扩管插塞及金属管的扩管方法技术

本发明专利技术提供一种用于在金属管(2)内强制地插入具有比其内径大的外径的扩管插塞(1)以使金属管的外径扩张的扩管插塞以及使用它的扩管方法。扩管插塞具有插塞主体部(10)、被覆于其表面的基底层(11)和被覆于其上的DLC膜(12)。DLC膜中的氢原子数的比例AH(atm％)与碳原子数的比例AC(atm％)的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下。另外，DLC膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱带的峰强度PID的比PIG/PID低于3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于金属管的扩管的扩管插塞，以及使用它的金属管的扩管方法。
技术介绍
对于冷藏库、空调用空气调节器，通常使用交叉翅片管式的热交换器。该热交换器由空气侧的翅片材料与包括制冷剂侧的金属管的制冷剂配管构成。这样的交叉翅片管式的热交换器通常通过如下操作制作。首先，层叠具有规定的法兰部的翅片材料。接着，在圆筒状的法兰部内插入金属管。之后，进行在金属管内强制地插入具有比金属管的内径大的外径的扩管插塞以使金属管的外径扩张的扩管加工。由此，金属管固着于翅片材料。其结果，得到了交叉翅片管式的热交换器。作为金属管，使用铜管或铝管等。近年来，进一步要求家电产品的小型化、高性能化、高可靠性化、低成本化。而且，在用于热交换器的金属管中，也要求超过以往的高可靠性和低成本化。为了提高可靠性，需要减少金属管内的残留油。另外，为了低成本化，需要减少加工时所使用的润滑油量。因此，在扩管加工时，为了降低扩管夹具与金属管的摩擦同时减少润滑油量，使用了高粘度的润滑油。使附着于扩管加工后的金属管内的润滑油挥发而被除去。但是，通常，高粘度的润滑油挥发性差。因此，在除去工序中，润滑油也无法被充分除去，有可能残留于金属管内。其结果，热交换器的可靠性有可能降低。另外，若为了降低成本而减少润滑油量，则扩管夹具与金属管有可能热粘。其结果，有可能不能进行扩管加工。因此，开发了通过使用形成有类金刚石碳(以下，适当地称为“DLC”)被膜的扩管夹具来实现扩管加工中使用的润滑油量的减少的技术(参照专利文献1)。另外，作为使用了DLC膜的其它技术，开发了在滑动部件的表面形成DLC膜的技术(参照专利文献2)、涉及在与被加工面的抵接面具备DLC膜等硬质碳被膜的滚轧成形加工用工具的技术(参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2008-093713号公报专利文献2：特开2012-007199号公报专利文献3：特开2005-066700号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，何种DLC膜适合扩管插塞迄今为止并不清楚。因此，即使使用形成有DLC膜的扩管插塞，也不一定能够充分降低扩管负荷。特别是像铝管这样的金属管由于摩擦阻力大，因此扩管加工时的扩管负荷易于增大。因此，即使使用润滑油，有可能扩管插塞与金属管的摩擦也会变大，产生金属的磨损粉末。而且，若该磨损粉末附着于扩管插塞，则引起扩管负荷进一步增大这样的恶性循环，同时扩管插塞的寿命下降。于是，期望具备有DLC膜的扩管插塞的进一步改良。本专利技术是鉴于这种背景而完成的，提供一种即使使用少量的润滑油也能够充分且可靠地降低扩管负荷同时能够充分且可靠地抑制金属磨损粉末的附着的、耐久性更优异的扩管插塞，以及使用它的金属管的加工方法。用于解决课题的手段本专利技术的一个方式在于一种扩管插塞，其用于在金属管内强制地插入具有比该金属管的内径大的外径的扩管插塞以使上述金属管的外径扩张，其特征在于，该扩管插塞具有插塞主体部、被覆于该插塞主体部的表面的基底层和被覆于该基底层上的类金刚石碳膜，上述基底层包含选自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一种或两种以上，上述类金刚石碳膜中的氢原子数的比例AH(atm％)与碳原子数的比例AC(atm％)的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下，上述类金刚石碳膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱带的峰强度PID之比PIG/PID低于3。本专利技术的其它方式在于一种金属管的扩管方法，其是在金属管内强制地插入上述扩管插塞以使上述金属管的外径扩张的金属管的扩管方法，其特征在于，在使温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的润滑油存在于上述金属管与上述扩管插塞之间的状态下进行上述金属管的扩管。专利技术效果上述扩管插塞在其表面具有AH/AC及PIG/PID处于上述特定的范围的DLC膜。即，在上述扩管插塞中，DLC膜的组成(H原子数比例与C原子数比例的比AH/AC的平均)和结构(拉曼光谱中的G谱带与D谱带的峰强度比PIG/PID)被控制在上述特定的范围。由于具备了具有这样的组成和结构的DLC膜，因此上述扩管插塞即使使用少量的润滑油也能够充分且可靠地降低扩管加工中的扩管负荷。另外，上述扩管插塞能够充分且可靠地抑制扩管加工中的金属磨损粉末的附着。另外，上述DLC膜耐久性优异，能够使扩管插塞的耐久性提高。另外，上述扩管插塞在插塞主体部与DLC膜之间具有包含上述特定成分的基底层。通过该基底层的存在，提高了上述扩管插塞中的DLC膜的粘合性。因此，DLC膜难以从插塞主体部剥离。因此，扩管插塞能够充分地发挥DLC膜具有的上述性能。另外，在上述金属管的扩管方法中，使用具有上述特定的DLC膜和基底层的上述扩管插塞。因此，即使在金属管与扩管插塞之间少量使用温度40℃时的运动粘度为0.5～20cSt的低粘度的润滑油，也能够充分且可靠地降低扩管时的扩管负荷，并且能够充分且可靠地抑制金属磨损粉末的附着。另外，由于扩管插塞的DLC膜耐久性也优异，因此可长期稳定地进行金属管的扩管。附图说明图1是用截面表示实施例的在金属管的扩管加工中在金属管内插入了扩管插塞的状态的说明图。图2是表示实施例的扩管插塞的表面附近的截面结构的说明图。图3是表示实施例的氢和碳的原子数比例相对于DLC膜的分析深度的曲线的一个例子的说明图。图4是表示实施例的DLC膜的拉曼光谱的一个例子的说明图。图5是表示热交换器的结构的一个例子的说明图。具体实施方式接着，对上述扩管插塞和上述扩管方法的优选实施方式进行说明。上述扩管插塞具有插塞主体部、形成于该插塞主体部的表面的基底层和形成于该基底层上的DLC膜。作为插塞主体部的材质，例如可使用超硬合金、SKD11(工具钢)等。扩管插塞在表面具有用于扩大金属管的直径的斜面或曲面。具体而言，扩管插塞在其与金属管的内面的接触区域通常具有外径从行进方向的前端侧向后方变大的区域。更具体而言，扩管插塞例如可以由球形、椭圆形、弹丸形、多角锥形、圆锥形、或者在外形的至少一部分设有锥形区域的圆柱形等构成。通常，扩管插塞的最大直径成为扩管后的金属管的内径。因此，扩管插塞的最大直径可根据金属管的内径适当地设定。扩管插塞的最大直径例如可设定为本文档来自技高网...

【技术保护点】
扩管插塞，其用于在金属管内强制地插入具有比该金属管的内径大的外径的扩管插塞以使所述金属管的外径扩张，其特征在于，该扩管插塞具有插塞主体部、被覆于该插塞主体部的表面的基底层和被覆于该基底层上的类金刚石碳膜，所述基底层包含选自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的一种或两种以上，所述类金刚石碳膜中的氢原子数的比例AH(atm％)与碳原子数的比例AC(atm％)的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下，所述类金刚石碳膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱带的峰强度PID的比PIG/PID低于3。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.19 JP 2012-2528951.扩管插塞，其用于在金属管内强制地插入具有比该金属管的
内径大的外径的扩管插塞以使所述金属管的外径扩张，其特征在于，
该扩管插塞具有插塞主体部、被覆于该插塞主体部的表面的基底
层和被覆于该基底层上的类金刚石碳膜，
所述基底层包含选自Si、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中
的一种或两种以上，
所述类金刚石碳膜中的氢原子数的比例AH(atm％)与碳原子
数的比例AC(atm％)的比AH/AC平均为0.03以上且0.15以下，
所述类金刚石碳膜的拉曼光谱中的G谱带的峰强度PIG与D谱
带的峰强度PID的比PIG/PID低于3。
2.如权利要求1所述的扩管插塞，其特征在于，所述类金刚石
碳膜中的所述氢原子数的比例和所述碳原子数的比例是通过所述类
金刚石碳膜的辉光放电发射光谱分析所测定的值。
3.如权利要求1或2所述的扩管插塞，其特征在于，在形成于
板状的基材上的类金刚石碳膜上滴下2μl的异构烷烃...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田薰，户谷友贵，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP