JP3724135B2 - 異形断面条の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、条材の幅方向で板厚の異なる部分が長手方向に連続して形成される異形断面条の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタ用リードフレーム材やコネクタ材には、条材の幅方向で板厚の異なる部分が長手方向に連続に形成された異形断面条が使用されている。この異形断面条の製造方法として、例えば、切削法、Ｖ型ダイスとロールによる加工法、或いは圧延法等が知られている。
【０００３】
図３及び図４は圧延加工による異形断面条の従来の製造工程を示す説明図である。何れも凸型に異形断面条を加工する例を示している。
まず、図３について説明する。（ａ）に示すように、中央部に溝１ａを有する溝付ロール１Ａと平ロール２Ａの間に被圧延素材３が介挿される。この状態で溝付ロール１Ａと平ロール２Ａが相対接近する過程で溝付ロール１Ａの溝１ａの両縁部１ｂが被圧延素材３の中央部に厚板部３ａが成形され、被圧延素材３の両端部に薄板部３ｂが成形される。ついで、（ｂ）に示すように、平ロール４Ａと平ロール２Ｂで被圧延素材３を成形加工すれば、厚板部３ａが平坦に加工される。この後、（ｃ）に示すように、溝付ロール１Ｂと平ロール２Ｃを用いて（ｂ）と同様に加工した被圧延素材３に対し薄板部３ｂの成形幅を拡大する加工が施される。更に、（ｄ）のように平ロール４Ｂと平ロール２Ｄを用いて、（ｂ）の場合と同様にして厚板部３ａが平坦に加工される。以上のように、順次溝幅が小さくなるような溝圧延工程と平ロールによる平圧延工程を交互に繰り返すことによって、所定寸法の異形断面条５を得ることができる。
【０００４】
一般に、平板素材から板幅方向で異なる板厚に圧延すると、圧延部の材料は長手方向に変形するため、加工量の大きい部分と小さい部分とでは長手方向への伸びに差が生じる。この伸びによって、圧延材に波打ち状の変形や捩れ等が発生する。この解消方法として、溝内を末圧延となるようにしながら溝の両縁部で材料を圧延し、圧延部の材料変形を溝内と板縁部の板幅方向に発生させ、厚板部と薄板部との長手方向の伸びのバランスをとる方法（特開昭５９−７８７０１号公報）が提案されている。
【０００５】
次に、図４について説明する。この場合、平ロール２Ａと凸部６ａを備えた凸付ロール６の組み合わせで圧延を行うもので、凸部６ａの幅寸法を順次大きくして行く方法であり、例えば特公昭６１−５００６４号公報に詳細な記述がある。凸付ロール６の凸部６ａの側面には、拡幅成形のための傾斜面６ｂが形成されている。図４の（ａ）は第１の圧延を示している。厚板部７ａの幅に相当する間隔を設けて２つの凸部６ａを持つ凸付ロール６によって平板素材７を圧延する。この場合の凸部６ａの外側（平板素材７の縁側）の側面に傾斜面６ｂが形成されている。この傾斜面６ｂによって圧延部の材料を外側へ押し出し、薄板部７ｂを拡幅成形する。図４の（ｂ）は第２の圧延を示している。ここでは、凸付ロール６より大きい凸部幅を有する凸付ロール８と平ロール２Ｂを用いて圧延を行い、薄板部７bを拡幅成形している。なお、凸付ロール８の凸部８ａは、凸付ロール６の凸部根元部幅Ｂよりも先端部幅を小さくし、また、凸付ロール８の凸部８ａの根元部幅は凸付ロール６の凸部根元部幅Ｂの２倍を越えないように設定する。更に、凸部８ａの高さを凸部６ａよりも大きくし、傾斜面８ｂが長くなるようにしている。
【０００６】
また、特開平１−１３３６０３号公報に記載のように、肉厚部及び薄肉部を特定の加工率で圧延し、焼鈍を繰り返すことにより、異形断面条の寸法精度を向上させる方法もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の異形断面条の製造方法によると、切削法の場合、不要な切削屑が生じるために材料損失が大きくなり、コストアップを招いている。また、Ｖ型ダイスとロールによる加工法（押圧加工によって条を幅方向へ変形させる方法）では、ロールの往復運動により押圧力を生じさせるため、成形加工が断続的になり、加工速度を速くすることができず、生産性の向上が難しい。
【０００８】
更に、図３及び図４に示したような圧延法の場合、加工速度を大きくすることができ、生産性に優れている反面、図３の方法では溝内で厚板部が未圧延になるため表面荒れが生じる。また、溝内方向への材料流れによって厚板部の両縁部の板厚が厚くなり、厚板部の板厚が不均一になり、品質を劣化させる。また、図４の方法では、厚板部が未圧延になった場合、図３の場合と同様に表面荒れや板厚精度の低下が生じる。更に、基本的に圧延部の材料変形を板縁部のみに発生させているため、図３の方法に比べ、1回の圧延での拡幅が小さくなるという問題がある。
【０００９】
また、図３、図４の方法は共に薄板部の成形のために圧延する部分の材料変形を、完全に板幅方向に発生させることは困難である。このため、圧延される薄板部と、圧延されない厚板部との間に長手方向への変形量の差が生じる。この変形量の差はロール形状や加工量によって異なるが、差が大きくなった場合、圧延材に捩れや波打ち状の変形が発生する。
【００１０】
更に、特開平１−１３３６０３号公報に示される方法は、１回の圧延では完成できず、作業性及び生産性が悪い。
そこで本発明は、作業性及び生産性に優れ、かつ高品質の異形断面条を製造することのできる異形断面条の製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、平ロールと、少なくとも片側に傾斜面を有した凸部がロールの外周面に設けられた凸付ロールとの組み合わせで圧延ロールを形成し、複数組の前記圧延ロールをタンデムに配置してそれぞれの前記凸付ロールの前記凸部の先端部幅を圧延の進行に応じて大にし、前記凸付ロールの前記凸部により前記薄板部を成形し、前記凸付ロールの前記凸部以外の部分で前記厚板部を成形する方法にしている。
【００１２】
この方法によれば、薄板部の拡幅圧延と同時に厚板部の圧延が行われ、圧延時の薄板部と厚板部の長手方向への伸び変形のバランスがとられる。したがって、圧延材の捩れや波打ち等の変形の発生を防止しながら、作業性を向上させることができる。また、厚板部がロールに接触及び拘束されることにより厚板部の板厚精度が向上するほか、ロールに材料表面が接触することにより表面品質が改善される。
【００１３】
前記薄板部の圧延は、後段の圧延ロールほど肉薄になるようにすることが望ましい。この方法によれば、被圧延素材に対し、徐々に薄板部が薄くなるように加工され、拡幅成形が効果的に行われ、捩れや波打ち変形を防止することができる。
【００１４】
前記厚板部の圧延は、前記薄板部の加工度より大きくすることが望ましい。この方法によれば、圧延の際の波打ちや捩れ等の変形を防止する効果が大きくなり、安定した成形が可能になる。前記凸部の先端部幅は、後段の圧延ロールになるほど幅広になるようにする。この方法によれば、圧延ロールを経由する毎に異形断面条の薄板部の拡幅圧延が拡大し、圧延の際の波打ちや捩れ等の変形を防止することができる。
【００１５】
前記複数組の前記圧延ロールによる圧延は、圧延の間に焼鈍工程を設けることができる。
この方法によれば、圧延が容易になり、加工速度を上げることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図１は本発明による異形断面条の製造方法を達成する異形断面条製造装置及び被圧延素材を示し、（ａ）は圧延前の被圧延素材の断面図、（ｂ）は異形断面条製造装置の平面図、（ｃ）は加工後の被圧延素材の断面図である。
【００１７】
被圧延素材９（銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス等の金属材料、これらを用いた複合材）の搬送路上には圧延ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが所定間隔に平行配置（被圧延素材９に対しては直角）されている。異形断面条製造装置は圧延ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えており、各々の圧延ロールは、凸付ロール（上ロール）と平ロール（下ロール）から構成されている。
【００１８】
図２に示すように、凸付ロール１０ＡU ，１０ＢU ，１０ＣU は、夫々溝を有し、その両側には外側に傾斜面（いずれも同一幅）を有するロール凸部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが夫々形成されている。凸付ロール１０ＡU のロール凸部１１Ａは細い幅の先端部幅１２Ａを有し、凸付ロール１０ＢU のロール凸部１１Ｂは先端部幅１２Ａより広い幅の先端部幅１２Ｂを有し、更に、凸付ロール１０ＣU のロール凸部１１Ｃは先端部幅１２Ｂより広い幅の先端部幅１２Ｃを有している。したがって、ロール凸部１１Ａ〜１１Ｃの各々の根元部の幅（「先端部幅＋傾斜面」の幅であり、以下、根元部幅という）１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、後段のロールになるほど大きくなる。
【００１９】
次に、図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して圧延ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる圧延状況を説明する。
図２の（ａ）は圧延ロール１０Ａにおける圧延状況を示している。圧延ロール１０Ａは凸付ロール１０ＡU と平ロール１０ＡL の組み合わせであり、平板状の被圧延素材９から第１の異形断面条９ａを圧延加工する。凸付ロール１０ＡU は、厚板部９１Ａを形成するための平坦溝１３Ａと、薄板部９２Ａ，９３Ａを形成するためのロール凸部１１Ａを有している。
【００２０】
図２の（ｂ）は圧延ロール１０Ｂにおける圧延状況を示している。圧延ロール１０Ａは凸付ロール１０ＢU と平ロール１０ＢL の組み合わせであり、第１の異形断面条９ａから第２の異形断面条９ｂを圧延加工する。凸付ロール１０ＢU は、厚板部９１Ｂを形成するための平坦溝１３Ｂと、薄板部９２Ｂ，９３Ｂを形成するためのロール凸部１１Ｂを有している。
【００２１】
図２の（ｃ）は圧延ロール１０Ｃにおける圧延状況を示している。圧延ロール１０Ｃは凸付ロール１０ＣU と平ロール１０ＣL の組み合わせであり、第２の異形断面条９ｂから第３の異形断面条９ｃを圧延加工する。凸付ロール１０ＣU は、厚板部９１Ｃを形成するための平坦溝１３Ｃと、薄板部９２Ｃ，９３Ｃを形成するためのロール凸部１１Ｃを有している。
【００２２】
平坦溝１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは共に同一幅を有し、その各々の深さ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃも同一値になっている。ロール凸部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの先端部幅は上記したように不同一であるが、傾斜面１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは同一傾斜角度に設定されている。
まず、圧延ロール１０Ａによって被圧延素材９が図２の（ａ）のように圧延され、断面略Ｅ字形の第１の異形断面条９ａが成形される。ついで、図２の（ｂ）のように、圧延ロール１０Ｂによって第１の異形断面条９ａに対する圧延が行われる。ロール凸部１１Ｂの先端部幅１２Ｂはロール凸部１１Ａの先端部幅１２Ａよりも広いため、薄板部９２Ａ，９３Ａは肉薄に、且つ幅方向に拡大され、全体として幅広の第２の異形断面条９ｂが成形される。更に、図２の（ｃ）のように、圧延ロール１０Ｃによって第２の異形断面条９ｂに対する圧延が行われ、第３の異形断面条９ｃが成形される。ロール凸部１１Ｃの先端部幅１２Ｃはロール凸部１１Ｂの先端部幅１２Ｂよりも広いため、薄板部９２Ｂ，９３Ｂは肉薄に、且つ幅方向に拡大され、全体として第２の異形断面条９ｂより幅広の第３の異形断面条９ｃが成形される。
【００２３】
以上のように、ロール凸部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによって薄板部を拡幅成形する際に厚板部９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃの圧延を行うことにより、厚板部に長手方向への伸び変形を生じさせることができ、これにより薄板部の成形の際に発生する薄板部の長手方向への伸び変形との釣り合いをとることができる。この結果、厚板部と薄板部との長手方向への伸びの差によって生じる圧延材の波打ち変形や捩れ等を生じさせることなく、異形断面条を効率良く製造することができる。更に、厚板部が圧延されることにより厚板部表面がロールに接触し、厚板部の表面荒れや板厚精度の欠点を解消することができる。このように本発明によれば、表面品質の優れた異形断面条を製造することができる。
【００２４】
なお、圧延ロール１０Ｂによる圧延の際、薄板部９３Ｂの板厚が圧延ロール１０Ａによって成形された薄板部９３Ａの板厚より薄くなるように圧延することが望ましい。その理由は、圧延ロール１０Ｂによる薄板部９３Ｂの板厚が圧延ロール１０Ａによる薄板部９３Ａの板厚に等しいか、或いは達しない場合、圧延ロール１０Ｂによる圧延で発生する長手方向の伸び変形によって圧延ロール１０Ａにより成形されている薄板部９３Ａに僅かに板厚の減少が発生し、板厚分布及び表面状況の悪化をきたすことがあるためである。また、圧延ロール１０Ｂによる圧延の際、圧延ロール１０Ａで成形される薄板部９３Ａの加工度より厚板部９１Ｂの加工度が大きくなるようにすることにより、圧延の際の波打ちや捩れ等の変形を防止する効果が大きくなり、安定した成形が可能になる。なお、このような圧延ロール１０Ｂによる圧延条件は、圧延ロール１０Ｃによる成形においても考慮する必要がある。
【００２５】
なお、図１においては、３つのロール（圧延ロール１０Ａ〜１０Ｃ）により圧延を行うものとしたが、３つに限定されるものではなく、任意数にすることができる。
図２（Ｃ）に示すように、薄板部９２Ｃ，９３Ｃの縁部に厚板部が残るような場合、中央部に溝を有する溝付ロールと平ロールとの組み合わせからなる圧延ロールにより厚板部９１Ｃ、薄板部９２Ｃ，９３Ｃを圧延することにより幅方向の中央部に連続的に厚板部を有する異形断面条が形成される。この成形においても圧延ロール１０Ｂ，１０Ｃによるのと同様の圧延条件が考慮される。勿論、得られた異形断面条は、その後、所定の温度で焼鈍し、更に厚板部と薄板部の加工度がほぼ同一となるように圧延してもよい。そうすることにより、厚板部と薄板部がほぼ均質な異形断面条を得ることができる。
また、圧延は連続に行うことが生産性の面から望ましいが、各段の圧延毎に圧延材を巻き取るようにしてもよい。更に、各段の圧延の間に焼鈍を行ってもよく、場合によっては最終的な圧延の前にだけ焼鈍を行うようにしてもよい。
【００２６】
更に、図１の凸付ロールにおいては、ロール凸部の外側に傾斜面を設けた構成にしたが、内側にも傾斜面を設けた構成にしてもよい。その場合、内側の傾斜面の傾斜角度は、後段に行くにしたがって、水平に対する傾きが大きくなるように構成することが望ましい。また、図１の凸付ロールにおいては、溝の深さを同一値としたが、これは後段に行くにしたがって次第に浅くなる構成としてもよい。勿論、溝の幅も後段に行くにしたがって小さくなるような構成でもよい。更に、図１においては、凸付ロールの凸部の外側の傾斜面の傾斜角度を同一としたが、この角度は後段に行くにしたがって水平に対する傾きが小さくなった構成としてもよい。
【００２８】
【実施例】
次に本発明の実施例を説明する。
凸付ロールと平ロールからなる３つの圧延ロールと、溝付ロールと平ロールからなる１つの圧延ロールが所定の間隔でタンデムに配置された製造装置を用い、厚さ３．５ｍｍ、幅６０ｍｍの銅製平条から幅方向中央に厚肉部を有する異形断面条を連続的に製造した。各圧延ロールの主要部の寸法と角度を次の表に示す。
なお、傾斜面角度は、当該傾斜面の水平に対する傾きとする。
【表１】
第１の圧延ロールによる圧延は、厚板部での総厚さを３．０７ｍｍ（加工度１２．３％）、薄板部の厚さを１．０２ｍｍ（同７０．１％）に圧延し、第２の圧延ロールによる圧延は、同様に２．８２ｍｍ（同８．１％）、０．９６ｍｍ（５．９％）に圧延したが、薄板部に波打ち等の発生はなく正常な圧延が行えた。続く第３の圧延ロールによる圧延で同様に２．６４ｍｍ（６．７％）、０．９６ｍｍ（同０％）に加工し、第４の圧延ロールによる圧延で同様に２．１４ｍｍ（同１８．６％）、０．８１ｍｍ（同１５．６％）に圧延したが、薄板部に波打ち等の変形がなく、厚板部に肌荒れや板厚減少の少ない所望の異形断面銅条を連続的に得ることができた。
更に、得られた異形断面条に焼鈍ラインにより熱処理を施した後、中央部に深さ０．８１ｍｍの溝を有する溝付ロールと平ロールとの組み合わせからなる圧延ロールを用いて厚板部と薄板部の加工度がほぼ同じとなるような調質のための圧延を実施し、薄板部板厚０．５０ｍｍ（加工度３８．３％）、厚板部板厚１．３０ｍｍ（同３９．２％）で厚板部と薄板部が均質な異形断面銅条を製造することができた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した通り、この発明は、凸付ロールの凸部により異形断面条の薄板部を拡幅成形し、同時に、凸付ロールの凸部以外の部分で異形断面条の厚板部を圧延により成形するようにしたので、圧延材の捩れや波打ち等の変形の発生を防止しながら、作業性を向上させることができる。また、厚板部がロールに接触及び拘束されることにより厚板部の板厚精度が向上するほか、ロールに材料表面が接触することにより表面品質を改善することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による異形断面条の製造方法を達成する異形断面条製造装置及び被圧延素材を示し、（ａ）は圧延前の被圧延素材の断面図、（ｂ）は異形断面条製造装置の平面図、（ｃ）は加工後の被圧延素材の断面図である。
【図２】 本発明方法により圧延した圧延状況の説明図であり、（ａ）は第１段の圧延ロールによる圧延状況を示し、（ｂ）は第２段の圧延ロールによる圧延状況を示し、（ｃ）は第３段の圧延ロールによる圧延状況を示している。
【図３】 圧延加工による従来の異形断面条の製造工程を示す説明図である。
【図４】 圧延加工による従来の他の異形断面条の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
９ａ，９ｂ，９ｃ，１８ 異形断面条
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 圧延ロール
１０ＡL ，１０ＢL ，１０ＣL ，１７Ｌ 平ロール
１０ＡU ，１０ＢU ，１０ＣU ，１７Ｕ 凸付ロール
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１９ ロール凸部
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 先端部幅
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，２０ 傾斜面
８１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ 厚板部
８２，９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ 薄板部
【発明の属する技術分野】
本発明は、条材の幅方向で板厚の異なる部分が長手方向に連続して形成される異形断面条の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランジスタ用リードフレーム材やコネクタ材には、条材の幅方向で板厚の異なる部分が長手方向に連続に形成された異形断面条が使用されている。この異形断面条の製造方法として、例えば、切削法、Ｖ型ダイスとロールによる加工法、或いは圧延法等が知られている。
【０００３】
図３及び図４は圧延加工による異形断面条の従来の製造工程を示す説明図である。何れも凸型に異形断面条を加工する例を示している。
まず、図３について説明する。（ａ）に示すように、中央部に溝１ａを有する溝付ロール１Ａと平ロール２Ａの間に被圧延素材３が介挿される。この状態で溝付ロール１Ａと平ロール２Ａが相対接近する過程で溝付ロール１Ａの溝１ａの両縁部１ｂが被圧延素材３の中央部に厚板部３ａが成形され、被圧延素材３の両端部に薄板部３ｂが成形される。ついで、（ｂ）に示すように、平ロール４Ａと平ロール２Ｂで被圧延素材３を成形加工すれば、厚板部３ａが平坦に加工される。この後、（ｃ）に示すように、溝付ロール１Ｂと平ロール２Ｃを用いて（ｂ）と同様に加工した被圧延素材３に対し薄板部３ｂの成形幅を拡大する加工が施される。更に、（ｄ）のように平ロール４Ｂと平ロール２Ｄを用いて、（ｂ）の場合と同様にして厚板部３ａが平坦に加工される。以上のように、順次溝幅が小さくなるような溝圧延工程と平ロールによる平圧延工程を交互に繰り返すことによって、所定寸法の異形断面条５を得ることができる。
【０００４】
一般に、平板素材から板幅方向で異なる板厚に圧延すると、圧延部の材料は長手方向に変形するため、加工量の大きい部分と小さい部分とでは長手方向への伸びに差が生じる。この伸びによって、圧延材に波打ち状の変形や捩れ等が発生する。この解消方法として、溝内を末圧延となるようにしながら溝の両縁部で材料を圧延し、圧延部の材料変形を溝内と板縁部の板幅方向に発生させ、厚板部と薄板部との長手方向の伸びのバランスをとる方法（特開昭５９−７８７０１号公報）が提案されている。
【０００５】
次に、図４について説明する。この場合、平ロール２Ａと凸部６ａを備えた凸付ロール６の組み合わせで圧延を行うもので、凸部６ａの幅寸法を順次大きくして行く方法であり、例えば特公昭６１−５００６４号公報に詳細な記述がある。凸付ロール６の凸部６ａの側面には、拡幅成形のための傾斜面６ｂが形成されている。図４の（ａ）は第１の圧延を示している。厚板部７ａの幅に相当する間隔を設けて２つの凸部６ａを持つ凸付ロール６によって平板素材７を圧延する。この場合の凸部６ａの外側（平板素材７の縁側）の側面に傾斜面６ｂが形成されている。この傾斜面６ｂによって圧延部の材料を外側へ押し出し、薄板部７ｂを拡幅成形する。図４の（ｂ）は第２の圧延を示している。ここでは、凸付ロール６より大きい凸部幅を有する凸付ロール８と平ロール２Ｂを用いて圧延を行い、薄板部７bを拡幅成形している。なお、凸付ロール８の凸部８ａは、凸付ロール６の凸部根元部幅Ｂよりも先端部幅を小さくし、また、凸付ロール８の凸部８ａの根元部幅は凸付ロール６の凸部根元部幅Ｂの２倍を越えないように設定する。更に、凸部８ａの高さを凸部６ａよりも大きくし、傾斜面８ｂが長くなるようにしている。
【０００６】
また、特開平１−１３３６０３号公報に記載のように、肉厚部及び薄肉部を特定の加工率で圧延し、焼鈍を繰り返すことにより、異形断面条の寸法精度を向上させる方法もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の異形断面条の製造方法によると、切削法の場合、不要な切削屑が生じるために材料損失が大きくなり、コストアップを招いている。また、Ｖ型ダイスとロールによる加工法（押圧加工によって条を幅方向へ変形させる方法）では、ロールの往復運動により押圧力を生じさせるため、成形加工が断続的になり、加工速度を速くすることができず、生産性の向上が難しい。
【０００８】
更に、図３及び図４に示したような圧延法の場合、加工速度を大きくすることができ、生産性に優れている反面、図３の方法では溝内で厚板部が未圧延になるため表面荒れが生じる。また、溝内方向への材料流れによって厚板部の両縁部の板厚が厚くなり、厚板部の板厚が不均一になり、品質を劣化させる。また、図４の方法では、厚板部が未圧延になった場合、図３の場合と同様に表面荒れや板厚精度の低下が生じる。更に、基本的に圧延部の材料変形を板縁部のみに発生させているため、図３の方法に比べ、1回の圧延での拡幅が小さくなるという問題がある。
【０００９】
また、図３、図４の方法は共に薄板部の成形のために圧延する部分の材料変形を、完全に板幅方向に発生させることは困難である。このため、圧延される薄板部と、圧延されない厚板部との間に長手方向への変形量の差が生じる。この変形量の差はロール形状や加工量によって異なるが、差が大きくなった場合、圧延材に捩れや波打ち状の変形が発生する。
【００１０】
更に、特開平１−１３３６０３号公報に示される方法は、１回の圧延では完成できず、作業性及び生産性が悪い。
そこで本発明は、作業性及び生産性に優れ、かつ高品質の異形断面条を製造することのできる異形断面条の製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、平ロールと、少なくとも片側に傾斜面を有した凸部がロールの外周面に設けられた凸付ロールとの組み合わせで圧延ロールを形成し、複数組の前記圧延ロールをタンデムに配置してそれぞれの前記凸付ロールの前記凸部の先端部幅を圧延の進行に応じて大にし、前記凸付ロールの前記凸部により前記薄板部を成形し、前記凸付ロールの前記凸部以外の部分で前記厚板部を成形する方法にしている。
【００１２】
この方法によれば、薄板部の拡幅圧延と同時に厚板部の圧延が行われ、圧延時の薄板部と厚板部の長手方向への伸び変形のバランスがとられる。したがって、圧延材の捩れや波打ち等の変形の発生を防止しながら、作業性を向上させることができる。また、厚板部がロールに接触及び拘束されることにより厚板部の板厚精度が向上するほか、ロールに材料表面が接触することにより表面品質が改善される。
【００１３】
前記薄板部の圧延は、後段の圧延ロールほど肉薄になるようにすることが望ましい。この方法によれば、被圧延素材に対し、徐々に薄板部が薄くなるように加工され、拡幅成形が効果的に行われ、捩れや波打ち変形を防止することができる。
【００１４】
前記厚板部の圧延は、前記薄板部の加工度より大きくすることが望ましい。この方法によれば、圧延の際の波打ちや捩れ等の変形を防止する効果が大きくなり、安定した成形が可能になる。前記凸部の先端部幅は、後段の圧延ロールになるほど幅広になるようにする。この方法によれば、圧延ロールを経由する毎に異形断面条の薄板部の拡幅圧延が拡大し、圧延の際の波打ちや捩れ等の変形を防止することができる。
【００１５】
前記複数組の前記圧延ロールによる圧延は、圧延の間に焼鈍工程を設けることができる。
この方法によれば、圧延が容易になり、加工速度を上げることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
図１は本発明による異形断面条の製造方法を達成する異形断面条製造装置及び被圧延素材を示し、（ａ）は圧延前の被圧延素材の断面図、（ｂ）は異形断面条製造装置の平面図、（ｃ）は加工後の被圧延素材の断面図である。
【００１７】
被圧延素材９（銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス等の金属材料、これらを用いた複合材）の搬送路上には圧延ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが所定間隔に平行配置（被圧延素材９に対しては直角）されている。異形断面条製造装置は圧延ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えており、各々の圧延ロールは、凸付ロール（上ロール）と平ロール（下ロール）から構成されている。
【００１８】
図２に示すように、凸付ロール１０ＡU ，１０ＢU ，１０ＣU は、夫々溝を有し、その両側には外側に傾斜面（いずれも同一幅）を有するロール凸部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが夫々形成されている。凸付ロール１０ＡU のロール凸部１１Ａは細い幅の先端部幅１２Ａを有し、凸付ロール１０ＢU のロール凸部１１Ｂは先端部幅１２Ａより広い幅の先端部幅１２Ｂを有し、更に、凸付ロール１０ＣU のロール凸部１１Ｃは先端部幅１２Ｂより広い幅の先端部幅１２Ｃを有している。したがって、ロール凸部１１Ａ〜１１Ｃの各々の根元部の幅（「先端部幅＋傾斜面」の幅であり、以下、根元部幅という）１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、後段のロールになるほど大きくなる。
【００１９】
次に、図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して圧延ロール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる圧延状況を説明する。
図２の（ａ）は圧延ロール１０Ａにおける圧延状況を示している。圧延ロール１０Ａは凸付ロール１０ＡU と平ロール１０ＡL の組み合わせであり、平板状の被圧延素材９から第１の異形断面条９ａを圧延加工する。凸付ロール１０ＡU は、厚板部９１Ａを形成するための平坦溝１３Ａと、薄板部９２Ａ，９３Ａを形成するためのロール凸部１１Ａを有している。
【００２０】
図２の（ｂ）は圧延ロール１０Ｂにおける圧延状況を示している。圧延ロール１０Ａは凸付ロール１０ＢU と平ロール１０ＢL の組み合わせであり、第１の異形断面条９ａから第２の異形断面条９ｂを圧延加工する。凸付ロール１０ＢU は、厚板部９１Ｂを形成するための平坦溝１３Ｂと、薄板部９２Ｂ，９３Ｂを形成するためのロール凸部１１Ｂを有している。
【００２１】
図２の（ｃ）は圧延ロール１０Ｃにおける圧延状況を示している。圧延ロール１０Ｃは凸付ロール１０ＣU と平ロール１０ＣL の組み合わせであり、第２の異形断面条９ｂから第３の異形断面条９ｃを圧延加工する。凸付ロール１０ＣU は、厚板部９１Ｃを形成するための平坦溝１３Ｃと、薄板部９２Ｃ，９３Ｃを形成するためのロール凸部１１Ｃを有している。
【００２２】
平坦溝１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは共に同一幅を有し、その各々の深さ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃも同一値になっている。ロール凸部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの先端部幅は上記したように不同一であるが、傾斜面１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは同一傾斜角度に設定されている。
まず、圧延ロール１０Ａによって被圧延素材９が図２の（ａ）のように圧延され、断面略Ｅ字形の第１の異形断面条９ａが成形される。ついで、図２の（ｂ）のように、圧延ロール１０Ｂによって第１の異形断面条９ａに対する圧延が行われる。ロール凸部１１Ｂの先端部幅１２Ｂはロール凸部１１Ａの先端部幅１２Ａよりも広いため、薄板部９２Ａ，９３Ａは肉薄に、且つ幅方向に拡大され、全体として幅広の第２の異形断面条９ｂが成形される。更に、図２の（ｃ）のように、圧延ロール１０Ｃによって第２の異形断面条９ｂに対する圧延が行われ、第３の異形断面条９ｃが成形される。ロール凸部１１Ｃの先端部幅１２Ｃはロール凸部１１Ｂの先端部幅１２Ｂよりも広いため、薄板部９２Ｂ，９３Ｂは肉薄に、且つ幅方向に拡大され、全体として第２の異形断面条９ｂより幅広の第３の異形断面条９ｃが成形される。
【００２３】
以上のように、ロール凸部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによって薄板部を拡幅成形する際に厚板部９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃの圧延を行うことにより、厚板部に長手方向への伸び変形を生じさせることができ、これにより薄板部の成形の際に発生する薄板部の長手方向への伸び変形との釣り合いをとることができる。この結果、厚板部と薄板部との長手方向への伸びの差によって生じる圧延材の波打ち変形や捩れ等を生じさせることなく、異形断面条を効率良く製造することができる。更に、厚板部が圧延されることにより厚板部表面がロールに接触し、厚板部の表面荒れや板厚精度の欠点を解消することができる。このように本発明によれば、表面品質の優れた異形断面条を製造することができる。
【００２４】
なお、圧延ロール１０Ｂによる圧延の際、薄板部９３Ｂの板厚が圧延ロール１０Ａによって成形された薄板部９３Ａの板厚より薄くなるように圧延することが望ましい。その理由は、圧延ロール１０Ｂによる薄板部９３Ｂの板厚が圧延ロール１０Ａによる薄板部９３Ａの板厚に等しいか、或いは達しない場合、圧延ロール１０Ｂによる圧延で発生する長手方向の伸び変形によって圧延ロール１０Ａにより成形されている薄板部９３Ａに僅かに板厚の減少が発生し、板厚分布及び表面状況の悪化をきたすことがあるためである。また、圧延ロール１０Ｂによる圧延の際、圧延ロール１０Ａで成形される薄板部９３Ａの加工度より厚板部９１Ｂの加工度が大きくなるようにすることにより、圧延の際の波打ちや捩れ等の変形を防止する効果が大きくなり、安定した成形が可能になる。なお、このような圧延ロール１０Ｂによる圧延条件は、圧延ロール１０Ｃによる成形においても考慮する必要がある。
【００２５】
なお、図１においては、３つのロール（圧延ロール１０Ａ〜１０Ｃ）により圧延を行うものとしたが、３つに限定されるものではなく、任意数にすることができる。
図２（Ｃ）に示すように、薄板部９２Ｃ，９３Ｃの縁部に厚板部が残るような場合、中央部に溝を有する溝付ロールと平ロールとの組み合わせからなる圧延ロールにより厚板部９１Ｃ、薄板部９２Ｃ，９３Ｃを圧延することにより幅方向の中央部に連続的に厚板部を有する異形断面条が形成される。この成形においても圧延ロール１０Ｂ，１０Ｃによるのと同様の圧延条件が考慮される。勿論、得られた異形断面条は、その後、所定の温度で焼鈍し、更に厚板部と薄板部の加工度がほぼ同一となるように圧延してもよい。そうすることにより、厚板部と薄板部がほぼ均質な異形断面条を得ることができる。
また、圧延は連続に行うことが生産性の面から望ましいが、各段の圧延毎に圧延材を巻き取るようにしてもよい。更に、各段の圧延の間に焼鈍を行ってもよく、場合によっては最終的な圧延の前にだけ焼鈍を行うようにしてもよい。
【００２６】
更に、図１の凸付ロールにおいては、ロール凸部の外側に傾斜面を設けた構成にしたが、内側にも傾斜面を設けた構成にしてもよい。その場合、内側の傾斜面の傾斜角度は、後段に行くにしたがって、水平に対する傾きが大きくなるように構成することが望ましい。また、図１の凸付ロールにおいては、溝の深さを同一値としたが、これは後段に行くにしたがって次第に浅くなる構成としてもよい。勿論、溝の幅も後段に行くにしたがって小さくなるような構成でもよい。更に、図１においては、凸付ロールの凸部の外側の傾斜面の傾斜角度を同一としたが、この角度は後段に行くにしたがって水平に対する傾きが小さくなった構成としてもよい。
【００２８】
【実施例】
次に本発明の実施例を説明する。
凸付ロールと平ロールからなる３つの圧延ロールと、溝付ロールと平ロールからなる１つの圧延ロールが所定の間隔でタンデムに配置された製造装置を用い、厚さ３．５ｍｍ、幅６０ｍｍの銅製平条から幅方向中央に厚肉部を有する異形断面条を連続的に製造した。各圧延ロールの主要部の寸法と角度を次の表に示す。
なお、傾斜面角度は、当該傾斜面の水平に対する傾きとする。
【表１】
更に、得られた異形断面条に焼鈍ラインにより熱処理を施した後、中央部に深さ０．８１ｍｍの溝を有する溝付ロールと平ロールとの組み合わせからなる圧延ロールを用いて厚板部と薄板部の加工度がほぼ同じとなるような調質のための圧延を実施し、薄板部板厚０．５０ｍｍ（加工度３８．３％）、厚板部板厚１．３０ｍｍ（同３９．２％）で厚板部と薄板部が均質な異形断面銅条を製造することができた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した通り、この発明は、凸付ロールの凸部により異形断面条の薄板部を拡幅成形し、同時に、凸付ロールの凸部以外の部分で異形断面条の厚板部を圧延により成形するようにしたので、圧延材の捩れや波打ち等の変形の発生を防止しながら、作業性を向上させることができる。また、厚板部がロールに接触及び拘束されることにより厚板部の板厚精度が向上するほか、ロールに材料表面が接触することにより表面品質を改善することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による異形断面条の製造方法を達成する異形断面条製造装置及び被圧延素材を示し、（ａ）は圧延前の被圧延素材の断面図、（ｂ）は異形断面条製造装置の平面図、（ｃ）は加工後の被圧延素材の断面図である。
【図２】 本発明方法により圧延した圧延状況の説明図であり、（ａ）は第１段の圧延ロールによる圧延状況を示し、（ｂ）は第２段の圧延ロールによる圧延状況を示し、（ｃ）は第３段の圧延ロールによる圧延状況を示している。
【図３】 圧延加工による従来の異形断面条の製造工程を示す説明図である。
【図４】 圧延加工による従来の他の異形断面条の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
９ａ，９ｂ，９ｃ，１８ 異形断面条
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 圧延ロール
１０ＡL ，１０ＢL ，１０ＣL ，１７Ｌ 平ロール
１０ＡU ，１０ＢU ，１０ＣU ，１７Ｕ 凸付ロール
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１９ ロール凸部
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 先端部幅
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，２０ 傾斜面
８１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ 厚板部
８２，９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ 薄板部
Claims (2)
- 平ロールと、少なくとも片側に傾斜面を有する凸部がロールの外周面に設けられた凸付ロールとの組み合わせで複数組の圧延ロールを形成し、夫々の前記凸付ロールの凸部の先端幅を圧延の進行に応じて大にして前記圧延ロールをタンデムに配置し、前記凸付ロールの前記凸部により前記条材の薄板部を成形し、前記凸付ロールの前記凸部以外の部分で前記条材の厚板部を成形する異形断面条の製造方法であって、前記凸付ロールとして少なくとも外側に傾斜面を有する凸部が所定幅の溝部を隔てて二つ配置され、後段に行くにしたがって前記溝部の深さと幅が小さくなったものを用い、前記薄板部を後段に行くにしたがって薄く圧延することを特徴とする方法。
- 前記薄板部の成形は、各凸部の外側の傾斜面の水平に対する傾斜角度が後段に行くにしたがって小さくなった凸付ロールを用いて圧延することを特徴とする請求項１に記載の方法。
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