角パイプ03 : 塑性加工・加工硬化　(テクノ・コラム)

投稿日:08.11.2010|カテゴリー:TechnoColumn|コメント・トラックバック:0件

＜←もどる＞ （目次） ＜⇒次へ＞
「ロール成形」は冷間ロール成形とか、cold roll formingといわれますが、冷間を省略して言うことが多いです。
何故ならこの方法が一般的な方法だからと思います。ところで、冷間に対峙する言葉としては、「温間」や「熱間」があり、これらの方法は、被成形材（材料）に熱を加え、成形する方法です。
それぞれに特徴があります。
①冷間で成形すれば、加工硬化し、元の材料よりも強度が増します
(熱を加えると元に戻ります。それに伴い変形します)。
②冷間で成形すると、その他の方法に比べ、表面肌が綺麗です。
③温間や熱間で成形すると、所望の形状が作りやすい（厚肉、複雑形状など）。
など上げられます。

「ロール成形機」は複数のスタンド（複数のロールが装着されている）が配置されていて、スタンド数・大きさなどにより、できる製品の製造範囲が決まります。この条件内でロールプロフィール（ロール形状）設計を自由に行うことが可能ですが、逆にいうと、無限とも言える組み合わせの中から、最適なロール形状を見出さねばならないという課題があり、さまざまな見地からの開発・研究が進められています。（前述「ロール成形次世代への課題」石川剛圭）

①の加工硬化について、少し「塑性加工」の話しを。
金属などに力を加え変形させた後、解放し、完全に元に戻った場合の変形を弾性変形。
この変形はご存知の通り、フックの法則に従います。
次に、先ほどよりも大きな力を加え、変形させた後に解放しても元の状態には戻らない場合、この変形を塑性変形といいます。それと同時に加工硬化（硬くなる）します。この加工硬化があるからこそ、塑性加工ができるのです。
ちなみに、この弾性変形から塑性変形のまさに分岐点を降伏点といいます。 
例えば、鉄棒をものすごい力で徐々に引張っていきます。すると弾性変形域（解放すると元に戻る領域）から塑性変形域（解放してももう元には戻らない）に入りながら、丸棒が細くなってきます。この時、加工硬化がない場合、細くなった部分（断面）が弱い為、どんどんその部分が細くなり、そこからちぎれてしまいますが、実際はそうなりません。細くなったその時、塑性変形し加工硬化して、その隣が伸びだし・加工硬化するため、丸棒全体（ある範囲）均一に伸びていきます。

＜←もどる＞ （目次） ＜⇒次へ＞