JP3470601B2

JP3470601B2 - ペレット用丸棒及びペレット

Info

Publication number: JP3470601B2
Application number: JP19636998A
Authority: JP
Inventors: 定雄斉藤; 昭文佐藤; 新六丹野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2003-11-25
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: JP2000026951A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣｏやＮｉあるい
はそれらの合金のような希少金属からなるペレット用丸
棒及びペレットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の高密度デジタル情報記録媒体は、
プラスチックフィルム上に、Ｃｏ基合金やＮｉ基合金等
を、例えば、蒸着法等により薄膜として付着することで
製造されている。この場合、使用される素材形状は、使
用する装置へのセッティング及び投入量の調整が容易で
ある等の理由から、通常、一定長さに成形されたペレッ
ト形状として用いられることが多い。

【０００３】ここで、従来のペレット製造方法の一例を
以下に説明する。まず、不純物の混入を防止するため
に、合金素材を真空中で溶解しインゴットとして鋳造す
る。次に、鋳造されたインゴットに分塊鍛造を行い、さ
らに、所定の断面形状にするために熱間圧延を施す。こ
の熱間圧延を施された合金は、曲がりやひずみを有して
いるため矯正機に通されて整直される。

【０００４】整直された合金は、熱間圧延時に合金表面
に形成されたスケールを除去するために外径研磨機によ
ってその外周面が研磨される。そして、外周面が研磨さ
れた合金は、機械加工、高速切断、プレス切断機によっ
て所定の長さに切断された後、仕上げ研磨、洗浄等の工
程を経てペレットとして製品化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のペレット製造方法には、以下のような問
題が存在する。熱間圧延された合金は、断面形状がほぼ
円形に加工されているがその真円度は低く、楕円状にな
っている。そのため、記録媒体用の素材として使用可能
な品質にするためには、機械加工や研磨加工を実施し
て、表面の清浄度を向上させなければならず、製造効率
の低下になっていた。

【０００６】そこで、上記従来の問題を解決するため
に、本発明者等が鋭意検討した結果、ホットロール等の
熱間加工を施した素材に、その表面に黒皮が付着したま
まの状態で、軽度の冷間加工を施すと、熱間加工による
寸法精度の悪さが修正され、寸法精度が向上すると共
に、素材が延伸されることにより酸化スケール（黒皮）
が破壊され、研磨等の表面加工が行い易くなる上に、上
記冷間加工後の素材の断面硬さ分布が、直径方向に沿っ
て、概ねＭ型になる、すなわち、外周面が軟らかく、若
干内部に入った部位において最大硬さが得られることが
わかった。

【０００７】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、後加工が容易で、軽度
の研磨加工等の表面加工により、所望の形状及び表面状
態を得ることができ、しかも表面加工後の製品の表面硬
さをほぼ最大硬さにすることができて、後工程において
製品にキズ等の損傷が発生しにくいペレット用丸棒及び
ペレットを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のペレ
ット用丸棒は、素材外周面と素材中心部との間におい
て、素材外周面よりの部位に最大硬さ領域が存在し、か
つこの最大硬さ領域から素材外周面にかけて漸次硬さが
減少するように形成されたものである。この請求項１に
あっては、素材外周面から最大硬さ領域までの範囲で、
軽度の研磨等の表面加工を施すことにより、加工部分の
硬さが軟らかく、加工を行い易く、寸法精度の向上を図
れる。また、本発明の請求項２のペレットは、上記ペレ
ット用丸棒の表層部に研磨加工を施し、さらに切断する
ことにより得られたものである。この請求項２にあって
は、上記ペレット用丸棒を用いて所定寸法の製品（ペレ
ット）を製造することにより、研磨加工及び切断加工が
容易にかつ精度よく行え、しかも製品は、研磨等の経過
工が施され軟らかい部分が削除されているため、表面
（外周面）がほぼ最大硬さを有する部分となり、従っ
て、後工程において製品にキズ等が生じにくい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図５を参照して説明する。図１は、製品であるペレ
ットを製造する工程を説明する図である。この図におい
て、圧延工程として圧延機（図示せず）を使用して、表
面加工工程として外径研磨機（図示せず）を使用して、
切断工程としてプレス切断機（図示せず）を使用する場
合の例を説明する。そして、真空溶解炉で溶解された純
金属あるいはその合金は、インゴットから鍛造により１
００ｍｍ角、長さ１０００ｍｍ程度の圧延素材（ワーク
２）として成形されるものである。

【００１０】圧延機は、ワーク２を熱間圧延してその断
面形状をほぼ円形に加工するものである。外径研磨機
は、圧延工程を経たワーク２を軸線回りに回転させてそ
の外周面を研磨にて表面加工し、熱間圧延時の酸化スケ
ール除去及び加工キズ除去をするものである。プレス切
断機は、表面加工工程を経たワーク２を所定長さに切断
するものである。そして、上記圧延工程と表面加工工程
との間には、冷間加圧工程が設けられており、この冷間
加圧工程は、加圧機構を使用するものである。

【００１１】図２において、符号１は、加圧機構であ
る。加圧機構１は、圧延機による熱間圧延を経て断面形
状がほぼ円形に加工されたワーク２を加圧するものであ
って、軸線回りに回転可能なインサイドリング３と、こ
のインサイドリング３の内部に空間４を隔てて配置され
るスピンドル５と、ローラ６とから構成されるものであ
る。

【００１２】ローラ６は、空間４内に複数環状配置され
るものであって、各軸線回りに回転自在とされていると
共に、インサイドリング３の内面及びスピンドル５の外
周面に接する位置に配設されている。スピンドル５は、
駆動源（図示せず）によりその軸線回り、例えば、反時
計回りに回動するものであって、一対の挟持部材７とこ
の挟持部材７に挟持されるそれぞれ一対のダイス８及び
移動部材９とから構成されている。

【００１３】挟持部材７は、それぞれ平面視半月状とさ
れるものであり、円弧部１０は空間４に臨みローラ６に
接しており、弦部１１は互いに対向するように配置され
ている。ダイス８は、対向する挟持部材７の弦部１１間
をスピンドル５の軸線と直交する方向に互いに離間・接
近自在に摺動すると共に、互いに離間する方向に付勢さ
れるものであって、一対が接合する接合面１４にはワー
ク２の断面形状を円形に修正する加圧面１２が形成され
ている。

【００１４】移動部材９は、ダイス８の外側に隣接配置
されるものであって、ダイス８と同様に対向する挟持部
材７の弦部１１間をスピンドル５の軸線と直交する方向
に互いに離間・接近自在に摺動するものである。また、
移動部材９の空間４を臨む側には、膨出部１３が形成さ
れている。膨出部１３は、図３に示すようにダイス８が
接合したときに、挟持部材７の円弧部１０と同一の仮想
円（図示せず）に内接するものであり、ダイス８が付勢
されて互いに離間しているときに上記仮想円から空間４
内に膨出するものである。そして、図４に示すように、
加圧機構１は、ワーク２の長さ方向に複数設けられるも
のである。

【００１５】上記の構成の加圧機構１を用いて、ペレッ
トを製造する場合には、まず、鍛造されたワーク２を圧
延工程において、圧延機により熱間圧延して直径１０ｍ
ｍ長さ４０００ｍｍ程度に成形切断する。熱間圧延され
たワーク２は、断面形状がほぼ円形に加工されていると
共に、その表面にはスケールが形成されている。次に、
このワーク２を冷却後、冷間加圧工程である加圧機構１
に投入する。

【００１６】このとき、ワーク２は、付勢されて互いに
離間するダイス８の加圧面１２間に挿通される。そし
て、駆動源が作動して、スピンドル５がその軸線回りで
ある反時計回りに回動する。スピンドル５は、挟持部材
７とダイス８と移動部材９とから構成されているため、
スピンドル５の回動によりこれらも反時計回りに回動す
る。

【００１７】このとき、ローラ６は、回動する挟持部材
７の円弧部１０に接しており、また、各ローラ６が各軸
線回りに回転自在とされているため、各ローラ６はスピ
ンドル５の回動を妨げることなく円滑に回転する。この
ローラ６が回転すると、内面にローラ６が接するインサ
イドリング３は、その軸線回りに回転可能とされている
ため、ローラ６の回転を妨げることなく円滑に回転す
る。

【００１８】そして、回動が進むと移動部材９の膨出部
１３が、図３に示すように、ローラ６に接触する。移動
部材９の膨出部１３は、ダイス８が付勢されて離間して
いるときには、円弧部１０と同一の仮想円から空間４内
に膨出しており、また、移動部材９がスピンドル５の軸
線と直交する方向に自在に摺動するため、回動が進み膨
出部１３とローラ６との接触抵抗が増加すると、移動部
材９は互いに接近する方向に摺動して移動する。

【００１９】移動部材９の内側には、ダイス８が隣接配
置されており、このダイス８は移動部材９と同様にスピ
ンドル５の軸線と直交する方向に自在に摺動するため、
移動部材９の接近する方向への移動により、ダイス８も
また互いに接近する方向へ摺動して移動する。そして、
ローラ６が円弧部１０に接する位置にあり、膨出部１３
がこの円弧部１０と同一の仮想円に内接する位置になっ
たときに一対のダイス８が接合するため、膨出部１３と
ローラ６との接触抵抗が最大のときに一対のダイス８が
接合する。

【００２０】このダイス８の接合面１４には、ワーク２
の断面形状を円形に修正する加圧面１２が形成されてお
り、ワーク２はこの加圧面１２間に挿通されているた
め、ダイス８が互いに接近して接合すると、圧延機によ
って断面形状がほぼ円形に加工されたワーク２は、加圧
面１２によりその外周面を加圧されて断面形状が円形に
修正される。

【００２１】そして、スピンドル５の回動がさらに進む
と、膨出部１３とローラ６との接触抵抗が減少するに伴
って、ダイス８が付勢されてダイス８及び移動部材９が
再び互いに離間する方向に移動する。ローラ６は、空間
４内に複数環状配置されているため、スピンドル５が回
動しするとこの動作を繰り返すことになり、従って、ワ
ーク２はダイス８により複数方向から断続的に衝撃を与
えられて加圧されることになる。

【００２２】このとき、ワーク２は、断続的に加圧され
ることで若干伸長するが、その表面に形成されたスケー
ルは、ほとんど伸長しないため、多くのスケールがワー
ク２から剥離する。この加圧機構１による加圧を複数回
施されたワーク２は、冷間加圧工程を完了する。

【００２３】このようにして、上記冷間加圧工程により
得られたペレット用丸棒にあっては、断面硬さ分布が、
直径方向に沿って、概ねＭ型になる、すなわち、外周面
が軟らかく、若干内部に入った部位において最大硬さが
得られると共に、この最大硬さ領域から中心部にいくに
つれて軟らかくなっている。この状態を示すものが図５
である。この図５は、リダクション（冷間加工率）の違
いによる断面硬さの変化を示したもので、材質として純
Ｃｏを用い、かつ直径１０ｍｍのペレット用丸棒の断面
硬さ（ＭＨＶ）を、一方の外周面（表面）から中心部を
介して対向する外周面（表面）まで直径方向に沿って計
測したものである。この図からもわかるように、外周面
からおよそ０．８３ｍｍ〜２．９２ｍｍの部位に最大硬
さ領域が存在すると共に、この最大硬さ領域から外周面
にかけて漸次硬さが減少するようになっている。

【００２４】そして、冷間加圧工程を経たワーク２は、
矯正機（図示せず）によって曲がりやひずみを矯正、整
直される。矯正されたワーク２は、表面加工工程を経る
ために外径研磨機へ投入される。外径研磨機よってワー
ク２は、その表面に形成されたスケールを除去するため
に、軸線回りに回転して外周面を研磨される。

【００２５】このとき、ワーク２のスケールは、その多
くが冷間加圧工程において破壊されて剥離しており研磨
され易くなっていることと、冷間加圧工程においてその
断面形状が円形に修正されており効果的な研磨が可能で
あること、及び図５に示したように、表面が軟らかくて
加工（研磨）し易いことが相俟って、一回（軽度）の研
磨でスケールが除去されて表面加工工程が完了すると共
に、健全な製品を供給することが可能となる。さらに、
表面加工工程により、上記ペレット用丸棒の外周面が加
工前に比べてより硬く形成され、製品の表面硬さがほぼ
最大硬さを有する部分になることから、ハンドリング時
に外周面にキズ等を生じることが抑制される。

【００２６】次いで、表面加工工程を経たワーク２は、
切断工程を経るためにプレス切断機へ投入される。プレ
ス切断機によってワーク２は、一般的には長さ１０〜３
０ｍｍ程度毎に切断される。切断工程を経たワーク２
は、仕上げ加工、洗浄・乾燥を経てペレットとして製品
化される。このようにして得られたペレットにおいて
は、上記ペレット用丸棒の段階に比べてその表面（外周
面）が硬いから、搬送時に変形、キズ等が発生しにく
く、製品としての健全性が円滑にかつ確実に保持され
る。

【００２７】本実施の形態によれば、冷間加圧工程にお
いて多くのスケールが破壊され剥離しているのに加えて
断面形状が円形に修正されていると共に、外周面が軟ら
かく加工し易い。そのため、表面加工工程においては、
上記冷間加工にてスケールの剥離性が良くなることから
効果的な研磨が実施可能であり、一回の研磨でスケール
除去が完了するので製造効率が向上すると共に、研磨に
よる減耗が減少する。この結果として、低コストで高品
質なペレットの製造が可能となる。また、加圧機構１
は、冷間加圧工程において複数設けられているため、加
工速度を上げることが可能であり製造効率の向上になる
と共に、より精度良く円形に加工可能である。

【００２８】なお、上記実施の形態において、加圧機構
１をワーク２の長さ方向に複数設けられる構成とした
が、この構成に限られることなく、一基のみ設ける構成
としてもよい。また、表面加工工程を研磨にて加工する
構成としたが、切削加工により表面加工を行う構成とし
てもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、素材外周面から最大硬さ領域までの範囲で、
軽度の研磨等の表面加工を施すことにより、加工部分の
硬さが軟らかく、加工を行い易く、寸法精度の向上を図
ることができる。従って、所望の形状及び表面状態を容
易に得ることができ、かつ材料の減耗を極力抑制するこ
とができて、低コストでかつ高品質の製品を確実に製造
することができる。また、本発明の請求項２のペレット
によれば、上記ペレット用丸棒を用いて所定寸法の製品
（ペレット）を製造することにより、研磨加工及び切断
加工が容易にかつ精度良く行え、しかも製品の表面（外
周面）がほぼ最大硬さを有する部分となり、従って、後
工程において製品にキズ等が発生することを抑えること
ができ、製品の健全性を確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ペレットの製造工程を示す図である。

【図２】加圧機構の加圧解除されている状態の平面図
である。

【図３】金属材料が加圧機構により加圧されている状
態の平面図である。

【図４】金属材料が複数の加圧機構により加圧されて
いる状態の断面図である。

【図５】リダクションの違いによる断面硬さの変化を
示す図である。

【符号の説明】

２ワーク（金属材料）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩ // Ｃ２２Ｆ 1/10 Ｃ２２Ｆ 1/10 Ａ (56)参考文献特開平６−240442（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C22F 1/00 ＪＳＴＰファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】素材外周面と素材中心部との間におい
て、素材外周面よりの部位に最大硬さ領域が存在し、か
つこの最大硬さ領域から素材外周面にかけて漸次硬さが
減少するように形成されたことを特徴とするペレット用
丸棒。
【請求項２】請求項１記載のペレット用丸棒の表層部
に研磨加工を施し、さらに切断することにより得られた
ことを特徴とするペレット。