JP3550097B2

JP3550097B2 - 電着ドラム用アウターリングの製造方法

Info

Publication number: JP3550097B2
Application number: JP2001002729A
Authority: JP
Inventors: 登前原
Original assignee: ニューロング株式会社
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2021-01-10
Also published as: JP2002205185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅箔、ニッケル箔等の金属箔を電着によって製造する際に、回転陰極として使用される電着ドラム用アウターリングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅箔、ニッケル箔等の金属箔を電着で製造する装置は次のようなものである。
図３に示すように、インナードラムの外周にチタン製アウターリングを焼ばめして成る電着ドラムａの軸ｂを、電解槽ｃの上方に回転可能に掛け渡し、電解槽ｃ内に陽極ｄを電着ドラムａと対面するように設置してある。
また、整流器ｅが、軸ｂ及び軸ｂに取り付けられた集電板ｆを介して電着ドラムａに接続されると共に、陽極ｄに接続され、電解槽ｃには、電着ドラムａが１／２程度浸漬する深さまで電解液ｇが注入されている。
そして、電着ドラムａ及び陽極ｄに通電して、電着ドラムａを電解液ｇ内で回転させると、電着ドラムａのアウターリングの外面に金属箔が析出する。その厚みが所定値になったら、金属箔をアウターリングの外面から剥がして、連続的に生産する。
【０００３】
一般的に、電着ドラムａのアウターリングは、チタン板を円筒状に巻き、その対向する端面を突き合わせて、プラズマ溶接等の溶接により結合して形成されていた。
しかし、溶接部を研磨によって平滑に仕上げても、溶接部の組織は母材組織と異なるため、その外面に電着した金属箔に組織の違いが転写されてしまい、金属箔の用途によっては要求される品質を満たすことができず、製品の歩留まりも悪かった。
【０００４】
そこで、このような問題を解消するために、アウタースキンの板端同志を内側から溶接し、次いで、この溶接部を外側に押し出し加工をしてから内側凹部に埋め溶接を行うか、或いは、内側に肉盛り溶接してから外側に押し出し加工を行い、次に、外側の突出部外面を押潰し加工して母材と同厚に是正し、続いて、この押潰し加工部を焼鈍しする電着箔製造用ドラムのアウタースキンの製造法が、特許第２９６７２３９号公報として提案されている。
また、円筒上に巻かれた純チタン板の対向する両端を突き合わせ溶接した溶接域を、溶接線を中心に外側に曲げ加工を施した後、曲げ加工部プレスして元の円弧に復元した屈伸加工部を熱処理再結晶化する工程を複数回繰り返し、次に、曲げ加工により形成する凹部に肉盛りした後、圧延加工して板厚に合わせ、熱処理再結晶化する電着ドラム用チタンリングの製造方法が、特許第３１１５９８２号公報に開示されている。
【０００５】
これらによれば、溶接部やその近傍の組織がいっそう母材組織と近似した硬度、粒度となり、しかも外表面に生ずる溶接によって影響を受けた部分の幅が狭くて済むので、実用上ほぼ問題がない。
ところが、上記従来の製造方法では、内側から埋め溶接又は肉盛り溶接を行っているため、アウターリングの外表面に表れる溶接部の幅は狭いが、内面側においては比較的広い範囲が溶接によって影響を受ける結果となり、その深さはアウターリングの厚みの約１／２にも達する。
そして、電着箔製造時には電着ドラムの外表面を研磨するため、数年経過すると板厚減少によって広範囲の変質部分が外表面に露出し、使用できなくなってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、組織が均一化されて高品質の金属箔を製造でき、しかも、溶接部分の範囲が全厚みに亘って狭いため耐用年数の長い電着ドラム用アウターリングの製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インナードラムの外周に嵌め付けられる電着ドラム用アウターリングの製造方法に関し、円筒状に巻かれたチタンを主成分とする材料（純チタンを含む）より成る板体の対向する両端に、径方向外側に屈曲する立上り部をそれぞれ設け、これら立上り部どうしを内側から溶接して外側に突出する突出部を形成した後、該突出部の外面を圧延加工して母材と同厚にし、次いで、圧延加工部を熱処理する。
また、板体の対向する両端に、逆側端部に向かって鍛造加工を施してそれぞれ厚肉部を設け、これら厚肉部どうしを内側から溶接して内側及び外側に突出する突出部を形成した後、該突出部の内面及び外面を圧延加工して母材と同厚にし、次いで、圧延加工部を熱処理しても良い。
【０００８】
板体の対向する両端に、外側に突出する立上り部或いは内外両方向に突出する厚肉部を形成し、互いに溶接した後に圧延加工を施すことにより、十分な組成歪みが付与され、熱処理後の溶接部及びその近傍の組織は、母材組織と極めた近似した状態になるよう細粒均整化される。
板体の繋ぎ目には、埋め溶接或いは肉盛り溶接を行わないので、アウターリングの内面側に幅広い変質部分が形成されない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。
インナードラムの外周囲に嵌め付けられる電着ドラム用アウターリングを形成するには、先ず、図１の（イ）に示すように、純チタンより成る板体１をロール成型して、インナードラムの外周に合わせて円筒状に巻く。板体１の長さ及び幅は、インナードラムの軸方向の長さ及び外周囲に応じた寸法としてある。
【００１０】
また、図１の（ロ）に示すように、板体１の対向する両端には、径方向外側に屈曲する立上り部２がそれぞれ設けられる。
立上り部２の長さは、板体１の板厚をＴとし、板体１の内面から立上り部２の先端までの長さをＬとした時、
（Ｌ−Ｔ）／Ｌ×１００≧４０
となるように決定する。
さらに、立上り部２どうしの対向面３は、互いに均一に接触するように、切削加工して平滑に仕上げる。
【００１１】
後述するように、立上り部２を溶接して圧延加工を施したときに、各部分の圧下率は、溶接部中心からの距離に反比例すると共に、熱影響の大きさにほぼ比例しており、溶接部で最大になり、母材との境界で最小となるのであるが、溶接部中心における圧下率、即ち上記値が４０よりも小さいと、溶接部及びその近傍の熱影響部の組織を、母材組織とほぼ同じくなるよう十分均整化することができない。
なお、これらの立上り部２は、板体１を円筒状に巻く前の平らな状態で形成しても良いし、筒状に巻いてから形成しても良い。
【００１２】
次に、図１の（ハ）に示すように、立上り部２の対向面３どうしを板体１の内側からプラズマ溶接により溶接して、一体化されて径方向外側に突出する突出部４を形成する。
その後、図１の（ニ）に示すように、突出部４の外面を圧延加工して、母材と同厚に是正すると共に、溶接部及びその近傍の熱影響部に、再結晶に十分な組成歪みを付与する。
次いで、圧延加工部５を約６００℃に加熱して２０分間保持した後、放冷し、図１の（ホ）に示すように、溶接部及びその近傍の熱影響部の粗大組織を細粒均整化する。
【００１３】
この結果、溶接部及びその近傍の熱影響部は、母材とほぼ同程度の結晶粒度及び硬度に改質され、周方向全長に亘ってほぼ均質な電着ドラム用アウターリングが得られた。
試験結果によれば、母材のヴィッカース硬さがＨｖ１１０〜１２０であるのに対し、溶接部のヴィッカース硬さはＨｖ１１５〜１２０、熱影響部のヴィッカース硬さはＨｖ１０５〜１１５であって、溶接部及び熱影響部の硬度は母材の硬度にきわめて近似していた。
また、溶接による変質部分６の幅は、アウターリングの内面に近づくほど緩やかに幅広くなるものの、板体の内面に肉盛り溶接したもののように、厚み方向の１／２程度の位置において急激に幅広くなることはなかった。
【００１４】
図２は、本発明の第２の実施形態を示す。
第１の実施形態と同様の純チタンより成る板体１を用意し、図２の（イ）に示すように、板体１の両端に逆側端部に向かって鍛造加工を施し、両面側に突出する厚肉部７をそれぞれ設ける。
この厚肉部７の内面側の端部から外面側の端部までの高さＬ’は、板体１の厚みをＴとした時に、
（Ｌ’−Ｔ）／Ｌ’×１００≧４０
を満足する値とする。
さらに、厚肉部７の端面８は、互いに突き合わせたときに均一に密着するよう、切削加工して平滑面とする。
【００１５】
次に、図２の（ロ）に示すように、板体１をインナードラムの外周に合わせて円筒状に巻き、対向する両端に形成された厚肉部７の端面８を突き合わせる。
次いで、図２の（ハ）に示すように、厚肉部７の対向する端面８どうしを、内側からプラズマ溶接により溶接し、一体化されて内側及び外側に突出する突出部９を形成する。
その後、突出部９の内面及び外面を圧延加工して、図２の（ニ）に示すように、母材と同厚に形成すると共に、溶接部及びその近傍の熱影響部に組成歪みを付与する。
【００１６】
最後に、圧延加工部１０を約６００℃に加熱して２０分間保持した後、放冷し、図２の（ホ）に示すように、溶接部及びその近傍の熱影響部の粗大組織を、母材組織と同等の粒度及び硬度となるよう細粒均整化する。
この結果、周方向全長に亘ってほぼ均質な組織を有する電着ドラム用アウターリングが得られた。
また、径方向内外側に突出する突出部９の内外面を圧延加工してあるため、溶接による変質部分１１は、厚み方向のどの位置においても、ほぼ一定の狭い幅となった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接部及びその近傍の組織が母材組織にきわめて近似し、周方向全長に亘って組織が均一化された電着ドラム用アウターリングが得られるので、ムラのない高品質の金属箔を効率よく製造することができる。
また、電着ドラム用アウターリングの繋ぎ目において、溶接によって影響を受けた変質部分の幅が、厚み方向のどの位置でも狭い範囲内に納まるので、研磨を繰り返しても幅広い変質部分が外面に表れることが無く、この結果、耐用年数が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアウターリングの製造工程を示す図
【図２】本発明の第２の実施形態に係るアウターリングの製造工程を示す図
【図３】電着箔製造装置の概略図
【符号の説明】
１板体
２立上り部
３対向面
４突出部
５圧延加工部
６変質部分
７厚肉部
８対向面
９突出部
１０圧延加工部
１１変質部分

Claims

インナードラムの外周に嵌め付けられる電着ドラム用アウターリングの製造方法であって、円筒状に巻かれたチタンを主成分とする材料より成る板体の対向する両端に、径方向外側に屈曲する立上り部をそれぞれ設け、これら立上り部どうしを内側から溶接して外側に突出する突出部を形成した後、該突出部の外面を圧延加工して母材と同厚にし、次いで、圧延加工部を熱処理することを特徴とする電着ドラム用アウターリングの製造方法。
インナードラムの外周に嵌め付けられる電着ドラム用アウターリングの製造方法であって、円筒状に巻かれたチタンを主成分とする材料より成る板体の対向する両端に、逆側端部に向かって鍛造加工を施してそれぞれ厚肉部を設け、これら厚肉部どうしを内側から溶接して内側及び外側に突出する突出部を形成した後、該突出部の内面及び外面を圧延加工して母材と同厚にし、次いで、圧延加工部を熱処理することを特徴とする電着ドラム用アウターリングの製造方法。