JP4196990B2 - 熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバーおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、マンドレルミル圧延法による製管工程の概略を説明する図である。この製管方法では、所定温度に加熱された中実の丸ビレット1を被圧延材とし、穿孔圧延機(いわゆる、ピアサー)3で軸心部を穿孔加工して中空素管2を製造する。次いで、得られた中空素管2を後続するマンドレルミル4に供給して延伸圧延する。
したがって、特許文献1〜3のマンドレルバーであれば、スケール皮膜の密着性に関し所定の効果が認められるが、提案のマンドレルバー表面処理を行っても、延伸圧延中にマンドレルバー表層が500〜600℃の高温に晒されるため、バー表層で酸化脱炭が起こり表層が軟化する。表層が軟化したマンドレルバーでは、スケール皮膜が形成されていても焼付きを発生する。このため、表面にスケール皮膜を形成するマンドレルバーでは、耐用寿命の延長を充分に図れない。
具体的には、大きく表面状態の異なっている特許文献4が提案するマンドレルバーと特許文献5が提案するマンドレルバーとの耐用寿命の比較を実施した。すなわち、特許文献4のマンドレルバーは、軸方向の中心線平均粗さ(Ra)が1.0〜4.0μmのCrめっき皮膜を有し、特許文献5のマンドレルバーは、軸方向の中心線平均粗さ(Ra)が0.1μm以上、1.0μm未満のCrめっき皮膜を有している。
換言すれば、圧延中に延伸比の大きい圧延軸方向に潤滑剤が排出されることは容易に予測されるが、それに加えて、軸方向と比較すると延伸比の極めて小さい円周方向にも潤滑剤が排出されることが知見された。
すなわち、マンドレルバーの焼付きを防止するため、圧延中に潤滑剤を表面に残存させるには、マンドレルバーの一方向のみの表面状態を規定するだけでは不充分である。例えば、研磨により表面粗さを調整する場合、研磨方向に直角の方向の表面粗さが適正であっても、研磨方向に平行の方向の表面粗さが細かくなり過ぎると、圧延中に潤滑剤が残存しなくなる。このため、マンドレルバー表面に焼付き等が発生し易くなり、耐用寿命を延長することができない。
(1)軸方向および円周方向の中心線平均粗さRaが1.0〜5.0μmであり、かつ、軸方向および円周方向の最大深さRvが10μm以上であることを特徴とする熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバーである。
上記のCrめっきマンドレルバーは、さらに、軸方向および円周方向の最大高さRpが30μm以下にするのが望ましい。
(2)表面に軸方向および円周方向の中心線平均粗さRaが1.0〜5.0μmであり、かつ、軸方向および円周方向の最大深さRvが10μm以上であるCrめっき皮膜を形成した後、研磨することを特徴とする熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバーの製造方法である。
図2は、マンドレルミルでステンレス鋼を製管した場合のマンドレルバー寿命を比較した図である。
図3は、マンドレルミル圧延の途中におけるマンドレルバー表面の潤滑剤の残存状況を示す図であり、(a)はマンドレルバーの長手方向に観察した残存状況であり、(b)は(a)中のX−X視野によるマンドレルバーの円周方向に観察した残存状況である。
図4は、マンドレルバーの表面状態(Ra、Rv)を規定する範囲を説明する図であり、(a)は圧延前の構成を示し、(b)は圧延後の構成を示している。
図5は、本発明で規定する「最大深さRv」および「最大高さRp」を説明する図である。
図6は、中心線平均粗さRaと最大深さRvとが潤滑溜まりに及ばす作用の違いを説明する図である。
図7は、前記図6と同様に、中心線平均粗さRaと最大深さRvの潤滑溜まりに及ばす作用の違いを説明する図である。
具体的には、図4(a)に示すように、圧延前に被圧延材2にマンドレルバー5が挿入された状態での被圧延材のボトム端2bから、図4(b)に示すように、圧延後の被圧延材のトップ端2tまでのマンドレルバー接触長さLにおける全長および全周が対象となる範囲である。対象となる範囲を、例えば、軸方向は1mピッチで、円周方向は90°毎に2箇所を測定し、その平均値をマンドレルバーの表面状態(Ra、Rv)と規定できる。
このような事態を回避するため、軸方向および円周方向の平均線からの最大高さRpを30μm以下で管理するのが望ましい。
一方、比較例No.5は、#400のサンドペーパーを用いて押し付け荷重5Nで表面を仕上げた後にCrめっきを施した。比較例No.6は、円周方向に研磨した後にCrめっきを施した。比較例No.7は、円周方向に研磨した後に、ショット加工を施し、Crめっきを施した。比較例No.8および9は、ショット加工後にCrめっきを施した。
本発明例No.1〜4および比較例No.5〜9を用いた圧延結果を表2に示す。
産業上の利用の可能性
したがって、本発明の製造方法は、低廉な製造コストで、かつ効率的に上記の熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバーを得ることができることから、熱間継目無管の製造分野で広く適用することができる。
Claims (3)
- 軸方向および円周方向の中心線平均粗さRaが1.0〜5.0μmであり、かつ、軸方向および円周方向の最大深さRvが10μm以上であることを特徴とする熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバー。
- さらに、軸方向および円周方向の最大高さRpが30μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバー。
- 表面に軸方向および円周方向の中心線平均粗さRaが1.0〜5.0μmであり、かつ、軸方向および円周方向の最大深さRvが10μm以上であるCrめっき皮膜を形成した後、研磨を施すことを特徴とする熱間継目無製管用Crめっきマンドレルバーの製造方法。
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