擴(kuò)管插塞及金屬管的擴(kuò)管方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于金屬管的擴(kuò)管的擴(kuò)管插塞,以及使用它的金屬管的擴(kuò)管方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于冷藏庫、空調(diào)用空氣調(diào)節(jié)器,通常使用交叉翅片管式的熱交換器。該熱交換器 由空氣側(cè)的翅片材料與包括制冷劑側(cè)的金屬管的制冷劑配管構(gòu)成。
[0003] 這樣的交叉翅片管式的熱交換器通常通過如下操作制作。
[0004] 首先,層疊具有規(guī)定的法蘭部的翅片材料。接著,在圓筒狀的法蘭部?jī)?nèi)插入金屬 管。之后,進(jìn)行在金屬管內(nèi)強(qiáng)制地插入具有比金屬管的內(nèi)徑大的外徑的擴(kuò)管插塞以使金屬 管的外徑擴(kuò)張的擴(kuò)管加工。由此,金屬管固著于翅片材料。其結(jié)果,得到了交叉翅片管式的 熱交換器。作為金屬管,使用銅管或鋁管等。
[0005] 近年來,進(jìn)一步要求家電產(chǎn)品的小型化、高性能化、高可靠性化、低成本化。而且, 在用于熱交換器的金屬管中,也要求超過以往的高可靠性和低成本化。為了提高可靠性,需 要減少金屬管內(nèi)的殘留油。另外,為了低成本化,需要減少加工時(shí)所使用的潤滑油量。
[0006] 因此,在擴(kuò)管加工時(shí),為了降低擴(kuò)管夾具與金屬管的摩擦同時(shí)減少潤滑油量,使用 了高粘度的潤滑油。使附著于擴(kuò)管加工后的金屬管內(nèi)的潤滑油揮發(fā)而被除去。但是,通常, 高粘度的潤滑油揮發(fā)性差。因此,在除去工序中,潤滑油也無法被充分除去,有可能殘留于 金屬管內(nèi)。其結(jié)果,熱交換器的可靠性有可能降低。另外,若為了降低成本而減少潤滑油量, 則擴(kuò)管夾具與金屬管有可能熱粘。其結(jié)果,有可能不能進(jìn)行擴(kuò)管加工。
[0007] 因此,開發(fā)了通過使用形成有類金剛石碳(以下,適當(dāng)?shù)胤Q為"DLC")被膜的擴(kuò)管 夾具來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)管加工中使用的潤滑油量的減少的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0008] 另外,作為使用了 DLC膜的其它技術(shù),開發(fā)了在滑動(dòng)部件的表面形成DLC膜的技術(shù) (參照專利文獻(xiàn)2)、涉及在與被加工面的抵接面具備DLC膜等硬質(zhì)碳被膜的滾軋成形加工 用工具的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)3)。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :特開2008-093713號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :特開2012-007199號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3 :特開2005-066700號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014] 發(fā)明所要解決的問題
[0015] 但是,何種DLC膜適合擴(kuò)管插塞迄今為止并不清楚。因此,即使使用形成有DLC膜 的擴(kuò)管插塞,也不一定能夠充分降低擴(kuò)管負(fù)荷。特別是像鋁管這樣的金屬管由于摩擦阻力 大,因此擴(kuò)管加工時(shí)的擴(kuò)管負(fù)荷易于增大。因此,即使使用潤滑油,有可能擴(kuò)管插塞與金屬 管的摩擦也會(huì)變大,產(chǎn)生金屬的磨損粉末。而且,若該磨損粉末附著于擴(kuò)管插塞,則引起擴(kuò) 管負(fù)荷進(jìn)一步增大這樣的惡性循環(huán),同時(shí)擴(kuò)管插塞的壽命下降。于是,期望具備有DLC膜的 擴(kuò)管插塞的進(jìn)一步改良。
[0016] 本發(fā)明是鑒于這種背景而完成的,提供一種即使使用少量的潤滑油也能夠充分且 可靠地降低擴(kuò)管負(fù)荷同時(shí)能夠充分且可靠地抑制金屬磨損粉末的附著的、耐久性更優(yōu)異的 擴(kuò)管插塞,以及使用它的金屬管的加工方法。
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 本發(fā)明的一個(gè)方式在于一種擴(kuò)管插塞,其用于在金屬管內(nèi)強(qiáng)制地插入具有比該金 屬管的內(nèi)徑大的外徑的擴(kuò)管插塞以使上述金屬管的外徑擴(kuò)張,其特征在于,
[0019] 該擴(kuò)管插塞具有插塞主體部、被覆于該插塞主體部的表面的基底層和被覆于該基 底層上的類金剛石碳膜,
[0020] 上述基底層包含選自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一種或兩種以上,
[0021] 上述類金剛石碳膜中的氫原子數(shù)的比例AH(atm% )與碳原子數(shù)的比例Ac(atm% ) 的比AH/AC平均為0. 03以上且0. 15以下,
[0022] 上述類金剛石碳膜的拉曼光譜中的G譜帶的峰強(qiáng)度?1(;與D譜帶的峰強(qiáng)度PI D之 比PIe/PID低于3。
[0023] 本發(fā)明的其它方式在于一種金屬管的擴(kuò)管方法,其是在金屬管內(nèi)強(qiáng)制地插入上述 擴(kuò)管插塞以使上述金屬管的外徑擴(kuò)張的金屬管的擴(kuò)管方法,其特征在于,
[0024] 在使溫度40°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為0. 5~20cSt的潤滑油存在于上述金屬管與上述擴(kuò) 管插塞之間的狀態(tài)下進(jìn)行上述金屬管的擴(kuò)管。
[0025] 發(fā)明效果
[0026] 上述擴(kuò)管插塞在其表面具有AH/AC及PI e/PID處于上述特定的范圍的DLC膜。艮口, 在上述擴(kuò)管插塞中,DLC膜的組成(H原子數(shù)比例與C原子數(shù)比例的KA H/AC的平均)和結(jié) 構(gòu)(拉曼光譜中的G譜帶與D譜帶的峰強(qiáng)度比PIe/PI D)被控制在上述特定的范圍。由于具 備了具有這樣的組成和結(jié)構(gòu)的DLC膜,因此上述擴(kuò)管插塞即使使用少量的潤滑油也能夠充 分且可靠地降低擴(kuò)管加工中的擴(kuò)管負(fù)荷。另外,上述擴(kuò)管插塞能夠充分且可靠地抑制擴(kuò)管 加工中的金屬磨損粉末的附著。另外,上述DLC膜耐久性優(yōu)異,能夠使擴(kuò)管插塞的耐久性提 尚。
[0027] 另外,上述擴(kuò)管插塞在插塞主體部與DLC膜之間具有包含上述特定成分的基底 層。通過該基底層的存在,提高了上述擴(kuò)管插塞中的DLC膜的粘合性。因此,DLC膜難以從 插塞主體部剝離。因此,擴(kuò)管插塞能夠充分地發(fā)揮DLC膜具有的上述性能。
[0028] 另外,在上述金屬管的擴(kuò)管方法中,使用具有上述特定的DLC膜和基底層的上述 擴(kuò)管插塞。因此,即使在金屬管與擴(kuò)管插塞之間少量使用溫度40°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為0. 5~ 20cSt的低粘度的潤滑油,也能夠充分且可靠地降低擴(kuò)管時(shí)的擴(kuò)管負(fù)荷,并且能夠充分且可 靠地抑制金屬磨損粉末的附著。
[0029] 另外,由于擴(kuò)管插塞的DLC膜耐久性也優(yōu)異,因此可長期穩(wěn)定地進(jìn)行金屬管的擴(kuò) 管。
【附圖說明】
[0030] 圖1是用截面表示實(shí)施例的在金屬管的擴(kuò)管加工中在金屬管內(nèi)插入了擴(kuò)管插塞 的狀態(tài)的說明圖。
[0031] 圖2是表示實(shí)施例的擴(kuò)管插塞的表面附近的截面結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0032] 圖3是表示實(shí)施例的氫和碳的原子數(shù)比例相對(duì)于DLC膜的分析深度的曲線的一個(gè) 例子的說明圖。
[0033] 圖4是表示實(shí)施例的DLC膜的拉曼光譜的一個(gè)例子的說明圖。
[0034] 圖5是表示熱交換器的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 接著,對(duì)上述擴(kuò)管插塞和上述擴(kuò)管方法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0036] 上述擴(kuò)管插塞具有插塞主體部、形成于該插塞主體部的表面的基底層和形成于該 基底層上的DLC膜。
[0037] 作為插塞主體部的材質(zhì),例如可使用超硬合金、SKDll (工具鋼)等。
[0038] 擴(kuò)管插塞在表面具有用于擴(kuò)大金屬管的直徑的斜面或曲面。具體而言,擴(kuò)管插塞 在其與金屬管的內(nèi)面的接觸區(qū)域通常具有外徑從行進(jìn)方向的前端側(cè)向后方變大的區(qū)域。更 具體而言,擴(kuò)管插塞例如可以由球形、橢圓形、彈丸形、多角錐形、圓錐形、或者在外形的至 少一部分設(shè)有錐形區(qū)域的圓柱形等構(gòu)成。通常,擴(kuò)管插塞的最大直徑成為擴(kuò)管后的金屬管 的內(nèi)徑。因此,擴(kuò)管插塞的最大直徑可根據(jù)金屬管的內(nèi)徑適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。擴(kuò)管插塞的最大直 徑例如可設(shè)定為3~12_的范圍。插塞主體部的形狀也與擴(kuò)管插塞的形狀同樣。
[0039] 另外,上述基底層包含選自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一種或兩種以上。 優(yōu)選包含選自Si、Cr、W中的一種或兩種以上即可。這些在工業(yè)上容易獲得。另外,它們中 的Si的結(jié)構(gòu)與構(gòu)成DLC膜的C相似。因此,至少包含Si的基底層與DLC膜的親和性高。其 結(jié)果,能夠進(jìn)一步提高基底層與DLC膜的粘合性。另外,構(gòu)成插塞主體的上述的材質(zhì)大多包 含W和Cr。因此,至少含有W或Cr的基底層與插塞主體的親和性高。其結(jié)果,能夠進(jìn)一步 提高基底層與插塞主體的粘合性?;讓涌梢酝ㄟ^電離氣相沉積法、離子鍍法、濺射法等物 理氣相沉積法形成。另外,基底層也可以通過化學(xué)氣相沉積法形成。
[0040] 基底層的厚度例如為〇· 5~5 ym。
[0041] 如果在DLC膜與插塞主體部之間具有基底層,則插塞主體與DLC膜的粘合性進(jìn)一 步提高。DLC膜具有受到外力時(shí)易于剝離的傾向。但是,如上述那樣,如果具有基底層,則 施予DLC膜的應(yīng)力被緩和,DLC膜變得難以剝離。另外,在DLC膜與基底層之間也可以存在 兩者的構(gòu)成成分相互擴(kuò)散的擴(kuò)散部。在這種情況下,基底層與DLC膜的粘合性進(jìn)一步提高。 DLC膜的剝離難易度可通過在實(shí)施例中后述的臨界負(fù)荷來測(cè)定。臨界負(fù)荷優(yōu)選為150gf以 上,更優(yōu)選為500gf以上。
[0042] 另外,DLC膜可通過DLC處理來形成。對(duì)于DLC處理,大致區(qū)別地存在化