JPH071066A - 異形断面材の製造方法および製造装置 - Google Patents
異形断面材の製造方法および製造装置Info
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- JPH071066A JPH071066A JP14658093A JP14658093A JPH071066A JP H071066 A JPH071066 A JP H071066A JP 14658093 A JP14658093 A JP 14658093A JP 14658093 A JP14658093 A JP 14658093A JP H071066 A JPH071066 A JP H071066A
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- Japan
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- rolled
- roll
- rolls
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 異形断面材を圧延（スピニング加工を含む）
により製造するに当り、ロールの表面に軸方向に平行な
凹凸を多数設けておき、圧延される素材の幅方向の変形
は許容したまま長さ方向の伸びを抑制する。 【効果】 素材の幅方向の位置における伸びの差が小さ
いから、一挙に高い圧下率で圧延しても、圧延材に長手
方向の波形うねりが生じたりリングの帯に幅方向の反り
が生じたりしない。
により製造するに当り、ロールの表面に軸方向に平行な
凹凸を多数設けておき、圧延される素材の幅方向の変形
は許容したまま長さ方向の伸びを抑制する。 【効果】 素材の幅方向の位置における伸びの差が小さ
いから、一挙に高い圧下率で圧延しても、圧延材に長手
方向の波形うねりが生じたりリングの帯に幅方向の反り
が生じたりしない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属材料から圧延、ス
ピニング加工などで、異形断面材すなわち通常の板材や
線材と異なる形状の断面をもつ製品を得るための方法お
よび装置に関する。
ピニング加工などで、異形断面材すなわち通常の板材や
線材と異なる形状の断面をもつ製品を得るための方法お
よび装置に関する。
【０００２】この明細書において、「圧延」の語は、ス
ピニング加工と呼ばれるリング状体の圧延を包含する意
味に用いる。
ピニング加工と呼ばれるリング状体の圧延を包含する意
味に用いる。
【０００３】
【従来の技術】たとえば両縁から中央に向って深くなる
浅い溝を有する条鋼を圧延により製造する場合、従来
は、図１に示すような圧延ロールを使用して熱間孔型圧
延を行なっている。 すなわち、強制回転駆動されてい
る傾斜のゆるいソロバン玉の形状の上ロール（３Ａ）
と、両側にフランジ（４１，４２）をそなえた下ロール
（４Ａ）との間に被圧延材（１）をかみ込ませ、上下両
ロールのプロフィールによって規定される横断面を形成
する。
浅い溝を有する条鋼を圧延により製造する場合、従来
は、図１に示すような圧延ロールを使用して熱間孔型圧
延を行なっている。 すなわち、強制回転駆動されてい
る傾斜のゆるいソロバン玉の形状の上ロール（３Ａ）
と、両側にフランジ（４１，４２）をそなえた下ロール
（４Ａ）との間に被圧延材（１）をかみ込ませ、上下両
ロールのプロフィールによって規定される横断面を形成
する。
【０００４】図１の孔型圧延においては、材料の幅方向
の位置によって変形量が異なる。中央の薄肉部は圧下変
形が大きく、両側の厚肉部は圧下変形がゼロである。
このため、薄肉部が材料の長さ方向に大きく伸びて、長
さ方向に波打った被圧延材ができてしまう。 これを避
けるには、一度に多大の圧下変形を行なわず圧下率３〜
１０％程度の変形を積み重ね、必要に応じてその途中で
被圧延材の再加熱を行なう。
の位置によって変形量が異なる。中央の薄肉部は圧下変
形が大きく、両側の厚肉部は圧下変形がゼロである。
このため、薄肉部が材料の長さ方向に大きく伸びて、長
さ方向に波打った被圧延材ができてしまう。 これを避
けるには、一度に多大の圧下変形を行なわず圧下率３〜
１０％程度の変形を積み重ね、必要に応じてその途中で
被圧延材の再加熱を行なう。
【０００５】このような圧延では、まず異なるプロフィ
ールをもった孔型ロールを多数用意する必要がある。
しかも、異形断面材の製品は、たとえば耐熱鋼を材料と
するタービン翼、チタン製の海水水門スクリーン、チタ
ン含金製の航空機サッシなど多品種少量生産が多く、ロ
ールの費用が製造コストを著しく高くしてしまうという
悩みがある。
ールをもった孔型ロールを多数用意する必要がある。
しかも、異形断面材の製品は、たとえば耐熱鋼を材料と
するタービン翼、チタン製の海水水門スクリーン、チタ
ン含金製の航空機サッシなど多品種少量生産が多く、ロ
ールの費用が製造コストを著しく高くしてしまうという
悩みがある。
【０００６】同様な問題は、図２に示すような回転しご
きスピニング方式による異形断面リングの製造に関して
もみられる。 図２において、フランジ（６１）を有し
回転駆動されているマンドレル（６Ａ）にリング（２）
の内側を接触させ、リングの外側にはこれに部分的に接
触して回転可能なスピニングロール（５Ａ）を設けて、
マンドレル（６Ａ）とスピニングロール（５Ａ）の間で
リング（２）を圧延しながら後者を幅方向に矢印のよう
に強制的に移行させることによって、図２において右か
ら左へ順次リングの厚さを減少させて行く。 （７）
は、リングを熱間加工温度に維持するための誘導加熱コ
イルである。
きスピニング方式による異形断面リングの製造に関して
もみられる。 図２において、フランジ（６１）を有し
回転駆動されているマンドレル（６Ａ）にリング（２）
の内側を接触させ、リングの外側にはこれに部分的に接
触して回転可能なスピニングロール（５Ａ）を設けて、
マンドレル（６Ａ）とスピニングロール（５Ａ）の間で
リング（２）を圧延しながら後者を幅方向に矢印のよう
に強制的に移行させることによって、図２において右か
ら左へ順次リングの厚さを減少させて行く。 （７）
は、リングを熱間加工温度に維持するための誘導加熱コ
イルである。
【０００７】このような加工においては、１パスあたり
の圧下率は材料の延性範囲内であればよく、加工性のよ
い材料ならば冷間加工の場合で約６０％、熱間加工では
約１５％まで圧下しても、リングの圧下部分は周方向に
伸びず幅方向にだけ伸び、形状精度のよい異形断面リン
グが得られる。 ところが、難加工材の熱間加工におい
ては圧下率が１５％を下回り、パス回数を高めなければ
ならないため加工時間が長くなり、その間の温度低下を
防ぐために行なう誘導加熱に要する電力も膨大になる。
の圧下率は材料の延性範囲内であればよく、加工性のよ
い材料ならば冷間加工の場合で約６０％、熱間加工では
約１５％まで圧下しても、リングの圧下部分は周方向に
伸びず幅方向にだけ伸び、形状精度のよい異形断面リン
グが得られる。 ところが、難加工材の熱間加工におい
ては圧下率が１５％を下回り、パス回数を高めなければ
ならないため加工時間が長くなり、その間の温度低下を
防ぐために行なう誘導加熱に要する電力も膨大になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異形
断面材の圧延に伴っていた上記の問題に対処し、従来よ
り少い工程により簡単な設備を使用して高能率に、かつ
低減されたエネルギー消費をもって異形断面材を製造す
ることのできる技術を提供することにある。
断面材の圧延に伴っていた上記の問題に対処し、従来よ
り少い工程により簡単な設備を使用して高能率に、かつ
低減されたエネルギー消費をもって異形断面材を製造す
ることのできる技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の異形断面材の製
造方法は、異形断面材を圧延により製造する方法におい
て、異形断面プロフィールをもつ圧延ロールの表面に、
軸方向に並ぶ平行な、または互いにほぼ等角度で配置さ
れた多数の凹凸を有する溝付ロールの組を使用し、被圧
延材の幅方向の変形は許容するが長さ方向の伸びを抑制
した条件下に圧延を行なうことを特徴とする。
造方法は、異形断面材を圧延により製造する方法におい
て、異形断面プロフィールをもつ圧延ロールの表面に、
軸方向に並ぶ平行な、または互いにほぼ等角度で配置さ
れた多数の凹凸を有する溝付ロールの組を使用し、被圧
延材の幅方向の変形は許容するが長さ方向の伸びを抑制
した条件下に圧延を行なうことを特徴とする。
【００１０】上記の圧延により得られる圧延材は、表面
にロールの溝が転写されていて、通常そのままでは最終
的な用途に不向きであるから、多くの場合、溝付ロール
の組による圧延に続いて、異形断面プロフィールをもつ
が表面平滑な仕上げロールの組による仕上げ圧延を行な
って、在来のものと同様な平滑表面を得る工程を包含す
ることが必要であろう。
にロールの溝が転写されていて、通常そのままでは最終
的な用途に不向きであるから、多くの場合、溝付ロール
の組による圧延に続いて、異形断面プロフィールをもつ
が表面平滑な仕上げロールの組による仕上げ圧延を行な
って、在来のものと同様な平滑表面を得る工程を包含す
ることが必要であろう。
【００１１】このようなことも配慮して構成される本発
明の装置は、異形断面材を圧延により製造する装置にお
いて、異形断面プロフィールをもつ圧延ロールの表面
に、軸方向に並ぶ平行な、または互いにほぼ等角度で配
置された多数の凹凸を有する溝付ロールの組をそなえ、
かつこの溝付ロールの組で圧延された被圧延材を仕上げ
圧延するための、異形断面プロフィールをもつ平滑ロー
ルの組をそなえたことを特徴とする。
明の装置は、異形断面材を圧延により製造する装置にお
いて、異形断面プロフィールをもつ圧延ロールの表面
に、軸方向に並ぶ平行な、または互いにほぼ等角度で配
置された多数の凹凸を有する溝付ロールの組をそなえ、
かつこの溝付ロールの組で圧延された被圧延材を仕上げ
圧延するための、異形断面プロフィールをもつ平滑ロー
ルの組をそなえたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】図１の孔型圧延ロールに対応する圧延設備に本
発明を適用したものが、図３および図４に示す装置であ
る。 上ロール（３Ｂ）は、図３にみるように、傾斜の
ゆるいソロバン玉の形状で、両側の円錐形表面をほぼ軸
方向に走り互いに等角度で配置された凹凸（８）を有
し、下ロール（４Ｂ）は図３および図４にみるように、
表面を軸方向に走る平行な凹凸（９）を有する。 図４
に示した凹凸はロール表面にＵ字の溝を設けたものであ
るが、溝の形状は任意であり、溝に代えて、または溝と
ともに突条を設けてもよいことはもちろんである。
発明を適用したものが、図３および図４に示す装置であ
る。 上ロール（３Ｂ）は、図３にみるように、傾斜の
ゆるいソロバン玉の形状で、両側の円錐形表面をほぼ軸
方向に走り互いに等角度で配置された凹凸（８）を有
し、下ロール（４Ｂ）は図３および図４にみるように、
表面を軸方向に走る平行な凹凸（９）を有する。 図４
に示した凹凸はロール表面にＵ字の溝を設けたものであ
るが、溝の形状は任意であり、溝に代えて、または溝と
ともに突条を設けてもよいことはもちろんである。
【００１３】圧延される素材は、加熱炉で熱間加工に適
した温度に加熱されて、上下ロール間にかみ込まれ圧延
される。 圧延に当って、上下ロールの軸方向の凹凸
が、素材の幅方向の変形は許容するが、素材とロールと
の滑りを防げるとともに素材の表面近くの部分の長手方
向への移動を制約し、結果として長手方向への伸びを抑
制するから、被圧延材が波打つことが少くなる。
した温度に加熱されて、上下ロール間にかみ込まれ圧延
される。 圧延に当って、上下ロールの軸方向の凹凸
が、素材の幅方向の変形は許容するが、素材とロールと
の滑りを防げるとともに素材の表面近くの部分の長手方
向への移動を制約し、結果として長手方向への伸びを抑
制するから、被圧延材が波打つことが少くなる。
【００１４】図２の回転しごきスピニング加工に本発明
を適用すると、図５に示す装置になる。 スピニングロ
ール（５Ｂ）は、図にみるように、図３の孔型圧延の上
ロールを半分にしたような形状を有し、互いに等角度で
配置された溝（８）を有している。 マンドレル（６
Ｂ）は片側にフランジ（６１）をそなえ、軸方向の平行
な溝（９）を有している。 マンドレルは回転駆動さ
れ、スピニングロールはそれに従動回転しながら、矢印
方向に送られる。
を適用すると、図５に示す装置になる。 スピニングロ
ール（５Ｂ）は、図にみるように、図３の孔型圧延の上
ロールを半分にしたような形状を有し、互いに等角度で
配置された溝（８）を有している。 マンドレル（６
Ｂ）は片側にフランジ（６１）をそなえ、軸方向の平行
な溝（９）を有している。 マンドレルは回転駆動さ
れ、スピニングロールはそれに従動回転しながら、矢印
方向に送られる。
【００１５】この装置においては、素材（２）は加熱部
で適宜の温度に加熱した後、マンドレルとスピニングロ
ールに挟み、その幅方向の一部分を圧延する。 一回転
して全長を圧延した後、スピニングロールを一定の速度
で矢印方向に送り、さらに圧延を続ける。 この操作を
必要なだけ繰り返し、所望の幅だけを所定の厚さに圧延
して、異形断面リングを得る。
で適宜の温度に加熱した後、マンドレルとスピニングロ
ールに挟み、その幅方向の一部分を圧延する。 一回転
して全長を圧延した後、スピニングロールを一定の速度
で矢印方向に送り、さらに圧延を続ける。 この操作を
必要なだけ繰り返し、所望の幅だけを所定の厚さに圧延
して、異形断面リングを得る。
【００１６】前述した図３および図４に示す条鋼の圧延
と同様に、スピニングロールおよびマンドレルに設けた
軸方向の凹凸が、素材の幅方向の変形は許容するが長手
方向の伸びを抑制した条件下に圧延され、寸法精度の高
いリング圧延が実現する。
と同様に、スピニングロールおよびマンドレルに設けた
軸方向の凹凸が、素材の幅方向の変形は許容するが長手
方向の伸びを抑制した条件下に圧延され、寸法精度の高
いリング圧延が実現する。
【００１７】
〔実施例１〕図３および図４に示す装置を用いて、ＳＵ
Ｓ３０４鋼を圧延した。 上ロールは、直径２５０mm、
胴長２５mmで円錐面の傾斜角１５°であり、下ロールは
直径２５０mm、両側フランジ間距離４８mmである。 両
ロールとも、表面に深さ０．３mm、幅０．６mmの半円形
の溝を間隔０．６mm（上ロールにおいては小径端で）で
設けた。 圧延する素材は、板厚１５mm、幅４０mm、長
さ２ｍである。
Ｓ３０４鋼を圧延した。 上ロールは、直径２５０mm、
胴長２５mmで円錐面の傾斜角１５°であり、下ロールは
直径２５０mm、両側フランジ間距離４８mmである。 両
ロールとも、表面に深さ０．３mm、幅０．６mmの半円形
の溝を間隔０．６mm（上ロールにおいては小径端で）で
設けた。 圧延する素材は、板厚１５mm、幅４０mm、長
さ２ｍである。
【００１８】素材を１１００℃に加熱して圧延した。
両ロール間の距離を変えて圧下率を変化させ、板の中央
に波形のうねりを生じて必要な平坦度を保てなくなる限
界を求めた。 比較のため、同じ寸法の平滑ロールを用
いた圧延も行なった。 結果は表１のとおりである。
両ロール間の距離を変えて圧下率を変化させ、板の中央
に波形のうねりを生じて必要な平坦度を保てなくなる限
界を求めた。 比較のため、同じ寸法の平滑ロールを用
いた圧延も行なった。 結果は表１のとおりである。
【００１９】 表 １ 圧下率（％） ４ ６ ８ 10 12 14 16 18 20 平滑ロール ○ ○ × × × 溝付ロール ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × × ○は波形のうねり発生なく好調に圧延できたことを、ま
た×は波が生じて製品が不合格であることを示す。
た×は波が生じて製品が不合格であることを示す。
【００２０】〔実施例２〕図５に示す装置を用いて、チ
タン合金（６％Ａｌ−４％Ｖ−Ｔｉ）のスピニング加工
を行なった。 スピニングロールは直径２５０mm、胴長
５０mmで傾斜角３０°のもの、マンドレルは直径３００
mm、胴長４００mmのものを用いた。 両者とも、表面に
深さ０．２mm、幅０．４mmの半円形の溝を間隔０．４mm
で設けた。圧延の対象は、厚さ２０mm、幅７０mmで外径
４５０mmのリング状体である。
タン合金（６％Ａｌ−４％Ｖ−Ｔｉ）のスピニング加工
を行なった。 スピニングロールは直径２５０mm、胴長
５０mmで傾斜角３０°のもの、マンドレルは直径３００
mm、胴長４００mmのものを用いた。 両者とも、表面に
深さ０．２mm、幅０．４mmの半円形の溝を間隔０．４mm
で設けた。圧延の対象は、厚さ２０mm、幅７０mmで外径
４５０mmのリング状体である。
【００２１】素材を１０５０℃に加熱してスピニング加
工した。 １パスあたりの送りを２mmとして種々の圧下
率を与え、５パスまで圧延したときにリングの帯の幅方
向の反りが生じるか否かをしらべた。 これは、圧下さ
れた部分に長さ方向（リングの周方向）の伸びが生じる
と、その部分が未圧下の部分より長くなるため、帯に反
りが生じる現象を利用するものである。
工した。 １パスあたりの送りを２mmとして種々の圧下
率を与え、５パスまで圧延したときにリングの帯の幅方
向の反りが生じるか否かをしらべた。 これは、圧下さ
れた部分に長さ方向（リングの周方向）の伸びが生じる
と、その部分が未圧下の部分より長くなるため、帯に反
りが生じる現象を利用するものである。
【００２２】ここでも、平滑なロールによる加工を同じ
条件で行なって比較した。 結果を表２に示す。
条件で行なって比較した。 結果を表２に示す。
【００２３】 表 ２ 圧下率（％） 10 15 20 25 30 35 40 45 平滑ロール ○ ○ × × × 溝付ロール ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × ○はリングの帯に幅方向の反りが実質上生じなかったこ
とを、×は生じたことを示す。
とを、×は生じたことを示す。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、異形断面材の圧延にお
いて、１回の圧延で高い圧下率を実現できるから、異な
るプロフィールの圧延ロールを多数用意して段階的に圧
延を進める必要がなく、設備および工程が簡単になる。
これは、異形断面材の製造コスト低減に役立つ。
いて、１回の圧延で高い圧下率を実現できるから、異な
るプロフィールの圧延ロールを多数用意して段階的に圧
延を進める必要がなく、設備および工程が簡単になる。
これは、異形断面材の製造コスト低減に役立つ。
【００２５】圧延の段階を少くできることは、同時に圧
延に要する時間が短縮されることを意味するから、熱間
または温間の圧延においては中途に行なう再加熱を不要
にし、または回数を減らすことを可能にする。 これ
は、加熱に要するエネルギーの節約をもたらし、さらに
コスト低下に寄与する。
延に要する時間が短縮されることを意味するから、熱間
または温間の圧延においては中途に行なう再加熱を不要
にし、または回数を減らすことを可能にする。 これ
は、加熱に要するエネルギーの節約をもたらし、さらに
コスト低下に寄与する。
【図１】 異形断面材の圧延技術の一例を説明するため
の、装置主要部の断面図。
の、装置主要部の断面図。
【図２】 異形材の圧延技術の別の例を説明するため
の、図１と同様な断面図。
の、図１と同様な断面図。
【図３】 本発明に従う異形断面材の圧延技術を図１の
装置に適用した場合の図。
装置に適用した場合の図。
【図４】 図３に示した下ロールの拡大横断面図。
【図５】 本発明に従う異形断面材の圧延技術を、図２
の装置に適用した場合の図。
の装置に適用した場合の図。
１ 帯状素材 ２ リング状素材 ３Ａ，３Ｂ 上ロール ４Ａ，４Ｂ 下ロール ４１，４２ フラ
ンジ ５Ａ，５Ｂ スピニングロール ６Ａ，６Ｂ マンドレル ６１ フランジ ７ 誘導加熱コイル ８，９ 溝
ンジ ５Ａ，５Ｂ スピニングロール ６Ａ，６Ｂ マンドレル ６１ フランジ ７ 誘導加熱コイル ８，９ 溝
Claims (3)
- 【請求項１】 異形断面材を圧延により製造する方法に
おいて、対をなす圧延ロールの一方または両方の表面
に、軸方向に並ぶ平行な、または互いにほぼ等角度で配
置された多数の凹凸を有する溝付ロールの組を使用し、
被圧延材の幅方向の変形は許容するが長さ方向の伸びを
抑制した条件下に圧延を行なうことを特徴とする異形断
面材の製造方法。 - 【請求項２】 溝付ロールの組による圧延に続いて、異
形断面プロフィールをもつが表面平滑な仕上げロールの
組による仕上げ圧延を行なう工程を包含する請求項１の
製造方法。 - 【請求項３】 異形断面材を圧延により製造する装置に
おいて、対をなす圧延ロールの一方または両方の表面
に、軸方向に並ぶ平行な、または互いにほぼ等角度で配
置された多数の凹凸を有する溝付ロールの組をそなえ、
かつこの溝付ロールの組で圧延された被圧延材を仕上げ
圧延するための、異形断面プロフィールをもつ平滑ロー
ルの組をそなえたことを特徴とする異形断面材の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14658093A JPH071066A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 異形断面材の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14658093A JPH071066A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 異形断面材の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071066A true JPH071066A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15410917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14658093A Pending JPH071066A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 異形断面材の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071066A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1358953A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-05 | Aktiebolaget SKF | A method for producing ring members and a device for performing the method |
| CN114260395A (zh) * | 2021-12-26 | 2022-04-01 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 铝合金e型截面环形件的辗轧成形方法 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP14658093A patent/JPH071066A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1358953A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-05 | Aktiebolaget SKF | A method for producing ring members and a device for performing the method |
| CN114260395A (zh) * | 2021-12-26 | 2022-04-01 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 铝合金e型截面环形件的辗轧成形方法 |
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