JPH0481206A - 硬質・脆性材料の加工法 - Google Patents
硬質・脆性材料の加工法Info
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- JPH0481206A JPH0481206A JP19224890A JP19224890A JPH0481206A JP H0481206 A JPH0481206 A JP H0481206A JP 19224890 A JP19224890 A JP 19224890A JP 19224890 A JP19224890 A JP 19224890A JP H0481206 A JPH0481206 A JP H0481206A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
-
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、金属間化合物の様に硬質且つ脆弱で延性の乏
しい難加工性材料（以下、硬脆材料ということがある）
を金属カプセルに封入して圧延するカプセル圧延法の改
良に関し、特に圧延工程中のカプセル材の膨れ現象を防
止し空隙欠陥のない健全な圧延品が得られる様に改善さ
れた加工法に関するものである。
しい難加工性材料（以下、硬脆材料ということがある）
を金属カプセルに封入して圧延するカプセル圧延法の改
良に関し、特に圧延工程中のカプセル材の膨れ現象を防
止し空隙欠陥のない健全な圧延品が得られる様に改善さ
れた加工法に関するものである。
［従来の技術］
上記の様な硬脆材料を圧延する方法の１つとしてカプセ
ル圧延法が知られている。この方法は、硬脆材料を軟鋼
等からなる金属カプセルに封入して圧延する方法であり
、カプセル内に封入された硬脆材料は圧延加重を受ける
に当たってカプセルによる静水圧成分の作用を受けるた
め、材料が破断したり割れ等を生ずることなく、シかも
材料内部の微細な空隙欠陥が閉鎖・圧着され、健全な製
品を得ることができる。
ル圧延法が知られている。この方法は、硬脆材料を軟鋼
等からなる金属カプセルに封入して圧延する方法であり
、カプセル内に封入された硬脆材料は圧延加重を受ける
に当たってカプセルによる静水圧成分の作用を受けるた
め、材料が破断したり割れ等を生ずることなく、シかも
材料内部の微細な空隙欠陥が閉鎖・圧着され、健全な製
品を得ることができる。
たとえば第１図はカプセル圧延工程を例示する説明図、
第２図（八） 、 （Ｂ） 、 （ｆ：）は第１図にお
けるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の各断面相当図であ
る。図中１は圧延ロール、２はカプセル圧延材、２ａは
硬脆材料、２ｂはカプセル材を夫々示しており、硬脆材
料２ａはカプセル材２ｂに封入され、圧延時の圧下変形
に際して静水圧成分の作用を全方向から均等に受けつつ
圧延される。
第２図（八） 、 （Ｂ） 、 （ｆ：）は第１図にお
けるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の各断面相当図であ
る。図中１は圧延ロール、２はカプセル圧延材、２ａは
硬脆材料、２ｂはカプセル材を夫々示しており、硬脆材
料２ａはカプセル材２ｂに封入され、圧延時の圧下変形
に際して静水圧成分の作用を全方向から均等に受けつつ
圧延される。
［発明が解決しようとする課題］
ところで圧延時における上記静水圧成分は、硬脆材料２
ａを取り開むカプセル材２ｂによって与えられるもので
あるが、たとえば第２図（Ｂ）に破線で示す如くカプセ
ル材２ｂが圧延時の内圧に抗しきれなくなって膨れ現象
を起こすと、圧延部における静水圧成分が維持できなく
なり、硬脆材料が圧着不足となって空隙が残ったり内部
割れを生じる。従ってこうした問題を無くす為には、圧
延時の圧下条件等を考慮しつつカプセル材２ｂの肉厚等
を適正に設計しなければならない。この場合、カプセル
材２ｂを十分厚肉のものにしてやれば前述の様な膨れ現
象を生じることはないが、厚肉にしすぎると加工効率が
低下するばかりでなく、満足な静水圧成分が得られなく
なるという問題が生じてくる。それ故、圧延工程で必要
な静水圧成分を維持しつつ、硬脆材料を十分に圧密化し
て空隙欠陥のない製品を得るには、圧下条件やカプセル
材の設計条件等について何らかの基準を明確にしておく
ことが望まれる。
ａを取り開むカプセル材２ｂによって与えられるもので
あるが、たとえば第２図（Ｂ）に破線で示す如くカプセ
ル材２ｂが圧延時の内圧に抗しきれなくなって膨れ現象
を起こすと、圧延部における静水圧成分が維持できなく
なり、硬脆材料が圧着不足となって空隙が残ったり内部
割れを生じる。従ってこうした問題を無くす為には、圧
延時の圧下条件等を考慮しつつカプセル材２ｂの肉厚等
を適正に設計しなければならない。この場合、カプセル
材２ｂを十分厚肉のものにしてやれば前述の様な膨れ現
象を生じることはないが、厚肉にしすぎると加工効率が
低下するばかりでなく、満足な静水圧成分が得られなく
なるという問題が生じてくる。それ故、圧延工程で必要
な静水圧成分を維持しつつ、硬脆材料を十分に圧密化し
て空隙欠陥のない製品を得るには、圧下条件やカプセル
材の設計条件等について何らかの基準を明確にしておく
ことが望まれる。
尚特公昭５４−４２９５１号公報には、ユニバーサルミ
ルを用いた未凝固鋼塊の分塊圧延で、凝固シェルの膨れ
現象を防止する為の条件として、幅方向および厚さ方向
の圧下率とスラブ厚さの関係を定める技術が開示されて
いるが、カプセル圧延における圧延条件やカプセル材の
設計条件について定めたものはない。
ルを用いた未凝固鋼塊の分塊圧延で、凝固シェルの膨れ
現象を防止する為の条件として、幅方向および厚さ方向
の圧下率とスラブ厚さの関係を定める技術が開示されて
いるが、カプセル圧延における圧延条件やカプセル材の
設計条件について定めたものはない。
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであっ
て、その目的は、カプセル圧延においてカプセル材に膨
れ現象を生じさせることなく、硬脆材料内部の空隙を確
実に閉鎖・圧着して健全な圧延製品が得られる様な圧延
条件およびカプセル材の設計条件を明確にしようとする
ものである。
て、その目的は、カプセル圧延においてカプセル材に膨
れ現象を生じさせることなく、硬脆材料内部の空隙を確
実に閉鎖・圧着して健全な圧延製品が得られる様な圧延
条件およびカプセル材の設計条件を明確にしようとする
ものである。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決することのできた本発明の構成は、硬質
・脆性材料を金属カプセルに封入して圧延するに当たり
、下記［Ｉ１式および［１１］式の要件を満たす条件で
圧延する ・ （Ｉ Ｈ＋／Ｈｏ）≧１．５ −［１コＨ。
・脆性材料を金属カプセルに封入して圧延するに当たり
、下記［Ｉ１式および［１１］式の要件を満たす条件で
圧延する ・ （Ｉ Ｈ＋／Ｈｏ）≧１．５ −［１コＨ。
ｔ／ＪＺ ≧０．１ ・・・［
Ｉ！］但し、ｐ ：圧延ロール径（ｍｍ） Ｈｏ ＝硬質・脆性材料の封入されたカプセル全体の初
期厚み、 Ｈｌ ；同カプセル全体の圧延ロール出側厚み ｔ ：金属カプセルの板厚 Ｌ ：カプセル内に封入された硬質・脆性材料の幅 ところに要旨を有するものである。
Ｉ！］但し、ｐ ：圧延ロール径（ｍｍ） Ｈｏ ＝硬質・脆性材料の封入されたカプセル全体の初
期厚み、 Ｈｌ ；同カプセル全体の圧延ロール出側厚み ｔ ：金属カプセルの板厚 Ｌ ：カプセル内に封入された硬質・脆性材料の幅 ところに要旨を有するものである。
［作用および実施例］
カプセル圧延に当たり、圧延によって内部材（硬脆材料
）の変形部に生ずる最大静水圧応力は、たとえば第３図
に示す如く比ロール径［Ｄ／ＨＯ］（但しＤは圧延ロー
ルの直径、Ｈ。
）の変形部に生ずる最大静水圧応力は、たとえば第３図
に示す如く比ロール径［Ｄ／ＨＯ］（但しＤは圧延ロー
ルの直径、Ｈ。
はカプセル圧延材の肉厚を示す）および圧下率初期厚み
、Ｈｌはカプセル圧延材の圧延ロール出側厚みを示す）
が大きくなるほど増大してくる。
、Ｈｌはカプセル圧延材の圧延ロール出側厚みを示す）
が大きくなるほど増大してくる。
そしてカプセル材の強度が該変形部における硬脆材料の
圧力に抗しきれなくなると、前記第２図（Ｂ）の破線で
示した様に圧延部の直上流側においてカプセル材が膨れ
現象を起こし、変形部の静水圧成分が維持できなくなっ
て圧着不足となり、健全な圧延製品が得られなくなる。
圧力に抗しきれなくなると、前記第２図（Ｂ）の破線で
示した様に圧延部の直上流側においてカプセル材が膨れ
現象を起こし、変形部の静水圧成分が維持できなくなっ
て圧着不足となり、健全な圧延製品が得られなくなる。
一方ロール圧延においては、被圧延材は圧延によってロ
ール回転方向（即ち圧延材の進行方向）に引き延ばされ
、幅方向にはあまり広がらないので、カプセル材の幅方
向の変形を無視すると、カプセル材に生じることのある
上記の膨れ現象は、近似的に第２図（Ａ）に示した様な
２次元断面でＡ、Ｂ両端支持弾性梁の変形によって生ず
るものと考えることができる。そして梁のたわみ量（δ
）は（Ｌ／Ｔ）３ （但し、Ｌは梁の長さ、Ｔは梁の厚
み）に比例し、且つ梁材のヤング率（Ｅ）に逆比例する
ので、これをカプセル材の膨れ現象に当てはめると、該
膨れによる変形量（δ）は、カプセル内に封入された硬
脆材料の幅（ｊＺ）とカプセルの圧延方向板厚（１）の
比（ｆｌ／ｌ）に大きく左右され、膨れ現象を阻止する
には、（ｔ／Ｕ）をカプセル材の設計基準として取り入
れることが有効であると考えられる。
ール回転方向（即ち圧延材の進行方向）に引き延ばされ
、幅方向にはあまり広がらないので、カプセル材の幅方
向の変形を無視すると、カプセル材に生じることのある
上記の膨れ現象は、近似的に第２図（Ａ）に示した様な
２次元断面でＡ、Ｂ両端支持弾性梁の変形によって生ず
るものと考えることができる。そして梁のたわみ量（δ
）は（Ｌ／Ｔ）３ （但し、Ｌは梁の長さ、Ｔは梁の厚
み）に比例し、且つ梁材のヤング率（Ｅ）に逆比例する
ので、これをカプセル材の膨れ現象に当てはめると、該
膨れによる変形量（δ）は、カプセル内に封入された硬
脆材料の幅（ｊＺ）とカプセルの圧延方向板厚（１）の
比（ｆｌ／ｌ）に大きく左右され、膨れ現象を阻止する
には、（ｔ／Ｕ）をカプセル材の設計基準として取り入
れることが有効であると考えられる。
そこで本発明者らは上記の様な知見を活用しカプセル圧
延における圧延条件およびカプセル材の設計条件を定め
るための基準として（Ｄ／Ｈａ）・し、これらの値を種
々変えたときに、カプセル圧延製品の品質がどの様にか
わってくるかを実験によって調べた。
延における圧延条件およびカプセル材の設計条件を定め
るための基準として（Ｄ／Ｈａ）・し、これらの値を種
々変えたときに、カプセル圧延製品の品質がどの様にか
わってくるかを実験によって調べた。
尚実験条件は次の通りとした。
カプセル材：普通鋼
硬脆材料 ： Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系、 Ｆｅ−５ｔ−Ａｌ
系。
系。
Ｆｅ−１’、Ｓｎ粉末
カプセル圧延材：２０〜２００ｍｍ高、カプセルの板厚
４〜４０ｍｍ、長さ３００〜 １００ｍｍの普通鋼製カプセル 内に上記の硬脆材料（幅２０〜 １００）を封入してなる成形体 圧延条件 ：圧延ロール径・・・５００ＩＩ１ｍ圧下率
・・・１０〜５０％ 圧延温度・・・８００〜１２５０℃ 結果を第４図に示す。尚第４図における符号の意味は下
記第１表に示す通りである。
４〜４０ｍｍ、長さ３００〜 １００ｍｍの普通鋼製カプセル 内に上記の硬脆材料（幅２０〜 １００）を封入してなる成形体 圧延条件 ：圧延ロール径・・・５００ＩＩ１ｍ圧下率
・・・１０〜５０％ 圧延温度・・・８００〜１２５０℃ 結果を第４図に示す。尚第４図における符号の意味は下
記第１表に示す通りである。
第
表
第４図からも明らかである様に、比ロール径（Ｄ／Ｈｏ
）と圧下率（ｔ−１（＋ ／）（、）の積が１．５以上
となる様に圧延条件を設定し、且つカプセル圧延材にお
けるカプセル材の厚さ（１）と該カプセル材内に封入さ
れた硬脆材料の幅（ρ）との比（１＃）が０．１以上と
なる様に設計されたカプセル圧延材を使用すれば（即ち
第１図の斜線領域）、９８％以上という高い見掛は密度
の圧延品を得ることができる。即ち上記の要件を満たす
条件のものでは、圧延工程でカプセル材に膨れ現象が起
こらず、静水圧成分が確実に維持される結果、硬脆材料
は圧延工程で十分に圧密化されて空隙の殆んど全てが圧
着され、空隙欠陥のない圧延品を製造し得ることが分か
る。尚上記で得た圧延品（Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金）の特
性について、例えば磁性材料としての性能を評価するた
め最大磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを調べたところ
、何れの圧延品の場合も、見掛は密度が９５％未満であ
るものの（ＢＨ）ｍａｘは１０ （ＭＧＯｅ）、見掛は
密度が９５〜９８％であるものの（ＢＨ）ｍａｘは１０
〜２０（ＭＧＯｅ）、見掛は密度が９８％以上であるも
のの（Ｂ Ｈ） ｍａｘは２０ （ＭＧＯｅ）以上であ
り、本発明の規定要件を満たす条件で圧延し見掛は密度
を十分に高めたものは、磁気特性においても非常に優れ
たものであることが確認された。
）と圧下率（ｔ−１（＋ ／）（、）の積が１．５以上
となる様に圧延条件を設定し、且つカプセル圧延材にお
けるカプセル材の厚さ（１）と該カプセル材内に封入さ
れた硬脆材料の幅（ρ）との比（１＃）が０．１以上と
なる様に設計されたカプセル圧延材を使用すれば（即ち
第１図の斜線領域）、９８％以上という高い見掛は密度
の圧延品を得ることができる。即ち上記の要件を満たす
条件のものでは、圧延工程でカプセル材に膨れ現象が起
こらず、静水圧成分が確実に維持される結果、硬脆材料
は圧延工程で十分に圧密化されて空隙の殆んど全てが圧
着され、空隙欠陥のない圧延品を製造し得ることが分か
る。尚上記で得た圧延品（Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金）の特
性について、例えば磁性材料としての性能を評価するた
め最大磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを調べたところ
、何れの圧延品の場合も、見掛は密度が９５％未満であ
るものの（ＢＨ）ｍａｘは１０ （ＭＧＯｅ）、見掛は
密度が９５〜９８％であるものの（ＢＨ）ｍａｘは１０
〜２０（ＭＧＯｅ）、見掛は密度が９８％以上であるも
のの（Ｂ Ｈ） ｍａｘは２０ （ＭＧＯｅ）以上であ
り、本発明の規定要件を満たす条件で圧延し見掛は密度
を十分に高めたものは、磁気特性においても非常に優れ
たものであることが確認された。
この様に本発明によれば、カプセル圧延における条件お
よびカプセル圧延材の設計条件を前述の如く定めること
によフて、圧延時のカプセル材に膨れ現象を生じさせる
ことなく硬脆材料を確実に圧密化することができ、空隙
欠陥のない健全な圧延品を得ることが可能となる。そし
てカプセル圧延を多パスで行なう場合は、いずれかのバ
スで上記の要件に適合する条件を採用することによって
本発明の目的を果たすことができる。
よびカプセル圧延材の設計条件を前述の如く定めること
によフて、圧延時のカプセル材に膨れ現象を生じさせる
ことなく硬脆材料を確実に圧密化することができ、空隙
欠陥のない健全な圧延品を得ることが可能となる。そし
てカプセル圧延を多パスで行なう場合は、いずれかのバ
スで上記の要件に適合する条件を採用することによって
本発明の目的を果たすことができる。
こうした本発明の特徴は、前記実施例で示した様な磁性
材料をはじめとする様々の複合金属材や金属間化合物、
複合金属酸化物、各種セラミックス材の如く硬質且つ脆
弱で難加工性の素材を圧延する際に広く活用することが
できる。またカブセル材としては、安価で且つ静水圧成
分の得られ易い軟鋼が最も一般的であるが、勿論これに
限定される訳ではなく、要は優れた靭性を有し圧延工程
で静水圧成分を与え得るものであれば、他の様々の金属
や合金等を使用することも可能である。尚該カプセル材
の選択に当たっては、ヤング率の大きいものほど前述の
如き膨れ現象が起こり難く、カプセル材を相対的に薄肉
のものとすることができるので、加工性やコスト等を加
味してヤング率の大きい材料を選択使用することが望ま
しい。
材料をはじめとする様々の複合金属材や金属間化合物、
複合金属酸化物、各種セラミックス材の如く硬質且つ脆
弱で難加工性の素材を圧延する際に広く活用することが
できる。またカブセル材としては、安価で且つ静水圧成
分の得られ易い軟鋼が最も一般的であるが、勿論これに
限定される訳ではなく、要は優れた靭性を有し圧延工程
で静水圧成分を与え得るものであれば、他の様々の金属
や合金等を使用することも可能である。尚該カプセル材
の選択に当たっては、ヤング率の大きいものほど前述の
如き膨れ現象が起こり難く、カプセル材を相対的に薄肉
のものとすることができるので、加工性やコスト等を加
味してヤング率の大きい材料を選択使用することが望ま
しい。
［発明の効果コ
本発明は以上の様に構成されており、カプセル圧延材の
設計基準として、硬脆材料を包囲するカプセル材の肉厚
と硬脆材料の幅の関係を定めると共に、圧延時における
比ロール径と圧下率の積を基準にして圧延条件を設定す
ることによ）て、カプセル圧延時におけるカプセル材の
膨れ現象を阻止することができ、それにより圧延時の静
水圧成分を有効に活用して微細空隙を確実に圧着するこ
とができ高密度で空隙欠陥のない圧延品を製造し得るこ
とになった。
設計基準として、硬脆材料を包囲するカプセル材の肉厚
と硬脆材料の幅の関係を定めると共に、圧延時における
比ロール径と圧下率の積を基準にして圧延条件を設定す
ることによ）て、カプセル圧延時におけるカプセル材の
膨れ現象を阻止することができ、それにより圧延時の静
水圧成分を有効に活用して微細空隙を確実に圧着するこ
とができ高密度で空隙欠陥のない圧延品を製造し得るこ
とになった。
第１〜２図はカプセル圧延法を説明するもので、第１図
は概略見取り図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ
）は第１図におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣＣ線の
各断面相当図、第３図はカプセル圧延時における圧下率
および比ロール径を変えたときの各パス数と最大静水圧
応力の関係を示すグラフ、第４図は、（ｔ／ｊＺ）およ
び口／ｎｏ’ （ｌ−ｏ＋／■ｏ）が圧延品の見掛は密
度に与える影響を示すグラフである。
は概略見取り図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ
）は第１図におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣＣ線の
各断面相当図、第３図はカプセル圧延時における圧下率
および比ロール径を変えたときの各パス数と最大静水圧
応力の関係を示すグラフ、第４図は、（ｔ／ｊＺ）およ
び口／ｎｏ’ （ｌ−ｏ＋／■ｏ）が圧延品の見掛は密
度に与える影響を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 硬質・脆性材料を金属カプセルに封入して圧延するに当
たり、下記［ I ］式および［II］式の要件を満たす条
件で圧延することを特徴とする硬質・脆性材料の加工法
。 Ｄ／Ｈ＿０・（１−Ｈ＿１／Ｈ＿０）≧１．５・・・［
I ］ｔ／ｌ≧０．１・・・［II］ 但し、Ｄ：圧延ロール径（ｍｍ） Ｈ＿０：硬質・脆性材料の封入されたカプセル全体の初
期厚み、 Ｈ＿１：同カプセル全体の圧延ロール出側厚み ｔ：金属カプセルの板厚 ｌ：カプセル内に封入された硬質・脆性材料の幅
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19224890A JPH0481206A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 硬質・脆性材料の加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19224890A JPH0481206A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 硬質・脆性材料の加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481206A true JPH0481206A (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=16288135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19224890A Pending JPH0481206A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 硬質・脆性材料の加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0481206A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118818A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kobe Steel Ltd | 難加工性Ｃｏ合金の低透磁率化方法 |
| CN102540139A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-07-04 | 电子科技大学 | 一种采用多站点对多目标的定位方法 |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP19224890A patent/JPH0481206A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118818A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kobe Steel Ltd | 難加工性Ｃｏ合金の低透磁率化方法 |
| CN102540139A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-07-04 | 电子科技大学 | 一种采用多站点对多目标的定位方法 |
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