专利名称：异形断面材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及异形断面材料的制造方法，尤其是涉及一种制造沿其长度具有横向异形断面的材料的方法。
沿其长度方向具有横向异形断面的材料被用于晶体管导架及连接器。对于制造异形断面的材料的方法而言，众所周知的是切削法，使用V-型切片和轧机的机械加工方法以及轧制法。
在传统的诸如轧制法的制造异形断面材料的方法中，将材料插在中心具有轧槽的有槽轧辊和平面轧辊之间。然后，该材料又被插入两个平面轧辊之间。由此可制成两边部分薄而中心部分厚的异形断面材料。
接着，异形断面材料被插在具有比先前有槽轧辊的槽小的有槽轧辊和平面轧辊之间。然后，该材料被插入两平面轧辊之间。由此可形成比前述的薄部分宽的异形断面材料。
如上所述，通过使用具有比前面的槽小的有槽和平面轧辊来重复轧制而生产具有预定形状的异形断面材料。
一般而言，当用平板材料来制造异形断面材料时，中心部分和两侧部分的伸长度间存在差别。由于伸长度间的差别会造成所生产材料的波纹及/或卷曲。为了解决这些问题，在日本专利公开NO.59-78701中，揭示了这样一种方法，即通过使用带槽的轧辊和平面轧辊来轧制材料的两个边部而不滚压其中心部分，从而在带槽的轧辊内和在宽度方向上的带槽轧辊的两边与平面轧辊之间都会产生两边部的变形，这样两边部的伸长度与中心部分的伸长度达到了统一。
在日本专利公开NO.61-50064中揭示了另一种制造异形断面材料的方法。在此传统的制造异形断面材料的方法中，材料被插在具有两个凸的部分的第一凸轧辊和一个平面轧辊之间。然后，该材料被插在第二凸轧辊和一个平面轧辊之间。凸的部分的一个侧面为斜面。第一凸轧辊的凸的部分比第二凸轧辊的凸的部分小。也即，后一个凸轧辊的凸的部分比前一个凸轧辊的凸的部分大。
如上所述，通过使用具有比前面的凸的部分大的凸轧辊和平面轧辊来进行重复滚压，生产具有预定形状的异形断面材料。
在日本专利公开NO.1-133603中揭示了另一种传统的制造异形断面材料的方法。在此传统方法中，通过使用轧辊根据预先确定的变形系数来重复轧制和热处理来生产异形断面材料，从而提高了异形断面材料的尺寸精度。
然而在传统的制造异形断面材料的方法中，切割方法的缺点是成本高，这是因为由于切割断片而造成大量的材料损耗。另一方面，使用V-型切片和轧辊的机械加工方法的缺点是加工速度不会很高，且其生产效率无法提高，这是因为由于轧辊的往复运动而产生的压力阻碍了生产过程的进行。
此外，轧制法的缺点在于由于在带槽的轧辊的槽中未对厚的部分进行轧压，从而厚的部分表面粗糙，并且由于材料渗入带槽轧辊的槽中，从而厚的部分的边缘比中心部分厚，这就造成厚的部分的不均匀，从而所生产的材料的质量较差。
再其次，在日本专利公开NO.61-50064中所揭示的方法的缺点在于，由于与上面所述的相同原因而造成厚的部分粗糙表面和不均匀，并且由于一般仅在两边缘部分(例如薄的部分)产生材料的变形，从而通过一个轧制步骤所形成的薄的部分的宽度比轧制法的薄的部分的宽度小。
此外，在日本公开NO.59-78701和NO.61-50064中的方法的缺点在于，由于在材料的宽度方向上很难准确地产生被轧制部分的变形，从而在材料上沿其长度会产生被轧制的薄部分的变形量和未被轧制的薄的厚部分的变形量之间的差别，并且虽然被轧制的薄部分和未被轧制的厚部分的变形量间的差别不同，按照轧辊的形状和变形限度，当这种差别很大时，在所生产的材料中会产生波纹变形及/或弯曲。
此外，日本专利公开No.1-133603的缺点在于制造异形断面材料的可操作性和生产效率很差，这是因为其生产过程不是在一个过程(轧制步骤)中来完成的。
相应地，本发明的一个目的是提供一种可操作性和生产效率都好的异形断面材料的制造方法。
本发明的另一个目的是提供一种生产高质量异形断面材料的异形断面材料的制造方法。
根据本发明的特征，一种生产沿横向具有不同板厚度的异形断面材料的方法，该不同的板厚度是沿长度方向连续制成的，该方法包含的步骤如下，首先制成包含一个平面轧辊和一个周围具有凸的部分的凸轧辊的轧辊组，每个凸的部分在至少一个侧面具有斜面，前后排列放置多个轧辊组，后一个轧辊组的凸的部分的尖端宽度比前一个轧辊组的凸的部分的尖端宽度大，通过凸轧辊的凸的部分来形成异形断面材料的薄的部分，通过与凸轧辊的凸的部分不同的部分来制成异形断面材料的厚的部分。
下面结合相应附图来对本发明进行详细描述，其中
图1A到1D为在传统轧制方法中制造异形断面材料的部分局部截面示意图；图2A及2B为在另一个传统轧制方法中制造异形断面材料的部分局部截面示意图；图3A到3C为在本发明的第一个最佳实施例的方法中使用的用于制造异形断面材料的设备的方框示意图；图4A到4C为在图3A到3C的设备中制造异形断面材料的部分局部截面示意图；图5为在本发明的第二个最佳实施例中制造异形断面材料的方法的方框示意图；及图6为在本发明中使用的轧辊的构造的数据表。
在解释根据本发明的最佳实施例来制造异形断面材料的方法之前，首先描述在图1A到1D和2A及2B中所阐述的上述传统的制造异形断面材料的方法。
在图1A中，材料3被插在中间有槽1a的带槽轧辊1A和平面轧辊2A之间。当带槽轧辊1A和平面轧辊2A开始轧制材料3时，由带槽轧辊1A的两边1b形成薄的部分3b而由槽1a来形成厚的部分3a。然后，在图1B中，材料3被插在两个平面轧辊4A和2B之间。因此，材料3的厚的部分3a被两平面轧辊4A和2B辗平，然后，形成了在两边部具有两薄的部分3b而在中心具有厚的部分3a的半成形的异形断面材料3′。
然后，在图1C中，将异形断面材料3′插在具有比前述带槽轧辊的槽1a小的槽1a′的带槽轧辊1B和平面轧辊2C之间。由此，薄的部分3b被带槽的轧辊1B和平面轧辊2C所展宽。接着，在图1D中，将材料插在两个平面轧辊4B和2D之间。由此，形成具有比前述薄的部分3b宽的薄的部分3b′的异形断面材料5。
如上所述，通过使用具有比前述轧辊小的槽的带槽轧辊和平面轧辊，通过轧制步骤的重复(步骤A到D)来制造具有预定形状的异形断面材料5。
图2A和2B示出了在日本专利公开No.61-50064中所揭示的制造异形断面材料的传统方法。在图2A中，材料7在具有两个凸的部分6a的第一凸轧辊6和平面轧辊2A之间轧制。凸的部分6a具有斜面6b。两个凸的部分6b之间被设计成具有一预定的距离。因此，通过凸的部分6a的斜面6b形成薄的部分7b，而同时形成具有与两凸的部分6a的预定距离相等的宽度的厚的部分7a。接着，在图2B中，在第二凸轧辊8和平面轧辊2B之间来轧制材料7。第一凸轧辊6的凸的部分6a比第二凸轧辊8的凸的部分8a小。也即，后一个凸轧辊的凸的部分比前一个凸轧辊的凸的部分大。在此情况下，凸的部分8a的尖部比凸的部分6a的根部小，而凸的部分8a的根部的宽度小于凸的部分6a的根部的宽度的2倍。此外，凸的部分8a的高度大于凸的部分6a的高度，而斜面8b的长度大于斜面6b的长度。
如上所述，通过使用具有比前面的凸的部分大的两个凸的部分的凸轧辊和一个平面轧辊所进行的重复轧制过程来制造具有预定形状的异形断面材料。
然后，在图1A到1D的以上传统的异形断面材料的制造方法中，其缺点在于厚的部分3a的表面粗糙，这是由于厚的部分3a未在带槽的轧辊(1A，1B)的槽(1a，1a′)中轧制而造成的，同时由于材料(3，3′)渗透进带槽的轧辊(1A，1B)的槽(1a，1a′)中而造成的厚的部分3a的边比中心厚，导致了厚的部分3a的不均匀，而造成所制造的材料5的质量较差。
此外，在图2A和2B的以上传统的制造异形断面材料的方法中，其缺点在于由于与图1A到1D相同的原因而造成厚的部分7a的不均匀和表面粗糙，并且由于材料7的变形通常只发生在两边部7b(如薄的部分7b)，从而在一个工艺过程中所制成的薄的部分7b的宽度比图1A到1D的方法中的薄的部分的宽度小。
此外，在图1A到1D和图2A及图2B中的如上传统方法中，其缺点在于在材料上沿其长度方向(3，3′，7)会产生被轧制的薄的部分(3b，3b′，7b)和未被轧制的厚的部分间的变形量的差别，这是由于很难在材料上(3，3′，7)沿其宽度方向准确地产生轧制部分的变形，并且由于被轧制的薄部分(3b，3b′，7b)和未被轧制的厚的部分(3d，7a)变形量间的差不同，当这种差别很大时，按照轧辊的形状和变形限度，在所生产的材料(5，7)上会发生波纹变形及/或卷曲。
下面将描述根据图3A到3c和图4A到4C的本发明的第一个最佳实施例的制造异形断面材料的方法。
图3A示出了轧制前的平面材料9，图3B示出了用于制造异形断面材料的设备，而图3C示出了轧制后的异形材料9C。在图3B中，设备包含轧辊组10A、10B、10C。轧辊组10A、10B、10C中的每一个都具有一个凸轧辊(上部轧辊)和一个平面轧辊(下部轧辊)。轧辊组10A、10B、10C平行放置且以一预定距离级联而且与材料9(例如铜、铜合金、铝、铝合金、铁、不锈钢或这些材料的合成)的加工方向相垂直。
在图4A到4C中，每个凸轧辊10 Au、10 Bu、10 Cu在中心分别具有一个槽13A、13B、13C而在每个槽的两边分别具有一个轧辊凸的部分11A、11B、11C。在轧辊凸的部分11A、11B、11C的外部分别形成具有相同宽度的斜面。凸轧辊10 Au的轧辊凸的部分11A的尖端宽度小。此外，凸轧辊10 Bu的轧辊凸的部分11B的尖端宽度12B比尖端宽度12A要大。还有，凸轧辊10 Cu的轧辊凸的部分11C的尖端宽度比尖端宽度12B要大。因此，轧辊凸的部分11B的根部宽度16B(“尖端宽度”+“斜面的宽度”)比轧是凸的部分11A的根部宽度16A要大，且轧辊凸的部分11C的根部宽度16C比轧辊凸的部分11B的根部宽度16B要大。
在图4A中，轧辊组10A是凸轧辊10 Au和平面轧辊10 AL的组合。凸轧辊10 Au具有一个用于形成厚的部分91A的平面槽13A和两个用于形成薄的部分92A、93A的轧辊凸的部分11A。用轧辊组10A来对平面材料9进行轧制来形成第一异形断面材料9a。
在图4B中，轧辊组10B为凸轧辊10 Bu和平面轧辊10 BL的组合。凸轧辊10 Bu具有一个用于形成厚的部分91B的平面槽13B和两个用于形成厚的部分92B、93B的轧辊凸的部分11B。用轧辊组10B来对第一异形断面材料进行轧制从而形成第二异形断面材料9b。
在图4C中，轧辊组10C是凸轧辊10 Cu和平面轧辊10 CL的组合。凸轧辊10 Cu具有一个用于形成厚的部分91C的平面槽13C和两个用于形成薄的部分92C、93C的轧辊凸的部分11C。用轧辊组10C来对第二异形材料9b进行轧制从而形成第三异形断面材料9C。
平面槽13A、13B、13C的宽度和深度都彼此相同。虽然如图4A到4C中所示，轧辊凸的部分11A、11B、11C的两个尖端宽度不相等，但斜面15A、15B、15C的每个斜度都相等。
首先，在图4A中，通过用轧辊组10A来对平面材料9进行轧制而制成第一异形断面材料9a。第一异形断面材料9a的形状大约为字母“E”的形状。接着，用轧辊组10B来对第一异形断面材料9a进行轧制。由于轧辊凸的部分11B的尖端宽度12B比轧辊凸的部分11A的尖端宽度12A大。通过在宽度方向上来扩展薄的部分92A、93A，从而制成比第一异形断面材料9a宽的第二异形断面材料9b，此外，在图4C中，用轧辊组10C来轧制第二异形断面材料9b。由于轧辊凸的部分11C的尖端宽度12C比轧辊凸的部分11B的尖端宽度12B要大，从而通过在宽度方向上延展薄的部分92B、93B来制成比第二异形断面材料9b宽的第三异形断面材料9C。
在以上的方法中，由于薄的部分是由轧辊凸的部分11A、11B、11C形成的，厚的部分91A、91B、91C可以沿其长度方向被轧制延长。因此，薄的部分的伸长度可与厚的部分的伸长度相一致。其结果由于薄与厚的部分的伸长度的相均衡防止了波纹和卷曲的发生，从而可制造出高质量的异形断面材料。此外，由于通过轧制厚的部分可使其表面与轧辊相接触，从而防止了厚的部分的表面粗糙且其精确度也很高。因此，在本发明中，可制造具有高质量的异形断面材料。
在以上的情形中，当用轧辊组10B轧制时，薄的部分93B可按所需的比用轧辊组10A所制得的薄的部分93A薄。这就是在薄的部分93A中其厚度下降的原因，其是由轧辊组10A制成的，是通过由轧辊组10B所产生的延伸形成的。然后当由轧辊组10B所制成的薄的部分93B的厚度小于或等于由轧辊组10A所制成的薄的部分93A的厚度时，厚度分布及表面的状况会逐渐变坏。此外，当由轧辊组10B所制成的薄的部分91B的变形程度(轧制程度)比由轧辊组10A所制成的薄的部分93A的变形程度大时，可更加有效地防止波纹和卷曲的产生并能进行稳定的变形。与轧辊组10B和10C的关系相类似，很有必要考虑对于轧辊组10B和10C的如上条件。
在图3中，轧辊的数目可以改变。
正如图4C中所示，当厚的部分91C位于薄的部分92C、93C之间时，在中心具有厚的部分的异形断面材料可通过中心带槽的带槽轧辊和平面轧辊的组合进行连续生产。在此情况下，与轧辊组10A、10B相类似，很有必要考虑如上所述的条件情况。当异形断面材料在某一预定温度被热处理的情况下，厚的部分的变形很容易与薄的部分的变形相等。因此，就较易地制造厚薄部分质量相一致的异形断面材料。
虽然需要轧制过程要连续进行，但在轧制过程的每一阶段材料都可能被卷绕。此外，可在每两个轧制过程之间或仅在最后的轧制过程之前来进行热处理。
在第一最佳实施例中，轧辊凸的部分在其两边可具有斜面。在此情况下，前面一个轧辊凸的部分的内斜角可根据需要的相对于水平线比后一个轧辊凸的部分的内斜角小。此外，前面一个槽的深度可比后一个槽的深度深，同时前面一个槽的宽度要比后面一个槽的宽度大。
前面的凸轧辊的斜角相对于水平线要比后面的凸轧辊的斜角大。
接着，在图5中对本发明第二最佳实施例的制造异形断面材料的方法进行描述。
在图5中，所生产的异形断面材料18的中心具有薄的部分而在两边具有两个厚的部分。在厚的部分81和薄的部分82之间具有斜面。此异形断面材料是用凸的轧辊17 u和平面轧辊17 L来制造的。凸的轧辊17 u包含在两边具有斜面20且与异形断面材料18的形状相一致的轧辊凸的部分19。在此情况下，在斜面20的外部由平面形成厚的部分81。
在此情况下，在轧制形成薄的部分82时，可在沿长度方向上对厚的部分81进行轧制延长。因此，薄的部分82的伸长度可与厚的部分81的伸长度相均衡。其结果，由于厚薄部分伸长度的均衡而防止了波纹和卷曲的产生，从而可制造出高生产量的异形断面材料18。
此外，由于厚的部分81的表面与轧辊相接触，从而厚的部分81的表现质量及精确度都很高。因此，在本发明中，可制造出具有高质量的异形断面材料。
在第二最佳实施例中，后一个凸轧辊的斜角相对于水平线可比前一个凸轧辊的斜角大。
在图6中将列出用在本发明中的制造异形断面材料的方法中所使用的轧辊的示范尺寸。轧辊包含第一到第四轧辊组，它们以预定的间隔级联设置用来提供第一到第四轧制步骤，其中第一到第三轧辊组的每一组都包含一个凸轧辊和一个平面轧辊，而第四轧辊组包含一个带槽的轧辊和一个平面轧辊。通过使用第一到第四轧辊组，可用厚度为3.5mm、宽度为60mm的铜平板材料来制成中心具有厚的部分的异形断面材料。在图6中，斜角是相对于水平线被标出的。
在第一轧制步骤，厚的部分被轧制成3.07mm(轧制度12.3％)而薄的部分被轧制成1.02mm(轧制度70.1％)。在第二轧制步骤中，厚的部分被轧制成2.82mm(轧制度8.1％)。而薄的部分被轧制成0.96mm(轧制度5.9％)。在此情况下，在薄的部分不会产生波纹变形，而轧制过程也就基本完成了。在第三轧制步骤中，厚的部分被轧制为2.64mm(轧制度6.7％)，而薄的部分被轧制为0.96mm(轧制度0％)。在第四轧制步骤，厚的部分被轧制为2.14mm(轧制度18.6％)，而薄的部分被轧制为0.81mm(轧制度15.6％)。在此情况下，在薄的部分不会产生波纹变形，轧制过程也基本完成。因此，可连续制成厚的部分的粗糙表面被抑制而又避免了厚度减少的展形断面材料。
此外，在轧制过程之后，通过热处理来对异形断面材料进行退火，并通过轧辊组来对其轧制，该轧辊组包含一个平面轧辊和一个中心带槽(深度为0.81mm)的带槽轧辊，从而厚的部分的轧制度大致与薄的部分的轧制度相等。因此，可制造出厚的部分为1.30mm(轧制度39.2％)而薄的部分为0.5mm(轧制度38.3％)的且厚的部分的质量与薄的部分的质量相等的异形断面材料。
因此，由于厚的部分被除轧辊凸的部分以外的部分轧制并沿其长度方向扩展而同时薄的部分被轧辊凸的部分沿其宽度方向轧制扩展，从而可制造出高生产率的异形断面材料，且其可操作性得到了提高并防止了波纹变形及卷曲的产生。
此外，由于厚的部分的表现被轧辊接触并支撑，从而异形断面材料的表面质量较高且厚的部分的精确度也较高。因此，在本发明中，可制造出高质量的异形断面材料。
由于本发明在不脱离其实质特征精神的情况下可以以几种形式来体现，由此本发明实施例仅为阐述性的而非限定性的，由于本发明的范围是由所附的权利要求来限定的而非由前面的描述来限定，因此所有落入权利要求范围的各种改变或与权利要求的范围等同的内容都在本权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种制造在宽度方向上具有一个厚的部分和一个薄的部分的异形断面材料的方法，其特征在于包含如下步骤以预定的间隔级联设置多个轧辊组用来提供多个轧制步骤，所述多个轧辊组中的每一个都包含一个平面轧辊和一个凸轧辊，其中凸轧辊具有由两边面和一个顶端面限定出的凸的部分，所述两个边面中的至少一个为斜的，且所述后序轧制步骤的尖端面的宽度比前序轧制步骤的所述尖端面的宽度大；根据在宽度方向上的基本延展情况，用所述凸轧辊的凸的部分来制造异形断面材料的所述薄的部分，及根据在其长度方向上的基本延展情况，用所述凸轧辊的除所述凸的部分以外的部分来制成所述异形断面材料的厚的部分。
2.根据权利要求1所述的制造异形断面材料的方法，其特征在于由后一个轧辊组所制造的薄的部分比由前一个轧辊组所制成的薄的部分要薄。
3.根据权利要求1或2所述的制造异形断面材料的方法，其特征在于所述异形断面材料的所述厚的部分的轧制度比在第二及以后的轧制步骤中的所述薄的部分的轧制度要大。
4.根据权利要求1、2或3所述的异形断面材料的制造方法，其特征在于所述凸轧辊具有两个凸的部分和一个在所述两部分之间限定出的具有一预定宽度的槽；及所述厚的部分由所述凸轧辊的槽在所述异形断面材料的中心形成。
5.根据权利要求4所述的异形断面材料的制造方法。其特征在于在后序轧制步骤中的所述凸轧辊的槽的深度比前序轧制步骤中的槽的深度浅。
6.根据权利要求4或5所述的异形断面材料的制造方法，其特征在于在后序轧制步骤中的所述凸轧辊的槽的宽度比在前序轧制步骤中的槽的宽度要窄。
7.根据权利要求4、5或6所述的异形断面材料，其特征在于所述凸轧辊的所述凸的部分的两个侧面是斜的，且与所述异形断面材料的所述厚的部分轧制相接的所述凸的部分的两侧面中的一个侧面的角度在后序轧制步骤中相对于水平线比前序轧制步骤的所述凸的部分的侧面的角度要大。
8.根据权利要求4、5、6或7所述的制造异形断面材料的方法，其特征在于所述凸轧辊的所述凸的部分的所述两个侧面为斜的，且与所述异形断面材料的所述薄的部分轧制相接的所述凸的部分的两侧面中的一个侧面的角度在后序轧制步骤中相对于水平线比前序轧制步骤的所述凸的部分的侧面的角度要小。
9.根据权利要求1、2或3所述的制造异形断面材料的方法，其特征在于所述凸轧辊具有一个由两个斜侧面和一个尖端面所限定出的凸的部分，其中所述的异形断面材料在中心具有一个薄的部分。
10.根据前面任何一个权利要求所述的制造异形断面材料的方法，其特征在于通过所述的多个所述轧制步骤来连续完成制造所述薄厚部分的步骤。
11.根据权利要求1-10中任一权利要求所述的制造异形断面材料的方法，其特征在于对具有所述薄的部分和厚的部分的所述异形断面材料进行热处理，从而在一预定温度形成该异形断面材料。对所述的热处理的材料进行轧制以使所述厚薄部分的轧制度相均衡一致。
全文摘要
通过多个轧制步骤来制造沿其宽度方向具有薄的部分和厚的部分的异形断面材料。每个轧制步骤包含多组凸轧辊和平面轧辊,其中凸轧辊具有一个凸的部分。根据凸轧辊的凸的部分的沿长度方向的延展来形成薄的部分,而根据凸轧辊的除凸的部分以外的部分沿长度方向的延展来形成厚的部分。
文档编号B21H8/02GK1182647SQ9711997
公开日1998年5月27日 申请日期1997年10月31日 优先权日1996年10月31日
发明者大场诚, 萩原登, 横沟健治, 大谷忠男 申请人:日立电线株式会社