WO2012111291A1 - 曲がり矯正方法 - Google Patents

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内田　和宏
忠司 河上
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住友金属工業株式会社
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    • 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
    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/02—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by rollers
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Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting the bending of a steel material such as a pipe or a rod, and in particular, suppresses the wear of a roll of a straightening machine, prevents the transfer of unevenness of the roll due to the wear to the steel material, etc. It is related with the bending correction method which can aim at the improvement of a precision efficiency by shortening.
  • Carbide straightening roll A straightening roll whose roll material is a tungsten carbide-cobalt (WC—Co) based sintered body (superhard alloy). Also simply referred to as “carbide roll”.
  • Hardness The hardness of a roll or a material to be straightened means the Rockwell hardness (scale A) measured by the Rockwell hardness test specified in JIS Z 2245, and expressed as, for example, “HRA86” To do.
  • Steel materials such as tubes and rods are manufactured through hot or cold processing, but bending occurs during processing or during heat treatment in the process. This bending is usually corrected by a bending straightener using a roll such as an inclined roll type straightening machine (straightener) in which a plurality of drum-shaped rolls are combined.
  • a bending straightener using a roll such as an inclined roll type straightening machine (straightener) in which a plurality of drum-shaped rolls are combined.
  • Patent Document 1 As a pipe straightening method, for example, in Patent Document 1, in order to prevent stress corrosion cracking that occurs in a product due to residual stress that occurs during straightening, the amount of crash required during straightening of the pipe is kept constant, and excessive residual stress is maintained. A method of straightening a tube without causing erosion is disclosed. However, there is no description about the suppression of roll wear, and the method described in the patent document cannot be a solution to the above problem.
  • Patent Document 2 in a straightening method in which a bend is made by applying a bend by an offset roll set and the bend is made, the offset direction of the offset roll set is changed to the opposite direction for each predetermined pipe passing amount.
  • a correction method is disclosed. By applying this method, it is possible to make the wear of the upper roll and the lower roll uniform and eliminate the work of rearranging the upper and lower rolls. However, the wear itself cannot be reduced.
  • the present invention has been made in view of such problems, and corrects bending in steel materials such as pipes and rods, particularly high strength materials such as steel pipes for airbags, using a straightening machine using a roll such as a straightener. In doing so, the wear of the roll is suppressed, the unevenness of the roll due to the wear is prevented from being transferred to the material to be corrected, and the occurrence of wrinkles is shortened. It aims to provide a method for correcting bending.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a bending correction method for steel using a cemented carbide straightening roll wherein the hardness of the cemented carbide roll is HRA 85 to 87.
  • the bending correction method according to claim 1, wherein the material to be corrected is a steel pipe for an automobile airbag.
  • the "bending correction method using a roll” is a correction method using a roll type straightening machine that corrects bending while advancing the correction material by placing rolls above and below the correction material. This refers to a straightening method using an inclined roll type straightening machine (straightener).
  • the “steel material” refers to a steel material such as a tube or a rod that can correct the bending by this correction method regardless of the material.
  • the bending straightening method of the present invention is a straightening method using a cemented carbide straightening roll having a hardness of HRA85 to 87. According to this method, when correcting the bending of a steel material such as a pipe or a rod using a roll such as a straightener, the wear of the roll is suppressed and the generation of wrinkles on the surface of the material to be corrected due to the wear is prevented. By shortening the setup change time, it is possible to improve the operation rate of the bending straightening machine, and to improve the finishing efficiency rate and thus the productivity.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for evaluating the wear resistance of a roll material.
  • FIG. 2 is a diagram showing the results of examining the wear resistance of the roll material.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a straightener used for straightening a steel pipe and an application location of a cemented carbide roll.
  • FIG. 4 is a diagram showing a result of investigating the amount of wear of the roll when the bending correction method of the present invention is applied, in comparison with the case where a conventional roll is used.
  • FIG. 5 is a diagram showing the investigation results of the surface roughness of the roll when the bending correction method of the present invention is applied.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for evaluating the wear resistance of a roll material.
  • FIG. 2 is a diagram showing the results of examining the wear resistance of the roll material.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a straightener used for straightening a steel
  • FIG. 6 is a diagram showing the transition of the setup change time when the airbag pipe is straightened by applying the bending straightening method of the present invention in comparison with the case where a conventional roll is used.
  • FIG. 7 is a diagram showing the operation rate of the straightener when the steel pipe for an airbag is straightened by applying the bending straightening method of the present invention in comparison with the case where a conventional roll is used.
  • WC-Co sintered body is a composite material made by adding Co as a binder to fine powder of WC to make a sintered body, which is called cemented carbide and has high hardness and excellent wear resistance. Therefore, it is frequently used as a material for cutting tools.
  • the cemented carbide is a tool steel (specified in JIS G 4404) used as a material for conventional rolls, as shown in the examples described later.
  • SKD1: 2.1C-12Cr (hereinafter, simply referred to as “SKD”) was confirmed to have about 100 times the wear resistance.
  • the cemented carbide has heat crack resistance (evaluated by the number of repetitions until the occurrence of cracks after repeated heating and water cooling) that can withstand use as a roll material.
  • the present invention has been made on the basis of such findings, and as described above, is a method for correcting the bending of a steel material using a cemented carbide roll, and the hardness of the cemented carbide roll is HRA 85 to 87. It is a characteristic bending correction method.
  • cemented carbide straightening roll which is a composite material of ceramics and metal, is hard and has excellent wear resistance and also has heat crack resistance. This is because it is suitable as a roll material. That is, as a material of the straightener roll, hardness, wear resistance, and heat resistance (withstand heat generation during correction by the roll) are necessary, but cemented carbide is excellent in any of them.
  • the hardness of the straightening roll is HRA 85 to 87 in order to keep both wear resistance and heat resistance high.
  • HRA85 the difference from the hardness of the material to be corrected becomes small, and the wear resistance becomes insufficient.
  • HRA87 although abrasion resistance will increase, heat resistance will fall and the tendency for heat crack resistance to fall will be seen.
  • the bending correction method of the present invention is particularly effective when the material to be corrected is a steel pipe for an automobile airbag.
  • a steel pipe for an automobile airbag is made of a high strength steel having a tensile strength of approximately 800 to 1100 MPa. When the tensile strength is 1100 MPa, the hardness is approximately HRA68.5.
  • a roll made of ordinary tool steel (SKD, for example, SKD11: 1.5C-12Cr-1.0Mo, etc.) is used. , Roll wear is likely to occur, wrinkles occur on the surface of the material to be straightened, and it takes time to change the setup as the wear progresses (increase in reduction allowance due to wear). Often, the rate drops and the accuracy rate drops.
  • Example 1 The wear resistance and heat crack resistance of a cemented carbide, which is a material of a cemented carbide roll used in the bending correction method of the present invention, were investigated. In addition, about abrasion resistance, the same investigation was done for the tool steel SKD (it used for sub-zero processing and was used) which is the raw material of the conventional roll for the comparison.
  • Table 1 shows the materials and properties of the test materials.
  • particle size is the particle size of the cemented carbide.
  • cemented carbides A, B, and C are materials whose Co addition amount to WC is about 15%, 16%, and 17% (all by mass%), respectively, and the increase in Co addition amount As a result, the hardness has changed from HRA88.0 to HRA85.0.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for evaluating the wear resistance of a roll material.
  • a ball 1 material: SUJ, diameter: 15 mm
  • the wear amount wear volume of the test piece 2 at that time was measured.
  • the wear resistance was evaluated by comparing with the specific wear amount at.
  • FIG. 2 is a diagram showing the results of investigation of wear resistance.
  • the specific wear amounts of cemented carbides A, B, and C are all 1/100 or less compared to tool steel SKD, and the cemented carbide is much less than conventional roll materials. It was confirmed that the film had about 100 times the wear resistance. Further, when compared between the cemented carbides A, B and C, the cemented carbide A having the hardest hardness of HRA88.0 has the least specific wear and the best wear resistance.
  • the heat crack resistance of the cemented carbide was evaluated by repeating the process of “heating (700 ° C.)” ⁇ “water cooling” on the test piece until the test piece was cracked. The greater the number of repetitions, the better the heat crack resistance.
  • Table 2 shows the evaluation results of heat crack resistance.
  • the symbol “ ⁇ ” indicates that no crack was observed, and the symbol “X” indicates that a crack occurred. The presence or absence of cracks was determined by visual observation.
  • Table 3 shows the results of comprehensive evaluation of the wear resistance, heat crack resistance and hardness of the cemented carbides A, B and C.
  • the wear resistance was all good and marked with ⁇ .
  • the specific wear amount was less than 100 ⁇ 10 ⁇ 12 mm 2 / N (Cemented Carbide A), it was marked with ⁇ (see FIG. 2).
  • Heat crack resistance is based on 10 repetitions of heating / water cooling. When cracks are not observed after 10 times, the mark is good. Marked.
  • the hardness of the cemented carbide is marked as ⁇ because it has sufficient hardness. However, in particular, when it is HRA88.0 or more (carbide A), it is indicated as ⁇ . .
  • cemented carbide A (hardness: HRA88.0) is the hardest material in the investigation and has excellent wear resistance, but the heat crack resistance is cemented carbide B. , It was lower than C, and it was ⁇ in the overall evaluation (relatively low heat crack resistance).
  • cemented carbide B (hardness: HRA86.5) and cemented carbide C (hardness: HRA85.0) are both good in wear resistance and heat crack resistance. The mark was good.
  • the cemented carbide as the material of the cemented carbide roll used in the bending correction method of the present invention has extremely high wear resistance, and the hardness of the cemented carbide is limited to the range of HRA85 to 87. Was confirmed to be appropriate.
  • Example 2 The bend straightening method of the present invention is applied to straightening a steel pipe with a straightener to investigate the amount of wear and surface roughness of the roll, and shorten the setup change time when the steel pipe for an automobile airbag is targeted for straightening. The effect was confirmed. For comparison, the same investigation was performed when a conventional roll (material: tool steel SKD11) was used.
  • Table 4 summarizes the characteristics of the straightener roll materials used.
  • the material of the cemented carbide roll used in the bending correction method of the present invention is the cemented carbide B used in Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a straightener used for straightening a steel pipe for an air bag and an application location of a carbide roll.
  • the straightener is 2-2-2-1 type.
  • Carbide rolls are applied to the # 2 and # 3 upper and lower rolls with a large amount of wear (in FIG. 3, the rolls are indicated by hatching), and the guide roll # 1 roll and the final # 4 roll are conventional.
  • a roll made of SKD11 was used.
  • the roll dimensions are roll center (minimum) diameter: 190 mm, roll width: 180 mm.
  • the steel pipe to be straightened is a steel pipe having an outer diameter in the range of 15.90 to 42.7 mm.
  • Table 5 summarizes the rolls to be measured for the wear amount and the surface roughness, the measurement points, and the measurement method.
  • FIG. 4 is a diagram showing the result of investigation of the amount of wear of the roll when the bending straightening method of the present invention is applied, in comparison with the case where a conventional roll is used.
  • the vertical axis in FIG. 4 represents the wear rate (mm / km) obtained by dividing the wear amount (reduction margin due to wear: mm) by the correction total length (km).
  • the wear rate when using up to the conventional roll life (the use limit due to wear, and the total length of correction is 2500 km) is 1.6 ⁇ . 10 ⁇ 3 mm / km, but when the bending straightening method of the present invention using a carbide roll is applied, the straightening total length reaches 4300 km (1.7 times the conventional roll life).
  • the wear rate was 0 mm / km and no wear was observed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the investigation results of the surface roughness of the roll when the bending correction method of the present invention is applied.
  • the surface roughness is indicated by the maximum height (Rz).
  • FIG. 6 is a diagram showing the transition of the setup change time when the air pipe steel pipe (outer diameter: 25 mm) is corrected by applying the bending correction method of the present invention in comparison with the case where a conventional roll is used. .
  • FIG. 7 shows the operation rate of the straightener when the air pipe steel pipe (outer diameter: 20 mm, 25 mm or 30 mm) is corrected by applying the bending correction method of the present invention, as compared with the case where a conventional roll is used.
  • FIG. 7 shows the operation rate of the straightener when the air pipe steel pipe (outer diameter: 20 mm, 25 mm or 30 mm) is corrected by applying the bending correction method of the present invention, as compared with the case where a conventional roll is used.
  • the straightener operation rate improved regardless of the outer diameter of the steel pipe for the airbag to be corrected. This is due to the shortening of the setup change time due to the application of the bending correction method of the present invention.
  • the efficiency of the refining process largely depends on the operating rate of the straightener, and the operating efficiency of the refining process has been improved by improving the operating rate of the straightener.
  • the bending correction method of the present invention can be effectively used to correct bending that occurs in steel materials such as pipes and rods, particularly bending of high strength materials such as steel pipes for automobile airbags.

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Abstract

　ロール材質が炭化タングステン－コバルト（ＷＣ－Ｃｏ）系の焼結体（超硬合金）である超硬矯正ロールを用いる鋼材の曲がり矯正方法であって、当該超硬ロールの硬さがＨＲＡ８５～８７であることを特徴とする曲がり矯正方法である。この矯正方法によれば、鋼材の曲がりを矯正するに際し、ロールの摩耗を抑制し、摩耗に起因する被矯正材表面における疵の発生を防止するとともに、段取替え時間を短縮して曲がり矯正機の稼働率の向上を図り、精整能率ひいては生産性を向上させることができ、被矯正材が自動車のエアバッグ用鋼管等、高強度材である場合に特に有効である。

Description

曲がり矯正方法
　本発明は、管や棒などの鋼材の曲がり矯正方法に関し、特に、矯正機のロールの摩耗を抑制し、摩耗に起因するロールの凹凸の鋼材への転写等を防止するとともに、ロール段取替え時間を短縮して精整能率の向上を図ることができる曲がり矯正方法に関する。
　別に記載がない限り、本明細書における用語の定義は次のとおりである。
　「超硬矯正ロール」：ロール材質が炭化タングステン－コバルト（ＷＣ－Ｃｏ）系の焼結体（超硬合金）である矯正ロールをいう。単に「超硬ロール」とも記す。
　「硬さ」：ロールまたは被矯正材の硬さは、ＪＩＳ　Ｚ　２２４５に規定されるロックウェル硬さ試験により測定されるロックウェル硬さ（スケールＡ）を意味し、例えば「ＨＲＡ８６」などと表記する。
　管や棒などの鋼材は熱間または冷間による加工を経て製造されるが、加工時に、またはその過程における熱処理時に、曲がりが発生する。この曲がりは、精整工程において、通常、鼓形状のロールが複数個組み合わされた傾斜ロール式矯正機（ストレートナー）など、ロールを用いた曲がり矯正機により矯正される。
　しかしながら、特に、自動車のエアバッグ用鋼管等、高強度材の曲がりを矯正する際には、ロールが摩耗（偏摩耗）することにより設計ロールプロフィールからの乖離が生じ易く、摩耗により生じた微小な凹凸によって被矯正材にらせん状の疵が発生したり、凹凸が被矯正材に転写される場合がある。加えて、クラッシュおよびオフセットと称される曲がり矯正時のロール位置設定（段取り）の変更が必要となり、段取替え時間の延長により曲がり矯正機の稼働率が低下し、精整能率ひいては生産性の低下や、曲がり矯正の精度低下が生じる。
　管の矯正方法として、例えば、特許文献１には、矯正時に生じる残留応力により製品に生じる応力腐食割れを防止するために、管の矯正時に必要なクラッシュ量を一定に保持し、過剰の残留応力を生じさせることなく管を矯正する方法が開示されている。しかし、ロールの摩耗の抑制についての記述はなく、同特許文献に記載の方法は前記の問題の解決手段とはなり得ない。
　また、特許文献２には、オフセットロール組により曲がりを与えながら前進させて曲がりをとる矯正方法において、前記オフセットロール組のオフセット方向を所定の通管量毎に反対の方向に変更する鋼管の曲がり矯正方法が開示されている。この方法を適用することにより、上ロールと下ロールの摩耗を均一化させ、上下ロールの組み替え作業をなくすことは可能である。しかし、摩耗そのものを低減させることはできない。
特開昭５５－１２８３１８号公報 特開平８－４７７２２号公報
　前述のとおり、管や棒などの鋼材に発生した曲がり、特に自動車のエアバッグ用鋼管等の高強度材の曲がりを矯正する際には、ロールが摩耗し、当該摩耗に起因して被矯正材表面に疵が発生したり、段取替えに時間を要する場合がある。この問題に対し、従来技術によって対処することは困難である。
　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、管や棒などの鋼材、特にエアバッグ用鋼管等の高強度材における曲がりをストレートナー等のロールを用いた曲がり矯正機により矯正するに際し、ロールの摩耗を抑制し、摩耗に起因するロールの凹凸の被矯正材への転写や疵の発生を防止するとともに、段取替え時間を短縮して精整能率、ひいては生産性を向上させることができる曲がり矯正方法を提供することを目的としている。
　本発明の要旨は、次のとおりである。
　（１）超硬矯正ロールを用いる鋼材の曲がり矯正方法であって、当該超硬ロールの硬さがＨＲＡ８５～８７であることを特徴とする曲がり矯正方法。
　（２）被矯正材が自動車のエアバッグ用鋼管であることを特徴とする請求項１に記載の曲がり矯正方法。
　ここで、「ロールを用いる曲がり矯正方法」とは、被矯正材の上下にロールを配置して被矯正材を前進させながら曲がりを矯正するロール式の矯正機を用いる矯正方法であり、通常は、傾斜ロール式矯正機（ストレートナー）を用いる曲がり矯正方法をいう。また、「鋼材」とは、材質を問わず、この矯正方法によりその曲がりを矯正できる管や棒などの鋼材をいう。
　本発明の曲がり矯正方法は、硬さがＨＲＡ８５～８７である超硬矯正ロールを用いる矯正方法である。この方法によれば、ストレートナー等のロールを用いて管や棒などの鋼材の曲がりを矯正するに際し、ロールの摩耗を抑制し、摩耗に起因する被矯正材表面における疵の発生を防止するとともに、段取替え時間を短縮して曲がり矯正機の稼働率の向上を図り、精整能率ひいては生産性を向上させることができる。
図１は、ロール素材の耐摩耗性の評価方法の説明図である。 図２は、ロール素材の耐摩耗性の調査結果を示す図である。 図３は、鋼管の矯正に使用したストレートナーの概略構成および超硬合金製ロールの適用箇所を模式的に示す図である。 図４は、本発明の曲がり矯正方法を適用したときのロールの摩耗量の調査結果を従来のロールを使用した場合と対比して示す図である。 図５は、本発明の曲がり矯正方法を適用したときのロールの表面粗さの調査結果を示す図である。 図６は、本発明の曲がり矯正方法を適用してエアバッグ用鋼管を矯正したときの段取替え時間の推移を従来のロールを使用した場合と対比して示す図である。 図７は、本発明の曲がり矯正方法を適用してエアバッグ用鋼管を矯正したときのストレートナーの稼働率を従来のロールを使用した場合と対比して示す図である。
　上記の課題を解決するために、本発明者らは、ロールの材質を最適化することによりロールの摩耗を抑制することを企図し、ロール材質としてＷＣ－Ｃｏ系の焼結体の適用を試みた。ＷＣ－Ｃｏ系焼結体は、ＷＣの微粉末にバインダーとしてＣｏを添加して焼結体とした複合材料で、超硬合金と称されており、高硬度で優れた耐摩耗性を有していることから特に切削工具の素材として多用されている。
　この超硬合金の耐摩耗性、耐ヒートクラック性を調査した結果、後述する実施例に示すように、超硬合金は、従来のロールの素材として使用されている工具鋼（ＪＩＳ　Ｇ　４４０４に規定されるＳＫＤ１：２．１Ｃ－１２Ｃｒ、以下、単に「ＳＫＤ」と記す）に対して、約１００倍の耐摩耗性があることを確認した。また、超硬合金は、ロールの素材として十分使用に耐える耐ヒートクラック性（加熱－水冷を繰り返してクラック発生までの繰返し回数により評価）を有していることが判明した。
　さらに、超硬合金製のロールをストレートナーロールとして実機に適用した結果、摩耗は認められず、段取替え時間を短縮してストレートナーの稼働率を向上させ得ることが確認できた。
　本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、前記のとおり、超硬矯正ロールを用いる鋼材の曲がり矯正方法であって、当該超硬ロールの硬さがＨＲＡ８５～８７であることを特徴とする曲がり矯正方法である。
　本発明において、超硬矯正ロールを用いることを前提とするのは、セラミックスと金属との複合材料である超硬合金が、硬く、耐摩耗性に優れるとともに、耐ヒートクラック性をも有しており、ロールの素材として好適だからである。すなわち、ストレートナーロールの材質としては、硬度、耐摩耗性、耐熱性（ロールによる矯正時の発熱に耐えること）が必要であるが、超硬合金はそのいずれにも優れているからである。
　本発明において、矯正ロールの硬さがＨＲＡ８５～８７であることとするのは、耐摩耗性および耐熱性をともに高く維持するためである。ロールの硬さがＨＲＡ８５未満であると、被矯正材の硬さとの差が小さくなり、耐摩耗性が不十分となる。また、ロールの硬さがＨＲＡ８７を超えると、耐摩耗性は上昇するが、耐熱性が低下して、耐ヒートクラック性が低下する傾向が見られる。
　本発明の曲がり矯正方法は、被矯正材が自動車のエアバッグ用鋼管である場合、特に有効である。
　自動車のエアバッグ用鋼管は、引張強さが概ね８００～１１００ＭＰａの高強度鋼からなるものであり、引張強さが１１００ＭＰａの場合、硬さは凡そＨＲＡ６８．５となる。このような高強度でかつ高硬度のエアバッグ用鋼管の曲がりを矯正する際に、通常の工具鋼（ＳＫＤ、例えばＳＫＤ１１：１．５Ｃ－１２Ｃｒ－１．０Ｍｏ、等）からなるロールを用いると、ロールの摩耗が生じやすく、被矯正材表面に疵が発生し、また、摩耗の進行（摩耗による減り代の増大）に伴い段取替えに時間を要し、ストレートナー等の曲がり矯正機の稼働率が低下して精整能率が落ちる場合が往々にして生じる。
　このような場合、超硬矯正ロールを用いる本発明の曲がり矯正方法を適用すれば、後述する実施例に示すように、ロールの摩耗が事実上完全に抑えられ、表面粗さに大きな変化はなく（つまり、疵の発生は認められず）、段取替え時間が短縮される。
　（実施例１）
　本発明の曲がり矯正方法で使用する超硬ロールの素材である超硬合金を対象として、その耐摩耗性および耐ヒートクラック性を調査した。なお、耐摩耗性については、比較のために、従来のロールの素材である工具鋼ＳＫＤ（サブゼロ処理を実施して使用に供した）を対象として同様の調査を行なった。
　表１に供試材の材質および特性を示す。表１において、「粒径」とは、超硬合金の粒径である。
　表１に示すように、超硬合金Ａ、ＢおよびＣは、ＷＣへのＣｏ添加量がそれぞれ１５％、１６％および１７％（いずれも質量％）程度の材料であり、Ｃｏ添加量の増大に伴い硬さがＨＲＡ８８．０からＨＲＡ８５．０へと変化している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１は、ロール素材の耐摩耗性の評価方法の説明図である。
　図１に示したように、荷重をかけたボール１（材質：ＳＵＪ、直径：１５ｍｍ）を試験片２上で繰返し摺動し、そのときの試験片２の摩耗量（摩耗体積）を計測した。この摩耗量を比摩耗量（単位摺動距離・単位荷重当たりの摩耗体積［ｍｍ３／（ｍｍ・Ｎ）］＝［ｍｍ２／Ｎ］）に換算し、工具鋼ＳＫＤ（従来のロール材質）における比摩耗量と比較することにより耐摩耗性を評価した。
　図２は、耐摩耗性の調査結果を示す図である。図２に示したように、超硬合金Ａ、ＢおよびＣの比摩耗量はいずれも工具鋼ＳＫＤに比べて１／１００以下で、格段に少なく、超硬合金は、従来のロール材質に比べて約１００倍の耐摩耗性を有していることが確認できた。また、超硬合金Ａ、ＢおよびＣの間で比較すると、硬さがＨＲＡ８８．０で最も硬い超硬合金Ａが、比摩耗量が少なく耐摩耗性が最もよかった。
　超硬合金の耐ヒートクラック性は、試験片に対し、「加熱（７００℃）」→「水冷」の処理を繰返して実施し、試験片にクラックが発生するまでの繰返し回数により評価した。繰返し回数が多いほど耐ヒートクラック性が良好である。
　表２に耐ヒートクラック性の評価結果を示す。表２において、○印はクラックの発生が認められなかったことを、×印はクラックが発生したことを表す。なお、クラック発生の有無は、肉眼観察により判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示したように、超硬合金ＢおよびＣでは、加熱／水冷の繰返し回数が２０回でもクラックの発生が認められなかったが、超硬合金Ａでは繰返し回数が１０回でクラックが発生した。
　表３に、超硬合金Ａ、ＢおよびＣについて、耐摩耗性、耐ヒートクラック性および硬さを総合的に評価した結果を示す。耐摩耗性は、いずれも良好であり、○印としたが、特に、比摩耗量が１００×１０－１２ｍｍ２／Ｎ未満の場合（超硬合金Ａ）は◎印と表示した（前記図２参照）。
　耐ヒートクラック性は、加熱／水冷の繰返し回数１０回を基準として、１０回でクラックの発生が認められなかった場合は○印、５回では問題なく、１０回でクラックが発生した場合は△印とした。また、超硬合金の硬さについては、いずれも十分な硬さを有しているので、○印としたが、特に、ＨＲＡ８８．０以上の場合（超硬合金Ａ）、◎印と表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示したように、超硬合金Ａ（硬さ：ＨＲＡ８８．０）は、調査に供した材質中では最も硬く、優れた耐摩耗性を有するが、耐ヒートクラック性が超硬合金Ｂ、Ｃに比べると低く、総合評価では△印（耐ヒートクラック性が相対的に低い）であった。これに対し、超硬合金Ｂ（硬さ：ＨＲＡ８６．５）および超硬合金Ｃ（硬さ：ＨＲＡ８５．０）は、耐摩耗性、耐ヒートクラック性のいずれも良好であり、総合評価では○印（良好）であった。
　以上の調査結果から、本発明の曲がり矯正方法で使用する超硬ロールの素材としての超硬合金は、耐摩耗性が極めて高いこと、超硬合金の硬さはＨＲＡ８５～８７の範囲に止めるのが適切であること、が確認できた。
　（実施例２）
　本発明の曲がり矯正方法を、ストレートナーによる鋼管の矯正に適用してロールの摩耗量および表面粗さを調査するとともに、自動車のエアバッグ用鋼管を矯正の対象としたときの段取替え時間の短縮効果を確認した。なお、比較のために、従来のロール（材質：工具鋼ＳＫＤ１１）を使用した場合についても同様の調査を行なった。
　表４に、使用したストレートナーロール材質の特性をまとめて示す。本発明の曲がり矯正方法で使用する超硬ロールの材質は、実施例１で用いた超硬合金Ｂである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図３は、エアバッグ用鋼管の矯正に使用したストレートナーの概略構成および超硬ロールの適用箇所を模式的に示す図である。ストレートナーは２－２－２－１型である。摩耗量が多い＃２および＃３の上下ロールに超硬ロールを適用し（図３において、ロールに斜線を付して表示）、ガイドロールである＃１ロールと最終の＃４ロールでは従来のＳＫＤ１１製のロールを使用した。ロール寸法は、ロールセンター（最小）径：１９０ｍｍ、ロール幅：１８０ｍｍである。
　矯正対象鋼管は、外径が１５．９０～４２．７ｍｍの範囲内の鋼管である。
　表５に、摩耗量および表面粗さの測定対象ロール、測定箇所および測定方法をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　図４は、本発明の曲がり矯正方法を適用したときのロールの摩耗量の調査結果を従来のロールを使用した場合と対比して示す図である。図４の縦軸は、摩耗量（摩耗による減り代：ｍｍ）を矯正延べ長さ（ｋｍ）で除した摩耗速度（ｍｍ／ｋｍ）である。
　図４に示したように、工具鋼ＳＫＤ１１製のロールを使用した場合、従来のロール寿命（摩耗による使用限界であり、矯正延べ長さで２５００ｋｍ）まで使用したときの摩耗速度は１．６×１０－３ｍｍ／ｋｍであったが、超硬ロールを使用する本発明の曲がり矯正方法を適用した場合は、矯正延べ長さが４３００ｋｍ（従来のロール寿命の１．７倍）に達した後においても、摩耗速度は０ｍｍ／ｋｍで、摩耗は全く認められないことを確認した。
　図５は、本発明の曲がり矯正方法を適用したときのロールの表面粗さの調査結果を示す図である。表面粗さは最大高さ（Ｒｚ）で表示している。
　図５に示したように、矯正開始直後はロール表面の微小な凹凸がならされて表面粗さが向上（Ｒｚが低下）し、その後は、大きな変化がなく、同図中に黒塗り矢印で示した範囲内で推移した。矯正延べ長さが４３００ｋｍを超えた後も大きな変化はなかった。
　図６は、本発明の曲がり矯正方法を適用してエアバッグ用鋼管（外径：２５ｍｍ）を矯正したときの段取替え時間の推移を従来のロールを使用した場合と対比して示す図である。
　図６から明らかなように、従来のロール（工具鋼ＳＫＤ１１製）を使用した場合は、矯正延べ長さが長くなりロールの摩耗が増大するに伴って段取替え時間が目標（１回当たり３０分以内）を超えて延長したが（同図中に太い矢印で表示）、超硬ロールを使用する本発明の曲がり矯正方法を適用した場合は、摩耗が生じないので段取替え時間の延長はみられず、目標時間内での段取替えを継続できた。
　図７は、本発明の曲がり矯正方法を適用してエアバッグ用鋼管（外径：２０ｍｍ、２５ｍｍまたは３０ｍｍ）を矯正したときのストレートナーの稼働率を従来のロールを使用した場合と対比して示す図である。
　図７から明らかなように、矯正対象エアバッグ用鋼管の外径の如何によらず、ストレートナーの稼働率が向上した。これは本発明の曲がり矯正方法を適用したことによる段取替え時間の短縮によるものである。精整工程の能率はストレートナーの稼働率に依存するところが大きく、ストレートナーの稼働率の向上によって精整工程の操業能率が向上した。
　以上の調査結果から、本発明の曲がり矯正方法を適用することにより、ロールの摩耗を完全に抑制できること、本発明の矯正方法は特にエアバッグ用鋼管の曲がり矯正に最適であり、段取替え時間を短縮してストレートナーの稼働率を向上させ得ること、が確認できた。
　本発明の曲がり矯正方法は、管や棒などの鋼材に発生した曲がり、特に自動車のエアバッグ用鋼管等の高強度材の曲がりの矯正に有効に利用することができる。
１：ボール、　２：試験片

Claims (2)

  1. 　超硬矯正ロールを用いる鋼材の曲がり矯正方法であって、
    　当該超硬ロールの硬さがＨＲＡ８５～８７であることを特徴とする曲がり矯正方法。
  2. 　被矯正材が自動車のエアバッグ用鋼管であることを特徴とする請求項１に記載の曲がり矯正方法。
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