(57)【要約】      （修正有）【課題】リングローリング加工した製品における内部空隙すなわちボイドの発生を抑制することができるリングローリング加工方法を提供する。【解決手段】熱間リングローリング加工においてリング状製品９に発生する内部ボイドに対し、リングローリング装置の主ロール２、マンドレル３を任意の複数の分割線４で分割することにより、これらの主ロール２、マンドレル３および被加工材５の間に生じる周速度の差を緩和するか、もしくは任意の複数に分割した主ロール２、マンドレル３に潤滑剤を施して被加工材５の間に生じる周速度の差を無害化することにより、リングローリング加工によるリング状製品９に内部ボイドの発生を抑制するリングローリング加工からなる圧延方法で、主ロール２、マンドレル３にて、母材となるリング状の被加工材５を回転しながら圧延を行うリングローリング加工方法である。【選択図】図８
2013169563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング状の被加工材を挟み込み、この被加工材を回転させながら圧延するリングローリング加工において、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の圧延に寄与する部分を軸方向に任意の複数に分割し、これらの任意の複数に分割した主ロールもしくはマンドレルのいずれか一方の回転又はこれらの双方の回転軸に被加工材を従動させてその周速度、被加工材をリングローリング加工することを特徴とする内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法。
【請求項２】
主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング状の被加工材を挟み込み、この被加工材を回転させながら圧延するリングローリング加工において、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の圧延に寄与する部分を軸方向に任意の複数に分割し、これらの任意の複数に分割した主ロールの回転主軸と任意の複数に分割したマンドレルの回転主軸のいずれか一方もしくは双方を被加工材に対して傾斜させて回転させ、任意の複数に分割した主ロール部分と任意の複数に分割したマンドレルのいずれか一方もしくは双方と被加工材との相対周速度を最小として被加工材をリングローリング加工することを特徴とする内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法。
【請求項３】
被加工材をリングローリング加工する方法は、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の周速度と被加工材の周速度との差の大きな部位を狙って、その部位に潤滑剤を施しながら被加工材をリングローリング加工することを特徴とする請求項１又は２に記載の内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、リングローリング加工方法におけるリングローリング加工時の滑り速度を低減することで、リング素材の内部に発生する内部空隙であるボイド（以下、「内部ボイド」という。）の発生を抑えて得られたリング製品の内質を向上させる加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板材圧延などの分野では、鋼材の内部に内部ボイドの発生を抑制するために、圧延材の形状を制御する方法や、圧延材の形状の制御に加えて圧延速度を制御する方法などが提唱されている。しかし、熱間リングローリング加工に関しては、内部ボイドの改善に着目した従来技術はほとんど見出せない。一方、出願人はボイドに着目した技術を提案しているがまだ公開されていない。ところで、この技術はボイドを圧着させることを主眼に圧延条件を規定したものであるので、本願発明の内部ボイドの発生を抑制する主旨の方法とは異なる方法である。
【０００３】
一方、リングローリングミルにおいて、主ロールおよびマンドレルのこれらロールを軸方向の複数の区分に分割してロールと被加工材の間のすべり速度を抑制することで、加工時の姿勢が安定したローリングでき、リング材の表面に生ずるひずみやねじれを防ぐことができる手段が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−７５１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱間リングローリング加工は、複数個のロールを用いてリング素材の肉厚を減少させて径を拡大する加工方法である。この方法は歩留が良好で、必要とされる加工力が小さいなどの利点があるので、比較的に径の大きな環状素形材の製造に広く用いられている。
【０００６】
最近のリングローリング製品は、ニアネットシェイプ化が図られており、被加工材の軸方向に観察した場合、ロールの周速度が位置により異なる。さらに、被加工材の周速度が位置により異なる現象が生じ易くなっている。これにより、ロールと被加工材との周速度差が生じることとなる。ロールと被加工材との間には、通常、一定以上の摩擦が存在しており、両者の間の周速度差は局所的な発熱を引き起こす。この局所的な発熱は被加工材の鋼材内部に空隙などの欠陥を引き起こす可能性がある。また、周速度差により被加工材内部に過大なせん断ひずみが導入される場合がある。このせん断ひずみは粒界破壊を引き起こす可能性があり、空隙生成の基因となる場合がある。
【０００７】
このような空隙は、鍛造品を旋削して熱処理を行って所定のベアリングとした際に、表面もしくは表面直下に位置する場合がある。この表面もしくは表面直下に位置する空隙を含む材料をベアリングに加工して使用すると、疲労剥離などの早期欠陥を引き起こす可能性がある。そこで、リングローリング品における内部空隙すなわちボイドを抑制する加工方法が望まれている。
【０００８】
そこで、本願発明が解決しようとする課題は、リングローリング加工した製品における内部空隙すなわちボイドの発生を抑制することができるリングローリング加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、熱間リングローリング加工において製品に発生した形成される内部ボイドに対して、リングローリング装置の各ロールを任意の複数に分割することにより、これらのロールおよび被加工材の間に生じる周速度の差を緩和するか、任意の複数に分割した各ロールの回転主軸を傾斜させるか、もしくは任意の複数に分割した各ロールに潤滑剤を施して被加工材の間に生じる周速度の差を無害化することにより、リングローリング製品であるリング製品に内部ボイドの発生を抑制する圧延方法である。すなわち、主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング材を挟み込み、当該リング材を回転させながら圧延を行うリングローリング加工方法である。
【００１０】
第１の手段では、主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング状の被加工材を挟み込み、この被加工材を回転させながら圧延するリングローリング加工における方法である。そこで、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の圧延に寄与する部分を軸方向に任意の複数に分割する。これらの任意の複数に分割した主ロールもしくはマンドレルのいずれか一方の回転又はこれらの双方の回転軸に被加工材を従動させてその周速度、被加工材をリングローリング加工することによる内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法である。
【００１１】
第２の手段では、主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング状の被加工材を挟み込み、この被加工材を回転させながら圧延するリングローリング加工における方法である。そこで、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の圧延に寄与する部分を軸方向に任意の複数に分割する。これらの任意の複数に分割した主ロールの回転主軸と任意の複数に分割したマンドレルの回転主軸のいずれか一方もしくは双方を被加工材に対して傾斜させて回転させ、任意の複数に分割した主ロール部分と任意の複数に分割したマンドレルのいずれか一方もしくは双方と被加工材と、の相対周速度を最小として被加工材をリングローリング加工することによる内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法である。
【００１２】
第３の手段では、被加工材をリングローリング加工する方法は、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の周速度と被加工材の周速度との差の大きな部位を狙って、その部位に潤滑剤を施しながら被加工材をリングローリング加工することによる第１の手段又は第２の手段の内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記の手段としたことで、リングローリング加工にてリング製品のニアネットシェイプ製品を製造することができ、その第１の手段では、主ロールとマンドレルのいずれか一方もしくは双方の各ロールの被加工材と当接して圧延に寄与する部分を軸方向の任意の数の区分に分割、例えば５区分に分割し、これらの分割した主ロールもしくはマンドレルのいずれか一方の回転又はこれらの双方の回転によって、被加工材との間に生じる周速度に被加工材を従動させたことで、被加工材と当接する各ロール部分はそれぞれが独立した状態で被加工材を的確に捉えてリングロ−リング加工することができ、したがって被加工材と各ロール部分の間で、各ロール部分はそれぞれ摩擦により独立して回転し、被加工材と各ロール部分の間で発生する周速度の差を緩和することができ、その結果、圧延された被加工材に内部ボイドの形成が抑制される。
【００１４】
さらに、第２の手段では、主ロールとマンドレルのいずれか一方もしくは双方の分割した各ロール部分の回転主軸を傾斜させて回転させ、分割した各ロール部分と被加工材との相対周速度を最小としてリングローリング加工するので、被加工材をリングローリング加工の圧延方向に垂直な面で切断したときの断面が一定のテーパー角度を持つ形状である場合に、ロールの回転主軸をそのテーパー角度に合せて傾斜させて各ロール部分間の周速度の差を零の近くにでき、圧延された被加工材に内部ボイドの形成が抑制される。
【００１５】
第３の手段では、主ロールとマンドレルのいずれか一方もしくは双方の周速度とこれらと当接して回転する被加工材の周速度との差の大きな部位に潤滑剤を施すことによって、被加工材と各ロール間に発生する周速度の差を０近くに緩和したものをさらに無害化することができ、圧延された被加工材に内部ボイドの形成がより一層に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るリングローリング装置の断面を示す図である。
【図２】上下対称の２つの傾いたマンドレルと圧延に寄与する部分が回転軸に垂直な面である主ロールと被加工材の断面を模式的に示す図である。
【図３】鼓状のマンドレルと被加工材の断面を示す図である。
【図４】（ａ）は５区分に分割した被加工材面の模式図で、（ｂ）は上下対称の２つの傾いたマンドレルと被加工材の断面図で、（ｃ）はこの被加工材の表面に潤滑油を施した模式図を示す。
【図５】図３に示す被加工材の諸寸法を示す図である。
【図６】外径部および内径部を共に形状化したリング状製品の断面を示す図である。
【図７】（ａ）は内径部を、（ｂ）は外径部を、（ｃ）は内径、外径の双方を、それぞれ形状化したリング状製品を示す模式的断面図である。
【図８】図７のリング状製品を形成する５区分に分割した主ロールおよびマンドレルを模式的に示す断面図で、（ａ）はマンドレルを、（ｂ）は主ロールを、（ｃ）はマンドレルおよび主ロールを模式的に示す断面図である。
【図９】上下の主ロールおよび上下のマンドレルにより、図６に示す外径部および内径部を共に形状化したリング状製品の加工を模式的に示す断面図である。
【図１０】形状を有する被加工材をリングローリング加工する主ロールとマンドレルと被加工材の断面を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態について、表および添付の図面を参照して説明する。本発明は、図１に示すように、リングローリング装置１にて、被加工材５をリングローリング加工してニアネットシェイプ製品９を製造する場合に用いる方法である。図１に示すように、このリングローリング装置１は、この例の上下のＶ字状に傾斜した２個の形状化された主ロール２と、マンドレル３で、リング状の被加工材５をリングローリング加工を行う。この場合、被加工材５のリング状の加工材の中心５ａの反対側に位置するバックアップロール１１で被加工材５を支持している。なお、主ロール２の回転主軸を２ａ、マンドレル３の回転主軸を３ａ、被加工材の中心を５ａ、バックアップロール１１の回転主軸を１１ａで示している。
【００１８】
第１の請求項１の実施の形態の方法は、リングローリング装置１の、図２に示す、主ロール２およびマンドレル３からなる各ロールと被加工材５との間に発生する軸方向１０における周速度の差を緩和してリングローリング加工する方法である。この方法の周速度の差の緩和のために、主ロール２およびマンドレル３のいずれか一方もしくは双方の各ロールにおける主ロール２の圧延に寄与する部分２ｂもしくはマンドレル３の圧延に寄与する部分３ｂを軸方向１０に５区分に分割する。このマンドレル３が、図３に示すように、回転主軸３ａの周りに回転しながらマンドレル３の圧延に寄与する部分３ｂが被加工材５と当接している。図４の（ａ）に示すように、マンドレル３を５区分に分割して形成した圧延に寄与する部分３ｂを、それぞれ独立した部分３ｃとする。これらの独立した部分３ｃを被加工材５との間に生じる周速度に従動回転させて、それぞれ独立して被加工材５をリングローリング加工することからなる、内部ボイドの発生を抑制した圧延方法である。
【００１９】
第２の請求項２の実施の形態の方法は、上記の方法と同様に、リングローリング装置１の、図２に示す、主ロール２およびマンドレル３からなる各ロールと被加工材５との間に発生する軸方向１０における周速度の差を緩和してリングローリング加工する方法である。この方法の周速度の差の緩和のために、主ロール２およびマンドレル３のいずれか一方もしくは双方の各ロールにおける主ロール２の圧延に寄与する部分２ｂもしくはマンドレル３の圧延に寄与する部分３ｂを軸方向１０に分割する。次いで、これらの分割した主ロール２およびマンドレル３からなる各ロールのいずれか一方もしくは双方の主ロール２の回転主軸３ａまたはマンドレル３の回転主軸３ａを、図４の（ｂ）に示すように、上下の回転主軸３ａが１０°傾斜した２つのマンドレル３を傾斜させて、これら上下の２つのマンドレル３を合せて、被加工材５をリングローリング加工することからなる、内部ボイドの発生を抑制した圧延方法である。
【００２０】
第３の実施の形態の方法では、請求項３の実施の形態として、リングローリング装置１の主ロール２およびマンドレル３からなる各ロールと被加工材５との間に発生する軸方向１０における周速度の差を無害化する方法である。この無害化のために、主ロール２およびマンドレル３からなる各ロールのいずれか一方もしくは双方の各ロールの圧延に寄与する部分３の周速度と被加工材５の周速度との間の、図４の（ｃ）に示す、周速度の差の大きな部位８を狙ってその部位８に潤滑剤を施しながら被加工材５をリングローリング加工することからなる圧延方法である。なお、図４の（ｃ）では、マンドレル３を除去して、被加工材５のみを示した図で、被加工材５の外径部の幅は７ａで示している。
【００２１】
上記の圧延方法における具体的な例を以下に示す。リングローリング加工後の被加工材５からなる、図７に示す、ニアネットシェイプ製品９ａであるリング状製品９は、被加工材の内径部６における、図７の（ａ）に示す、内径部の幅６ａの幅方向が形状化されて幅の中央部６ｂから幅の端部６ｃにかけて軸方向から角度１０°のテーパーを有している。ところが、被加工材の外径部７における、外径部の幅７ａの幅方向は形状化されておらず、軸方向と平行な環状面を有している。したがって、このものは、図５に示すように、外径がφ２２０ｍｍ、軸方向の幅の中央部６ｂの内径がφ１８０ｍｍ、外径部の幅７ａが１５０ｍｍである。この被加工材５からなるリング状製品９は、図７の（ａ）に示すように、ニアネットシェイプ化されたニアネットシェイプ製品９ａであり、リング状製品９の内径面が１０°のテーパー角度を有している。
【００２２】
一方、リングローリング加工後の被加工材５からなる、図７に示す、ニアネットシェイプ製品９ａであるリング状製品９は、被加工材の内径部６における、図７の（ｂ）に示す外径部の幅７ａの幅方向が形状化されて幅の中央部７ｂから幅の端部７ｃにかけて軸方向から角度１０°のテーパーを有している。ところが、被加工材の内径部６における、内径部の幅６ａの幅方向は形状化されておらず、軸方向と平行な環状面を有している。この被加工材５からなるリング状製品９はニアネットシェイプ化されたニアネットシェイプ製品９ａであり、リング状製品９の外径面が１０°のテーパー角度を有している。
【００２３】
この被加工材５のリングローリング加工方法において、請求項１の手段を満足するように、ロールに分割線４に示す分割を施した条件、請求項２の手段を満足するようにロールの回転主軸２ａを傾斜させた条件、請求項３の手段を満足するように内径部５ｃに潤滑を施した条件を有する方法と、これらの条件を有しない方法とによって、リングローリング加工を行ってニアネットシェイプ製品９ａを製造した。ついで、これらのニアネットシェイプ製品９ａに形成される内部ボイドの有無および内部ボイドの有無の程度を評価して、表１に示した。なお、表１において、内部ボイドの有無の程度の評価については、高精度の超音波探傷を行い、欠陥個数の頻度で評価した。
【００２４】
表１では、ロール分割、主軸傾斜、潤滑付与およびボイドの評価からなる評価項目の条件のＮｏ．の数がＮｏ．１〜６４と多いので、表１を以下の表１−１、表１−２および表１−３の３表に区分して示した。
【００２５】
【表１−１】
2013169563.tif 000003
【００２６】
表１−１は、条件のＮｏ．１〜Ｎｏ．８が、対象形状に示すように、被加工材の内径部６の内径部の幅５ｂの幅の中央部６ｂから幅の端部６ｃにかけて、軸方向から角度１０°のテーパーを有しているリング状製品９のリングローリング加工方法であり、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１６は、対象形状に示すように、被加工材の外径部７の外径部の幅７ａの中央部の幅６ｂから幅の端部７ｃにかけて軸方向から角度１０°のテーパーを有しているリング状製品９のリングローリング加工方法である。これらは、ロール分割、主軸傾斜、潤滑の付与およびボイドの評価を示すものである。この表１−１からロール分割、主軸傾斜、潤滑付与の条件のうち、いずれか２条件を満足するものは、評価は○で内部ボイド発生による欠陥はなかった。主軸傾斜の条件を満足するものは１条件のみでも評価は○で内部ボイド発生による欠陥はなかった。Ｎｏ．２は条件のロール分割が内径側のみであり、Ｎｏ．１０は条件のロール分割が外径側のみであり、主軸傾斜、潤滑付与を実施しないものは、ボイドの評価は△で、少数、小さな欠陥があった。また、Ｎｏ．４の内径側のみ潤滑付与するもの、およびＮｏ．１２の外径側のみ潤滑付与するものは、少々、小さな内部ボイド発生による欠陥が発生した。Ｎｏ．１およびＮｏ．９の条件のロール分割、主軸傾斜、潤滑付与の３条件の実施されなかったものは、多数の大きな内部ボイドが発生し、多数の大きな欠陥が発生した。
【００２７】
【表１−２】
2013169563.tif 000004
【００２８】
【表１−３】
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【００２９】
表１−２は、条件のＮｏ．１７〜Ｎｏ．４０が、表１−３はＮｏ．４１〜Ｎｏ．６４が対示されている。これらは、被加工材の内径部６および被加工材の外径部７を共に形状化された図６に示すリング状製品９であり、表１−２および表１−３の対象形状に示すものであり、被加工材の内径部６の内径部の幅６ａの幅の中央部６ｂから幅の端部６ｃにかけて軸方向から角度１０°のテーパーを有し、さらに被加工材の外径部７の幅の中央部７ｂから幅の端部７ｃにかけて軸方向から角度１０°のテーパーを有しているリング状製品９のリングローリング加工方法による製品である。
【００３０】
この場合、外径、内径ともに主軸傾斜している場合は、Ｎｏ．２６、２７、２８や、Ｎｏ．３８、３９、４０やＮｏ．５０、５１、５２およびＮｏ．６２、６３、６４に示すように、評価は○で、内部ボイドの欠陥は検出されなかった。また、Ｎｏ．３６のロール分割を外径側のみと主軸傾斜を内径側のみと潤滑付与を内径側のみを行ったものと、Ｎｏ．４６のロール分割を内径側のみと主軸傾斜を外径側のみと潤滑付与を内径側のみを行ったものと、Ｎｏ．５８のロール分割を外・内径ともと主軸傾斜を外径側のみと潤滑付与を内径側のみを行ったものと、Ｎｏ．６０のロール分割を外・内径ともと主軸傾斜を内径側のみと潤滑付与を外径側のみを行ったものは、同じく評価は○で、内部ボイドの欠陥は検出されなかった。
【００３１】
Ｎｏ．２２は、ロール分割を行わず、外径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与したものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．２４は、ロール分割を行わず、内径側のみ主軸傾斜し、外側のみ潤滑付与したものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．３４は、外径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与したものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．３５は、外径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与をしなかったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．３７は、外径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与をしたものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４４の内径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４５の内径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．５３の外・内径側ともロール分割し、主軸傾斜を行わず、潤滑付与を行わなかったものは、△で外・内径で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．５４の外・内径側ともロール分割し、主軸傾斜を行わず、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．５５の外・内径側ともロール分割し、主軸傾斜を行わず、内径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．５６の外・内径側ともロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．５７の外・内径側ともロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．５９の外・内径側ともロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。さらに、Ｎｏ．６１の外・内径側ともロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。
【００３２】
Ｎｏ．１７のロール分割を行わず、主軸傾斜を行わず、潤滑付与も行わなかったものは、××で外径側、内径側ともに多数の大きな内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．１８のロール分割を行わず、主軸傾斜を行わず、外径側のみに潤滑付与したものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．１９のロール分割を行わず、主軸傾斜を行わず、内径側のみに潤滑付与したものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．２０のロール分割を行わず、外径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．２１のロール分割を行わず、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．２３のロール分割を行わず、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．２９の外径側のみロール分割し、主軸傾斜および潤滑付与を行わなかったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．３０の外径側のみロール分割し、主軸傾斜は行わず、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．３２の外径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．３３の外径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４１の内径側のみロール分割し、主軸傾斜および潤滑付与を行わなかったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４２の内径側のみロール分割し、主軸傾斜を行わず、外径側のみ潤滑付与を行ったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４３の内径側のみロール分割し、主軸傾斜を行わず、内径側のみ潤滑付与を行ったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４７の内径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。Ｎｏ．４８の内径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。さらにＮｏ．４９の内径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。
【００３３】
図８は被加工材５を５区分に分割した主ロール２あるいはマンドレル３もしくは主ロール２およびマンドレル３を用いてリングローリング加工する状態を示す図である。図８の（ａ）は、上下対称の形状からなるマンドレル３の圧延に寄与する部分３ｂを鼓状に設けて、この鼓状の圧延に寄与する部分３ｂを分割線４で５区分に分割した。一方、主ロール２は圧延に寄与する部分２ｂを断面で直線状とした。この主ロール２とマンドレル３でリングローリング加工することにより、内周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品９が得られた。
【００３４】
図８の（ｂ）は、上下対称の形状の中央部が凹型に凹んだ形状からなる主ロール２に圧延に寄与する部分２ｂを設けて、この凹型に凹んだ形状の圧延に寄与する部分２ｂを分割線４で５区分に分割した。一方、マンドレル３は圧延に寄与する部分３ｂを断面で直線状とした。この主ロール２とマンドレル３でリングローリング加工することにより、外周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品９が得られた。
【００３５】
図８の（ｃ）は、上下対称の形状からなるマンドレル３の圧延に寄与する部分３ｂを鼓状に設けて、この鼓状の圧延に寄与する部分３ｂを分割線４で５区分に分割した。さらに上下対称の形状の中央部が凹型に凹んだ形状からなる主ロール２に圧延に寄与する部分２ｂを設けて、この凹型に凹んだ形状の圧延に寄与する部分２ｂを分割線４で５区分に分割した。この主ロール２とマンドレル３でリングローリング加工することにより、内周面および外周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品９が得られた。
【００３６】
図９は、内周面および外周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品９を形成するために、上下の２個の主ロール２をそれぞれ１０°内側に傾け、さらに上下の２個のマンドレル３をそれぞれ１０°外側に傾けて、それぞれ自転させ、一方、被加工材５を被加工材の中心５ａの周りに回転させてリングローリング加工する図を示している。従って、これらは、請求項２に係る発明のリングローリング加工をする一例である。
【００３７】
リングローリング加工などの回転加工において、被加工材５が形状を有する場合は、被加工材５の周速度が場所によって変ることになる。図１０に示すリング状製品９を考えた場合、被加工材５の直径は左側の被加工材の小径部の直径５ｃよりも右側の被加工材の大径部の直径５ｂが大きい。このために被加工材５の周速度は左側の被加工材の小径部の直径５ｃの部分が右側の被加工材の大径部の直径５ｂの部分よりも速くなる。一方、主ロール２の直径は、左側の主ロールの大径部の直径２ｄが右側の主ロールの小径部の直径２ｅよりも大きい。このために主ロールの周速度は左側の主ロールの大径部の直径２ｄの部分が右側の主ロールの小径部の直径２ｅの部分よりも速くなる。この様にリングローリング加工において、被加工材５の外径部７の形状が複雑になると、外径での被加工材５とロールの周速度の差が大きくなる。同様に、被加工材の内径部６の形状が複雑になると、内径での被加工材５とロールの周速度の差が大きくなる。この様に被加工材５とロールの周速度の差が大きくなると、既に上記したように被加工材５とロールの間に滑りが生じるため、に、その部分に局所的な摩擦発熱が生じて、リング状製品９の品質を落とすきっかけとなる。
【符号の説明】
【００３８】
１  リングローリング装置
２  主ロール
２ａ  回転主軸
２ｂ  圧延に寄与する部分
２ｃ  独立した部分
２ｄ  主ロールの大径部の直径
２ｅ  主ロールの小径部の直径
３  マンドレル
３ａ  回転主軸
３ｂ  圧延に寄与する部分
３ｃ  独立した部分
４  分割線
５  被加工材
５ａ  被加工材の中心
５ｂ  被加工材の大径部の直径
５ｃ  被加工材の小径部の直径
６  被加工材の内径部
６ａ  内径部の幅
６ｂ  幅の中央部
６ｃ  幅の端部
７  被加工材の外径部
７ａ  外径部の幅
７ｂ  幅の中央部
７ｃ  幅の端部
８  周速度の差の大きな部位
９  リング状製品
９ａ  ニアネットシェイプ製品
９ｂ  リング状製品の中心
１０  軸方向
１１  バックアップロール
１１ａ  回転主軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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