TW201836742A - 帶狀金屬材、縱割方法及帶狀材之蛇行測量方法 - Google Patents

帶狀金屬材、縱割方法及帶狀材之蛇行測量方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種縱割後具有較高平行度之帶狀金屬材及獲得此種帶狀金屬材之縱割方法，並且提供一種合理地測量帶狀材之蛇行之方法。
本發明係一種帶狀金屬材及縱割方法以及帶狀材之蛇行測量方法，該帶狀金屬材之特徵在於：使直尺接觸於帶狀金屬材之長度方向之側面，以長度50mm為單位測量直尺與帶狀金屬材之和長度方向成直角之方向的間隙時，該帶狀金屬材之長度方向上每1m之上述間隙之最大值為0.12mm以下。

Description

帶狀金屬材、縱割方法及帶狀材之蛇行測量方法
本發明係關於一種帶狀金屬材、將金屬素材沿著長度方向連續切斷成特定寬度而用以獲得帶狀金屬材之縱割方法以及帶狀材之蛇行測量方法。
於軟鋼、銅、銅合金、不鏽鋼等金屬素材之生產線上，金屬素材一面於長度方向上被搬送一面藉由軋壓步驟製成最終板厚，然後根據使用者之期望被縱割分割成特定帶寬，且分別捲取成線圈狀而被出貨。作為將金屬素材縱割成特定寬度之方法，通常進行使金屬素材通過具有上下配置之圓刀切割器之縱割機之間的方法。
若要被縱割前之金屬素材之形狀為起伏而非平坦，則被縱割後之帶狀金屬材之兩側邊緣不呈平行直線狀，而顯示為如圖2所示之具有彎曲之形狀。若為此種具有彎曲之形狀，則不適合於要求嚴格之尺寸精度之用途。例如於自帶狀金屬材藉由蝕刻形狀加工引線框架之情形時，若彎曲較大，則難以按照固定間隔利用壓製步驟進行開孔，而導致製品良率顯著降低。
作為防止彎曲之方法，已知有如下方法：於金屬素材通過縱割機之前，自金屬素材之兩側壓抵沿搬送方向呈直線狀排列之導輥(例如：專利文獻1)。
又，專利文獻2中記載有銅帶板之縱割裝置，其係將銅帶板於長度方向上切斷者，具有：退繞旋轉裝置，其送出銅帶板；多個上圓盤切割器及 下圓盤切割器，其等對銅帶板以將其於厚度方向不完全分離之程度實施剪切加工；按壓輥，其將被實施過剪切加工之銅帶板於厚度方向上按壓而將其完全分離切斷；及捲取旋轉裝置，其捲取被分離切斷之細銅帶板；且上圓盤切割器及下圓盤切割器之刀頭部係由下述局部錐形刀頭部構成，該局部錐形刀頭部包括與銅帶板之接觸角度為0°之平坦部及形成於平坦部之延長線上之與銅帶板之角度為5~30°之傾斜部；作為該發明之附屬效果，被縱割之細銅帶板之彎曲量亦變小。
此處，彎曲量之測量通常依據JIS H 3100(2012)進行測量，具體而言，如圖2所示，稱為任意部位之相對於基準長度1000mm之弧之深度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-109217號公報
[專利文獻2]日本特開2013-237116號公報
然而，上述手段中，依然未能完全解決壓製步驟中之製品良率降低之課題。進而，本發明人等發現：即使降低根據上述JIS基準所測量之彎曲量，亦存在無法消除壓製步驟中之異常之課題之情形。
並且，本發明者等人進一步潛心研究之結果發現：於沿著長度方向將金屬素材連續切斷成特定寬度而獲得帶狀金屬材時，產生寬度方向及垂直方向之微振動，藉此帶狀金屬材以微小週期蛇行。該微小週期之蛇行(以下稱為「微小蛇行起伏」)存在根據上述JIS基準無法檢測之情形，其結果，存在即使減小根 據上述JIS基準所測量之彎曲量，亦無法獲得適於壓製步驟之帶狀金屬材之情形。
因此，需要有抑制了該微小蛇行起伏之平行度較高之帶狀金屬材、及用以獲得此種帶狀金屬材之縱割方法。又，除上述JIS基準以外，需要反映出因縱割時之微振動所產生之微小蛇行起伏之合理的測量方法。
即，帶狀金屬材具有根據JIS基準所測量之彎曲量及微小蛇行起伏之兩者。因此，即使能夠製造根據JIS基準所測量之彎曲量為零者，微小蛇行起伏亦不為零。
其原因在於，根據JIS基準所測量之彎曲量與微小蛇行起伏中，所產生之原因體系不同。亦即，根據JIS基準所測量之彎曲之產生起因於縱割前之素材之形狀。並且，縱割前之素材之形狀受到精冷軋步驟或精軋步驟之後之形狀矯正步驟或者弛力退火步驟之影響。另一方面，微小蛇行起伏之產生如上所述，起因於縱割機設備及縱割方法。
因此，本發明之課題在於提供一種縱割後具有較高平行度之帶狀金屬材及用以獲得此種帶狀金屬材之縱割方法，並且提供一種合理地測量帶狀材之微小蛇行起伏之方法。
本發明包含如下形態。
(1)一種帶狀金屬材，其使直尺接觸於帶狀金屬材之長度方向之側面，以長度50mm為單位測量直尺與帶狀金屬材之和長度方向成直角之方向之間隙時，該帶狀金屬材之長度方向上每1m之上述間隙之最大值為0.12mm以下。
(2)如(1)所述之帶狀金屬材，其中，長度方向上每1m之彎曲量為0.03mm以下。
(3)如(1)或(2)所述之帶狀金屬材，其中，上述帶狀金屬材為銅或 銅合金之帶狀金屬材。
(4)一種方法，其係將金屬素材一面於長度方向上搬送一面縱割成特定帶寬之方法，包括實施縱割步驟及以下之(i)~(iii)之步驟；該縱割步驟係使用下述縱割機將金屬素材縱割成特定帶寬，該縱割機具有用以將於長度方向上被搬送之金屬素材之兩側之邊緣區域切除的兩對圓刀切割器、及配置於上述兩對圓刀切割器之各內側且用以將上述金屬素材切斷成特定寬度的至少一對圓刀切割器；(i)~(iii)之步驟如下：(i)上述縱割步驟之前，將於長度方向上被搬送之金屬素材之移動限制於自圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之至少1倍之位置之區域中，自兩側限制金屬素材之穿過方向；(ii)上述縱割步驟之前，自正反方向將於長度方向上被搬送之金屬素材之移動限制於自圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之至少1倍之位置之區域中；(iii)上述縱割步驟之後，以至少一處以上之位置自正反方向將上述縱割後之金屬素材之移動限制於自圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之3倍之位置之區域中。
(5)如(4)所述之方法，其進而包括如下步驟：於實施自兩側及正反方向限制於長度方向上被搬送之金屬素材之移動之步驟前，對金屬素材進行校平矯正。
(6)一種蛇行測量方法，其係帶狀材之蛇行測量方法，其特徵在於：使直尺接觸於被切取成長度方向固定長度之帶狀材側面，以固定長度之間距為單位測量直尺與帶狀材之和長度方向成直角之方向之間隙。
(7)如(6)所述之蛇行測量方法，其中，上述間距為帶狀材長度之十分之一以下。
根據本發明，能夠獲得抑制了蛇行之平行度較高之帶狀金屬材，能夠有效抑制上述壓製步驟中之異常。
110a、110b‧‧‧前段之蛇行防止板
120‧‧‧蛇行防止用導輥
130‧‧‧縱割機
140a、140b、160a、160b、170a、170b‧‧‧後段之蛇行防止板
150b‧‧‧重物
200‧‧‧金屬素材
203‧‧‧測量台
204‧‧‧基準直尺
208‧‧‧間隔件
210‧‧‧測量孔
250‧‧‧帶狀材
圖1係表示帶狀金屬材蛇行之狀態之示意圖。
圖2係表示JIS H 3100(2012)中之彎曲量之測量方法之圖。
圖3係表示本發明之一實施形態之縱割機設備之構成之示意圖。
圖4係表示本發明之一實施形態之帶狀材之蛇行測量方法之圖。
(帶狀金屬材)
作為帶狀金屬材之種類，並無特別限制，可列舉例如鋼、銅、銅合金、不鏽鋼等。
此處，重要的是，使直尺接觸於帶狀金屬材之長度方向之側面並以長度50mm為單位測量直尺與帶狀金屬材之與長度方向成直角之方向之間隙時，該帶狀金屬材之長度方向上每1m之上述間隙之最大值為0.12mm以下。
如上所述，沿著長度方向將金屬素材連續切斷成特定寬度而獲得帶狀金屬材時，產生寬度方向及垂直方向之微振動，藉此帶狀金屬材蛇行。此種因微振動所產生之蛇行未必表現為帶狀金屬材之彎曲，故存在JIS H 3100(2012)中之彎曲量之測量方法無法準確地測量之情形。為了準確地評價此種蛇行，必須相較JIS H 3100(2012)中之方法增加測量點。因此，本發明設定為，使直尺接觸於帶狀金屬材之長度方向之側面並以長度50mm為單位測量直尺與帶狀金屬材之與長度方向成直角之方向之間隙時，該帶狀金屬材之長度方向上每1m 之上述間隙之最大值為0.12mm以下。藉此能夠自多數之測量點獲得間隙之值，能夠準確地反映因微振動所產生之蛇行。其結果，能夠確實地提供適於其後之壓製步驟等之帶狀金屬材。
測量上述間隙之最大值之方法之詳細內容將於下文敍述。
又，較佳為如下帶狀金屬材：滿足上述條件，並且長度方向上每1m之彎曲量為0.03mm以下。該彎曲量係藉由JIS H 3100(2012)中之彎曲量之測量方法而獲得之值。藉此，能夠進一步確實地保證帶狀金屬材之品質。
若帶狀金屬材之拉伸強度為600MPa以上，則可謂具有作為電氣電子零件之素材所必需之強度。亦存在若拉伸強度超過950MPa則加工變得困難之情形，故較佳為950MPa以下。又，自同樣地兼顧強度及加工性之觀點而言，帶狀金屬材之維氏硬度較佳為設為180~300。
其次，一面參照圖式一面說明本發明之縱割機設備及縱割方法。圖3中顯示有表示本實施形態之縱割機設備(100)之構成之示意圖。自開卷機(pay-off reel)(未圖示)捲出之長條之金屬素材(200)一面於長度方向上被搬送一面於縱割機(130)中被縱割分割成所需帶寬。分割後，金屬素材(200)能夠分別藉由張力輥(未圖示)捲取成線圈狀。雖未圖示，但金屬素材(200)能夠於縱割機設備(100)之前段及後段呈環狀鬆弛。藉此，容易調整金屬素材(200)之搬送速度。
作為縱割之金屬素材(200)之種類，並無特別限制，可列舉例如軟鋼、銅、銅合金、不鏽鋼等。就獲得縱割後具有較高平行度之金屬素材(200)之方面而言，較理想為於金屬素材(200)進入縱割機(130)之前，預先藉由校平輥等進行校平矯正而提高平坦度。金屬素材之厚度較佳為設為0.10~0.16mm。若未達0.10mm，則強度較低，很難以金屬單獨體使用而需要與樹脂等貼合。若超過0.16mm，則於彎曲加工中必須將彎曲半徑設定得較 大，而不適合於電氣電子零件之小型化。又，縱割後之帶狀金屬材之寬度較佳為設定為100~200mm。若未達100mm則生產性較差，若超過200mm則難以於整個寬度進行品質穩定之壓製加工。
(導輥)
於縱割機(130)之前段，在搬送中之金屬素材(200)之兩側設置有導輥(120)。導輥(120)係用以藉由自兩側限制金屬素材(200)之穿過方向而防止蛇行之裝置。當搬送中之金屬素材(200)開始蛇行時，藉由使金屬素材(200)之側面抵接於導輥(120)之側面而阻止蛇行並於特定之穿過方向上矯正。導輥(120)之旋轉軸與金屬素材(200)之正反方向平行，藉此金屬素材(200)抵接於導輥(120)時之導輥之旋轉方向與金屬素材(200)之穿過方向一致。藉此能夠降低金屬素材(200)與導輥(120)之間之摩擦。為了確保蛇行防止效果，導輥(120)必須配置於下述縱割機之圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之至少1倍之位置之區域內。為了提高蛇行防止效果，導輥(120)較佳為於各側呈直線狀排列多個。又，導輥(120)較佳為成對設置於金屬素材(200)之對向之兩側。
(縱割機前段之蛇行防止板)
但是，若僅僅設置導輥(120)則蛇行防止效果有限，無法高水平地阻止蛇行。又，僅藉由導輥(120)無法限制金屬素材(200)向上下方向移動，故亦存在產生起伏或金屬素材(200)越過導輥(120)之情形。因此，有效的是，於縱割機(130)之前段，進而設置用以自上下按壓金屬素材(200)之一對蛇行防止板(110a、110b)作為蛇行防止手段。自防止蛇行、防止起伏、防止越過導輥(120)之觀點而言，較佳為設置導輥(120)與蛇行防止板(110a、110b)之穿過方向之長度範圍至少部分重疊。可將下側之蛇行防止板(110b)鋪在適當之基座或地板上，其上以夾著搬送中之金屬素材(200)之 方式載置上側之蛇行防止板(110a)。藉由除導輥(120)以外亦設置蛇行防止板(110a、110b)，而抑制金屬素材(200)之蛇行、起伏及越過導輥，故能夠使基材以更平坦之狀態進入縱割步驟。為了確保蛇行防止效果，蛇行防止板(110a、110b)必須配置於下述縱割機之圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之至少1倍之位置之區域內。
較佳為於蛇行防止板(110a、110b)之與金屬素材(200)接觸之面貼附市售之不織布等摩擦阻力較低之材質之片材，以便不會對金屬素材(200)造成損傷，且不使搬送阻力變大。蛇行防止板(110a、110b)對金屬素材(200)之按壓力兼顧蛇行防止效果進行適當設定即可，即使為將蛇行防止板(110a、110b)製成膠合板之時之自身重量程度亦可獲得充分之效果。於蛇行防止板之自身重量無法充分獲得蛇行防止效果之情形時，亦可於蛇行防止板之上進而放置重物。
就提高蛇行防止效果之觀點而言，較佳為蛇行防止板(110a、110b)之寬度設為金屬素材(200)之寬度以上，且以遍及金屬素材(200)之整個寬度方向按壓金屬素材(200)之方式設置。蛇行防止板(110a、110b)之穿過方向之長度兼顧蛇行防止效果進行適當設定即可。上下之蛇行防止板(110a、110b)亦可分別由一片構成，還可藉由於搬送方向排列多片而構成。具體而言，蛇行防止板(110a、110b)之穿過方向之長度較佳為設為500~800mm。
(縱割機)
參照圖3，於一實施形態中，縱割機(130)可具有：上下兩對圓刀切割器，其等用以切除於長度方向上被搬送之金屬素材之兩側之邊緣區域；及至少上下一對圓刀切割器，其等配置於上述兩對圓刀切割器之各內側，用以將上述金屬素材切斷成特定寬度。
(縱割機後段之蛇行防止板)
為了顯著提高縱割後之金屬素材(200)之平行度，有效的是，於縱割機(130)之後段亦設置蛇行防止板(140a、140b、160a、160b、170a、170b)。藉由防止縱割後之金屬素材(200)之蛇行而可防止縱割後之金屬素材(200)重疊，且防止縱割後之金屬素材(200)蛇行亦有助於縱割前及縱割中之金屬素材(200)之蛇行防止。為了確保蛇行防止效果，蛇行防止板(140a、140b、160a、160b、170a、170b)必須配置於自縱割機之圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之3倍以上之位置之區域內。於蛇行防止板(140a、140b、160a、160b、170a、170b)之自身重量無法充分獲得蛇行防止效果之情形時，亦可於蛇行防止板之上進而放置重物(150)。蛇行防止板(140a、140b、160a、160b、170a、170b)之較佳之態樣與縱割機(130)前段之蛇行防止板(110a、110b)相同，故省略說明。
其次，對本發明之帶狀材之蛇行測量方法進行說明。當測量帶狀材之蛇行時，使直尺接觸於被切取成長度方向固定長度之帶狀材側面，以固定長度之間距為單位測量該直尺與該帶狀材之與長度方向成直角之方向之間隙。藉此，能夠有效地將因縱割時之微振動所產生之蛇行反映於測量結果。例如，能夠以帶狀材長度之十分之一以下之長度設定間距，測量10點以上，將獲得之值之最大值設為蛇行之指標值，將該最大值為固定指標以下者設為合格。
例如，如圖4所示，於具有用以載置帶狀材(250)之平面、及於該平面上沿著測量方向以特定之間距所設置之多個測量孔(210)之測量台(203)上，以部分蓋住各測量孔之方式沿著測量方向於上述測量台(203)上載置基準直尺(204)，可測量各測量孔(210)中之基準直尺(204)與帶狀材(250)之間隙。此處，為了容易地測量基準直尺(204)與帶狀材(250)之間隙，亦可使帶狀材(250)與基準直尺(204)相隔能夠部分蓋住各測量孔之距離地沿著測量方向配置間隔件(208)。於配置該間隔件(208)之情形 時，基準直尺(204)與帶狀材(250)之間隙之實際值係由測量值減去間隔件(208)之偏距所獲得之值。
本發明之帶狀材之蛇行測量方法能夠適用於本發明之帶狀金屬材。又，本發明之帶狀材之蛇行測量方法只要為長條狀之帶狀材則能夠適用，亦可未必應用於帶狀金屬材。
[實施例]
以下表示本發明之實施例，實施例係為了更好地理解本發明及其優點而提供者，並不意圖限定發明。
針對具有表1所示之拉伸強度、維氏硬度、板厚及板寬之金屬素材之卡遜銅合金(2~4質量%Ni-0.4~1.0質量%Si-Cu)，使用具有圖3所示之構造之縱割機設備，對金屬素材進行縱割加工。關於各實施例及發明例，縱割機前段之蛇行防止板之長度(110a、110b)、有無縱割機後段之蛇行防止板(140a、140b、160a、160b、170a、170b)、縱割後帶狀金屬材之寬度亦如表1所述進行調節。
縱割機設備之操作條件如下。
導輥(120)：於穿過方向直線狀設置於兩側。設置導輥之區域設為與設置前段之蛇行防止板(110a、110b)之區域相同。
前段之蛇行防止板(110a、110b)：於與金屬素材相接之面貼附市售之不織布之膠合板。以不產生擦傷之方式調整重量。
後段之蛇行防止板(140a、140b、160a、160b、170a、170b)：於與金屬素材相接之面貼附市售製造之不織布之膠合板。以不產生擦傷之方式調整重量。
重物(150)：以不產生擦傷之方式調整重量。
各實施例及比較例之評價如下進行。
<拉伸強度>
藉由拉伸試驗機根據JIS-Z2241測量與軋壓方向平行之方向上之拉伸強度。
<維氏硬度>
根據JIS-Z-2244(2009)以負載：0.098N進行顯微維氏硬度試驗，測量顯微維氏硬度。
<彎曲>
依據JIS H 3100(2012)進行測量。
<微小蛇行起伏>
沿著縱割後之帶狀金屬材之長度方向切除1m，使直尺接觸於其長度方向之側面，以長度50mm為單位測量直尺與帶狀金屬材之與長度方向成直角之方向之間隙，將其最大值設為微小蛇行起伏之值。
<有無壓製異常>
如圖2所示，依序進行以移行間距(移行長度)製作引導孔之步驟、以移行間距(移行長度)輸送材料之步驟、以移行間距(移行長度)使定位衝頭插入引導孔之步驟，藉由重複該一連串之動作而進行連續輸送帶狀金屬帶之壓製試驗。於壓製試驗中，以如下方式判定有異常及無異常。
‧有壓製異常：停止帶狀金屬帶之輸送。
‧有壓製異常：壓製後之帶狀金屬帶之邊緣因與壓製機構造部接觸而變形。
‧有壓製異常：於壓製後之帶狀金屬帶之邊緣產生因與壓製機構造部接觸所導致之損傷。
‧無壓製異常：未發現任何上述停止、變形及損傷。
實施例1~11因蛇行之值為0.12mm以下，故其後之壓製步驟中無異常。彎曲之值亦能夠抑制為0.03mm以下。
另一方面，比較例1~6因蛇行之值超過0.13mm，故其後之壓製步驟中產生異常。尤其於比較例1~3中，可知由於彎曲之值處於較低之水準，但蛇行之值較高，故無法抑制壓製步驟中之異常。

Claims (7)

  1. 一種帶狀金屬材，其使直尺接觸於帶狀金屬材之長度方向之側面，以長度50mm為單位測量直尺與帶狀金屬材之和長度方向成直角之方向的間隙時，該帶狀金屬材之長度方向上每1m之上述間隙之最大值為0.12mm以下。
  2. 如請求項1所述之帶狀金屬材，其中，長度方向上每1m之彎曲量為0.03mm以下。
  3. 如請求項1或2所述之帶狀金屬材，其中，上述帶狀金屬材為銅或銅合金之帶狀金屬材。
  4. 一種方法，其係將金屬素材一面於長度方向上搬送一面縱割成特定帶寬之方法，包括實施縱割步驟及以下之(1)~(3)之步驟：該縱割步驟係使用下述縱割機將金屬素材縱割成特定帶寬，該縱割機具有用以將於長度方向上被搬送之金屬素材之兩側之邊緣區域切除的兩對圓刀切割器、及配置於上述兩對圓刀切割器之各內側且用以將上述金屬素材切斷成特定寬度的至少一對圓刀切割器；(1)~(3)之步驟如下：(1)上述縱割步驟之前，將於長度方向上被搬送之金屬素材之移動限制於自圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之至少1倍之位置之區域中，自兩側限制金屬素材之穿過方向；(2)上述縱割步驟之前，自正反方向將於長度方向上被搬送之金屬素材之移動限制於自圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之至少1倍之位置之區域中；(3)上述縱割步驟之後，以至少一處以上之位置自正反方向將上述縱割後之金屬素材之移動限制於自圓刀切割器之位置至金屬素材寬度之3倍之位置 之區域中。
  5. 如請求項4所述之方法，其進而包括如下步驟：於實施自兩側及正反方向限制於長度方向上被搬送之金屬素材之移動之步驟之前，對金屬素材進行校平矯正。
  6. 一種蛇行測量方法，其係帶狀材之蛇行測量方法，其特徵在於：使直尺接觸於被切取成長度方向固定長度之帶狀材側面，以固定長度之間距為單位測量直尺與帶狀材之和長度方向成直角之方向之間隙。
  7. 如請求項6所述之蛇行測量方法，其中，上述間距為帶狀材長度之十分之一以下。
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