JP2002282933A - 冷間引き抜きによる角型異形鋼管の製造方法 - Google Patents

冷間引き抜きによる角型異形鋼管の製造方法

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JP2002282933A
JP2002282933A JP2001089109A JP2001089109A JP2002282933A JP 2002282933 A JP2002282933 A JP 2002282933A JP 2001089109 A JP2001089109 A JP 2001089109A JP 2001089109 A JP2001089109 A JP 2001089109A JP 2002282933 A JP2002282933 A JP 2002282933A
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Shinya Sakamoto
真也 坂本
Yoshio Terada
好男 寺田
Daigo Sumimoto
大吾 住本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電縫鋼管、鍛接鋼管、継目無鋼管等を冷間引
き抜きする方法において、ダイス1、プラグ2の焼き付
き、引き抜き中の材料の破断が発生せずに、寸法精度の
良い角型異形鋼管の製造方法を提供すること。 【解決手段】 辺の長さがそれぞれa(mm)、b(m
m){a≧b}の基本矩形断面における4つの角の切り
欠き形状部の一辺の長さがc(mm)の角型異形鋼管を
外径D(mm)の鋼管3から冷間引き抜きにより製造す
る方法において、鋼管3がダイス1に接触する位置から
所定の形状に変化するまでのダイスの引き抜き方向の長
さをLとすると、20(mm)≦L≦120(mm)と
し、さらに(1)、(2)式の関係を満足することを特
徴とする角型異形鋼管の製造方法。 √{a2+(b−2c)2}<D<√{a2+b2} …
(1) 0≦c<(1/2)×b かつ a≧b …
(2)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は寸法精度が良くかつ
衝撃軸圧潰特性および衝撃曲げ特性の優れた角型異形鋼
管の製造に関するものであり、電縫鋼管、鍛接鋼管、継
目無鋼管あるいはその他の方法によって製造された鋼管
を冷間引き抜きにより角型異形鋼管を製造する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に角型異形鋼管を製造する方法とし
て大きく分けると2つに分類することができる。一つは
所定の幅の帯鋼を数段のスタンドを使用したロ−ル成形
にて管状にした後、溶接し鋼管にする。その後、数段の
絞りスタンドを使用して鋼管から角型異形鋼管を連続的
に製造する方法である。この方法は一般的に広く使用さ
れており、高能率でしかも低コストで製造できる利点が
ある。しかしながら、角型異形鋼管の特定の部位を偏肉
させることは困難である。このため、もう一つの方法は
電縫鋼管、鍛接鋼管、継目無鋼管あるいはその他の方法
にて製造された鋼管をダイスとプラグにて角型異形鋼管
を製造する方法である。この方法は特開昭61-52930号公
報あるいは特開昭63-157719号公報に示すようにダイス
とプラグがあれば種々の形状の角型異形鋼管が少量でも
能率よく製造できる利点がある。しかし、リダクション
を大きくとると、ダイス、プラグに焼き付きが生じ、寸
法精度が悪くなり品質を著しく劣化させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】先に述べた様に電縫鋼
管、鍛接鋼管、継目無鋼管あるいはその他の方法にて製
造された鋼管をダイスとプラグにて角型異形鋼管を製造
する方法においてはリダクションが大きくなるとダイス
とプラグにかかる面圧が高くなり、ダイス、プラグに焼
き付きが発生したり、材料が引き抜き中に破断すること
がある。ダイス、プラグの焼き付きを防止する方法とし
て特開昭63-157719号公報があるが、ダイスとプラグに
かかる面圧が高くなるとダイス、プラグの焼き付き、さ
らに引き抜き中に材料が破断する。一方、面圧が低いと
形状、寸法精度が悪くなる。本発明はこの様な電縫鋼
管、鍛接鋼管、継目無鋼管あるいはその他の方法にて製
造された鋼管をダイスとプラグを用いて冷間引き抜きに
より製造する方法において、ダイス、プラグの焼き付
き、引き抜き中の材料の破断が発生せずに、寸法精度の
良い角型異形鋼管の製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記知見に基
づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりで
ある。 (1)辺の長さがそれぞれa(mm)、b(mm){a
≧b}の基本矩形断面における4つの角の切り欠き形状
部の一辺の長さがc(mm)の角型異形鋼管を外径D
(mm)の鋼管から冷間引き抜きにより製造する方法に
おいて、鋼管がダイスに接触する位置から所定の形状に
変化するまでのダイスの引き抜き方向の長さをLとする
と、20(mm)≦L≦120(mm)とし、さらに
、式の関係を満足することを特徴とする角型異形鋼
管の製造方法。 √{a2+(b−2c)2}<D<√{a2+b2} … 0≦c<(1/2)×b かつ a≧b … (2)辺の長さがそれぞれa(mm)、b(mm){a
≧b}の基本矩形断面における4つの角の切り欠き形状
部の一辺の長さがc(mm)の角型異形鋼管を外径D
(mm)の鋼管から冷間引き抜きにより製造する方法に
おいて、鋼管がダイスに接触する位置から所定の形状に
変化するまでのダイスの引き抜き方向の長さをLとする
と、20(mm)≦L≦120(mm)とし、鋼管とダ
イス・プラグとの摩擦係数μが0.05〜0.30である
こと、さらに(1)、(2)式の関係を満足することを
特徴とする角型異形鋼管の製造方法。 √{a2+(b−2c)2}<D<√{a2+b2} …(1) 0≦c<(1/2)×b かつ a≧b …(2)
【0005】
【発明の実施の形態】本発明について、図面により説明
する。図1は鋼管から角型異形鋼管に製造する方法を示
す図であり、図1(a)はダイス1、プラグ2、鋼管3
の位置関係を横から見た図、図1(b)は引き抜き前の
鋼管の断面、図1(c)は引抜き後の角型異形鋼管の断
面を示す図である。鋼管3をダイス1、プラグ2に通して
角型異形鋼管にするものである。鋼管3を角型異形鋼管
に製造する方法においては、周方向各部でのリダクショ
ンが異なり、リダクションが非常に高い部分と低い部分
が発生する。リダクションが高ければダイス1、プラグ2
にかかる面圧が高くなり焼き付きが発生したり、更に材
料の加工硬化度も高くなれば引き抜き中に割れが発生し
たり、引き抜き中に材料が破断することがある。一方、
リダクションが低いと形状、寸法精度が悪くなる。特
に、角型異形鋼管の辺部4および切り欠き形状部5の形
状、肉厚の寸法精度の厳しい仕様のものは製造できなく
なる。
【0006】本発明はこの様な問題点を解決するために
ダイス1とプラグ2の形状を最適化しようとするものであ
る。まず、ダイス1の入口は所定の角型異形鋼管より大
きく、かつ角型異形鋼管の対角線の長さが鋼管の径より
大きい形状にする。プラグ2は鋼管3の内面に挿入するた
め、図2に示すように鋼管3の外径Dは√{a2+(b−
2c)2}より大きくするようなプラグ2と鋼管3の位置
関係にする。一方、鋼管3の外径Dが√{a2+b2}以
上であると、引き抜きでの鋼管3のリダクションが高く
なり、ダイス1、プラグ2にかかる面圧が高くなり焼き付
きが発生したり、更に材料の加工硬化度が高くなること
で、引き抜き中に割れが発生したり、材料が破断したり
することがある。よって、図2に示すように鋼管3の外
径Dは√{a2+b2}より小さくするようなプラグ2と
鋼管3の位置関係にする。
【0007】辺の長さがそれぞれa(mm)、b(m
m){a≧b}の基本矩形断面における4つの角の切り
欠き形状部の一辺の長さがc(mm)の角型異形鋼管を
外径D(mm)の鋼管から製造する場合、 √{a2+(b−2c)2}<D<√{a2+b2} とする。
【0008】切り欠き形状部5の一辺の長さc(mm)
は基本矩形断面の短い辺b(mm)の半分の長さ未満で
なければ所定の角型異形鋼管は製造できなくなる。した
がって、切り欠き形状部5の一辺の長さc(mm)は 0≦c<(1/2)×b かつ a≧b とする。
【0009】鋼管3がダイス1に接触する位置から所定の
形状に変化するまでのダイスの引き抜き方向の長さLが
20(mm)≦L≦120(mm)にした。鋼管3がダ
イス1に接触する位置から所定の形状に変化するまでの
ダイス1の引き抜き方向の長さLが120(mm)を超
えると円周方向各部でのリダクションが異なり、リダク
ションが高い部分と低い部分が発生する。リダクション
が高ければダイス1、プラグ2にかかる面圧が高くなり焼
き付きが発生する。さらに、材料の加工硬化度も高くな
れば引き抜き中に割れが発生したり、材料が引き抜き中
に破断する。このことから、鋼管3がダイス1に接触する
位置から所定の形状に変化するまでのダイス1の引き抜
き方向の長さLを120(mm)以下とする。鋼管3が
ダイス1に接触する位置から所定の形状に変化するまで
のダイス1の引き抜き方向の長さLが20(mm)未満
では形状、寸法精度が悪くなる。
【0010】特に、角型異形鋼管の辺部の平滑度および
切り欠き形状部5の形状、寸法精度が悪く、寸法精度の
厳しい仕様のものは製造できなくなる。また、角型異形
鋼管の加工硬化度も小さく、冷間引き抜きによる強度上
昇が期待できない。このことから、鋼管3がダイス1に接
触する位置から所定の形状に変化するまでのダイス1の
引き抜き方向の長さLを20(mm)以上とする。ダイ
スの形状は入側が最終形状である角型異形鋼管の相似形
から徐々に最終形状の角型異形鋼管になるようなダイ
ス、あるいは入側の形状が円形で出側が最終形状の角型
異形鋼管となるダイスのどちらでも良い。
【0011】つぎに、本製造方法において、鋼管3とダ
イス1、プラグ2との摩擦係数μが0.05〜0.30であ
ることについて説明する。
【0012】摩擦係数μの測定方法は、ダイス、プラグ
と同一の材質を平面型に加工した治具と冷間引き抜きに
使用する鋼管の鋼板を用いてビ−ド引き抜き試験により
測定する。摩擦係数μが0.30を超えると、鋼管3の円
周方向各部にかかるリダクションが高く、ダイス1、プ
ラグ2に焼き付きが発生したり、引き抜き中に材料の割
れや破断が発生する。このことから、鋼管3とダイス1、
プラグ2との摩擦係数μを0.30以下とする。摩擦係数
μが0.05未満であると、角型異形鋼管の辺部4の平滑
度および切り欠き形状部5の形状、寸法精度が悪く、寸
法精度の厳しい仕様のものは製造できなくなる。また角
型異形鋼管の加工硬化度も小さく、冷間引き抜きによる
強度上昇が期待できない。このことから、鋼管3とダイ
ス1、プラグ2との摩擦係数μを0.05以上とする。
【0013】本発明の製造方法により製造した角型異形
鋼管は辺部4および切り欠き形状部5の寸法精度が優れて
いる。
【0014】
【実施例】表1に本発明法と従来法で製造した角型異形
鋼管を比較する。本発明により製造した角型異形鋼管は
寸法精度が優れており、角型異形鋼管の辺部および切り
欠き形状部の寸法精度は0.5%未満となっている。一
方、従来法で製造した角型異形鋼管は寸法精度が悪い。
さらに、ダイス、プラグの焼き付きの発生、引き抜き中
に材料の破断が発生する。本発明法により製造した角型
異形鋼管は寸法精度が優れており、さらに、衝撃軸圧潰
特性および衝撃曲げ特性の優れた部材となっている。寸
法精度は次の式で表される。 寸法精度={|(所定の辺部および切り欠き形状部の長
さ)−(製造後の辺部および切り欠き形状部の長さ)
|}/(所定の辺部および切り欠き形状部の長さ)×10
0
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】電縫鋼管、鍛接鋼管、継目無鋼管あるい
はその他の方法によって製造された鋼管を冷間引き抜き
により角型異形鋼管を製造するに際し、本発明のダイス
・プラグを使用することで、寸法精度が良くかつ衝撃軸
圧潰特性および衝撃曲げ特性の優れた角型異形鋼管を製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼管から角型異形鋼管に製造する方法を示す図
であり、(a)はダイス、プラグ、鋼管の位置関係を横
から見た図、(b)は引き抜き前の鋼管の断面、(c)
は引抜き後の角型異形鋼管の断面を示す図である。
【図2】鋼管とプラグの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
1 ダイス 2 プラグ 3 鋼管 4 辺部 5 切り欠き形状部 L ダイスの引き抜き方向の長さ D 鋼管の外径 a 基本矩形断面の長い辺 b 基本矩形断面の短い辺 c 切り欠き形状部の一辺の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住本 大吾 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 Fターム(参考) 4E028 EB01 4E096 EA02 EA16 EA22 FA02 FA06 FA08 FA22 FA25 KA09

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 辺の長さがそれぞれa(mm)、b(m
    m){a≧b}の基本矩形断面における4つの角の切り
    欠き形状部の一辺の長さがc(mm)の角型異形鋼管を
    外径D(mm)の鋼管から冷間引き抜きにより製造する
    方法において、鋼管がダイスに接触する位置から所定の
    形状に変化するまでのダイスの引き抜き方向の長さをL
    とすると、20(mm)≦L≦120(mm)とし、さ
    らに(1)、(2)式の関係を満足することを特徴とす
    る角型異形鋼管の製造方法。 √{a2+(b−2c)2}<D<√{a2+b2} …(1) 0≦c<(1/2)×b かつ a≧b …(2)
  2. 【請求項2】 辺の長さがそれぞれa(mm)、b(m
    m){a≧b}の基本矩形断面における4つの角の切り
    欠き形状部の一辺の長さがc(mm)の角型異形鋼管を
    外径D(mm)の鋼管から冷間引き抜きにより製造する
    方法において、鋼管がダイスに接触する位置から所定の
    形状に変化するまでのダイスの引き抜き方向の長さをL
    とすると、20(mm)≦L≦120(mm)とし、鋼
    管とダイス・プラグとの摩擦係数μが0.05〜0.30
    であること、さらに(1)、(2)式の関係を満足する
    ことを特徴とする角型異形鋼管の製造方法。 √{a2+(b−2c)2}<D<√{a2+b2} …(1) 0≦c<(1/2)×b かつ a≧b …(2)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102716934A (zh) * 2012-06-18 2012-10-10 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种大口径不锈钢方管的成型方法
CN110397218A (zh) * 2019-08-15 2019-11-01 任自放 装配式建筑的围护结构及使用的钢管柱及钢管柱加工工艺

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Effective date: 20080603