIG. However, when the angle θ is less than 30 °, the slip ratio becomes larger than the slip ratio (0.125) of the non-split type non-driving roll.

また、図5に示すように境界位置Aがθ=45°の位置にある場合は、ロール中央部21における滑り率は0.073となり、回動フランジ部22における滑り率は0.076となり、いずれも図6(b)における非分割型の無駆動ロールの滑り率(0.125)よりも大幅に小さくなる。しかしながら、角度θが45°を超えると、回動フランジ部22の外周傾斜面22aの幅が小さくなりすぎ、金属管10の荷重を十分に受け止めきれなくなり、回動フランジ部22が破損するおそれがある。   Further, as shown in FIG. 5, when the boundary position A is at a position of θ = 45 °, the slip ratio at the roll center portion 21 is 0.073, and the slip ratio at the rotating flange portion 22 is 0.076. In either case, the slip ratio (0.125) of the non-split type non-driving roll in FIG. However, if the angle θ exceeds 45 °, the width of the outer peripheral inclined surface 22a of the rotating flange portion 22 becomes too small to fully receive the load of the metal tube 10, and the rotating flange portion 22 may be damaged. is there.

以上のことから、図5に示す角度θは30〜45°の範囲が好ましい。これをロール中央部21の突出部21bの上面21dの幅Wで表すと、ワークとなる金属管10の外径をDとしたときに、幅Wは0.7D〜0.87Dの範囲となる。この範囲であれば、金属管10に疵を生じさせることなく成形が可能になり、かつ、回動フランジ部22の破損も防止される。   From the above, the angle θ shown in FIG. 5 is preferably in the range of 30 to 45 °. When this is expressed by the width W of the upper surface 21d of the protruding portion 21b of the roll central portion 21, the width W is in the range of 0.7D to 0.87D, where D is the outer diameter of the metal tube 10 serving as a workpiece. . If it is this range, it will become possible to shape | mold without producing a wrinkle in the metal pipe 10, and damage to the rotation flange part 22 will also be prevented.

以上説明したように、本実施形態の第2の例の金属管成形ロール11によれば、ロール本体12が、ロール中央部21と、ロール中央部21の両側に配置されてロール中央部21に対して回動自在とされた一対の回動フランジ部22とからなり、ロール凹部14が、ロール中央部21と回動フランジ部22とによって分割されているので、回動フランジ部22と金属管10とが互いに滑りにくくなり、これにより、金属管10に疵が発生しにくくなり、また、回動フランジ部22に形成したCrN膜及びDLC膜が剥がれにくくなる。このように本例の金属管成形ロール1によれば、耐摩耗性、耐凝着性、耐剥離性が向上し、ロール表面の摩擦係数を小さくできる。   As explained above, according to the metal tube forming roll 11 of the second example of the present embodiment, the roll main body 12 is disposed on both sides of the roll central portion 21 and the roll central portion 21 so as to be in the roll central portion 21. Since the roll recess 14 is divided by the roll center portion 21 and the rotation flange portion 22, the rotation flange portion 22 and the metal tube are formed. Thus, the metal tube 10 is less likely to be wrinkled, and the CrN film and the DLC film formed on the rotating flange portion 22 are not easily peeled off. As described above, according to the metal tube forming roll 1 of this example, the wear resistance, adhesion resistance, and peel resistance are improved, and the friction coefficient of the roll surface can be reduced.

また、ロール中央部21がロール本体12を駆動する回転軸3に固定される一方で、回動フランジ部22が回転軸3及びロール中央部21に対して回動自在とされているので、回転軸3が駆動軸となる場合にはロール中央部21が駆動ロールとなり、回動フランジ部22が無駆動ロールとなり、無駆動ロールとなる回動フランジ部22における滑り率が小さくなるので、金属管10における疵発生を防止し、また、回動フランジ部22に形成したCrN膜及びDLC膜の剥がれを抑制できる。これにより、金属管成形ロール1の耐久性を向上でき、メンテナンスの頻度を低減できる。   Further, the roll center portion 21 is fixed to the rotating shaft 3 that drives the roll body 12, while the rotating flange portion 22 is rotatable with respect to the rotating shaft 3 and the roll center portion 21. When the shaft 3 is a drive shaft, the roll central portion 21 is a drive roll, the rotation flange portion 22 is a non-drive roll, and the slip rate in the rotation flange portion 22 that is a non-drive roll is reduced. 10 can be prevented, and the peeling of the CrN film and the DLC film formed on the rotating flange portion 22 can be suppressed. Thereby, the durability of the metal tube forming roll 1 can be improved and the frequency of maintenance can be reduced.

また、ワークとなる金属管10の外径をDとしたとき、ロール中央部21におけるロール凹部14の幅を0.7D〜0.87Dの範囲とすることで、金属管10に対する滑り率を低減し、かつ、回動フランジ部22の破損を防止できる。   Moreover, when the outer diameter of the metal tube 10 used as a workpiece | work is set to D, the slip ratio with respect to the metal tube 10 is reduced by making the width | variety of the roll recessed part 14 in the roll center part 21 into the range of 0.7D-0.87D. In addition, the rotating flange portion 22 can be prevented from being damaged.

更に、回動フランジ部22の全面にCrN膜及びDLC膜が積層されるとともに、この回動フランジ部22と対応するロール中央部21及び固定フランジ部23の面にもCrN膜及びDLC膜が積層されるため、ロール中央部21及び固定フランジ部23と回動フランジ部22との間で焼き付きが発生するおそれがなく、回動フランジ部22を円滑に回動させることができる。
また、ロール凹部14に金属管10が侵入した際に回動フランジ部22がロール幅方向外側に僅かに押され、回動フランジ部22と突出部21bとの間に隙間が生じた場合でも、隙間の大きさが30μm未満になるため、金属管が成形される間のロール凹部14の真円度が高いまま維持され、真円度の高い金属管を成形できる。
Further, a CrN film and a DLC film are laminated on the entire surface of the rotating flange portion 22, and a CrN film and a DLC film are also laminated on the surfaces of the roll center portion 21 and the fixed flange portion 23 corresponding to the rotating flange portion 22. Therefore, there is no possibility that seizure occurs between the roll center portion 21 and the fixed flange portion 23 and the rotating flange portion 22, and the rotating flange portion 22 can be smoothly rotated.
Further, even when the metal flange 10 enters the roll recess 14 and the rotating flange portion 22 is slightly pushed outward in the roll width direction, a gap is generated between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21b. Since the size of the gap is less than 30 μm, the roundness of the roll recess 14 is maintained while the metal tube is being formed, and the metal tube having a high roundness can be formed.

また、回動フランジ部22を円滑に回動させるための軸受などが不要になるので、ロール本体12を小さくして設備のコンパクト化が図れる。   Further, since a bearing or the like for smoothly rotating the rotating flange portion 22 is not required, the roll body 12 can be made small and the equipment can be made compact.

更に、ロール本体12には、固定フランジ部23が備えられており、固定フランジ部23によってロール中央部21からの回動フランジ部22の脱落を防止しつつ、回動フランジ部22を円滑に回動させることができる。   Further, the roll body 12 is provided with a fixed flange portion 23, and the rotating flange portion 22 is smoothly rotated while preventing the rotating flange portion 22 from falling off the roll central portion 21 by the fixed flange portion 23. Can be moved.

更に、図4に示したように、本例の金属管成形ロール1は、固定ボルト26を取り外すことで、ロール本体12を、ロール中央部21、回動フランジ部22及び固定フランジ部23に分解可能となっているため、保守作業を容易に行うことができる。例えば、回動フランジ部22のみが摩耗してCrN膜及びDLC膜が剥がれた場合は、予備の回動フランジ部22に交換することで、直ちに使用可能な状態になり、金属管の成形加工を継続することができる。また、取り外した回動フランジ部22については、補修が必要な箇所にCrN膜及びDLC膜を形成するだけで、再利用可能な状態にすることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the metal tube forming roll 1 of this example disassembles the roll body 12 into a roll center part 21, a rotating flange part 22 and a fixed flange part 23 by removing the fixing bolt 26. Therefore, maintenance work can be easily performed. For example, when only the rotating flange portion 22 is worn and the CrN film and the DLC film are peeled off, it can be immediately used by replacing the spare rotating flange portion 22, and the metal tube can be molded. Can continue. Moreover, about the removed rotation flange part 22, it can be made into a reusable state only by forming a CrN film | membrane and a DLC film | membrane in the location which needs repair.

なおさらに加えて、水または通常金属管の成形で用いられるエマルジョンまたはソリュブル油系潤滑剤を潤滑剤として用いれば、金属管10と金属管成形ロール11の間の摩擦が更に低減するので好ましい。また、エマルジョンまたはソリュブル油系潤滑剤を潤滑剤として用いることで、ロール中央部21と、ロール中央部21の両側に配置されてロール中央部21に対して回動自在とされた一対の回動フランジ部22との間の摩擦もさらに低減されるので好ましい。なお、潤滑剤を用いる場合は、潤滑性能及び製品に付着した潤滑剤の除去のし易さの観点から、水溶性切削油剤であるソリュブル油系潤滑剤が最も適している。   In addition, it is preferable to use water or an emulsion or a soluble oil-based lubricant that is usually used for forming a metal tube as a lubricant because the friction between the metal tube 10 and the metal tube forming roll 11 is further reduced. Further, by using an emulsion or a soluble oil-based lubricant as a lubricant, the roll central portion 21 and a pair of rotations that are arranged on both sides of the roll central portion 21 and are rotatable with respect to the roll central portion 21. Friction with the flange portion 22 is further reduced, which is preferable. When a lubricant is used, a soluble oil-based lubricant that is a water-soluble cutting fluid is most suitable from the viewpoint of lubrication performance and ease of removing the lubricant attached to the product.

以上、第2の例の金属管成形ロール11について説明したが、本例では、図7または図8に示す変形例を採用してもよい。
図7に示す変形例では、ロール本体12を断面視した際に、回動フランジ部22と突出部21bとの境界面がロール本体12の外周方向に向けて真っ直ぐに伸びている。図7の例によれば、回動フランジ部22及び突出部21bの形状を図3の場合よりも比較的単純な形状にすることができ、がたつきが起きにくくなり、金属管10の成形精度を高めることができる。この図7の例では、金属管10から受ける荷重が比較的小さい場合に適用できる。
The metal tube forming roll 11 of the second example has been described above. However, in this example, the modification shown in FIG. 7 or FIG. 8 may be adopted.
In the modification shown in FIG. 7, when the roll body 12 is viewed in cross section, the boundary surface between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21 b extends straight toward the outer peripheral direction of the roll body 12. According to the example of FIG. 7, the shapes of the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21 b can be made relatively simple as compared with the case of FIG. Accuracy can be increased. The example of FIG. 7 can be applied when the load received from the metal tube 10 is relatively small.

また、図8に示す変形例では、ロール本体12を断面視した際に、回動フランジ部22の先端部22dが、ほぼ真横に屈曲している。図8の例においても、回動フランジ部22及び突出部21bの形状を図3の場合よりも比較的単純な形状にすることができ、がたつきが起きにくくなり、金属管10の成形精度を高めることができる。図8の例についても、金属管10から受ける荷重が比較的小さい場合に適用できる。   Moreover, in the modification shown in FIG. 8, when the roll main body 12 is viewed in cross section, the distal end portion 22d of the rotating flange portion 22 is bent almost right side. In the example of FIG. 8 as well, the shapes of the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21b can be made relatively simple compared to the case of FIG. Can be increased. The example of FIG. 8 can also be applied when the load received from the metal tube 10 is relatively small.

[金属管ロール及び金属管成形方法の第3の例]
次に、本発明の実施形態である金属管ロール及び金属管成形方法の第3の例について、図9を参照して説明する。図9に示す金属管成形ロール31と、図3〜図4に示す第2の例の金属管成形ロール11との違いは、回動フランジ部22を固定フランジ部23に固定するための機構が備えられた点であり、その他の点には違いがない。以下の説明では、回動フランジ部22を固定フランジ部23に固定する機構について説明する。
[Third example of metal tube roll and metal tube forming method]
Next, a third example of the metal tube roll and the metal tube forming method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the metal tube forming roll 31 shown in FIG. 9 and the metal tube forming roll 11 of the second example shown in FIGS. 3 to 4 is that a mechanism for fixing the rotating flange portion 22 to the fixed flange portion 23 is used. There are no differences in other points. In the following description, a mechanism for fixing the rotating flange portion 22 to the fixed flange portion 23 will be described.

図9には、本実施形態の第3の例である金属管成形ロール31を示す。この金属管成形ロール31には、固定フランジ部23に、回動フランジ部22を引き寄せて固定する引きねじ部32が設けられている。引きねじ部32は例えば、固定フランジ部23の3箇所に備えられている。引きねじ部32は、着脱ボルト32aと、この着脱ボルト32aが挿入されるねじ穴32bとから構成されている。ねじ穴32bは、固定フランジ部23及び回動フランジ部22にそれぞれ設けられている。   In FIG. 9, the metal tube forming roll 31 which is the 3rd example of this embodiment is shown. The metal tube forming roll 31 is provided with a pulling screw portion 32 that pulls and fixes the rotating flange portion 22 to the fixing flange portion 23. For example, the pulling screw portion 32 is provided at three locations of the fixing flange portion 23. The pulling screw portion 32 includes a detachable bolt 32a and a screw hole 32b into which the detachable bolt 32a is inserted. The screw holes 32b are provided in the fixed flange portion 23 and the rotating flange portion 22, respectively.

金属管10を成形する際には、着脱ボルト32aを取り外して、回動フランジ部22を固定フランジ部23及びロール中央部21に対して回動自在な状態にする。   When forming the metal tube 10, the detachable bolt 32 a is removed so that the rotating flange portion 22 is rotatable with respect to the fixed flange portion 23 and the roll center portion 21.

一方、金属管成形ロール31のロール凹部14を補修する際には、着脱ボルト32aをねじ穴32bに挿入してねじ締めする。これにより回動フランジ部22は、固定フランジ部23側に引き寄せられて固定フランジ部23と密着する一方で、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間には30μm未満の隙間が生じる。この状態は、金属管10を成形加工中に回動フランジ部32が固定フランジ部23側に押された状態とほぼ同じになる。そして、回動フランジ部22と固定フランジ部23とが密着した状態で、ロール凹部14の補修を行う。補修内容として具体的には、ロール凹部14が部分的に摩耗して真円度が低下した場合に、真円度を回復させるようにロール凹部14の内面を研磨加工する。すなわち、回動フランジ部22を固定フランジ部23側に引き寄せて金属管10を成形加工する場合と同じ状態にして、補修を行う。   On the other hand, when repairing the roll recess 14 of the metal tube forming roll 31, the detachable bolt 32a is inserted into the screw hole 32b and tightened. As a result, the rotating flange portion 22 is attracted to the fixed flange portion 23 side and is in close contact with the fixed flange portion 23, and is less than 30 μm between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21 b of the roll center portion 21. A gap is created. This state is substantially the same as the state in which the rotating flange portion 32 is pushed toward the fixed flange portion 23 during the forming process of the metal tube 10. And the roll recessed part 14 is repaired in the state which the rotation flange part 22 and the fixed flange part 23 contact | adhered. Specifically, the inner surface of the roll recess 14 is polished so as to restore the roundness when the roll recess 14 is partially worn and the roundness is lowered. That is, repair is performed in the same state as when the metal tube 10 is formed by pulling the rotating flange portion 22 toward the fixed flange portion 23 side.

以上説明したように、本例の金属管成形ロール31には、回動フランジ部22と固定フランジ部23とを密着した状態で固定する引きねじ部32が備えられており、ロール凹部14を補修する際に、回動フランジ部22を、金属管10を成形加工する場合と同じ状態することができるので、補修後のロール凹部の真円度を高めることができる。   As described above, the metal tube forming roll 31 of the present example includes the pulling screw portion 32 that fixes the rotating flange portion 22 and the fixing flange portion 23 in close contact with each other, and repairs the roll recess 14. In doing so, the rotating flange portion 22 can be in the same state as when the metal tube 10 is formed, so that the roundness of the roll recess after repair can be increased.

[金属管成形方法および装置]
本実施形態に係る金属管成形装置は、図1、図3または図9に示す金属管成形ロール1、11、31のいずれかを備えるとともに、金属管成形ロール1、11、31の一部分に対し、金属管成形中に潤滑剤を供給する潤滑ノズルを備える。なお、潤滑剤の使用及びここで示す潤滑ノズルの使用は望ましいが、必要に応じて、潤滑剤を使用するか否か、及び潤滑ノズルの使用をするか否か、適宜選択して良い。また、潤滑剤を使用する場合、潤滑剤を布に浸して塗布する、潤滑剤をスプレーで吹き付ける等の他の方法でも良い。
[Metal tube forming method and apparatus]
The metal tube forming apparatus according to the present embodiment includes any one of the metal tube forming rolls 1, 11, and 31 shown in FIG. 1, FIG. 3, or 9, and a part of the metal tube forming rolls 1, 11, and 31. And a lubrication nozzle for supplying a lubricant during metal tube forming. Although the use of a lubricant and the use of the lubrication nozzle shown here are desirable, whether or not to use a lubricant and whether or not to use a lubrication nozzle may be appropriately selected as necessary. When using a lubricant, other methods such as applying the lubricant by immersing it in a cloth or spraying the lubricant with a spray may be used.

一般的に、実際に金属管を造管するに際し、金属管溶接後の定型工程では、パイプ疵の防止および冷却のために水溶性の潤滑剤が用いられることが多い。
そこで、本実施形態に係る金属管成形ロールの更なる寿命の向上およびロール表面のロールマーク・疵を防止するためにも、本実施形態に係る金属管成形装置においては、金属管成形ロールに対して潤滑剤を供給する潤滑ノズルを備えることが好ましい。
以下、潤滑ノズルを備えた金属管成形装置の一例について図面を用いて説明するが、尚、以下に示す図面は、金属管成形装置の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の加熱炉の寸法関係等とは異なる場合がある。
In general, when a metal pipe is actually formed, a water-soluble lubricant is often used for prevention of pipe flaws and cooling in a regular process after metal pipe welding.
Therefore, in order to further improve the life of the metal tube forming roll according to the present embodiment and prevent roll marks and wrinkles on the roll surface, the metal tube forming apparatus according to the present embodiment has a It is preferable to provide a lubricating nozzle for supplying a lubricant.
Hereinafter, an example of a metal tube forming apparatus provided with a lubrication nozzle will be described with reference to the drawings. However, the drawings shown below are for explaining the configuration of the metal tube forming apparatus, The size, thickness, dimensions, and the like may differ from the actual dimensional relationship of the heating furnace.

図10は、本実施形態に係る金属管成形装置を示す図であって、(a)は正面概略図であり、(b)は潤滑ノズル101の近傍の構成を示す側面図であり、(c)は潤滑ノズル101の近傍の構成を示す断面図である。図11は、潤滑ノズル101の配置例を説明するための図であって、(a)は正面模式図であり、(b)は側面模式図である。図12は、潤滑ノズル101の幅方向調整機構、上下方向調整機構を詳細に説明するための図であって、(a)は金属管成形装置の上面概略図であり、(b)は側面概略図である。   10A and 10B are diagrams showing a metal tube forming apparatus according to the present embodiment, where FIG. 10A is a schematic front view, FIG. 10B is a side view showing a configuration in the vicinity of the lubricating nozzle 101, and FIG. ) Is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the lubricating nozzle 101. 11A and 11B are diagrams for explaining an arrangement example of the lubricating nozzle 101, where FIG. 11A is a schematic front view, and FIG. 11B is a schematic side view. 12A and 12B are diagrams for explaining in detail the width direction adjusting mechanism and the vertical direction adjusting mechanism of the lubricating nozzle 101, wherein FIG. 12A is a schematic top view of the metal tube forming apparatus, and FIG. 12B is a schematic side view. FIG.

金属管10は、上下に対向するように配置された金属管成形ロール1,11、31により成形されながら搬送される。
このとき、成形ロール1、11、31と金属管10が接するロールフランジ部(孔型の終端のロール平行部)近傍では、他の部位よりも摩擦による摩耗、疵の発生が起こりやすくなっている。そのため、金属管10を成形するに際し、潤滑剤は、ロールフランジ部近傍に滴下することが必要である。
The metal tube 10 is conveyed while being formed by the metal tube forming rolls 1, 11, 31 arranged so as to face each other in the vertical direction.
At this time, in the vicinity of the roll flange part (roll parallel part at the end of the hole mold) where the forming rolls 1, 11, 31 and the metal tube 10 are in contact, wear due to friction and generation of wrinkles are more likely to occur than other parts. . Therefore, when forming the metal tube 10, the lubricant needs to be dropped in the vicinity of the roll flange portion.

しかしながら、ロールフランジ部は、金属管成形ロール1,11、31の径の変更等によってその都度その位置が変わる。そのため、潤滑剤を滴下するための潤滑ノズル101の位置もその都度調整しなければならない。したがって本実施形態においては、潤滑剤を滴下するための潤滑ノズル101を配置する際は、潤滑剤の滴下位置を幅方向および上下方向に調整できるような拡縮機構を設けることが好ましい。   However, the position of the roll flange portion changes each time due to a change in the diameter of the metal tube forming rolls 1, 11, and 31. Therefore, the position of the lubricating nozzle 101 for dropping the lubricant must be adjusted each time. Therefore, in this embodiment, when the lubricating nozzle 101 for dropping the lubricant is disposed, it is preferable to provide an expansion / contraction mechanism that can adjust the dropping position of the lubricant in the width direction and the vertical direction.

本実施形態に係る潤滑ノズル101を幅方向に拡縮する機構について説明する。
図10に示すように、幅移動溝(長溝)118が設けられたパイプ状の水平移動ガイド103が成形ロール1、11、31の前方に配置されており、この水平移動ガイド103上には、幅移動溝118内に嵌め込まれた幅移動ガイド119を介して、潤滑ノズル固定台102ならびに潤滑ノズル固定台102上に載置された潤滑ノズル101が設けられている。スライド可能に設けてある潤滑ノズル角度調整冶具109に接続した幅移動用ガイド部品115が、幅調整用ねじ(中心から左・右をそれぞれ正・逆ねじとし、調整ねじを回転させるとその左・右のガイド部115が対称的に反対方向に移動する)114(図12参照)により幅方向に拡縮する機構を有している。
A mechanism for expanding and contracting the lubricating nozzle 101 according to this embodiment in the width direction will be described.
As shown in FIG. 10, a pipe-like horizontal movement guide 103 provided with a width movement groove (long groove) 118 is disposed in front of the forming rolls 1, 11, and 31. On the horizontal movement guide 103, The lubrication nozzle fixing base 102 and the lubrication nozzle 101 placed on the lubrication nozzle fixing base 102 are provided via a width movement guide 119 fitted in the width movement groove 118. The width moving guide part 115 connected to the lubrication nozzle angle adjusting jig 109 provided so as to be slidable is a width adjusting screw (left and right from the center are forward and reverse screws, respectively, and when the adjusting screw is rotated, The right guide portion 115 is symmetrically moved in the opposite direction) (see FIG. 12) and has a mechanism that expands and contracts in the width direction.

また、潤滑ノズル101を上下方向に拡縮する機構としては、成形スタンド支柱117に固定されたあり型台座107と、あり型台座107に対して上下方向にスライド可能に設けられた中心位置調整冶具106と、中心位置調整冶具106に差し込まれた上下移動ねじ116とにて潤滑ノズル101の上下位置を調整する。中心位置調整冶具106は水平移動ガイド103とも連結しているため、あり型台座107上をこの中心位置調整冶具106が上下方向に移動すると、水平移動ガイド103、すなわち潤滑ノズル101も同じように上下方向に移動することとなる。
なお、上下移動ねじ116は上下位置調整ハンドル104と連結しており、この上下位置調整ハンドル104を回すことで、中心位置調整冶具106の上下方向の移動を制御でき、ロールフランジ部に合わせた潤滑ノズル101の上下方向の調整が可能となっている。
Further, as a mechanism for expanding and contracting the lubricating nozzle 101 in the vertical direction, a dovetail base 107 fixed to the forming stand column 117 and a center position adjusting jig 106 provided so as to be slidable in the vertical direction with respect to the dovetail base 107 are provided. And the vertical position of the lubricating nozzle 101 is adjusted by the vertical movement screw 116 inserted into the center position adjusting jig 106. Since the center position adjustment jig 106 is also connected to the horizontal movement guide 103, when the center position adjustment jig 106 moves in the vertical direction on the dovetail pedestal 107, the horizontal movement guide 103, that is, the lubrication nozzle 101 is similarly moved up and down. Will move in the direction.
The vertical movement screw 116 is connected to the vertical position adjustment handle 104. By turning the vertical position adjustment handle 104, the vertical movement of the center position adjustment jig 106 can be controlled, and lubrication according to the roll flange portion is performed. The nozzle 101 can be adjusted in the vertical direction.

また、金属管成形ロール1、21、31の径の変動による金属管10との接触を考慮した潤滑ノズル101の位置合わせのための角度調整は、潤滑ノズル挟み込み冶具(潤滑ノズル前後調整冶具)113と潤滑ノズル角度調整冶具109を潤滑ノズル角度固定ねじ112にて回転させることで調整が可能である。
潤滑ノズル101が前後する機構は潤滑ノズル挟み込み冶具(潤滑ノズル前後調整冶具)113を有する装置にて、潤滑ノズル角度固定ねじ112によって調整ができる。
これらの機構により金属管成形ロール1、21、31と金属管10が接するロールフランジ部近傍に潤滑剤が滴下をすることができる。
The angle adjustment for positioning the lubrication nozzle 101 in consideration of the contact with the metal tube 10 due to the variation of the diameters of the metal tube forming rolls 1, 21, 31 is performed by a lubrication nozzle sandwiching jig (lubrication nozzle front-rear adjustment jig) 113. The lubrication nozzle angle adjustment jig 109 can be adjusted by rotating it with the lubrication nozzle angle fixing screw 112.
The mechanism in which the lubrication nozzle 101 moves back and forth can be adjusted by the lubrication nozzle angle fixing screw 112 in an apparatus having a lubrication nozzle clamping jig (lubricating nozzle longitudinal adjustment jig) 113.
By these mechanisms, the lubricant can be dropped in the vicinity of the roll flange portion where the metal tube forming rolls 1, 21, 31 and the metal tube 10 are in contact.

ここで、潤滑剤としては、潤滑性能及び製品に付着した潤滑剤の除去のし易さの観点から、水溶性切削油剤であるソリュブル油系潤滑剤が最も適している。   Here, as a lubricant, a soluble oil lubricant which is a water-soluble cutting fluid is most suitable from the viewpoint of lubrication performance and ease of removing the lubricant attached to the product.

潤滑ノズル101は、金属管サイズ(ロールフランジ幅)に応じて適宜、ロールフランジ部に対応するようその配置位置を調節する必要がある。また、ロール潤滑の状況により金属管成形ロール1、21、31のうち上部ロールへはロールの上からの滴下も必要となる。
図11は潤滑ノズル101の配置例を説明するための正面模式図であるが、上述にて説明したような、金属管成装置には潤滑ノズル101の前後・上下ならびに左右の調整機構が備えられているので、金属管成形ロール1、21、31のフランジ幅の大小に合わせて、潤滑ノズル101の位置を所望の位置へ適宜変更できる。
It is necessary to adjust the arrangement position of the lubrication nozzle 101 so as to correspond to the roll flange portion according to the metal tube size (roll flange width). Further, depending on the state of roll lubrication, it is necessary to drop the metal tube forming rolls 1, 21, 31 onto the upper roll from above the roll.
FIG. 11 is a schematic front view for explaining an arrangement example of the lubrication nozzle 101. However, the metal pipe forming apparatus as described above is provided with front / rear / up / down and left / right adjustment mechanisms of the lubrication nozzle 101. FIG. Therefore, the position of the lubrication nozzle 101 can be appropriately changed to a desired position according to the flange width of the metal tube forming rolls 1, 21, 31.

図12を用いて、潤滑ノズル101の幅方向調整機構、上下方向調整機構を詳細に説明する。
なお、潤滑ノズル101の各方向調整機構を説明しやすくするため、図12中において、一部の部材については記載を省略している。
パイプ状の水平移動ガイド103内の略中央部分には、正逆反転する2つの幅調整用ねじ114(左、右ねじ)が配置されている。そしてこの幅調整用ねじ114は、水平移動ガイド103内に敷設された左右位置調整ハンドル105と連結しており、左右位置調整ハンドル105を回すことで水平移動ガイド103を水平方向に移動させることができ、結果、ロールフランジ部に合わせた潤滑ノズル101の幅方向拡縮が調整できる。
また、幅調整用ねじ114を中心に移動すること、ならびにあり型台座107に設けられた中心位置調整冶具106を調整することで、金属管成形ロール1、21、31の中央位置を合わせることができる。
The width direction adjusting mechanism and the vertical direction adjusting mechanism of the lubricating nozzle 101 will be described in detail with reference to FIG.
In addition, in order to make it easy to explain each direction adjustment mechanism of the lubrication nozzle 101, description is omitted about some members in FIG.
Two width adjusting screws 114 (left and right screws) that are reversed in the forward and reverse directions are disposed at a substantially central portion in the pipe-shaped horizontal movement guide 103. The width adjusting screw 114 is connected to a left / right position adjusting handle 105 installed in the horizontal moving guide 103, and the horizontal moving guide 103 can be moved in the horizontal direction by turning the left / right position adjusting handle 105. As a result, the expansion / contraction of the lubricating nozzle 101 in the width direction in accordance with the roll flange portion can be adjusted.
Further, the center position of the metal tube forming rolls 1, 21, 31 can be adjusted by moving around the width adjusting screw 114 and adjusting the center position adjusting jig 106 provided on the dovetail pedestal 107. it can.

また、図12の側面図に示すように、潤滑ノズル101の前後調整、拡縮移動位置調整により、自在に潤滑剤の滴下位置を変えることができ、金属管10と金属管成形ロール1、21、31との接触部への潤滑剤の滴下位置の調整が可能となっている。   Further, as shown in the side view of FIG. 12, the dripping position of the lubricant can be freely changed by adjusting the front and rear of the lubrication nozzle 101 and adjusting the expansion / contraction movement position, and the metal tube 10 and the metal tube forming rolls 1, 21, Adjustment of the dropping position of the lubricant to the contact portion with 31 is possible.

なお、あり型台座107はスタンド支柱取付冶具108を介して成形スタンド支柱117に固定されているが、成形スタンド支柱117にスタンド支柱取付冶具108を固定する際は、スタンド固定ねじ120により容易に装着できるような片持ち形式となっている。   The dovetail pedestal 107 is fixed to the molding stand column 117 via the stand column mounting jig 108, but when the stand column mounting jig 108 is fixed to the molding stand column 117, it is easily attached by the stand fixing screw 120. It is a cantilever format that you can.

図13に、潤滑ノズル101を用いて潤滑剤を微量滴下するためのローラーポンプ(潤滑剤供給装置)の構造を示す図である。
潤滑剤は、原液と同等な濃い潤滑剤をロールに微量添付するため、チューブポンプといわれるチューブ132を、中心軸131を中心に自公転するローラー130で押しつぶしながら搬送する。
潤滑方法としては、内径3mm以下のチューブ132を用いて、滴下速度が20ml/hr以下の汚染のないチューブ(ローラー)ポンプを用いた微量滴下する方法となっている。
FIG. 13 is a view showing the structure of a roller pump (lubricant supply device) for dripping a small amount of lubricant using the lubricating nozzle 101.
The lubricant is transported while being crushed by a roller 130 that rotates and revolves around a central axis 131, because a thick lubricant equivalent to the stock solution is attached to the roll in a small amount.
As a lubrication method, a tube 132 having an inner diameter of 3 mm or less is used, and a minute amount is dropped using a tube (roller) pump having a contamination rate of 20 ml / hr or less and without contamination.

ここで、潤滑ノズル101としては、内径0.5mm以上3mm以下のチューブを用いるのが、潤滑剤を適量供給する上で適切である。   Here, as the lubrication nozzle 101, it is appropriate to use a tube having an inner diameter of 0.5 mm or more and 3 mm or less in order to supply an appropriate amount of lubricant.

さらに、該潤滑剤を1ml/hr以上20ml/hr以下の滴下速度で微量滴下して該潤滑剤を供給することが適している。
該潤滑剤の供給速度が1ml/hr未満では、潤滑剤としての機能を十分に発揮できず、一方、その供給速度が20ml/hrを超えると潤滑剤としての機能は飽和し、むしろ金属管成形ロール1、21、31の空転を招き、金属管成形に支障が出たり、最終製品から除去すべき潤滑剤が多量となり、製造コストが嵩むことになる。
Furthermore, it is suitable to supply the lubricant by dripping a small amount of the lubricant at a dropping rate of 1 ml / hr to 20 ml / hr.
When the supply rate of the lubricant is less than 1 ml / hr, the function as a lubricant cannot be sufficiently exerted. On the other hand, when the supply rate exceeds 20 ml / hr, the function as a lubricant is saturated, rather, metal tube forming is performed. Rolls 1, 21, and 31 are caused to slip, which hinders metal tube forming, increases the amount of lubricant to be removed from the final product, and increases manufacturing costs.

以上説明したような、本発明に係る金属管成形ロールによれば、基材上に、CrN皮膜ならびにダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜)を形成するため、耐摩耗性及び耐凝着性を向上させることができる。またDLC膜において、DLC膜の膜厚方向に硬度の傾斜をつけることで、CrN層とDLC膜との間における硬度の格差を緩和させることができる。その結果、DLC膜の上層領域は、硬質なものとすることで、金属管に対し優れた耐摩耗性を発揮できる上、sp混成軌道(グラファイト構造)の炭素も多少含んでおり低摩擦性を確保できる。一方の下層領域は軟質なものとすることで、CrN層との硬度格差を緩和でき、耐剥離性の確保できる。 As described above, according to the metal tube forming roll according to the present invention, the CrN film and the diamond-like carbon film (DLC film) are formed on the base material, so that the wear resistance and the adhesion resistance are improved. be able to. In addition, in the DLC film, the hardness difference between the CrN layer and the DLC film can be reduced by providing an inclination of the hardness in the film thickness direction of the DLC film. As a result, by making the upper layer region of the DLC film hard, it can exhibit excellent wear resistance against metal pipes, and also contains some sp 2 hybrid orbital (graphite structure) carbon and low friction properties Can be secured. By making one lower layer region soft, the hardness disparity with the CrN layer can be relaxed and peeling resistance can be secured.

また、金属管を成形する際、潤滑剤を成形ロールの一部に微量滴下しながら成形することで、成形ロール、特に駆動ロールの摩擦係数を低減することができる。その効果による、周速差の大きい(すべりの大きい)ことによる、ロールフランジ部の凝着を防止することにより、駆動ロールで発生するロールフランジ部の疵や、ロールマークの発生を抑えることができる。   Further, when forming the metal tube, the friction coefficient of the forming roll, particularly the drive roll, can be reduced by forming the metal pipe while dripping a small amount of lubricant onto a part of the forming roll. By preventing the adhesion of the roll flange portion due to the large peripheral speed difference (large slip) due to the effect, wrinkles on the roll flange portion and roll marks generated on the drive roll can be suppressed. .

すなわち、本発明に係る金属管成形ロール、金属管成形装置、金属管成形方法によれば、成形ロール寿命を格段に向上でき、成形ロールの交換頻度を低減でき、製造コストを大幅に削減できる。また、成形ロール寿命の向上による成形ロールの交換頻度を低減によって、ロール交換時のロール調整(位置調整等)に伴う歩留まり低下の防止、及び、成形寸法精度向上による歩留まり向上(高精度化)を達成することができる。
なお、図10〜図13に示した金属管成形装置及び金属管成形方法は、金属管としてチタン管を成形する際に特に優れた効果を発揮できる。
That is, according to the metal tube forming roll, the metal tube forming apparatus, and the metal tube forming method according to the present invention, the life of the forming roll can be remarkably improved, the replacement frequency of the forming roll can be reduced, and the manufacturing cost can be greatly reduced. In addition, by reducing the frequency of replacement of the forming rolls by improving the life of the forming rolls, it is possible to prevent the yield from being lowered due to roll adjustment (position adjustment, etc.) at the time of roll replacement, and to improve the yield (high accuracy) by improving the forming dimensional accuracy. Can be achieved.
The metal tube forming apparatus and the metal tube forming method shown in FIGS. 10 to 13 can exhibit particularly excellent effects when forming a titanium tube as a metal tube.

次に、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to the conditions used in the following Examples.

<成形ロール>
(実施例1)
まず、成形ロールの基材としてJIS G 4404にて規定されている工具鋼SKD11を採用し、焼入れ及び焼戻し処理を行った。
次に、得られた基材表面に対して、窒化処理を行い、基材表層に、25μm厚、平均窒素濃度が0.20質量%である窒化層を形成した。
なお、窒化処理は、アンモニアと水素の混合ガス雰囲気中(NH、H、Ar)で直流グロー放電により生じた反応性の高い活性種を利用し窒化するラジカル窒化処理を用いた。処理温度は500℃とし3時間の処理を施した。
<Forming roll>
Example 1
First, the tool steel SKD11 prescribed | regulated by JISG4404 was employ | adopted as a base material of a forming roll, and quenching and tempering processing were performed.
Next, the obtained base material surface was subjected to nitriding treatment to form a nitride layer having a thickness of 25 μm and an average nitrogen concentration of 0.20% by mass on the base material surface layer.
The nitriding treatment used was a radical nitriding treatment in which nitriding was performed using active species having high reactivity generated by direct current glow discharge in a mixed gas atmosphere of ammonia and hydrogen (NH 3 , H 2 , Ar). The treatment temperature was 500 ° C. and the treatment was performed for 3 hours.

次に、窒化処理を施した基材表層(窒化層)上に、PVD蒸着法により、1.5μmμmのCrN皮膜(単層)を成膜した。
次に、CrN皮膜を形成した基材を、孔型R:12.6mm、ロール底径Dr:100mm、ロール外径Do:124mm、ロール幅W:60.0mmの寸法でロールに加工し、図2に示す成形ロールを製造した。
Next, a 1.5 μm μm CrN film (single layer) was formed on the surface layer (nitrided layer) subjected to nitriding treatment by PVD vapor deposition.
Next, the base material on which the CrN film was formed was processed into a roll with dimensions of a hole type R: 12.6 mm, a roll bottom diameter Dr: 100 mm, a roll outer diameter Do: 124 mm, and a roll width W: 60.0 mm. The forming roll shown in 2 was manufactured.

成形ロールについて、CrN皮膜表面から深さ方向に、グロー放電発光分析装置(GDS)を用いて成分分析を行った。分析結果を図14〜16に示す。図14〜16における横軸は、CrN層表面からの深さ(μm)、縦軸は各成分の濃度(質量%)を示す。
図14及び図15に示すように、基材表層に、厚さ1.5μmのCrN層が形成されていることが分かる。また、図16は、微量に含有する元素の深さ方向への濃度挙動を確認するために、図14のグラフの縦軸範囲を変化させ表したグラフである。図16のグラフより、CrN皮膜と基材との間には、窒化層が形成されていることが分かる。また、グラフからも明らかなように、CrN皮膜側から基材側に向けて窒素濃度が緩やかに減少する勾配を示しており、窒化層内における深さ方向に対する硬さ変動も緩やかであることが分かる。
With respect to the forming roll, component analysis was performed using a glow discharge emission spectrometer (GDS) in the depth direction from the CrN coating surface. The analysis results are shown in FIGS. 14 to 16, the horizontal axis indicates the depth (μm) from the CrN layer surface, and the vertical axis indicates the concentration (mass%) of each component.
As shown in FIGS. 14 and 15, it can be seen that a CrN layer having a thickness of 1.5 μm is formed on the substrate surface layer. FIG. 16 is a graph in which the vertical axis range of the graph of FIG. 14 is changed in order to confirm the concentration behavior of the element contained in a trace amount in the depth direction. From the graph of FIG. 16, it can be seen that a nitride layer is formed between the CrN film and the substrate. Further, as is apparent from the graph, it shows a gradient in which the nitrogen concentration gradually decreases from the CrN film side to the base material side, and the hardness fluctuation in the depth direction in the nitride layer is also gentle. I understand.

次に、予め上記成形ロールの表面(CrN皮膜)に対してプラズマクリーニングを施し汚れを除去した上で、CrN皮膜上にダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜)を成膜した。膜厚は1.0μmとした。
DLC膜はプラズマCVD法によって成膜した。装置は容量結合型高周波プラズマCVD装置を用い、温度は500℃とした。プラズマ発生用電源には、13.56MHzの高周波電源を用いた。反応ガスとしては、CHとHの混合ガスを用いた。このとき、CHとHの混合ガスの混合比を変えることにより、CrN皮膜との界面から表面に向かって膜の硬さが徐々に増加するようにした。
Next, the surface of the molding roll (CrN film) was previously subjected to plasma cleaning to remove dirt, and then a diamond-like carbon film (DLC film) was formed on the CrN film. The film thickness was 1.0 μm.
The DLC film was formed by a plasma CVD method. The apparatus used was a capacitively coupled high-frequency plasma CVD apparatus, and the temperature was 500 ° C. A high frequency power supply of 13.56 MHz was used as the plasma generation power supply. As the reaction gas, a mixed gas of CH 4 and H 2 was used. At this time, the hardness of the film gradually increased from the interface with the CrN film toward the surface by changing the mixing ratio of the mixed gas of CH 4 and H 2 .

(比較例1)
実施例1で採用した工具鋼SKD11を基材とし、実施例1と同様に、窒化層およびCrN皮膜(単層)ロールに加工し成形ロールを製造した。
次に、CrN皮膜上に、イオンプレーティング法によりダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜)を1.0μmの厚さで成膜した。
(Comparative Example 1)
Using the tool steel SKD11 employed in Example 1 as a base material, a forming roll was produced by processing into a nitrided layer and a CrN film (single layer) roll in the same manner as in Example 1.
Next, a diamond-like carbon film (DLC film) with a thickness of 1.0 μm was formed on the CrN film by ion plating.

<ラマン分光法>
実施例1および比較例で得られた成形ロールの表層の、sp混成軌道の炭素とsp混成軌道の炭素の割合(sp/sp)をラマン分光分析によって測定した。
結果を図17(a)〜(c)及び図18(a)〜(c)、表1、2に示す。
<Raman spectroscopy>
The ratio of sp 2 hybrid orbital carbon to sp 3 hybrid orbital carbon (sp 3 / sp 2 ) in the surface layer of the molding roll obtained in Example 1 and the comparative example was measured by Raman spectroscopy.
The results are shown in FIGS. 17A to 17C and FIGS. 18A to 18C and Tables 1 and 2.

図17(a)は、実施例1の成形ロールの表層の顕微鏡写真、図17(b)は実施例1の成形ロールのDLC膜の表層のラマンスペクトル、図17(c)は実施例1の成形ロールのDLC膜内部のラマンスペクトルを示す。図18(a)は比較例1の成形ロールの表層の顕微鏡写真、図18(b)は比較例1の成形ロールのDLC膜の表層のラマンスペクトル、図18(c)は比較例1の成形ロールのDLC膜内部のラマンスペクトルを示す。なお、図中の「表面付近」とはDLC膜の表層、「DLC膜内部」DLC膜の内部、「界面付近」とはDLC膜とCrN皮膜との界面付近のラマンスペクトルである。
また表1に、実施例1のラマンバンドパラメータを、表2に比較例1のラマンバンドパラメータを示す。
17A is a micrograph of the surface layer of the forming roll of Example 1, FIG. 17B is the Raman spectrum of the surface layer of the DLC film of the forming roll of Example 1, and FIG. The Raman spectrum inside the DLC film of a forming roll is shown. 18A is a micrograph of the surface layer of the forming roll of Comparative Example 1, FIG. 18B is the Raman spectrum of the surface layer of the DLC film of the forming roll of Comparative Example 1, and FIG. 18C is the forming of Comparative Example 1. The Raman spectrum inside the DLC film of the roll is shown. In the figure, “near the surface” is a surface layer of the DLC film, “inside the DLC film”, inside the DLC film, and “near the interface” is a Raman spectrum near the interface between the DLC film and the CrN film.
Table 1 shows the Raman band parameters of Example 1, and Table 2 shows the Raman band parameters of Comparative Example 1.

図17(a)〜(c)、表1から明らかなように、実施例1で得られたDLC膜は、CrN皮膜からDLC膜に向かうにしたがい、I1380/I1540が大きくなっている。
つまり、CrN皮膜からDLC膜に向かうにしたがい硬度が大きくなる硬度傾斜となっていることが分かる。
As is clear from FIGS. 17A to 17C and Table 1, in the DLC film obtained in Example 1, I 1380 / I 1540 increases as it goes from the CrN film to the DLC film.
That is, it can be seen that the hardness gradient increases as the hardness increases from the CrN film toward the DLC film.

次に、実施例1で得られた窒化層、CrN皮膜、ならびにDLC膜のビッカース硬さについて測定した。これらの各層・各膜の厚さはいずれも極めて薄いため、ナノインデンテーション(押込み)法によって、極低荷重の押込み試験を行うことでビッカース硬さを測定した。なお、何れの層、膜においても、断面において3点測定しその平均をもって「ビッカース硬さ」とした。なお、窒化層については窒素濃度が一番高い表層近傍(2μm深さまでの領域)において測定した。DLC膜は、膜表面から膜厚の20%深さの領域(表面付近)、DLC膜とCrN皮膜との界面から20%深さの領域(界面付近)、およびDLC膜の膜厚方向中心部(DLC膜内部)の計3か所において測定した。
その結果、各層・各膜の平均ビッカース硬さはそれぞれ、窒化層は1000、CrN皮膜は2000、DLC膜の「界面付近」は2500、「DLC膜内部」は3000、DLC膜の「表面付近」は3500となり、膜厚方向において硬度傾斜が付与されていた。
Next, the Vickers hardness of the nitride layer, CrN film, and DLC film obtained in Example 1 was measured. Since the thickness of each of these layers and films was extremely thin, the Vickers hardness was measured by performing an indentation test with an extremely low load by a nanoindentation (indentation) method. In each layer and film, three points were measured in the cross section, and the average was taken as “Vickers hardness”. The nitride layer was measured in the vicinity of the surface layer with the highest nitrogen concentration (region up to a depth of 2 μm). The DLC film has a region 20% deep from the film surface (near the surface), a region 20% deep from the interface between the DLC film and the CrN film (near the interface), and the center of the DLC film in the film thickness direction. Measurements were made at a total of three locations (inside the DLC film).
As a result, the average Vickers hardness of each layer / film is 1000 for the nitride layer, 2000 for the CrN film, 2500 for “near the interface” of the DLC film, 3000 for “inside the DLC film”, and “near the surface” of the DLC film. Was 3500, and a hardness gradient was imparted in the film thickness direction.

一方、図18(a)〜(c)、表2から明らかなように、比較例1で得られたDLC膜は、「表面付近」、「DLC膜内部」ともにI1380/I1540が大きく、膜厚方向において硬度傾斜が付与されていないことが分かる。 On the other hand, as is clear from FIGS. 18A to 18C and Table 2, the DLC film obtained in Comparative Example 1 has large I 1380 / I 1540 in both “near the surface” and “inside the DLC film” It can be seen that no hardness gradient is given in the film thickness direction.

また、比較例1で得られたDLC膜の「表面付近」、「DLC膜内部」、「界面付近」それぞれおいて実施例1と同様にビッカース硬度を測定したところ、「界面付近」は2000z、「DLC膜内部」は2000、「界面付近」は2000となり、膜厚方向において均一な硬度分布であった。   Further, when the Vickers hardness was measured in the same manner as in Example 1 in “near the surface”, “inside the DLC film”, and “near the interface” of the DLC film obtained in Comparative Example 1, the “near the interface” was 2000 z, “DLC film inside” was 2000, “near the interface” was 2000, and the hardness distribution was uniform in the film thickness direction.

<機械特性評価>
実施例1及び比較例の各成形ロールにおいて、機械特性を評価した。評価条件は、径25.0mm、0.5mm厚のJIS3種チタン金属管を用い、TIG溶接による造管速度を6/min分として、溶接後に図10に示す成形装置を用いて成形を行った。このとき、潤滑剤としてはソリュブル油系潤滑剤を用い、この潤滑剤を10ml/hrで微量に滴下しながら成形を行った。
その結果、実施例1は、成形時間が24時間経過しても、ロール疵は発生せず、耐凝着性、耐摩耗性は良好であり、ロールフランジ部の疵、ロールマークの発生を抑制できた。
一方、比較例のロールを用いJIS3種チタン管の成形を行うと、30分も立たずにロール疵、膜剥離が発生し、CrN皮膜が露出した。
<Mechanical property evaluation>
In each forming roll of Example 1 and Comparative Example, mechanical properties were evaluated. The evaluation conditions were as follows: a JIS type 3 titanium metal pipe having a diameter of 25.0 mm and a thickness of 0.5 mm was used, the pipe making speed by TIG welding was set to 6 / min, and the molding was performed using the molding apparatus shown in FIG. . At this time, a soluble oil-based lubricant was used as the lubricant, and molding was performed while dripping this lubricant in a small amount at 10 ml / hr.
As a result, in Example 1, even when the molding time was 24 hours, roll wrinkles did not occur, adhesion resistance and wear resistance were good, and generation of wrinkles and roll marks on the roll flange portion was suppressed. did it.
On the other hand, when a JIS type 3 titanium tube was formed using the roll of the comparative example, roll wrinkles and film peeling occurred without standing for 30 minutes, and the CrN film was exposed.

(実施例2、参考例1)
図3に示す成形ロールを製造した。その際、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間の隙間を50μmに調整した。この成形ロールを参考例1の成形ロールとした。
また、図3に示す成形ロールを製造し、その際、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間の隙間を10μm以下に調整した。この成形ロールを実施例2の成形ロールとした。各成形ロールにおけるCrN膜とDLC膜の品質は、実施例1と同等であった。
(Example 2, Reference Example 1)
The forming roll shown in FIG. 3 was manufactured. In that case, the clearance gap between the rotation flange part 22 and the protrusion part 21b of the roll center part 21 was adjusted to 50 micrometers. This forming roll was used as the forming roll of Reference Example 1.
Moreover, the forming roll shown in FIG. 3 was manufactured, and the gap between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21b of the roll central portion 21 was adjusted to 10 μm or less. This forming roll was used as the forming roll of Example 2. The quality of the CrN film and the DLC film in each forming roll was the same as in Example 1.

これら実施例2及び参考例1の成形ロールを用いて、径25.0mm、0.5mm厚の普通鋼管、SUS304ステンレス鋼管、JIS3種チタン管の工業用溶接金属管を成形した。成形条件は、普通鋼管、SUS304ステンレス鋼管、JIS3種チタン管をそれぞれTIG溶接して、いずれも造管速度を6/min分とした。溶接後に図10に示す成形装置に図3のロールを用い、チタン管製造時のみ潤滑剤としてはソリュブル油系潤滑剤を用い、この潤滑剤を10ml/hrで微量に滴下しながら成形を行った。普通鋼管、SUS304ステンレス鋼管の成形では潤滑剤を用いなかった。成形後のチタン管の真円度の評価結果を図19に示す。図19には、300時間連続製造の成形後のチタン管の真円度の測定結果を実線で示し、製品としての真円度の許容範囲を三重円(点線)で示している。三重円のうちの内側と外側の円が許容範囲を示しており、残りの円は成形目標を示している。   Using these forming rolls of Example 2 and Reference Example 1, a 25.0 mm diameter, 0.5 mm thick ordinary steel pipe, a SUS304 stainless steel pipe, and an industrial weld metal pipe of JIS type 3 titanium pipe were formed. The forming conditions were as follows: ordinary steel pipe, SUS304 stainless steel pipe, and JIS class 3 titanium pipe were each TIG welded, and the pipe making speed was 6 / min. After the welding, the roll shown in FIG. 3 was used in the forming apparatus shown in FIG. 10, and a soluble oil lubricant was used as the lubricant only during the production of the titanium tube, and molding was performed while dripping this lubricant in a small amount at 10 ml / hr. . No lubricant was used in forming ordinary steel pipe or SUS304 stainless steel pipe. The evaluation result of the roundness of the titanium tube after forming is shown in FIG. In FIG. 19, the measurement result of the roundness of the titanium tube after forming for 300 hours continuous production is shown by a solid line, and the allowable range of roundness as a product is shown by a triple circle (dotted line). The inner and outer circles of the triple circle indicate the allowable range, and the remaining circles indicate the forming target.

隙間を10μm以下に調整したロールを用い、300時間連続製造した成形後の普通鋼管、SUS304ステンレス鋼管、チタン管においては、真円度の測定の結果、全て製品としての真円度の許容範囲(目標円の半径の±10μm以内)に納まり、真円度の高い製管を安定して行うことができた。
また、図19に示すように、チタン管については、実施例2、参考例1とも真円度は良好で、チタン管製品としての真円度の許容範囲内であったが、実施例2のほうがより高い真円度を示した。また、参考例1では、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間の隙間によって、チタン管の表面に製品として許容できる程度の疵が生じた。
また、実施例2、参考例1においては、チタン管に対するロールとの焼き付きや、ロール中央部または固定フランジ部と回動フランジ部と間の焼き付きは、発生することがなく、更に連続製管の続行が可能な状態であった。
更に、隙間を10μmに調整したロールを用い、かつ、潤滑剤を用いずに成形した普通鋼管及びSUS304ステンレス鋼管においても、300時間連続製管後に、ロール中央部または固定フランジ部と回動フランジ部と間の焼き付きが発生することがなく、更に連続製管の続行が可能な状態であった。
よって、実施例2のように、回動フランジ部22とロール中央部21の突出部21bとの間の隙間を10μm以下に調整し、それらが製管中に互いに摺動したとしても、CrN膜とDLC膜による摩擦係数の低減により、互いに磨耗することがなく、問題がなく連続製管することができ、金属管製品の真円度を保ち、疵発生を防ぐ点から望ましいことがわかる。
In ordinary steel pipes, SUS304 stainless steel pipes, and titanium pipes that have been continuously manufactured for 300 hours using rolls adjusted to have a gap of 10 μm or less, the roundness measurement results show that all roundness tolerances ( It was within ± 10 μm of the radius of the target circle), and it was possible to stably perform pipe making with high roundness.
Further, as shown in FIG. 19, the roundness of the titanium tube in both Example 2 and Reference Example 1 was good and was within the allowable range of roundness as a titanium tube product. Showed higher roundness. Moreover, in the reference example 1, the clearance gap between the rotation flange part 22 and the protrusion part 21b of the roll center part 21 produced the wrinkle of the grade which is accept | permitted as a product on the surface of a titanium pipe.
Further, in Example 2 and Reference Example 1, seizure with the roll on the titanium pipe and seizure between the roll center part or the fixed flange part and the rotating flange part do not occur, and the continuous pipe making It was possible to continue.
Furthermore, in a normal steel pipe and a SUS304 stainless steel pipe formed using a roll whose gap is adjusted to 10 μm and without using a lubricant, the center part of the roll or the fixed flange part and the rotating flange part after 300 hours continuous pipe production. There was no seizure between the two and continuous pipe production was possible.
Therefore, even if the gap between the rotating flange portion 22 and the protruding portion 21b of the roll central portion 21 is adjusted to 10 μm or less as in Example 2, and they slide with each other during pipe making, the CrN film It can be seen that the reduction of the coefficient of friction by the DLC film and the DLC film is desirable from the viewpoint that they can be continuously produced without any problems, can maintain the roundness of the metal tube product, and prevent wrinkling.

1、21、31…金属管成形ロール、3…回転軸、10…金属管、12…ロール本体、4、14…ロール凹部、21…ロール中央部、21a1…外周面(対向面)、21a…基部、21b…突出部、22…回動フランジ部、22b…内周面(対向面)、22c…外側面(対向面)、23…固定フランジ部、23b…対向面、32…引きねじ部、101…潤滑ノズル、102…潤滑ノズル固定台、103…水平移動ガイド、104…上下位置調整ハンドル、105…左右位置調整ハンドル、106…中心位置調整冶具、107…あり型台座、108…スタンド支柱取り付け冶具、109…潤滑ノズル角度調整冶具、112…潤滑ノズル角度固定ねじ、113…潤滑ノズル前後調整冶具、114…幅調整用ねじ(正・ねじ使用)、115…幅移動用ガイド部品、116…上下移動ねじ、117…成形スタンド支柱、118…幅移動溝、119…幅移動ガイド、120…スタンド固定ねじ、130…ローラー、131…中心軸、132…シリコンチューブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 21, 31 ... Metal tube forming roll, 3 ... Rotating shaft, 10 ... Metal tube, 12 ... Roll main body, 4, 14 ... Roll recessed part, 21 ... Roll center part, 21a1 ... Outer peripheral surface (opposite surface), 21a ... Base part, 21b ... Projection part, 22 ... Rotating flange part, 22b ... Inner peripheral surface (opposing surface), 22c ... Outer surface (opposing surface), 23 ... Fixed flange part, 23b ... Opposing surface, 32 ... Pulling screw part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Lubrication nozzle, 102 ... Lubrication nozzle fixing base, 103 ... Horizontal movement guide, 104 ... Vertical position adjustment handle, 105 ... Left / right position adjustment handle, 106 ... Center position adjustment jig, 107 ... Type base, 108 ... Stand column attachment Jig, 109 ... Lubrication nozzle angle adjustment jig, 112 ... Lubrication nozzle angle fixing screw, 113 ... Lubrication nozzle front / rear adjustment jig, 114 ... Width adjustment screw (positive / screw use), 115 ... Width movement Guide parts, 116 ... vertical movement screw, 117 ... molding stand support, 118 ... wide moving groove, 119 ... wide moving guide, 120 ... stand fixing screw, 130 ... roller, 131 ... central axis, 132 ... silicon tube.

Claims (16)

その全周に渡って断面視半円状のロール凹部が設けられたロール本体を有する金属管成形ロールであって、
前記ロール本体は、ロール中央部と、前記ロール中央部の両側に配置されて前記ロール中央部に対して回動自在とされた一対の回動フランジ部と、が少なくとも備えられ、前記ロール凹部が、前記ロール中央部と前記回動フランジ部とによって分割されており、
前記ロール中央部と前記回動フランジ部が、質量%でC:1.00〜2.30%、Si:0.10〜0.60%、Mn:0.20〜0.80%、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cr:4.80〜13.00%を含有し、残部が鉄及び不純物からなる組成を有する鋼材からなり、
前記ロール凹部の全面と前記回動フランジ部の表面全面に、CrN皮膜とダイヤモンドライクカーボン膜とが順次積層され、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜において、ラマン分光法により測定された波数1380cm−1における吸収強度I1380と、波数1540cm−1における吸収強度I1540との比I1380/I1540が、膜表面から膜厚の20%深さの範囲で0.5〜0.7、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と前記CrN皮膜との界面から20%深さの範囲で0.3〜0.5であることを特徴とする金属管成形ロール。
A metal tube forming roll having a roll body provided with a roll recess having a semicircular cross-sectional view over the entire circumference,
The roll body includes at least a roll center portion and a pair of rotating flange portions that are arranged on both sides of the roll center portion and are rotatable with respect to the roll center portion, and the roll recess portion includes , Divided by the roll center portion and the rotating flange portion,
The roll center part and the rotating flange part are C: 1.00-2.30%, Si: 0.10-0.60%, Mn: 0.20-0.80%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, Cr: 4.80-13.00%, the balance is made of steel having a composition consisting of iron and impurities,
A CrN film and a diamond-like carbon film are sequentially laminated on the entire surface of the roll recess and the entire surface of the rotating flange portion,
In the diamond-like carbon film, the ratio I 1380 / I 1540 between the absorption intensity I 1380 at a wave number of 1380 cm −1 and the absorption intensity I 1540 at a wave number of 1540 cm −1 measured by Raman spectroscopy is A metal characterized in that it is 0.5 to 0.7 in the range of 20% depth and 0.3 to 0.5 in the range of 20% depth from the interface between the diamond-like carbon film and the CrN film. Tube forming roll.
前記ロール中央部は、前記ロール本体を駆動する回転軸に固定されており、前記回動フランジ部は前記回転軸及び前記ロール中央部に対して回動自在とされていることを特徴とする請求項1に記載の金属管成形ロール。   The roll center portion is fixed to a rotating shaft that drives the roll body, and the rotating flange portion is rotatable with respect to the rotating shaft and the roll center portion. Item 2. A metal tube forming roll according to Item 1. 前記ロール本体に更に、一対の前記回動フランジ部のロール幅方向両側に配置されて前記ロール中央部に固定された固定フランジ部が備えられ、
前記固定フランジ部に、前記回動フランジ部を引き寄せて固定する引きねじ部が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属管成形ロール。
The roll body further includes a fixed flange portion disposed on both sides in the roll width direction of the pair of rotating flange portions and fixed to the roll center portion,
The metal pipe forming roll according to claim 1 or 2, wherein a pulling screw portion that pulls and fixes the rotating flange portion is provided on the fixing flange portion.
ワークとなる金属管の外径をDとしたとき、前記ロール中央部における前記ロール凹部の幅が0.7D〜0.87Dの範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   The width of the said roll recessed part in the said roll center part is the range of 0.7D-0.87D, when the outer diameter of the metal tube used as a workpiece | work is set to D, Any of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. A metal tube forming roll according to claim 1. 前記ダイヤモンドライクカーボン膜において、膜表面から膜厚の20%深さの範囲のビッカース硬さが3000〜3500、前記ダイヤモンドライクカーボン膜と前記CrN皮膜との界面から20%深さの範囲のビッカース硬さが2500〜3000であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   The diamond-like carbon film has a Vickers hardness of 3000 to 3500 in the range of 20% depth from the film surface, and a Vickers hardness in the range of 20% depth from the interface between the diamond-like carbon film and the CrN film. The metal tube forming roll according to any one of claims 1 to 4, wherein the length is 2500 to 3000. 前記ダイヤモンドライクカーボン膜の厚さが0.5μm〜2μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   The metal tube forming roll according to any one of claims 1 to 5, wherein the diamond-like carbon film has a thickness of 0.5 µm to 2 µm. 前記CrN皮膜の厚さが0.5μm〜5μmであることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   The metal tube forming roll according to any one of claims 1 to 6, wherein the CrN film has a thickness of 0.5 µm to 5 µm. 前記CrN皮膜のビッカース硬さが800〜2000であることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   The metal tube forming roll according to any one of claims 1 to 7, wherein the CrN film has a Vickers hardness of 800 to 2,000. 前記ロール中央部と前記回動フランジ部の表面に、プラズマ窒化処理によって窒化された窒化層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   9. The metal tube according to claim 1, wherein a nitrided layer nitrided by plasma nitriding is formed on a surface of the roll center portion and the rotating flange portion. Forming roll. 前記窒化層の厚さが0.5μm〜5μmであることを特徴とする請求項9に記載の金属管成形ロール。   The metal tube forming roll according to claim 9, wherein the nitride layer has a thickness of 0.5 μm to 5 μm. 前記窒化層の平均窒素濃度が、10.0〜25.0質量%であることを特徴とする請求項9または10に記載の金属管成形ロール。   The average nitrogen concentration of the said nitrided layer is 10.0-25.0 mass%, The metal tube forming roll of Claim 9 or 10 characterized by the above-mentioned. 前記窒化層における窒素の濃度分布が、前記窒化層表層から深さ方向に向かって減少する濃度勾配を有することを特徴とする請求項9乃至請求項11の何れか一項に記載の金属管成形ロール。   12. The metal tube forming according to claim 9, wherein a concentration distribution of nitrogen in the nitride layer has a concentration gradient that decreases in a depth direction from the surface layer of the nitride layer. roll. 前記ロール中央部または前記回動フランジ部の一方または両方が、さらに、質量%で、
Mo:0.70〜1.20%、
V:0.15〜1.00%、
を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
One or both of the roll center part or the rotating flange part is further in mass%,
Mo: 0.70 to 1.20%,
V: 0.15-1.00%,
The metal tube forming roll according to any one of claims 1 to 12, characterized by comprising:
前記ロール中央部または前記回動フランジ部の一方または両方が、さらに、質量%で、
W:0.60〜0.80%、
を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項13の何れか一項に記載の金属管成形ロール。
One or both of the roll center part or the rotating flange part is further in mass%,
W: 0.60 to 0.80%,
The metal tube forming roll according to any one of claims 1 to 13, characterized by comprising:
請求項1〜14の何れか一項に記載の金属管成形ロールを備えた金属管成形装置。   A metal tube forming apparatus comprising the metal tube forming roll according to claim 1. 請求項1〜14の何れか一項に記載の金属管成形ロールを用いて成形することを特徴とする、金属管成形方法。   It forms using the metal tube forming roll as described in any one of Claims 1-14, The metal tube forming method characterized by the above-mentioned.
JP2016182379A 2016-09-16 2016-09-16 Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method Ceased JP2018043286A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016182379A JP2018043286A (en) 2016-09-16 2016-09-16 Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016182379A JP2018043286A (en) 2016-09-16 2016-09-16 Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018043286A true JP2018043286A (en) 2018-03-22

Family

ID=61693465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016182379A Ceased JP2018043286A (en) 2016-09-16 2016-09-16 Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018043286A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020099979A (en) * 2018-12-25 2020-07-02 ユニオンツール株式会社 Diamond coating for cutting tool
CN114714043A (en) * 2022-04-19 2022-07-08 济南傲伟机械设备有限公司 Flange roundness and flatness control device

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4881140U (en) * 1972-01-08 1973-10-04
JPH01148422A (en) * 1987-12-03 1989-06-09 Hitachi Metals Ltd Loosely rolling roll converting driving into rotation
JPH01201443A (en) * 1988-02-08 1989-08-14 Hitachi Metals Ltd Alloy steel for cold molding roll and said roll
JPH0768304A (en) * 1993-09-02 1995-03-14 Hitachi Metals Ltd Rolling roll for bar steel
JP2004010923A (en) * 2002-06-04 2004-01-15 Toyota Motor Corp Sliding member and its production method
JP2005161431A (en) * 2003-12-01 2005-06-23 Kiwa Tekkosho:Kk Machine tool guide device and its coating method
JP2006144848A (en) * 2004-11-17 2006-06-08 Jtekt Corp Bearing for rocker arm
JP2006257466A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Jtekt Corp Method for producing coated member
JP2007056721A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Sanden Corp Swash plate compressor
JP2008057624A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Kobe Steel Ltd Pulley for continuously variable transmission
JP2013007077A (en) * 2011-06-23 2013-01-10 Air Water Inc Steel product
JP2013094823A (en) * 2011-11-01 2013-05-20 Shin-Hokoku Steel Corp Roller for forming steel pipe made of spheroidal graphite cast iron and method for producing material of the same

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4881140U (en) * 1972-01-08 1973-10-04
JPH01148422A (en) * 1987-12-03 1989-06-09 Hitachi Metals Ltd Loosely rolling roll converting driving into rotation
JPH01201443A (en) * 1988-02-08 1989-08-14 Hitachi Metals Ltd Alloy steel for cold molding roll and said roll
JPH0768304A (en) * 1993-09-02 1995-03-14 Hitachi Metals Ltd Rolling roll for bar steel
JP2004010923A (en) * 2002-06-04 2004-01-15 Toyota Motor Corp Sliding member and its production method
JP2005161431A (en) * 2003-12-01 2005-06-23 Kiwa Tekkosho:Kk Machine tool guide device and its coating method
JP2006144848A (en) * 2004-11-17 2006-06-08 Jtekt Corp Bearing for rocker arm
JP2006257466A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 Jtekt Corp Method for producing coated member
JP2007056721A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Sanden Corp Swash plate compressor
JP2008057624A (en) * 2006-08-30 2008-03-13 Kobe Steel Ltd Pulley for continuously variable transmission
JP2013007077A (en) * 2011-06-23 2013-01-10 Air Water Inc Steel product
JP2013094823A (en) * 2011-11-01 2013-05-20 Shin-Hokoku Steel Corp Roller for forming steel pipe made of spheroidal graphite cast iron and method for producing material of the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020099979A (en) * 2018-12-25 2020-07-02 ユニオンツール株式会社 Diamond coating for cutting tool
CN114714043A (en) * 2022-04-19 2022-07-08 济南傲伟机械设备有限公司 Flange roundness and flatness control device
CN114714043B (en) * 2022-04-19 2024-02-02 济南傲伟机械设备有限公司 Flange roundness and flatness control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6217871B2 (en) Titanium tube forming roll, titanium tube forming apparatus, and titanium tube manufacturing method
EP0556833B1 (en) Continuous hot dipping apparatus and slide bearing structure therefor
JP5202978B2 (en) Thrust roller bearing
JP2018158356A (en) Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method
CN105283697A (en) Piston ring, raw material therefor, and production method for both
JP2018159126A (en) Titanium tube molding roll, titanium tube molding apparatus and method for manufacturing titanium tube
US5571327A (en) Continuous hot dipping apparatus and slide bearing structure therefor
JP2018043286A (en) Metal tube molding roll, metal tube molding device, and metal tube molding method
JP2008174822A (en) Thrust bearing
JP2005030569A (en) Cam follower
JP4299604B2 (en) Drawing device
CN112412966A (en) Sliding bearing friction pair for hot-dip production line zinc pot roller based on mixed wear strategy
JP2007155022A (en) Rolling device
JP2018158355A (en) Mold for press of titanium plate and method for press-molding titanium plate
JP6855863B2 (en) Titanium plate press die and titanium plate press molding method
JP4364064B2 (en) Disk roll and manufacturing method thereof
JP2019218607A (en) Member, titanium tube forming roll, titanium tube molding device and method for manufacturing titanium tube
JP2000337392A (en) Rotary shaft protective sleeve
JP2007127263A (en) Rolling member and rolling device
JP2021055134A (en) Member, titanium tube forming roll, titanium tube forming apparatus and method for manufacturing titanium tube
JP2009243619A (en) Rolling slide member and bearing for steel pipe forming roll
KR100825509B1 (en) Journal bearing of plating equipment and method of manufacturing the same
US20080148972A1 (en) Low-wear bearer ring
JP2008111462A (en) Rolling element and rolling device
JPH05221756A (en) Ceramic material for sliding and its production and application

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181019

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200420

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200908

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20210119