JP4454440B2

JP4454440B2 - 異形断面条の断面矯正方法

Info

Publication number: JP4454440B2
Application number: JP2004252576A
Authority: JP
Inventors: 正仁榊; 健治原
Original assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-08-31
Also published as: JP2006068754A

Description

本発明は、板幅方向に少なくとも一箇所以上厚みの異なる部分を有する異形断面条の断面寸法精度を向上させるための矯正方法に関する。

板幅方向に一個又は複数個の同一断面形状を有する中央側厚肉部分及び両端に位置する端部厚肉部分と薄肉部分とがそれぞれ段差部を介して連続せしめられた断面形状に形成されている異形断面帯材は、通常両端に位置する端部厚肉部分及びそれに続く薄肉部分等を除去された状態で例えばベアリングリテ−ナやリードフレーム等に広く利用されている。そして、この種の異形断面帯材は、従来から切削法で製造されている。
切削法では、金属帯を長手方向に通板させながら、バイト，フライス等で板幅方向の薄肉部分を連続的に切削し、厚肉部分の間を仕切る薄肉部分を形成している。しかし、資源の有効利用，良好な作業環境の維持に支障となる切削屑が発生し、作業効率も悪い。また、切削された端部にバリや反り等が発生し、製品品質を低下させる原因ともなっている。

そこで、切削法に代わるものとして、表面に所望形状の溝部や凸条部を設けた溝付きロールや凸条付きロールを用い、ロール成形する方法が各種提案されている。
従来のロール成形法で異形断面帯材を製造するとき、厚肉部と薄肉部との間に、それぞれの傾斜角度が大きく異なる段差部が形成され易い。各厚肉部は、溝付きロールや凸条付きロールの凹部深さに一致せず、それぞれに板厚が異なったものとなっていた。
本出願人も、上記のような問題を解消すべく、各厚肉部におけるメタルフローが均一化されるようにプロフィールを設計した凸条付きロールを使用することにより、各厚肉部に肉不足を生じることなく、且つ段差部の傾斜角度が一定した形状精度の良好な異形断面帯材を得る方法を、特許文献１，２等で提案してきた。

そして、所定形状の溝や凸部が形成されたプロフィールのロールを用いて金属帯材をロール成形することにより、ロールプロフィールに対応する断面形状に成形した異形断面帯材を得た後、所定幅条にスリットされ、ベアリングリテ−ナやリードフレーム等の各種用途に供されている。
このスリット方法に関しても、本出願人は、特許文献３，４，５で、安定したスリット精度で異形断面帯材をスリットする方法を提案している。
特開平６−３２８１５３号公報特開平８−１５５５７６号公報特許第３５０９０３３号公報特許第３５０９０３４号公報特開２００１−２２５２１９号公報

しかしながら、特許文献１，２等で提案されたような、各厚肉部におけるメタルフローが均一化になるように十分に検討して設計されたプロフィールを付したロールを用いても、その後の焼鈍処理時に熱歪みが出現したりして断面形状精度が落ちることがある。また、特許文献３，４，５で提案された方法で、注意深くスリットしても断面形状精度が落ちることがある。
低い形状精度は、得られた異形断面条をスライスして製品として使用するときに信頼性を低下させる原因となる。たとえば、異形断面帯材を製品幅にスリットして単一又は複数の異形断面条を切り出すとき、薄肉部の両側にある段差部の傾斜角度及び厚肉部の板厚が同じ状態にないことから、薄肉部及びその両側の段差部で区画されている溝部の寸法精度の低下がそのまま製品価値の低下につながる。具体的には、この異形断面条からスライスして作製されたベアリングリテ−ナでは、溝部の寸法精度が異なることからベアリングの円滑な転動が阻害され、ベアリング自体の性能を低下させることになる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、所定形状の溝や凸条が付されたロールを用いてロール成形された異形断面帯材を所定幅にスリットされ、板幅方向に少なくとも一箇所以上厚みの異なる部分を有する異形断面条の断面寸法精度を向上させるための矯正方法を提供することを目的とする。

本発明の異形断面条の断面矯正方法は、その目的を達成するため、板幅方向に沿って厚肉部と薄肉部が一箇所以上形成された断面形状を備え、かつ該断面形状が条材の長手方向に一様に連続してロール形成された異形断面条のスリット加工後の断面形状を矯正する方法であって、当該異形断面条のプロフィールに対応する形状を有し板厚方向を整形するための上下ロールとスリットした面を押圧し板幅方向を整形するための一対のサイドロールとから構成された断面矯正スタンドの少なくとも一基を通し、当該断面矯正スタンドの上下ロール及びサイドロールの間に材料を充満させて矯正することを特徴とする。

本発明により、ロール成形時のメタルフローの不均一化に起因したり、その後の焼鈍処理時の熱歪みに起因したりする断面形状精度の低下が生じていても、或いはスリット加工時に変形が生じても、異形断面条を所望断面形状に寸法精度良く矯正することができる。
このため、後続する加工工程において何ら支障なく所定形状に加工され、ベアリングリテ−ナやリードフレーム等として寸法精度の優れたものを低コストで提供できる。
さらに、本発明によれば、焼鈍処理時に生じた異形断面条表面の肌あれも修正することが可能で、均一な表面性状の異形断面条が得られる。

異形断面帯材は、例えば図１，２に示すように、ロール軸方向に複数の溝状部を介して複数の凸条部が形成された凸条付きロールとフラットロールによるロール成形で製造される。所望の断面形状にロール成形された後、材質に応じた焼鈍処理が施される。そして、図１に示すような異形断面帯材にあっては両サイドがスリットされ除去されている。また図２に示すような異形断面帯材にあっては、製品となる各異形断面条の間に設けた切捨て部を除外するように複数部にスリットしている。

例えば、異形断面条は図３に示すような刃組みでスリットされている。このような刃組みでは、スリット時に異形断面条に作用する曲げモーメント（図中、矢印で示す）を上向きとしたアップカット方式としている。このため、スリットされた異形断面条にはスリット時の曲げモーメントの作用により図４に示すように薄肉部Ａに上反りｗが生じる。また、スリットにおける異形断面条の幅方向位置は常に一定ではなく、長手方向で変動している場合が多く、図４に示す両端薄肉部Ａの幅寸法精度が不安定になるため、異形断面条の品質の妨げとなっている。
そのため、スリットされた後の各異形断面条に本発明の断面矯正方法が適用される。

本発明の断面矯正方法を実施するために用いられる装置は、概略的には図５に示すように、ペイオフリール１から巻き出された異形断面条材Ｍが巻取りリール２に巻き取られる搬送路の途中に断面矯正に用いる矯正スタンドＳを配置している。
ペイオフリール１から搬出された異形断面条Ｍはピンチロール３にて設備の下流側へ搬送される。断面矯正スタンドＳにより矯正された異形断面条Ｍは、矯正スタンド通過後の横曲り量に応じて横曲り矯正ロール４を調整して横曲り量を修正する。横曲りが修正された異形断面条Ｍは設備最下流の巻取りリール２により巻き取られるようになっている。

そして、本発明の断面矯正に用いる矯正スタンドは、図６に示すように、異形断面条のプロフィールに対応する断面形状を有する上ロールとフラットな下ロール、及び上記スリットした面を幅方向内側に押圧する一対のフラットなサイドロールから構成されている。
この矯正スタンドの一基若しくは二基を通すことにより、異形断面条はその断面形状が所望形状に矯正される。

仮に、上下ロールのみの断面矯正（２段圧延機）では、矯正時の異形断面条の板幅方向のメタルフローによる幅広がりにより、上下ロールの幅方向にてロール扁平分布が生じ、板厚寸法の高精度化には限界がある。一方、サイドロールでスリット面を押圧しつつ、上下ロール間に異形断面条を通板することにより、サイドロール及び上下ロール間に材料が充満され、上下ロールのロール扁平を幅方向で均一とすることが可能となる。このため、板幅方向でほぼ均一な板厚を有する異形断面条が得られることになる。
なお、異形断面条の素材としては、用途に応じて、Ｃｕ，Ｃｕ合金，Ａｌ，Ａｌ合金，鋼，Ｆｅ合金等からなる単体材料や、これらを組み合わせた複合材料を使用できることは勿論である。

材質が高炭素工具鋼で、図７に示すような両端部にそれぞれ幅８．３ｍｍで板厚１．６ｍｍの薄肉部Ａ，Ｂを有し、幅方向中央部に板厚２．０ｍｍの厚肉部を有する全幅３５．２ｍｍの異形断面条を圧延とその後の焼鈍、及びその後の側部スリットにより作製した。
そして、図３に示したような断面矯正装置であって、図６に示すような４方ロール矯正スタンドを一基有する断面矯正装置に通板して、異形断面条の断面矯正を行った。４方ロール矯正スタンドは、上ロールとしてロール径１２８ｍｍで幅３５ｍｍの孔型ロールを、下ロールとしてロール径１２８ｍｍのフラットロールを用い、さらに、一対のサイドロールとしてロール径１１４．５ｍｍ，幅１８ｍｍのロールを用いている。
上記異形断面条を約２％の伸び率を付与しながら通板して断面矯正を行った。

断面矯正を行う前後の、当該異形断面条の寸法を測定して、比較した。
寸法は厚肉部中央の板厚と両端薄肉部Ａ，Ｂの幅を測定した。そして、コイルの長手方向の板厚変動と板厚偏差の変動及び両端薄肉部幅の変動を調べた。なお、板厚偏差としては、図８に示すように最大板厚と最小板厚との差を採用した。
その結果を、図９，１０に示す。図１０中、（ａ）は矯正前の薄肉部幅の変動を示すものであり、（ｂ）が矯正後の薄肉部幅の変動を示すものである。

図９，１０に示す結果からわかるように、板厚，板厚偏差及び両端薄肉部の幅のいずれにおいても、本発明による断面矯正法を適用することにより、長手方向でのバラツキが小さくなり、断面寸法精度が向上し、且つ安定した品質の異形断面条が得られている。

異形断面帯材を製造する方法を説明する図他の異形断面帯材を製造する方法を説明する図異形断面帯材の側端部をスリットする態様を説明する図スリット時に異形断面条端部に反りが発生する状況を説明する図異形断面矯正設備の概略図断面矯正スタンドの４方ロール配置状況を説明する図実施例で採用した異形断面条の断面形状を説明する図板厚偏差の測定方法を説明する図矯正の前後におけるコイル長手方向の板厚の変動（ａ）と板厚偏差の変動（ｂ）を示す図矯正の前（ａ）と矯正の後（ｂ）におけるコイル長手方向の両サイド薄肉部幅の変動を示す図

Claims

板幅方向に沿って厚肉部と薄肉部が一箇所以上形成された断面形状を備え、かつ該断面形状が条材の長手方向に一様に連続してロール形成された異形断面条のスリット加工後の断面形状を矯正する方法であって、当該異形断面条のプロフィールに対応する形状を有し板厚方向を整形するための上下ロールとスリットした面を押圧し板幅方向を整形するための一対のサイドロールとから構成された断面矯正スタンドの少なくとも一基を通し、当該断面矯正スタンドの上下ロール及びサイドロールの間に材料を充満させて矯正することを特徴とする異形断面条の断面矯正方法。