JP2001219205A - 継目無管の製造方法 - Google Patents
継目無管の製造方法Info
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Abstract
に防ぐことが可能な傾斜ロール式穿孔圧延方法を提供す
る。 【解決手段】ビレットの後端面中央部に小穴を設けると
ともに、先端部が軸心線に対して直角な平坦面に形成さ
れたプラグを用いて穿孔圧延する。
Description
孔圧延機を用いる継目無管の製造方法に関する。
されているいわゆるマンネスマン製管法は、周知のよう
に、所定温度に加熱された中実の丸ビレットを素材と
し、この丸ビレットを傾斜ロール式の穿孔圧延機(以
下、ピアサという)に送給してその軸芯部に孔をあけて
中空素管を得る。次いで、得られた素管をそのまま、ま
たは必要に応じて前記のピアサと同一構成のエロンゲー
タまたはサイザに通して拡径または縮径することにより
定径化した後、プラグミル、マンドレルミル等の後続す
る延伸圧延機に送給して延伸圧延する。その後、ストレ
ッチレデューサ、リーラ、サイザなどに通して磨管、形
状修正およびサイジングを行う精整工程を経て製品管を
得る方法である。
実施に用いる穿孔圧延機の構成の一例を示す斜視図であ
る。図示のピアサは、被穿孔材料である丸ビレット4の
送り線となるパスラインX−Xを挟んで互いに逆方向に
傾斜させて対向配置された一対の主ロール1、1を備
え、この主ロール1、1と位相を90°位相させて前記
パスラインを挟んで対向配置された一対のディスクロー
ル2、2を備えると共に、パスラインX−X上に穿孔具
としての先端部が球面に形成されたプラグ3を芯金5で
支持して構成されている。ただし、ディスクロール2、
2は、固定式のプレートで代用される場合もある。
は、主ロール1、1がパスラインX−Xに対して傾斜角
βを付与されて同一方向に回転している。このため、パ
スラインX−Xに沿って白抜き矢符方向に送給された丸
ビレット4は、主ロール1、1間に噛み込んだ後は螺進
行移動し、プラグ3によりその軸心部に孔があけられて
中空素管となる。この間、ディスクロール2、2は圧延
中の丸ビレット4の案内部材の役目をすると同時に、プ
ラグ3により穿孔された中空素管の主ロール1、1の対
向方向と90°位相した方向への膨らみを抑制して外径
形状を整える役目をなしている。また、ディスクロール
2、2は、穿孔された中空素管との摺動を軽減して焼付
きが発生しないように、丸ビレット4の送り出し方向と
同じ方向に回転駆動されている。
得られる中空素管6の後端面には、図2に示すような管
片7が生じる。この管片7は、丸ビレット4の後端中心
部の材料がプラグ3により押し出されることにより発生
するが、極めて薄いので、中空素管6の後端から剥がれ
やすく、中空素管6の内面に残る場合がある。内面に残
った管片7は、次工程以降の圧延時に管内表面にスタン
プされて疵を生じさせたり、内面規制工具を損傷させて
後続の圧延材の管内表面に疵を生じさせるようになる。
発生の抑制方法が提案されている(例えば、特開昭45
−31753号、実開昭59−148102号、同62
−199201号、特開平7−214112号、同4−
79725号公報)。すなわち、これらの公報に示され
る方法は、いずれも丸ビレット4の後端面に穴加工を施
す方法ならびに穴の形状を特定したものである。しか
し、本発明者らが行った数多くの実験結果によれば、こ
れらの方法では管片7が発生するのを完全には防ぎ得な
いという問題があった。
の管片7が発生するのを完全に防ぐことが可能で、管片
7に起因する内面疵が全くないかその発生率を大幅に低
減させることができる継目無管の製造方法を提供するこ
とにある。
継目無管の製造方法にある。
管の製造方法において、後端面の中央部に小穴を備える
丸ビレットを、先端部が軸心線に対して直角な平坦面に
形成されたプラグを用いて穿孔圧延する継目無管の製造
方法。
(1) 式と(2) 式を満たす大きさとし、下記の(3) 式を満
たすプラグを用いるのが望ましく、この場合には管片7
の発生を皆無にすることができる。
図面を参照して詳しく説明する。
止機構について説明する。
式図で、同図(a)は穿孔圧延の末期、同図(b)は穿
孔圧延の終了直前の状態を示す図である。
平坦面30aに形成されたプラグ30を用いる。このた
め、平坦面30aの周縁では剪断力が働く。これに加え
て丸ビレット4の後端面4aの中央部には小穴4bが施
してあるので、平坦面30aの周縁に働く剪断力が助長
される。その結果、穿孔圧延の終了時に管片となるべき
丸ビレット4の軸心部分の材料4cが後端面4aから完
全に剪断排除され、管片は全く発生しない。
球面の従来プラグ3では、小穴4bの形状寸法を如何に
変化させても、管片となるべき丸ビレット4の軸心部分
の材料が後端面4aから押し出されるだけで剪断排除さ
れることがないため、管片7が発生する。
しても、図5に示すように、丸ビレット4の後端面4a
の中央部に小穴がないと、平坦面30aの周縁には大き
な剪断力が働かない。その結果、図4の場合と同様に、
丸ビレット4の軸心部分の管片となる材料部が後端面4
aから押し出されるだけで剪断排除されることがないの
で、管片7が発生する。
aという)は、丸ビレット4の外径D(後述する図6参
照)の0.05〜0.25倍、より好ましくは0.05
〜0.2倍とするのがよい。これは、径aが外径Dの
0.05倍未満の場合、圧延終了時に剪断排除される材
料4cの量が少なすぎて管片7が発生しやすくなるだけ
でなく、プラグ30の先端部が溶損しやすくなる。ま
た、直径aが外径Dの0.2倍を超えると、先端面に小
穴が設けられていない丸ビレットの場合、穿孔圧延初め
の丸ビレット4の先端面に穴があき難くなって噛み込み
不良を引き起こしやすくなり、0.25倍を超えると、
先端面に小穴が設けられた丸ビレットを用いても噛み込
み不良が多発するようになるからである。なお、径aが
外径Dの0.05倍以上の場合には、プラグ先端部の熱
容量不足に起因して生じるプラグ溶損が防げる。
倍とするのがよい。これは、径bがある程度径aと一致
していないと、平坦面30aの周縁に働く剪断力が小さ
すぎて管片7が発生しやすくなるからである。
以上とするのがよい。これは、深さcが外径Dの0.0
4倍未満であると、平坦面30aの周縁に働く剪断力が
小さすぎて丸ビレット4の中心部の材料が剪断分離せ
ず、管片7が発生するようになるからである。なお、深
さcはいくら深くてもよく、その上限に制限はない。し
かし、あまり深くあけても意味はなく、材料歩留まり低
下や穴あけにかかる費用がかさむことになるので、深く
ても外径Dの0.15倍程度とするのがよい。
の穴Aと端面側の内径の方が大きい穴Bのいずれの形状
であってもよい。また、小穴4bの位置はその軸心を丸
ビレット4の軸心に一致させた位置とするのが望まし
い。なお、図6(a)に示す形状Aの小穴はドリルを用
いた切削加工穴の一例、(b)に示す形状Bの小穴はポ
ンチを用いた熱間プレス加工穴の一例である。
ようなピアサを用い、常法に従って行えばよい。
ットを1230℃に加熱し、図1に示す構成のピアサを
用いて外径192mm、肉厚23.5mm、長さ550
0mmの中空素管に成形するに当たり、丸ビレットの後
端面の中央部に形状と寸法が種々異なる小穴を施す一
方、図7と図8に示すプラグを用いて穿孔圧延を行っ
た。
りとした。また、一部の丸ビレットはその後端面に小穴
を施さずに穿孔圧延に供した。なお、表2中の主ロール
のゴージ部径とは、主ロールの軸方向中央部の最大径部
の直径のことである。
からなる伸圧延工程に供して種々の寸法の製品管に仕上
げた後、その内面を目視検査し、管片に起因する内面疵
の発生状況を調べた。なお、中空素管1本からは4〜5
本の製品管を得た。
たプラグと併せて表3に示した。
片に起因する内面疵の発生率が3.47%であった。ま
た、比較例の方法(試番4)では管片に起因する内面疵
の発生率が3.74%であった。
よび5〜8)では、管片に起因する内面疵の発生率が最
大で1.22%と大幅に低下した。特に、プラグ先端部
の平坦面の径aが丸ビレットの外径Dの0.1倍以上の
場合には、管片に起因する内面疵は全く発生しなかっ
た。
場合には、プラグ先端の溶損が多発した。また、径aが
外径Dの0.2倍を超える場合には、噛み込み不良の発
生が時々見られ、0.25倍を超える場合には噛み込み
不良の頻度が増加した。
を防ぐ観点からは外径Dの0.05〜0.2倍とするの
がよいが、管片の発生を防ぐ観点からは0.05〜0.
25倍であってもよいことがわかる。 《実施例2》実施例1の試番5と同じプラグを用いる一
方、丸ビレットの後端面に、形状がA、深さcが20m
m一定で、径bが種々異なる小穴を施した以外は実施例
1と同じ条件で穿孔圧延を行い、実施例1と同様の方法
により、管片に起因する内面疵の発生状況を調べた。
に示した。
1.60%発生したが、実施例1の従来例である試番9
の1/2以下と少なかった。なお、小穴の径bがプラグ
先端部の平坦面の径aの0.4〜2.2倍の場合(試番
11〜14)には、管片に起因する内面疵は全く発生し
なかった。したがって、小穴の径bは、管片の発生を確
実に防ぐ観点からは外径Dの0.4〜2.2倍とするの
がよいことがわかる。 《実施例3》実施例1の試番5と同じプラグを用いる一
方、丸ビレットの後端面に、形状がA、径bが15mm
一定で、深さcが種々異なる小穴を施した以外は実施例
1と同じ条件で穿孔圧延を行い、実施例1と同様の方法
により、管片に起因する内面疵の発生状況を調べた。
に示した。
2.08%発生したが、実施例1の従来例である試番9
の約3/5と少なかった。なお、小穴の深さcが丸ビレ
ットの外径Dの0.04倍以上の場合(試番18〜2
1)には、管片に起因する内面疵は全く発生しなかっ
た。したがって、小穴の深さcは、管片の発生を確実に
防ぐ観点からは外径Dの0.04倍以上とするのがよい
ことがわかる。
内面疵の発生を大幅に低減させることができる。また、
プラグ先端部の平坦面の径と、小穴の径と深さを丸ビレ
ットの外径に応じて適正な範囲に設定する場合には、管
片の発生を確実に防ぐことも可能である。
る。
す模式図である。
(a)は穿孔圧延の末期、同図(b)は穿孔圧延の終了
直前の状態を示す図である。
式図である。
する様子を示す模式図である。
状、同図(b)はB形状を示す図である。
を示す模式図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】傾斜ロール式の穿孔圧延機を用いる継目無
管の製造方法において、後端面の中央部に小穴を備える
丸ビレットを、先端部が軸心線に対して直角な平坦面に
形成されたプラグを用いて穿孔圧延する継目無管の製造
方法。 - 【請求項2】下記の(1)式と(2)式を満たす小穴を設ける
とともに、下記の(3) 式を満たすプラグを用いる請求項
1に記載の継目無管の製造方法。 0.4≦b/a≦2.2 ・・・・・・・ (1) c/D≧0.04 ・・・・・・・・・・ (2) 0.05≦a/D≦0.25 ・・・・・ (3) ただし、a:プラグ先端部の平坦面の径(mm) b:小穴の径(mm) c:小穴の深さ(mm) D:丸ビレットの外径(mm)
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- 2000-02-10 JP JP2000034020A patent/JP3503559B2/ja not_active Expired - Fee Related
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