KR20050100623A - 금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050100623A
KR20050100623A KR1020057013294A KR20057013294A KR20050100623A KR 20050100623 A KR20050100623 A KR 20050100623A KR 1020057013294 A KR1020057013294 A KR 1020057013294A KR 20057013294 A KR20057013294 A KR 20057013294A KR 20050100623 A KR20050100623 A KR 20050100623A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal foil
foil tube
tube
welding
shim
Prior art date
Application number
KR1020057013294A
Other languages
English (en)
Inventor
고끼 이나다
가즈또시 이와미
아쯔히꼬 이마이
히로끼 고바야시
야스오 다까하시
미끼오 야마나까
도루 사이또
Original Assignee
신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 filed Critical 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Publication of KR20050100623A publication Critical patent/KR20050100623A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/06—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0815—Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D33/00—Special measures in connection with working metal foils, e.g. gold foils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/08—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
    • B23K11/082—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups of three-dimensional seams
    • B23K11/084—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups of three-dimensional seams of helicoïdal seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/08—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
    • B23K11/087—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups for rectilinear seams
    • B23K11/0873—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups for rectilinear seams of the longitudinal seam of tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/06—Developing structures, details
    • G03G2215/0634—Developing device
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49925—Inward deformation of aperture or hollow body wall
    • Y10T29/49927—Hollow body is axially joined cup or tube

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

본 발명은 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 튜브와, 매우 얇은 금속박이라도 확실하게 튜브 형상으로 마무리할 수 있는 금속박 튜브의 제조 방법과 장치를 제공할 수 있는 것이고, 판 두께(t)가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판(W)을 용접 접합한 금박 튜브이고, 이 금속박 튜브의 제조 방법은 금속박 소판(W)을, 포갬부(G)를 형성하도록 형성한 후에 그 대향변을 용접하고, 이 용접 부분을 평활하게 마무리하는 것이다.

Description

금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치 {METAL FOIL TUBE AND METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 새로운 금속박(金屬箔) 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 토너 소부(燒付)용 롤, 현상용 롤, 정착용 롤 등에 이용하기 적합한 새로운 금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
현재의 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에 있어서는 감광체 드럼을 화상 신호에 의해 노광하고, 현상기에서 토너상을 형성하고, 이 감광체 드럼에 형성된 토너상을 기록지에 전사하고, 또한 정착기에 의해 열정착하여 출력하도록 하고 있다. 그리고, 이와 같은 화상 형성 프로세스에서는 상기한 감광체 드럼이나 토너 소부용 롤, 현상용 롤, 가압 롤, 정착용 롤 등 다양한 롤 부재가 사용되고 있다. 통상, 이 롤 부재는 원통 형상 혹은 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 구동 장치(모터 등)에 의해 구동되도록 되어 있다.
이러한 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤, 현상용 롤, 정착용 롤 등으로서 사용 가능한 원통 형상의 금속제 박육 튜브에는 금속이 갖는 고탄성, 고강성, 고열전도성이 요구되고, 또한 그 극박화 기술에 의해 경량이고 또한 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 달성하도록 튜브 표면 전체가 매끄럽고, 또한 내구성이 우수한 것도 요구되고 있다. 그로 인해, 이러한 금속제 박육 튜브는 스테인레스 강판 등을 프레스 가공이나 레이저 용접, 플라즈마 용접 등에 의해 원통 형상으로 성형, 용접하여 소관(금속제 박육 튜브)을 제작하고, 또한 이를 당김 가공, 스피닝 가공, 인발 가공, 벌지 가공 등의 박육화 기술에 의해 매우 얇은 두께로 가공하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 2002-55557호 공보 참조).
또한, 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤, 현상용 롤, 정착용 롤 등으로서 사용 가능한 금속제 박육 튜브를 제조하는 방법으로서, 열가소성 수지로 금속 박막 시트 단부면을 접합하는 방법 등이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 2000-280339호 공보 참조).
도1a는 금속박 튜브에 성형하는 금속박 소판의 평면도이다.
도1b는 용접 전의 금속박 튜브의 단면도이다.
도1c는 접합부가 직선 형상인 금속박 튜브의 사시도이다.
도1d는 접합부가 스파이럴 형상인 금속박 튜브의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시 형태에 관한 금속박 튜브 제조 장치의 개략 측면도이다.
도3은 도2의 평면도이다.
도4는 도3의 4-4선에 따르는 단면도이다.
도5는 도4의 주요부 확대 단면도이다.
도6은 본 발명의 실시 형태의 금속박 튜브 제조 장치의 용접 상태를 도시하는 확대 단면도이다.
도7은 본 발명의 실시 형태의 금속박 튜브 제조 장치의 심 막대의 축선에 따르는 개략 단면도이다.
도8은 본 발명의 실시 형태에 관한 금속박 튜브 제조 장치의 심 막대의 다른 예를 나타내는 개략 도면이다.
그러나, 프레스 가공이나 레이저 용접, 플라즈마 용접 등에 의해 제작한 소관(금속제 박육 튜브)을 박육화 기술에 의해 가공한 금속제 박육 튜브에서는 레이저 용접이나 플라즈마 용접에 의해 용접부의 조직이 일단 용융하고, 그 경도(Hv)가 절반 정도까지 저하되어 강도도 저하된다. 또한, 소관을 박육화할 때에 그 표면이 금속 압연재(예를 들어, 스테인레스박)에 비하면 거칠고, 예를 들어, 90 ％ 정도의 가공을 실시하는 스피닝 가공의 경우에는, 표면 거칠기(Rz)는 3 ㎛ 정도이고, 박육화에 수반하는 표면 결함이 생기게 되는 문제점이 있다. 그로 인해, 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등에 의해 회전 정밀도를 충분히 얻기 어려운 문제를 갖고 있다. 또한, 이러한 박육화 기술에서는 제조 과정이 복잡하고, 제조 비용이 높아지는 경향이 있다.
또한, 열가소성 수지로 금속 박막 시트 단부면을 접합하는 방법에서는 금속 박막을 덮는 수지 필름이 열가소성 수지인 것이 필요하고, 비열가소성, 혹은 열경화성인 폴리이미드 등의 수지에서는 성형이 불가능하다. 또한, 금속 접합에 비해 수지 접합에서는 접합 강도가 약해 장기간의 내구성을 갖게 하는 것이 곤란하고, 특히 고온에서 사용되는 경우에, 상기 접합부에 가해지는 부하에 의해 접합부에서의 박리가 생기는 등의 열취화가 보이는 등 토너 소부용 롤 등으로서는 맞지 않는다. 또한, 금속 박막에 별도로 수지를 균일하게 피복할 필요가 있어, 제조 비용이 많이 들게 되는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은 프레스 가공이나 레이저 용접 내지 플라즈마 용접법 및 박육화 기술이나 수지 재료 등을 이용하지 않고, 매우 매끄러운 표면을 갖고, 금속이 갖는 고탄성, 고강성, 고열전도성을 갖고, 매우 얇고 경량이고, 또한 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 갖고, 내구성에도 우수한 새로운 금속제 박육 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해, 새로운 금속제 박육 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치를 기초로 하여 예의 검토한 결과, 종래와 같은 프레스 가공이나 레이저 용접 내지 플라즈마 용접법 및 박육화 기술이나 수지 재료를 이용하지 않고, 스테인레스박 등의 금속박을 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접함으로써, 용융 부분이 완전히 없거나 또는 매우 적고, 따라서 경도가 떨어지는 일이 없어 내구성이 높고, 상기 용접부를 평활하게 마무리할 수 있는 새로운 금속제 박육 튜브의 제조 방법 및 그 제조 장치를 발견하였다. 이에 의해 제조 비용을 현격하게 내릴 수 있고, 얻을 수 있는 금속박 튜브도 종래와 같은 박육화 기술이나 수지 재료를 이용하여 이루어지는 금속제 박육 튜브에 비해 금속이 갖는 고탄성, 고강성, 고열전도성을 갖고, 매우 얇고 경량이고, 또한 표면 평활성이 우수하고, 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 갖고, 내구성에도 우수한 새로운 금속박 튜브를 얻을 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하는 데 이른 것이다.
또한, 본 발명자들은 상기한 새로운 제조 방법 및 그 제조 장치에 의해 얻을 수 있는 새로운 금속박 튜브에 만족하지 않고, 예의 개량을 시도한 결과, 이하의 지견을 얻어 본 발명의 또 다른 개량을 이루었다.
즉, 일반적으로 용접부는 금속박 모재에 대해 형상이 약간 부정(不整)이 되고, 또한 표면 거칠기도 커지는 경향이 있다. 본 발명에서는 금속박을 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접하는 것이다. 그로 인해, 용접부를 평활하게 마무리할 수 있다, 용접부는 박모재에 대해 형상이 부정이 되지 않고, 또한 표면 거칠기도 작게 할 수 있는 것이다. 그러나, 그 후에 연구 개량을 거듭하던 중에 금속박을 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접할 때에 부드러운 박 소재를 사용한 쪽이, 2매 포갬부가 찌부러지기 쉽고, 또한 전극의 손상도 경감되는 한편, 사용 성능의 면으로부터는 고사이클 피로 수명을 길게 하기 위해 튜브의 재질은 딱딱한 쪽이 바람직한 경우가 많은 것을 알 수 있었다. 그래서, 이 모순점을 해결하여 본 발명의 금속박 튜브를 더 개량하는 수단으로서, 어닐링 상태의 박을 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접하고, 그 후에 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법, 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의해 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 동시에 재질을 가공 경화시킴으로써 금속박 튜브의 피로 수명을 길게 할 수 있는 것을 발견하였다. 여기서 SUS301이나 SUS304 등의 준안정 오스테나이트강에서는 냉간 가공에 의해 마르텐사이트상이 생겨 가공 경화가 현저하고, 비커스 경도로 600 정도까지 경화 가능하다. 또한, 이 정도는 아니라고 해고 SUS304N1, SUS304N2, SUS316N, SUS836L 등의 고질소 스테인레스강이나 SUS201이나 SUS202 등의 고Mn계 스테인레스라도 가공 경화는 크고, 비커스 경도로 500 정도까지 가능하다. 그 밖의 통상의 오스테나이트계 스테인레스강에서는 비커스 경도로 430 정도까지 가공 경화 가능한 것을 발견하여 본 발명의 또 다른 개량을 이루었다.
또한, 본 발명에서는 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접하는 것으로서 금속박을 심 용접이나 매쉬 심 용접 등의 전기 저항 용접에 의해 접합시키는 수단을 발견하고 있었지만, 그 후에 연구 개량을 거듭하던 중 심 용접에 의한 용접부는 용접선을 따라서 연속적인 너겟(용융 응고한 부분), 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재함으로써 용접부의 강도를 안정적으로 높게 할 수 있는 것을 발견한 것이다. 즉, 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접하는 심 용접에 있어서는 일단 너겟이 생성되면 원반 형상의 전극(도6의 부호 32 참조)이 회전 진행되어도 전류의 대부분이 전기 저항이 작은 너겟 부분으로 흐르고(무효 전류), 새롭게 접합해야 할 계면에는 전기 저항이 크기 때문에, 소량의 전류밖에 흐르지 않는다. 이로 인해, 이 부분은 용융 온도까지 도달하지 않고 압접 상태가 된다. 일단 압접 부분이 생기면 여기도 전기 저항이 작아지므로, 너겟과 마찬가지로 그 끝에서의 너겟의 생성이 방해된다. 이와 같은 악순환을 피하기 위해, 본 발명자들은 펄스 전원을 이용하여 심 용접을 행하고, 짧은 통전 시간의 다음에 비교적 긴 비통전 시간을 마련하여 이 사이클을 반복함으로써 연속 너겟을 얻는 것에 성공하였다. 이 때의 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비는 1/12 내지 1/8이고, 1/12 미만 또는 1/8 초과 내지 1/6에서 단속적인 너겟이 생성된다. 본 발명자들의 실험에 따르면, 단속 너겟이 되어도 용접선의 길이의 50 ％ 이상을 너겟이 커버하면 강도적으로는 문제없는 것도 판명되었다. 이상의 점으로부터 용접 길이의 50 ％ 이상을 커버하는 너겟을 얻기 위해서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하고 심 용접을 행할 필요가 있는 것을 알고 본 발명을 더 개량하였다.
한편, 비용융으로 용접 및/또는 압접할 수 있는 매쉬 심 용접(비용융이므로 용융부가 생기지 않기 때문에 용접부의 경도가 떨어지지 않는 이점이 있음)에 있어서도 용접부의 강도를 보다 안정적으로 높게 하기 위해서는 펄스 전원을 이용하여 매쉬 심 용접을 행하는 것이 좋고, 이 때에도 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비가 존재하는 것을 발견하였다. 즉, 매쉬 심 용접에서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 용접을 행하는 것이 바람직한 것을 알고 본 발명의 또 다른 개량을 이루었다.
또한, 프린터의 정착 롤은 이물질의 혼입 등에 의해 표면에 손상이 생기는 일이 있고, 일단 손상이 생기면 후의 인쇄 결과에 악영향을 미치는 등의 폐해가 있었다.
또한, 본 발명자들이 발견하여 이루어지는 새로운 금속박 튜브에 있어서, 금속박을 심 용접할 때에 용융 응고하여 생기는 너겟이 연속적으로 생기지 않는 일이 는 있고, 이 부분은 압접 상태에서 용접 강도가 상대적으로 낮아 개량의 여지가 있는 것을 알 수 있었다. 그래서, 이러한 점을 개선하여 제품의 수율 및 품질 향상을 도모할 필요가 있는 것도 알 수 있었다.
그래서, 본 발명의 또 다른 개량에서는 이들 문제도 해결하는 것이며, 그 제1의 것은 금속박을 저항 용접 등에 의해 접합 및 성형한 박 튜브의 표면과 내표면 중 적어도 한쪽은 경질인 도금층에 의해 표면 경화되어 있는 금속박 튜브이다.
또한 그 제2의 것은 도금층의 조성이 주로 크롬, 니켈, 코발트, 팔라듐 중 어느 1종류 또는 2종류 이상의 금속인 상기한 금속박 튜브이다.
또한 그 제3의 것은 도금층의 조성이 Ni-P계 합금인 상기한 금속박 튜브이다.
또한 그 제4의 것은 스테인레스박의 양 표면 중 적어도 한쪽의 접합부 근방에 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 1종류 이상 포함하는 합금, 혹은 융점이 1200 ℃ 이하인 금속을 도금하고, 그 후 상기 박을 저항 용접하여 이루어지는 금속박 튜브 및 그 제조 방법이다.
또한 그 제5의 것은 도금층의 조성이 중량비로 1 내지 14 ％의 P를 포함하는 Ni-P 합금인 상기한 금속박 튜브 및 그 제조 방법이다.
또한 그 제6의 것은 스테인레스박을 저항 용접 등에 의해 접합 또는 성형 가공한 박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리하는 금속박 튜브 및 그 제조 방법이다.
또한 그 제7의 것은 스테인레스박을 저항 용접 등에 의해 접합 또는 성형 가공한 박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리한 후에 박 튜브의 내외면 중 적어도 한쪽에 경질 도금을 실시하여 이루어지는 금속박 튜브 및 그 제조 방법이다.
본 발명의 상기 목적은 하기의 수단에 의해 달성된다.
(1) 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박을 접합 내지 용접한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
(2) 상기 금속박이 스테인레스강 박이고,
상기 스테인레스강이 페라이트계 스테인레스강, 마르텐사이트계 스테인레스강, 오스테나이트계 스테인레스강, 석출 경화형 스테인레스강 중 어느 1종류인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 금속박 튜브.
(3) 전기 저항 용접에 의해 접합된 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 금속박 튜브.
(4) 상기 전기 저항 용접이 심 용접인 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 금속박 튜브.
(5) 상기 심 용접이 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 행한 것을 특징으로 하는 상기 (4)에 기재된 금속박 튜브.
(6) 상기 전기 저항 용접이 매쉬 심 용접인 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 금속박 튜브.
(7) 상기 매쉬 심 용접이 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 행한 것을 특징으로 하는 상기 (6)에 기재된 금속박 튜브.
(8) 접합면 중 적어도 일부가 고상 접합인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(9) 접합 또는 접합선이 직선 형상 또는 스파이럴 형상으로 배치되어 있는 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(10) 접합 또는 용접부와 모재부와의 경도차의 절대값이 비커스 경도(Hv)로 모재부의 경도의 25 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브에 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 접합부 내지 용접부를 매끄럽게 하여 접합부 내지 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 적어도 상기 접합부의 재질을 가공 경화시킨 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
(12) 상기 금속박이 스테인레스강 박이고,
상기 스테인레스강 박이 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재인 것을 특징으로 하는 상기 (2) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(13) 상기 금속박 튜브의 모재부의 비커스 경도가 180 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(14) 상기 금속박 튜브의 모재부 및 용접부의 비커스 경도가 300 내지 600인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(15) 상기 스테인레스강 박 표층의 최대 질소 농도가 3 질량 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (11) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(16) 상기 스테인레스강 박이,
C : 0.05 질량 ％ 이하,
Si : 0.05 내지 3.6 질량 ％,
Mn : 0.05 내지 1.0 질량 ％,
Cr : 15 내지 26 질량 ％,
Ni : 5 내지 25 질량 ％,
Mo : 2.5 질량 ％ 이하,
Cu : 2.5 질량 ％ 이하,
N : 0.06 질량 ％ 이하를 갖고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 연질계 오스테나이트계 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 상기 (2) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(17) 상기 스테인레스강 박이,
C : 0.05 내지 0.2 질량 ％,
Si : 0.05 내지 3.6 질량 ％,
Mn : 1.0 내지 5.0 질량 ％,
Cr : 15 내지 26 질량 ％,
Ni : 5 내지 25 질량 ％,
Mo : 5.0 질량 ％ 이하,
Cu : 4.0 질량 ％ 이하,
N : 0.06 질량 ％ 초과 내지 0.4 질량 ％를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 고강도 오스테나이트계 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 상기 (2) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(18) 상기 금속박이 스테인레스강의 압연재로, 용접부에는 마르텐사이트상이 석출되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (2) 내지 (12)에 기재된 금속박 튜브.
(19) 금속박을 접합 및 성형한 박 튜브의 표면과 내표면 중 적어도 한쪽은 경질인 도금층에 의해 표면 경화되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (18) 중 어느 하나에 기재된 용접 금속박 튜브.
(20) 상기 경질 도금층의 조성이 주로 크롬, 니켈, 코발트, 팔라듐 중 어느 1종류 또는 2종류 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 상기 (19)에 기재된 용접 금속박 튜브.
(21) 상기 경질 도금층의 조성이 Ni-P계 합금인 것을 특징으로 하는 상기 (19)에 기재된 용접 금속박 튜브.
(22) 상기 경질 도금층의 조성이 중량비로 1 내지 14 ％의 P를 포함하는 Ni-P 합금인 것을 특징으로 하는 상기 (21)에 기재된 용접 금속박 튜브.
(23) 스테인레스박의 양 표면 중 적어도 어느 한쪽의 접합부 근방에 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 포함하는 합금, 혹은 융점이 1200 ℃ 이하인 금속을 도금하고, 그 후 상기 박을 저항 용접하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (22) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(24) 스테인레스박을 접합 및 성형한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (18) 중 어느 하나에 기재된 용접 금속박 튜브.
(25) 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리한 후에 박 튜브의 내외면 중 적어도 한쪽에 경질 도금을 실시하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (18) 중 어느 하나에 기재된 용접 금속박 튜브.
(26) 상기 금속박 튜브의 용접부에는 용접선을 따라서 연속적인 너겟, 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (25) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(27) 상기 금속박 튜브의 접합부의 포갬 부위(x)(㎛)가 상기 금속박 박 두께(t)(㎛)로서, x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시키는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(28) 상기 금속박 튜브의 두께에 대한 튜브의 내경의 비가 1/500 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (27) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(29) 상기 금속박 튜브의 JIS B0601-2001에서 규정되는 표면 거칠기(Rz)가 2.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (28) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(30) 상기 금속박 튜브에 60 사이클/분 이상의 반복 사이클에서 0.2 ％ 이하의 왜곡을 부여하는 피로 시험에 있어서, 1 × 106회 이상의 내구성을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(31) 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤 및/또는 현상용 롤에 이용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (30) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브.
(32) 판 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판을 1세트의 대향변이 포개어지도록 성형하는 성형 공정과, 상기 포개어진 대향변을 용접하는 용접 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
(33) 또한, 상기 용접한 부분을 평활하게 마무리하는 마무리 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (32)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(34) 상기 성형 공정은 상기 금속박 소판의 대향변을 포개기 전에 성형용 심 막대에 상기 금속박 소판을 위치 결정하는 위치 결정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (32) 또는 (33)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(35) 상기 위치 결정 공정은 상기 심 막대와 항상 평행한 위치를 유지하여 근접 이격하는 성형 장치에 금속박 소판을 보유 지지하고, 상기 성형 장치를 상기 심 막대에 가까이 하여 금속박 소판과 심 막대가 선 접촉한 시점에서 상기 금속박 소판을 심 막대에 대해 압박하고, 위치 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (34)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(36) 상기 성형 공정은 상기 위치 결정 공정 후에 상기 성형 장치가 심 막대를 향해 더 접근하고, 상기 성형 장치에 형성한 단면이 반원형의 오목부와 상기 심 막대 사이에서 상기 금속박 소판을 보유 지지하여 상기 금속박 소판을 심 막대의 주위에 권취하는 권취 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (34) 또는 (35)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(37) 상기 성형 공정은 상기 권취 공정 후에 상기 금속박 소판의 원주의 일부를 반경 방향으로 변위시킴으로써 포갬 부위를 조정하는 포갬 부위 조정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (36)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(38) 상기 포갬 부위(x)(㎛)는 상기 판 두께(t)(㎛)로서, x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시키는 것을 특징으로 하는 상기 (36) 또는 (37)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(39) 상기 용접 공정은 전기 저항 용접법인 상기 (32) 또는 (33)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(40) 상기 전기 저항 용접은 심 용접 또는 매쉬 심 용접인 것을 특징으로 하는 상기 (39)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(41) 상기 전기 저항 용접은 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 심 용접을 행하거나, 또는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 매쉬 심 용접을 행하는 것을 특징으로 하는 상기 (40)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(42) 상기 용접 공정은 상기 심 막대의 외면에 축방향을 따라서 형성된 홈 내에 설치된 도전성의 고정 전극 부재와, 상기 고정 전극 부재에 대향하여 설치된 도전성의 가동 전극 부재와의 사이에서 통전함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 상기 (32), (33) 또는 (39) 내지 (41) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(43) 상기 고정 전극 부재는 외면의 일부 또는 전부가 평탄면이 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 상기 (42)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(44) 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재는 각각 적어도 그 일부가 몰리브덴 또는 알루미나 분산 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (42) 또는 (43)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(45) 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재의 경도와 상기 금속박 소판의 경도를 대략 동일한 것으로 한 것을 특징으로 하는 상기 (42) 내지 (44) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(46) 상기 금속박 튜브는 상기 심 막대 내로부터 반경 방향으로 유체를 분출시킴으로써 상기 심 막대로부터 박리하여 제거하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (34) 내지 (36) 및 (42) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(47) 상기 심 막대를 복수의 부재로 구성하여 일부를 축방향으로 이동시킴으로써 금속박 튜브가 상기 심 막대로부터 박리되도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (34) 내지 (37) 및 (42) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(48) 상기 금속박 소판의 판 두께에 대한 금속박 튜브 내직경의 비를 1/500 이하로 하는 것을 특징으로 하는 상기 (32) 내지 (47) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(49) 상기 (32) 내지 (48) 중 어느 하나에 기재된 방법으로 얻게 된 금속박 튜브에 코어를 넣고, 또한 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법, 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의해 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 접합부 내지 용접부를 매끄럽게 하여 접합부 내지 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 적어도 상기 접합부 내지 용접부의 재질을 가공 경화시키는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
(50) 스테인레스박의 양 표면 중 적어도 어느 한쪽의 접합부 근방에 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 포함하는 합금, 혹은 융점이 1200 ℃ 이하인 금속을 도금하고, 그 후 상기 박을 저항 용접하는 것을 특징으로 하는 상기 (32) 내지 (49) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(51) 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 상기 (32) 내지 (50) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(52) 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리한 후에 금속박 튜브의 내외면 중 적어도 한쪽에 경질 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (32) 내지 (51) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(53) 상기 경질 도금의 조성이 중량비로 1 내지 14 ％의 P를 포함하는 Ni-P 합금인 것을 특징으로 하는 상기 (50) 또는 (52)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(54) 상기 금속박 튜브의 용접에 의해 상기 용접부에는 용접선을 따라서 연속적인 너겟, 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재하는 것을 특징으로 하는 상기 (32) 내지 (53) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법.
(55) 판 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판을 소정 형상으로 성형하는 성형부와, 상기 금속박 소판의 대향변을 용접하는 용접부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
(56) 상기 성형부는 축에 직각인 단면 원형의 심 막대와, 상기 심 막대에 대해 근접 이격할 수 있도록 설치되어 금속박 소판을 보유 지지하는 성형 장치와, 상기 성형 장치를 상기 심 막대에 가까이 하여 금속박 소판과 심 막대가 선 접촉한 시점에서 상기 금속박 소판을 압박하여 상기 심 막대에 대해 위치 결정하는 위치 결정 부재를 갖고,
상기 성형 장치를 이동시키고 상기 위치 결정된 금속박 소판을 심 막대를 향해 접근시켜 금속박 소판을 미리 심 막대의 주위에 U자 형상으로 권취하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (55)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(57) 상기 성형 장치는 상기 심 막대와 항상 평행한 위치를 유지하여 근접 이격하도록 설치되고, 상기 심 막대와의 사이에서 상기 금속박 소판을 U자 형상으로 권취하는 단면 반원형의 오목부를 갖는 보유 지지판과, 상기 U자 형상의 금속박 소판의 1변을 상기 심 막대의 외주에 밀착하도록 압박하는 제1 압박 부재와, 상기 U자 형상의 금속박 소판의 다른 변을 상기 심 막대의 외주를 향해 압박하는 제2 압박 부재를 갖고,
상기 권취 후에 상기 금속박 소판의 대향변 단부를 포개어 포갬부를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (56)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(58) 상기 성형부는 상기 제2 압박 부재에 의한 가압 완료 전에 대향변 상호의 포갬부의 포갬 부위가 소정치가 되도록 상기 금속박 소판의 원주의 일부를 반경 방향으로 변위하는 포갬 부위 조정 수단을 갖는 상기 (56) 또는 (57)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(59) 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 심 막대의 내부에 설치한 편심 장치에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 상기 (58)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(60) 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 심 막대의 외부에 설치한 편심 장치에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 상기 (58)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(61) 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 금속박 소판이 상기 심 막대에 밀착하고 있지 않은 비밀착 부분을 가압 부재에 의해 가압하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (58)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(62) 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 심 막대에 형성한 오목부를 향해 상기 심 막대의 외부에 설치된 가압 부재를 압입하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (58)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(63) 상기 압박 부재는 캠, 롤, 원통체 혹은 막대 형상 부재 중 어느 하나이고, 상기 심 막대의 축방향 양단부에 개별적으로 작동하도록 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (61) 또는 (62)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(64) 상기 포갬 부위(x)(㎛)가 상기 판 두께(t)(㎛)로서, x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (57) 또는 (58)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(65) 상기 용접부는 전기 저항 용접부인 것을 특징으로 하는 상기 (55)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(66) 상기 용접부는 상기 심 막대의 외면에 축방향을 따라서 설치된 도전성의 고정 전극 부재와, 상기 고정 전극 부재에 대향하여 설치된 가동 전극 부재로 구성되어 양 전극 부재 사이에 상기 금속박 소판의 상기 포갬부를 협지한 상태에서 용접하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (55)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(67) 상기 고정 전극 부재는 외면의 일부 또는 전부가 평탄면이 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 상기 (66)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(68) 상기 가동 전극 부재는 상기 포갬부를 가압하면서 통전하는 전극륜인 상기 (66)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(69) 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재는 각각 적어도 그 일부가 몰리브덴 또는 알루미나 분산 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (66) 내지 (68) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(70) 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재의 경도가 상기 금속박 소판의 경도와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 상기 (66) 내지 (68) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(71) 상기 금속박 튜브는 상기 심 막대 내로부터 반경 방향으로 유체를 분출함으로써 상기 심 막대로부터 박리하여 제거하도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (56), (57), (66) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(72) 상기 심 막대는 상기 심 막대로부터 용접 후의 금속박 튜브를 박리하는 유체를 분출하는 유체 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (56), (57), (66) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(73) 상기 심 막대는 상기 금속박 소판이 심 막대에 밀착하지 않도록 하기 위한 절결부를 외주면에 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (56), (57), (66) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(74) 상기 심 막대는 복수의 부재로 구성되어 일부를 축방향으로 이동시킴으로써 금속박 튜브가 상기 심 막대로부터 박리되도록 한 것을 특징으로 하는 상기 (56), (57), (66) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(75) 상기 금속박 소판의 판 두께에 대한 금속박 튜브 내직경의 비가 1/500 이하가 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (55) 내지 (74) 중 어느 하나에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치.
(76) 상기 (32) 내지 (54)에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법 내지 상기 (55) 내지 (75)에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치를 이용하여 얻게 된 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 기초로 하여 설명한다.
<금속박 튜브>
본 발명은 두께가 10 내지 100 ㎛, 바람직하게는 20 내지 50 ㎛인 금속박을 접합 또는 용접한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브이다. 본 발명의 금속박 튜브는, 이하에 설명한 바와 같이 금속이 갖는 특성인 고탄성, 고강성을 갖고, 매우 얇고 경량으로 내구성이 우수하고, 또한 고열전도성을 갖고, 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도가 요구되는 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤 등에 적용할 수 있다. 종래의 박육화 기술 등에서는 그 표면이 어떻게 해도 거칠게 되어 있어 매끄럽게 하는 것이 곤란하고, 표면 거칠기(Rz)가 3 ㎛ 이하인 것은 얻을 수 없었지만, 본 발명과 같이 금속박, 예를 들어 압연 스테인레스박을 접합 또는 용접하여 이용하는 경우에는 그 표면이 매끄러운 형태이고, 표면 거칠기가 2 ㎛ 이하인 것을 제공할 수 있는 것이다. 그 결과, 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 갖는 금속박 튜브를 제공할 수 있는 것이다. 또한, 종래의 열가소성 수지에 접합하는 방법에서는 충분한 접합 강도를 얻을 수 없고, 내구성이 뒤떨어지는 것이었지만, 본 발명에서는 금속 접합이므로 접합 강도가 충분하고, 내구성이 우수한 것이다. 또한, 종래의 열가소성 수지로 접합하는 방법에서는 열가소성 수지를 금속박 표면에 균일한 두께가 되도록 도포할 필요가 있어 고비용이 되지만, 본 발명에서는 그와 같은 공정이 필요하지 않아 생산성이 우수하고 저비용인 금속박 튜브를 제공할 수 있다. 또한, 전력 소비량이 적고, 기계적인 반복 응력이 우수하고, 또한 피로 시험 등에서의 내구성이 우수해 제품 수명이 길고, 200 내지 400 ℃ 정도의 고온 사용 온도 영역에서도 열취화가 생기지 않고, 토너 소부용 롤 등에도 적절하게 이용할 수 있고, 또한 스테인레스강과 같은 합금을 이용할 수 있는 금속박 튜브를 제공할 수 있는 것이다. 또한, 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있고, 또한 에너지 절약화를 도모할 수 있다.
여기서, 본 발명의 금속박 튜브의 두께가 100 ㎛를 넘는 경우에는 열전도가 나빠지므로 에너지 절약 모드로부터의 시동에 시간을 필요로 한다. 또한, 중량이 증가하여 박이 두꺼워짐으로써 박형화, 경량화를 달성하는 것이 곤란해지므로, 소형 경량화를 지향하는 이용자나 메이커의 요망에 충분히 응할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 스테인레스강 박의 두께는 얇으면 얇을수록 바람직하지만, 10 ㎛ 미만의 경우에는 강도와 강성이 낮아 취급하기 어려운 것이 된다.
또한, 본 발명에서는, 상기한 바와 같이 금속박을 그대로 접합하여 이루어지는 금속박 튜브이므로, 그 표면 거칠기(Rz)가 2 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛인 것으로 할 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 압연 후의 금속박의 표면 거칠기를 손상시키지 않고, 접합에 의해 금속박 튜브로 마무리할 수 있기 때문이다. 또한, 필요에 따라서 압연 후 더 표면 마무리해도 좋다. 또한, 압연 후의 금속박의 표면 거칠기(Rz)를 0.1 ㎛ 미만으로 하면 고비용이 되므로, 상기 금속박의 표면 거칠기(Rz)를 0.1 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부 롤, 현상용 롤 등에 이용할 수 있는 금속박 튜브로서 고탄성, 고강성, 매우 얇고 경량으로 내구성이 우수하고, 또한 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 갖는 표면성 형상이 양호한 튜브를 제공할 수 있다.
또한, 상기 표면 거칠기(Rz)의 측정 방법은 JIS B0601-2001(최대 높이 거칠기)에서 규정되는 측정법에 의해 행할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음에, 본 발명의 금속박 튜브에 이용되는 금속박 재료로서는 특별히 제한되어야 하는 것은 아니고, 사용 용도에 따라서 최적의 재료를 적절하게 선택하면 되지만, 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 정착 롤, 현상 롤, 가열 롤 등의 용도인 경우에는 고탄성, 고강성, 매우 얇고, 경량화가 도모되어 내구성이 우수하고, 또한 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 갖는 것을 제공할 수 있는 점에서 스테인레스박이 바람직하고, 구체적으로는, 그 재질은 페라이트계 스테인레스강, 마르텐사이트계 스테인레스강 및 오스테나이트계 스테인레스강, 석출 경화형 스테인레스강 중 어느 1종류이다. 또한, 상기 석출 경화형 스테인레스강은 후술하는 제7 실시예와 같이 전기 저항 용접 등에 의해 접합하여 금속박 튜브를 제작하고, 연마 등의 마무리 처리를 행한 후에 사용하는 스테인레스강의 특성에 따라서, 예를 들어 고체 용융화 열처리, 필요가 있으면 중간 처리, 석출 경화 열처리 등을 행함으로써 석출 경화시켜 고내력을 얻을 수 있고, 또한 모재부와 용접부의 경도를 대략 동일하게 할 수 있어 내구성을 현격하게 향상시킬 수 있는 점에서 유리하다. 이 때의 고체 용융화 열처리, 필요가 있으면 중간 처리, 석출 경화 열처리 등의 조건은 스테인레스강 종류마다 최적 조건을 선택하면 된다.
종래, 금속박을 직접 접합하는 기술은 전혀 확립되어 있지 않지만, 본 발명의 접합 기술은 사용 목적에 따라서 연질재의 스테인레스박으로부터 경질재의 스테인레스박까지의 각종 재료에 대해 폭넓게 사용 가능하고, 사용 재료에 의한 전혀 제한을 받지 않고 폭넓은 용도로 적용할 수 있는 금속박 튜브를 제공할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 금속박 튜브의 재료로서는 이들에 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 Fe 기초 합금, Ni 및 Ni 합금, Co 및 Co 합금, Ti 및 Ti 합금, Nb 및 Nb 합금, Zr 및 Zr 합금, Ta 및 Ta 합금 등을 이용할 수도 있다.
본 발명의 금속박 튜브의 금속박의 재료로서는 페라이트계 스테인레스강, 마르텐사이트계 스테인레스강, 오스테나이트계 스테인레스강 및 석출 경화형 스테인레스강 중 어느 1종류의 스테인레스강을 원판으로 하고, 그 후에 압연을 행하여 얻을 수 있는 압연재, 또한 압연 후에 어닐링을 행하여 얻을 수 있는 어닐링재, 그 밖의 텐션 어닐링재 등이 적합하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로는 JIS에 있어서 SUS400번대로 규정되어 있는 페라이트계 스테인레스강 박 외에 SUSXM27이나 Tp.409계 등의 페라이트계 스테인레스강 박, JIS에 있어서 SUS400번대로 규정되어 있는 마르텐사이트계 스테인레스강 박 및 JIS에 있어서 SUS200번대 및 300번대로 규정되어 있는 오스테나이트계 스테인레스강 박 외에 SUSXM7, SUSXM15J1, Tp.302B, Tp.314계 등의 오스테나이트계 스테인레스강, SUS630 및 SUS631 등의 석출 경화형 스테인레스강 중 어느 1종류의 스테인레스강을 원판으로 하고, 그 후에 박 압연을 행하여 얻을 수 있는 압연재, 또한 압연 후에 어닐링을 행하여 얻을 수 있는 어닐링재 및 석출 처리재 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브는 전기 저항 용접에 의해 접합된 것이 바람직하고, 구체적으로는 전기 저항 용접이 심 용접, 바람직하게는 매쉬 심 용접인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 금속박 튜브는 종래의 박육화 기술에 비해 표면 평활성에 의해 우수한 것이지만, 이러한 표면 평활성을 달성하기 위해서는 접합부와 모재부 사이에서도 표면 평활성이 우수하도록 접합하고, 또는 접합부와 모재부에서 경도차가 비커스 경도(Hv)로 모재부의 경도의 25 ％ 이하가 되도록 되어 있을 필요가 있다. 그것을 위해서는 상기 접합부가 전기 저항 용접에 의해 접합된 것이 바람직하고, 구체적으로는 전기 저항 용접이 심 용접, 바람직하게는 매쉬 심 용접이다. 상기 접합 수단을 이용하여 이루어지는 금속박 튜브에서는 전극 가압력을 가하여 행하는 이음매의 저항 용접법인 심 용접, 또는 원판 전극으로 강 가압을 기초로 이음 부분을 찌부러뜨리면서 용접하고, 맞댐 이음매에 가까운 접합부를 얻는 용접법인 매쉬 심 용접을 채용함으로써 접합부의 박끼리가 적절한 전극 가압으로 연속해서 찌부러뜨려 맞댐 이음매에 가까운 접합부를 형성할 수 있다. 그로 인해, 용접부의 두께가 평탄화되어 있고, 그 후의 표면 마무리 시에 박끼리의 접합부에 과대한 부하를 가하지 않아도 좋고, 접합 후의 평활 마무리가 간편하고 양호하기 때문에, 제조 비용을 억제할 수 있다. 그 결과, 상기한 바와 같은 표면 거칠기(Rz)가 낮은 매끄러운 표면(접합부)으로 마무리할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브에 있어서는, 금속박 튜브의 용접부에는 용접선을 따라서 연속적인 너겟(용융 응고한 부분), 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재하는 것이 바람직하다. 이는 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접할 수 있는 심 용접 등에 의해 접합을 행하는 경우에 상기 용접부는 용접선을 따라서 연속적인 너겟(용융 응고한 부분), 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재함으로써 용접부의 강도를 안정적으로 높게 할 수 있기 때문이다.
즉, 통상 심 용접에 있어서는 일단 너겟이 생성되면 원반 형상의 전극(도6의 부호 32 참조)이 회전 진행해도 전류의 대부분이 전기 저항이 작다. 너겟 부분으로 흐르고(무효 전류), 새롭게 접합해야 할 계면에는 전기 저항이 크기 때문에 소량의 전류밖에 흐르지 않는다. 이로 인해 이 부분은 용융 온도까지 도달하지 않고 압접 상태가 된다. 일단 압접 부분이 생기면 이 부분도 전기 저항이 작아지므로, 너겟과 마찬가지로 그 끝에서의 너겟의 생성이 방해된다. 이와 같은 악순환을 피하기 위해, 본 발명자들은 펄스 전원을 이용하여 심 용접을 행하고, 짧은 통전 시간의 다음에 비교적 긴 비통전 시간을 마련하고, 이 사이클을 반복함으로써 연속 너겟을 얻는 데 성공하였다. 이 때의 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비는 1/12 내지 1/8이고, 1/12 미만 또는 1/8 초과 내지 1/6에서는 단속적인 너겟이 생성된다. 그러나, 본 발명자들의 실험에 따르면, 단속 너겟이 되어도 용접선의 50 ％ 이상을 너겟이 커버하면 강도적으로는 문제없는 것이 판명되었다. 용접 길이의 50 ％ 이상을 커버하는 너겟을 얻기 위해서는 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 할 필요가 있다. 이상의 관점으로부터 본 발명의 금속박 튜브에서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 심 용접하여 이루어지는 것이 바람직하다고도 할 수 있다.
또한, 비용융에서 용접 및/또는 압접할 수 있는 매쉬 심 용접, 또한 이 매쉬 심 용접은 비용융이므로 용융부가 생기지 않기 때문에 경도가 떨어지지 않는 이점이 있는 데 있어서도 용접부의 강도를 보다 안정적으로 높게 하기 위해서는 펄스 전원을 이용하여 매쉬 심 용접을 행하는 것이 좋고, 이 때에도 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비가 존재하는 것을 발견한 것이다. 즉, 본 발명의 금속박 튜브에서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하고 매쉬 심 용접하여 이루어지는 것도 바람직한 형태 중 하나라고 할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브의 용접부는 접합면에 따라서 생기는 너겟의 부분을 제외하고 용융상이 남지 않는 고상 접합 상태이므로, 용융상이 용접부의 전체 두께에 걸쳐서 남는 레이저 용접 혹은 플라즈마 용접 등에 비해 접합부에서의 조성 변화(결정 구조 변화)에 의한 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 상기 접합부와 비접합부(모재부)에서의 경도 등의 기계적 특성이 대략 동등하므로, 상기 접합부와 모재부의 경계부나 접합면에서의 응력 집중에 의한 급격한 금속 피로 등에 의한 균열이나 접합 박리 등이 생기기 어려워 내구성이 우수하다. 그로 인해, 금속박 튜브를 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤 등에 이용하였을 때에 장기 수명화를 도모할 수 있다. 단, 사용하는 재료가 연질재인 경우에는 용접 시의 가압력을 작게 하여 용접부에 용융상을 남기고, 모재와의 경도차를 적게 할 수도 있다. 이상의 점으로부터 본 발명에 의한 금속박 튜브의 용접부의 접합면 중 적어도 일부는 고상 접합인 것이 바람직하다. 이 경우, 고상 접합인 것은 접합면의 일부라도 좋고, 전부라도 좋다. 또한, 비용융으로 용접 및/또는 압접할 수 있는 매쉬 심 용접을 이용하면 너겟을 생성하지 않고, 용접부의 접합면의 전부를 고상 접합하는 것이 가능하다. 용융상이 형성되지 않으므로 접합부에서의 조성 변화(결정 구조 변화)에 의한 강도 저하가 없는 점에서 바람직하다.
상기 전기 저항 용접(심 용접, 매쉬 심 용접을 포함함) 등에서의 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접에 의해 접합부의 포갬 부위(x)가 상기 금속박의 박 두께(t)로서, x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시켜 이루어지는 금속박 튜브가 바람직하다. 여기서, 포갬 부위(x)가 40 ＋ 5t보다도 큰 경우에는 표면 마무리 가공을 더 행하면 된다. 또한, 여기서의 포갬 부위(x) 및 금속박의 박 두께(t)의 단위는 모두 ㎛로 한다.
본 발명의 금속박 튜브에서는 용접부와 모재부(비용접부)의 경도차(비커스 경도)의 절대값이 비커스 경도(Hv)로 모재부의 경도의 25 ％ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 용접부와 모재부(비용접부)의 경도차의 절대값이 비커스 경도(Hv)로 모재부의 경도의 25 ％를 넘는 경우에는 용접부와 모재부(비용접부)의 경계부에서 경도차에 의한 야금적 노치 효과에 의해 금속 피로 등에 의한 균열 등이 생기기 쉬워진다. 또한, 종래의 레이저 용접법에서는 용접부가 녹아 경도가 내려간 상태가 된다. 상기 비커스 경도(Hv)의 측정 방법은 JIS Z 2244(1998)에 따른다. 본 발명에서는 상기 용접법이나 재료나 열처리 방법을 적절하게 선택함으로써 용접부와 모재부(비용접부)의 경도차를 억제할 수 있고, 금속박 튜브 전체의 내구성을 높일 수 있고, 기계적 강도(경도차)에 의한 회전 불균일이나 진동이 없는 높은 회전 정밀도를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브에서는 스테인레스박으로서, 페라이트계 스테인레스강 또는 마르텐사이트계 스테인레스강의 압연재이고, 용접부에는 마르텐사이트상이 석출되는 것이 적절하게 이용 가능하다. 구체적으로는 SUS410L 등의 페라이트계 스테인레스강, SUS403, SUS410계, SUS420계, SUS431, SUS440계 등의 마르텐사이트계 스테인레스강 등이, 용접부에는 마르텐사이트상이 석출되는 것으로서 예시할 수 있다. 이들 강의 경우에는, 용접부는 용접열에 의한 마르텐사이트의 석출로 경화시키고, 모재부는 압연에 의한 가공 경화를 이용하여 경화시켜 용접부와 모재부의 경도차를 작게 할 수 있다.
또한, 마르텐사이트계 스테인레스강에서는 용접 후에 적당한 온도에서 열처리함으로써 그 경도를 Hv 300 내지 600의 광범위로 조정할 수 있다.
이러한 스테인레스박으로서 경질재를 이용하여 이루어지는 금속박 튜브는, 예를 들어 30 ㎛ 이하의 두께의 금속박 튜브의 용도에 적절하게 이용할 수 있다. 특히, 스테인레스박으로서 상기 경질재를 이용하는 경우에는 용접부의 기계적 성질을 높일 수 있다. 그로 인해, 피로 수명을 길게 할 수 있어 내구성 향상에 기여할 수 있는 것이다. 또한, 절전 모드로부터의 상승 시간을 단축시키는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브에서는 스테인레스박으로서, SUS304 등 JIS에서 규정되어 있는 SUS의 300번대로 규정되어 있는 오스테나이트계 스테인레스강을 압연, 어닐링하여 이루어지는 어닐링재를 들 수 있다. 이러한 스테인레스박으로서 연질재를 이용하여 이루어지는 금속박 튜브는, 용접부는 그만큼 경화되지 않고, 모재부는 연질재이므로 전체적으로 연질인 튜브를 얻을 수 있다. 이 경우에는 금속박의 경도와 대략 같은 정도의 경도의 전극재를 이용함으로써 전극재 및 금속박의 양방을 손상시키지 않고 접합할 수 있다. 특히, 금속박에 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재를 이용하는 경우에는 전극재에 구리 등의 전기 전도성이 우수한 재료를 조합할 수 있는 점에서도 유리하다.
금속박으로서 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재를 이용하는 경우에는 모재부의 비커스 경도(Hv)가 180 이하인 것이 바람직하다. 이는 제조 단계에서 가공성이 우수하고, 튜브 형상으로 성형하기 쉬운 등의 특성이 있다. 또한, 금속박을 고정밀도로 잘라낼(펀칭) 때에도 휘어짐이나 주연부의 왜곡 등이 생기기 어려운 점에서도 우수하다. 또한, 금속박의 경도와 대략 같은 정도 경도의 전극재로서, 예를 들어 몰리브덴, 알루미나 분산 구리 합금 등이 있고, 이와 같은 전극재를 이용할 수 있으므로, 제조 단계에서의 전극재 내지 튜브의 손상을 억제할 수도 있다.
상기 금속박 튜브에 있어서는 내구성, 내마모성이 우수해 사이클 피로 수명을 길게 하는 관점으로부터 재질, 즉 금속박 튜브의 모재부 및 접합부(용접부)의 재질, 비커스 경도(Hv)가 300 내지 600, 바람직하게는 400 내지 500이다. 즉, 제조 단계에서 가공성이 우수하고, 튜브 형상으로 성형하기 쉬운 등의 관점으로부터는 모재부의 비커스 경도가, 180 이하가 바람직한 것이다. 그러나, 사용 성능의 면으로부터는 고사이클 피로 수명을 길게 하기 위해 튜브의 재질은 딱딱한 쪽이 바람직한 경우가 많다. 그래서, 금속박을 접합 내지 용접하여 얻게 된 금속박 튜브에 더 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 접합부를 매끄럽게 하여 접합부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 적어도 상기 접합부의 재질을 가공 경화시켜도 좋다. 이에 의해 상기 접합부를 포함하는 재질의 비커스 경도(Hv)를 상기에 규정하는 범위까지 높일 수 있고, 사용 성능으로서 내구성, 내마모성을 높일 수 있다. 그 결과, 용접 단계에서의 가공성과, 사용 성능의 면으로부터의 고사이클 피로 수명의 양방을 동시에 달성할 수 있는 것이다.
본 발명에서는 상기 금속박 튜브의 용접부를 포함하고, 전체에 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 상기 용접부를 포함하는 튜브 전체의 재질을 가공 경화시킨 것이라도 좋다. 이는 전술한 바와 같이 본 발명과 같이 대략 비용융으로 용접 및/또는 압접하는 경우에 있어서는 부드러운 박 소재를 사용한 쪽이 2매 포갬부가 찌부러지기 쉽고, 또한 전극의 손상도 경감되는 한편, 사용 성능의 면으로부터는 고사이클 피로 수명을 길게 하기 위해 튜브의 재질은 딱딱한 쪽이 바람직한 경우가 많기 때문이다. 이 모순점을 해결하기 위해 본 발명의 또 다른 개량에서는 어닐링 상태의 박을 용접하고, 그 후에 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법, 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의해 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 동시에 재질을 가공 경화시키는 것으로 한 것이다. 이에 의해 금속박 튜브의 피로 수명을 길게 할 수 있는 것이다.
즉, 상기 가공법에 적합한 금속박 튜브로서는, 상기한 바와 같이 어닐링 상태의 박을 용접하여 이루어지는 것이 바람직하지만, 미어닐링의 박을 용접하여 이루어지는 것의 사용을 배제하는 것은 아니다. 즉, 금속박을 접합 내지 용접하여 얻게 된 금속박 튜브에 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 동시에 재질을 가공 경화시킴으로써 금속박 튜브의 피로 수명을 길게 할 수 있는 것이면, 미어닐링의 박을 용접하여 이루어지는 것도 본 발명의 상기 기술 범위에 포함되는 것이다.
상기 금속박 튜브의 용접부의 가공법으로서는, 예를 들어 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법, 교축법 또는 이들 방법의 조합으로 냉간 가공을 행할 수 있다. 단, 본 발명에서는 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 적어도 상기 용접부의 재질을 가공 경화시킬 수 있는 것이면 이들 냉간 가공법으로 제한되어야 하는 것은 아니다.
상기 가공법에 의해 냉간 가공을 행하여 용접부를 매끄럽게 함으로써 용접부는 외관상, 형상, 표면 거칠기 및 경도에 있어서 모재부와 구별할 수 없게 되도록 정리하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 샤프한 풀컬러 화질에 있어서 악영향을 미치는 진동이나 회전 불균일 등이 없는 높은 회전 정밀도를 달성할 수 있고, 튜브 표면 전체가 매끄러운 형태이고, 또한 내구성이 우수한 금속박 튜브를 제공할 수 있다.
마찬가지로, 용접부를 매끄럽게 함으로써 표면 거칠기는 JIS B0601-2001(최대 높이 거칠기)에서 규정되는 표면 거칠기(Rz)가 2.0 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛가 되도록 정리하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 가공법에 의한 냉간 가공에서는 표면 거칠기를 정리하는 데 적합하고, 상기한 적합한 범위의 하한치에 가까운 것으로 조정 가능한(후술의 제9 실시예의 표1 참조) 점에서 매우 유효하다.
또한, 냉간 가공을 행하여 재질, 금속박 튜브의 모재부 및 접합부(용접부)의 재질을 가공 경화시킴으로써 재질의 비커스 경도(Hv)가 300 내지 600, 바람직하게는 400 내지 600, 보다 바람직하게는 450 내지 550이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상술한 바와 같이 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤 등으로서 사용 가능한 내구성, 내마모성이 우수해 고사이클 피로 수명을 길게 하는 데 있어서 유효한 경도를 갖는 용접 금속박 튜브를 제공할 수 있다.
또한, 상기 금속박으로서 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재를 이용하는 경우에는 고정밀도로 금속박을 잘라낼(펀칭) 때에 주름이나 균열(크랙) 등이 생기지 않게 하기 위해, 스테인레스강 박 전체(벌크)에서의 질소 원소의 함유량이 0.06 질량 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.03 질량 ％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 동시에 스테인레스박 표층의 최대 질소 농도가 3 질량 ％ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 스테인레스강 박 표층이라 함은, 어닐링 처리에 의해 표면에 형성된 산화 피막의 것을 의미한다. 일반적으로, 산화 피막은 최표층보다 산소 농도의 피크로부터 50 ％가 되기까지의 깊이의 부분을 가리킨다. 스테인레스강 박의 질소 함유량이 0.06 질량 ％를 넘는 경우에는 스테인레스박이 딱딱해지기 때문에, 고정밀도로 금속박을 잘라낼(펀칭) 때에 깨지기 쉽고, 크랙이 생기기 쉬워질 우려가 있다. 이는 통상의 스테인레스 박판이나 압연한만큼의 스테인레스박에서는 질소만큼이 현저하게 증가하는 것은 아니지만, 제조 단계에서 어닐링을 행하는 경우에는 분위기 속의 N2 가스가 스테인레스박으로 취입되어 현저한 질화가 생긴다. 그로 인해, 벌크의 질소 함유량이 증가하는 동시에, 표층의 산화 피막 중의 질소 함유량도 현저하게 증가한다. 표층부의 질소 함유량은 벌크 내부에 대해 상대적으로 증가하기 때문에, 벌크 내부보다도 더 고경도화된다. 그 결과, 고정밀도로 금속박을 잘라낼(펀칭) 때에 표층부에 얕은 크랙이 생기고, 두께 방향으로 진행하여 균열로 연결된다.
또한, 금속박으로서 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재를 이용하는 경우에는, 그 재질은, 구체적으로는, SUS 시리즈에서는 SUS304, SUS304L, SUS304J1(Cu 첨가), SUS304J2(17 ％ Cr-7 ％ Ni-4 ％ Mn-2 ％ Cu), SUS316(Mo 첨가), SUS316L(Mo 첨가), SUS305, SUSXM7(Cu 첨가), SUS317, SUS317L, SUS309S 등 신니뽄세이떼쯔 가부시끼가이샤의 YUS 시리즈에서는 YUS304UL, YUS316UL(Mo 첨가), YUS27A(Cu 첨가), YUS110M(Cu, Si, Mo 첨가), YUS170 등의 스테인레스강을 원판으로 하고, 그 후에 압연, 어닐링을 행하여 얻게 된 것이 사용 가능하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 스테인레스강으로서 가장 널리 사용되고 있고, 압연 처리에 이용하는 스테인레스 박판으로서 이미 안정되고 또한 저렴하게 시판되고 있고, 압연에 의한 스테인레스강 박으로의 가공 기술이 확립되어 있고, 또한 어닐링 처리에도 적절하게 이루어지는 상기한 SUS316계나 SUS304계 등의 스테인레스강을 원판으로 하고, 그 후에 압연, 어닐링을 행하여 얻게 된 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도 특히, SUS304J1(17 ％ Cr-7 ％ Ni-2 ％ Cu) 및 SUS304J2(17 ％ Cr-7 ％ Ni-4 ％ Mn-2 ％ Cu)를 원판으로 한 것은 C, N 저하와 Cu 첨가에서 성형성 향상과 시효 갈라짐성 개선 효과가 크고, 프레스 성형성은 상기에 예시한 것 중에서도 최고이다. 또한, SUS316이나 SUS305와 같은 오스테나이트 안정계를 원판으로 한 것은 가공 유기 마르텐사이트의 생성이 없고, 시효 균열의 위험성이 없다. 또한, Ti 첨가강의 SUS316Ti, SUS321, 고Ni강의 SUS310S(25 ％ Cr-20 ％ Ni), SUS317J5L(21 ％ Cr-24 ％ Ni-4.5 ％ Mo-1.5 ％ Cu-저C), SUS384(16 ％ Cr-18 ％ Ni), SUSXM15J1(18 ％ Cr-13 ％ Ni-4 ％ Si) 등도 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤 등으로서 사용 가능하다.
또한, 금속박으로서 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재와 같은 연질계 오스테나이트계 스테인레스강(연질재) 내지 고강도 오스테나이트계 스테인레스강(경질재)을 이용하는 경우에는 스테인레스강의 적합한 각 성분 범위는 다음과 같다.
C : C는 오스테나이트안정화 원소이지만, 높은 경우에는 재질이 딱딱해지므로, 연질재를 얻는 경우에는 0.05 질량 ％ 이하로 하고, 경질재를 얻는 경우에는 0.05 내지 0.2 질량 ％로 한다.
Si : Si는 탈산에 0.05 질량 ％ 이상 필요하다. 또한, 내산화성에는 유효하게 작용하지만, 강력한 페라이트 형성 원소로, 3.6 질량 ％를 넘으면 가공성을 손상시키는 동시에 열연 시의 디스케이링이 곤란해지므로, 상한을 3.6 질량 ％로 한다.
Mn : Mn은 오스테나이트 안정화 원소로서 유효한 동시에, S를 고정하여 열간 가공성을 향상시키기 위해 첨가된다. 그러나, 함유량이 0.05 질량 ％로 만족되지 않으면 그 효과에 부족하고, 한편 1.0 질량 ％를 넘으면 재질이 딱딱해지므로, 연질재를 얻는 경우에는 0.05 내지 1.0 질량 ％로 하고, 경질재를 얻는 경우에는 1.0 내지 5.0 질량으로 한다.
Cr : Cr은 스테인레스강의 기본 성분이고, 우수한 내식성을 얻기 위해서는 최저 15 질량 ％를 필요로 한다. 한편, 26 질량 ％를 넘으면 강이 취화되어 가공성이 열화되므로, 상한을 26 질량 ％로 한다. 바람직한 범위는 17 내지 19 질량 ％이다.
Ni : Ni는 오스테나이트 스테인레스강의 기본 성분 중 하나이다. 가공성, 내식성에 유효한 원소로, 5 질량 ％ 이상 첨가된다. 그러나, 25 질량 ％ 이상을 넘겨 첨가해도 이들 효과는 포화에 도달하므로, 5 내지 25 질량 ％의 범위로 하는 것이 바람직하다.
Mo : Mo는 내식성을 향상시키는 원소로, 필요에 따라서 첨가된다. 그러나, 함유량이 2.5 질량 ％를 넘으면 강이 경화되고, 50 질량 ％를 넘으면 강이 취화되므로, 연질재를 얻는 경우에는 상한을 2 .5 질량 ％로 하고, 경질재를 얻는 경우에는 상한을 5.0 질량 ％로 한다.
Cu : Cu는 오스테나이트를 안정화시키는 동시에, 가공성, 내식성을 향상시키는 원소로, 필요에 따라서 첨가된다. 그러나, 함유량이 연질재에서는 2.5 질량 ％, 경질재에서는 4.0 질량 ％를 넘겨 첨가해도 그 효과는 포화에 도달하므로, 연질재를 얻는 경우에는 상한을 2.5 질량 ％로 하고, 경질재를 얻는 경우에는 상한을 4.0 질량 ％로 한다.
N : N은 강력한 오스테나이트 안정화 원소인 동시에, 내식성을 향상시키는 원소로, 0.005 질량 ％ 이상이 첨가된다. 연질재에서는 0.06 질량 ％를 넘겨 함유하면 광휘 어닐링 후의 박재의 가공성(고정밀도인 잘라냄 가공 내지 펀칭 프레스 가공성)이 열화되어 균열이나 크랙이 발생하기 쉬워진다. 한편, 경질재에서는, 0.06 질량 ％ 이하의 함유량에서는 충분한 강도를 얻기 어렵고, 0.4 질량 ％를 넘겨 함유하면 박재의 가공성(고정밀도인 잘라냄 가공 내지 펀칭 프레스 가공성)이 열화되어 균열이나 크랙이 발생하기 쉬워진다. 이상의 점으로부터 연질재를 얻는 경우에는 0.06 질량 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.007 내지 0.03 질량 ％의 범위이고, 경질재를 얻는 경우에는 0.06 질량 ％ 초과 내지 0.4 질량 ％이다.
또한, 상기 스테인레스강에는 첨가 미량 원소로서 Ti, Ca 등을 함유하고 있어도 좋다.
또한 상기 스테인레스강은 상기 각 성분(상기 첨가 미량 원소를 포함함)을 상기 범위[상기 첨가 미량 원소의 양은 사용 목적에 따라서 적량(통상, Ti : 0.2 질량 ％ 이하, Ca : 0.0050 질량 ％ 이하) 함유되어 있으면 좋고, 특별히 제한되는 것은 아님]로 함유하여 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것이다. 불가피적 불순물 원소로서는 P, S, Al, O 등을 들 수 있다. 불가피적 불순물의 양은, 통상 P : 0.045 질량 ％ 이하, Al : 0.05 질량 ％ 이하, S : 0.030 질량 ％ 이하, O : 0.01 질량 ％ 이하이다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브에서는 금속박을 저항 용접 등에 의해 접합 및 성형한 박 튜브의 표면과 내표면 중 적어도 한쪽은 경질인 도금층에 의해 표면 경화되어 있는 것이다. 이하에, 본 발명의 박 튜브의 표면과 내표면이 경질인 도금층에 의해 표면 경화되어 있는 금속박 튜브에 대해 상세하게 설명한다.
프린터의 정착 롤은 경우에 따라서 종이와 함께 이물질이 들어가는 일도 있고, 롤러에 손상이 가해진 것이 인쇄 결과에 악영향을 미치는 일이 있다. 이로 인해 롤러의 표면 경도는 비커스로 400 이상인 것이 바람직하다. 용접 후에 그다지 가공을 하지 않은 경우에는 금속박 튜브의 내외면에 경질 도금을 실시함으로써 이것은 도달하게 된다. 도금하는 금속으로서는 크롬, 니켈, 코발트, 팔라듐 등의 금속을 주체로 하는 것이 가능하고, 이들을 경화시키기 위해 P 등의 첨가물을 약간 더하는 것도 유효하다. Ni-P계 합금의 도금인 경우에는, P의 농도로서는 중량비로 1 내지 14 ％가 바람직하다. 그 이유는 1 ％ 미만에서는 경화의 효과가 얇고, 14 ％ 초과에서 도금층이 무르고, 균열이 생기기 쉬워지기 때문이다. 도금 방법으로서는 무전해 도금이나 전기 도금이 가능하지만, 박 튜브의 내측(내표면)을 도금하기 위해서는 무전해 도금이 상태가 좋다. 본 발명은 상기한 바와 같은 박 튜브의 표면과 내표면의 양쪽에 경질인 도금층을 설치하여 이루어지는 경우도 제한되는 것은 아니고, 어느 한쪽에만 경질인 도금층을 설치해도 좋다. 즉, 토너 소부용 롤, 현상용 롤, 정착용 롤 등에 이용하는 경우에는 감광체 드럼이나 다른 롤 혹은 용지 등과 접촉하는 박 튜브의 표면(외표면)을 경화시켜 두는 것이 유효하다. 한편, 롤 내에 히터를 설치하는 일도 있으므로, 그와 같은 경우에는 박 튜브의 내표면을 경화시켜 두는 것이 유효하다. 이와 같이 금속박 튜브의 사용 용도에 따라서 박 튜브의 내표면 및/또는 외표면에 경질인 도금층을 설치하면 된다.
또한 본 발명의 금속박 튜브는 스테인레스박을 저항 용접 등에 의해 접합 또는 성형 가공한 박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리하여 이루어지는 것이다.
스테인레스강을 심 용접하는 경우에 스테인레스의 표면 부동태화 피막이 견고하므로, 이들을 완전히 타파하여 견고한 금속 결합을 용접선의 전체 길이에 걸쳐서 얻기 위해서는 전류, 전압, 용접 속도, 통전 비율 등을 자세하게 검토하고, 매우 좁은 용접 조건의 범위 내에서의 용접이 필요해진다. 특히 포개어진 2매의 박을 완전히 찌부러뜨려 1매의 두께로 하는 매쉬 심 용접의 경우에는 박의 단부면이 매립된 부분, 즉 압접에 의해 2매의 박의 포갬부의 단부면이 찌부러뜨려 대략 일체가 된 부분으로의 통전 밀도가 낮다. 이로 인해 이 부분의 접합 강도가 불충분하고, 반복해서 가공을 받은 경우에는 접합선을 따라서 개구되는 경우가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 두개의 방법이 유효한 것을 알 수 있었다.
그 중 하나는 스테인레스박을 저항 용접 등에 의해 접합 또는 성형 가공한 박 튜브를 열처리하고 접합선을 확산 접합시켜 접합 강도를 보강하는 것이다. 이 경우 열처리는 진공 열처리나 불활성 분위기 속에서 행하는 것이 좋다. 열처리 온도는 800 내지 1100 ℃가 적당하다. 스테인레스가 페라이트계나 마르텐사이트계인 경우에는 낮은 온도에서 좋고, 오스테나이트계인 경우에는 높은 온도가 필요하다. 그러나, 800 ℃ 미만에서는 확산 접합이 충분히 행해지지 않고, 또한 1100 ℃ 초과에서는 열처리 중에 변형이 크고, 결정립도 조대화되므로 바람직하지 않다. 또한, 열처리에 의해 용접부 주변의 열응력이 개방되고, 용접부 주변에 자주 보이는 뻣뻣한 감이 없어지는 효과도 있다. 또한 열처리 후에 상기한 경질 도금을 하면 용접부의 작은 요철도 가려져 용접부의 위치를 알 수 없을 정도이다. 따라서 본 발명의 금속박 튜브로서는 스테인레스박을 저항 용접 등에 의해 접합 또는 성형 가공한 박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리한 후에 박 튜브의 내외면 중 적어도 한쪽에 경질 도금을 실시하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 경질 도금에 관해서는, 상기한 바와 같으므로, 여기서의 설명은 생략한다.
제2 방법은 용접 전의 금속박에 미리 Au, Ag, Cu, Ni 등의 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 포함하는 합금(예를 들어, Ni-P계 합금 등), 혹은 Al 등의 융점이 1200 ℃ 이하인 금속을 도금해 두고, 이것을 저항 용접하여 금속박 튜브를 얻는 방법이다. 이 방법에서는, 접합선의 부분은 스테인레스 등의 금속박의 융점에 도달하고 있지 않아도 도금층의 융점 이상이 되면 도금층이 녹고, 스테인레스 등의 금속박 표면의 부동태화 피막 등을 수반하는 대부분이 접합선을 따라서 접합부의 밖으로 밀어내어진다. 따라서 용접선을 따라서 완전한 금속 결합을 얻을 수 있다. 또한 박의 단부면이 매립된 부분에서는 작은 홈이 생기는 일이 있지만, 이것도 도금된 용융 금속이 매립되어 접합부에 노치가 생기지 않는 등의 이점이 있다. 따라서, 본 발명의 금속박 튜브로서는 금속박의 양 표면 중 적어도 어느 한쪽의 접합부 근방에 Au, Ag, Cu, Ni 등의 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 1종류 이상 포함하는 합금(예를 들어, Ni-P계 합금 등), 혹은 Al 등의 금속박의 융점보다도 낮은 융점의 금속(합금을 포함함), 바람직하게는 융점이 1200 ℃ 이하인 금속(합금을 포함함)을 도금하고, 그 후 상기 박을 저항 용접하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브에서는 튜브의 두께에 대한 튜브의 내경의 비(두께/내직경)가 1/300 이하, 바람직하게는 1/500 이하인 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 두께 및 튜브의 내경은 허용 범위 오차가 있으므로, 복수 군데(예를 들어, 5 내지 10 군데 정도)의 평균치를 이용하는 것으로 한다.
또한, 금속박 튜브의 내경으로서는, 특별히 제한되는 것은 아니고, 사용 용도에 따라서 적절하게 결정하면 되지만, 예를 들어 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤은 소형 경량화의 요청이 강하기 때문에, 현재 이용되고 있는 내경 50 ㎜ 이하에 대응할 수 있는 것이면 좋다. 특히 후술하는 본 발명의 제조 방법 및 제조 장치에서는 이러한 소형화의 요구에 충분히 대응할 수 있는 것으로, 소형화에 의해 튜브의 곡률이 커져 튜브 형상으로 성형할 때의 가공성이 요구되는 경우에도 상기한 스테인레스박 중 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재를 이용함으로써 내경 10 내지 15 ㎜ 정도까지의 소경으로 충분히 대응할 수 있는 것이다.
마찬가지로, 금속박 튜브의 길이로서도 특별히 제한되는 것은 아니고, 사용 용도에 따라서 적절하게 결정하면 되지만, 예를 들어 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤은 소형 경량화의 요청이 강하기 때문에, 현재 이용되고 있는 길이 500 ㎜ 이하에 대응할 수 있는 것이면 좋다. 특히 후술하는 본 발명의 제조 방법 및 제조 장치에서는 이러한 소형화의 요구에 충분히 대응할 수 있는 것이다. 소형화함에 따라서 허용 오차가 차지하는 정밀도로의 관여는 커지지만, 본 발명에서는 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재를 이용함으로써 소정의 치수로 자라낼(펀칭) 때의 왜곡 등이 생기기 어렵기 때문에, 펀칭 치수 정밀도를 매우 높은 것으로 할 수 있고, 짧은 통에 충분히 대응할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브는 60 사이클/분 이상의 반복 사이클에서 0.2 ％ 이하의 왜곡을 부여하는 피로 시험에 있어서, 1 × 106회 이상, 보다 바람직하게는 2 × 106회 이상의 내구성을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 하기에 도시하는 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤 등에 이용하는 경우, 그 피로 시험으로서 상기에 규정하는 피로 시험이 일반적으로 이루어지지만, 그 경우의 내구성이 대개 100 내지 200만회 이상이면, 현재 요구되고 있는 부품의 내구성을 충분히 상회하는 매우 높은 내구성을 구비할 수 있는 것이다. 금속박 튜브의 피로 시험 결과가 100 내지 200만회 미만인 경우에는 금속제 박육 튜브의 내구성을 비약적으로 향상시킬 수 없다. 여기서 말하는 내구성이라 함은, 표면성 형상에 균열 등의 이상이 없고, 또한 접합부에도 접합 박리 등의 이상이 인정되지 않는 상태인 경우를 양호하게 하여 내구성을 갖는 것으로 하고, 반대로 이상이 인정된 경우에는 내구성을 갖고 있지 않은 것으로 한다. 단, 본 발명에서는, 사용 용도에 따라서는 금속박 튜브의 피로 시험 결과가 50만회 이상이면 충분히 사용 가능한 경우가 있다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브의 용도로서는, 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 전자 사진식 프린터, 레이저 빔 프린터(LBP), 복사기, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤이나 현상용 롤 등에 이용할 수 있지만, 이것들로 제한되는 것은 아니다.
<금속박 튜브의 제조 장치>
다음에, 본 실시 형태의 금속박 튜브의 제조 장치에 대해 설명한다. 도1a는 금속박 튜브에 성형하는 금속박 소판의 평면도, 도1b는 용접 전의 금속박 튜브의 단면도, 도1c는 접합부가 직선 형상이 되도록 용접하여 얻게 된 금속박 튜브의 사시도, 도1d는 접합부가 스파이럴 형상이 되도록 용접하여 얻게 된 금속박 튜브의 사시도이다. 도2는 본 발명의 실시 형태에 관한 금속박 튜브 제조 장치의 개략 측면도, 도3은 도2의 평면도, 도4는 도3의 4-4선에 따르는 단면도이다.
본 실시 형태에서 사용하는 금속박 소판(W)은, 도1a, 도1b에 도시한 바와 같이 전체 형상이 직사각 형상이고, 예를 들어 길이(S1)가 1 m, 폭(S2)이 100 ㎜ 정도이지만, 판 두께(t)는 10 내지 100 ㎛라는 매우 얇은 것이다. 본 실시 형태에서는 이 금속박 소판(W)을 단면 원형으로 라운딩하고, 대향변단부를 포개고, 이 포갬부(G)에 대해 용접을 실시하여 금속박 튜브(P)로 성형한다. 이 금속박 튜브(P)는, 예를 들어 복사기의 정착 롤을 비롯하여 다양한 장치에 적용할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 금속박 튜브 제조 장치는 크게 구별하면 성형부(10)와 용접부(30)를 갖고 있다. 성형부(10)는 직사각형의 금속박 소판(W)을 한번에 원통 형상으로 라운딩하는 것은 아니고, 내형에 상당하는 심 막대(13)의 주위에 외형에 상당하는 성형 장치(15)에 의해 단계적으로 밀착시켜 원통 형상으로 성형하고, 용접부(30)는 금속박 소판(W)의 대향변단부의 포갬부(G)를 용접한다.
우선, 성형부(10)에 대해 서술한다. 도2, 도3에 있어서, 성형부(10)는 베이스(11)에 세워 설치된 지지부(12)에 외팔보 지지된 원기둥 형상의 심 막대(13)와, 심 막대(13)의 하위에 위치하여 금속박 소판(W)을 보유 지지하는 동시에 심 막대(13)의 외주면에 권취하는 성형 장치(15)와, 이 금속박 소판(W)을 심 막대(13)에 대해 위치 결정하는 위치 결정 부재(16)를 갖고 있다.
심 막대(13)는 금속박 소판(W)의 길이 방향 길이(S1)보다 다소 길고, 굵기는 금속박 소판(W)의 폭 방향의 길이(S2)가 1주하는 정도이지만, 이 심 막대(13)에 관해서는 후에 상세하게 서술한다.
성형 장치(15)는, 도4에 도시한 바와 같이 위치 결정 부재(16)와, 보유 지지판(17)과, 제1 압박 부재(18)와, 제2 압박 부재(19)를 갖고 있다. 위치 결정 부재(16)는 약 W의 중앙과 심 막대(13)의 하면 중앙을 위치 결정하는 부재이다. 보유 지지판(17)은 심 막대(13)의 하위에 위치하고, 심 막대(13)와 항상 평행 상태를 유지하여 근접 이격하도록 베이스(11) 상에 설치된 실린더(C1)와 연결되어 있다. 이 보유 지지판(17)은 상면이 편평하고, 중앙에 심 막대(13)를 끼워 맞출 수 있을 정도의 반원 형상의 오목부(20)가 형성되고, 이 오목부(20)와 심 막대(13)를 합체함으로써 금속박 소판(W)을 변형하고, 심 막대(13)의 하면 부분에 U자 형상으로 권취하도록 하고 있다.
제1 압박 부재(18)는 U자 형상으로 변형된 금속박 소판(W)의, 심 막대(13)의 측면으로 수직 상승한 상태의 변을 심 막대(13)의 외주로 압박하여 밀착시키는 것이다. 이 제1 압박 부재(18)는, 도4에 도시한 바와 같이 보유 지지판(17) 상에 있어서 심 막대(13)의 좌측에 위치하고, 실린더(C2)에 의해 심 막대(13)의 축선에 직교하는 방향에서 근접 이격하도록 되어 있다.
제2 압박 부재(19)도 제1 압박 부재(18)와 같은 구성으로, 심 막대(13)를 중심으로 상기 제1 압박 부재(18)와 대칭 위치에 설치되고, 실린더(C3)에 의해 심 막대(13)에 대해 근접 이격하도록 작동하여 U자 형상의 금속박 소판(W)의 다른 변을 심 막대(13)의 외주를 향해 압박한다.
이들 위치 결정 부재(16), 보유 지지판(17), 제1 압박 부재(18) 및 제2 압박 부재(19)의 공동이고, 금속박 소판(W)을 심 막대(13)의 외주면에 권취하여 심 막대(13)의 상면에서 금속박 소판(W)의 대향변 단부, 즉 폭 방향의 양단부가 포개어진 포갬부(G)를 형성한다.
또한, 이 성형 장치(15)의 보유 지지판(17) 상으로의 금속박 소판(W)의 반입은, 예를 들어 부압 흡착 수단 등과 같은 적절한 반송 수단(도시하지 않음)에 의해 행해진다.
상기 위치 결정 부재(16)는 성형 장치(15)의 중앙에 형성된 반원 형상의 오목부(20)에 개방 설치된 통 구멍(21)을 삽입 관통하는 로드로, 심 막대(13)의 하위에서 축방향의 기단부, 중앙부 및 선단부에 위치하여 각각 실린더(C4)에 의해 심 막대(13)의 하면에 근접 이격하도록 설치되어 있다.
위치 결정 부재(16)는 이 근접 시에 심 막대(13)의 하면에 접촉하여 금속박 소판(W)을 압박함으로써 상기 금속박 소판(W)을 위치 고정으로 보유 지지한다. 위치 결정 부재(16)가 작동하는 타이밍으로서는 보유 지지판(17)의 상면에 적재된 금속박 소판(W)이 보유 지지판(17)의 상방 이동에 의해 밀어 올려져 심 막대(13)에 선 접촉한 시점이다.
그러나, 위치 결정 부재(16)에 의해 위치 결정하였다고 해도 심 막대(13)의 하단부로부터 선단부까지 균일한 폭의 포갬부(G)가 형성된다고는 한정되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태의 성형부(10)에서는 포갬부(G)의 포갬 부위(x)(도1b 참조)를 조정하기 위한 포갬 부위 조정 수단(22)(도5 참조)이 마련되어 있다. 여기에, 도5는 도4에 주요부 확대 단면도이다.
포갬 부위 조정 수단(22)은 제2 압박 부재(19)에 의한 압박 완료 전에 대향변 상호의 포갬부(G)의 포갬 부위(x)가 소정치, 예를 들어, 0.1 ㎜ 정도가 되도록 금속박 소판(W)의 원주의 일부를 반경(방사) 방향으로 변위된다.
더 구체적으로 말하면, 포갬 부위 조정 수단(22)은, 도5에 도시한 바와 같이 심 막대(13)의 내부에 적어도 심 막대(13)의 기단부와 선단부에 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)를 설치하여 이 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)를 구동 장치(모터 등)(M1)에 의해 구동하고, 금속박 소판(W)의 원주의 일부를 반경 방향으로 변위시키도록 한 것이다.
이 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)의 회전량은 제어부(24)로부터의 신호로 제어되어 포갬 부위(x)가 소정치가 되도록 하고 있다. 제어부(24)는 포갬부(G)의 포갬 부위(x)를 검지하는 검지 장치(CCD 카메라 등)(25)와, 이를 모니터하여 상기 소정치와 비교하여 제어량을 결정하는 연산부(26)를 갖고 있다.
또한, 구동 장치(모터 등)(M1)는 심 막대(13)의 기단부에 설치하고, 기단부, 중앙, 선단부 등 복수 설치된 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)를 일괄 작동시켜도 좋지만, 각 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)를 각각 독립적으로 작동시켜 포갬 부위(x)를 조정하도록 해도 좋다.
단, 본 발명은 이것으로만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 다른 포갬 부위 조정 수단(22)으로서는, 도5에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 상기 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)를 심 막대(13)의 외부에 설치해도 좋다. 또한, 금속박 소판(W)이 심 막대(13)에 밀착하고 있지 않은 비밀착 부분이 생기도록 심 막대(13)의 주위에 설치하고, 가압 부재에 의해 가압하여 금속박 소판(W)의 원주의 일부를 반경 방향으로 변위시켜도 좋다.
또한, 도6에 대략 도시한 바와 같이, 심 막대(13)에 형성한 오목부(27)를 향해 심 막대(13)의 외부에 설치한 가압 부재(28)로 금속박 소판(W)의 원주의 일부가 도면상 파선으로 나타낸 바와 같이 반경 방향으로 변위하도록 가압해도 좋다. 이들 가압 부재로서는 캠, 롤, 원통체 혹은 막대 형상 부재 중 어느 것이라도 좋다.
실험에서는, 포갬 부위(x)는 상기 판 두께(t)로서, x ≤ 40 ＋ 5t(단위는 ㎛임)를 만족시키는 것이 바람직한 것이 판명되어 있다.
다음에, 용접부(30)에 대해 서술한다. 본 실시 형태에 있어서의 용접은 저항 용접법이다. 매우 얇은 금속박 소판(W)을 용접하므로, 제어하기 쉬운 용접 방법이어야만 하기 때문이다. 특히, 저항 용접법 중 심 용접법이 바람직하고, 보다 바람직하게는 매쉬 심 용접이다. 이 용접을 사용하면, 용접 부분과 다른 부분과의 사이의 경도차가 적어 바람직한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 레이저 용접 또는 플라즈마 용접 등을 사용하면 경도차가 30 ％ 이상이 되어 실용적이지 않다고 판명하고 있다.
도6은 본 실시 형태의 용접 상태를 도시하는 확대 단면도이다. 용접부(30)는, 도6에 도시한 바와 같이 심 막대(13)의 외면에 축방향을 따라서 설치된 도전성의 고정 전극 부재(31)와, 고정 전극 부재(31)에 대향하여 설치된 도전성의 가동 전극 부재(32)로 구성되어 양 전극 부재 사이에 금속박 소판(W)을 포갬부(G)를 협지하여 용접한다.
고정 전극 부재(31)는 심 막대(13)의 외면에 축방향을 따라서 형성된 홈(33) 내에 설치된 도전성의 것이다. 한편, 가동 전극 부재(33)는 포갬부(G)를 가압하면서 회전 이동하는 도전성의 전극륜(32)이다.
이 고정 전극 부재(31)는 심 막대(13)의 정상부에 마련된 홈(33) 내에 설치된 구리재에 의해 구성되어 있지만, 이 위를 전극륜(32)이 구름 이동하면서 용접을 행하기 때문에, 고정 전극 부재(31)의 상면은 전체적으로 평탄면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로 인해, 고정 전극 부재(31)로서는, 예를 들어 편평화 구리 와이어가 사용되어 있다. 단, 상면 전체가 평탄면일 필요는 없고, 일부가 평탄면이라도 좋다. 한편, 전극륜(32)도 고정 전극 부재(31)의 상면이 평탄면이면 외주면은 평탄면으로 하는 것이 바람직하지만, 고정 전극 부재(31)의 상면이 원호면이면 외주면은 중앙이 오목 형상인 것, 즉 북 형상을 이룬 것이 바람직하다. 이 경우의 곡률 반경은 고정 전극 부재(31)의 원호 형상의 면의 곡률 반경보다 큰 것이 바람직하다.
전극륜(32)은, 도4에 도시한 바와 같이 도전성의 플랜지 형상 회전 부재(34)를 거쳐서 전원 공급 부재(35)와 접속되어 있지만, 전원 공급 부재(35)는 비도전성의 브래킷(36)에 지지되어 있다. 이 브래킷(36)은 실린더(C5)에 의해 승강 가능하게 연결되어 있다. 실린더(C5)는 이동 블럭(37)에 부착되어 있지만, 이 이동 블럭(37)은 한 쌍의 가이드 막대(38)(도3 참조)에 의해 미끄럼 이동 가능하게 지지되고, 중앙을 삽입 관통하도록 설치된 나사축(39)에 의해 심 막대(13)의 축선을 따라서 이동하도록 되어 있다. 나사 축(39)은 지지대(40, 41) 상에 설치된 베어링부(42)에 의해 지지되고, 커플링(43)을 거쳐서 연결된 구동 장치(모터 등)(M2)에 의해 회전된다. 즉, 전극륜(32)은 실린더(C5)에 의해 승강하면서 나사 축(39) 및 구동 장치(모터 등)(M2)에 의해 심 막대(13)의 기단부로부터 선단부까지 이동하도록 되어 있다.
각 전극 부재(31, 32)의 경도는 치우침이나 편마모를 방지하여 장기간에 걸쳐서 확실한 용접을 할 수 있도록 금속박 소판(W)의 경도와 대략 동일한 것으로 하는 것이 바람직하다. 비커스 경도(HV)로 말하면, 180 이하이면 전극의 손상이 적은 것이 실험에서 판명되어 있다. 고온 강도나 크리프 강도를 높이기 위해, 고정 전극 부재(31) 및 가동 전극 부재(33)를, 각각 적어도 그 일부가 몰리브덴 또는 알루미나 분산 구리 합금에 의해 구성해도 좋다.
본 실시 형태에서는 10 내지 100 ㎛라는 매우 얇은 금속박 소판(W)의 0.1 ㎜라는 작은 포갬 부위(x)의 포갬부(G)를 용접하므로, 그 전류값 및 이송 속도가 과제이지만, 실험에서는, 전류값은 700 내지 1500 암페어 정도, 전압 0.5 내지 2.0 볼트, 이송 속도 0.3 내지 1.5 m/분 정도가 가장 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
단, 전류를 흐르게 하면 용접부(30)는 가열되고, 장시간에 걸쳐서 용접 작업을 하면 이 열에 의해 얇은 금속박 소판(W)이 변형되어 양호한 용접이 불가능해질 우려가 있고, 또한 비교적 긴 심 막대(13)의 외주면에 금속박 소판(W)을 권취하여 금속박 튜브(P)를 성형하므로, 이 금속박 튜브(P)의 박리 혹은 취출도 과제이다.
여기서, 본 실시 형태에서는 이 냉각(표 변형)의 과제와 취출의 과제를 한번에 해결하는 수단으로서, 상기 심 막대(13) 자체에 다양한 대책을 실시하고 있다.
우선, 심 막대(13)는 금속박 소판(W)을 단면 원형으로 성형하는 형재로서 기능하는 것이므로, 전체적으로는 단면 형상이 원형이지만, 도6에 도시한 바와 같이 중심 부분에는 단면 Y자 형상을 이룬 통상의 기계 구조용 탄소강으로 이루어지는 심부(13a)가 설치되고, 이 심부(13a) 상에는 상기 고정 전극 부재(31)를 보유 지지하는 강도적으로 우수한 크로스강으로 이루어지는 전극 지지부(13b)가 부착되고, 심부(13a)의 측부에는 전체를 원형 단면으로 마무리하는 측판부(13c)가 설치되어 있다.
이와 같이 함으로써 고정 전극 부재(31)가 마모되어도 교환하기 쉽고, 전체를 원형 단면으로 성형하는 경우의 성형도 용이해진다.
또한, 심 막대(13)의 내부에는, 도6, 도7에 도시한 바와 같이 유체 통로(45)가 형성되어 있다. 유체 통로(40)는 심 막대(13)의 축선을 따라서 중심 부분에 형성된 중심 통로(45a)와, 중심 통로(40a)로부터 반경 방향으로 형성된 분기 통로(45b)로 구성되어 있다. 또한, 도7은 심 막대의 축선에 따르는 개략 단면도이다.
유체 통로(45)에는 심 막대(13)의 단부에 로터리 조인트(46)(도2 참조)를 거쳐서 연결된 배관(47)으로부터 공기를 도입하고, 이 공기에 의해 심 막대(13)를 냉각하는 동시에, 분기 통로(45b)로부터 공기를 분출하고, 이에 의해 금속박 튜브(P)를 심 막대(13)의 표면으로부터 부상시켜 제거하기 쉽게 하고 있다.
공기를 사용하면 작업성도 좋고 청결한 작업 환경이 되는 효과도 있지만, 이것으로만 한정되는 것은 아니고, 다른 유체, 예를 들어 물 혹은 절삭유 등도 사용하는 것도 가능하다.
또한, 심 막대(13)로부터 금속박 튜브(P)를 제거하기 쉽게 하기 위해, 심 막대(13)의 외주면에 축선 방향으로 신장하도록 형성된 절결부(R)(도6 참조)를 설치해도 좋다. 금속박 소판(W)과 심 막대(13)의 밀착 면적이 저감되어 한층 금속박 튜브(P)의 제거가 용이해진다.
이 제거에 관해서는 심 막대(13) 자체를 복수의 부재에 의해 구성하고, 금속박 튜브(P)의 성형 후, 이를 분해하도록 해도 좋다. 도8은 심 막대의 다른 예를 나타내는 축선에 따르는 개략 단면도이다. 예를 들어, 도8에 도시한 바와 같이 심 막대(13)를 축선과 교차하는 테이퍼면(50)에서 2개의 심 막대 부재(13d, 13e)로 분할하고, 금속박 튜브 성형 후에 한쪽의 심 막대 부재(13e)를 다른 쪽의 심 막대 부재(13d)에 대해 축방향으로 슬라이드하여 금속박 튜브(P)를 심 막대(13)로부터 박리해도 좋다. 단, 이와 같은 분할한 심 막대(13)를 이용하여 제거하는 경우에는, 심 막대(13)는 양단부에서 지지하고, 한쪽을 축방향으로 이동 가능하게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 실시 형태에 의해 얻게 된 금속박 튜브는, 도1c에 도시한 바와 같이 포갬부(G)가 직선 형상으로 용접된 접합부를 갖는 금속박 튜브를 얻을 수 있다. 단, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, 도1d에 도시한 바와 같이 포갬부(G')가 스파이럴 형상으로 용접된 접합부를 갖는 금속박 튜브를 얻을 수도 있다. 이 경우에는, 예를 들어 적당한 두께의 금속박을 적당한 폭으로 슬릿하고, 이를 구리 합금제의 전극 막대의 주위에 스파이럴 형상으로 권취한다. 이 때, 박과 박의 포갬 부위(x)를 검출 장치를 이용하여 0.1 ㎜ 정도로 조정한다. 또한 상기 전극 막대를 회전시키면서 좌우로 미끄럼 이동시키고, 상기 포갬부 상을 또 하나의 구리 합금제 등의 전극 롤러가 구름 이동하면서 상기한 전극 막대와의 사이에 통전하고, 전기 저항 용접(바람직하게는 심 용접, 보다 바람직하게는 매쉬 심 용접)을 행하면된다. 그 후, 이 튜브를 적당한 길이로 절단하고, 필요에 따라서 접합부 부근의 내외면을 연마하여 원하는 금속박 튜브를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 상기 금속박 소판의 판 두께에 대한 금속박 튜브 내직경의 비는 1/300 이하, 바람직하게는 1/500 이하인 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 금속박 소판의 판 두께 및 금속박 튜브 내직경은 허용 범위 오차가 있으므로, 복수 군데(예를 들어, 5 내지 10 군데 정도)의 평균치를 이용하는 것으로 한다.
또한, 상기한 전극 막대와의 사이에 통전하여 심 용접을 행하는 경우에 있어서는, 그 용접부는 용접선을 따라서 연속적인 너겟(용융 응고한 부분), 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재함으로써 용접부의 강도를 안정적으로 높게 할 수 있다. 즉, 심 용접에 있어서는 일단 너겟이 생성되면 원반 형상의 전극(도6의 부호 32 참조)이 회전 진행해도 전류의 대부분이 전기 저항이 작은 너겟 부분으로 흐르고(무효 전류), 새롭게 접합해야 할 계면에는 전기 저항이 크기 때문에 소량의 전류밖에 흐르지 않는다. 이로 인해 이 부분은 용융 온도까지 도달하지 않고 압접 상태가 된다. 일단 압접 부분이 생기면 이 부분도 전기 저항이 작아지므로, 너겟과 마찬가지로 그 끝에서의 너겟의 생성이 방해된다. 이와 같은 악순환을 피하기 위해, 본 발명자들은 펄스 전원을 이용하여 심 용접을 행하고, 짧은 통전 시간의 다음에 비교적 긴 비통전 시간을 마련하고, 이 사이클을 반복함으로써 연속 너겟을 얻는 데 성공하였다. 이 때의 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비는 1/12 내지 1/8이고, 1/12 미만 또는 1/8 초과 내지 1/6에서는 단속적인 너겟이 생성된다. 또한, 본 발명자들의 실험에 따르면, 단속 너겟이 되어도 용접선의 50 ％ 이상을 너겟이 커버하면 강도적으로는 문제없는 것이 판명된 것이므로, 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 심 용접하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 용접 길이의 50 ％ 이상을 커버하는 너겟을 얻을 수 있는 것이다.
마찬가지로, 펄스 전원을 이용하여 매쉬 심 용접을 행하는 경우에도 상기와 같이 용접부의 강도를 보다 안정적으로 높게 하는 데 있어서 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비가 존재하는 것을 발견한 것이다. 즉, 매쉬 심 용접에서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 용접을 행하는 것이 바람직하다.
<금속박 튜브의 제조 방법>
이와 같이 구성된 금속박 튜브의 제조 장치의 작용과 함께 금속박 튜브의 제조 방법에 대해 설명한다.
<성형 공정>
판 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판(W)은 부압 흡착 수단 등의 반송 수단에 의해 성형 장치(15)의 보유 지지판(17) 상에 적재된다. 금속박 소판(W)은 도시하지 않은 가이드 부재에 의해 보유 지지되고, 그 중심선이 심 막대(13)의 중심 축선, 보유 지지판(17)에 형성된 오목부(20)의 중심선과 일치하도록 셋트된다.
이 상태로부터 보유 지지판(17)이 실린더(C1)에 의해 상승을 개시하지만, 보유 지지판(17)은 심 막대(13)와 항상 평행한 위치를 유지하고 있다. 따라서, 금속박 소판(W)이 심 막대(13)에 접촉한 시점에서는 심 막대(13)를 중심으로 하여 금속박 소판(W)은 대략 동일한 폭으로 되어 있다. 금속박 소판(W)이 심 막대(13)에 접촉하면 위치 결정 부재(16)가 작동한다.
위치 결정 부재(16)는 실린더(C4)에 의해 로드가 작동하고, 하방으로부터 심 막대(13)의 중앙에 접촉하고, 심 막대(13)와 로드 선단부 사이에서 금속박 소판(W)을 협지한다. 이 협지는 심 막대(13)의 기단부, 중앙, 선단부에서 행해지므로, 금속박 소판(W)의 전체 길이에서 심 막대(13)와 접촉하게 된다. 이에 의해 금속박 소판(W)은 그 폭 방향 대략 중앙에서 위치 결정된 것이 된다.
이 위치 결정 후, 또한 실린더(C1)를 작동하면, 보유 지지판(17)은 상승하여 보유 지지판(17)의 오목부(20) 내에 심 막대(13)가 들어가기 시작한다. 이 결과, 금속박 소판(W)은 점차 U자 형상으로 변형된다. 그리고, 심 막대(13)가 오목부(20) 내로 들어가면, 금속박 소판(W)은 심 막대(13)의 하부 절반의 외주면에 권취된 부분과, 측면으로부터 수직 상승된 상태의 한 쌍의 변으로 변형된다.
이 한쪽 변을 향해 제1 압박 부재(18)가 실린더(C3)의 작동에 의해 돌출된다. 이 돌출은 그 선단부의 원호면 부분(18a)이 심 막대(13)의 외주에 접할 때까지 행해지고, 이 원호면 부분(18a)에서 심 막대(13)의 외주면에 금속박 소판(W)의 1변을 압박하여 밀착시킨다.
다음에, 제2 압박 부재(19)도 마찬가지로 실린더(C3)에 의해 작동하여 선단부의 원호면 부분(19a)이 심 막대(13)의 외주에 접촉할 때까지 금속박 소판(W)의 다른 변을 압박하지만, 이 압박은 최종 단계의 전에서 정지하여 금속박 소판(W)이 심 막대(13)에 완전히 밀착되지 않은 상태로 한다.
즉, 금속박 소판(W)은 심 막대(13)의 주위에 권취되어 심 막대(13)의 정상부에 있어서 1세트의 대향변단부가 포개어진 포갬부(G)를 형성하지만, 상기 다른 변은 완전히 위치 고정된 상태가 아닌 변위 가능한 상태로 한다.
이 변위 가능한 상태에서 포갬부(G)의 포갬 부위(x)를 조정한다. 이 조정은 제어부(24)의 검지 장치(CCD 카메라 등)(25)가 포갬 부위(x)량을 검지하고, 이를 연산부(26)에서 소정치와 비교하여 정상인지 여부를 판단하고, 정상이 아닌 경우에는 구동 장치(모터 등)(M1)를 구동하여 편심 장치(캠 또는 롤러 등)(23)를 회전시키고, 금속박 소판(W)을 반경(방사) 방향으로 변위시킨다.
포갬부(G)에 있어서의 포갬 부위(x)가 상기 판 두께(t)로서, x ≤ 40 ＋ 5t(단위는 ㎛임)를 만족시키게 되면 포갬 부위(x)의 조정은 완료된다. 이 상태에서 제2 압박 부재(19)가 실린더(C3)에 의해 작동하여 금속박 소판(W)의 다른 부재를 심 막대(13)에 완전히 밀착 압박한다. 이에 의해 금속박 소판(W)이 위치 고정적으로 심 막대(13)에 보유 지지된 상태가 된다.
<용접 공정>
금속박 소판(W)의 보유 지지가 완료되면 포갬부(G)의 위치는 제1 압박 부재(18)의 선단부와 제2 압박 부재(19)의 선단부와의 사이이며, 고정 전극 부재(31)의 바로 위이고, 전극륜(32)은 이 제1 압박 부재(18)와 제2 압박 부재(19) 사이에서 승강 가능하므로, 용접을 개시할 수 있다.
이 용접의 개시 시점에서 전극륜(32)을 심 막대(13)의 기단부에 위치시켜 두고, 전체를 용접하면 정밀도가 좋은 용접이 가능해진다.
용접은, 우선 실린더(C5)의 작동으로부터 행해진다. 실린더(C5)가 작동하면 그 피스톤 로드가 하강하고, 브래킷(36), 전원 공급 부재(35), 플랜지형 회전 부재(34)를 거쳐서 전극륜(32)이 하강한다. 전극륜(32)은 제1 압박 부재(18)의 선단부와 제2 압박 부재(19)의 선단부 사이로 들어가 고정 전극 부재(31)와의 사이에서 포갬부(G)를 협지한다.
이 협지와 함께 고정 전극 부재(31)와 전극륜(32) 사이에서 통전하면 포갬부(G)가 서로 용접되지만, 동시에 구동 장치(모터 등)(M2)도 동작하고, 나사 축(39)이 회전하고, 이동 블럭(37)이 이동을 개시한다. 이에 의해 전극륜(32)이 포갬부(G) 상을 0.3 내지 1.5 m/분 정도로 이동하여 금속박 소판(W)의 단부까지 용접한다.
또한, 경우에 따라서는 전극륜(32)을 심 막대(13)의 선단부에 위치시켜 두고, 용접하면서 금속박 튜브(P)를 인출하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면 신속하고 작업성이 좋은 용접이 가능해진다.
<마무리 공정>
용접이 완료되면 이 용접한 부분을 평활하게 마무리한다. 이 마무리는 지석에 의한 연마 혹은 랩핑, 롤러 버니싱에 의한 찌부러뜨림 등에 의해 금속박 튜브(P)의 표면이 평활한 면이 될 때까지 행해지지만, 공지의 기술을 적용할 수 있으므로 설명은 생략한다.
그리고, 심 막대(13)로부터 금속박 튜브(P)의 제거가 행해진다. 이 제거는 심 막대(13)의 단부로부터 공기를 유체 통로(45)로 공급하고, 심 막대(13)의 축선에 따른 중심 통로(45a)로부터 분기 통로(45b)를 통해 반경 방향으로 공기를 분출함으로써 심 막대(13)로부터 금속박 튜브(P)를 박리한다. 약간이라도 심 막대(13)와 금속박 튜브(P) 사이에 공기가 흐르면, 금속박 튜브(P)는 심 막대(13)로부터 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 이 제거 후에 상기 마무리를 행해도 좋다.
상술한 실시 형태에서는 고정 전극 부재 상을 가동 전극 부재가 주행하거나 금속박 튜브(P)를 이동시키는 것이지만, 본 발명은 이것뿐만 아니라 양 전극 부재가 상대적으로 이동하는 경우, 혹은 양 전극 부재와 금속박 튜브(P)가 상대적으로 이동하는 경우라도 좋다.
이상의 용접 방법에 의해 얻게 된 용접 금속박 튜브는 그대로 본 발명의 용접 금속박 튜브로서 각종 용도에 폭넓게 이용할 수 있는 것이지만, 또한 필요에 따라서 상기 용접 방법에 의해 얻게 된 용접 금속박 튜브에 코어를 넣고, 또한 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법(인발법), 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의해 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 재질을 가공 경화시켜도 좋다.
상기 금속박 튜브의 용접부의 가공법으로서, 상기한 바와 같은 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법, 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의한 냉간 가공을 행할 수 있다. 이들 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법 및 교축법에 관해서는 공지의 냉간 가공 기술이므로, 여기서의 가공법의 설명은 생략한다.
본 발명에서는 용접 금속박 튜브의 용접부가 대상이 되고, 그 상태서는 취급하기 어렵기 때문에, 상기 금속박 튜브 내에 미리 코어를 넣어 냉간 가공(주로 소성 가공)을 적용할 수 있도록 한 상태에서 각각의 가공을 행하면 된다.
상기 코어로서는, 예를 들어 S45C를 켄칭한 경도가 높은 재료로, 처음에는 용접 튜브의 내경에 맞은 외경의 것을 이용하고, 가공에 의해 튜브의 내경이 변화된 경우에는 수시 코어의 외경도 이것에 맞는 것으로 교환하는 것이 바람직하다.
또한, 스웨이징에서는 용접 튜브에 상기한 코어를 삽입한 후, 튜브의 외측에 배치된 3 내지 4개의 공구로 튜브 표면을 두드리면서 튜브의 두께를 얇게 해 간다.
또한, 분할 롤러 압연법에서는 용접 튜브에 상기한 코어를 삽입한 후, 튜브의 외측에 배치된 복수의 소경 롤러를 또한 별도의 지그 또는 백업 롤로 압박하여 튜브와 복수의 소경 롤러를 상대적으로 회전시키면서 튜브의 두께를 얇게 해 간다.
또한, 구멍 다이스법은 원추 형상의 구멍(다이스)에 약간 굵은 재료(여기서는 코어를 넣은 용접 박 튜브)를 통해 교축하는 방법이고, 적당한 윤활제를 사용하면 튜브의 직경을 바꾸지 않고 두께를 얇게 해 갈 수 있다.
또한, 교축법에서는 코어를 넣은 용접 박 튜브를 회전시키면서 튜브의 외면에 단수 또는 복수의 교축을 압박하여 두께를 얇게 해 간다.
이의 냉간 가공에서는 튜브가 마무리 치수에 근접한 경우에는 가공하는 공구나 롤러의 표면 거칠기를 충분히 작은 것으로 함으로써 용접부의 형상을 균일한 두께이고 또한 매끄럽게 할 수 있다. 본 발명의 금속박 튜브에서는 JIS B0601-2001(최대 높이 거칠기)에서 규정되는 표면 거칠기(Rz)가 2.0 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛가 될 때까지 상기 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 용접부를 매끄럽게 정리하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 재질을 가공 경화시킴으로써 재질의 비커스 경도(Hv)가 300 내지 600, 바람직하게는 400 내지 600, 보다 바람직하게는 450 내지 550이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상술한 바와 같이 내구성, 내마모성이 우수하고, 고사이클 피로 수명을 길게 하는 데 있어서 유효한 경도를 갖는 용접 금속박 튜브를 제공할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 재질의 비커스 경도는 금속박 튜브의 모재부 및 용접부의 양방의 경도를 포함하는 것이다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브의 제조 방법에 있어서는 스테인레스강을 심 용접하는 경우에 스테인레스의 표면 부동태화 피막이 견고하므로, 이들을 완전히 타파하여 견고한 금속 결합을 용접선의 전체 길이에 걸쳐서 얻기 위해서는, 전류, 전압, 용접 속도, 통전 비율 등을 자세하게 검토하고, 매우 좁은 용접 조건의 범위 내에서의 용접이 필요해진다. 특히 포개어진 2매의 박을 완전히 찌부러뜨려 1매의 두께로 하는 매쉬 심 용접의 경우에는 박의 단부면이 매립된 부분, 즉 압접에 의해 2매의 박의 포갬부의 단부면이 찌부러져 대략 일체가 된 부분으로의 통전 밀도가 낮다. 이로 인해 이 부분의 접합 강도가 불충분하고, 반복해서 가공을 받은 경우에는 접합선을 따라서 개구되는 경우가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 두개의 방법이 유효하다는 것을 지견하였다. 그 제1 방법은 스테인레스박을 저항 용접 등에 의해 접합 또는 성형 가공한 박 튜브를 열처리하고 접합선을 확산 접합시켜 강도를 보강하는 방법이다. 이 경우, 열처리는 진공 열처리나 불활성 분위기 속에서 행하는 것이 좋다. 열처리 온도는 800 내지 1100 ℃가 적당하다. 스테인레스박이 페라이트계나 마르텐사이트계인 경우에는 낮은 온도에서 좋고, 오스테나이트계의 경우에는 높은 온도가 필요하다. 그러나 800 ℃ 미만에서는 확산 접합이 충분히 행해지지 않고, 또한 1100 ℃ 초과에서는 열처리 중에 변형이 크고, 결정립도 조대화되므로 바람직하지 않다. 또한, 열처리에 의해 용접부 주변의 열응력이 개방되어 용접부 주변에 자주 보이는 뻣뻣한 감이 없어지는 효과도 있다. 또한, 열처리 후에 상기한 경질 도금을 하면 용접부의 작은 요철도 가려져 용접부의 위치를 알 수 없을 정도가 된다. 상기한 경질 도금하는 금속으로서는 크롬, 니켈, 코발트, 팔라듐 등의 금속을 주체로 하는 것이 가능하고, 이들을 경화시키기 위해 P 등의 첨가물을 약간 더하는 것도 유효하다. Ni-P계 합금의 도금인 경우에는, P의 농도로서는 1 내지 14 ％가 바람직하다. 그 이유는 1 ％ 미만에서는 경화의 효과가 얇고, 14 ％ 초과에서는 도금층이 무르고, 균열이 생기기 쉬워지기 때문이다. 도금 방법으로서는 무전해 도금이나 전기 도금이 가능하지만, 관의 내측을 도금하기 위해서는 무전해 도금이 상태가 좋다.
제2 방법은 용접 전의 금속박에 미리 Au, Ag, Cu, Ni 등의 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 포함하는 합금(예를 들어, Ni-P계 합금 등), 혹은 Al 등의 금속박의 융점보다도 낮은 융점의 금속(합금을 포함함), 바람직하게는 융점이 1200 ℃ 이하인 금속(합금을 포함함)을 도금해 두고, 이를 저항 용접하여 금속박 튜브를 얻는 방법이다. 이 방법에서는, 접합선의 부분은 스테인레스 등의 금속박의 융점에 도달하고 있지 않아도 도금층의 융점 이상이 되면 도금층이 녹아, 스테인레스 등의 금속박 표면의 부동태화 피막 등을 수반하는 대부분이 접합선을 따라서 접합부의 밖으로 밀어내어진다. 따라서 용접선을 따라서 완전한 금속 결합을 얻게 된다. 또한 박의 단부면이 매립된 부분에서는 작은 홈이 생기는 일이 있지만, 이 홈을 도 도금된 용융 금속이 매립하여 접합부에 노치가 생기지 않는 등의 이점이 있다.
또한, 본 발명의 금속박 튜브의 제조 방법에서는 금속박 튜브의 용접에 의해 상기 용접부에는 용접선을 따라서 연속적인 너겟(용융 응고한 부분), 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재하는 것이 바람직하다. 이는, 심 용접 등의 용접부는 용접선을 따라서 연속적인 너겟(용융 응고한 부분), 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재함으로써 용접부의 접합 강도를 안정적으로 높게 할 수 있기 때문이다.
또한, 심 용접에 있어서는 일단 너겟이 생성되면 원반 형상의 전극(도6의 부호 32 참조)이 회전 진행해도 전류의 대부분이 전기 저항이 작은 너겟 부분으로 흐르고(무효 전류), 새롭게 접합해야 할 계면에는 전기 저항이 크기 때문에 소량의 전류밖에 흐르지 않는다. 이로 인해 이 부분은 용융 온도까지 도달하지 않고 압접 상태가 된다. 일단 압접 부분이 생기면 이 부분도 전기 저항이 작아지므로, 너겟과 마찬가지로 그 끝에서의 너겟의 생성이 방해된다. 이와 같은 악순환을 피하기 위해, 본 발명자들은 펄스 전원을 이용하여 심 용접을 행하고, 짧은 통전 시간의 다음에 비교적 긴 비통전 시간을 마련하여 이 사이클을 반복함으로써 연속 너겟을 얻는 데 성공하였다. 이 때의 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비는 1/12 내지 1/8이고, 1/12 미만 또는 1/8 초과 내지 1/6에서는 단속적인 너겟이 생성된다. 본 발명자들의 실험에 따르면, 단속 너겟이 되어도 용접선의 50 ％ 이상을 너겟이 커버하면 강도적으로는 문제없는 것이 판명되었다. 용접 길이의 50 ％ 이상을 커버하는 너겟을 얻기 위해서는 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 할 필요가 있다. 이상의 점으로부터 본 발명의 금속박 튜브의 제조 방법에서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 심 용접하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명자들은 펄스 전원을 이용하여 매쉬 심 용접을 행하는 경우에도 용접부의 강도를 보다 안정적으로 높게 하는 데 있어서, 최적의 통전 시간과 비통전 시간의 비가 존재하는 것을 발견한 것이다. 즉, 본 발명의 금속박 튜브의 제조 방법에서는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 매쉬 심 용접하는 것이 바람직하다.
(실시예)
본 발명의 효과를, 이하의 실시예 및 비교예를 이용하여 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 특히 단위를 나타내지 않은 치수 단위는「㎜」단위로 한다.
(제1 실시예)
압연 롤 표면 거칠기를 적절하게 제어하고, SUS4101(11 ％ Cr-0.02 ％ C)의 스테인레스강을 박의 표면 거칠기(Rz)가 1.5 ㎛ 및 0.8 ㎛가 되도록 각각 40 ㎛의 두께로 압연하고, 압연 상태의 재료를 94.3 ㎜L × 250 ㎜W로 절단하였다. 이 2종류의 표면 거칠기를 갖는 박을 각각 30 ㎜ø의 구리 합금의 지그에 권취하여 100 ㎛의 포갬 부위의 부분을 매쉬 심 용접에 의해 접합하였다. 이 때, 양쪽[(a) 표면 거칠기(Rz)가 1.5 ㎛인 튜브와, (b) 표면 거칠기(Rz)가 0.8 ㎛인 튜브]의 접합부 주변을 잘라내고 매립하여 연마하고, 모두 모재부의 경도가 Hv로 270 전후이고, 접합부의 경도가 Hv로 230 전후인 것을 각각 확인하였다. 양쪽의 연마 시료를 에칭하여 금속 조직을 조사한 결과, 양쪽 모두 접합부에는 용융 응고상은 없고, 접합면은 고상 접합 상태이고, 여기에 저탄소 마르텐사이트상을 볼 수 있었다. 또한, 접합부의 두께는 양쪽 모두 55 ㎛였다. 이 양쪽의 튜브(도1c 참조의 것)를 각각 50 ㎜의 길이로 절단하고, 접합부 주변의 내외면을 연마하여 양쪽 모두 접합부의 두께를 42 ㎛ 정도로 하였다. 양쪽 모두 가벼운 스폰지 원통을 삽입하고 이를 120 ㎜ø × 80 ㎜L의 강제 롤러의 표면으로 압박하면서 회전시켜 피로 수명을 조사하였다. 이 때의 시험 튜브 회전 속도는 120 rpm이고, 강제 롤러에 가장 압박된 상태에서 시험 튜브는 약 4 ㎜ 찌부러뜨리는 상태였다. 이 때의 시험 튜브 표면에 가해지는 왜곡은 0.17 ％였다. 시험의 결과, 양쪽의 튜브(a), (b) 모두 100만회 이상의 회전 후에도 시험 튜브에 이상은 보이지 않았다.
(제2 실시예)
표면 거칠기(Rz)가 1.0 ㎛ 및 0.5 ㎛인 SUS316L(16 ％ Cr-12 ％ Ni-2 ％ Mo)의 30 ㎛의 두께의 어닐링박을 각각 60 ㎜의 폭으로 슬릿하고, 이를 상기한 30 ㎜ø의 구리 합금제의 전극 막대의 주위에 스파이럴 형상으로 권취하였다. 이 때에도 표면 거칠기(Rz)가 1.0 ㎛인 것과, 표면 거칠기(Rz)가 0.5 ㎛인 것의 양쪽에 대해 박과 박의 포갬 부위를 100 ㎛가 되도록 각각 조정하였다. 또한, 상기 전극 막대를 회전시키면서 좌우로 미끄럼 이동시키고, 상기 포갬부 상을 또 하나의 구리 합금 전극 롤러가 회전하면서 상기한 전극 막대와의 사이에 통전하여 매쉬 심 용접을 행하였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 양쪽[(c) 표면 거칠기(Rz)가 1.0 ㎛인 튜브와(d) 표면 거칠기(Rz)가 0.5 ㎛인 튜브]의 접합부 주변의 경도를 조사한 결과, 양쪽 모두 모재부에서 Hv 200 전후, 접합부에서 245 전후였다. 또한 금속 조직을 조사하여 양자 모두 용융 응고상이 없는 것을 확인하였다. 또한 이 양쪽의 튜브(도1d 참조의 것)를 각각 50 ㎜의 길이로 절단하고, 접합부 부근의 내외면을 연마하여 제1 실시예와 동일한 방식으로 피로 시험을 행하였다.
또한 시험에서 시험 튜브 표면에 가해지는 왜곡은 0.13 ％였다. 그 결과, 이 양쪽의 튜브(c), (d)도 100만회 이상의 피로 시험에 견뎠다.
(제3 실시예)
표면 거칠기(Rz)가 0.3 ㎛ 및 0.8 ㎛의 SUS304(18 ％ Cr-8 ％ Ni)의 50 ㎛ 두께의 완전 어닐링박을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 2종류의 박 튜브를 작성하였다. 또한, 이 스테인레스박은 Ar-H2 분위기 속에서 어닐링되고, 표면의 질소 농도는 1.2 ％였다. 양쪽[(e) 표면 거칠기(Rz)가 0.3 ㎛인 튜브와, (f) 표면 거칠기(Rz)가 0.8 ㎛인 튜브]도 접합부의 두께는 75 ㎛였던 것을 내외면의 연마에 의해 60 ㎛로 하였다. 이 경우 양쪽 모두 모재부의 경도는 Hv로 178 전후이고, 접합부는 Hv로 220 전후였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 피로 시험을 행한 결과, 이 양쪽의 튜브(e), (f)도 100만회 이상의 피로 시험에 견뎠다.
(제4 실시예)
표면 거칠기(Rz)가 0.34 ㎛인 SUS304(18 ％ Cr-8 ％ Ni)의 50 ㎛ 두께의 완전 어닐링박을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 박 튜브를 작성하였다. 또한, 이 스테인레스박은 암모니아 분해 가스 중에서 어닐링되고, 표면의 질소 농도는 4.4 ％였다. 접합부의 두께는 77 ㎛였던 것을 내외면의 연마에 의해 60 ㎛로 하였다. 이 경우의 모재부의 경도는 Hv로 190 전후이고, 접합부는 Hv로 230 전후였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 피로 시험을 행한 결과, 이 튜브는 50만회의 시점에서 모재의 표면에 미세한 크랙이 생겼기 때문에 피로 시험을 중지하였지만, 사용 용도에 따라서는 50만회까지의 내구성을 구비하는 것이고, 용도에 따라서는 충분히 사용 가능했다.
(제5 실시예)
표면 거칠기(Rz)가 0.5 ㎛인 SUS304(18 ％ Cr-8 ％ Ni)의 50 ㎛ 두께의 경질재를 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 박 튜브를 작성하였다. 접합부의 두께는 90 ㎛였던 것을 내외면의 연마에 의해 60 ㎛로 하였다. 이 경우의 모재부의 경도는 Hv로 410 전후이고, 접합부는 Hv로 230 전후이고, 접합부와 모재부의 경도차는 모재부의 경도의 43 ％였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 피로 시험을 행한 결과, 이 튜브는 50만회의 시점에서 접합부와 모재의 경계부에 크랙이 생겨 파단하였다. 이 경우에도 사용 용도에 따라서는 50만회까지의 내구성을 구비하는 것이고, 용도에 따라서는 충분히 사용 가능했다.
(제6 실시예)
표면 거칠기(Rz)가 0.7 ㎛인 SUS420J1(13 ％ Cr-0.18 ％ C)의 20 ㎛ 두께의 압연 상태의 박을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 박 튜브를 작성하였다. 접합부의 두께는 32 ㎛였던 것을 내외면의 연마에 의해 23 ㎛로 하였다. 이 경우의 모재부의 경도는 Hv로 340 전후이고, 접합부는 Hv로 315 전후였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 피로 시험을 행한 결과, 이 튜브는 200만회 이상의 피로 시험에 견뎠다.
(제7 실시예)
표면 거칠기(Rz)가 0.9 ㎛인 SUS630(17 ％ Cr-4 ％ Ni-4 ％ Cu-0.2 ％ Nb-0.1 ％ Ta)의 20 ㎛ 두께의 압연 상태의 박을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 박 튜브를 작성하였다. 접합부의 두께는 35 ㎛였던 것을 내외면의 연마에 의해 26 ㎛로 하였다. 그 후, 진공 열처리로에서 1040 ℃로 가열한 후, 냉각 과정에서 480 ℃로 1시간 균열하여 석출 경화시켰다. 이 경우의 모재부와 용접부의 경도는 대략 동일하고, Hv로 380 전후였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 피로 시험을 행한 결과, 이 튜브는 200만회 이상의 피로 시험에 견뎠다.
(제 8실시예)
표면 거칠기(Rz)가 0.85 ㎛인 YUS170(신일본 제철 규격 : 24 ％ Cr-12 ％ Ni-0.7 ％ Mo-0.35 ％ N)의 25 ㎛ 두께의 압연 상태의 박을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 박 튜브를 작성하였다. 접합부의 두께는 30 ㎛였던 것을 내외면의 연마에 의해 22 ㎛로 하였다. 이 경우의 모재부의 경도는 Hv로 290 전후이고, 접합부는 Hv로 220 전후였다. 제1 실시예와 마찬가지로 하여 피로 시험을 행한 결과, 이 튜브는 100만회 이상의 피로 시험에 견뎠다.
(제1 비교예)
제1 내지 제8 실시예에 있어서, 각각의 스테인레스강 박을 전기 저항 용접(매쉬 심 용접) 대신에 레이저 용접으로 접합한 것 이외에는 제1 내지 제8 실시예와 마찬가지로 하여 각 스테인레스강 박 재료에 대해 박 튜브를 작성하여 피로 시험을 행하였다. 어떠한 경우에도 10만 내지 30만회에서 접합부와 모재의 경계부에 크랙이 생겨 파단하였다.
(제2 비교예)
제1 내지 제8 실시예에 있어서, 각각의 스테인레스강 박을 전기 저항 용접(매쉬 심 용접) 대신에 플라즈마 용접으로 접합한 것 이외에는 제1 내지 제8 실시예와 마찬가지로 하여 각 스테인레스강 박 재료에 대해 박 튜브를 작성하여 피로 시험을 행하였다. 어떠한 경우에도 10만 내지 30만회에서 접합부와 모재의 경계부에 크랙이 생겨 파단하였다.
(제9 실시예)
Ar-H2 분위기 속에서 어닐링된 표면 거칠기(Rz)가 0.9 ㎛인 SUS304의 두께 60 ㎛의 완전 어닐링박(표면의 질소 농도는 1.2 ％였음)을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 24 내지 30 ㎜ø × 250 ㎜L의 튜브를 매쉬 용접법에 의해 7개 제작하였다. 그 후, 이들 중 6개에 관해서는, 또한 상기 튜브에 켄칭된 S45C제의 코어를 넣고, 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의해 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 동시에 재질을 가공 경화시킴으로써 각각 30 ㎛ 전후의 두께의 박 튜브를 얻었다. 이들 박 튜브의 냉간 가공 전후(즉, 미가공품 및 가공품)의 치수, 재질, 피로 수명 등을 측정하여 결과를 표1에 정리하였다.
상기 표1에 있어서, 튜브 두께는 비접합부(모재부)의 두께를, 경도는 모재부의 비커스 경도를 나타내고, 용접부의 표면 거칠기(Ra)는 (JIS B0601 2001 산술 평균 거칠기)에 의해 의해 측정한 것이고, 용접부의 표면 거칠기(Rz)는 금속박의 JIS B0601-2001(최대 높이 거칠기)에 의해 측정한 것이다.
또한, 상기 표1의 피로 수명은 제1 실시예와 마찬가지로 각 박 튜브 경도의 스폰지 원통을 삽입하고, 이를 120 ㎜ø × 80 ㎜L의 강제 롤러의 표면으로 압박하면서 회전시켜 피로 수명을 조사한 것이다. 이 때의 시험 튜브 회전 속도는 360 rpm이고, 강제 롤러에 가장 압박된 상태에서 시험 튜브는 약 4 ㎜ 찌부러뜨리는 상태였다. 이 때의 시험 튜브 표면에 가해지는 왜곡은 차례로 (1) 0.34, (2) 0.16, (3) 0.18, (4) 0.19, (5) 0.17, (6) 0.16 및 (7) 0.17 ％였다. 시험은 박 튜브에 크랙 등의 이상이 확인될 때까지 행하고, 그 동안의 가동 시간(hr)을 피로 수명으로 하였다.
또한, 상기 표1의 (2) 내지 (7)의 각 냉간 가공은 냉간 가공 전의 내경이 이하와 같은 각 용접 튜브로부터 출발하여 전술한 각 냉간 가공법에 의해 실시하였다.
즉, (2) 스웨이징 ; 26 ㎜ø의 용접 튜브, (3) 3분할 롤러 압연법 ; 24 ㎜ø의 용접 튜브, (4) 구멍 다이스법 ; 30 ㎜ø의 용접 튜브, (5) 교축법 ; 24 ㎜ø의 용접 튜브, (6) : (2) ＋ (3) ; 24 ㎜ø의 용접 튜브, (7) : (5) ＋ (4) ; 26 ㎜ø의 용접 튜브이다.
(제10 실시예)
Ar-H2 분위기 속에서 어닐링된 표면 거칠기(Rz)가 1.2 ㎛인 SUS301, SUS201, SUS316N, YUS170(24 ％ Cr-12 ％ Ni-0.3 ％ N)의 두께 25 ㎛의 완전 어닐링박(표면의 질소 농도는 1.7 내지 2.4 ％였음)을 이용하여 제1 실시예와 같은 방법으로 30 ㎜ø × 250 ㎜L의 튜브를 매쉬 심 용접법에 의해 제작하였다. 그 후 이들 튜브를 제9 실시예와 같은 스웨이징 ＋ 비율 롤러 압연법(상기 (6) : (2) ＋ (3)의 냉간 가공)으로 25 ㎛ 전후의 두께의 박 튜브를 얻었다. 이들 박 튜브의 냉간 가공 전후의 치수, 재질, 피로 수명 등을 표2에 나타냈다.
또한, 표2의 튜브 두께(㎛), 경도(Hv), 용접부의 표면 거칠기(Ra)(㎛), 용접부의 표면 거칠기(Rz)(㎛) 및 피로 수명(hr)은 표1에서 설명한 바와 같다.
또한, 피로 수명 시험에서의 시험 튜브 표면에 가해지는 왜곡은 차례로 (8) 0.28, (9) 0.15, (10) 0.28, (11) 0.14, (12) 0.28, (13) 0.14, (14) 0.28, (15) 0.14 ％였다.
(제11 실시예)
25 ㎛의 두께의 SUS316박을 제1 실시예와 같은 방법으로 심 용접하여 30 ㎜ø × 250 ㎜L의 박 튜브를 얻었다. 이에 두께 2 ㎛ 목표의 경질 Cr 도금을 행하였다. 박 튜브의 내면에 대해서는 막대 형상의 Cr 전극을 넣고 내외면에 걸쳐서 Cr 도금을 행하였다. 또한 마찬가지로 하여 용접한 다른 SUS316박 튜브에 대해서는 각각 Ni-8 ％ P, Co, Pd의 두께 2 ㎛ 목표의 무전해 도금을 행하였다. 이들 튜브의 단부를 자르고 단면의 매립 연마를 행하여 도금막(층)의 두께를 조사하였다. 이것과는 별도로 도금층의 경도의 측정을 위해 철판 상에 상기와 동일한 재질의 도금을 각각 약 30 ㎛의 두께로 행하여 수지에 매립 연마한 후에 경도를 측정하였다. 상기한 각 도금 박 튜브와 비교재로서의 무도금박 튜브를 프린터의 정착 롤에 조립하고, 귀이개 절반의 철분을 튜브 내면에 살포한 후, 10분간 회전시켰다. 그 후 튜브를 어긋나게 하고, 절개하여 내면의 손상의 발생 상황을 관찰하였다. 이들 결과를 표3에 정리하여 나타낸다.
표3에 나타낸 바와 같이, 각 도금층의 경도는 모두 Hv가 400 이상이고, 이들 박 튜브는 정착 롤의 내면에 철분을 살포한 열악한 환경에 있어서도 손상이 발생하지 않았다. 이에 대해 무도금 박 튜브는 몇 갈래의 선 형상의 손상이 발생하였다.
(제12 실시예)
두께 30 ㎛인 SUS316박의 양면에 두께가 약 2 ㎛인 Ni-2 ％ P, Ni-8 ％ P, Ni-12 ％ P의 무전해 도금을 행하였다. 또한, 이것들과는 별도로 동박의 용접부가 되는 근방, 즉 박의 컷트 단부면으로부터 2 내지 3 ㎜의 사이의 양면에 두께 약 2 ㎛의 Al과 Ag의 전기 도금을 각각 행하였다. 이들 박을 매쉬 심 용접법에 의해 30 ㎜ ø × 250 ㎜L의 튜브로 성형하였다. 용접부를 잘라내고, 매립 연마하여 용접부의 단면 형상과 금속 조직을 관찰하였다. 그 결과, 모재부의 두께가 도금층을 포함하여 34 ㎛이었던 것에 반해 2매의 박이 포개어지는 용접부의 두께는 35 내지 37 ㎛로 대략 모재부와 동일한 두께로 찌부러뜨리고 있었다. 또한 용접부를 중심으로 하여 밀착 굴곡을 행하고, 이를 수지에 매립하여 굴곡부의 금속 조직을 관찰하였다. 비교재로서 무도금의 두께 40 ㎛인 SUS316박을 마찬가지로 하여 매쉬 심 용접하고, 용접부를 잘라낸 후, 이 부분을 밀착 굴곡하였다. 또한 이 부분을 수지에 매립 연마하여 금속 조직의 관찰을 행하였다. 그 결과, 무도금 박의 용접부는 밀착 굴곡에 의해 접합선이 박면에 도달하는 부분에서 약간 입구를 개방했지만, 도금 박의 용접부의 밀착 굴곡부는 전혀 입구를 개방하지 않았다.
(제13 실시예)
두께 40 ㎛인 SUS304 및 SUS420J2의 박을 매쉬 심 용접에 의해 30 ㎜ø × 250 ㎜L의 튜브로 성형하였다. 용접 후 SUS304 튜브에 대해서는 1030 ℃ × 3분, SUS420J2에 대해서는 880 ℃ × 10분의 진공 열처리를 행하였다. 열처리 후의 튜브의 용접부 근방을 잘라내고, 용접부를 중심으로 하여 밀착 굴곡을 행하고, 또한 이들을 매립 연마하고 에칭하여 용접부의 조직을 관찰하였다. 그 결과 용접부는 전혀 입구를 개방하지 않게 되고, 밀착 굴곡에 견딜 수 있는 것이 판명되었다.
(제14 실시예)
제13 실시예에서 시작한 SUS304 및 SUS420J2의 박 튜브의 내외면에 Ni-8 ％ P의 무전해 도금을 행하였다. 이들 각 튜브를 제11 실시예와 같은 철분에 의한 손상 시험을 행하였지만, 선형상 손상은 발생하지 않았다. 또한, 이들 튜브를 상기한 피로 시험에 제공하였지만, 모두 750만회를 경과하고 용접부의 파괴는 보이지 않았다.
(제15 실시예)
두께 40 ㎛의 SUS316의 박을 이용하여 30 ㎜ø × 250 ㎜L의 튜브를 심 용접하였다. 이 때에 용접 전원으로서 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 다양하게 변화시키고, 또한 용접부의 금속 조직을 관찰하여 너겟의 생성 상황을 관측하였다. 이 결과를 표4에 나타낸다.
표4에 나타낸 바와 같이, 통전 시간/비통전 시간을 1/15 내지 1/7로 설정한 것에서는 너겟 길이가 용접선을 따라서 50 ％ 이상이고, 양호한 용접이 행해지고 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 금속박 튜브에서는, 종래법과 같이 금속판을 프레스 가공이나 레이저 용접, 플라즈마 용접 등으로 접합하여 튜브 형상의 소관으로 하고, 이 소관을, 예를 들어 당김 가공, 스피닝 가공, 인발 가공, 벌지 가공 등의 박육화 기술에 의해 박육 튜브로 가공하는 경우에 비해 금속판을 압연하고, 또한 필요에 따라서 어닐링이나 열처리함으로써 박육화하여 원하는 두께의 금속박이나 튜브를 양산화할 수 있으므로, 소관마다 박육화하는 경우에 비해 생산 비용을 현격하게 내릴 수 있다.
또한, 종래법에서는 프레스 가공이나 레이저 용접, 플라즈마 용접 등에 의해 원통 형상으로 제작한 소관을 박육화할 때에 소관 표면에 강한 기계적인 응력이 가해지므로, 어떻게 해도 거칠기(표면 평활성의 저하)를 피할 수 없지만, 본 발명에서는 압연 처리에서 표면 평활성이 우수한 금속박을 얻을 수 있고, 이 금속박을 이용하여 금속박 튜브로 마무리할 수 있고, 또한 상기 금속박을, 박육화 가공을 실시하지 않고 그대로 이용할 수 있으므로 우수한 표면 평활성을 보유 지지할 수 있는 점에서도 유리하다.
또한, 본 발명에서는 금속박 용접을 전기 저항 용접법으로 하는 튜브이므로 접합 제어가 간단하고, 매우 얇은 금속박 튜브의 제조를 양호하게 행할 수 있다. 그로 인해, 종래의 레이저 용접 및 플라즈마 용접 등으로 소관을 형성하고, 이를 박육화한 박육 튜브에 비해 접합부와 비접합부의 경도차를 작게 할 수 있고, 접합부와 비접합부의 경계부에서의 금속 피로 등에 의한 내구성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 용접부의 용접 박리의 문제에 대해서도 종래의 레이저 용접 및 플라즈마 용접 등으로 소관을 형성하고, 이를 박육화한 박육 튜브에서는 박육화할 때에 상기 용접부에 90 ％ 정도의 큰 가공이 가해지므로, 그 후의 사용에 의해 용접 박리가 생기기 쉽지만, 본 발명에서는 용접 후에 큰 가공을 가하지 않아도 좋기 때문에 상기 용접부에서의 용접 박리 등의 문제가 생기기 어렵게 할 수 있다는 점에서도 유리하다.
또한, 본 발명에서는 사용 용도에 따라서 금속박으로서 임의의 재료를 선택할 수 있는 점에서 유리하다. 즉, 본 발명에서는 경질재로부터 연질재까지 기존의 재료를 이용하는 것이 가능하고, 사용 용도에 따라서 고탄성, 고강성, 경량화, 극박화, 고열전도성 등의 요구 성능을 만족시키는 재료를 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 관의 내외면에 경질 도금을 실시함으로써 종이와 함께 이물질이 들어가도 롤러에 손상이 생기는 것을 억제할 수 있고, 인쇄 결과로의 악영향을 억제할 수 있다. 또한, 경질 도금을 실시함으로써 심 용접할 때 용융 응고하여 생기는 너겟이 연속적으로 생기지 않는 일이 있어도 도금층이 녹아 용접선을 따라서 완전한 금속 결합을 얻을 수 있다. 그로 인해, 이 부분은 압접 상태에서 충분한 접합 강도를 얻을 수 있고, 제품의 수율 및 품질 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 금속박 튜브의 제조 방법은 판 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판이라도 포갬부를 형성하도록 성형한 후, 그 대향변을 용접하여 이 용접 부분을 평활하게 마무리하므로, 매우 얇은 금속박이라도 확실하게 튜브 형상으로 마무리할 수 있다.
성형은 금속박을 한번에 라운딩하는 것은 아니고, 위치 결정한 후에 전극을 갖는 심 막대에 권취하고, 그 후 포갬부를 형성한 후에 용접하므로, 매우 정밀한 성형을 할 수 있고, 용접도 용이해진다. 이 포갬부도 포갬 부위를 조정하면서 형성하므로, 한층 정밀한 성형이 가능해진다. 포갬 부위(x)가 판 두께(t)로서, x ≤ 40 ＋ 5t(단위는 ㎛임)를 만족시키는 것이면 매우 얇은 금속박이라도 양단부를 용접 연결할 수 있다.
용접은 전기 저항 용접법이므로, 용접 제어가 간단하고, 매우 얇은 금속박의 제조를 양호하게 행할 수 있다. 또한, 내형이 되는 심 막대에 고정 전극 부재를 설치하고, 이 고정 전극 부재에 대향하여 가동 전극 부재를 설치하고, 양자 사이에 금속박을 협지하여 통전하면 금속박의 양단부를 정밀도 좋게 접합할 수 있다.
본 발명의 제조 장치는 축에 직각인 단면이 원형의 심 막대의 주위에 근접 이격 가능한 금속박 소판을 보유 지지하는 성형 장치를 설치하였으므로, 판 두께가 10 내지 100 ㎛가 되는 매우 얇은 금속박이라도 포갬부를 형성하도록 성형한 후에 그 대향변을 용접하여 확실하게 튜브 형상으로 마무리할 수 있다.
성형은 금속박 소판을 U자 형상으로 하는 보유 지지판과, 각 변을 심 막대의 외주에 밀착하도록 압박하는 제1 압박 부재 및 제2 압박 부재에 의해 심 막대에 권취하면서 위치 결정하고, 대향변단부를 포개기 때문에 매우 정밀한 성형이 가능하고, 후의 용접도 용이해진다.
포갬부의 포갬 부위 조정도 심 막대의 내부 혹은 외부에 설치한 편심 장치(캠 또는 롤러 등), 금속박 소판의 비밀착 부분을 가압하거나 혹은 심 막대에 형성한 오목부를 향해 금속박 소판을 압입하는 가압 부재에 의해 행하도록 하였으므로, 한층 정밀한 성형이 가능해진다.
용접은, 내형이 되는 심 막대에 고정 전극 부재를 설치하고, 이 고정 전극 부재에 대향하여 가동 전극 부재를 설치하고, 양자 사이에 금속박을 협지하여 통전하므로, 금속박의 양단부를 정밀도 좋게 연결할 수 있다. 또한, 가동 전극 부재를 전극륜으로 하면 원활하고 정밀도가 좋은 용접이 가능해지고, 각 전극 부재의 경도와 금속박 소판의 경도를 대략 동일하게 하면 장기적으로 정밀도가 좋은 용접이 가능해진다.
성형 후의 금속박 튜브도 심 막대 내로부터 반경 방향으로 유체를 분출하거나, 분할한 심 막대를 이용하여 제거하면 금속박 튜브가 심 막대로부터 박리되기 쉽고, 매우 얇은 금속박 튜브에서도 용이하게 제거 가능해진다.

Claims (76)

  1. 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박을 접합 내지 용접한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속박이 스테인레스강 박이고,
    상기 스테인레스강이 페라이트계 스테인레스강, 마르텐사이트계 스테인레스강, 오스테나이트계 스테인레스강, 석출 경화형 스테인레스강 중 어느 1종류인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 저항 용접에 의해 접합된 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전기 저항 용접이 심 용접인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  5. 제4항에 있어서, 상기 심 용접이 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 행한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전기 저항 용접이 매쉬 심 용접인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 매쉬 심 용접이 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 행한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접합면 중 적어도 일부가 고상 접합인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 또는 용접선이 직선 형상 또는 스파이럴 형상으로 배치되어 이루어지는 금속박 튜브.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 또는 용접부와 모재부와의 경도차의 절대값이 비커스 경도(Hv)로 모재부의 경도의 25 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 금속박 튜브에 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 상기 접합부를 매끄럽게 하여 접합부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 적어도 상기 접합부의 재질을 가공 경화시킨 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  12. 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박이 스테인레스강 박이고, 상기 스테인레스강 박이 오스테나이트계 스테인레스강의 어닐링재인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 모재부 비커스 경도(Hv)가 180 이하인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 모재부 및 용접부의 비커스 경도(Hv)가 300 내지 600인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스테인레스강 박 표층의 최대 질소 농도가 3 질량 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  16. 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스테인레스강 박이,
    C : 0.05 질량 ％ 이하,
    Si : 0.05 내지 3.6 질량 ％,
    Mn : 0.05 내지 1.0 질량 ％,
    Cr : 15 내지 26 질량 ％,
    Ni : 5 내지 25 질량 ％,
    Mo : 2.5 질량 ％ 이하,
    Cu : 2.5 질량 ％ 이하,
    N : 0.06 질량 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 연질계 오스테나이트계 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  17. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스테인레스강 박이,
    C : 0.05 내지 0.2 질량 ％,
    Si : 0.05 내지 3.6 질량 ％,
    Mn : 1.0 내지 5.0 질량 ％,
    Cr : 15 내지 26 질량 ％,
    Ni : 5 내지 25 질량 ％,
    Mo : 5.0 질량 ％ 이하,
    Cu : 4.0 질량 ％ 이하,
    N : 0.06 질량 ％ 초과 내지 0.4 질량 ％를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 고강도 오스테나이트계 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  18. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박이 스테인레스강의 압연재로, 용접부에는 마르텐사이트상이 석출하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 금속박을 접합 및 성형한 박 튜브의 표면과 내표면 중 적어도 한쪽은 경질인 도금층에 의해 표면 경화되어 있는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  20. 제19항에 있어서, 상기 경질 도금층의 조성이 주로 크롬, 니켈, 코발트, 팔라듐 중 어느 1종류 또는 2종류 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  21. 제19항에 있어서, 상기 경질 도금층의 조성이 Ni-P계 합금인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  22. 제21항에 있어서, 상기 경질 도금층의 조성이 중량비로 1 내지 14 ％의 P를 포함하는 Ni-P 합금인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 스테인레스박의 양 표면 중 적어도 어느 한쪽의 접합부 근방에 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 1종류 이상 포함하는 합금, 혹은 융점이 1200 ℃ 이하인 금속을 도금하고, 그 후 상기 박을 저항 용접하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  24. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  25. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리한 후에 박 튜브의 내외면 중 적어도 한쪽에 경질 도금을 실시하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 용접부에는 용접선을 따라서 연속적인 너겟, 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 접합부의 포갬 부위(x)(㎛)가 상기 금속박의 박 두께(t)(㎛)로서, x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시키는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 두께에 대한 튜브의 내경의 비가 1/500 이하인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 JIS B0601-2001에서 규정되는 표면 거칠기(Rz)가 2.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브에 60 사이클/분 이상의 반복 사이클로 0.2 ％ 이하의 왜곡을 부여하는 피로 시험에 있어서, 1 × 106회 이상의 내구성을 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 화상 형성 장치의 토너 소부용 롤 및/또는 현상용 롤에 이용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
  32. 판 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판을 1세트의 대향변이 포개어지도록 성형하는 성형 공정과, 상기 포개어진 대향변을 용접하는 용접 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 용접한 부분을 평활하게 마무리하는 마무리 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 성형 공정은 상기 금속박 소판의 대향변을 포개기 전에 성형용 심 막대에 상기 금속박 소판을 위치 결정하는 위치 결정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 위치 결정 공정은 상기 심 막대와 항상 평행한 위치를 유지하여 근접 이격하는 성형 장치에 금속박 소판을 보유 지지하고, 상기 성형 장치를 상기 심 막대에 가까이 하여 금속박 소판과 심 막대가 선 접촉한 시점에서 상기 금속박 소판을 심 막대에 대해 압박하여 위치 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 성형 공정은 상기 위치 결정 공정 후에 상기 성형 장치가 심 막대를 향해 더 접근하여 상기 성형 장치에 형성한 단면이 반원형의 오목부와 상기 심 막대 사이에서 상기 금속박 소판을 보유 지지하고, 상기 금속박 소판을 심 막대의 주위에 권취하는 권취 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 성형 공정은 상기 권취 공정 후에 상기 금속박 소판의 원주의 일부를 반경 방향으로 변위시킴으로써 포갬 부위를 조정하는 포갬 부위 조정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  38. 제36항 또는 제37항에 있어서, 상기 포갬 부위(x)(㎛)는 상기 판 두께(t)(㎛)와, x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시키는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  39. 제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 용접 공정은 전기 저항 용접법인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 전기 저항 용접은 심 용접 또는 매쉬 심 용접인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 전기 저항 용접은 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/15 내지 1/7로 설정하여 심 용접을 행하거나, 또는 펄스 전원을 이용하여 통전 시간과 비통전 시간의 비를 1/3 내지 1/1로 설정하여 매쉬 심 용접을 행하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  42. 제32항, 제33항, 제39항 또는 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 공정은 상기 심 막대의 외면에 축방향을 따라서 형성된 홈 내에 설치된 도전성의 고정 전극 부재와, 상기 고정 전극 부재에 대향하여 설치된 도전성의 가동 전극 부재와의 사이에서 통전함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 고정 전극 부재는 외면의 일부 또는 전부가 평탄면이 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  44. 제42항 또는 제43항에 있어서, 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재는 각각 적어도 그 일부가 몰리브덴 또는 알루미나 분산 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  45. 제42항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재의 경도와 상기 금속박 소판의 경도를 거의 동일한 것으로 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  46. 제34항 내지 제36항 또는 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브는 상기 심 막대 내로부터 반경 방향으로 유체를 분출시킴으로써 상기 심 막대로부터 박리하여 제거하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  47. 제34항 내지 제37항 또는 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심 막대를 복수의 부재로 구성하여 일부를 축방향으로 이동시킴으로써 금속박 튜브가 상기 심 막대로부터 박리되도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  48. 제32항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 소판의 판 두께에 대한 금속박 튜브 내직경의 비를 1/500 이하로 하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  49. 제32항 내지 제48항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 얻게 된 금속박 튜브에 코어를 넣고, 또한 스웨이징, 분할 롤러 압연법, 구멍 다이스법, 교축법 또는 이들 방법의 조합에 의해 냉간 가공을 실시하여 두께를 줄이고, 용접부를 매끄럽게 하여 용접부의 형상과 표면 거칠기를 정리하고, 적어도 상기 용접부의 재질을 가공 경화시키는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  50. 제32항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 스테인레스박의 양 표면 중 적어도 어느 한쪽의 접합부 근방에 제10 내지 제11족 원소 또는 이들 원소를 1종류 이상 포함하는 합금, 혹은 융점이 1200 ℃ 이하인 금속을 도금하고, 그 후 상기 박을 저항 용접하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  51. 제32항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  52. 제32항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 스테인레스박을 접합 또는 성형 가공한 금속박 튜브를 800 내지 1100 ℃의 온도에서 열처리한 후에 박 튜브의 내외면 중 적어도 한쪽에 경질 도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  53. 제50항 또는 제52항에 있어서, 상기 경질 도금의 조성이 중량비로 1 내지 14 ％의 P를 포함하는 Ni-P 합금인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  54. 제32항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브의 용접에 의해 상기 용접부에는 용접선을 따라서 연속적인 너겟, 또는 용접선을 따라서 50 ％ 이상의 부분에 단속적인 너겟이 존재하는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 방법.
  55. 판 두께가 10 내지 100 ㎛인 금속박 소판을 소정 형상으로 성형하는 성형부와, 상기 금속박 소판의 대향변을 용접하는 용접부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  56. 제55항에 있어서, 상기 성형부는 축에 직각인 단면 원형의 심 막대와, 상기 심 막대에 대해 근접 이격할 수 있도록 설치되어 금속박 소판을 보유 지지하는 성형 장치와, 상기 성형 장치를 상기 심 막대에 가까이 하여 금속박 소판과 심 막대가 선 접촉한 시점에서 상기 금속박 소판을 압박하여 상기 심 막대에 대해 위치 결정하는 위치 결정 부재를 갖고,
    상기 성형 장치를 이동시켜 상기 위치 결정된 금속박 소판을 심 막대를 향해 접근시키고, 금속박 소판을 미리 심 막대의 주위에 U자 형상으로 권취할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  57. 제56항에 있어서, 상기 성형 장치는 상기 심 막대와 항상 평행한 위치를 유지하여 근접 이격하도록 설치되어 상기 심 막대와의 사이에서 상기 금속박 소판을 U자 형상으로 권취하는 단면 반원형의 오목부를 갖는 보유 지지판과, 상기 U자 형상의 금속박 소판의 한 부재를 상기 심 막대의 외주에 밀착하도록 압박하는 제1 압박 부재와, 상기 U자 형상의 금속박 소판의 다른 부재를 상기 심 막대의 외주를 향해 압박하는 제2 압박 부재를 갖고,
    상기 권취 후에 상기 금속박 소판의 대향변 단부를 포개어 포갬부를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  58. 제56항 또는 제57항에 있어서, 상기 성형부는 상기 제2 압박 부재에 의한 압박 완료 전에 대향변 상호의 포갬부의 포갬 부위가 소정치가 되도록 상기 금속박 소판의 원주의 일부를 반경 방향으로 변위하는 포갬 부위 조정 수단을 갖는 금속박 튜브의 제조 장치.
  59. 제58항에 있어서, 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 심 막대의 내부에 설치한 편심 장치에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  60. 제58항에 있어서, 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 심 막대의 외부에 설치한 편심 장치에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  61. 제58항에 있어서, 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 금속박 소판이 상기 심 막대에 밀착하고 있지 않은 비밀착 부분을 가압 부재에 의해 가압하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  62. 제58항에 있어서, 상기 포갬 부위 조정 수단은 상기 심 막대에 형성한 오목부를 향해 상기 심 막대의 외부에 설치된 가압 부재를 압입하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  63. 제61항 또는 제62항에 있어서, 상기 압박 부재는 캠, 롤, 원통체 혹은 막대 형상 부재 중 어느 하나이고, 상기 심 막대의 축방향 양단부에 개별적으로 작동하도록 설치한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  64. 제57항 또는 제58항에 있어서, 상기 포갬 부위(x)(㎛)가 상기 판 두께(t)(㎛)로서 x ≤ 40 ＋ 5t를 만족시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  65. 제55항에 있어서, 상기 용접부는 전기 저항 용접부인 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  66. 제55항에 있어서, 상기 용접부는 상기 심 막대의 외면에 축방향을 따라서 설치된 도전성의 고정 전극 부재와, 상기 고정 전극 부재에 대향하여 설치된 가동 전극 부재로 구성되어 양 전극 부재 사이에 상기 금속박 소판의 상기 포갬부를 협지한 상태에서 용접하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 고정 전극 부재는 외면의 일부 또는 전체가 평탄면이 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  68. 제66항에 있어서, 상기 가동 전극 부재는 상기 포갬부를 가압하면서 통전하는 전극륜인 금속박 튜브의 제조 장치.
  69. 제66항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재는 각각 적어도 그 일부가 몰리브덴 또는 알루미나 분산 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  70. 제66항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 전극 부재 및/또는 가동 전극 부재의 경도는 상기 금속박 소판의 경도와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  71. 제56항, 제57항 또는 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 튜브는 상기 심 막대 내로부터 반경 방향으로 유체를 분출함으로써 상기 심 막대로부터 박리하여 제거하도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  72. 제56항, 제57항 또는 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심 막대는 상기 심 막대로부터 용접 후의 금속박 튜브를 박리하는 유체를 분출하는 유체 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  73. 제56항, 제57항 또는 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심 막대는 상기 금속박 소판이 심 막대에 밀착하지 않도록 하기 위한 절결부를 외주면에 갖는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  74. 제56항, 제57항 또는 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심 막대는 복수의 부재로 구성되어 일부를 축방향으로 이동시킴으로써 금속박 튜브가 상기 심 막대로부터 박리되도록 한 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  75. 제55항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속박 소판의 판 두께에 대한 금속박 튜브 내직경의 비가 1/500 이하가 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속박 튜브의 제조 장치.
  76. 제32항 내지 제54항에 기재된 금속박 튜브의 제조 방법 내지 제55항 내지 제75항에 기재된 금속박 튜브의 제조 장치를 이용하여 얻게 된 것을 특징으로 하는 금속박 튜브.
KR1020057013294A 2003-01-20 2004-01-19 금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치 KR20050100623A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003011015 2003-01-20
JPJP-P-2003-00011015 2003-01-20
JPJP-P-2003-00401052 2003-12-01
JP2003401052A JP2004243410A (ja) 2003-01-20 2003-12-01 金属箔チューブおよびその製造方法並びに製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050100623A true KR20050100623A (ko) 2005-10-19

Family

ID=32775157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057013294A KR20050100623A (ko) 2003-01-20 2004-01-19 금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060150388A1 (ko)
JP (1) JP2004243410A (ko)
KR (1) KR20050100623A (ko)
TW (1) TW200417428A (ko)
WO (1) WO2004065032A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101316261B1 (ko) * 2012-04-10 2013-10-10 주식회사 포스코 심 용접 방법 그리고 용접부를 가지는 강판
KR101582095B1 (ko) * 2014-08-18 2016-01-04 (주) 세화정공 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법
KR102225376B1 (ko) * 2019-12-16 2021-03-09 조재훈 이중관의 용접장치
KR102530167B1 (ko) * 2022-11-24 2023-05-08 양성희 Ｓｕｓ 튜브 내 유리막 브레이징 방법

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2430150A1 (fr) * 2003-06-03 2004-12-03 Cascades Groupe Tissu Inc. Distributrice de papiers en rouleau munie d'un dispositif de reconnaissance de rouleau
US7754344B2 (en) 2004-12-22 2010-07-13 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Ferritic stainless steel welded pipe superior in expandability
US20080277036A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Luxfer Group Limited Method for manufacturing tanks
US8230594B1 (en) * 2009-05-09 2012-07-31 Bossard Peter R System and method for welding small diameter tubes into a high-density matrix
JP5353496B2 (ja) * 2009-07-06 2013-11-27 セイコーエプソン株式会社 搬送ローラーの製造方法及び搬送ローラー
US8278598B2 (en) * 2009-08-14 2012-10-02 Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo, S.L. Methods and systems for resistance spot welding using direct current micro pulses
US8847098B2 (en) 2009-09-03 2014-09-30 Thermal Structures, Inc. Planetary resistance welding device and methods therefor
JP5381961B2 (ja) * 2010-11-10 2014-01-08 株式会社豊田中央研究所 シーム溶接装置及びシーム溶接方法
JP2012189889A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Fuji Xerox Co Ltd 無端ベルト、定着ベルト、定着装置、及び画像形成装置
CN102189360B (zh) * 2011-03-23 2013-10-16 无锡华联精工机械有限公司 槽道型钢与锚钉自动焊接机的导电机构
CA2836874C (en) 2011-05-26 2020-07-14 United Pipelines Asia Pacific Pte Limited Austenitic stainless steel
UA111115C2 (uk) 2012-04-02 2016-03-25 Ейкей Стіл Пропертіс, Інк. Рентабельна феритна нержавіюча сталь
JP6105993B2 (ja) * 2013-03-25 2017-03-29 日新製鋼株式会社 抵抗熱により接合されたステンレス鋼箔製成型品
US9039814B2 (en) 2013-04-18 2015-05-26 Saes Pure Gas, Inc. System and method for welding a plurality of small diameter palladium alloy tubes to a common base plate in a space efficient manner
JP6378471B2 (ja) * 2013-07-18 2018-08-22 日新製鋼株式会社 真空断熱パネル
CN103481017B (zh) * 2013-09-18 2015-11-25 沈阳飞机工业（集团）有限公司 长梁类薄壁零件的高效加工方法
US10240989B2 (en) * 2013-12-30 2019-03-26 Method Electronic, Inc. Magnetoelastic sensor using strain-induced magnetic anisotropy to measure the tension or compression present in a plate
JP6472317B2 (ja) * 2014-04-28 2019-02-20 キヤノン株式会社 金属基材、定着部材及び熱定着装置
JP6379819B2 (ja) * 2014-07-31 2018-08-29 新日鐵住金株式会社 重ね溶接部材、重ね溶接部材の重ね抵抗シーム溶接方法及び重ね溶接部を備える自動車用重ね溶接部材
CN104589066B (zh) * 2014-11-21 2017-05-17 浙江卓驰机械有限公司 衬圈成型焊接机
CN105642711B (zh) * 2015-10-21 2018-05-18 北方工业大学 一种基于悬臂式变高度辊模成形装置的悬臂式变高度辊模成形方法
US10610982B2 (en) * 2015-11-12 2020-04-07 General Electric Company Weld filler metal for superalloys and methods of making
CN105478563B (zh) * 2016-01-20 2017-12-26 江苏科技大学 一种蛋形耐压壳制作装置及制造方法
JP6551940B2 (ja) * 2016-03-30 2019-07-31 日鉄日新製鋼株式会社 屋外用ケーブル保護管の製造方法
CN105904075B (zh) * 2016-04-22 2018-01-23 燕山大学 一种erw管焊缝开口角柔性化闭环控制的实验装置
CN106077175B (zh) * 2016-06-30 2018-04-24 江苏省格来德净水科技有限公司 加工设备
CN107312977B (zh) * 2017-07-19 2018-05-18 广州鑫远金属科技有限公司 水冷滑轨的送粉式激光3d打印制作方法及水冷滑轨
JP6879133B2 (ja) * 2017-09-05 2021-06-02 日本製鉄株式会社 オーステナイト系ステンレス溶接部材
JP7027122B2 (ja) * 2017-10-27 2022-03-01 シロキ工業株式会社 車両用ドアサッシュのシーム溶接方法
US11207722B2 (en) * 2018-09-10 2021-12-28 Amsted Rail Company, Inc. Systems and methods for manufacturing a ring from a metal sheet
GB201815121D0 (en) 2018-09-17 2018-10-31 Crown Packaging Technology Inc Welding of can bodies
CA3162004A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 Cascade Corporation Connection between forks and hangers on forks
CN112296547A (zh) * 2020-11-03 2021-02-02 重庆长江电工工业集团有限公司 一种子弹盒片材焊接装置以及子弹盒片材焊接方法
KR102456491B1 (ko) * 2020-11-06 2022-10-20 한국생산기술연구원 딥러닝 기반 깡통 용접 불량 검출 시스템과 이를 이용한 불량 검출 방법
CN113695436B (zh) * 2021-09-03 2023-08-01 广西恒达电机科技有限公司 一种电机线圈并头套自动加工装置
CN114622144A (zh) * 2022-04-15 2022-06-14 威海多特瑞自动化设备有限公司 一种抗腐蚀一体成型涡街流量计壳体材料及其加工工艺
CN116532905B (zh) * 2023-07-07 2023-09-01 西安航宇动力控制科技有限公司 一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02197318A (ja) * 1989-01-25 1990-08-03 Nippon Steel Corp 薄肉金属管の製造方法
JPH0762171B2 (ja) * 1989-07-28 1995-07-05 新日本製鐵株式会社 伸線性ならびに冷間圧延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法
JPH08146804A (ja) * 1994-11-15 1996-06-07 Brother Ind Ltd 定着用加熱ローラ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101316261B1 (ko) * 2012-04-10 2013-10-10 주식회사 포스코 심 용접 방법 그리고 용접부를 가지는 강판
KR101582095B1 (ko) * 2014-08-18 2016-01-04 (주) 세화정공 직선 자동 용접장치를 이용한 용접방법
KR102225376B1 (ko) * 2019-12-16 2021-03-09 조재훈 이중관의 용접장치
KR102530167B1 (ko) * 2022-11-24 2023-05-08 양성희 Ｓｕｓ 튜브 내 유리막 브레이징 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20060150388A1 (en) 2006-07-13
WO2004065032A1 (ja) 2004-08-05
JP2004243410A (ja) 2004-09-02
TW200417428A (en) 2004-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050100623A (ko) 금속박 튜브 및 그 제조 방법 및 제조 장치
US6515250B2 (en) Electric joining method and apparatus and a joined unit of members
EP1637270B1 (en) Method of liquid phase diffusion bonding of metallic machine parts
US11745287B2 (en) Metal material solid-phase bonding method and solid-phase bonding device
CN1738687A (zh) 金属箔管及其制造方法与制造装置
JP2001153509A (ja) オーガの製造方法
JPH07189852A (ja) 電磁アクチュエータおよびその製造方法
JP2004114146A (ja) 圧入接合構造及び圧入接合方法
EP4119277A1 (en) Solid-phase spot-welding method and solid-phase spot-welding device
US4499643A (en) Process for manufacturing a piston ring
JP5686582B2 (ja) アクスルケースの製造方法
JP6225717B2 (ja) 溶接継手の形成方法
JP3115982B2 (ja) 電着ドラム用チタンリングの製造方法
EP3546601B1 (en) Method of producing endless metal ring
JP4440229B2 (ja) 圧入接合方法
JP2002339094A (ja) 電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法およびその装置
CN117863666A (zh) 滑动构件及其制造方法
JP2004195520A (ja) 圧入接合構造及び圧入接合方法
JP2021159919A (ja) 接合部材の製造方法
JPH11342478A (ja) 溶射皮膜の接合方法及び該方法で製造された連続鋳造用鋳型
JPH08281458A (ja) オーステナイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法
JP2003145207A (ja) ロール胴体及びその製造方法
JPH07115051B2 (ja) 圧延ロール用複合スリーブの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee