JP2005059069A - Method for hot-piercing billet for hot-extrusion pipe-making - Google Patents

Method for hot-piercing billet for hot-extrusion pipe-making Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a lateral broken flaw developed on the outer surface of a billet when the billet for pipe-making is hot-pierced by a hot-extrusion. <P>SOLUTION: In a method for hot-piercing the billet for hot-extrusion pipe-making by charging the hollow billet being supplied for the pipe-making by the hot-extrusion into a container and using a plug having i (mm) diameter, the inner surface of the container has a tapered surface opened upward and the above hollow billet is constituted of the billet body part and the billet bottom part containing the lower end part of the hollow billet and close to the inner surface of the container. When the diameter of the billet body part is expressed as D (mm), the diameter of the lower end part at the bottom part of the billet as d (mm) and the length at the bottom part of the billet as L (mm), the outer surface shape of the hollow billet is set to satisfy expression (1): d≤D-6 mm and expression (2): L≥(D-i)/2. It is desirable to adopt the method to the above hollow billet formed of a material to be difficult to work. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ユージン・セジュルネ製管に供給される熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法に関し、さらに詳しくは、製管用ビレットをコンテナ内に装入して熱間穿孔する場合に、ビレットの外面に発生する横切れ疵を防止することができる、難加工材の加工に最適な熱間穿孔方法に関するものである。   The present invention relates to a hot drilling method for a hot-extrusion pipe billet supplied to Eugene Sejurune pipe, and more specifically, when a billet for pipe manufacturing is inserted into a container and hot drilled, The present invention relates to a hot drilling method optimal for processing difficult-to-process materials, which can prevent cross-cuts generated on the outer surface.

熱間押出用の潤滑剤としてガラスを使用するユージン・セジュルネ製管法は、ビレットに比較的高加工度を加えることができ、製管性に優れることから、高合金等の難加工材を素材とする継目無管の製造に多用されている。この熱間押出に供給される製管用ビレットは、押出プレスのマンドレルが挿入できるように、予め機械加工によってガイドホールが切削され、中空形状に加工される。   The Eugene Sejurune pipe manufacturing method, which uses glass as a lubricant for hot extrusion, can add a relatively high degree of workability to the billet and is excellent in pipe forming ability. It is often used in the manufacture of seamless pipes. The billet for pipe making supplied to the hot extrusion is processed into a hollow shape by cutting a guide hole in advance by machining so that a mandrel of an extrusion press can be inserted.

ところが、大径マンドレルを用いてビレットを押出製管する場合には、それに応じたビレットの下孔加工が必要になり、下孔加工に要する機械能率が著しく低下するとともに、歩留まり損失も増加する。このため、通常、この熱間製管法では、押出プレスに供給される製管用ビレットには、予備加工として熱間穿孔が行われる。   However, when a billet is extruded by using a large-diameter mandrel, it is necessary to prepare a billet hole corresponding to the billet, and the mechanical efficiency required for the hole preparation is remarkably lowered and the yield loss is also increased. For this reason, normally, in this hot pipe making method, hot drilling is performed as a preliminary process on the billet for pipe making supplied to the extrusion press.

図1は、製管用ビレットの予備加工として行われる熱間穿孔法の加工工程を説明する図である。図1(a)はコンテナ内に中空ビレットを装入した状況を、同(b)は中空ビレットを穿孔する過程を、同(c)は穿孔後の中空ビレットの状況をそれぞれ示している。   FIG. 1 is a view for explaining a processing step of a hot drilling method performed as a preliminary processing of a billet for pipe making. FIG. 1 (a) shows a situation where a hollow billet is inserted into a container, FIG. 1 (b) shows a process of drilling the hollow billet, and FIG. 1 (c) shows a situation of the hollow billet after drilling.

図1(a)に示すように、予め機械加工された20〜30mmのガイドホール1aを持った中空ビレット1を1100〜1200℃程度に加熱した後、ビレット底部がコンテナの内面に当接する状態で装入する。その後、中空ビレット1の上面、またはガイドホール1aの内面にガラス潤滑剤が施される。   As shown in FIG. 1 (a), after heating the hollow billet 1 having a 20-30 mm guide hole 1a machined in advance to about 1100-1200 ° C., the billet bottom is in contact with the inner surface of the container. Insert. Thereafter, a glass lubricant is applied to the upper surface of the hollow billet 1 or the inner surface of the guide hole 1a.

次に、図1(b)、(c)に示すように、所定径のエキスパンション用のプラグ3をマンドレル4に装着し、中空ビレット1の内径を押広げながら穿孔する。その後、穿孔されたビレット1は、下方向からエジェクタにより突き上げられてコンテナ2から抽出され、再加熱されたのち、ユージン・セジュルネ製管に供給される。   Next, as shown in FIGS. 1B and 1C, an expansion plug 3 having a predetermined diameter is attached to the mandrel 4, and the hollow billet 1 is perforated while expanding the inner diameter. Thereafter, the perforated billet 1 is pushed up by an ejector from below, extracted from the container 2, reheated, and then supplied to the Eugene Sejurune tube.

通常、コンテナ2にはビレットの装入および抽出時の作業性を考慮して、その内面にテーパが設けられている。そして、コンテナ内面に設けられたテーパ角度θは、0.02°〜0.10°の範囲である。熱間穿孔後のビレット外径はコンテナ内径で規定され、上記のテーパ角度θの範囲内となる。   Usually, the container 2 is provided with a taper on its inner surface in consideration of workability during billet charging and extraction. And taper angle (theta) provided in the container inner surface is the range of 0.02 degree-0.10 degree. The billet outer diameter after hot drilling is defined by the container inner diameter and falls within the range of the taper angle θ.

図1に示す熱間穿孔において、高Cr−高Niの組成で構成され、合金元素を多く含む高合金、またはTiを含有する合金鋼などの難加工材では、前記図1(c)のB部で示すビレット1の底部の外面に横切れ疵が発生し易くなる。横切れ疵は、ビレット軸に対し垂直な方向にちぎれ状の欠陥として発生するものであり、ビレット素材の品質に起因して発生すると考えられている。   In the hot drilling shown in FIG. 1, in a difficult-to-work material such as a high alloy composed of a high Cr-high Ni composition and containing many alloy elements, or an alloy steel containing Ti, B in FIG. It becomes easy to generate cross-cuts on the outer surface of the bottom of the billet 1 indicated by the part. Transverse wrinkles occur as tear-like defects in a direction perpendicular to the billet axis, and are considered to occur due to the quality of the billet material.

熱間穿孔でビレット内面に横切れ疵が発生すると、熱間押出後の継目無管にも残存し、製品不良の原因となる。したがって、横切れ疵等の外面疵が発生し易い難加工材を熱間押出する場合には、熱間穿孔を終えたビレットを冷却し、機械加工による外面疵を除去した後、再び加熱し熱間押出を実施している。そのため、作業能率が低下するとともに、使用熱量が増加し、さらに歩留が悪化することから製造コストの増加要因となっている。   If cross-cuts are generated on the inner surface of the billet by hot drilling, they remain in the seamless pipe after hot extrusion, causing a product defect. Therefore, in the case of hot extrusion of difficult-to-process materials that are prone to external defects such as cross-cut defects, the billet after hot drilling is cooled, the external defects are removed by machining, and then heated again. Extrusion is performed. For this reason, the work efficiency is reduced, the amount of heat used is increased, and the yield is further deteriorated, which causes an increase in manufacturing cost.

従来から、熱間穿孔および熱間押出において、被加工材である中空ビレットや押出管に発生する外面疵を防止する製造方法が提案されている。例えば、特許文献1では、熱間押出に用いられる製管用ビレットの製造方法に関する発明であるが、熱間穿孔加工で発生するバリの影響を熱間押出加工に及ぼさないようにして外面疵を防止し、さらに熱間穿孔での偏肉率を改善できる製造方法を提案している。   2. Description of the Related Art Conventionally, a manufacturing method for preventing external flaws generated in a hollow billet or extruded tube as a workpiece in hot drilling and hot extrusion has been proposed. For example, Patent Document 1 is an invention relating to a manufacturing method of a billet for pipe making used for hot extrusion, but prevents external burr by preventing the influence of burrs generated in hot drilling from affecting hot extrusion. Furthermore, a manufacturing method that can improve the uneven thickness ratio in hot drilling has been proposed.

また、特許文献2では、押出加工時の潤滑不良に起因する外面疵を防止するため、熱間穿孔で押広げ穿孔される端面、すなわち押出プレスによる押出先端となる側の端面外周部を所定の曲面形状に加工する製管方法を提案している。押出先端部を滑らかな曲面形状で構成することによって、安定した潤滑状況を確保して、外面疵をなくすものである。   Further, in Patent Document 2, in order to prevent external flaws due to poor lubrication during extrusion processing, an end surface that is widened by hot drilling, that is, an outer peripheral portion of an end surface on the side that becomes an extrusion tip by an extrusion press is specified. We have proposed a pipe making method to process into a curved shape. By configuring the extrusion tip with a smooth curved surface, a stable lubrication state is secured and the outer surface flaws are eliminated.

しかしながら、特許文献1、2で提案される製管用ビレットの製造方法および熱間押出の製管方法は、いずれも熱間押出時の外面疵の抑制を対象としており、熱間穿孔で発生する外面疵、しかもをビレット素材の品質に起因する横切れ疵の防止を意図するものではない。   However, the manufacturing method of the billet for pipe making and the pipe manufacturing method of hot extrusion proposed in Patent Documents 1 and 2 are all aimed at suppressing outer surface flaws during hot extrusion, and the outer surface generated by hot drilling. It is not intended to prevent wrinkles that are caused by the quality of billet material.

特開昭62−54538号公報JP 62-54538 A

特開平1−91910号公報JP-A-1-91910

前述の通り、熱間穿孔で製管用ビレットの外面に横切れ疵が発生すると、熱間押出後の製品品質にも影響を及ぼすことになる。そこで、横切れ疵を発生し易いビレットの熱間穿孔後に、そのビレットを冷却し、機械加工による横切れ疵を除去する対策を採用することができるが、製造コストの増加要因となる。   As described above, the occurrence of cross-cuts on the outer surface of the pipe making billet by hot drilling also affects the product quality after hot extrusion. Thus, after hot drilling of a billet that is prone to generate cross-cut wrinkles, it is possible to employ measures to cool the billet and remove the cross-cut wrinkles by machining, but this increases the manufacturing cost.

さらに、横切れ疵の発生を防止するため、穿孔加工での歪み速度が低くなるように穿孔スピードを低速にすることもできる。しかし、穿孔スピードを低速にすれば、熱間穿孔での生産性が著しく低下し、製管用ビレットの加工費を増大させることになるので、有効な対策とすることができない。   Furthermore, in order to prevent the occurrence of cross-cut wrinkles, the drilling speed can be lowered so that the strain rate in the drilling process is reduced. However, if the drilling speed is reduced, the productivity in hot drilling is significantly reduced, and the processing cost of the billet for pipe making is increased, so it cannot be an effective measure.

本発明は、このような熱間穿孔で発生する横切れ疵の問題点に鑑みてなされたものであり、製管用ビレットの熱間穿孔に際し、中空ビレットの外面形状を適切に管理することによって、穿孔後のビレット外面に発生する横切れ疵を防止することができる、熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the problem of cross-cut flaws generated by such hot drilling, and in the hot drilling of the billet for pipe making, the outer surface shape of the hollow billet is appropriately managed to perform drilling. An object of the present invention is to provide a hot drilling method for a hot-extrusion pipe billet that can prevent cross-cuts generated on the outer surface of the billet later.

本発明者は、上記の課題を解決するため、熱間穿孔時にビレット外面に発生する横切れ疵を防止できる穿孔加工法について、各種のビレット材質、ビレット形状、および表面性状等を変動させながら検討を行った。その結果、熱間穿孔の際に生じるビレット外表面の温度変動が、熱間加工性に影響を及ぼすことに着目した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has studied a drilling method capable of preventing transverse flaws generated on the outer surface of the billet during hot drilling while varying various billet materials, billet shapes, surface properties, and the like. went. As a result, we focused on the fact that the temperature variation of the billet outer surface that occurs during hot drilling affects the hot workability.

熱間穿孔に際して、コンテナの上方向からビレットを装入すると、ビレット底部の端部外周はテーパを設けられたコンテナ内面と当接する。このため、1100〜1200℃程度と高温に加熱されたビレットは、コンテナから抜熱作用を受ける。このため、ビレット底部では、穿孔加工までの待ち時間にもよるが、100℃程度の温度低下となる。これにともなって、ビレット底部の外面部では熱間加工性が著しく悪化する。   When the billet is inserted from above the container during hot drilling, the outer periphery of the end of the billet bottom comes into contact with the tapered inner surface of the container. For this reason, the billet heated to about 1100-1200 degreeC receives heat removal effect from a container. For this reason, at the bottom of the billet, although it depends on the waiting time until drilling, the temperature drops by about 100 ° C. Accordingly, hot workability is remarkably deteriorated at the outer surface portion of the billet bottom.

したがって、この状態で熱間穿孔を実施すると、ビレット底部での熱間加工性の悪化に合わせ、長手方向の引張力がビレット底部に集中することから、ビレット外面の該当箇所に横切れ疵が発生し、更に進展することになる。   Therefore, if hot drilling is performed in this state, the longitudinal tensile force concentrates on the billet bottom in accordance with the deterioration of hot workability at the billet bottom. Further progress will be made.

コンテナからの抜熱作用を低減させるため、コンテナを約500℃のに予熱してビレットを装入すると、予熱直後には抜熱作用の低減を図ることができるが、穿孔本数が増加するのにともなって、コンテナの温度は徐々に低下する。その結果、穿孔加工の継続にともなって、ビレット底部での温度低下が発生し、ビレット外面に横切れ疵が発生するので、有効な対策とならない。   In order to reduce the heat removal effect from the container, preheating the container to about 500 ° C. and inserting the billet can reduce the heat removal effect immediately after preheating, but the number of perforations increases. At the same time, the temperature of the container gradually decreases. As a result, as the drilling process continues, a temperature drop at the bottom of the billet occurs and a cross-cut flaw occurs on the outer surface of the billet, which is not an effective measure.

コンテナからの抜熱作用を低減するには、中空ビレットのいずれの部位もコンテナ内面に当接しないようにする必要がある。特に、長手方向の引張力が集中し易いビレット底部では、コンテナとの接触を回避しなければならない。すなわち、前記図1(a)に示すような、ビレット底部がコンテナの内面に当接する状態をなくすため、ビレット底部の直径をビレット本体部の直径より小さくする。これにより、ビレット底部の温度低下が防止でき、その外面に発生する横切れ疵を防止することができる。   In order to reduce the effect of removing heat from the container, it is necessary to prevent any part of the hollow billet from coming into contact with the inner surface of the container. In particular, at the billet bottom where the tensile force in the longitudinal direction tends to concentrate, contact with the container must be avoided. That is, the diameter of the billet bottom is made smaller than the diameter of the billet main body in order to eliminate the state in which the billet bottom contacts the inner surface of the container as shown in FIG. Thereby, the temperature fall of a billet bottom part can be prevented and the cross-cut flaw which generate | occur | produces on the outer surface can be prevented.

前述した特許文献1、2でも熱間穿孔時にビレット底部の端部を加工することが示されている。具体的には、特許文献1の第1図では、該当する端部外周にR加工(3A’)が施されていることが開示されている。また、特許文献2では、第2図でビレット底部の端部に曲率半径5〜80mmの曲面形状を加工することが示されており、更に第6図では同じく端部にテーパ部を設けることが示されている。   Patent Documents 1 and 2 mentioned above also show that the end of the billet bottom is processed during hot drilling. Specifically, FIG. 1 of Patent Document 1 discloses that R processing (3A ′) is performed on the outer periphery of the corresponding end portion. Further, in Patent Document 2, it is shown in FIG. 2 that a curved surface shape having a radius of curvature of 5 to 80 mm is processed at the end of the billet bottom, and in FIG. 6, a tapered portion is similarly provided at the end. It is shown.

しかしながら、特許文献1、2で示すR加工やテーパ加工程度ではコンテナからの抜熱作用を低減させるには十分でなく、特に、難加工材の熱間穿孔に際しては、横切れ疵の発生を防止することができない。したがって、コンテナからの抜熱作用し、ビレット底部の温度低下を防止するには、単に、ビレット底部でのコンテナとの接触を回避するだけでなく、ビレットの外面形状を適切に管理する必要があることを知見した。   However, the R processing and the taper processing shown in Patent Documents 1 and 2 are not sufficient to reduce the heat removal action from the container, and in particular, when hot drilling of difficult-to-process materials, the occurrence of cross-cut flaws is prevented. I can't. Therefore, in order to remove heat from the container and prevent a temperature drop at the bottom of the billet, it is necessary not only to avoid contact with the container at the bottom of the billet, but also to appropriately manage the outer shape of the billet. I found out.

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記(1)および(2)の熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法を要旨としている。
(1)熱間押出による製管用として供給される中空ビレットをコンテナ内に装入し、直径i(mm)のプラグを用いて熱間穿孔する方法であって、前記コンテナの内面は上方向に開くテーパを設けており、前記中空ビレットはビレット本体部と、中空ビレットの下端部を含み前記コンテナの内面と近接するビレット底部とで構成され、前記ビレット本体部の直径はD(mm)であり、前記ビレット底部の下端部の直径をd(mm)とし、前記ビレット底部の長さをL(mm)とする場合に、前記中空ビレットの外面形状が下記(1)式および(2)式を満足することを特徴とする熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法である。
The present invention has been completed on the basis of the above findings, and the gist of the present invention is the hot drilling method of the billet for hot extrusion pipe making of the following (1) and (2).
(1) A method of inserting a hollow billet supplied for pipe making by hot extrusion into a container and hot drilling using a plug having a diameter i (mm), the inner surface of the container facing upward An open taper is provided, and the hollow billet is composed of a billet main body and a billet bottom including the lower end of the hollow billet and close to the inner surface of the container, and the diameter of the billet main body is D (mm) When the diameter of the lower end of the billet bottom is d (mm) and the length of the billet bottom is L (mm), the outer shape of the hollow billet is expressed by the following formulas (1) and (2): A hot drilling method for a billet for hot extrusion pipe making, characterized by being satisfied.

d ≦ D−6mm ・・・ (1)
L ≧ (D−i)/2 ・・・ (2)
(2)上記(1)の熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法では、前記中空ビレットが難加工材で構成されている場合に採用するのが望ましい。
d ≤ D-6mm (1)
L ≧ (Di) / 2 (2)
(2) In the hot perforation method of a billet for hot extrusion pipe making of (1) above, it is desirable to employ when the hollow billet is made of a difficult-to-work material.

本発明の熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法によれば、製管用ビレットの熱間穿孔に際し、中空ビレットの外面形状を適切に管理することによって、コンテナからの抜熱作用の影響をなくすとともに、中空ビレットの下端近傍部でのすべり発生を阻止して、穿孔後のビレット外面に発生する横切れ疵を防止することができる。したがって、この熱間穿孔方法を採用すれば、ユージン・セジュルネ製管による熱間製管を高い生産性で、かつ良好な歩留まりで効率的に実施することができる。   According to the hot drilling method of a hot-extrusion pipe making billet of the present invention, the hot drilling of the pipe making billet eliminates the influence of the heat removal action from the container by appropriately managing the outer shape of the hollow billet. At the same time, it is possible to prevent slippage in the vicinity of the lower end of the hollow billet, and to prevent cross-cuts generated on the outer surface of the billet after drilling. Therefore, by adopting this hot drilling method, hot pipe production by Eugene Sejurune pipe can be carried out efficiently with high productivity and good yield.

本発明の穿孔方法では、製管用として供給される中空ビレットを装入するコンテナは、その内面には上方向に開くテーパを設けることを前提とする。前述の通り、内面に設けられたテーパは、コンテナへの中空ビレットの装入および抽出時の作業性を考慮したものであり、その角度θは0.02°〜0.10°の範囲である。   In the drilling method of the present invention, it is premised that the container for charging the hollow billet supplied for pipe making is provided with a taper that opens upward on the inner surface thereof. As described above, the taper provided on the inner surface takes into consideration the workability at the time of loading and extracting the hollow billet into the container, and the angle θ is in the range of 0.02 ° to 0.10 °. .

上方向に開くテーパを設けたコンテナに中空ビレットを装入した状態は、前記図1(a)に示すように、ビレット底部がコンテナの内面に当接するようになる。このため、高温に加熱されたビレットは、コンテナから抜熱作用を受けるので、ビレット底部で温度低下が発生し、これにともなってビレットの該当箇所での熱間加工性が著しく悪化する。   When the hollow billet is inserted into the container provided with the taper that opens upward, the bottom of the billet comes into contact with the inner surface of the container as shown in FIG. For this reason, since the billet heated to high temperature receives a heat removal action from the container, a temperature drop occurs at the bottom of the billet, and accordingly, the hot workability at the corresponding portion of the billet is remarkably deteriorated.

本発明者の検討によれば、コンテナ内面に設けられた上方向に開くテーパ角度θを0.02°〜0.10°を前提とした場合に、コンテナからの抜熱作用の影響をなくすには、下記(1)式の条件を満足する必要がある。(1)式では、ビレット本体部の直径をD(mm)とし、ビレット下端部の直径をd(mm)としており、直径で6mm以上の差を設ける必要があることを示している。   According to the study of the present inventor, when the taper angle θ provided on the inner surface of the container and opening upward is assumed to be 0.02 ° to 0.10 °, the effect of heat removal from the container is eliminated. Needs to satisfy the condition of the following formula (1). In the formula (1), the diameter of the billet main body is D (mm) and the diameter of the lower end of the billet is d (mm), which indicates that it is necessary to provide a difference of 6 mm or more in diameter.

d ≦ D−6mm ・・・ (1)
図2は、本発明の穿孔方法で採用する中空ビレットの外面形状の一例を示す図である。同図に示すように、ビレット1は穿孔プレスが挿入できるように、予め機械加工によってガイドホール1aが切削され中空形状に加工されている。そして、この中空ビレット1はビレット本体部と、中空ビレットの下端部を含むビレット底部とで構成される。ビレット底部の長さはL(mm)で示されるが、このビレット底部は、コンテナに装入されて穿孔加工される過程でコンテナの内面と近接する状態におかれる。
d ≤ D-6mm (1)
FIG. 2 is a diagram showing an example of the outer shape of the hollow billet employed in the drilling method of the present invention. As shown in the figure, the billet 1 is previously machined into a hollow shape by cutting a guide hole 1a by machining so that a punch press can be inserted. And this hollow billet 1 is comprised by the billet main-body part and the billet bottom part containing the lower end part of a hollow billet. The length of the billet bottom is indicated by L (mm), and this billet bottom is placed in the state of being close to the inner surface of the container in the process of being inserted into the container and drilled.

さらに本発明者の検討によれば、熱間穿孔後に横切れ疵が発生し易い部位は、中空ビレットの下端近傍部であって、穿孔加工後のビレット肉厚の外表側の位置である。そして、この部位は熱間穿孔時に被加工材が流動する領域と被加工材が流動しない(デッドメタル)領域の境界部に相当し、この近傍においてすべりの発生にともなって、ビレット外面に横切れ疵が発生し易いことが明らかになる。   Further, according to the study of the present inventor, the portion where the transverse crease is likely to occur after hot drilling is the vicinity of the lower end of the hollow billet and the position on the outer surface side of the billet thickness after drilling. This part corresponds to the boundary between the region where the work material flows during hot drilling and the region where the work material does not flow (dead metal). In the vicinity of this, slip occurs on the outer surface of the billet. It becomes clear that is likely to occur.

上記の技術認識に基づいて、更に検討を進めた結果、中空ビレットの下端近傍部でのすべり発生を阻止し、横切れ疵を防止するには、上記(1)式と合わせて下記(2)式の条件を満足する必要があることが分かる。   As a result of further investigation based on the above technical recognition, in order to prevent slippage in the vicinity of the lower end of the hollow billet and prevent cross-cut wrinkles, the following formula (2) is combined with the above formula (1): It can be seen that the following condition must be satisfied.

L ≧ (D−i)/2 ・・・ (2)
ここで、寸法iは穿孔プラグの直径(mm)であり、熱間穿孔後の中空ビレット内径(mm)を示している。したがって、(2)式中の{(D−i)/2}の値は、熱間穿孔後の中空ビレット肉厚寸法に相当するから、上記(2)式は、ビレット底部の長さL(mm)を中空ビレット肉厚寸法(mm)以上に管理することによって、中空ビレットの下端近傍部でのすべり発生を阻止できることを示している。
L ≧ (Di) / 2 (2)
Here, the dimension i is the diameter (mm) of the perforated plug, and indicates the inner diameter (mm) of the hollow billet after hot perforation. Therefore, since the value of {(D−i) / 2} in the equation (2) corresponds to the thickness of the hollow billet after hot drilling, the above equation (2) expresses the length L ( mm) is controlled to be equal to or greater than the thickness of the hollow billet (mm), which indicates that slippage in the vicinity of the lower end of the hollow billet can be prevented.

図3は、本発明が対象とする中空ビレットのビレット底部の形状例を示す図であり、(a)はビレット底部をストレート形状で構成した場合を示しており、(b)はビレット底部をテーパ形状で構成した場合を示している。本発明の中空ビレットでは、いずれのビレット底部の形状であっても、同様に、下端近傍部でのすべり発生を阻止できるので、底部の形状として採用することができる。また、上記(1)式および(2)を満足する限りにおいては、曲面形状(R加工を含む)を採用することができる。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of the billet bottom of a hollow billet targeted by the present invention, (a) shows a case where the billet bottom is configured in a straight shape, and (b) shows a taper at the billet bottom. The case where it comprises with a shape is shown. In the hollow billet according to the present invention, any shape of the bottom of the billet can similarly prevent slippage in the vicinity of the lower end, and can be adopted as the shape of the bottom. Further, as long as the above expressions (1) and (2) are satisfied, a curved surface shape (including R processing) can be adopted.

さらに、本発明の中空ビレットでは、ビレット本体部からビレット底部に変化する段径部で角が発生しないように、ビレット底部の形状として複数の曲面形状を組み合わせても、または複数の曲面形状とストレート形状とを組み合わせるようにしてもよい。   Furthermore, in the hollow billet of the present invention, a plurality of curved shapes can be combined as the shape of the billet bottom, or a plurality of curved shapes and straight shapes can be used so that corners do not occur at the step diameter portion that changes from the billet main body to the billet bottom. You may make it combine with a shape.

一方、ビレット底部の長さLを過大にすると、ビレットの加工歩留まりが低下することになる。このため、ビレット底部の長さLを中空ビレット(穿孔加工前)の1/2以下で管理するのが望ましい。   On the other hand, when the length L of the billet bottom is excessively large, the processing yield of the billet is lowered. For this reason, it is desirable to manage the length L of the bottom of the billet at ½ or less of the hollow billet (before drilling).

図4は、本発明の穿孔方法で採用する中空ビレットをコンテナ内に装入した状態を示す図である。中空ビレット1の外面形状を上記(1)式および(2)式を満足するように管理することによって、コンテナ2からの抜熱作用の影響をなくすとともに、中空ビレット1の下端近傍部でのすべり発生を阻止して、ビレット外面に発生する横切れ疵を防止することができる。   FIG. 4 is a view showing a state in which a hollow billet employed in the drilling method of the present invention is inserted into a container. By managing the shape of the outer surface of the hollow billet 1 so as to satisfy the above formulas (1) and (2), the effect of heat removal from the container 2 is eliminated, and the slip in the vicinity of the lower end of the hollow billet 1 is eliminated. Generation | occurrence | production can be blocked | prevented and the cross-cut flaw which generate | occur | produces on a billet outer surface can be prevented.

本発明が対象とする難加工材は、変形抵抗が高く、熱間加工性に乏しい材料であり、高Cr−高Ni系合金鋼、高Cr−フェライト系ステンレス鋼、高Cr−Ni合金、更に純Ti、Ti含有合金等が該当する。   The difficult-to-work material targeted by the present invention is a material having high deformation resistance and poor hot workability, such as high Cr-high Ni alloy steel, high Cr-ferritic stainless steel, high Cr-Ni alloy, Pure Ti, Ti-containing alloys and the like are applicable.

高Cr−高Ni系合金鋼としてJIS NCF 800H鋼やASTM S31254等が例示され、その態様としてCr:15%以上およびNi:17%以上を含有する合金鋼を規定することができる。   Examples of the high Cr-high Ni alloy steel include JIS NCF 800H steel, ASTM S31254, and the like, and an alloy steel containing Cr: 15% or more and Ni: 17% or more can be defined.

高Cr−フェライト系ステンレス鋼としては、ASTM A268−TP446、TPXM−8およびJIS SUS444鋼等が該当し、Cr:16%以上を含有するフェライト系ステンレス鋼を規定することができる。   Examples of the high Cr-ferritic stainless steel include ASTM A268-TP446, TPXM-8, JIS SUS444 steel, and the like, and a ferritic stainless steel containing Cr: 16% or more can be specified.

また、高Cr−Ni合金としては、ハステロイC276合金等が該当する。   Further, as the high Cr—Ni alloy, Hastelloy C276 alloy and the like are applicable.

さらに、Ti合金としては、Ti−6Al−4V等が該当して、Ti:80%を含有する合金と規定することができる。   Furthermore, Ti-6Al-4V etc. correspond as Ti alloy, and can be prescribed | regulated as an alloy containing Ti: 80%.

本発明で採用する中空ビレットを用いて、熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔を実施した場合の効果を説明する。使用したプラグは、直径iが62mm、76mmおよび110mmの3種類とした。また、穿孔加工に用いたコンテナは、内面にテーパ角度θとして0.05°を設けたものとした。   The effect at the time of carrying out the hot drilling of the billet for hot extrusion pipe making using the hollow billet employed in the present invention will be described. Three types of plugs with a diameter i of 62 mm, 76 mm, and 110 mm were used. In addition, the container used for drilling was provided with a taper angle θ of 0.05 ° on the inner surface.

被加工ビレットは高Ni合金としてTi−6Al−4V(Tiを約90%含有)を用い、機械加工により各種寸法のビレットを加工した。得られたビレットを約1200℃まで加熱し、前記コンテナ内に装入し、潤滑処理としてビレットの外面および内面にガラス潤滑剤を散布した。準備したビレットの本体部の直径D、下端部の直径d、およびビレット底部の長さLを表1に示す。   The billet to be processed was Ti-6Al-4V (containing about 90% Ti) as a high Ni alloy, and billets of various dimensions were processed by machining. The obtained billet was heated to about 1200 ° C., charged into the container, and a glass lubricant was sprayed on the outer and inner surfaces of the billet as a lubrication treatment. Table 1 shows the diameter D of the main body of the prepared billet, the diameter d of the lower end, and the length L of the billet bottom.

熱間穿孔を行った後、コンテナから加工された中空ビレットを取り出して、熱間穿孔による加工状況を観察した。その結果を表1に示す。なお、表1中の(1)式値は(D−6)−d(mm)を示しており、(2)式値はL−{(D−i)/2}(mm)を示しているので、いずれかが負(−)の値を示す場合には、本発明で規定している中空ビレットの外面形状から外れていることを示す。   After hot drilling, the hollow billet processed from the container was taken out, and the processing status by hot drilling was observed. The results are shown in Table 1. In Table 1, (1) equation value indicates (D-6) -d (mm), and (2) equation value indicates L-{(Di) / 2} (mm). Therefore, when any of them shows a negative (−) value, it indicates that the hollow billet defined in the present invention is out of the outer shape.

Figure 2005059069
Figure 2005059069

表1に示す結果から、中空ビレットの外面形状が本発明で規定する上記(1)式および(2)式が規定する条件を満足する供試No.5、9(高Ni合金鋼)、および供試No.14、16(Ti合金)では、熱間穿孔後に横切れ疵の発生がないことが確認できた。   From the results shown in Table 1, test No. 1 in which the outer shape of the hollow billet satisfies the conditions defined by the above formulas (1) and (2) defined in the present invention. 5, 9 (high Ni alloy steel), and test no. In 14 and 16 (Ti alloy), it was confirmed that there was no occurrence of transverse flaws after hot drilling.

本発明の熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法は、ビレット素材の品質に起因する横切れ疵の発生を有効に防止することができるので、ユージン・セジュルネ製管による難加工材の熱間製管に高い信頼性を持って適用できる。
The hot drilling method for hot-extrusion pipe billets according to the present invention can effectively prevent the occurrence of cross-cut flaws due to the quality of the billet material. Can be applied to pipes with high reliability.

製管用ビレットの予備加工として行われる熱間穿孔法の加工工程を説明する図である。It is a figure explaining the processing process of the hot drilling method performed as preliminary processing of the billet for pipe making. 本発明の穿孔方法で採用する中空ビレットの外面形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the outer surface shape of the hollow billet employ | adopted with the punching method of this invention. 本発明が対象とする中空ビレットのビレット底部の形状例を示す図であり、(a)はストレート形状で構成した場合、(b)はテーパ形状で構成した場合を示す図である。It is a figure which shows the example of a shape of the billet bottom part of the hollow billet which this invention makes object, (a) is a figure which shows the case where it comprises with a straight shape, (b) shows the case where it comprises with a taper shape. 本発明の穿孔方法で採用する中空ビレットをコンテナ内に装入した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which inserted the hollow billet employ | adopted with the drilling method of this invention in the container.

符号の説明Explanation of symbols

1:ビレット、中空ビレット、 2:コンテナ
3:プラグ、 4:マンドレル
1a:ガイドホール
1: billet, hollow billet, 2: container 3: plug, 4: mandrel 1a: guide hole

Claims (2)

熱間押出による製管用として供給される中空ビレットをコンテナ内に装入し、直径i(mm)のプラグを用いて熱間穿孔する方法であって、前記コンテナの内面は上方向に開くテーパを設けており、前記中空ビレットはビレット本体部と、中空ビレットの下端部を含み前記コンテナの内面と近接するビレット底部とで構成され、前記ビレット本体部の直径はD(mm)であり、前記ビレット底部の下端部の直径をd(mm)とし、前記ビレット底部の長さをL(mm)とする場合に、前記中空ビレットの外面形状が下記(1)式および(2)式を満足することを特徴とする熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法。
d ≦ D−6mm ・・・ (1)
L ≧ (D−i)/2 ・・・ (2)
A method of inserting a hollow billet supplied for pipe making by hot extrusion into a container and hot drilling using a plug having a diameter i (mm), wherein the inner surface of the container has a taper that opens upward. The hollow billet is composed of a billet main body and a billet bottom including the lower end of the hollow billet and adjacent to the inner surface of the container, and the billet main body has a diameter D (mm), When the diameter of the lower end of the bottom is d (mm) and the length of the billet bottom is L (mm), the outer shape of the hollow billet satisfies the following formulas (1) and (2) A hot drilling method for a billet for hot extrusion pipe making characterized by the above.
d ≤ D-6mm (1)
L ≧ (Di) / 2 (2)
前記中空ビレットが難加工材で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱間押出製管用ビレットの熱間穿孔方法。
The method of hot perforating a billet for hot extrusion pipe making according to claim 1, wherein the hollow billet is made of a difficult-to-process material.
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