CN107107157A - 扩口金属管的制造方法 - Google Patents

Abstract

该扩口金属管的制造方法是从沿着周向具有变形阻力不同的多个部位的中空毛坯管制造扩口金属管的方法，所述方法具有：第1工序，其将变形阻力相对小的部位特定为低变形阻力部，将变形阻力相对大的部位特定为高变形阻力部；和第2工序，其以所述低变形阻力部的壁厚减少率比所述高变形阻力部的壁厚减少率小的方式，向所述中空毛坯管压入扩管冲头。

Description

扩口金属管的制造方法

技术领域

本发明涉及扩口金属管的制造方法。

本申请基于2014年12月26日在日本申请的日本特愿2014-264337号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

作为制造扩口金属管的方法，已知有一种如下方法：将带锥度的扩管加工用冲头(punch)从作为坯料的金属管(毛坯管)的开口端压入，将所述金属管向其径向扩张，由此在所述金属管形成扩管部(例如专利文献1、2)。

然而，在上述的制造方法中，因各种主要原因，会发生扩管部的裂纹、或扩管部的根部的压曲等成形不良。因此，谋求在从毛坯管制造扩口金属管(对金属管进行扩管成形)时，抑制上述的成形不良发生的技术方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特许第4798875号公报

专利文献2：日本国特许第5221910号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明人们关于作为在金属管的扩管成形(扩管加工)中发生成形不良的主要原因，着眼于毛坯管的周向上的壁厚分布以及硬度分布。

图10A是示出作为坯料用于扩管成形的焊接钢管301的壁厚分布的一例的横截面图，图10B是示出作为坯料用于扩管成形的无缝钢管302的壁厚分布的一例的横截面图。另外，图11是示出焊接钢管301的周向上的壁厚分布的图表。在图11中，横轴表示距焊缝的角度、即距形成于焊接钢管301的焊接部305的角度。

如图10A以及图11所示，在焊接钢管301中，距焊接部305的角度约为60°的部位的壁厚t1、以及上述角度约为150°的部位的壁厚t2比其他的部位的壁厚t3～t5小，产生壁厚偏差。并且，壁厚t1以及t2为壁厚的平均值的98％～99％左右。

另外，如图10B所示，在无缝钢管302(无焊缝的钢管)中，产生壁厚t7<壁厚t8<壁厚t9的壁厚偏差。

图12是示出焊接钢管301的周向上的硬度分布(强度分布)的图表。此外，在图12中，横轴表示以焊接钢管301的焊接部的位置为基准的周向位置。如图12所示，在焊接钢管301中，在焊接部的紧跟前存在HAZ软化区域。该HAZ软化区域与其他区域相比硬度相对低，具有相对于平均硬度90％左右的硬度。

如上所述，焊接钢管301在周向上具有不均匀的壁厚分布以及硬度分布，无缝钢管302在周向上具有不均匀的壁厚分布。若将具有这样的不均匀的分布的焊接钢管301(或无缝钢管302)相对于周向均匀地扩口成形(扩管成形)，则欲扩张焊接钢管301(或无缝钢管302)的力相对于周向均匀地进行作用。并且，由于壁厚薄的部分(薄壁部)、以及硬度低的部分(低硬度部)的变形阻力小，所以变形集中于这些部分。结果，这些部分的壁厚减少率相对于其他部分的壁厚减少率大，尽管为大幅低于钢管的变形能力的扩管率，也会容易发生断裂等成形不良。

本发明是鉴于上述情形而做出的，其目的在于提供一种在从具有变形阻力相对小的部位的中空毛坯管制造扩口金属管时能够抑制断裂等成形不良发生的扩口金属管的制造方法。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述课题，本发明采用以下技术方案。

(1)本发明的一个技术方案的扩口金属管的制造方法是从在沿着周向观察的情况下具有变形阻力不同的多个部位的中空毛坯管制造具有扩管部的扩口金属管的方法，所述扩口金属管的制造方法具有：第1工序，其将所述多个部位中的、变形阻力相对小的部位特定为低变形阻力部，并且将变形阻力比所述低变形阻力部相对大的部位特定为高变形阻力部；和第2工序，其向所述中空毛坯管压入扩管冲头，对所述中空毛坯管进行扩管，在所述第2工序中，所述低变形阻力部的壁厚减少率比所述高变形阻力部的壁厚减少率小。

(2)在上述(1)所记载的技术方案中，也可以如以下那样地构成：所述扩管冲头具有：第1抵接面，其与所述中空毛坯管的所述低变形阻力部抵接；和第2抵接面，其与所述中空毛坯管的所述高变形阻力部抵接，所述第1抵接面相对于所述扩管冲头的中心轴线的倾斜角比所述第2抵接面相对于所述中心轴线的倾斜角小，在所述第2工序中，一边使所述扩管冲头的所述第1抵接面与所述中空毛坯管的所述低变形阻力部抵接，并且使所述扩管冲头的所述第2抵接面与所述中空毛坯管的所述高变形阻力部抵接，一边将所述扩管冲头压入到所述中空毛坯管。

(3)在上述(2)所记载的技术方案中，也可以是，所述扩管冲头的所述第1抵接面的所述倾斜角为0°。

(4)在上述(2)或(3)所记载的技术方案中，也可以如以下那样地构成：所述第2工序具有：扩管冲头压入工序，其将所述扩管冲头压入到所述中空毛坯管，从所述中空毛坯管获得中间成形品；和成形冲头压入工序，其向所述中间成形品压入具有与所述扩口金属管的所述扩管部的内表面一致的形状的成形冲头。

(5)在上述(4)所记载的技术方案中，也可以是，在所述扩管冲头压入工序中，以所述中空毛坯管的所述低变形阻力部的扩径量小于所述中空毛坯管的所述高变形阻力部的扩径量的0.5倍的方式，将所述扩管冲头压入到所述中空毛坯管。

(6)在上述(1)～(5)中任一项所记载的技术方案中，所述中空毛坯管可以是焊接钢管或无缝钢管。

发明的效果

根据本发明的上述各技术方案，在从具有变形阻力相对小的部位的中空毛坯管制造扩口金属管时，能够抑制断裂等成形不良发生。

附图说明

图1A是示出本发明的第1实施方式的扩口金属管的制造方法所使用的中空毛坯管以及扩管冲头的主视图。

图1B是图1A所示的中空毛坯管以及扩管冲头的A-A剖视图。

图1C是示出上述扩管冲头的概略立体图。

图2是示出将上述扩管冲头压入到上述中空毛坯管的状态的剖视图。

图3是示出向通过使用上述扩管冲头对中空毛坯管进行扩管而得到的中间成形品压入了成形冲头的状态的剖视图。

图4A是示出上述扩口金属管的制造方法的第1变形例的剖视图。

图4B是示出第1变形例的制造方法的后续的剖视图。

图5A是示出上述扩口金属管的制造方法的第2变形例的剖视图。

图5B是示出第2变形例的制造方法的后续的剖视图。

图6A是示出上述扩口金属管的制造方法的第3变形例的图，并且是示出用于第3变形例的扩管冲头以及中空毛坯管的主视图。

图6B是示出上述扩管冲头的概略立体图。

图7A是示出上述扩口金属管的制造方法的第4变形例的图，并且是示出用于第4变形例的扩管冲头以及中空毛坯管的主视图。

图7B是示出上述扩管冲头的概略立体图。

图8A是示出本发明的第2实施方式的扩口金属管的制造方法所使用的中空毛坯管以及扩管冲头的剖视图。

图8B是用于说明上述扩口金属管的制造方法的图，并且是示出将上述扩管冲头压入到中空毛坯管的状态的剖视图。

图8C是示出上述扩口金属管的制造方法的后续的剖视图。

图9是示出在实施例2中使用的中空毛坯管的硬度分布的图。

图10A是示出焊接钢管的横截面图，并且是示出上述焊接钢管的壁厚分布的一例的图。

图10B是示出无缝钢管的横截面图，并且是示出上述无缝钢管的壁厚分布的一例的图。

图11是示出上述焊接钢管的周向上的壁厚分布的图表。

图12是示出上述焊接钢管的周向上的硬度分布的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的各实施方式详细地进行说明。此外，在本说明书以及附图中，通过对实质上具有同一功能结构的结构要素标注同一标号，来省略它们的重复说明。

(第1实施方式)

在本发明的第1实施方式的扩口金属管的制造方法中，对图1A以及图1B所示的截面中空圆形的中空毛坯管1进行扩管成形，制造图3所示的扩口金属管20。扩口金属管20具备：直管部21、通过对中空毛坯管1的端部进行扩管而形成的扩管部23、以及设置在直管部21与扩管部23之间的过渡部22。此外，扩口金属管20例如优选用于汽车用部件等。

扩口金属管20的制造所使用的中空毛坯管1的材质例如为铁、铝、不锈钢、铜、钛、镁、或钢等金属。从抑制压曲发生并且抑制扩管成形所需的按压力过大的观点出发，表示中空毛坯管1的加工硬化系数(应变效应指数)的n值优选为0.01～0.3。另外，从抑制褶皱发生并且抑制扩管成形所需的按压力过大的观点出发，表示中空毛坯管1的深拉深性的r值优选为0.5～3。

并且，中空毛坯管1例如为电焊管、无缝管、通过挤压成形制造的管、或通过拉拔成形制造的管等。

图1A以及图1B是示出中空毛坯管1、以及在对中空毛坯管1进行扩管时所使用的扩管冲头50的图。此外，图1A是中空毛坯管1以及扩管冲头50的主视图，图1B是它们的A-A剖视图。

如图1A以及图1B所示，中空毛坯管1在沿着其周向观察的情况下，具有壁厚t1和壁厚比壁厚t1大的壁厚t2。即，中空毛坯管1具有：具有壁厚t1的薄壁部1a(低变形阻力部)、和具有壁厚t2的厚壁部1b(高变形阻力部)。

薄壁部1a的壁厚t1例如小于中空毛坯管1的平均壁厚的99％。并且，薄壁部1a由于壁厚比厚壁部1b的壁厚薄，所以成为在进行扩管成形时相比厚壁部1b容易变形的部位。换言之，薄壁部1a与厚壁部1b相比，相对于向径向扩张的力的变形阻力小。

中空毛坯管1的平均壁厚例如为0.5mm～30mm，中空毛坯管1的外径例如为15mm～700mm。此外，中空毛坯管1的平均壁厚相对于中空毛坯管1的外径的比率优选为0.005～0.3。在该情况下，能够从中空毛坯管1高效地制造扩口金属管20。

中空毛坯管1的壁厚例如能够使用卡尺等计测仪器来求出。并且，通过掌握中空毛坯管1的壁厚分布，能够特定薄壁部1a和厚壁部1b。

如图1A～图1C所示，扩管冲头50具有：圆筒部51，其具有比中空毛坯管1的外径大的直径；和锥部52，其从上述圆筒部51朝向顶端面50a成为尖细。锥部52相对于圆筒部51以预定的偏心量偏心。即，圆筒部51的中心轴线CL2和锥部52的中心轴线CL3互相平行且分离。

另外，锥部52具有与中空毛坯管1的薄壁部1a抵接的第1锥面52a(第1抵接面)、和与中空毛坯管1的厚壁部1b抵接的第2锥面52b(第2抵接面)。

第1锥面52a具有锥角α(倾斜角)。第2锥面52b具有比锥角α大的锥角，其最大锥角为β。即，锥角α比锥角β小。此外，上述锥角表示在包含中心轴线CL2以及CL3的截面上观察扩管冲头50的情况下的、锥面相对于中心轴线CL2以及CL3的倾斜角。

在从中空毛坯管1制造扩口金属管20时，首先，如图1A以及图1B所示，使扩管冲头50沿着中空毛坯管1的中心轴线CL1移动，从中空毛坯管1的开口端2插入到中空毛坯管1的内部。此时，以第1锥面52a与中空毛坯管1的薄壁部1a抵接且第2锥面52b与中空毛坯管1的厚壁部1b抵接的方式，将扩管冲头50插入到中空毛坯管1的内部。

并且，如图2所示，将扩管冲头50压入至中空毛坯管1内的预定位置。此时，扩管冲头50由于扩管冲头50的锥部52一边与中空毛坯管1抵接一边在中空毛坯管1内移动，所以中空毛坯管1被向其径向扩张，被沿着扩管冲头50的形状进行扩管。结果，能够从中空毛坯管1获得图2所示的中间成形品10。

此外，扩管冲头50能够通过使用例如液压缸、气缸、弹簧、或橡胶等加压机构，来向中空毛坯管1内压入。

在上述工序中，关于中空毛坯管1，一边扩管冲头50的第1锥面52a与中空毛坯管1的薄壁部1a抵接并且扩管冲头50的第2锥面52b与中空毛坯管1的厚壁部1b抵接，一边被向径向扩张。此时，由于第2锥面52b的锥角比第1锥面52a的锥角大，所以厚壁部1b相对于薄壁部1a优先被拉伸加工。结果，能够使中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚减少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚减少率小。即，在对中空毛坯管1进行扩管时，能够抑制变形集中于薄壁部1a，所以能够抑制在薄壁部1a发生断裂等成形不良。

如图2所示，中间成形品10具有作为非加工部的直管部11、扩管部13、以及设置在直管部11与扩管部13之间的过渡部12。

中间成形品10的扩管部13具有与中空毛坯管1的薄壁部1a对应的部位13a、和与中空毛坯管1的厚壁部1b对应的部位13b。另外，中间成形品10的直管部11具有与中空毛坯管1的薄壁部1a相当的部位11a、和与中空毛坯管1的厚壁部1b相当的部位11b。

如上所述，在上述工序中，以中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚减少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚减少率小的方式，将中空毛坯管1扩管成形。因此，在中间成形品10中，将部位11a的壁厚t1与部位13a的壁厚t1’的差值(中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚减少量)除以壁厚t1所得的值(薄壁部1a的壁厚减少率)，比将部位11b的壁厚t2与部位13b的壁厚t2’的差值(中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚减少量)除以壁厚t2所得的值(厚壁部1b的壁厚减少率)小。

此外，从抑制薄壁部1a的变形量来避免薄壁部1a的断裂的观点出发，优选的是，中空毛坯管1的薄壁部1a的扩径量L1小于中空毛坯管1的厚壁部1b的扩径量L2的0.5倍。

在此，“扩径量”是指中空毛坯管1被向径向扩张的长度，具体而言，是指加工后的扩管部的内表面与中空毛坯管1的内表面之间的尺寸(距离)。即，如图2所示，“中空毛坯管1的薄壁部1a的扩径量L1”表示中间成形品10的部位11a的内表面与中间成形品10的部位13a的内表面之间的尺寸。另外，“中空毛坯管1的厚壁部1b的扩径量L2”表示中间成形品10的部位11b的内表面与中间成形品10的部位13b的内表面之间的尺寸。

接着，也可以是，使用图3所示的成形冲头60以及固定模具70来将中间成形品10成形为扩口金属管20。如图3所示，成形冲头60具有圆筒部61和从圆筒部61朝向顶端面60a成为尖细的锥部62。与扩管冲头50不同，在成形冲头60中，圆筒部61的中心轴线CL4与锥部62的中心轴线一致。即，圆筒部61与锥部62形成为同轴。

圆筒部61具有与扩口金属管20的扩管部23的内表面形状一致的外表面形状。锥部62具有与扩口金属管20的过渡部23的内表面一致的外表面形状并且具有锥角γ。

如图3所示，固定模具70具有与中间成形品10的直管部11的端面抵接的底壁部71、和与中间成形品10的直管部11的外表面抵接的侧壁部72。并且，侧壁部72的内表面形状与扩口金属管20的外表面形状一致。

在将中间成形品10成形为扩口金属管20时，首先，沿着固定模具70的底壁部71以及侧壁部72，将中间成形品10安置于固定模具70。然后，向中间成形品10压入成形冲头60。如上所述，成形冲头60具有沿着扩口金属管20的内表面形状的形状，固定模具70的侧壁部72具有沿着扩口金属管20的外表面形状的形状，所以通过将成形冲头60压入到中间成形品10，能够获得扩口金属管20。

根据以上所说明的本实施方式的扩口金属管20的制造方法，使用扩管冲头50来对中空毛坯管1进行扩管，所以将中空毛坯管1的厚壁部1b向径向扩张的力变强，另一方面，将中空毛坯管1的薄壁部1a向径向扩张的力变弱。即，以中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚减少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚减少率小的方式对中空毛坯管1进行扩管，所以能够抑制变形集中于薄壁部1a，能够抑制中空坯料1的断裂等。结果，能够制造与以往相比扩管率大的扩口金属管。

另外，根据本实施方式的扩口金属管20的制造方法，以中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚减少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚减少率小的方式对中空毛坯管1进行扩管，所以能够从具有不均匀的壁厚分布的中空毛坯管1制造具有壁厚均匀的扩管部的扩口金属管。

在此，上述的“扩管率”是指扩管成形后的扩管部的外径相对于中空毛坯管1的外径增加的比例。即，在将扩管率设为P(％)，将扩管成形后的扩管部的外径设为d1(mm)，将中空毛坯管1的外径设为d2(mm)的情况下，扩管率P由下述的式(1)表示。

P＝((d1-d2)/d2)×100…式(1)

此外，在将中空毛坯管1成形为中间成形品10时，若中间成形品10的扩管率小，则中空毛坯管1的薄壁部1a的断裂抑制效果小。因此，优选的是，以中间成形品10的扩管率相对于扩口金属管20的扩管率为50％以上的方式，将中空毛坯管1成形为中间成形品10。

另外，中空毛坯管1在材质为不锈钢的情况下，与材质为铝合金的情况相比，容易发生扩管成形时的成形不良。因此，在中空毛坯管1的材质为不锈钢的情况下，与中空毛坯管1的材质为铝合金的情况相比，薄壁部1a的断裂抑制效果大。

[第1实施方式的变形例]

在本实施方式中，示出了中空毛坯管1具有薄壁部1a和厚壁部1b的情况(即，周向上的壁厚分布不均匀的情况)。然而，例如，也可以从沿着周向具有不均匀的硬度分布的中空毛坯管制造扩口金属管。在该情况下，只要通过拉伸试验或硬度测定等，从而对硬度分布进行掌握，使扩管冲头50的第1锥面52a与硬度相对低的低硬度部(低变形阻力部)抵接，使扩管冲头50的第2锥面52b与硬度相对高的高硬度部(高变形阻力部)抵接即可。此时，例如，可以将相对于中空毛坯管的硬度的平均值成为小于95％的硬度的部位特定为低硬度部。

另外，在中空毛坯管具有不均匀的壁厚分布以及硬度分布双方的情况下，例如，只要将壁厚以及硬度的积值为小于其平均值的95％的部位特定为低变形阻力部，使扩管冲头50的第1锥面52a与该低变形阻力部抵接即可。

另外，在本实施方式中，示出了扩管冲头50的第1锥面52a具有锥角α的情况(参照图1B等)。然而，如图4A以及图4B所示，也可以是，将锥角α为0°的扩管冲头80压入到中空毛坯管1，将中空毛坯管1成形为中间成形品90。在该情况下，能够进一步抑制薄壁部1a的变形(薄壁部1a的壁厚减少)，所以能够进一步切实地抑制薄壁部1a的成形不良发生。

另外，如图5A以及图5B所示，也可以是，使用在顶端设置了缺口部85的扩管冲头80、和具有底壁部101以及侧壁部102的固定模具100，来对中空毛坯管1进行扩管成形。在该情况下，由于设置了缺口部85，所以能够将扩管冲头80顺畅地压入到中空毛坯管1。此外，优选的是，第1锥面52a与固定模具100的侧壁部102之间的间隙设定为中空毛坯管1的壁厚的0.9倍～0.99倍。在该情况下，能够进一步切实地抑制在薄壁部1a发生变形。

另外，在本实施方式中，示出了对薄壁部1a设置于一处的中空毛坯管1进行扩管成形的情况。然而，如图6A所示，也可以是，对薄壁部1a设置于两处的中空毛坯管5进行扩管成形。在该情况下，通过使用图6A以及图6B所示的扩管冲头110，从而与本实施方式同样地，能够抑制薄壁部1a的成形不良发生。

另外，如图7A所示，也可以是，对薄壁部1a设置于三处的中空毛坯管7进行扩管成形。在该情况下，通过使用图7A以及图7B所示的扩管冲头120，从而与本实施方式同样地，能够抑制薄壁部1a的成形不良发生。

(第2实施方式)

接着，说明本发明的第2实施方式。

在上述的第1实施方式中，示出了使用扩管冲头50以及成形冲头60来从中空毛坯管1制造扩口金属管20的情况。与此相对，在本实施方式中，使用图8A所示的扩管冲头250来从中空毛坯管1制造图8C所示的扩口金属管220。

如图8A所示，扩管冲头250具有圆筒部251和锥部252。扩管冲头250在圆筒部251和锥部252沿着同一中心轴线CL5而形成的这一点上，与上述第1实施方式的扩管冲头50不同。

在本实施方式的扩口金属管220的制造方法中，与上述第1实施方式的情况同样地，向中空毛坯管1压入扩管冲头250。图8B是示出将扩管冲头250压入至中空毛坯管1内的预定位置的状态的图。在图8B所示的状态下，中空毛坯管1的厚壁部1b与扩管冲头250的圆筒部251抵接，中空毛坯管1的薄壁部1a与扩管冲头250的锥部252抵接。

图8C是示出从图8B所示的状态将扩管冲头250进一步向中空毛坯管1压入了的状态的图。如图8C所示，通过将扩管冲头250向中空毛坯管1压入直到薄壁部1a与扩管冲头250的圆筒部251抵接为止，能够获得扩口金属管220。

在本实施方式中，与厚壁部1b抵接的第2锥面52b的锥角β比与薄壁部1a抵接的第1锥面52a的角度α大，所以厚壁部1b优先被拉伸加工。即，与第1实施方式的情况同样地，通过使薄壁部1a的壁厚减少率比厚壁部1b的壁厚减少率小，能够抑制在薄壁部1a发生成形不良。

实施例

接着，对为了确认本发明的作用效果而进行的实施例进行说明。

根据上述第1实施方式的制造方法，制造了扩管部的直径不同的3种扩口金属管。另外，为了比较，通过仅使用成形冲头来制造扩口金属管的现有方法，制造了扩口金属管。关于这些扩口金属管，通过利用目视确认有无断裂，来评价成形不良。

<实施例1>

(1)中空毛坯管

作为中空毛坯管1，使用了外径73mm、平均壁厚6mm的无缝钢管。中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚为5.6mm，中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚为6.4mm。

(2)冲头

使用了扩管冲头50以及成形冲头60。

关于扩管冲头50，锥角α为4.5°，锥角β为24.6°，圆筒部51的直径为81.2mm。关于成形冲头60，锥角γ为15°，圆筒部61的直径为81.2mm。

(3)固定模具

关于固定模具70，侧壁部72的内径D(参照图3)为93.2mm。

(4)制造工序

通过向中空毛坯管1压入扩管冲头50，从而对中空毛坯管1进行扩管成形，制造了中间成形品10。此时，中间成形品10被以图2所示的L1成为L2的0.17倍的方式制造。

然后，在固定模具70配置中间成形品10，将成形冲头60压入到中间成形品10，制造了扩口金属管20。

(5)成形不良的评价

在中间成形品10、以及扩口金属管20没有发生裂纹等成形不良。另外，扩口金属管20的扩管率为30％。

<实施例2>

(1)中空毛坯管

作为中空毛坯管1，使用了外径90.0mm、平均壁厚2.8mm的焊接钢管。该焊接钢管的拉伸强度TS为80kgf/mm²(785MPa)，周向上的硬度分布为图9所示的分布。

(2)冲头

使用了扩管冲头50以及成形冲头60。

关于扩管冲头50，锥角α为4.5°，锥角β为24.6°，圆筒部51的直径为112.4mm。

关于成形冲头60，锥角γ为15°，圆筒部61的直径为112.4mm。

(3)固定模具

关于固定模具70，侧壁部72的内径D(参照图3)为117mm。

(4)制造工序

通过向中空毛坯管1压入扩管冲头50，从而对中空毛坯管1进行扩管成形，制造了中间成形品10。此时，中间成形品10被以图2所示的L1成为L2的0.17倍的方式制造。

然后，在固定模具70配置中间成形品10，将成形冲头60压入到中间成形品10，制造了扩口金属管20。

(5)成形不良的评价

在中间成形品10、以及扩口金属管20没有发生裂纹等成形不良。另外，扩口金属管20的扩管率为30％。

<实施例3>

(1)中空毛坯管

作为中空毛坯管1，使用了与实施例2相同的焊接钢管。

(2)冲头

使用了扩管冲头50以及成形冲头60。

关于扩管冲头50，锥角α为7.5°，锥角β为21.9°，圆筒部51的直径为129.4mm。

关于成形冲头60，锥角γ为15°，圆筒部61的直径为129.4mm。

(3)固定模具

关于固定模具70，侧壁部72的内径D(参照图3)为135mm。

(4)制造工序

与实施例1以及实施例2同样地制造了中间成形品10。此外，在本实施例中，中间成形品10被以图2所示的L1成为L2的0.33倍的方式制造。

(5)成形不良的评价

在中间成形品10、以及扩口金属管20没有发生裂纹等成形不良。另外，扩口金属管20的扩管率为50％。

<参考例1>

(1)中空毛坯管

使用了与实施例2相同的焊接钢管。

(2)冲头

与上述实施例1～3不同，不使用扩管冲头50而仅使用了成形冲头60。

(3)固定模具

使用了与实施例2相同的固定模具70。

(4)制造工序

在固定模具70配置中空毛坯管1，将成形冲头60压入，由此对中空毛坯管1进行扩管成形，制造了扩口金属管。

(5)成形不良的评价

扩口金属管的扩管率为30％，在扩口金属管没有发生裂纹等成形不良。此外，在本参考例中，扩管率低为30％，所以认为即使不使用扩管冲头50，也不会发生成形不良。

<比较例1>

(1)中空毛坯管

使用了与实施例2相同的焊接钢管。

(2)冲头

与上述实施例1～3不同，不使用扩管冲头50而仅使用了成形冲头60(即，与上述参考例1相同)。

(3)模具

使用了与实施例2相同的固定模具70。

(4)制造工序

在固定模具70配置中空毛坯管1，将成形冲头60压入，由此对中空毛坯管1进行扩管成形，制造了扩口金属管。

(5)成形不良的评价

扩口金属管的扩管率为50％，但在扩口金属管产生了裂纹。

根据实施例1～3，尽管在中空毛坯管1存在沿着周向变形阻力小的低变形阻力部、和变形阻力比该低变形阻力部的变形阻力大的高变形阻力部，也能够以不对低变形阻力部施加负担的方式抑制裂纹等成形不良。

尤其是，根据实施例3与比较例1的比较，能够确认不产生裂纹地制造在现有制法中会产生裂纹的扩管率高的制品。

以上，说明了本发明的各实施方式，但上述实施方式是作为例子示出，本发明的范围并不仅限于上述实施方式。上述实施方式可以被以其他各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、以及变更。上述实施方式和/或其变形与包含于发明的范围和/或主旨同样地，包含于权利要求书所记载的发明和与其均等的范围。

例如，在上述第1实施方式中，示出了使用扩管冲头50来将中空毛坯管1成形为中间成形品10的情况。然而，也可以是，使用具有不同外径的多个扩管冲头，来阶段性(分为多次)地对中空毛坯管1进行成形。

另外，例如，在上述第1实施方式中，示出了使用成形冲头60来将中间成形品10成形为扩口金属管20的情况。然而，也可以是，以不使用成形冲头60的方式将利用扩管冲头50得到的中间成形品10作为扩口金属管。在该情况下，能够获得偏心了的扩口金属管。

工业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种在从具有变形阻力相对小的部位的中空毛坯管制造扩口金属管时，能够抑制断裂等成形不良发生的扩口金属管的制造方法。

附图标记说明

1：中空毛坯管；

1a：薄壁部(低变形阻力部)；

1b：厚壁部(高变形阻力部)；

10：中间成形品；

20：扩口金属管；

50：扩管冲头；

60：成形冲头；

70：固定模具。

Claims (6)

1.一种扩口金属管的制造方法，是从在沿着周向观察的情况下具有变形阻力不同的多个部位的中空毛坯管制造具有扩管部的扩口金属管的方法，其特征在于，

具有：

第1工序，其将所述多个部位中的、变形阻力相对小的部位特定为低变形阻力部，并且将变形阻力比所述低变形阻力部相对大的部位特定为高变形阻力部；和

第2工序，其向所述中空毛坯管压入扩管冲头，对所述中空毛坯管进行扩管，

在所述第2工序中，所述低变形阻力部的壁厚减少率比所述高变形阻力部的壁厚减少率小。

2.根据权利要求1所述的扩口金属管的制造方法，其特征在于，

所述扩管冲头具有：第1抵接面，其与所述中空毛坯管的所述低变形阻力部抵接；和第2抵接面，其与所述中空毛坯管的所述高变形阻力部抵接，所述第1抵接面相对于所述扩管冲头的中心轴线的倾斜角比所述第2抵接面相对于所述中心轴线的倾斜角小，

在所述第2工序中，一边使所述扩管冲头的所述第1抵接面与所述中空毛坯管的所述低变形阻力部抵接，并且使所述扩管冲头的所述第2抵接面与所述中空毛坯管的所述高变形阻力部抵接，一边将所述扩管冲头压入到所述中空毛坯管。

3.根据权利要求2所述的扩口金属管的制造方法，其特征在于，

所述扩管冲头的所述第1抵接面的所述倾斜角为0°。

4.根据权利要求2或3所述的扩口金属管的制造方法，其特征在于，

所述第2工序具有：扩管冲头压入工序，其将所述扩管冲头压入到所述中空毛坯管，从所述中空毛坯管获得中间成形品；和

成形冲头压入工序，其向所述中间成形品压入具有与所述扩口金属管的所述扩管部的内表面一致的形状的成形冲头。

5.根据权利要求4所述的扩口金属管的制造方法，其特征在于，

在所述扩管冲头压入工序中，以所述中空毛坯管的所述低变形阻力部的扩径量小于所述中空毛坯管的所述高变形阻力部的扩径量的0.5倍的方式，将所述扩管冲头压入到所述中空毛坯管。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的扩口金属管的制造方法，其特征在于，

所述中空毛坯管为焊接钢管或无缝钢管。