CN108712935A - 差厚钢管的制造方法及差厚钢管 - Google Patents

差厚钢管的制造方法及差厚钢管 Download PDF

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Abstract

一种差厚钢管的制造方法，利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，具有：卡合工序，将所述坯管配置在模具内，在限制了所述坯管向长方向的移动的状态下，从所述坯管的一端侧推入塞件来使所述一端侧的外形扩大从而卡合于所述模具；和减薄加工工序，解除所述坯管的所述限制，另一方面，在维持所述坯管的所述卡合的状态下，将所述塞件进一步朝向所述坯管的另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成薄壁部。

Description

差厚钢管的制造方法及差厚钢管
技术领域
本发明涉及差厚钢管的制造方法及差厚钢管。
本申请基于2016年3月11日在日本申请的专利申请2016-048657号、和2016年12月19日在日本申请的专利申请2016-245864号主张优先权，将这些内容引用于本申请。
背景技术
作为构成汽车的车体的车体部件，希望具有在受到碰撞等冲击时会因冲击载荷而崩溃从而吸收碰撞能量的部分、和不会崩溃从而保护车体的部分。为了提供这样的车体部件，研究了壁厚沿长方向不同的差厚钢管的活用。
例如，作为具有多个直径的拉拔钢管的制法，在专利文献1的图7中公开了如下在多个部位具有预定的内径和外径的分段拉拔管的制造方法：将模具和攻丝(tap)固定成能够在拉拔方向上移动，一边通过相互对峙的各支承(bearing)面夹压一边拉拔。
另外，作为使用分别具有两个级别的直径的模具和塞件的差厚钢管的制造方法，在专利文献2的图7中示出了如下方法，该方法包括通过模具的支承直径d2(小径)和塞件的支承直径d3(小径)对胚料钢管进行尺寸限制而成形的工序、通过模具的支承直径d2(小径)和塞件的支承直径d4(大径)对胚料钢管进行尺寸限制而成形的工序、以及通过模具的支承直径d1(大径)和塞件的支承直径d4(大径)对胚料钢管进行尺寸限制的工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭59-73115号公报
专利文献2：日本特开2012-16712号公报
发明内容
发明要解决的问题
在构成汽车的车体的车体部件或车体构件中存在对中空封闭剖面形状的部件实施弯曲加工，从而部分地形成弯曲部分的部件。在通过专利文献1或专利文献2的制造方法得到的差厚钢管中，在坯管的长方向整体上实施了加工，所以整体成为加工硬化了的状态。在对像这样整体加工硬化了的差厚钢管实施弯曲加工等时，需要事先进行热处理来缓和差厚钢管的加工硬化。若假设不需要这样的热处理，则能够期待在将差厚钢管加工成车体部件时大幅度地节省劳力。另外，通过省略热处理，也能够防止差厚钢管的钢组织的变质。
本发明是鉴于上述情况而作出的发明，以提供一种制造时的加工量少并且在进行弯曲加工等后加工时不需要退火等热处理的差厚钢管的制造方法及差厚钢管为课题。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明采用以下的各技术方案。
(1)本发明的一技术方案涉及的差厚钢管的制造方法利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，所述差厚钢管的制造方法具有：卡合工序，将所述坯管配置在模具内，在限制了所述坯管向长方向的移动的状态下，从所述坯管的一端侧推入塞件而使所述一端侧的外形扩大从而卡合于所述模具；和减薄加工工序，解除所述坯管的所述限制，另一方面，在维持所述坯管的所述卡合的状态下，将所述塞件进一步朝向所述坯管的另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成薄壁部。
(2)在上述(1)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述减薄加工工序中，通过中途停止所述塞件的推入，在所述坯管的所述另一端侧留有未加工部。
(3)在上述(1)或(2)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，使所述减薄加工工序中的所述薄壁部的减厚率在10％～90％的范围内。
(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述卡合工序和所述减薄加工工序中使用如下所述塞件，所述塞件具备：顶端部，其具有比所述坯管的内形尺寸小的外形尺寸；基端部，其具有比所述坯管的内形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的大小的外形尺寸；以及锥形部，其以从所述基端部朝向所述顶端部变细的方式设置于所述顶端部与所述基端部之间。
(5)在上述(1)～(3)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述卡合工序和所述减薄加工工序中使用如下所述塞件，所述塞件具备：基端部，其具有比所述坯管的内形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的外形尺寸；和顶端部，其连接于所述基端部的顶端侧，并且随着远离所述基端部而变细。
(6)在上述(4)或(5)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，所述基端部具有配置在所述顶端部侧的大型基端部、和外形尺寸比所述大型基端部小的小型基端部。
(7)本发明的另一技术方案涉及的差厚钢管的制造方法利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，所述差厚钢管的制造方法具有：卡合工序，将所述坯管配置在模具内，在限制了所述坯管向长方向的移动的状态下，从所述坯管的一端侧推入第1塞件而使所述一端侧的外形尺寸扩大从而卡合于所述模具；拔出工序，从所述坯管拔出所述第1塞件；以及减薄加工工序，解除所述坯管的所述限制，另一方面，在维持所述坯管的所述卡合的状态下，将外形与所述第1塞件不同的第2塞件从所述坯管的所述一端侧朝向另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成薄壁部。
(8)在上述(7)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述减薄加工工序中使用如下所述第2塞件，所述第2塞件具备：小型顶端部，其比所述坯管的内形尺寸小；中型部，其具有比所述坯管的内形尺寸大的外形尺寸；大型部，其具有比所述中型部的外形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的外形尺寸；第1的锥形部，其设置于所述小型顶端部与所述中型部之间；以及第2的锥形部，其设置于所述中型部与所述大型部之间。
(9)在上述(7)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述减薄加工工序中使用如下所述第2塞件，所述第2塞件具备：基端部，其具有比所述坯管的内形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的外形尺寸；和第3锥形部，其从所述基端部朝向顶端部变细。
(10)在上述(1)～(9)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，所述模具具备：中空小型部，其具有对应于所述坯管的外形尺寸的内形尺寸；中空大型部，其具有比所述坯管的外形尺寸大的内形尺寸；以及中空锥形部，其设置于所述中空小型部与所述中空大型部之间，并且从所述中空大型部朝向所述中空小型部变细。
(11)在上述(10)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，所述模具还具备中空中径部，所述中空中径部设置于所述中空小型部的长方向的一部分，并且具有比所述坯管的外形尺寸大的内形尺寸。
(12)在上述(1)～(11)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，还具有对所述减薄加工工序后的所述坯管施行拉深加工的拉深加工工序。
(13)本发明的又一技术方案涉及的差厚钢管的制造方法利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，所述差厚钢管的制造方法具有：卡合工序，将所述坯管配置在模具内，通过对所述坯管的一端侧和另一端侧同时或交替地分别推入塞件，使所述一端侧的外形和所述另一端侧的外形扩大而卡合于所述模具；拔出工序，在向所述一端侧插入了所述塞件的状态下，拔出所述另一端侧的所述塞件；第1减薄加工工序，在使所述一端侧卡合于所述模具的状态下，将插入了所述一端侧的所述塞件进一步朝向所述坯管的所述另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成第1薄壁部；插拔工序，拔出所述一端侧的所述塞件，另一方面，向所述另一端侧插入所述塞件；以及第2减薄加工工序，在使所述另一端侧卡合于所述模具的状态下，将所述另一端侧的所述塞件进一步朝向所述坯管的所述一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成第2薄壁部，在所述卡合工序中，在同时推入所述塞件的情况下，使所述坯管沿所述坯管的长方向移动自如，在交替地推入所述塞件的情况下，限制所述坯管向所述塞件的推入方向的移动。
(14)在上述(13)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，还具有对所述第2减薄加工工序后的所述坯管进行拉深的拉深加工工序。
(15)在上述(1)～(14)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，所述坯管可以是无缝钢管。
(16)本发明的一技术方案涉及的差厚钢管采用以下的构成，具备：扩大部，其设置于长方向的一方侧，并且在从垂直于所述长方向的剖面观察的情况下具有最大的外形尺寸；和薄壁部，其设置于在沿所述长方向观察的情况下比所述扩大部靠另一方侧的位置，并且壁厚比所述扩大部薄，在将所述扩大部的硬度的平均值设为H1，将所述薄壁部的硬度的平均值设为H2的情况下，满足H2>H1。
此外，在本申请说明书中记载的各硬度的平均值的求出方法为如下方法：对于制造出的差厚钢管的壁厚方向中心位置的部分，沿该差厚钢管的长方向以1mm为间隔对5个点测定硬度，通过算出这5个点的硬度的平均值来求出所述平均值。在由于尺寸小而难以获得5个测定点的情况下，也可以沿差厚钢管的周向以1mm为间隔测定5个点的硬度，算出并使用这5个点的平均值。
(17)在上述(16)所述的差厚钢管中，也可以采用以下的构成：还具备厚壁部，所述厚壁部配置于在沿所述长方向观察的情况下比所述薄壁部靠所述另一方侧的位置，并且壁厚比所述薄壁部厚，在将所述厚壁部的硬度的平均值设为H3的情况下，满足H2>H1≥H3。
(18)在上述(17)所述的差厚钢管中，也可以采用以下的构成，所述薄壁部具有：直管部，其在所述薄壁部中壁厚最薄；第1锥形部，其设置于所述直管部与所述扩大部之间并且外形朝向所述扩大部扩大；第2锥形部，其设置于所述直管部与所述厚壁部之间并且壁厚朝向所述厚壁部变厚，在将第1锥形部的硬度的平均值设为H4，将所述直管部的硬度的平均值设为H5，并且将所述第2锥形部的硬度的平均值设为H6的情况下，满足H5>H6≥H3和H5>H4>H1这两个式子。
(19)在上述(16)～(18)中任一项所述的差厚钢管中，可以是，所述薄壁部的壁厚在沿所述长方向观察的情况下部分地变厚。
(20)在上述(16)所述的差厚钢管中，可以是，所述扩大部与所述薄壁部的组合对称地设置于所述长方向的两端。
(21)在上述(20)所述的差厚钢管中，也可以采取以下的构成：还具备配置在一对所述薄壁部之间、并且壁厚比所述薄壁部厚的厚壁部，在将所述厚壁部的硬度的平均值设为H7的情况下，满足H2>H1≥H7。
(22)本发明的另一技术方案涉及的差厚钢管采用以下的构成，具备：厚壁部，其设置于长方向的一方侧，并且在从垂直于所述长方向的剖面观察的情况下其壁厚最厚；和薄壁部，其设置于比所述厚壁部靠另一方侧的位置，并且壁厚比所述厚壁部薄，所述差厚钢管的外形尺寸沿所述长方向为恒定，在将所述厚壁部的硬度的平均值设为H8，将所述薄壁部的硬度的平均值设为H9的情况下，满足H9>H8。
(23)在上述(16)～(22)中任一项所述的差厚钢管中，可以是，具有在垂直于所述长方向的剖面沿所述薄壁部的周向观察所述薄壁部的情况下，相对而言壁厚薄且硬度高的区域和所述壁厚厚且硬度低的区域沿所述周向交替地存在的旋转对称形状。
(24)在上述(16)～(23)中任一项所述的差厚钢管可以以无缝钢管作为胚料。
此外，可以使用例如维氏硬度作为上述的各种硬度。
发明的效果
根据本发明的例如上述(1)所述的差厚钢管的制造方法，在使坯管的一端侧的外形扩大而卡合于模具的状态下，将塞件从所述一端侧推入坯管内，由此能够进行在维持坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工。因此，施加于坯管的一端侧的加工量为与使其外形尺寸扩大相应的较少的加工量即可。因此，在坯管的一端侧加工硬化少，所以在进行弯曲加工等后加工时可以不需要退火等热处理。
另外，在使坯管的一端侧卡合于模具的状态下，将塞件推入坯管来进行减薄加工，所以不需要使坯管自身相对于模具固定，仅通过使塞件相对于模具进行相对移动便能够实施减薄加工。
因此，根据本发明的上述技术方案涉及的差厚钢管的制造方法，能够容易制造形成有壁厚厚的一端侧的部分和受到了减薄加工的薄壁部的差厚钢管。
尤其是，根据上述(2)所述的差厚钢管的制造方法，在坯管的另一端侧留有加工量为零的未加工部，所以在对该未加工部进行弯曲加工等后加工时可以不需要退火等热处理。
另外，根据上述(7)所述的差厚钢管的制造方法，例如能够在薄壁部内设置内形尺寸彼此不同的两个区域，能够制造沿长方向壁厚和强度阶段性地不同的差厚钢管。
附图说明
图1是对本发明的第1实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图2是示出通过同样的实施方式的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的一个例子的图，并且是从包括轴线的剖面观察到的剖视图。
图3是示出通过同样的实施方式的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的另一例子的图，并且是从包括轴线的剖面观察到的剖视图。
图4是对作为本发明的第2实施方式的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图5是示出同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法的后续工作的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图6是示出通过同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的图，并且是从包括轴线的剖面观察到的剖视图。
图7是对本发明的第3实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图8是对本发明的第4实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图9是示出通过同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图10是对本发明的第5实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图11是示出通过同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的一个例子的图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图12是示出通过同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的另一例子的图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图13是对本发明的第6实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图14是示出通过同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的一个例子的图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图15是示出通过同样的实施方式涉及的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的另一例子的图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图16是对本发明的第7实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图17是对本发明的第8实施方式涉及的差厚钢管的制造方法进行说明的工序图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图18是示出通过同样的实施方式的差厚钢管的制造方法制造出的差厚钢管的图，并且是从包括坯管的轴线的剖面观察到的剖视图。
图19是在本发明的第9实施方式涉及的差厚钢管的制造方法中使用的塞件的示意立体图。
图20是示出通过同样的实施方式制造出的差厚钢管的各例的图，并且是以与其长方向正交的剖面对中间部进行剖切和观察而得到的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的各实施方式涉及的差厚钢管及差厚钢管的制造方法进行说明。此外，关于各实施方式中用作胚料的坯管1，优选使用拉伸强度为290MPa以上的材料。
[第1实施方式]
第1实施方式涉及的差厚钢管的制造方法具有使用模具和塞件对坯管的一端侧的部分进行扩管加工来形成扩径部的工序、和对比扩径部靠另一端侧的中间部进行在维持坯管的外径的状态下扩大内径的减薄加工的工序。作为本实施方式中的加工对象的坯管，能够例示出中空筒状的金属管，尤其优选圆形钢管。圆形钢管能够应用于无缝钢管、UO管、螺旋管、电焊钢管中的任一种。
接着，参照图1(a)～图1(c)对在本实施方式的制造方法中使用的模具和塞件进行说明。本实施方式涉及的模具11具备模具主体11d。在该模具主体11d内形成有具有与坯管1的外径d1对应的内径的中空小径部11a、具有比坯管1的外径d1大的内径的中空大径部11b、以及设置于中空小径部11a与中空大径部11b之间的锥形部11c。中空小径部11a、中空大径部11b以及锥形部11c在模具主体11d内彼此连通。此外，上述的“与坯管1的外径d1对应的内径”表示对坯管1的外径d1加上能够相对于中空小径部11a的内外进行坯管1的插拔这一程度的间隙尺寸而得到的内径尺寸。
图1(a)～图1(c)中的塞件21的锥形部21c具有在从包括塞件21的轴线CL的剖面观察的情况下，以平行于轴线CL的线为基准呈锥角θ的外周面。优选，锥角θ在1度～40度的范围内。若锥角θ小于1度则相对于坯管1的塞件21整体的咬合变强，所以需要的加工力变得过大。另一方面，若锥角θ超过40度，则在减厚加工时在塞件21的锥形部21c产生的局部表面压力有可能变得过大而引起塞件21的寿命降低。
本实施方式涉及的塞件21包括对应于坯管1的内径d2的小径顶端部21a、具有比坯管1的内径d2大并且比模具11的中空小径部11a的内径小的直径的大径基端部21b、以及设置于小径顶端部21a与大径基端部21b之间的锥形部21c。大径基端部21b的外径被设定为小于模具11的中空小径部11a的内径d1的尺寸。
在制造本实施方式涉及的差厚钢管时，首先，如图1(a)所示，将坯管1同轴地插入模具11的内部。此时，以使得坯管1的一端部1a位于模具11的中空大径部11b内的方式进行定位。并且，将模具11和坯管1分别设为固定的状态。即，在模具11中成为固定于未图示的基台的状态。另外，在坯管1中，以使得坯管1的纸面左侧的端部无法进一步向纸面左侧深入的方式止动，由此，坯管1相对于模具11的长方向的相对位置被固定。
在坯管1被固定于模具11内后，从坯管1的一端部1a侧朝向坯管1的中空部1b插入塞件21的小径顶端部21a。
接着，如图1(b)所示，在扩径工序中，在使模具11和坯管1固定了的状态下，将塞件21的锥形部21c和大径基端部21b推入坯管1的一端部1a。推入塞件21直到锥形部21c到达模具11的锥形部11c的位置。到像这样锥形部21c到达模具11的锥形部11c的位置为止的期间，坯管1相对于模具11的相对位置持续保持固定，所以坯管1不会被锥形部21c从模具11推出。
此外，关于锥形部21c是否到达锥形部11c的位置，例如能够通过测定塞件21的推入行程量或伴随塞件21的推入而增加的反作用力来管理。
在图1(a)的时间点将坯管1配置在模具11的内部时，坯管1的一端部1a位于模具11的中空大径部11b内，所以在模具11的中空大径部11b与坯管1的一端部1a之间产生间隙s。当从该状态起如图1(b)所示那样推入塞件21时，坯管1的一端部1a通过塞件21的锥形部21c和大径基端部21b而被扩径。由此，间隙s逐渐变小，最终一端部1a的外周面与模具11的锥形部11c的内周面和中空大径部11b的内周面抵接。这样，在坯管1的一端部1a形成直管形状的扩径部1c、和连接于该扩径部1c的卡合部1e1。卡合部1e1形成中间部1e的一部分，具备以紧密接触于模具11的锥形部11c的锥形面为外周面的顶端较细的圆锥台形状。
此外，在形成扩径部1c时，沿周向对坯管1的一端部1a施加若干拉伸应变。
接着，如图1(c)所示，在减薄加工工序中，维持模具11的固定，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件21进一步朝向坯管1的另一端部1d侧推入。即，在如图1(b)所示形成了扩径部1c后解除对坯管1的纸面左侧的端部的止动，之后，进行塞件21的进一步的推入。通过进一步推入塞件21，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的所述卡合部1e1成为卡合于模具11的锥形部11c的状态，所以坯管1不移动。
通过进一步推入塞件21，塞件21的大径基端部21b被朝向坯管1的另一端部1d侧推入。在被推入了塞件21的大径基端部21b的坯管1的中间部1e中，原来的坯管1的内径d2扩大为对应于塞件21的大径基端部21b的直径的大小。另一方面，坯管1的中间部1e位于模具11的中空小径部11a内并且外径尺寸被周围限制，所以中间部1e的外径d1不扩大。因此，坯管1的中间部1e在维持坯管1的原本的外径d1的状态下受到减薄加工。
之所以在减薄加工即将开始前解除坯管1的止动是为了不阻碍与减薄加工相伴的坯管1的壁的变动。即，在通过减薄加工使坯管1的中间部1e减厚时，为了确保与该减厚部分相应的壁的去处而解除坯管1的止动。由此，可防止坯管1的纸面左侧的部分的屈曲。在本实施方式中，基于减薄加工的坯管1的减厚部分向纸面左侧流动，所以坯管1的全长变得比加工前稍长。
为了得到基于减薄加工的中间部1e的强度的提高效果，需要使基于减薄加工的坯管1的减厚率为10％以上。另一方面，当基于减薄加工的坯管1的减厚率超过90％时，有可能发生断裂、损伤等。因此，基于减薄加工的坯管1的减厚率优选在10％～90％的范围内。优选将减厚率设在20％～80％的范围内。此外，在将坯管1的减薄加工前的壁厚设为d0，将减薄加工后的中间部1e的壁厚设为d时，减厚率(％)用(d0-d)/d0×100(％)表示。
在此，在沿坯管1的长方向观察时减薄加工后的中间部1e的壁厚d有不均匀的分布的情况下，采用在减厚量最多的部位求出的数值作为减厚率。即，在中间部1e中，采用在沿其长方向观察的情况下从d0减去d而得到的差量(相当应变量)最大的部位求出的值作为上述的减厚率。进一步而言，在沿坯管1的周向减厚量有不均匀的分布的情况下，采用在其周向分布中减厚量最多的部位求出的值作为上述的减厚率。
此外，减厚率能够通过改变塞件21的大径基端部21b的直径来进行调整。与减薄加工中的减厚率有关的上述的合适的范围在后述的其他实施方式中也同样。
在图1(c)所示的例子中，塞件21的锥形部21c和大径基端部21b被推入到坯管1的另一端部1d的跟前的位置。当在该图1(c)所示的位置使塞件21的推入停止时，比坯管1的中间部1e靠另一端部1d侧的部分为未加工的状态。此外，在本说明书中所说的“未加工的状态”的部分是指差厚钢管中的具有与作为母材的加工前的坯管1几乎相同的强度(拉伸强度)或硬度的部分。
在图2中示出经过图1(a)～图1(c)所示的工序制造出的差厚钢管31的剖面示意图。此外，在以下的说明中，为了将制造后的差厚钢管与加工前和加工中的坯管1相区分地进行说明，分配31作为新的标号。同样地，对构成差厚钢管31的各部也分别标注有新的标号并继续进行说明，但为了明示与构成坯管1的各部的对应关系，有时以添加括号的方式一并标记坯管1的时间点下的各部的标号。在后述的各实施方式中也同样。
图2所示的差厚钢管31包括：在一端部31a(1a)侧由坯管1扩径成的扩径部31c(1c)、在一端部31a与另一端部31d(1d)之间并且受到了减薄加工的中间部31e(1e)、以及比中间部31e靠另一端部31d侧并且保持坯管1的状态未受到加工的未加工部31f。中间部31e也包括在其与扩径部31c和未加工部31f的各边界通过模具11和塞件21的各锥形部11c、21c而受到了加工的部分。即，在从一端部31a朝向另一端部31d观察的情况下，中间部31e包括内径为恒定且外径朝前变细的卡合部31e1(1e1)、内径和外径均为恒定的直管部31e2、以及外径为恒定且内径朝前变细的锥形部31e3。并且，在将扩径部31c的硬度的平均值设为H1，将未加工部31f的硬度的平均值设为H3，将卡合部31e1的硬度的平均值设为H4，将直管部31e2的硬度的平均值设为H5，将锥形部31e3的硬度的平均值设为H6的情况下，满足H5>H6≥H3和H5>H4>H1这两个式子。
此外，在图2中，为了说明而将扩径部31c图示为短的环形形状，但根据需要也可以是长的直管形状。关于后述的其他实施方式中的扩径部41c、扩径部61c、扩径部91c、扩径部111c、111f、扩径部121c、扩径部141c、扩径部151c也均同样。
差厚钢管31的中空部31b在扩径部31c和中间部31e与原来的坯管1的内径d2相比扩径，在未加工部31f为原来的坯管1的内径d2的状态。另外，差厚钢管31的外径在卡合部31e1中从坯管1的外径d1逐渐扩大，并且在扩径部31c恒定为与坯管1的外径d1相比扩径了的状态。另一方面，中间部31e中的除卡合部31e1以外的部分和未加工部31f为外径与坯管1的外径d1相等的状态。由此，扩径部31c和未加工部31f的壁厚较厚，中间部31e的壁厚较薄，从而成为差厚钢管31。
在图2所示的差厚钢管31中，对扩径部31c和未加工部31f的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，扩径部31c和未加工部31f的强度较低，即使在对这些部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，对差厚钢管31的中间部31e的加工量大，所以中间部31e由于加工硬化而强度变得较高。即，在观察沿差厚钢管31的长方向的硬度分布(维氏硬度分布。此外，也可以替代维氏硬度分布，根据拉伸强度分布来判断)的情况下，未加工部31f的硬度最低，扩径部31c的硬度比未加工部31f的硬度稍高，并且中间部31e的硬度比扩径部31c的硬度高。因此，中间部31e具有最高的硬度，所以适合作为要求高机械强度的部位。另外，具有相对较低的硬度的未加工部31f和扩径部31c适合作为要求弯曲加工等后加工的部位。
另外，中间部31e的内表面由于受到减薄加工而表面粗糙度变小。当表面粗糙度变小时疲劳特性提高，所以，中间部31e除了通过加工硬化实现的强度提高以外，也能够得到通过减小内表面的表面粗糙度实现的疲劳特性提高，从而在实现轻量的同时实现高强度。这样的协同效果无法通过仅基于切削加工的薄壁化来得到。
另外，在图3中示出经过图1(a)～图1(c)所示的工序制造出的差厚钢管的另一例子。图3所示的差厚钢管41是通过在图1(c)所示的工序中，推入塞件21直到塞件21的大径基端部21b到达坯管1的另一端部1d为止而制造出的差厚钢管。
图3所示的差厚钢管41包括：在一端部41a侧由坯管1扩径成的扩径部41c(1c)、在一端部41a(1a)与另一端部41d(1d)之间并且受到了减薄加工的中间部41e(1e)、以及比中间部41e靠另一端部41d侧并且与中间部41e同样地受到了减薄加工的另一端部分41f。中间部41e也包括在其与扩径部41c的边界通过模具11的锥形部11c和塞件21的锥形部21c而受到了加工的部分。即，中间部41e包括卡合部41e1(1e1)。卡合部41e1具有与所述卡合部31e1相同的形状，所以在此省略其重复的说明。
在差厚钢管41的中空部41b中，其长方向的全部的内径均大于坯管1的内径d2。另外，差厚钢管41的外径在卡合部41e1从坯管1的外径d1逐渐扩大，并且在扩径部41c恒定为大于坯管1的外径d1的状态。另一方面，中间部41e中的除卡合部41e1以外的部分和另一端部分41f为外径与坯管1的外径d1相等的状态。由此，成为如下差厚钢管41，其中，卡合部41e1和扩径部41c中的壁厚较厚，中间部41e中的除卡合部41e1以外的部分和另一端部分41f的壁厚较薄。
在图3所示的差厚钢管41中，对扩径部41c的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，扩径部41c的强度较低，即使在对该部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，对差厚钢管41的中间部41e和另一端部分41f的加工量大，所以中间部41e和另一端部分41f由于加工硬化而强度变得较高。
如以上所说明的那样，在图1(a)～图2所示的实施方式中，对坯管1的一端部1a进行扩管加工而设置卡合部1e1和扩径部1c，在使卡合部1e1卡合于模具11内的状态下将塞件21进一步推入坯管1，由此对比坯管1的扩径部1c靠另一端部1d侧的中间部1e进行在维持坯管1的外径的状态下扩大内径的减薄加工，所以对扩径部1c的加工量少，在对扩径部1c进行弯曲加工等后加工时可以不需要退火等热处理。
另外，在使扩径部1c卡合于模具11的状态下将塞件21推入坯管1而进行减薄加工，所以不需要固定坯管1本身的工作和夹具，仅通过使模具11与塞件21相对移动就能够实施减薄加工。
另外，通过将比中间部1e靠坯管1的另一端部1d侧的部分设为未加工状态的未加工部31f，从而使得对另一端部1d侧的部分的加工量为零，在对未加工部31f进行弯曲加工等后加工时可以不需要退火等热处理。
另外，在通过以上的方法制造出的差厚钢管31中，扩径部31c和未加工部31f的加工量小，所以壁厚厚且强度较低。另一方面，在中间部31e中其加工量大，所以壁厚薄且强度较高。因此，形成扩径部31c和未加工部31f为与中间部31e相比留有变形能力的状态，这些部分在弯曲加工等后加工性上优异的差厚钢管31。另外，中间部31e由于受到减薄加工而内表面粗糙度变小，所以形成该部分在疲劳特性上优异的差厚钢管31。
[第2实施方式]
第2实施方式的差厚钢管的制造方法使用模具和塞件，具有对坯管的一端侧的部分进行扩管加工而形成扩径部的工序、和在将塞件更换为其他塞件之后，对比扩径部靠另一端侧的中间部进行在维持坯管的外径的状态下扩大内径的减薄加工的工序。作为本实施方式的加工对象的坯管可以与第1实施方式同样。
在本实施方式中，在最初的扩径部的形成工序中使用的模具和塞件使用与第1实施方式同样的模具和塞件。
即，与第1实施方式的情况同样，如图4(a)所示，将坯管1插入模具11内，以使得坯管1的一端部1a位于模具11的中空大径部11b内的方式进行定位。将模具11和坯管1分别设为固定的状态。并且，从坯管1的一端部1a侧向坯管1的中空部1b内插入塞件21的小径顶端部21a。
接着，如图4(b)所示，在扩径工序中，在使模具11和坯管1固定了的状态下，将塞件21的锥形部21c和大径基端部21b推入坯管1的一端部1a。推入塞件21直到锥形部21c到达模具11的锥形部11c的位置。由此，与第1实施方式同样，在坯管1的一端部1a形成卡合部1e1和扩径部1c。
接着，如图4(c)所示，为了将推入的塞件21更换为其他塞件而将其从坯管1拔出。另一方面，不更换模具11而继续使用到最后。
接着，如图5(a)所示，准备另一塞件51。该另一塞件51具备对应于坯管1的内径d2的小径顶端部51a、具有比坯管1的内径d2或小径顶端部51a的外径大的直径的中径部51b、具有比中径部51b的直径大的直径的大径基端部51c、设置于小径顶端部51a与中径部51b之间的第1锥形部51d、以及设置于中径部51b与大径基端部51c之间的第2锥形部51e。另外，大径基端部51c的直径被设定为小于模具11的中空小径部11a的内径d1的尺寸。另外，塞件51的小径顶端部51a的直径被设为与先使用的塞件21的小径顶端部21a的直径相同的大小。
并且，如图5(b)所示，在减薄加工工序中，维持模具11的固定，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件51从坯管1的一端部1a朝向另一端部1d推入。通过推入塞件51，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的卡合部1e1成为卡合于模具11的锥形部11c的状态，所以坯管1不移动。在本实施方式中，推入塞件51直到小径顶端部51a的顶端从坯管1的另一端部1d突出为止。
通过将塞件51推入到图5(b)所示的位置，塞件51的中径部51b和大径基端部51c被推入到坯管1的中间部1e内。在坯管1的中间部1e，原来的坯管1的内径d2扩大为对应于塞件51的中径部51b和大径基端部51c的直径的大小。另一方面，坯管1的中间部1e位于模具11的中空小径部11a内，所以中间部1e的外径d1不扩大。因此，在坯管1的中间部1e中，除卡合部1e1的部分以外，在维持坯管1的原来的外径d1的状态下受到减薄加工。
另外，如图5(b)所示，坯管1的比中间部1e靠另一端部1d侧的部分只被插入了小径顶端部51a，为未加工状态。
在图6中示出经过图4(a)～图5(b)所示的工序制造出的差厚钢管61的剖面示意图。图6所示的差厚钢管61包括：在一端部61a侧由坯管1扩径成的扩径部61c(1c)、在一端部61a(1a)与另一端部61d(1d)之间并且受到了减薄加工的中间部61e(1e)、以及比中间部61e靠另一端部61d侧并且保持坯管1的状态未受到加工的未加工部61f。中间部61e也包括在其与扩径部61c和未加工部61f的各边界通过模具11的锥形部11c和塞件51的锥形部51d、51e而受到了加工的部分。即，中间部61e包括卡合部61e1(1e1)。卡合部61e1具有与所述卡合部31e1相同的形状，所以在此省略其重复的说明。
差厚钢管61的中空部61b的内径在扩径部61c和中间部61e大于坯管1的内径d2，并且在未加工部61f为保持坯管1的内径d2的状态。另外，中间部61e中的一端部61a侧的部分通过塞件51的大径基端部51c而扩大内径，另一端部61d侧的部分通过塞件51的中径部51b而扩大内径，而且成为彼此不同的内径。另外，差厚钢管61的外径在卡合部61e1和扩径部61c大于坯管1的外径d1。另一方面，中间部61e中的除卡合部61e1以外的部分和未加工部61f的外径为保持坯管1的外径d1的状态。由此，形成扩径部61c和未加工部61f的壁厚较厚，中间部61e的壁厚较薄的差厚钢管61。
在图6所示的差厚钢管61中，对扩径部61c和未加工部61f的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，扩径部61c或未加工部61f的强度较低，即使在对这些部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，对差厚钢管61的中间部61e的加工量较大，所以中间部61e由于加工硬化而强度变得较高。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，由塞件51对坯管1的中间部1e进行减薄加工。此时，通过使中间部1e中的扩径部1c侧的区域的扩径量比另一端部1d侧的区域的扩径量大，能够在中间部1e内设置内径和强度不同的两个区域。
另外，关于通过以上的方法制造出的差厚钢管61，在中间部61e中，扩径部61c侧的区域的扩径量比另一端部61d侧的区域的扩径量大，扩径部61c侧的区域的加工量比另一端部61d侧的区域的加工量大。因此，形成在中间部61e具有壁厚和强度分别不同的区域的差厚钢管61。
[第3实施方式]
参照图7(a)～图7(c)对第3实施方式的差厚钢管的制造方法进行说明。本实施方式的差厚钢管的制造方法包括与第1实施方式同样的工序。在本实施方式中，使用与在第1实施方式中使用的塞件21不同的塞件71来进行差厚钢管的制造。其他方面与第1实施方式同样，所以省略说明。
如图7(a)所示，在本实施方式中使用的塞件71包括具有比坯管1的内径d2小的顶端部71a的锥形顶端部71c、和具有比坯管1的内径d2大的直径的基端部71b。另外，基端部71b的直径被设定为小于模具11的中空小径部11a的内径d1的尺寸。
在本实施方式中，与第1实施方式同样地，如图7(b)所示，在扩径工序中，在使模具11和坯管1固定了的状态下，将塞件71的锥形顶端部71c和基端部71b推入坯管1的一端部1a。推入塞件71直到锥形顶端部71c到达模具11的锥形部11c的位置为止。由此，在坯管1的一端部1a形成卡合部1e1和扩径部1c。
接着，如图7(c)所示，在减薄加工工序中，维持模具11的固定，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件71进一步朝向坯管1的另一端部1d侧推入。通过进一步推入塞件71，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的卡合部1e1成为卡合于模具11的锥形部11c的状态，所以坯管1不移动。
本实施方式中的塞件71包括锥形顶端部71c和基端部71b，没有在上述第1实施方式中示出的小径顶端部21a，所以长方向的长度变得较短。因此，与第1实施方式相比，在向坯管1插入塞件71、从坯管1拔出塞件71时，塞件71的所需行程量变短。结果，能够缩短塞件71的插拔所需要的作业时间，另外，因为能够采用简便的插拔塞件71的液压缸(未图示)，所以即使通过较小的制造设备也能够进行加工。
经过图7(a)～图7(c)所示的工序制造出的差厚钢管成为与图2所示的差厚钢管31同样的形状。另外，也可以是，在图7(c)所示的工序中，推入塞件71直到塞件71的基端部71b到达坯管1的另一端部1d，由此加工成与图3所示的差厚钢管41同样的形状。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，通过使用长方向的长度较短的塞件71来进行差厚钢管的制造，由此，与第1实施方式相比，能够使制造时的塞件71的所需行程量变得较小。
[第4实施方式]
接着，对第4实施方式的差厚钢管的制造方法进行说明。本实施方式的差厚钢管的制造方法包括与第2实施方式同样的工序。在本实施方式中，使用与在第2实施方式的减薄加工工序中使用的塞件51不同的塞件81来进行减薄加工。其他方面与第2实施方式同样，所以省略说明。
首先，在本实施方式中，与第2实施方式同样地在坯管1形成有卡合部1e1和扩径部1c。接着，如图8(a)所示，准备与之前的工序不同的塞件81。塞件81包括具有比坯管1的内径d2小的顶端部81a的锥形顶端部81c、和具有比坯管1的内径d2大且小于模具11的中空小径部11a的内径d1的直径的基端部81b。塞件81的锥形顶端部81c的长度比图7(a)所示的塞件71的锥形顶端部71c的长度长。
并且，如图8(b)所示，在减薄加工工序中，维持模具11的固定，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件81从坯管1的一端部1a朝向另一端部1d推入。通过推入塞件81，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的卡合部1e1成为卡合于模具11的锥形部11c的状态，所以坯管1不移动。在本实施方式中，推入塞件81直到塞件81的顶端部81a从坯管1的另一端部1d突出为止。
通过将塞件81推入到图8(b)所示的位置，塞件81的锥形顶端部81c被推入坯管1的中间部1e内。在坯管1的中间部1e，原来的坯管1的内径d2扩大为对应于塞件81的锥形顶端部81c的直径的大小。
在本实施方式中使用的塞件81中，锥形顶端部81c的锥形长度较长，所以坯管1的中间部1e的内径在整个长度上与塞件81的锥形顶端部81c的外径相同。即，坯管1的中间部1e的内径从另一端部1d侧向一端部1a侧逐渐扩大。
在图9中示出通过本实施方式制造出的差厚钢管的剖面示意图。图9所示的差厚钢管91包括：在一端部91a(1a)侧由坯管1扩径成的扩径部91c(1c)、在一端部91a与另一端部91d(1d)之间并且受到了减薄加工的中间部91e(1e)、以及比中间部91e靠另一端部91d侧并且保持坯管1的状态未受到加工的未加工部91f。
差厚钢管91的中空部91b的内径在扩径部91c和中间部91e大于坯管1的内径d2，在未加工部91f为保持坯管1的内径d2的状态。另外，差厚钢管91的外径在卡合部91e1和扩径部91c大于坯管1的外径d1，中间部91e中的除卡合部91e1以外的部分和未加工部91f为保持坯管1的外径d1的状态。另外，中间部91e的内径从另一端部1d侧向一端部1a侧逐渐变大。由此，扩径部91c和未加工部91f的壁厚较厚。另外，在从扩径部91c朝向未加工部91f观察中间部91e的壁厚的情况下，在卡合部91e1逐渐变薄，并且在卡合部91e1以外的部分逐渐变厚。
在图9所示的差厚钢管91中，对扩径部91c和未加工部91f的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。
另外，在差厚钢管91的中间部91e中，从扩径部91c向未加工部91f加工量逐渐变小，所以在中间部91e的扩径部91c侧硬度较高，在未加工部91f侧硬度较低。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，使用具有较长的锥形顶端部81c的塞件81来对坯管1的中间部1e进行减薄加工。因此，能够制造在中间部1e中从扩径部1c侧向另一端部1d侧内径逐渐变小的差厚钢管。
[第5实施方式]
第5实施方式的差厚钢管的制造方法包括：使用一个模具和两个塞件在坯管1的两端部分进行扩管加工而形成扩径部1c、1f的工序；在将一端侧的塞件21插入坯管1的状态下拔出另一端侧的塞件22，对比一端侧的扩径部1c靠另一端侧的中间部1g进行在维持坯管1的外径的状态下扩大内径的第1减薄加工的工序；以及从坯管1拔出一端侧的塞件21，将另一端侧的塞件22插入坯管1，对比另一端侧的扩径部1f靠一端侧的中间部1h进行在维持坯管1的外径的状态下扩大内径的第2减薄加工的工序。作为本实施方式的加工对象的坯管1可以与第1实施方式同样。
在本实施方式中，使用图10(a)所示的模具12。模具12包括具有对应于坯管1的外径d1的内径的中空小径部12b、和设置于中空小径部12b的长方向两侧并且具有比坯管1的外径d1大的内径的中空大径部12a以及中空大径部12d。另外，在中空小径部12b与中空大径部12a之间设置有锥形部12c，在中空小径部12b与中空大径部12d之间设置有锥形部12e。中空大径部12a、锥形部12c、中空小径部12b、锥形部12e以及中空大径部12d在模具主体12f内彼此连通。另外，模具12为能够在图10(a)的上下方向上分开的二段构造。
此外，图10(a)～图10(d)中的纵向的点划线是表示模具12的长方向1/2长度的中心线，模具12为以该点划线为对称轴的轴对称的形状。
图10(a)所示的塞件21与在第1实施方式中使用的塞件同样，所以标注相同的标号并省略说明。塞件22具有与塞件21同样的形状，包括对应于坯管1的内径d2的小径顶端部22a、具有比坯管1的内径d2大的直径的大径基端部22b、以及设置于小径顶端部22a与大径基端部22b之间的锥形部22c。另外，大径基端部22b的直径被设定为小于模具12的中空小径部12b的内径d1的尺寸。
在制造本实施方式涉及的差厚钢管时，首先，如图10(a)所示那样向模具12的内部插入坯管1。此时，以使得坯管1的一端部1a、另一端部1d分别位于模具12的中空大径部12a、12d的方式进行定位。并且，从坯管1的一端部1a侧和另一端部1d侧向坯管1的中空部1b内插入塞件21的小径顶端部21a和塞件22的小径顶端部22a。此时，将坯管1和模具12设为不固定的状态。
接着，在扩径工序中，如图10(b)所示，分别同时将塞件21的锥形部21c和大径基端部21b向坯管1的一端部1a推入，将塞件22的锥形部22c和大径基端部22b向坯管1的另一端部1d推入。另外，推入塞件21直到锥形部21c到达模具12的锥形部12c的位置为止，推入塞件22直到锥形部22c到达模具12的锥形部12e的位置为止。由此，在坯管1的一端部1a侧形成卡合部1g1和扩径部1c，另外，在另一端部1d侧形成卡合部1h1和扩径部1f。
接着，在留有一端部1a侧的塞件21的状态下，从坯管1拔出另一端部1d侧的塞件22。之后，如图10(c)所示，在第1减薄加工工序中，固定模具12的另一端部12g侧，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件21进一步朝向坯管1的另一端部1d侧推入。通过进一步推入塞件21，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的卡合部1g1成为卡合于模具12的锥形部12c的状态，所以坯管1不移动。
在图10(c)所示的例子中，塞件21的锥形部21c和大径基端部21b被推入到比模具12的中间位置靠一端部12h侧的位置。当在该图10(c)所示的位置停止塞件21的推入时，坯管1的另一端部1d侧的扩径部1f与坯管1的受到了减薄加工的第1加工部分1g之间的部分为未加工状态。
接着，从坯管1拔出塞件21，向坯管1的另一端部1d侧插入塞件22。并且，如图10(d)所示，在第2减薄加工工序中，将塞件22进一步朝向坯管1的一端部1a侧推入。此时，固定模具的一端部12h侧，另一方面，将坯管1设为不固定的状态。通过进一步推入塞件22，坯管1被从另一端部1d侧朝向一端部1a侧按压，但在扩径工序中事先形成于坯管1的卡合部1h1卡合于模具12的锥形部12e，所以坯管1不移动。
在图10(d)所示的例子中，塞件22的锥形部22c和大径基端部22b被推入到比模具12的中间靠另一端部12g侧的位置。当在该图10(d)所示的位置停止塞件22的推入时，坯管1的第1加工部分1g与第2加工部分1h之间的中间部1i为未加工状态。
在图11中示出经过图10(a)～图10(d)所示的工序制造出的差厚钢管111的剖面示意图。该差厚钢管111包括：在一端部111a(1a)侧由坯管1扩径成的扩径部111c(1c)、在一端部111a与另一端部111d(1d)之间并且受到了第1减薄加工的第1加工部分111g(1g)、在另一端部111d侧由坯管1扩径成的扩径部111f(1f)、在另一端部111d与一端部111a之间并且受到了第2减薄加工的第2加工部分111h(1h)、以及在第1加工部分111g与第2加工部分111h之间保持坯管1的状态未受到加工的未加工部111i(1i)。
第1加工部分111g也包括在其与扩径部111c和未加工部111i的各边界通过模具12和塞件21的各锥形部12c、21c而受到了加工的部分。即，第1加工部分111g包括连接于扩径部111c的卡合部111g1(1g1)、和连接于未加工部111i的锥形部111g2。
第2加工部分111h也包括在其与扩径部111f和未加工部111i的各边界通过模具12和塞件22的各锥形部12c、22c而受到了加工的部分。即，第2加工部分111h包括连接于扩径部111f的卡合部111h1(1h1)、和连接于未加工部111i的锥形部111h2。
差厚钢管111的中空部111b在扩径部111c、第1加工部分111g、扩径部111f以及第2加工部分111h大于原来的坯管1的内径d2。另一方面，在未加工部111i为保持原来的坯管1的内径d2的状态。另外，差厚钢管111的外径在扩径部111c、卡合部111g1、扩径部111f以及卡合部111h1大于坯管1的外径d1。另一方面，第1加工部分111g中的除卡合部111g1以外的部分、第2加工部分111h中的除卡合部111h1以外的部分、以及未加工部111i为保持坯管1的外径d1的状态。
另外，关于壁厚，形成扩径部111c、扩径部111f以及未加工部111i的壁厚较厚，并且第1加工部分111g和第2加工部分111h的壁厚较薄的差厚钢管。
在图11所示的差厚钢管111中，对扩径部111c、扩径部111f以及未加工部111i的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，扩径部111c、扩径部111f或未加工部111i的强度较低，所以即使在对该部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，对第1加工部分111g和第2加工部分111h的加工量较大，所以第1加工部分111g和第2加工部分111h由于加工硬化而强度变得较高。
在图12中示出经过图10(a)～图10(d)所示的工序制造出的差厚钢管的另一例子。图12所示的差厚钢管121是通过在图10(d)所示的工序中推入塞件22直到塞件22的大径基端部22b到达坯管1的一端部1a为止而制造出的差厚钢管。
图12所示的差厚钢管121包括：在一端部121a侧由坯管1扩径成的扩径部121c(1c)、在另一端部121d(1d)侧由坯管1扩径成的扩径部121f(1c)、以及在一端部121a与另一端部121d之间并且受到了减薄加工的中间部121e(1e)。中间部121e包括在其与扩径部121c的边界通过模具12的锥形部12c和塞件21的锥形部21c而受到了加工的部分、和在其与扩径部121f的边界通过模具12的锥形部12e和塞件22的锥形部22c而受到了加工的部分。即，中间部121e包括连接于扩径部121c的卡合部121e1(1g1)、和连接于扩径部121f的卡合部121e2(1h1)。
在差厚钢管121的中空部121b中，其长方向的全部的内径均大于坯管1的内径d2。另外，差厚钢管121的外径在扩径部121c、处于中间部121e的两端的卡合部121e1、121e2、以及扩径部121f大于坯管1的外径d1。进而，中间部121e中的除卡合部121e1、121e2以外的部分为保持坯管1的外径d1的状态。由此，形成扩径部121c和扩径部121f的壁厚较厚，并且中间部41e的壁厚较薄的差厚钢管121。
在图12所示的差厚钢管121中，对扩径部121c和扩径部121f的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，即使在对扩径部121c或扩径部121f进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，中间部121e的加工量较大，所以中间部121e由于加工硬化而强度变得较高。
如以上所说明的那样，在图10(a)～图11所示的实施方式中，使用一个模具12和两个塞件21、22来制造差厚钢管111。因此，能够在坯管1的一端部1a侧和另一端部1d侧分别设置扩径部1c(121c)和扩径部1f(121f)。另外，能够制造如下差厚钢管，其中，能够在坯管1的扩径部1c与扩径部1f之间的区域设置保持坯管1的状态未受到加工的区域、和在其长方向两侧受到减薄加工后的区域，从而壁厚阶段性地不同。
在以上所说明的第5实施方式中，使用以图10(a)～图10(d)的点划线为对称轴的轴对称形状的模具12来制造差厚钢管111，但模具12也可以是非轴对称形状，另外，也可以使用彼此形状不同的两个塞件来进行制造。
[第6实施方式]
接着，参照图13(a)～图13(c)对第6实施方式的差厚钢管的制造方法进行说明。本实施方式的差厚钢管的制造方法包括与第1实施方式同样的工序。在本实施方式中，使用与在第1实施方式中使用的模具11不同的模具13来进行差厚钢管的制造。其他方面与第1实施方式同样，所以省略说明。
如图13(a)所示，在本实施方式中使用的模具13包括：具有对应于坯管1的外径d1的内径的第1中空小径部13a和第2中空小径部13b、设置于第1中空小径部13a与第2中空小径部13b之间的厚壁形成部13e、具有比坯管1的外径d1大的内径d3的中空大径部13d、以及设置于第1中空小径部13a与中空大径部13d之间的锥形部13c。中空大径部13d、锥形部13c、第1中空小径部13a、厚壁形成部13e以及第2中空小径部13b在模具主体13i内彼此连通。另外，模具13能够在图13(a)的纸面上下方向上分开。
厚壁形成部13e包括中空中径部13f、设置于中空中径部13f与第1中空小径部13a之间的锥形部13h、以及设置于中空中径部13f与第2中空小径部13b之间的锥形部13g。中空中径部13f的内径d3被设定为比坯管1的外径d1大且比中空大径部13d的内径小的内径。若中空中径部13f的内径d3比中空大径部13d的内径大，则在减薄加工工序中的中空中径部13f中，坯管1不会受到减厚加工而只限于扩管加工，所以厚壁形成部13e中的坯管1的壁厚仍为原来的坯管1的状态。
接着，与第1实施方式同样，如图13(b)所示那样进行扩径工序。首先，在使模具13和坯管1的纸面左侧的端部固定了的状态下，将塞件21的小径顶端部21a和大径基端部21b推入坯管1的一端部1a。推入塞件21直到锥形部21c到达模具13的锥形部13c的位置为止。由此，在坯管1的一端部1a形成扩径部1c和卡合部1e1。
接着，如图13(c)所示，在减薄加工工序中，维持模具13的固定，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件21进一步朝向坯管1的另一端部1d侧推入。通过进一步推入塞件21，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的卡合部1e1成为卡合于模具13的锥形部13c的状态，所以坯管1不移动。当塞件21的锥形部21c和大径基端部21b被推入到图13(c)所示的位置时，由于模具13的中空中径部13f的内径d3比坯管1的外径d1大，所以坯管1的壁流入厚壁形成部13e。由此，在坯管1形成厚壁部1j。
在图14中示出经过图13(a)～图13(c)所示的工序制造出的差厚钢管141的剖面示意图。该差厚钢管141包括：在一端部141a(1a)侧由坯管1扩径成的扩径部141c(1c)、在一端部141a与另一端部141d(1d)之间并且受到了减薄加工的中间部141e(1e)、以及比中间部141e靠另一端部141d侧并且保持坯管1的状态未受到加工的未加工部141g。中间部141e包括在其与扩径部141c的边界通过模具13的锥形部13c和塞件21的锥形部21c而受到了加工的卡合部141e1(1e1)、和通过模具13的厚壁形成部13e和塞件21的锥形部21c而受到了加工的厚壁部141f。
差厚钢管141的中空部141b在扩径部141c和中间部141e与坯管1的内径d2相比扩径，另一方面，在未加工部141g为保持原来的坯管1的内径d2的状态。另外，差厚钢管141的外径在扩径部141c、卡合部141e1以及厚壁部141f大于坯管1的外径d1，中间部141e中的除厚壁部141f和卡合部141e1以外的部分和未加工部141g为保持坯管1的外径d1的状态。因此，形成在沿长方向观察的情况下，扩形部141g和中间部141e中的除一部分以外的部分的内径为恒定，并且在厚壁部141f和扩径部141c具有彼此不同的外径的差厚钢管141。
在图14所示的差厚钢管141中，对扩径部141c和未加工部141g的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，扩径部141c和未加工部141g的强度低，即使在对该部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，对差厚钢管141的中间部141e的加工量较大，所以中间部141e由于加工硬化而强度变得较高。
在图15中示出经过图13(a)～图13(c)所示的工序制造出的差厚钢管的另一例子。即，在该例子中，在图13(c)所示的工序中，推入塞件21直到塞件21的大径基端部21b到达坯管1的另一端部1d为止，由此加工成图15所示的形状的差厚钢管151。
图15所示的差厚钢管151包括：在一端部151a(1a)侧由坯管1扩径成的扩径部151c(1c)、在一端部151a与另一端部151d(1d)之间并且受到了减薄加工的中间部151e(1e)、以及比中间部151e靠另一端部151d侧并且与中间部151e同样地受到了减薄加工的另一端部分151g。中间部151e包括在其与扩径部151c的边界通过模具13的锥形部13c和塞件21的锥形部21c而受到了加工的部分、和通过模具13的厚壁形成部13e和塞件21的锥形部21c而受到了加工的厚壁部151f。
在差厚钢管151的中空部151b中，其长方向的全部的内径均大于坯管1的内径d2。另外，差厚钢管151的外径在扩径部151c和厚壁部151f大于坯管1的外径d1，厚壁部151f以外的中间部151e和另一端部分151g为保持坯管1的外径d1的状态。因此，形成具有多个长方向的全部的内径为恒定而外径不同的部分的差厚钢管151。
在图15所示的差厚钢管151中，对扩径部151c的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，扩径部151c的强度较低，即使在对该部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
另外，对差厚钢管151的中间部151e和另一端部分151g的加工量较大，所以中间部151e和另一端部分151g由于加工硬化而强度变得较高。
如以上所说明的那样，在图13(a)～图14所示的实施方式中，使用在第1中空小径部13a与第2中空小径部13b之间具有厚壁形成部13e的模具13来制造差厚钢管141。因此，能够制造在坯管1的中间部1e(141e)具有厚壁部1j(141f)的差厚钢管141。另外，能够通过厚壁部1j和扩径部1c(141c)制造具有不同的外径的差厚钢管141。
另外，在该差厚钢管141中，在扩径部1c和比中间部1e靠另一端部1d(141d)侧的部位加工量较小，所以强度低，另一方面，在包括厚壁部1j的中间部1e加工量较大，所以强度高。
[第7实施方式]
接着，参照图16(a)～图16(c)对第7实施方式的差厚钢管的制造方法进行说明。本实施方式的差厚钢管的制造方法包括与第1实施方式同样的工序。在本实施方式中，使用与在第1实施方式中使用的塞件21不同的塞件161来进行差厚钢管的制造。其他方面与第1实施方式同样，所以省略说明。
如图16(a)所示，在本实施方式中使用的塞件161包括：具有外径比坯管1的内径d2小的顶端部161a的锥形顶端部161b、具有比坯管1的内径d2大并且小于模具11的中空小径部11a的内径d1的直径d5的大径部161c、以及具有比大径部161c的直径d5小的直径d4的小径基端部161e。在大径部161c与小径基端部161e之间设置有锥形部161d。
与第1实施方式同样，在图16(b)所示的扩径工序中，在使模具11和坯管1的纸面左侧固定了的状态下，将塞件161的锥形顶端部161b和大径部161c向坯管1的一端部1a推入。推入塞件161直到锥形顶端部161b到达模具11的锥形部11c的位置为止。由此，在坯管1的一端部1a形成扩径部1c和卡合部1e1。
接着，在图16(c)所示的减薄加工工序中，维持模具11的固定，另一方面，在使坯管1的固定解除了的状态下，将塞件161进一步朝向坯管1的另一端部1d侧推入。通过进一步推入塞件161，坯管1被从一端部1a朝向另一端部1d侧按压，但在之前的工序中形成于坯管1的卡合部1e1成为卡合于模具11的锥形部11c的状态，所以坯管1不移动。
当如图16(c)所示那样推入塞件161时，在被推入塞件161的大径部161c的坯管1的中间部1e中，原来的坯管1的内径d2扩大为对应于塞件161的大径部161c的直径d5的大小。此时，塞件161的大径部161c之后的小径基端部161e的直径d4比大径部161c的直径d5小，所以小径基端部161e不接触坯管1的受到了减薄加工的部分。这样，在减薄加工工序中，塞件161与坯管1接触的部分仅为锥形顶端部161b和大径部161c。由此，在塞件161中与坯管1接触的部分与第1实施方式相比变少，所以可减小减薄加工工序中的坯管1与塞件161的摩擦阻力。
优选，图16(a)中的塞件161的小径基端部161e的直径d4与大径部161c的直径d5之差(d5-d4)在以下的范围内。即，在将坯管1的壁厚设为d0，将减薄加工后的中间部1e的壁厚设为d时，将d0与d之差(d0-d)定义为减厚量td。此时，使减厚量td和小径基端部161e的直径d4与大径部161c的直径d5之差(d5-d4)满足2×td≥(d5-d4)即可。若小径基端部161e的直径d5与大径部161c的直径d4之差(d5-d4)超过2×td，则无法通过材料的强度、减厚量的组合来在图16(c)所示的减薄加工工序中使坯管1的卡合部1e1卡合于模具11的锥形部11c。
经过图16(a)～图16(c)所示的工序制造出的差厚钢管与图2所示的差厚钢管31为同样的形状。另外，也可以是，在图16(c)所示的工序中，推入塞件161直到塞件161的大径部161c到达坯管1的另一端部1d为止，由此加工成与图3所示的差厚钢管41同样的形状。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，使用具备具有比大径部161c的直径小的直径的小径基端部161e的塞件161来进行差厚钢管的制造，由此能够使得在减薄加工工序中小径基端部161e与坯管1的受到了减薄加工的部分不接触地进行减薄加工工序。即，在推入塞件161时仅锥形顶端部161b和大径部161c与坯管1的内表面滑动接触，另外，在取出塞件161时主要是仅大径部161c与坯管1的内表面滑动接触。这样，在插拔塞件161时，小径基端部161e不与坯管1的内表面滑动接触，所以与第1实施方式相比，能够减小在减薄加工工序中插拔塞件161时的坯管1与塞件161之间的摩擦阻力，能够防止加工所要求的力变得过大的情况。
[第8实施方式]
第8实施方式的差厚钢管的制造方法在第1实施方式～第4实施方式、第6实施方式以及第7实施方式的减薄加工之后具有进行拉深加工的工序。在本实施方式中，作为一个例子，将经过第2实施方式的工序制造出的差厚钢管61作为中间产品15，对该中间产品15进行拉深加工。
首先，参照图17(a)和图17(b)对在本实施方式中使用的模具14和中间产品15进行说明。图17(a)所示的中间产品15是经过第2实施方式的工序制造出的差厚钢管61。中间产品15包括：在一端部15a侧由坯管1扩径成的扩径部15c、在一端部15a与另一端部15d之间并且受到了减薄加工的中间部15e、以及比中间部15e靠另一端部15d侧并且保持坯管1的状态未受到加工的未加工部15f。中间部15e也包括在其与扩径部15c和未加工部15f的各边界通过在第2实施方式中使用的模具11的锥形部11c和塞件51的各锥形部51d、51e而受到了加工的部分。
图17(a)所示的模具14包括具有与中间产品15的未加工部15f和中间部15e的外径对应的内径的中空小径部14b、和连接于该中空小径部14b的锥形部14c。此外，上述的“与未加工部15f和中间部15e的外径对应的内径”表示对未加工部15f和中间部15e的外径加上能够相对于中空小径部14b的内外进行插拔的程度的间隙尺寸而得到的径向尺寸。另外，中空小径部14b和锥形部14c在模具主体14e内连通。
中间产品15的未加工部15f和中间部15e的外径与坯管1的外径d1相同，所以中空小径部14b的内径对应于坯管1的外径d1。锥形部14c的内径在模具14的一端部14a侧最大，该位置的内径d6被设定为比中间产品15的扩径部15c的外径大的尺寸。
接着，对本实施方式的差厚钢管的制造方法进行说明。首先，制造中间产品15。中间产品15的制造方法与第2实施方式同样，所以省略说明。
接着，如图17(a)和图17(b)所示，在将模具14固定了的状态下，将中间产品15从模具14的一端部14a侧朝向另一端部14d侧插入。当中间产品15的卡合部15e1到达模具14的锥形部14c的位置时，扩径部15c卡合于锥形部14c，进一步将中间产品15向另一端部14d侧推入。这样，卡合部15e1和扩径部15c被锥形部14c压着，由此卡合部15e1和扩径部15c的外表面被按压，对卡合部15e1和扩径部15c以拉深它们的外径的方式实施拉深加工。
当将中间产品15推入到图17(b)所示的位置时，对卡合部15e1和扩径部15c的全部部分实施拉深加工。因此，中间产品15的长方向的全部的外径均成为与模具14的中空小径部14b的内径d1相同的外径。
在图18中示出通过本实施方式制造出的差厚钢管181的剖面示意图。该差厚钢管181包括在一端部181a(15a)侧，并且通过中间产品15的扩径部15c受到拉深加工而形成的缩径部181c、和与同样受到拉深加工的卡合部15e1对应的部分。另一方面，差厚钢管181的其他部分包括保持中间产品15的状态未受到拉深加工的中间部181e(15e)、和保持中间产品15的状态未受到拉深加工的未加工部181f(15f)。
差厚钢管181的中空部181b的长方向的全部的外径均为保持坯管1的外径的状态。另外，差厚钢管181的内径在缩径部181c和未加工部181f为保持坯管1的内径d2的状态，在中间部181e大于坯管1的内径d2。因此，差厚钢管181具有长方向的全部的外径恒定，在长方向的各位置内径彼此不同的多个区域。
在差厚钢管181中，缩径部181c和未加工部181f的壁厚较厚，中间部181e的壁厚较薄。
另外，在差厚钢管181中，对未加工部181f的加工量小，所以在该部分不产生加工硬化，或者即使产生加工硬化也极其轻微。因此，未加工部181f的强度较低，所以即使在对该部分进行弯曲加工等后加工的情况下，也不需要用于缓和加工硬化的退火处理等。
此外，在本实施方式中，例示出在第2实施方式中制造出的差厚钢管61作为中间产品15，但本实施方式并非仅限定于此。本实施方式中的中间产品例如也可以是图2所示的在第1实施方式中制造出的差厚钢管31。
另外，为了对中间产品15的全部的外表面进行拉深加工，在本实施方式中使用的模具14的中空小径部14b的内径也可以是比坯管1的外径小的内径。在该情况下，若模具14的中空小径部14b的内径相对于坯管1的外径过小，则有可能拉深率过大而在拉深加工时发生屈曲。以下对此时的拉深率进行说明。
作为汽车用的钢管，通常使用钢管的厚度与钢管的外径之比(t/D0，t：坯管的厚度，D0：坯管的外径)为0.001～0.15的钢管。本发明的发明人等对在对该尺寸的钢管进行拉深加工的情况下的拉深率进行了详细的研究，结果，获得优选将拉深率设为0.4以下这一见解。因此，在对中间产品15的全部的外表面进行拉深加工的情况下，以使得拉深率成为0.4以下的方式对模具14的中空小径部14b的内径进行设定即可。此外，拉深率用下述的式子(1)来表示，下述的式子(1)中的κ是拉深率，D0是拉深加工前的钢管的外径，D是拉深加工后的钢管的外径。
κ＝(D0-D)/D0···(1)
如以上所说明的那样，在本实施方式中，能够制造具有坯管1的长方向的全部的外径为恒定而内径各自不同的多个区域的差厚钢管181。在该差厚钢管181中，对未加工部181f的加工量较小，所以该区域的强度较低，另外，对缩径部181c和中间部181e的加工量较大，所以这些区域的强度较高。
另外，通过对中间产品15的长方向的全部的外表面进行拉深加工，能够制造对长方向的全部的区域实施了加工的差厚钢管。另外，能够制造具有长方向的全部的外径为恒定而内径各自不同的多个区域的差厚钢管。在该差厚钢管中，对坯管1的长方向的全部的区域实施了加工，所以全部的区域的强度均变得比原来的坯管1的强度高。
[第9实施方式]
对第9实施方式进行说明。本实施方式的差厚钢管的制造方法包括与第1实施方式同样的工序。在本实施方式中，使用与在第1实施方式中使用的塞件21不同的塞件和在第1实施方式中使用的模具11来进行差厚钢管的制造。或者，使用与在第1实施方式中使用的模具11不同的模具和在第1实施方式中使用的塞件21来进行差厚钢管的制造。其他方面与第1实施方式同样，所以省略说明。以下，作为第9实施方式的一个例子，对使用与在第1实施方式中使用的塞件21不同的塞件和在第1实施方式中使用的模具11的差厚钢管的制造方法进行说明。
图19所示的塞件19具有与图1(a)所示的塞件21不同的形状。与塞件19的长方向正交的剖面形状在整个长方向上为圆角四边形。另外，塞件19包括小型顶端部19a、大型基端部19b、以及设置于小型顶端部19a与大型基端部19b之间的锥形部19c。
小型顶端部19a的与长方向正交的剖面的对角线长度d7为对应于坯管1的内径d2的长度。在大型基端部19b的与长方向正交的剖面中，圆角四边形的一边长度d8对应于坯管1的内径d2，对角线长度d9比坯管1的内径d2大并且小于模具11的中空小径部11a的内径d1。
当使用塞件19并且通过与第1实施方式同样的工序来制造差厚钢管时，受到了减薄加工的中间部的与长方向正交的剖面示意图为图20(a)所示的形状。在塞件19的大型基端部19b中，一边长度d8对应于坯管1的内径d2，长径d9比坯管1的内径d2大，所以，通过塞件19制造出的差厚钢管20A的中间部具有保持坯管1的状态未受到加工的未加工部20a、和受到了减薄加工的被加工部20b。未加工部20a的壁厚为保持坯管1的状态，加工量少，所以强度较低。另一方面，被加工部20b的壁厚较薄，加工量大，所以强度变得较高。因此，在通过本实施方式制造出的差厚钢管20A中，在受到了减薄加工的中间部，沿周向交替地具有受到了减薄加工的部分和保持未加工状态的部分。
在以上所说明的第9实施方式中，使用与长方向正交的剖面形状为圆角四边形的塞件19和模具11，并通过与第1实施方式同样的工序制造出了差厚钢管20A，但也可以使用与长方向正交的剖面形状为其他形状的塞件。但是，塞件的与长方向正交的剖面优选是旋转对称的形状。这是因为：在塞件的与长方向正交的剖面不是旋转对称的形状的情况下，无法通过扩管加工充分形成扩径部，无法使坯管1卡合于模具11的锥形部11c。
图20(b)和图20(c)是示出在第8实施方式中使用与长方向正交的剖面为旋转对称形状的其他塞件制造出的差厚钢管20B、20C的中间部的与长方向正交的剖面的图。
如上所述，在本实施方式中，也可以使用与在第1实施方式中使用的模具11不同的模具和在第1实施方式中使用的塞件21来进行差厚钢管的制造。为了能够充分地进行扩管加工，在该情况下使用的模具的与模具的长方向正交的剖面形状优选为旋转对称的形状。另外，坯管1的外形形状必须为对应于模具的形状。
例如，当使用矩形钢管、具有对应于矩形钢管的形状的模具、以及与第1实施方式同样的塞件21，并且与第1实施方式同样地制造差厚钢管20D时，该差厚钢管20D的中间部的与长方向正交的剖面形状为图20(d)所示的形状。
图20(e)是使用剖面外形形状为椭圆形的坯管、形状与坯管对应的模具以及塞件21，并通过与第1实施方式同样的方法制造出的差厚钢管20E的中间部的剖面示意图。在该情况下，也是沿周向交替地具有受到了减薄加工的部分和保持未加工状态的部分。
如以上所说明的那样，根据第9实施方式，能够制造在受到了减薄加工的中间部中，沿周向交替地具有受到了减薄加工的部分和保持未加工状态的部分的差厚钢管20A。另外，在该差厚钢管20A中，受到了减薄加工的部分的壁厚薄，加工量大，所以强度较大。另一方面，保持未加工状态的部分的壁厚厚，加工量小，所以强度较小。
如以上所说明的那样，在本发明的各实施方式涉及的差厚钢管的制造方法中，对坯管进行扩管加工来设置卡合部，在使卡合部卡合于模具的状态下将塞件推入坯管，由此对坯管的比扩径部靠另一端侧的中间部进行在维持了坯管的外径的状态下扩大内径的减薄加工。因此，对扩径部的加工量较少，在对扩径部进行弯曲加工等后加工时可以不需要退火等热处理。
另外，由于是在使卡合部卡合于模具的状态下将塞件推入坯管来进行减薄加工，所以在减薄加工时不需要固定坯管本身，仅通过使模具与塞件相对移动便能够实施减薄加工。
另外，能够在差厚钢管的长方向上形成壁厚薄且强度较高的部分、和壁厚厚且强度较低的部分。因此，在对壁厚厚且强度较小的部分进行弯曲加工等后加工时可以不需要退火等热处理。
作为本发明的各实施方式中的差厚钢管的应用例，在汽车构件中列举出横梁(cross member)、悬架构件(suspension member)、悬架臂(suspension arm)等车架部件、和车架边框(perimeter)、侧面防撞杆等碰撞应对构件、或传动轴(drive shaft)等驱动系统管构件的例子。
在横梁、悬架臂、悬架构件等车架部件中，对其他构件的安装部分特别地要求壁厚的情况多，所以如果使用本发明的各实施方式中的差厚钢管，则能够采用仅使需要的部位厚壁化的轻量的构造。另外，在这些构件中，在使该厚壁部成形为预定的形状的后加工时，有时实施冲压加工和/或弯曲加工。在该情况下，若实施加工的部分为壁厚并且强度低则容易加工，所以能够合适地使用本发明的各实施方式中的差厚钢管。
侧面防撞杆设置于车门板内，是将碰撞时的碰撞能量向车门的两侧传递的部件，希望在碰撞时不损坏。因此，如果使用本发明的各实施方式中的差厚钢管使中央部厚壁化，则也能够设为轻量的构造。
车架边框是车体前部的车架部件，是成为前方碰撞时的载荷传递路径的部件，通过将在碰撞时容易弯曲的弯曲形状部等设为厚壁部，能够实现进一步的轻量化。另外，在对厚壁部进行弯曲加工时，若该厚壁部为低强度则容易加工，所以能够合适地使用本发明的各实施方式中的差厚钢管。
在传动轴中，有时对管端的差厚部进行花键加工，若该部分为厚壁并且强度低则容易加工，所以能够合适地使用本发明的各实施方式中的差厚钢管。
以下是对以上所说明的各实施方式的要点的归纳。
(1)例如，使用图1(a)～图2说明的上述第1实施方式涉及的差厚钢管的制造方法利用中空筒状(中空圆筒状)的坯管1来制造差厚钢管31，所述差厚钢管的制造方法具有：卡合工序，将所述坯管1配置在模具11内，在限制了所述坯管1向长方向的移动的状态下，从所述坯管1的一端侧(一端部1a)推入塞件21而使所述一端侧的外形(外径)扩大(扩径)从而卡合于所述模具11；和减薄加工工序，解除所述坯管1的所述限制，另一方面，在维持所述坯管1的所述卡合的状态下，将所述塞件21进一步朝向所述坯管1的另一端侧(另一端部1d)推入，由此施行在维持所述坯管1的外形(外径)的状态下扩大内形(内径)的减薄加工而形成薄壁部1e(31e)。
(2)并且，如图1(c)和图2所示，在上述(1)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述减薄加工工序中，通过中途停止所述塞件21的推入，在所述坯管1的所述另一端侧(另一端部1d)留有未加工部31f。
(3)另外，如图1(c)和图2所示，在上述(1)或(2)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，使所述减薄加工工序中的所述薄壁部1e(31e)的减厚率在10％～90％的范围内。
(4)另外，如图1(c)所示，在上述(1)～(3)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述卡合工序和所述减薄加工工序中使用如下所述塞件21，所述塞件21具备：顶端部(小径顶端部21a)，其具有比所述坯管1的内形尺寸(内径尺寸)小的外形尺寸(外径尺寸)；基端部(大径基端部21b)，其具有比所述坯管1的内形尺寸(内径尺寸)大并且小于所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)的大小的外形尺寸(外径尺寸)；以及锥形部21c，其以从所述基端部(大径基端部21b)朝向所述顶端部(小径顶端部21a)变细的方式设置于所述顶端部(小径顶端部21a)与所述基端部(大径基端部21b)之间。
(5)另外，如例如使用图7(a)～图7(c)说明的上述第3实施方式那样，在上述(1)～(3)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述卡合工序和所述减薄加工工序中使用如下所述塞件71，所述塞件71具备：基端部71b，其具有比所述坯管1的内形尺寸(内径尺寸)大并且小于所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)的外形尺寸(外径尺寸)；和顶端部(锥形顶端部71c)，其连接于所述基端部71b的顶端侧，并且随着远离所述基端部71b而变细。
(6)另外，如例如使用图16(a)～图16(c)说明的上述第7实施方式那样，在上述(4)或(5)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，所述基端部具有配置在所述顶端部侧的大型基端部(大径部161c)、和外形尺寸(外径尺寸)比所述大型基端部小的小型基端部(小径基端部161e)。
(7)例如，使用图4(a)～图6说明的上述第2实施方式涉及的差厚钢管的制造方法利用中空筒状(中空圆筒状)的坯管1来制造差厚钢管61，所述差厚钢管的制造方法具有：卡合工序，将所述坯管1配置在模具11内，在限制了所述坯管1向长方向的移动的状态下，从所述坯管1的一端侧(一端部1a)推入第1塞件(塞件21)而使所述一端侧(一端部1a)的外形尺寸(外径尺寸)扩大(扩径)从而卡合于所述模具11；拔出工序，从所述坯管1拔出所述第1塞件(塞件21)；以及减薄加工工序，解除所述坯管1的所述限制，另一方面，在维持所述坯管1的所述卡合的状态下，将外形与所述第1塞件(塞件21)不同的第2塞件(塞件51)从所述坯管1的所述一端侧(一端部1a)朝向另一端侧(另一端部1d)推入，由此施行在维持所述坯管1的外形(外径)的状态下扩大内形(内径)的减薄加工而形成薄壁部1e(61e)。
(8)并且，如图5(a)和图5(b)所示，在上述(7)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述减薄加工工序中使用如下所述第2塞件(塞件51)，所述第2塞件具备：小型顶端部(小径顶端部51a)，其比所述坯管1的内形尺寸(内径尺寸)小；中型部(中径部51b)，其具有比所述坯管1的内形尺寸(内径尺寸)大的外形尺寸(外径尺寸)；大型部(大径基端部51c)，其具有比所述中型部(中径部51b)的外形尺寸(外径尺寸)大并且小于所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)的外形尺寸(外径尺寸)；第1的锥形部(第1锥形部51d)，其设置于所述小型顶端部(小径顶端部51a)与所述中型部(中径部51b)之间；以及第2的锥形部(第2锥形部51e)，其设置于所述中型部(中径部51b)与所述大型部(大径基端部51c)之间。
(9)另外，如使用图8(a)和图8(b)说明的上述第4实施方式那样，在上述(7)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，在所述减薄加工工序中使用如下所述第2塞件(塞件81)，所述第2塞件具备：基端部81b，其具有比所述坯管1的内形尺寸(内径尺寸)大并且小于所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)的外形尺寸(外径尺寸)；和第3锥形部(锥形顶端部81c)，其从所述基端部81b朝向顶端部81a变细。
(10)如使用图1(a)～图1(c)说明的上述第1实施方式那样，在上述(1)～(9)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，所述模具11具备：中空小型部(中空小径部11a)，其具有对应于所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)的内形尺寸(内径尺寸)；中空大型部(中空大径部11b)，其具有比所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)大的内形尺寸(内径尺寸)；以及中空锥形部(锥形部11c)，其设置于所述中空小型部(中空小径部11a)与所述中空大型部(中空大径部11b)之间，并且从所述中空大型部(中空大径部11b)朝向所述中空小型部(中空小径部11a)变细。
(11)如使用图13(a)～图13(c)说明的上述第6实施方式那样，在上述(10)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，所述模具13还具备中空中径部(厚壁形成部13e)，所述中空中径部设置于所述中空小型部(中空小径部13a)的长方向的一部分，并且具有比所述坯管1的外形尺寸(外径尺寸)大的内形尺寸(内径尺寸)。
(12)如使用图17(a)～图18说明的上述第8实施方式那样，在上述(1)～(11)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，还具有对所述减薄加工工序后的所述坯管1(中间产品15)施行拉深加工的拉深加工工序。
(13)例如使用图10(a)～图11说明的上述第5实施方式涉及的差厚钢管的制造方法利用中空筒状(中空圆筒状)的坯管1来制造差厚钢管111，所述差厚钢管的制造方法具有：卡合工序，将所述坯管1配置在模具12内，通过对所述坯管1的一端侧(一端部1a)和另一端侧(另一端部1d)同时或交替地分别推入塞件21、22，使所述一端侧(一端部1a)的外形(外径)和所述另一端侧(另一端部1d)的外形(外径)扩大而卡合于所述模具12；拔出工序，在向所述一端侧(一端部1a)插入了所述塞件21的状态下，拔出所述另一端侧(另一端部1d)的所述塞件22；第1减薄加工工序，在使所述一端侧(一端部1a侧的卡合部1g1)卡合于所述模具12的状态下，将插入了所述一端侧(一端部1a)的所述塞件21进一步朝向所述坯管1的所述另一端侧(另一端部1d)推入，由此施行在维持所述坯管1的外形(外径)的状态下扩大内形(内径)的减薄加工而形成第1薄壁部(中间部1g)；插拔工序，拔出所述一端侧(一端部1a)的所述塞件21，另一方面，向所述另一端侧(另一端部1d)插入所述塞件22；以及第2减薄加工工序，在使所述另一端侧(另一端部1d侧的卡合部1h1)卡合于所述模具12的状态下，将所述另一端侧(另一端部1d)的所述塞件22进一步朝向所述坯管1的所述一端侧(一端部1a)推入，由此施行在维持所述坯管1的外形(外径)的状态下扩大内形(内径)的减薄加工而形成第2薄壁部(中间部1h)，在所述卡合工序中，在同时推入所述塞件21、22的情况下，使所述坯管1沿所述坯管1的长方向移动自如，在交替地推入所述塞件21、22的情况下，限制所述坯管1向所述塞件21、22的推入方向的移动。
(14)在图11所示的上述第5实施方式涉及的上述(13)所述的差厚钢管的制造方法中，可以是，还具有对所述第2减薄加工工序后的所述坯管1(差厚钢管111)进行拉深的拉深加工工序。
(15)在上述各实施方式涉及的上述(1)～(14)中任一项所述的差厚钢管的制造方法中，所述坯管1可以是无缝钢管。
(16)例如，使用图2说明的上述第1实施方式涉及的差厚钢管31采用以下的构成，具备：扩大部(扩径部31c)，其设置于长方向的一方侧，并且在从垂直于所述长方向的剖面观察的情况下具有最大的外形尺寸(外径尺寸)；和薄壁部(中间部31e)，其设置于在沿所述长方向观察的情况下比所述扩大部(扩径部31c)靠另一方侧的位置，并且壁厚比所述扩大部(扩径部31c)薄，在将所述扩大部(扩径部31c)的硬度的平均值设为H1，将所述薄壁部(中间部31e)的硬度的平均值设为H2的情况下，满足H2>H1。
(17)在上述(16)所述的差厚钢管31中，可以采用以下的构成：还具备厚壁部(未加工部31f)，所述厚壁部配置于在沿所述长方向观察的情况下比所述薄壁部(中间部31e)靠所述另一方侧的位置，并且壁厚比所述薄壁部(中间部31e)厚，在将所述厚壁部(未加工部31f)的硬度的平均值设为H3的情况下，满足H2>H1≥H3。
(18)例如，在上述(17)所述的差厚钢管31中，可以采用以下的构成，所述薄壁部(中间部31e)具有：直管部31e2，其在所述薄壁部(中间部31e)中壁厚最薄；第1锥形部(卡合部31e1)，其设置于所述直管部31e2与所述扩大部(扩径部31c)之间并且外形(外径)朝向所述扩大部(扩径部31c)扩大；以及第2锥形部(锥形部31e3)，其设置于所述直管部31e2与所述厚壁部(未加工部31f)之间并且壁厚朝向所述厚壁部(未加工部31f)变厚，在将第1锥形部(卡合部31e1)的硬度的平均值设为H4，将所述直管部31e2的硬度的平均值设为H5，并且将所述第2锥形部(锥形部31e3)的硬度的平均值设为H6的情况下，满足H5>H6≥H3和H5>H4>H1这两个式子。
(19)在使用图14说明的上述第6实施方式涉及的上述(16)～(18)中任一项所述的差厚钢管141中，可以是，所述薄壁部(中间部141e)的壁厚在沿所述长方向观察的情况下部分地变厚(厚壁部141f)。
(20)如使用图11说明的上述第5实施方式涉及的上述(16)所述的差厚钢管111那样，可以是，所述扩大部(扩径部111c、111f)与所述薄壁部(中间部111g、111h)的组合对称地设置于所述长方向的两端。
(21)在上述(20)所述的差厚钢管111中，可以采用以下的构成，还具备厚壁部(未加工部111i)，所述厚壁部配置在一对所述薄壁部(中间部111g、111h)之间，并且壁厚比所述薄壁部(中间部111g、111h)厚，在将所述厚壁部(未加工部111i)的硬度的平均值设为H7的情况下，满足H2>H1≥H7。
(22)例如使用图18说明的上述第8实施方式涉及的差厚钢管181采用以下的构成，具备：厚壁部(缩径部181c)，其设置于长方向的一方侧，并且在从垂直于所述长方向的剖面观察的情况下壁厚最厚；和薄壁部(中间部181e)，其设置于比所述厚壁部(缩径部181c)靠另一方侧的位置，并且壁厚比所述厚壁部(缩径部181c)薄，所述差厚钢管181的外形尺寸(外径尺寸)沿所述长方向为恒定，在将所述厚壁部(缩径部181c)的硬度的平均值设为H8，将所述薄壁部(中间部181e)的硬度的平均值设为H9的情况下，满足H9>H8。
(23)在使用图20(a)说明的上述第9实施方式涉及的上述(16)～(22)中任一项所述的差厚钢管20中，可以是，具有在垂直于所述长方向的剖面沿所述薄壁部的周向观察所述薄壁部的情况下，相对而言壁厚薄且硬度高的区域(被加工部20b)和所述壁厚厚且硬度低的区域(未加工部20a)沿所述周向交替地存在的旋转对称形状。
(24)上述(16)～(23)中任一项所述的差厚钢管可以以无缝钢管作为胚料。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供制造时的加工量少并且在进行弯曲加工等后加工时不需要退火等热处理的差厚钢管的制造方法及差厚钢管。
附图标记说明
1：坯管
1a：一端部(一端侧)
1d：另一端部(另一端侧)
1e、31e、61e：薄壁部
1g：中间部(第1薄壁部)
1g1：一端部侧的卡合部(一端侧)
1h：中间部(第2薄壁部)
1h1：另一端部侧的卡合部(另一端侧)
11、12、13：模具
11a：中空小径部(中空小型部)
11b：中空大径部(中空大型部)
11c：锥形部(中空锥形部)
13a：中空小径部(中空小型部)
13e：厚壁形成部(中空中径部)
20a：未加工部(壁厚厚且硬度低的区域)
20b：被加工部(壁厚薄且硬度高的区域)
21：塞件(第1塞件)
21a：小径顶端部(顶端部)
21b：大径基端部(基端部)
21c：锥形部
22、71：塞件
31、61、111、141、181：差厚钢管
31c、41c、61c、91c、111c、111f、121c、141c、151c：扩径部(扩大部)
31e、111g、111h：中间部(薄壁部)
31e1：卡合部(第1锥形部)
31e2：直管部
31e3：锥形部(第2锥形部)
31f、111i：未加工部(未加工部，厚壁部)
51、81：塞件(第2塞件)
51a：小径顶端部(小型顶端部)
51b：中径部(中型部)
51c：大径基端部(大型部)
51d：第1锥形部(第1的锥形部)
71b、81b：基端部
71c：锥形顶端部(顶端部)
81a：顶端部
81c：锥形顶端部(第3锥形部)
141e：中间部(薄壁部)
161c：大径部(大型基端部)
161e：小径基端部(小型基端部)
181c：缩径部(厚壁部)
181e：中间部(薄壁部)

Claims (24)

1.一种差厚钢管的制造方法，利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，
所述差厚钢管的制造方法的特征在于，具有：
卡合工序，将所述坯管配置在模具内，在限制了所述坯管向长方向的移动的状态下，从所述坯管的一端侧推入塞件而使所述一端侧的外形扩大从而卡合于所述模具；和
减薄加工工序，解除所述坯管的所述限制，另一方面，在维持所述坯管的所述卡合的状态下，将所述塞件进一步朝向所述坯管的另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成薄壁部。
2.根据权利要求1所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
在所述减薄加工工序中，通过中途停止所述塞件的推入，在所述坯管的所述另一端侧留有未加工部。
3.根据权利要求1或2所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
使所述减薄加工工序中的所述薄壁部的减厚率在10％～90％的范围内。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
在所述卡合工序和所述减薄加工工序中使用如下所述塞件，所述塞件具备：
顶端部，其具有比所述坯管的内形尺寸小的外形尺寸；
基端部，其具有比所述坯管的内形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的大小的外形尺寸；以及
锥形部，其以从所述基端部朝向所述顶端部变细的方式设置于所述顶端部与所述基端部之间。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
在所述卡合工序和所述减薄加工工序中使用如下所述塞件，所述塞件具备：
基端部，其具有比所述坯管的内形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的外形尺寸；和
顶端部，其连接于所述基端部的顶端侧，并且随着远离所述基端部而变细。
6.根据权利要求4或5所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
所述基端部具有配置在所述顶端部侧的大型基端部、和外形尺寸比所述大型基端部小的小型基端部。
7.一种差厚钢管的制造方法，利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，
所述差厚钢管的制造方法的特征在于，具有：
卡合工序，将所述坯管配置在模具内，在限制了所述坯管向长方向的移动的状态下，从所述坯管的一端侧推入第1塞件而使所述一端侧的外形尺寸扩大从而卡合于所述模具；
拔出工序，从所述坯管拔出所述第1塞件；以及
减薄加工工序，解除所述坯管的所述限制，另一方面，在维持所述坯管的所述卡合的状态下，将外形与所述第1塞件不同的第2塞件从所述坯管的所述一端侧朝向另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成薄壁部。
8.根据权利要求7所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
在所述减薄加工工序中使用如下所述第2塞件，所述第2塞件具备：
小型顶端部，其比所述坯管的内形尺寸小；
中型部，其具有比所述坯管的内形尺寸大的外形尺寸；
大型部，其具有比所述中型部的外形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的外形尺寸；
第1的锥形部，其设置于所述小型顶端部与所述中型部之间；以及
第2的锥形部，其设置于所述中型部与所述大型部之间。
9.根据权利要求7所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
在所述减薄加工工序中使用如下所述第2塞件，所述第2塞件具备：
基端部，其具有比所述坯管的内形尺寸大并且小于所述坯管的外形尺寸的外形尺寸；和
第3锥形部，其从所述基端部朝向顶端部变细。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
所述模具具备：
中空小型部，其具有对应于所述坯管的外形尺寸的内形尺寸；
中空大型部，其具有比所述坯管的外形尺寸大的内形尺寸；以及
中空锥形部，其设置于所述中空小型部与所述中空大型部之间，并且从所述中空大型部朝向所述中空小型部变细。
11.根据权利要求10所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
所述模具还具备中空中径部，所述中空中径部设置于所述中空小型部的长方向的一部分，并且具有比所述坯管的外形尺寸大的内形尺寸。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
还具有对所述减薄加工工序后的所述坯管施行拉深加工的拉深加工工序。
13.一种差厚钢管的制造方法，利用中空筒状的坯管来制造差厚钢管，
所述差厚钢管的制造方法的特征在于，具有：
卡合工序，将所述坯管配置在模具内，通过对所述坯管的一端侧和另一端侧同时或交替地分别推入塞件，使所述一端侧的外形和所述另一端侧的外形扩大而卡合于所述模具；
拔出工序，在向所述一端侧插入了所述塞件的状态下，拔出所述另一端侧的所述塞件；
第1减薄加工工序，在使所述一端侧卡合于所述模具的状态下，将插入于所述一端侧的所述塞件进一步朝向所述坯管的所述另一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成第1薄壁部；
插拔工序，拔出所述一端侧的所述塞件，另一方面，向所述另一端侧插入所述塞件；以及
第2减薄加工工序，在使所述另一端侧卡合于所述模具的状态下，将所述另一端侧的所述塞件进一步朝向所述坯管的所述一端侧推入，由此施行在维持所述坯管的外形的状态下扩大内形的减薄加工而形成第2薄壁部，
在所述卡合工序中，
在同时推入所述塞件的情况下，使所述坯管沿所述坯管的长方向移动自如，
在交替地推入所述塞件的情况下，限制所述坯管向所述塞件的推入方向的移动。
14.根据权利要求13所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
还具有对所述第2减薄加工工序后的所述坯管进行拉深的拉深加工工序。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的差厚钢管的制造方法，其特征在于，
所述坯管为无缝钢管。
16.一种差厚钢管，其特征在于，具备：
扩大部，其设置于长方向的一方侧，并且在从垂直于所述长方向的剖面观察的情况下具有最大的外形尺寸；和
薄壁部，其设置于在沿所述长方向观察的情况下比所述扩大部靠另一方侧的位置，并且壁厚比所述扩大部薄，
在将所述扩大部的硬度的平均值设为H1，将所述薄壁部的硬度的平均值设为H2的情况下，满足H2>H1。
17.根据权利要求16所述的差厚钢管，其特征在于，
还具备厚壁部，所述厚壁部配置于在沿所述长方向观察的情况下比所述薄壁部靠所述另一方侧的位置，并且壁厚比所述薄壁部厚，
在将所述厚壁部的硬度的平均值设为H3的情况下，满足H2>H1≥H3。
18.根据权利要求17所述的差厚钢管，其特征在于，
所述薄壁部具有：
直管部，其在所述薄壁部中壁厚最薄；
第1锥形部，其设置于所述直管部与所述扩大部之间并且外形朝向所述扩大部扩大；以及
第2锥形部，其设置于所述直管部与所述厚壁部之间并且壁厚朝向所述厚壁部变厚，
在将第1锥形部的硬度的平均值设为H4，将所述直管部的硬度的平均值设为H5，并且将所述第2锥形部的硬度的平均值设为H6的情况下，满足H5>H6≥H3和H5>H4>H1这两个式子。
19.根据权利要求16～18中任一项所述的差厚钢管，其特征在于，
所述薄壁部的壁厚在沿所述长方向观察的情况下部分地变厚。
20.根据权利要求16所述的差厚钢管，其特征在于，
所述扩大部与所述薄壁部的组合对称地设置于所述长方向的两端。
21.根据权利要求20所述的差厚钢管，其特征在于，
还具备配置在一对所述薄壁部之间、并且壁厚比所述薄壁部厚的厚壁部，
在将所述厚壁部的硬度的平均值设为H7的情况下，满足H2>H1≥H7。
22.一种差厚钢管，其特征在于，
具备：厚壁部，其设置于长方向的一方侧，并且在从垂直于所述长方向的剖面观察的情况下其壁厚最厚；和薄壁部，其设置于比所述厚壁部靠另一方侧的位置，并且壁厚比所述厚壁部薄，
外形尺寸沿所述长方向为恒定，
在将所述厚壁部的硬度的平均值设为H8，将所述薄壁部的硬度的平均值设为H9的情况下，满足H9>H8。
23.根据权利要求16～22中任一项所述的差厚钢管，其特征在于，
具有在垂直于所述长方向的剖面沿所述薄壁部的周向观察所述薄壁部的情况下，相对而言壁厚薄且硬度高的区域和所述壁厚厚且硬度低的区域沿所述周向交替地存在的旋转对称形状。
24.根据权利要求16～23中任一项所述的差厚钢管，其特征在于，
以无缝钢管作为胚料。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111036824A (zh) * 2019-12-26 2020-04-21 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种锥形台阶轴的锻造方法
CN112058937A (zh) * 2020-07-29 2020-12-11 宁波大学 一种长空心管内壁减薄成形方法
CN112058930A (zh) * 2020-08-18 2020-12-11 浙江大学 一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构
CN112170607A (zh) * 2020-08-25 2021-01-05 重庆志齐机械制造有限公司 一种减震器定位管的冷加工工艺

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102174259B1 (ko) * 2018-09-28 2020-11-04 일진제강(주) 업세팅 공법을 이용한 중공 드라이브 샤프트 및 이의 제조 방법
DE102019103926A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-20 Walter Henrich GmbH Verfahren und Vorrichtung zum axialen Umformen eines Rohres
JP7180527B2 (ja) * 2019-05-10 2022-11-30 日本製鉄株式会社 差厚管の製造方法及び差厚管の製造装置
CN114340812B (zh) * 2019-09-06 2024-02-06 株式会社三五 不等厚管的挤压成型方法以及不等厚管的挤压成型装置
JP7436814B2 (ja) 2020-03-04 2024-02-22 日本製鉄株式会社 差厚管の製造装置及び差厚管の製造方法
US11285524B2 (en) * 2020-06-17 2022-03-29 National Oilwell Varco, L.P. Wear resistant tubular members and systems and methods for producing the same
WO2023248452A1 (ja) * 2022-06-24 2023-12-28 日本製鉄株式会社 中空部材及び中空部材製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09327723A (ja) * 1996-06-07 1997-12-22 Sango Co Ltd 金属管の増肉加工方法
CN1528542A (zh) * 2003-10-20 2004-09-15 广州冠华金属精工制造有限公司 变径管的制造方法和装置
JP2006110567A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Bestex Kyoei Co Ltd 部分的薄肉パイプの製造方法
JP2008520440A (ja) * 2004-11-20 2008-06-19 ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング １加工処理でアンダカットを有する管シャフトを製作するために段付き心棒に沿って管を縮小する方法
CN101754820A (zh) * 2007-06-29 2010-06-23 Gkn动力传动系统国际有限责任公司 用于细长的空心件的轴向成形的装置和方法
CN102632093A (zh) * 2012-04-01 2012-08-15 徐州徐工液压件有限公司 具有两次变径和两次定形功能的钢管冷拔模具

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1511091A (en) * 1923-03-26 1924-10-07 John H O'rourke Tube-drawing plug
DE2401345A1 (de) * 1974-01-09 1975-07-10 Mannesmann Roehren Werke Ag Zieh-streckverfahren zur herstellung langer rohre und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4301672A (en) * 1979-10-24 1981-11-24 Simon Joseph A Process for forming semi-float axle tubes and the like
US4454745A (en) * 1980-07-16 1984-06-19 Standard Tube Canada Limited Process for cold-forming a tube having a thick-walled end portion
JPS5947018A (ja) * 1982-09-11 1984-03-16 Mitsuboshi Seisakusho:Kk 金属パイプの製造方法
JPS5956930A (ja) * 1982-09-16 1984-04-02 Kobe Steel Ltd 段付チユ−ブの製造方法及びその製造装置
JPS5973115A (ja) 1982-10-19 1984-04-25 Sanwa Kokan Kk 段付引抜鋼管
US4726211A (en) * 1984-04-16 1988-02-23 Sanwa Kokan Kabushiki Kaishas Method of cold drawing seamless metal tubes each having an upset portion on each end
JPS61123415A (ja) * 1984-11-16 1986-06-11 Nippon Steel Corp 異径管の製造方法
US4616500A (en) * 1985-02-25 1986-10-14 George A. Mitchell Company Method for producing tubing of varying wall thickness
DE4328002C1 (de) * 1993-08-20 1994-08-04 Schumag Ag Verfahren zur Vorbereitung eines dickwandigen Rohrrohlings für einen nachfolgenden Kaskadenzug
US5522246A (en) * 1995-04-19 1996-06-04 U.S. Manufacturing Corporation Process for forming light-weight tublar axles
JP2001121210A (ja) 1999-10-27 2001-05-08 Sumitomo Metal Ind Ltd テーパ金属管とその製造方法
DE20122516U1 (de) * 2001-04-11 2005-12-29 Gkn Driveline International Gmbh Vorrichtung zum Abstrecken von zylindrischen Hohlkörpern (Rohrziehen)
EP1689539B1 (de) 2003-11-28 2011-06-29 MAG IAS GmbH Verfahren zur herstellung einer muffe an einem rohr und vorrichtung zur herstellung dieser muffe
JP5012304B2 (ja) * 2007-08-10 2012-08-29 住友金属工業株式会社 冷間引抜加工用プラグ及び金属管の製造方法
JP2009142856A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Showa Corp ダンパチューブの拡管方法及び装置
JP2010179319A (ja) 2009-02-03 2010-08-19 Nisshin Steel Co Ltd 異径鋼管の製造方法
JP2011045924A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Sanwa Kokan Kk 鋼管引抜装置、及び引抜鋼管の製造方法
JP5357112B2 (ja) 2010-07-06 2013-12-04 山和鋼管株式会社 鋼管引抜装置、及び鋼管引抜方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09327723A (ja) * 1996-06-07 1997-12-22 Sango Co Ltd 金属管の増肉加工方法
CN1528542A (zh) * 2003-10-20 2004-09-15 广州冠华金属精工制造有限公司 变径管的制造方法和装置
JP2006110567A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Bestex Kyoei Co Ltd 部分的薄肉パイプの製造方法
JP2008520440A (ja) * 2004-11-20 2008-06-19 ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング １加工処理でアンダカットを有する管シャフトを製作するために段付き心棒に沿って管を縮小する方法
CN101754820A (zh) * 2007-06-29 2010-06-23 Gkn动力传动系统国际有限责任公司 用于细长的空心件的轴向成形的装置和方法
CN102632093A (zh) * 2012-04-01 2012-08-15 徐州徐工液压件有限公司 具有两次变径和两次定形功能的钢管冷拔模具

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111036824A (zh) * 2019-12-26 2020-04-21 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种锥形台阶轴的锻造方法
CN111036824B (zh) * 2019-12-26 2022-01-11 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种锥形台阶轴的锻造方法
CN112058937A (zh) * 2020-07-29 2020-12-11 宁波大学 一种长空心管内壁减薄成形方法
CN112058930A (zh) * 2020-08-18 2020-12-11 浙江大学 一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构
CN112058930B (zh) * 2020-08-18 2021-06-29 浙江大学 一种用于拉拔偏心毛坯管的凸模及配套生产设备结构
CN112170607A (zh) * 2020-08-25 2021-01-05 重庆志齐机械制造有限公司 一种减震器定位管的冷加工工艺

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