JP4454441B2 - 異形断面帯材の断面矯正方法 - Google Patents
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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。
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。
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。
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帯材を熱処理した後に、当該異形断面帯材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。
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帯材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帯材が得られ、且つ幅方向の反りを抑制できる異形断面帯材の製造が可能となる。
例えばベアリングリテ−ナ或いはリードフレーム等に代表されるように、異形断面帯材は二次加工により最終製品とされている。ベアリングリテ−ナは、断面異形帯材に打抜き及びコイニングを施し、コロを保持することでベアリングとしての機能をはたしている。断面異形帯材は打抜き加工に供されるために金型寿命及び加工性の観点から素材硬度に制約を受け、焼鈍を施して硬度調整した後に打抜き加工を行っている。この焼鈍工程の付加により熱歪みが出現して断面寸法精度が低下する場合が多い。
そのため、熱処理後に再度凸条付きロールとフラットロールとの間に異形断面帯材を通板し、断面寸法精度を確保している。
そこで、本発明の断面矯正方法では、両端の捨て溝に嵌まる凸条部のみ、薄肉部形成用凸条部の高さよりも高くしたロールを用いている。薄肉部形成用凸条部よりも捨て溝に嵌まる凸条部を高くしたロールを用いることにより、両端に位置する捨て溝部の圧下率が上昇することになる。その結果、捨て溝部の面圧が上昇して異形断面帯材の幅方向の拘束力をアップさせ、蛇行を抑制することができるものである。
また、異形断面帯材の素材としては、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。
異形断面圧延加工後の当該異形断面帯材の形状は概ね図2に示す形状となっており、各部の板厚の測定結果は次の表1に示す通りとなっていた(単位はmm)。
この異形断面帯材を素材として、図1のロールプロフィールにおいて、捨て溝用凸条部の高さh1を製品部分の凸条部の高さh2よりも0.15mm高くし、約2%の伸び率を異形断面帯材に作用させるように通板し、断面矯正を行った。
図7に示した結果からもわかるように、凸部の幅は、図7(a)で示した断面矯正前の参考例と図7(b)で示した本発明の断面矯正法を適用した場合とで大差はなく、コイル内で安定していた。これに対して、図7(c)に見られるように捨て溝部の凸条部高さを製品部分の凸条部高さと同じにしたロールを用いて断面矯正を行った比較例では、コイル下流側で変動し、凸部の幅が狭くなっている。これは、断面矯正の後半において異形断面帯材と孔型ロールプロフィールとのマッチング不良、いわゆる“溝ズレ”が生じたためと思われる。
図9に示した結果からもわかるように、断面硬さは、図9(a)で示した断面矯正前の参考例と比べて図9(b)で示した本発明の断面矯正法を適用した場合、硬くかつバラツキも小さくなっている。この両者の硬さの差は断面矯正での加工硬化によるものである。これに対して、図9(c)に見られるように捨て溝部の凸条部高さを製品部分の凸条部高さと同じにしたロールを用いて断面矯正を行った比較例では、断面硬さは上昇しているものの、コイル下流側での硬さの変動が大きくなっている。異形断面のテーパ部の硬さがコイル下流側で異常に上昇している。これは、凸部の幅寸法の変動と同様、断面矯正の後半において異形断面帯材と孔型ロールプロフィールとのマッチング不良、いわゆる“溝ズレ”が生じたため、片方のテーパ部の歪が大きくなってその部分が異常に加工硬化したためと思われる。
Claims (1)
- 板幅方向に沿って厚肉部、薄肉部、厚肉部の順で、かつ最外両側の薄肉部に挟まれた厚肉部が少なくとも二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成形された異形断面帯材の焼鈍処理後の断面形状を矯正する方法であって、当該異形断面帯材をロール成形する際に使用した上ロールと同じ型で最外両側の凸条部のみ中央の凸条部の高さより高くした上ロールとフラットな下ロール間に通板することを特徴とする異形断面帯材の断面矯正方法。
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