JP2002047533A - 継目無管製造用工具及びその製造方法 - Google Patents
継目無管製造用工具及びその製造方法Info
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- JP2002047533A JP2002047533A JP2000228512A JP2000228512A JP2002047533A JP 2002047533 A JP2002047533 A JP 2002047533A JP 2000228512 A JP2000228512 A JP 2000228512A JP 2000228512 A JP2000228512 A JP 2000228512A JP 2002047533 A JP2002047533 A JP 2002047533A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた耐熱性、耐摩耗性、耐スケール剥離性
を示す継目無管製造用工具を提供する。 【解決手段】 mass％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｎｉ：
０．５〜３％、Ｃｒ：０．３〜１％、Ｍｏ：１〜３％、
Ｗ：２〜４％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔｉ：０．０
５〜０．２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．２％を含
有しＣｕ：０．０１〜０．３％、Ｂｉ：０．００１〜
０．０５％、Ｓｂ：０．００１〜０．０５％の１種また
は２種以上を含み、残部実質的にＦｅからなり、表層に
酸化スケール層を有することを特徴とする継目無管製造
用工具。
を示す継目無管製造用工具を提供する。 【解決手段】 mass％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｎｉ：
０．５〜３％、Ｃｒ：０．３〜１％、Ｍｏ：１〜３％、
Ｗ：２〜４％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔｉ：０．０
５〜０．２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．２％を含
有しＣｕ：０．０１〜０．３％、Ｂｉ：０．００１〜
０．０５％、Ｓｂ：０．００１〜０．０５％の１種また
は２種以上を含み、残部実質的にＦｅからなり、表層に
酸化スケール層を有することを特徴とする継目無管製造
用工具。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は継目無管製造工程で
使用される穿孔、延伸用工具とその製造方法に関する。
使用される穿孔、延伸用工具とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】継目無鋼管の製造方法の一つとしてマン
ネスマン・プラグミル方式がある。本方式は所定温度に
加熱された丸鋼片（ビレット）を高温度下で穿孔圧延機
（ピアサー）によって穿孔圧延して中空素管とする穿孔
工程と、該中空素管をエロンゲータとプラグミルを使用
して管軸方向に延伸、拡管させる延伸拡管工程とからな
っている。従って、これらの圧延工程では、管内面側を
圧延するために耐熱性、耐摩耗性、耐熱衝撃性に優れた
内面圧延用工具（プラグ、マンドレル等）が必要とな
る。
ネスマン・プラグミル方式がある。本方式は所定温度に
加熱された丸鋼片（ビレット）を高温度下で穿孔圧延機
（ピアサー）によって穿孔圧延して中空素管とする穿孔
工程と、該中空素管をエロンゲータとプラグミルを使用
して管軸方向に延伸、拡管させる延伸拡管工程とからな
っている。従って、これらの圧延工程では、管内面側を
圧延するために耐熱性、耐摩耗性、耐熱衝撃性に優れた
内面圧延用工具（プラグ、マンドレル等）が必要とな
る。
【０００３】従来、内面圧延用工具、特に穿孔圧延用工
具（ピアサープラグ）としては１Ｎｉ３Ｃｒ鋼，熱間工
具鋼ＳＫＤ６２等を素材としてプラグ表面に熱処理によ
ってスケール層を生成させて圧延材との焼き付き防止を
図った工具が使用されていた。しかし、穿孔圧延ではビ
レットをロールで回転させながらビレット端部にピアサ
ープラグを押し当てて穿孔圧延を行うことで中空素管を
製造するため、プラグ先端は１１００℃以上の高温に晒
されるため上記した材料ではプラグの高温強度が十分で
ない。また、高Ｃｒ鋼等の熱間変形抵抗の高い鋼を穿孔
圧延する場合はプラグ先端部に炭素鋼に比較して高い面
圧がかかるためプラグ表面に生成させたスケール層が容
易に摩耗、損傷し、焼き付きが発生してプラグ先端部が
溶損変形する等の問題があった。
具（ピアサープラグ）としては１Ｎｉ３Ｃｒ鋼，熱間工
具鋼ＳＫＤ６２等を素材としてプラグ表面に熱処理によ
ってスケール層を生成させて圧延材との焼き付き防止を
図った工具が使用されていた。しかし、穿孔圧延ではビ
レットをロールで回転させながらビレット端部にピアサ
ープラグを押し当てて穿孔圧延を行うことで中空素管を
製造するため、プラグ先端は１１００℃以上の高温に晒
されるため上記した材料ではプラグの高温強度が十分で
ない。また、高Ｃｒ鋼等の熱間変形抵抗の高い鋼を穿孔
圧延する場合はプラグ先端部に炭素鋼に比較して高い面
圧がかかるためプラグ表面に生成させたスケール層が容
易に摩耗、損傷し、焼き付きが発生してプラグ先端部が
溶損変形する等の問題があった。
【０００４】これらの問題を解決することを目的とした
技術が特公昭６３−５８９０５号公報、特開平７−６０
３１４号公報に開示されている。
技術が特公昭６３−５８９０５号公報、特開平７−６０
３１４号公報に開示されている。
【０００５】これらのうち、特公昭６３−５８９０５号
公報に記載の技術はＮｉ，ＣｒをベースにＷ，Ｃｏ，Ｍ
ｏ等を添加し、更にプラグ表面に酸化皮膜を生成させて
高温強度を向上させたものであるが、１３Ｃｒ鋼やステ
ンレス鋼等の圧延では顕著な工具寿命の延長効果は得ら
れていない。特開平７−６０３１４号公報に記載の技術
は０．２５％Ｃ，３％Ｃｒ，１％Ｎｉ鋼をベースとして
プラグ表面スケールの緻密化、プラグ表面層の軟化抑
制、圧延後のプラグ急冷時の割れ防止を目的としてＮ
ｉ、Ｍｎ添加量の増大、Ｍｏ、Ｗ量の抑制を図るととも
に、１０００ミクロンまでの酸化スケール層を生成させ
たものであるが、厚いスケール層の形成はスケール層内
に空孔や偏析部を生じて母材とスケール層界面の密着性
が低下し、かえってスケール層が剥離しやすくなるため
工具寿命の延長効果は得られていない。
公報に記載の技術はＮｉ，ＣｒをベースにＷ，Ｃｏ，Ｍ
ｏ等を添加し、更にプラグ表面に酸化皮膜を生成させて
高温強度を向上させたものであるが、１３Ｃｒ鋼やステ
ンレス鋼等の圧延では顕著な工具寿命の延長効果は得ら
れていない。特開平７−６０３１４号公報に記載の技術
は０．２５％Ｃ，３％Ｃｒ，１％Ｎｉ鋼をベースとして
プラグ表面スケールの緻密化、プラグ表面層の軟化抑
制、圧延後のプラグ急冷時の割れ防止を目的としてＮ
ｉ、Ｍｎ添加量の増大、Ｍｏ、Ｗ量の抑制を図るととも
に、１０００ミクロンまでの酸化スケール層を生成させ
たものであるが、厚いスケール層の形成はスケール層内
に空孔や偏析部を生じて母材とスケール層界面の密着性
が低下し、かえってスケール層が剥離しやすくなるため
工具寿命の延長効果は得られていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の問題に鑑みなされたもので、１３Ｃｒ鋼やステ
ンレス鋼等の高合金鋼を穿孔圧延する際に優れた耐熱
性、耐摩耗性、耐スケール剥離性を示す継目無管製造用
工具及びその製造方法を提供するものである。
来技術の問題に鑑みなされたもので、１３Ｃｒ鋼やステ
ンレス鋼等の高合金鋼を穿孔圧延する際に優れた耐熱
性、耐摩耗性、耐スケール剥離性を示す継目無管製造用
工具及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は以下に示す第
一、第二、第三、第四の発明によって解決される。
一、第二、第三、第四の発明によって解決される。
【０００８】第一の発明は、mass％で、Ｃ：０．１〜
０．４％、Ｓｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１
％、Ｎｉ：０．５〜３％、Ｃｒ：０．３〜１％、Ｍｏ：
１〜３％、Ｗ：２〜４％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜
０．２％を含有しＣｕ：０．０１〜０．３％、Ｂｉ：
０．００１〜０．０５％、Ｓｂ：０．００１〜０．０５
％の１種または２種以上を含み、残部実質的にＦｅから
なり、表層に酸化スケール層を有することを特徴とする
継目無管製造用工具である。
０．４％、Ｓｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１
％、Ｎｉ：０．５〜３％、Ｃｒ：０．３〜１％、Ｍｏ：
１〜３％、Ｗ：２〜４％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜
０．２％を含有しＣｕ：０．０１〜０．３％、Ｂｉ：
０．００１〜０．０５％、Ｓｂ：０．００１〜０．０５
％の１種または２種以上を含み、残部実質的にＦｅから
なり、表層に酸化スケール層を有することを特徴とする
継目無管製造用工具である。
【０００９】第二の発明は、mass％で、Ｃｏ：５％以下
を更に含有する第一の発明に記載の継目無管製造用工具
である。
を更に含有する第一の発明に記載の継目無管製造用工具
である。
【００１０】第三の発明は、mass％で、Ｖ：０．５％以
下、Ｂ：０．０５％以下、Ｌａ：０．０５％以下、Ｃ
ｅ：０．０５％以下、Ｙ：０．０５％以下の１種または
２種以上を更に含有する第一の発明または第二の発明に
記載の継目無管製造用工具である。
下、Ｂ：０．０５％以下、Ｌａ：０．０５％以下、Ｃ
ｅ：０．０５％以下、Ｙ：０．０５％以下の１種または
２種以上を更に含有する第一の発明または第二の発明に
記載の継目無管製造用工具である。
【００１１】第四の発明は、第一、二または三の発明に
記載の成分組成を有する工具成形体を酸化雰囲気中で、
９５０〜１１５０℃の加熱温度で４時間以上加熱保持
後、６００℃以下の温度まで徐冷し、その後放冷するこ
とを特徴とする継目無管製造用工具の製造方法である。
記載の成分組成を有する工具成形体を酸化雰囲気中で、
９５０〜１１５０℃の加熱温度で４時間以上加熱保持
後、６００℃以下の温度まで徐冷し、その後放冷するこ
とを特徴とする継目無管製造用工具の製造方法である。
【００１２】尚、これらの手段において、「残部が実質
的にＦｅである」とは、本発明の作用効果を無くさない
限り、不可避不純物をはじめ、他の微量元素を含有する
ものが本発明の範囲に含まれ得ることを意味する。
的にＦｅである」とは、本発明の作用効果を無くさない
限り、不可避不純物をはじめ、他の微量元素を含有する
ものが本発明の範囲に含まれ得ることを意味する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】本発明者らは継目無管製造用工具、主にプ
ラグ表面に生成される酸化スケール層が工具と圧延材と
の間に潤滑効果をもたらし、工具の焼付きを防止する効
果があることに着目し、本発明をなしたものである。
ラグ表面に生成される酸化スケール層が工具と圧延材と
の間に潤滑効果をもたらし、工具の焼付きを防止する効
果があることに着目し、本発明をなしたものである。
【００１５】上記した潤滑効果は、プラグ表面への酸化
スケール付け熱処理時に生成するＳｉを主体とする低融
点化合物が工具温度の上昇によって溶融することによっ
てもたらされる。Ｓｉは母材の酸化抵抗を増大させて酸
化スケールの成長を抑制する元素であるが、０．３mass
％を超えて添加すると偏析してファイヤライトのような
低融点化合物を多数生成し上記の潤滑効果を発揮する
が、酸化スケール層中で低融点化合物が選択的に溶融す
るために酸化スケール層と母材との密着性を低下させ
る。従って、低Ｓｉ化は酸化スケール層の密着性を向上
させる効果があるが、酸化スケール層の潤滑効果を阻害
し工具の焼付きを発生させることを知見した。そこで、
本発明者らは、Ｓｉに代わって酸化スケール層の潤滑効
果を発揮する元素として低融点金属であるＣｕ，Ｂｉ，
Ｓｂに着目しその添加効果について検討を行った結果、
これら元素を少量添加するだけで酸化スケール層に微細
分散して潤滑性能を向上させ、一方において酸化スケー
ル層の厚さを増加させても母材との密着性は低下しない
ことを見出し本発明をなしたものである。即ち、Ｓｉ、
Ｃｕ，Ｂｉ，Ｓｂ添加量を制御することにより、酸化ス
ケール層と母材との密着性が高く、均一で高い潤滑性能
を具備した酸化スケール層を工具表面に生成させること
ができ、これにより工具寿命の大幅な延長が可能とな
る。従って、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂの添加量は以下と
する。尚、以下の記載において成分％はmass％を意味す
る。
スケール付け熱処理時に生成するＳｉを主体とする低融
点化合物が工具温度の上昇によって溶融することによっ
てもたらされる。Ｓｉは母材の酸化抵抗を増大させて酸
化スケールの成長を抑制する元素であるが、０．３mass
％を超えて添加すると偏析してファイヤライトのような
低融点化合物を多数生成し上記の潤滑効果を発揮する
が、酸化スケール層中で低融点化合物が選択的に溶融す
るために酸化スケール層と母材との密着性を低下させ
る。従って、低Ｓｉ化は酸化スケール層の密着性を向上
させる効果があるが、酸化スケール層の潤滑効果を阻害
し工具の焼付きを発生させることを知見した。そこで、
本発明者らは、Ｓｉに代わって酸化スケール層の潤滑効
果を発揮する元素として低融点金属であるＣｕ，Ｂｉ，
Ｓｂに着目しその添加効果について検討を行った結果、
これら元素を少量添加するだけで酸化スケール層に微細
分散して潤滑性能を向上させ、一方において酸化スケー
ル層の厚さを増加させても母材との密着性は低下しない
ことを見出し本発明をなしたものである。即ち、Ｓｉ、
Ｃｕ，Ｂｉ，Ｓｂ添加量を制御することにより、酸化ス
ケール層と母材との密着性が高く、均一で高い潤滑性能
を具備した酸化スケール層を工具表面に生成させること
ができ、これにより工具寿命の大幅な延長が可能とな
る。従って、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂの添加量は以下と
する。尚、以下の記載において成分％はmass％を意味す
る。
【００１６】Ｓｉは脱酸材としての効果があるが０．１
％未満では脱酸効果が得られないこと、０．３％超えで
は低融点化合物が偏析しスケールの耐剥離性を劣化させ
るのでＳｉ添加量は０．１％以上０．３％以下とする。
％未満では脱酸効果が得られないこと、０．３％超えで
は低融点化合物が偏析しスケールの耐剥離性を劣化させ
るのでＳｉ添加量は０．１％以上０．３％以下とする。
【００１７】Ｓｉ添加量を上記の範囲として更に、Ｂ
ｉ、Ｓｂ、Ｃｕの１種または２種以上を以下の条件で添
加する必要がある。
ｉ、Ｓｂ、Ｃｕの１種または２種以上を以下の条件で添
加する必要がある。
【００１８】Ｂｉはスケール中で低融点化合物として存
在し、微細分散して潤滑性能を高める。０．００１％未
満ではその効果が小さく、０．０５％を超えると脆化層
が析出し工具寿命低下の原因となる。従って、Ｂｉ添加
量は０．００１％以上０．０５％以下とする。なお、潤
滑効果をより発揮するには０．００５％以上０．０２％
以下とするのが好ましい。
在し、微細分散して潤滑性能を高める。０．００１％未
満ではその効果が小さく、０．０５％を超えると脆化層
が析出し工具寿命低下の原因となる。従って、Ｂｉ添加
量は０．００１％以上０．０５％以下とする。なお、潤
滑効果をより発揮するには０．００５％以上０．０２％
以下とするのが好ましい。
【００１９】Ｓｂもスケール中で低融点化合物として存
在し微細分散して潤滑性能を高める。０．００１％未満
ではその効果が小さく、０．０５％を超えると脆化層が
析出し工具寿命低下の原因となる。従って、Ｓｂ添加量
は０．００１％以上０．０５％以下とする。なお、潤滑
効果をより発揮するには０．００５％以上０．０２％以
下とするのが好ましい。
在し微細分散して潤滑性能を高める。０．００１％未満
ではその効果が小さく、０．０５％を超えると脆化層が
析出し工具寿命低下の原因となる。従って、Ｓｂ添加量
は０．００１％以上０．０５％以下とする。なお、潤滑
効果をより発揮するには０．００５％以上０．０２％以
下とするのが好ましい。
【００２０】Ｃｕは工具の強度を高めるとともに、スケ
ール中で低融点化合物として存在し、微細分散して潤滑
性能を向上させる。しかし、０．０１％未満ではその効
果が小さく、０．３％を超えると使用中に割れが発生し
易くなる。従って、Ｃｕ添加量は０．０１％以上、０．
３％以下とする。
ール中で低融点化合物として存在し、微細分散して潤滑
性能を向上させる。しかし、０．０１％未満ではその効
果が小さく、０．３％を超えると使用中に割れが発生し
易くなる。従って、Ｃｕ添加量は０．０１％以上、０．
３％以下とする。
【００２１】次に、その他の成分の限定理由について述
べる。
べる。
【００２２】Ｃは高温強度を高めるために添加されるが
０．１ｗｔ．％未満ではその効果が小さく、０．４ｗ
ｔ．％を超えると使用中に割れが発生し易くなり工具寿
命を低下させる原因となる。従って、Ｃ添加量は０．１
％以上、０．４％以下とする。
０．１ｗｔ．％未満ではその効果が小さく、０．４ｗ
ｔ．％を超えると使用中に割れが発生し易くなり工具寿
命を低下させる原因となる。従って、Ｃ添加量は０．１
％以上、０．４％以下とする。
【００２３】Ｍｎは高温強度を高めるとともに、靭性の
低下を抑制する効果がある。しかし、０．３％未満では
その効果が小さく、１％を超えるとその効果が減少す
る。従って、Ｍｎ添加量は０．３％以上１％以下とす
る。また、上記観点からして、より好ましくは０．４％
以上、０．６％以下である。
低下を抑制する効果がある。しかし、０．３％未満では
その効果が小さく、１％を超えるとその効果が減少す
る。従って、Ｍｎ添加量は０．３％以上１％以下とす
る。また、上記観点からして、より好ましくは０．４％
以上、０．６％以下である。
【００２４】Ｎｉは酸化スケール中に未酸化状態で残留
し、スケールと母材の密着性を向上させるとともに、高
温域での靭性劣化を抑制して高温強度を向上させる。し
かし、０．５％未満ではその効果が低く、３％を超える
とコスト高となる。従って、Ｎｉ添加量は０．５％以
上、３％以下とする。
し、スケールと母材の密着性を向上させるとともに、高
温域での靭性劣化を抑制して高温強度を向上させる。し
かし、０．５％未満ではその効果が低く、３％を超える
とコスト高となる。従って、Ｎｉ添加量は０．５％以
上、３％以下とする。
【００２５】Ｃｒは密着性、断熱性に優れた酸化スケー
ルを生成し、かつ高温強度を向上させる効果がある。し
かし、０．３％未満ではその効果が小さく、１％を超え
ると酸化スケールが成長しにくくなる。従って、Ｃｒ添
加量は０．３％以上、１％以下とする。
ルを生成し、かつ高温強度を向上させる効果がある。し
かし、０．３％未満ではその効果が小さく、１％を超え
ると酸化スケールが成長しにくくなる。従って、Ｃｒ添
加量は０．３％以上、１％以下とする。
【００２６】Ｍｏは鋼の高温強度の向上に有効な元素で
あり、またスケール中に残存することで、スケールの強
度を上昇させるとともに、母材とのスケールの密着性を
上昇させる効果をもつ元素である。添加量が１％未満で
はその効果が小さく、３％を超えると工具の使用中に割
れが発生し易くなり、またスケールの生成も抑制される
ために工具寿命の低下の原因となる。従って、Ｍｏ添加
量は１％以上、３％以下とする。
あり、またスケール中に残存することで、スケールの強
度を上昇させるとともに、母材とのスケールの密着性を
上昇させる効果をもつ元素である。添加量が１％未満で
はその効果が小さく、３％を超えると工具の使用中に割
れが発生し易くなり、またスケールの生成も抑制される
ために工具寿命の低下の原因となる。従って、Ｍｏ添加
量は１％以上、３％以下とする。
【００２７】Ｗも鋼の高温強度の向上に有効な元素であ
り、またスケール中に残存することでスケールの強度を
上昇させるとともに母材とのスケールの密着性を上昇さ
せる効果をもつ。添加量が２％未満ではその効果が小さ
く、４％を超えると工具の使用中に割れが発生し易くな
り、またスケールの生成も抑制されるために工具寿命の
低下の原因となる。従って、Ｗ添加量は２％以上、４％
以下とする。
り、またスケール中に残存することでスケールの強度を
上昇させるとともに母材とのスケールの密着性を上昇さ
せる効果をもつ。添加量が２％未満ではその効果が小さ
く、４％を超えると工具の使用中に割れが発生し易くな
り、またスケールの生成も抑制されるために工具寿命の
低下の原因となる。従って、Ｗ添加量は２％以上、４％
以下とする。
【００２８】Ｎｂは鋼の高温強度の向上に有効な元素で
あるが、０．２％未満ではその効果が小さく、０．７％
を超えるとその効果が低減する。従って、Ｎｂ添加量は
０．２％以上、０．７％以下とする。
あるが、０．２％未満ではその効果が小さく、０．７％
を超えるとその効果が低減する。従って、Ｎｂ添加量は
０．２％以上、０．７％以下とする。
【００２９】Ｔｉも鋼の高温強度の向上に有効な元素で
あるが、０．０５％未満ではその効果が小さく、０．２
％を超えるとその効果が低減する。従って、Ｔｉ添加量
は０．０５％以上、０．２％以下とする。
あるが、０．０５％未満ではその効果が小さく、０．２
％を超えるとその効果が低減する。従って、Ｔｉ添加量
は０．０５％以上、０．２％以下とする。
【００３０】ｓｏｌ．Ａｌは脱酸元素であり鋼の延性、
靭性を確保するうえで必要な元素である。本発明はＳｉ
添加量が少ないのでＳｉによる脱酸効果が低く、ｓｏ
ｌ．Ａｌが０．０２％未満では脱酸不良を発生しガス欠
陥の発生原因となる。一方、０．２％を超えて添加して
もその効果が飽和し、逆に、延性、靭性の低下を生じ
る。従って、ｓｏｌ．Ａｌ添加量は０．０２％以上、
０．２％以下とする。
靭性を確保するうえで必要な元素である。本発明はＳｉ
添加量が少ないのでＳｉによる脱酸効果が低く、ｓｏ
ｌ．Ａｌが０．０２％未満では脱酸不良を発生しガス欠
陥の発生原因となる。一方、０．２％を超えて添加して
もその効果が飽和し、逆に、延性、靭性の低下を生じ
る。従って、ｓｏｌ．Ａｌ添加量は０．０２％以上、
０．２％以下とする。
【００３１】上記成分に更に、Ｃｏを添加することも有
効である。Ｃｏは母材の高温強度を向上させると共に、
スケール付け熱処理後も内層スケール中に残留し、母材
とスケールの耐剥離性を向上させる効果があるからであ
る。その場合、Ｃｏ添加量は５％を超えるとコスト上昇
に見合う高温強度、耐剥離性の向上が期待できないので
添加量は５％以下とするのがよい。
効である。Ｃｏは母材の高温強度を向上させると共に、
スケール付け熱処理後も内層スケール中に残留し、母材
とスケールの耐剥離性を向上させる効果があるからであ
る。その場合、Ｃｏ添加量は５％を超えるとコスト上昇
に見合う高温強度、耐剥離性の向上が期待できないので
添加量は５％以下とするのがよい。
【００３２】更には、Ｖ：０．５％以下、Ｂ：０．０５
％以下、Ｌａ：０．０５％以下、Ｃｅ：０．０５％以
下、Ｙ：０．０５％以下の１種または２種以上を添加す
ることも有効である。これら元素は化合物として母材中
に微細分散し母材強度を向上させるからである。しかし
上記した上限値を超えて添加すると脆化相の析出を生じ
て靭性の劣化を招くので、Ｖは０．５％以下、Ｂは０．
０５％以下、Ｌａは０．０５％以下、Ｃｅは０．０５％
以下、Ｙは０．０５％以下とする必要がある。
％以下、Ｌａ：０．０５％以下、Ｃｅ：０．０５％以
下、Ｙ：０．０５％以下の１種または２種以上を添加す
ることも有効である。これら元素は化合物として母材中
に微細分散し母材強度を向上させるからである。しかし
上記した上限値を超えて添加すると脆化相の析出を生じ
て靭性の劣化を招くので、Ｖは０．５％以下、Ｂは０．
０５％以下、Ｌａは０．０５％以下、Ｃｅは０．０５％
以下、Ｙは０．０５％以下とする必要がある。
【００３３】次に、工具表面への酸化スケール生成のた
めの好ましい熱処理条件について述べる。
めの好ましい熱処理条件について述べる。
【００３４】酸化スケールによる十分な潤滑、断熱性能
を発揮させるためには、上記した母材成分組成とともに
スケール層は厚さ３００ミクロン以上とするのが望まし
い。このような工具表面への酸化スケール生成のための
熱処理条件としては、９５０℃以上１１５０℃以下の加
熱温度範囲で４時間以上加熱保持することが好ましい。
を発揮させるためには、上記した母材成分組成とともに
スケール層は厚さ３００ミクロン以上とするのが望まし
い。このような工具表面への酸化スケール生成のための
熱処理条件としては、９５０℃以上１１５０℃以下の加
熱温度範囲で４時間以上加熱保持することが好ましい。
【００３５】加熱保持温度が１１５０℃を超えるとポー
ラスな酸化スケール層となりやすいので加熱温度は１１
５０℃以下とするのがよい。一方、加熱温度が９５０℃
未満では酸化スケール層の生成に長時間を要するので加
熱温度は９５０℃以上とするのがよい。なお、特に緻密
な酸化スケール層を生成するには加熱温度は９８０℃以
上１１００℃以下とするのがより好ましい。
ラスな酸化スケール層となりやすいので加熱温度は１１
５０℃以下とするのがよい。一方、加熱温度が９５０℃
未満では酸化スケール層の生成に長時間を要するので加
熱温度は９５０℃以上とするのがよい。なお、特に緻密
な酸化スケール層を生成するには加熱温度は９８０℃以
上１１００℃以下とするのがより好ましい。
【００３６】加熱保持時間については、３００ミクロン
以上の厚い酸化スケール層を生成するには上記した温度
で４時間以上加熱することが望ましい。
以上の厚い酸化スケール層を生成するには上記した温度
で４時間以上加熱することが望ましい。
【００３７】更には、緻密で３００ミクロン以上の厚い
酸化スケール層を生成するには加熱炉内の酸素濃度も制
御することが好ましい。基本的に酸化スケール層の生成
を目的とするので加熱炉内の雰囲気は酸化雰囲気であれ
ばよいが、加熱炉内の酸素濃度が高過ぎるとポーラスな
酸化スケール層を生成し易いので、加熱炉内の酸素濃度
は１０％以下とするのが望ましい。
酸化スケール層を生成するには加熱炉内の酸素濃度も制
御することが好ましい。基本的に酸化スケール層の生成
を目的とするので加熱炉内の雰囲気は酸化雰囲気であれ
ばよいが、加熱炉内の酸素濃度が高過ぎるとポーラスな
酸化スケール層を生成し易いので、加熱炉内の酸素濃度
は１０％以下とするのが望ましい。
【００３８】
【実施例】以下に本発明の具体的実施例について説明す
る。 （実施例１）表１に示す成分組成の鋼を５００ｋｇ高周
波誘導加熱炉により大気溶解し、最大直径１０５ｍｍの
ピアサープラグを鋳造した。該鋳造ピアサープラグは被
圧延材と接触する部分を機械切削により仕上げ加工した
後、酸化雰囲気中でスケール付け熱処理を行い１３Ｃｒ
継目無鋼管の熱間圧延に供した。
る。 （実施例１）表１に示す成分組成の鋼を５００ｋｇ高周
波誘導加熱炉により大気溶解し、最大直径１０５ｍｍの
ピアサープラグを鋳造した。該鋳造ピアサープラグは被
圧延材と接触する部分を機械切削により仕上げ加工した
後、酸化雰囲気中でスケール付け熱処理を行い１３Ｃｒ
継目無鋼管の熱間圧延に供した。
【００３９】ピアサープラグ表面のスケール層厚みの測
定は、供試ピアサープラグと同一成分の試験材を供試ピ
アサープラグと同時に熱処理をし、この試験材のスケー
ル層厚みの測定を行うことにより行った。
定は、供試ピアサープラグと同一成分の試験材を供試ピ
アサープラグと同時に熱処理をし、この試験材のスケー
ル層厚みの測定を行うことにより行った。
【００４０】ピアサープラグ表面への酸化スケール付け
熱処理では、炉内を水蒸気雰囲気として、加熱温度９８
０℃で６時間保持後６００℃まで徐冷しその後大気放冷
した。
熱処理では、炉内を水蒸気雰囲気として、加熱温度９８
０℃で６時間保持後６００℃まで徐冷しその後大気放冷
した。
【００４１】１３Ｃｒ継目無鋼管の熱間圧延は直径１７
０ｍｍ、長さ３２８０ｍｍの丸鋼片を穿孔圧延機（ピア
サー）にて穿孔し、直径１７４ｍｍ、肉厚３０ｍｍ、長
さ５７００ｍｍの中空素管を製造した。
０ｍｍ、長さ３２８０ｍｍの丸鋼片を穿孔圧延機（ピア
サー）にて穿孔し、直径１７４ｍｍ、肉厚３０ｍｍ、長
さ５７００ｍｍの中空素管を製造した。
【００４２】ピアサープラグの寿命は１パス毎のピアサ
ープラグ頭部または、胴部の変形の有無、焼き付きによ
るピアサープラグ表層部の損傷の有無、ピアサープラグ
割損の有無によりピアサープラグを使用出来なくなった
時の圧延パス回数で評価した。
ープラグ頭部または、胴部の変形の有無、焼き付きによ
るピアサープラグ表層部の損傷の有無、ピアサープラグ
割損の有無によりピアサープラグを使用出来なくなった
時の圧延パス回数で評価した。
【００４３】表２に、熱処理条件、スケール厚み、使用
可能パス回数、耐用度を示す。Ｎｏ．１〜１５が本発明
であり、Ｎｏ．１６〜２０が比較例である。
可能パス回数、耐用度を示す。Ｎｏ．１〜１５が本発明
であり、Ｎｏ．１６〜２０が比較例である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】比較例であるＮｏ．１６はＣ及びＭｏ添加
量が高過ぎて穿孔圧延中にピアサープラグが割損し使用
不能となった。Ｎｏ．１７はＳｉ添加量が高過ぎてスケ
ール層の密着性が劣化し１パス当たりのスケール層の消
耗が激しくピアサープラグに焼付が発生して耐用度が低
下した。Ｎｏ．１８はＳｉ及びｓｏｌ．Ａｌ添加量が低
く溶鋼の脱酸不足により鋳造品にガス欠陥が発生し製品
を採取できなかった。Ｎｏ．１９はＣｕ，Ｂｉ，Ｓｂの
何れも添加されていないためにスケール層の潤滑性が低
下し穿孔圧延中のスケール層の消耗が激しくピアサープ
ラグに焼付が発生して耐用度が低下した。Ｎｏ．２０は
Ｔｉ，Ｃｕ，Ｂｉ，Ｓｂの何れも添加されていないため
にピアサープラグの高温強度が低下するとともにスケー
ル層の潤滑性も低下したために耐用度が激減した。
量が高過ぎて穿孔圧延中にピアサープラグが割損し使用
不能となった。Ｎｏ．１７はＳｉ添加量が高過ぎてスケ
ール層の密着性が劣化し１パス当たりのスケール層の消
耗が激しくピアサープラグに焼付が発生して耐用度が低
下した。Ｎｏ．１８はＳｉ及びｓｏｌ．Ａｌ添加量が低
く溶鋼の脱酸不足により鋳造品にガス欠陥が発生し製品
を採取できなかった。Ｎｏ．１９はＣｕ，Ｂｉ，Ｓｂの
何れも添加されていないためにスケール層の潤滑性が低
下し穿孔圧延中のスケール層の消耗が激しくピアサープ
ラグに焼付が発生して耐用度が低下した。Ｎｏ．２０は
Ｔｉ，Ｃｕ，Ｂｉ，Ｓｂの何れも添加されていないため
にピアサープラグの高温強度が低下するとともにスケー
ル層の潤滑性も低下したために耐用度が激減した。
【００４７】一方、本発明例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．１
５は成分組成が本発明の範囲を全て満足するのでスケー
ル層の厚さも３００ミクロン以上が得られ使用可能パス
回数が飛躍的に向上している。 （実施例２）次に、ピアサープラグの表面にスケール付
け熱処理を行う場合の熱処理条件のピアサープラグの耐
用度への影響を調査した。
５は成分組成が本発明の範囲を全て満足するのでスケー
ル層の厚さも３００ミクロン以上が得られ使用可能パス
回数が飛躍的に向上している。 （実施例２）次に、ピアサープラグの表面にスケール付
け熱処理を行う場合の熱処理条件のピアサープラグの耐
用度への影響を調査した。
【００４８】表３に示す成分組成の鋼を５００ｋｇ高周
波誘導加熱炉により大気溶解し、実施例１と同様に最大
直径１０５ｍｍのピアサープラグを鋳造した。該鋳造ピ
アサープラグは被圧延材と接触する部分を機械切削によ
り仕上げ加工した後、酸化雰囲気中でスケール付け熱処
理を行い１３Ｃｒ継目無鋼管の熱間圧延に供した。
波誘導加熱炉により大気溶解し、実施例１と同様に最大
直径１０５ｍｍのピアサープラグを鋳造した。該鋳造ピ
アサープラグは被圧延材と接触する部分を機械切削によ
り仕上げ加工した後、酸化雰囲気中でスケール付け熱処
理を行い１３Ｃｒ継目無鋼管の熱間圧延に供した。
【００４９】ピアサープラグ表面への酸化スケール付け
熱処理は、炉内を水蒸気雰囲気として、加熱温度を８０
０〜１２００℃まで変化させるとともに加熱保持時間も
２〜８時間に変化させて加熱処理を行つた後６００℃ま
で徐冷しその後大気放冷した。
熱処理は、炉内を水蒸気雰囲気として、加熱温度を８０
０〜１２００℃まで変化させるとともに加熱保持時間も
２〜８時間に変化させて加熱処理を行つた後６００℃ま
で徐冷しその後大気放冷した。
【００５０】上記工程により制作したピアサープラグを
１３Ｃｒ継目無鋼管の熱間圧延に供した結果を表４に示
す。
１３Ｃｒ継目無鋼管の熱間圧延に供した結果を表４に示
す。
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】供試鋼Ａ，Ｂは何れも本発明の成分組成を
満足する鋼種である。比較例Ｎｏ．１は加熱保持時間が
短くスケール層の厚さが薄く穿孔圧延中に焼付を発生し
耐用度が低下した。比較例Ｎｏ．２、Ｎｏ．４は加熱温
度が低くスケール層の生成が十分でなく目的とした効果
が得られなかった。比較例Ｎｏ．５は加熱温度が高過ぎ
て、Ｎｏ．６は加熱温度が高過ぎるとともに加熱保持時
間も短いために、何れもスケール層の緻密性が低下し使
用可能パス回数は低い値となった。一方、本発明である
Ｎｏ．３、Ｎｏ．７は加熱温度、加熱保持時間ともに本
発明の範囲にあるので緻密なスケール層が得られ使用可
能パス回数が飛躍的に向上した。
満足する鋼種である。比較例Ｎｏ．１は加熱保持時間が
短くスケール層の厚さが薄く穿孔圧延中に焼付を発生し
耐用度が低下した。比較例Ｎｏ．２、Ｎｏ．４は加熱温
度が低くスケール層の生成が十分でなく目的とした効果
が得られなかった。比較例Ｎｏ．５は加熱温度が高過ぎ
て、Ｎｏ．６は加熱温度が高過ぎるとともに加熱保持時
間も短いために、何れもスケール層の緻密性が低下し使
用可能パス回数は低い値となった。一方、本発明である
Ｎｏ．３、Ｎｏ．７は加熱温度、加熱保持時間ともに本
発明の範囲にあるので緻密なスケール層が得られ使用可
能パス回数が飛躍的に向上した。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性、耐摩耗性、耐
スケール剥離性に優れているので緻密且つ潤滑性能に優
れた３００ミクロン以上のスケール層厚さを保持した工
具が得られるので、１３Ｃｒ鋼やステンレス鋼等の高合
金継目無鋼管を穿孔圧延する継目無鋼管製造用工具に使
用可能である。
スケール剥離性に優れているので緻密且つ潤滑性能に優
れた３００ミクロン以上のスケール層厚さを保持した工
具が得られるので、１３Ｃｒ鋼やステンレス鋼等の高合
金継目無鋼管を穿孔圧延する継目無鋼管製造用工具に使
用可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 卓実 神奈川県川崎市川崎区白石町２番１号 日 本鋳造株式会社内 (72)発明者 星山 昌之 神奈川県川崎市川崎区白石町２番１号 日 本鋳造株式会社内 (72)発明者 南 雄介 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小田 龍晴 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山崎 基晴 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K042 AA25 BA02 BA03 BA14 CA02 CA04 CA05 CA06 CA08 CA09 CA10 CA12 CA13 CA14 DA06 DC02 DC03 DC04 DE03 DE04 DE06
Claims (4)
- 【請求項１】 mass％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｎｉ：
０．５〜３％、Ｃｒ：０．３〜１％、Ｍｏ：１〜３％、
Ｗ：２〜４％、Ｎｂ：０．２〜０．７％、Ｔｉ：０．０
５〜０．２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．２％を含
有しＣｕ：０．０１〜０．３％、Ｂｉ：０．００１〜
０．０５％、Ｓｂ：０．００１〜０．０５％の１種また
は２種以上を含み、残部実質的にＦｅからなり、表層に
酸化スケール層を有することを特徴とする継目無管製造
用工具。 - 【請求項２】 mass％で、Ｃｏ：５％以下を更に含有す
る請求項１記載の継目無管製造用工具。 - 【請求項３】 mass％で、Ｖ：０．５％以下、Ｂ：０．
０５％以下、Ｌａ：０．０５％以下、Ｃｅ：０．０５％
以下、Ｙ：０．０５％以下の１種または２種以上を更に
含有する請求項１または請求項２記載の継目無管製造用
工具。 - 【請求項４】 請求項１，２または３に記載の成分組成
を有する工具成形体を、酸化雰囲気中で、９５０〜１１
５０℃の加熱温度で４時間以上加熱保持後、６００℃以
下の温度まで徐冷し、その後放冷することを特徴とする
継目無管製造用工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228512A JP3635531B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 継目無管製造用工具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228512A JP3635531B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 継目無管製造用工具及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002047533A true JP2002047533A (ja) | 2002-02-15 |
| JP3635531B2 JP3635531B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=18721785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000228512A Expired - Lifetime JP3635531B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 継目無管製造用工具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3635531B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2896716A1 (en) * | 2012-08-28 | 2015-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Piercing plug and method for manufacturing piercing plug |
| KR20160022258A (ko) * | 2014-08-19 | 2016-02-29 | 신호코쿠 세이테츠 가부시키가이샤 | 이음매 없는 관 제조용 피어서 플러그 |
| EP2902522A4 (en) * | 2012-09-28 | 2016-06-15 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | PUNCHING TOOL MATERIAL FOR PRODUCING A SEAMLESS STEEL TUBE AND METHOD FOR PRODUCING THE MATERIAL |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017051632A1 (ja) | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 新日鐵住金株式会社 | ピアサープラグ及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000228512A patent/JP3635531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2896716A1 (en) * | 2012-08-28 | 2015-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Piercing plug and method for manufacturing piercing plug |
| EP2896716A4 (en) * | 2012-08-28 | 2016-06-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | DRILLING BIT AND METHOD FOR MANUFACTURING DRILLING BIT |
| US10300513B2 (en) | 2012-08-28 | 2019-05-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Piercing plug and manufacturing method of piercing plug |
| EP2902522A4 (en) * | 2012-09-28 | 2016-06-15 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | PUNCHING TOOL MATERIAL FOR PRODUCING A SEAMLESS STEEL TUBE AND METHOD FOR PRODUCING THE MATERIAL |
| JPWO2014050975A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-08-22 | 新報国製鉄株式会社 | シームレス鋼管製造用ピアサープラグ用素材およびその製造方法 |
| KR20160022258A (ko) * | 2014-08-19 | 2016-02-29 | 신호코쿠 세이테츠 가부시키가이샤 | 이음매 없는 관 제조용 피어서 플러그 |
| KR102320752B1 (ko) * | 2014-08-19 | 2021-11-02 | 신호코쿠 세이테츠 가부시키가이샤 | 이음매 없는 관 제조용 피어서 플러그 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3635531B2 (ja) | 2005-04-06 |
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