JP2897664B2 - 熱間継目無管圧延用マンドレルバー - Google Patents
熱間継目無管圧延用マンドレルバーInfo
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- mandrel
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間継目無管の圧延工
具に関し、さらに詳しくは、熱間継目無管のマンドレル
ミル圧延に使用して優れた摩擦特性と長寿命を発揮する
マンドレルバーに関する。
具に関し、さらに詳しくは、熱間継目無管のマンドレル
ミル圧延に使用して優れた摩擦特性と長寿命を発揮する
マンドレルバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】小径ならびに中径の熱間継目無管の製造
方法として、マンドレルミル圧延による方法が多用され
ている。
方法として、マンドレルミル圧延による方法が多用され
ている。
【０００３】この製管方法においては、加熱した中実ビ
レットを穿孔圧延機で穿孔して中空素管となし、この中
空素管の内面に圧延工具であるマンドレルバーを挿入し
た後、対向孔型ロールで構成されたスタンドを複数連設
したマンドレルミルに通し、中空素管の肉厚を減じて所
定寸法の継目無管に圧延する。この圧延後、挿入された
マンドレルバーは継目無管から引き抜かれ、循環再使用
される。
レットを穿孔圧延機で穿孔して中空素管となし、この中
空素管の内面に圧延工具であるマンドレルバーを挿入し
た後、対向孔型ロールで構成されたスタンドを複数連設
したマンドレルミルに通し、中空素管の肉厚を減じて所
定寸法の継目無管に圧延する。この圧延後、挿入された
マンドレルバーは継目無管から引き抜かれ、循環再使用
される。
【０００４】上記マンドレルミル圧延に際しては、マン
ドレルバーの摩耗および肌荒れ等に起因して工具疵が製
品に発生するのを防止するため、中空素管に挿入する前
のマンドレルバーの表面には固体潤滑剤を主成分とする
潤滑被膜を予め形成する。これによって、圧延時および
マンドレルバー引抜き時に発生する管内面とマンドレル
バー表面との摩擦力を減じ、工具疵が製品内表面に発生
するのが防止される。
ドレルバーの摩耗および肌荒れ等に起因して工具疵が製
品に発生するのを防止するため、中空素管に挿入する前
のマンドレルバーの表面には固体潤滑剤を主成分とする
潤滑被膜を予め形成する。これによって、圧延時および
マンドレルバー引抜き時に発生する管内面とマンドレル
バー表面との摩擦力を減じ、工具疵が製品内表面に発生
するのが防止される。
【０００５】このとき、被圧延材が炭素鋼である場合に
は、その内面に生成した酸化スケールも補助的に潤滑の
役割を果たすため、工具疵の発生が抑制される。
は、その内面に生成した酸化スケールも補助的に潤滑の
役割を果たすため、工具疵の発生が抑制される。
【０００６】上記マンドレルバーとしては、従来からＪ
ＩＳ−ＳＫＤ６、同ＳＫＤ６１等の熱間工具鋼が使用さ
れ、靭性や耐亀裂性を確保するため、その表面を滑らか
に研磨した後、マンドレルバー本体を焼入れ−焼戻し処
理することによって表面硬度がビッカース硬度（Ｈｖ）
で３５０〜４５０程度となるように調整し、かつ表面に
スケール皮膜を形成させて用いるのが一般的である。
ＩＳ−ＳＫＤ６、同ＳＫＤ６１等の熱間工具鋼が使用さ
れ、靭性や耐亀裂性を確保するため、その表面を滑らか
に研磨した後、マンドレルバー本体を焼入れ−焼戻し処
理することによって表面硬度がビッカース硬度（Ｈｖ）
で３５０〜４５０程度となるように調整し、かつ表面に
スケール皮膜を形成させて用いるのが一般的である。
【０００７】しかし、圧延中においては、マンドレルバ
ー表面と素管内面との接触面では厳しい滑り摩擦状態に
なるため、常に完全な潤滑状態を保つのは容易でなく、
繰り返し使用を行っているうちに摩耗、焼付、肌荒れ、
クラック等の疵がマンドレルバー表面に生じて、その使
用寿命が低下する。
ー表面と素管内面との接触面では厳しい滑り摩擦状態に
なるため、常に完全な潤滑状態を保つのは容易でなく、
繰り返し使用を行っているうちに摩耗、焼付、肌荒れ、
クラック等の疵がマンドレルバー表面に生じて、その使
用寿命が低下する。
【０００８】マンドレルバーの表面に生じる摩耗を防止
し、その使用寿命の延長を図るために、従来から種々の
マンドレルバー表面の処理方法が提案されている。
し、その使用寿命の延長を図るために、従来から種々の
マンドレルバー表面の処理方法が提案されている。
【０００９】例えば、特開昭６３−２０１０５号公報に
は、マンドレルバー本体の表面に、最大深さが５０μｍ
の凹みを長さ１ｍｍ当たり２ケ以上設けることによっ
て、マンドレルミル圧延時の摩擦係数を小さくするとと
もに、スケールの密着性を高める処理方法が提案されて
いる。また、特開平２−２０７９０４号公報には、マン
ドレルバー本体の円周方向に連続して深さが１０〜３０
μｍの螺旋状またはリング状の溝を設けることによっ
て、マンドレルバー表面に塗布される潤滑剤の保持性を
向上させ、被圧延材との潤滑状態を改善する処理方法が
提案されている。またさらに、特開平４−２８４９０５
号公報には、マンドレルバー本体の表面を円周方向に研
磨した後、軸長手方向に中心線平均粗さ（Ｒａ）が４〜
１２μｍとなるように仕上げ研磨することによって、円
周方向研磨で生じた研磨目を軸長手方向研磨で取り除
き、円周方向の研磨目を起点とする欠陥を防止するよう
にしたマンドレルバーの表面処理方法が提案されてい
る。
は、マンドレルバー本体の表面に、最大深さが５０μｍ
の凹みを長さ１ｍｍ当たり２ケ以上設けることによっ
て、マンドレルミル圧延時の摩擦係数を小さくするとと
もに、スケールの密着性を高める処理方法が提案されて
いる。また、特開平２−２０７９０４号公報には、マン
ドレルバー本体の円周方向に連続して深さが１０〜３０
μｍの螺旋状またはリング状の溝を設けることによっ
て、マンドレルバー表面に塗布される潤滑剤の保持性を
向上させ、被圧延材との潤滑状態を改善する処理方法が
提案されている。またさらに、特開平４−２８４９０５
号公報には、マンドレルバー本体の表面を円周方向に研
磨した後、軸長手方向に中心線平均粗さ（Ｒａ）が４〜
１２μｍとなるように仕上げ研磨することによって、円
周方向研磨で生じた研磨目を軸長手方向研磨で取り除
き、円周方向の研磨目を起点とする欠陥を防止するよう
にしたマンドレルバーの表面処理方法が提案されてい
る。
【００１０】ところで、近年、油井用や化学工業用とし
て１３Ｃｒ鋼等からなる長尺の高合金鋼管の需要が高ま
り、これらを効率的に製造するため、マンドレルミル圧
延での製管が増加している。しかし、１３Ｃｒ鋼等の高
合金鋼の変形抵抗は、炭素鋼などに比べて高いため、高
合金鋼管を圧延する場合に、マンドレルバーの表面温度
は、炭素鋼管を圧延する場合のそれに比べて極めて高く
なる。そのため、従来から炭素鋼管または低合金鋼管用
として汎用されているマンドレルバーを高合金鋼管の圧
延に用いる場合には、マンドレルバー表面が軟化し、そ
の表面に形成させた潤滑被膜も部分的に消滅し、素管内
面とマンドレルバー表面との間で焼付が生じ易くなる。
て１３Ｃｒ鋼等からなる長尺の高合金鋼管の需要が高ま
り、これらを効率的に製造するため、マンドレルミル圧
延での製管が増加している。しかし、１３Ｃｒ鋼等の高
合金鋼の変形抵抗は、炭素鋼などに比べて高いため、高
合金鋼管を圧延する場合に、マンドレルバーの表面温度
は、炭素鋼管を圧延する場合のそれに比べて極めて高く
なる。そのため、従来から炭素鋼管または低合金鋼管用
として汎用されているマンドレルバーを高合金鋼管の圧
延に用いる場合には、マンドレルバー表面が軟化し、そ
の表面に形成させた潤滑被膜も部分的に消滅し、素管内
面とマンドレルバー表面との間で焼付が生じ易くなる。
【００１１】さらに１３Ｃｒ等の高合金鋼は、素管の加
熱にともなって発生する酸化スケールが少ないため、マ
ンドレルミル圧延の際に、炭素鋼管を圧延する場合のよ
うに酸化スケールによる補助的な潤滑効果を期待するこ
とができない。そのため、マンドレルバー表面に潤滑剤
を塗布しているにもかかわらず潤滑が不十分となって、
素管内面とマンドレルバー表面との間に焼付が発生し易
くなる。
熱にともなって発生する酸化スケールが少ないため、マ
ンドレルミル圧延の際に、炭素鋼管を圧延する場合のよ
うに酸化スケールによる補助的な潤滑効果を期待するこ
とができない。そのため、マンドレルバー表面に潤滑剤
を塗布しているにもかかわらず潤滑が不十分となって、
素管内面とマンドレルバー表面との間に焼付が発生し易
くなる。
【００１２】マンドレルバーに焼付が生じると素管内面
およびマンドレルバー表面に軸方向の筋状疵が発生し、
管内面の手入れに多大の工数を要するとともに、マンド
レルバーを交換しなければならず、甚だしい場合には数
十本の圧延毎に交換する必要が生じて、製管作業の効率
を著しく低下させる。
およびマンドレルバー表面に軸方向の筋状疵が発生し、
管内面の手入れに多大の工数を要するとともに、マンド
レルバーを交換しなければならず、甚だしい場合には数
十本の圧延毎に交換する必要が生じて、製管作業の効率
を著しく低下させる。
【００１３】前述の特開昭６３−２０１０５号公報、特
開平２−２０７９０４号公報および特開平４−２８４９
０５号公報に提案される方法で製作されたマンドレルバ
ーは、いずれも炭素鋼管の圧延時に適用するために開発
されたものであるが、炭素鋼管を圧延する場合であって
も必ずしも効果が一定しないのが実情であり、特に１３
Ｃｒ鋼等の高合金鋼素管を圧延する場合には、圧延中に
マンドレルバー表面が軟化して表面の凹みや溝が消滅し
てしまったり、潤滑剤の保持性が不十分であったりする
ため、表面に生じる摩耗などを防止し得てその使用寿命
の延長を図ることができないという欠点を有している。
開平２−２０７９０４号公報および特開平４−２８４９
０５号公報に提案される方法で製作されたマンドレルバ
ーは、いずれも炭素鋼管の圧延時に適用するために開発
されたものであるが、炭素鋼管を圧延する場合であって
も必ずしも効果が一定しないのが実情であり、特に１３
Ｃｒ鋼等の高合金鋼素管を圧延する場合には、圧延中に
マンドレルバー表面が軟化して表面の凹みや溝が消滅し
てしまったり、潤滑剤の保持性が不十分であったりする
ため、表面に生じる摩耗などを防止し得てその使用寿命
の延長を図ることができないという欠点を有している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実状
に鑑みなされたもので、１３Ｃｒ等の高合金鋼管のマン
ドレルミル圧延に用いて、優れた耐摩耗性を発揮すると
ともに、圧延される継目無管の内面品質を大幅に向上さ
せることのできる長寿命なマンドレルバーを提供するこ
とを目的とする。
に鑑みなされたもので、１３Ｃｒ等の高合金鋼管のマン
ドレルミル圧延に用いて、優れた耐摩耗性を発揮すると
ともに、圧延される継目無管の内面品質を大幅に向上さ
せることのできる長寿命なマンドレルバーを提供するこ
とを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
（１）および（２）の熱間継目無管圧延用マンドレルバ
ーにある。
（１）および（２）の熱間継目無管圧延用マンドレルバ
ーにある。
【００１６】（１）円周方向の表面粗さが中心線平均粗
さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍであることを特徴とす
る熱間継目無管圧延用マンドレルバー。
さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍであることを特徴とす
る熱間継目無管圧延用マンドレルバー。
【００１７】（２）円周方向の表面粗さが円周方向に測
定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍで
あり、かつ表面硬度がショア硬さ（Ｈｓ）で６０〜８０
であることを特徴とする熱間継目無管圧延用マンドレル
バー。
定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍで
あり、かつ表面硬度がショア硬さ（Ｈｓ）で６０〜８０
であることを特徴とする熱間継目無管圧延用マンドレル
バー。
【００１８】本発明者等は、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼管
をマンドレルミル圧延する際のマンドレルバーの使用寿
命および製品の表面品質を向上させるべく種々実験研究
を行った結果、次の〜を知見し、本発明をなした。
をマンドレルミル圧延する際のマンドレルバーの使用寿
命および製品の表面品質を向上させるべく種々実験研究
を行った結果、次の〜を知見し、本発明をなした。
【００１９】 マンドレルバー表面に形成させた円周
方向の研磨目（軸方向の表面粗さ）は、１３Ｃｒ鋼等の
高合金鋼管を圧延する際には、繰り返し摩擦することに
よってすぐに消滅し、平滑になってしまうこと。
方向の研磨目（軸方向の表面粗さ）は、１３Ｃｒ鋼等の
高合金鋼管を圧延する際には、繰り返し摩擦することに
よってすぐに消滅し、平滑になってしまうこと。
【００２０】 上記円周方向の研磨目に比べ、軸方向
の研磨目（円周方向の表面粗さ）も繰り返し摩擦により
小さくなって行くが、その変化は漸進的であること。
の研磨目（円周方向の表面粗さ）も繰り返し摩擦により
小さくなって行くが、その変化は漸進的であること。
【００２１】 しかし、同じ軸方向の研磨目（円周方
向の表面粗さ）であっても、表面粗さの絶対値によって
は摩擦特性が大きく変化し、最適な表面粗さの範囲があ
り、上記円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）
で１．０〜４．０μｍの範囲外では、摩擦係数が高く、
摩耗、焼付などの損傷を生じ易いこと。
向の表面粗さ）であっても、表面粗さの絶対値によって
は摩擦特性が大きく変化し、最適な表面粗さの範囲があ
り、上記円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）
で１．０〜４．０μｍの範囲外では、摩擦係数が高く、
摩耗、焼付などの損傷を生じ易いこと。
【００２２】 さらに、ショア硬さで６０〜８０の表
面硬度を付与すると、摩擦特性が一段と向上するととも
に、この摩擦特性が長期間維持されること。
面硬度を付与すると、摩擦特性が一段と向上するととも
に、この摩擦特性が長期間維持されること。
【００２３】
表面粗さを円周方向粗さで限定する理由：マンドレルミ
ル圧延では、バーと管内面の相互摩擦は減肉延伸圧延で
あることから主として軸方向に生じる。このため、前述
したように、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼管で摩擦条件の厳
しい圧延では、繰り返し使用によって円周方向の研磨目
によって構成される軸方向の表面粗さは早期に摩耗して
消滅してしまうので、使用初期に軸方向に表面粗さを付
与しても、バー表面に塗布した潤滑剤を保持する作用を
長期間持続して得ることができないが、軸方向の研磨目
で構成される円周方向の表面粗さは、圧延中の円周方向
のバーと管内面との相互摩擦が比較的小さいため、繰り
返し使用によっても徐々にしか低下せず、バー表面に塗
布した潤滑剤を保持する作用がかなりの期間持続する。
ル圧延では、バーと管内面の相互摩擦は減肉延伸圧延で
あることから主として軸方向に生じる。このため、前述
したように、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼管で摩擦条件の厳
しい圧延では、繰り返し使用によって円周方向の研磨目
によって構成される軸方向の表面粗さは早期に摩耗して
消滅してしまうので、使用初期に軸方向に表面粗さを付
与しても、バー表面に塗布した潤滑剤を保持する作用を
長期間持続して得ることができないが、軸方向の研磨目
で構成される円周方向の表面粗さは、圧延中の円周方向
のバーと管内面との相互摩擦が比較的小さいため、繰り
返し使用によっても徐々にしか低下せず、バー表面に塗
布した潤滑剤を保持する作用がかなりの期間持続する。
【００２４】従って、１３Ｃｒ鋼等の鋼合金鋼管の圧延
に繰り返し使用時、繰り返し使用の都度バー表面に塗布
される潤滑剤を保持できるようにするためには、円周方
向の表面粗さの存在が必要不可欠になるためである。
に繰り返し使用時、繰り返し使用の都度バー表面に塗布
される潤滑剤を保持できるようにするためには、円周方
向の表面粗さの存在が必要不可欠になるためである。
【００２５】上記円周方向粗さをＲａで１．０〜４．０
μｍとする理由：固体潤滑剤を含む潤滑皮膜を形成させ
たバー表面の摩擦特性は、表面粗さによって大きく変化
する。図１は、後述の実施例結果を示した図であるが、
この図１からわかるように、円周方向の表面粗さが中心
線平均粗さ（Ｒａ）で１．０μｍ未満および４．０μｍ
超になると摩擦係数が急激に上昇するが、１．０〜４．
０μｍの範囲内であればその摩擦係数は安定して低くな
っている。これは、円周方向の表面粗さが中心線平均粗
さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍの範囲内である場合に
限ってバー表面に塗布される潤滑剤が十分に保持されて
いることを示している。従って、本発明では、バー表面
に付与する円周方向の表面粗さを、中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）で１．０〜４．０μｍと定めた。
μｍとする理由：固体潤滑剤を含む潤滑皮膜を形成させ
たバー表面の摩擦特性は、表面粗さによって大きく変化
する。図１は、後述の実施例結果を示した図であるが、
この図１からわかるように、円周方向の表面粗さが中心
線平均粗さ（Ｒａ）で１．０μｍ未満および４．０μｍ
超になると摩擦係数が急激に上昇するが、１．０〜４．
０μｍの範囲内であればその摩擦係数は安定して低くな
っている。これは、円周方向の表面粗さが中心線平均粗
さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍの範囲内である場合に
限ってバー表面に塗布される潤滑剤が十分に保持されて
いることを示している。従って、本発明では、バー表面
に付与する円周方向の表面粗さを、中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）で１．０〜４．０μｍと定めた。
【００２６】なお、円周方向の表面粗さが中心線平均粗
さ（Ｒａ）で４．０μｍを超えると、塗布される潤滑剤
の保持作用が大きくなるにもかかわらず摩擦係数が急激
に増大するのは、バー表面の凸部と管内面との金属同士
の接触が生じて局部的な焼付状態となるためである。こ
のため、円周方向の表面粗さは、バー表面の凹凸の最大
高さ（Ｒｍａｘ）や十点平均粗さ（Ｒｚ）で管理したの
では、単にバー表面の凹凸の高さだけしか反映されな
い。従って、バー表面の凹凸の高さと凹凸ピッチの両方
を反映する中心線平均粗さ（Ｒａ）で管理する必要があ
るのである。
さ（Ｒａ）で４．０μｍを超えると、塗布される潤滑剤
の保持作用が大きくなるにもかかわらず摩擦係数が急激
に増大するのは、バー表面の凸部と管内面との金属同士
の接触が生じて局部的な焼付状態となるためである。こ
のため、円周方向の表面粗さは、バー表面の凹凸の最大
高さ（Ｒｍａｘ）や十点平均粗さ（Ｒｚ）で管理したの
では、単にバー表面の凹凸の高さだけしか反映されな
い。従って、バー表面の凹凸の高さと凹凸ピッチの両方
を反映する中心線平均粗さ（Ｒａ）で管理する必要があ
るのである。
【００２７】表面硬度：バーの表面硬度は、高めれば高
めるほど摩擦係数を低くすることができ、かつ繰り返し
使用する際にバー表面の凹凸の凸部の耐摩耗性が上昇す
るので、バーの表面硬度を高くする場合には、円周方向
の表面粗さＲａの低下が抑制されることになってより一
層の長寿命化が図れる。その効果は、ショアー硬度（Ｈ
ｓ）６０以上で顕著となるが、８０を超えて表面硬度を
高くすると熱衝撃や機械的衝撃によってクラックが進展
し易くなり、バーが折損損傷する恐れがある。従って、
バー表面の硬度を高くしてより一層の長寿命化を図りた
い場合には、バー表面の硬度をショアー硬度（Ｈｓ）で
６０〜８０の範囲に調整するのが好ましい。
めるほど摩擦係数を低くすることができ、かつ繰り返し
使用する際にバー表面の凹凸の凸部の耐摩耗性が上昇す
るので、バーの表面硬度を高くする場合には、円周方向
の表面粗さＲａの低下が抑制されることになってより一
層の長寿命化が図れる。その効果は、ショアー硬度（Ｈ
ｓ）６０以上で顕著となるが、８０を超えて表面硬度を
高くすると熱衝撃や機械的衝撃によってクラックが進展
し易くなり、バーが折損損傷する恐れがある。従って、
バー表面の硬度を高くしてより一層の長寿命化を図りた
い場合には、バー表面の硬度をショアー硬度（Ｈｓ）で
６０〜８０の範囲に調整するのが好ましい。
【００２８】円周方向の表面粗さを付与する方法：円周
方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜
４．０μｍとなるようにバー表面を研磨する方法として
は、特に制限するものではないが、例えば、スキューロ
ーラを用いてマンドレルバーを回転させながら徐々に軸
方向に送給し、バーの送給方向にその回転方向が一致す
るように配した所定の軸方向研磨目が得られる粒度を有
する研磨砥石や研磨ホイール等によって研磨することに
より、全周、全長にわたり均一な円周方向表面粗さを付
与することができ、上記研磨砥石や研磨ホイールを円周
方向または長手方向に複数設置して研磨するようにすれ
ば、さらに高能率に研磨することができる。
方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜
４．０μｍとなるようにバー表面を研磨する方法として
は、特に制限するものではないが、例えば、スキューロ
ーラを用いてマンドレルバーを回転させながら徐々に軸
方向に送給し、バーの送給方向にその回転方向が一致す
るように配した所定の軸方向研磨目が得られる粒度を有
する研磨砥石や研磨ホイール等によって研磨することに
より、全周、全長にわたり均一な円周方向表面粗さを付
与することができ、上記研磨砥石や研磨ホイールを円周
方向または長手方向に複数設置して研磨するようにすれ
ば、さらに高能率に研磨することができる。
【００２９】
（実験例１）マンドレルバーの圧延状況を模擬した熱間
圧延実験により、表面粗さ（Ｒａ）の大きさ、および研
磨目の方向とを種々変えたバー材の摩擦特性を調査し
た。実験は、表１に示す条件で、上下一対の孔型ロール
の孔型中心に供試材であるマンドレルバーをその軸心が
一致するように配し、この間隙に１０００℃に加熱した
１３Ｃｒ鋼からなる被圧延管材をかみ込ませ、同じバー
の同じ位置を使用して各１０回の圧延を行い、１０回目
の圧延時における摩擦係数を測定することで評価した。
圧延実験により、表面粗さ（Ｒａ）の大きさ、および研
磨目の方向とを種々変えたバー材の摩擦特性を調査し
た。実験は、表１に示す条件で、上下一対の孔型ロール
の孔型中心に供試材であるマンドレルバーをその軸心が
一致するように配し、この間隙に１０００℃に加熱した
１３Ｃｒ鋼からなる被圧延管材をかみ込ませ、同じバー
の同じ位置を使用して各１０回の圧延を行い、１０回目
の圧延時における摩擦係数を測定することで評価した。
【００３０】なお、マンドレルバーは熱処理を行う前に
種々の条件で研磨した後、バーの表面硬度がショアー硬
度（Ｈｓ）で５５になるように熱処理して調整したもの
を基準バーとし、一部のバーは熱処理条件を変えて表面
硬度を高くした。
種々の条件で研磨した後、バーの表面硬度がショアー硬
度（Ｈｓ）で５５になるように熱処理して調整したもの
を基準バーとし、一部のバーは熱処理条件を変えて表面
硬度を高くした。
【００３１】
【表１】
【００３２】実験結果を、図１に示した。
【００３３】図１から明かなように、表面粗さ（Ｒａ）
を種々に変化させたマンドレルバーのうち、円周方向の
表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μ
ｍの範囲内である本発明のマンドレルバーは、摩擦係数
が０．０８以下と低く、摩擦特性に優れており、マンド
レルバー表面に焼付等の発生は見られなかった。これに
対し、円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で
１．０μｍ未満および４．０μｍ超と本発明の範囲を外
れるマンドレルバーでは摩擦係数が０．１０以上と高
く、摩擦特性が劣っていおり、バー表面に焼付物が生じ
ていた。
を種々に変化させたマンドレルバーのうち、円周方向の
表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μ
ｍの範囲内である本発明のマンドレルバーは、摩擦係数
が０．０８以下と低く、摩擦特性に優れており、マンド
レルバー表面に焼付等の発生は見られなかった。これに
対し、円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で
１．０μｍ未満および４．０μｍ超と本発明の範囲を外
れるマンドレルバーでは摩擦係数が０．１０以上と高
く、摩擦特性が劣っていおり、バー表面に焼付物が生じ
ていた。
【００３４】また、バーの表面硬度を高めたものは、摩
擦係数が０．０６程度と低くなっており、摩擦特性がよ
り一層向上している。
擦係数が０．０６程度と低くなっており、摩擦特性がよ
り一層向上している。
【００３５】なお、データの表示は省略したが、軸方向
の表面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０
μｍの範囲内にしたものは、５〜１０回目の圧延で摩擦
係数が０．１５以上となり、バー表面に焼付物が生じて
いた。
の表面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０
μｍの範囲内にしたものは、５〜１０回目の圧延で摩擦
係数が０．１５以上となり、バー表面に焼付物が生じて
いた。
【００３６】（実験例２）外径１３４ｍｍ、長さ２２ｍ
のＪＩＳ−ＳＫＤ６製で、バー表面を軸長方向に平行な
研磨目が形成されるように研磨して円周方向の表面粗さ
を中心線平均粗さ（Ｒａ）で２．８μｍにするととも
に、表面硬度をＨｓ５５に調整したマンドレルバーと、
円周方向に平行な研磨目がなめらかに形成されるように
研磨して円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）
で０．６μｍにした従来のマンドレルバーとを同一条件
の１３Ｃｒ鋼からなる外径１８１ｍｍ、内径１４６ｍ
ｍ、長さ７０００ｍｍの素管を外径１４７ｍｍ、内径１
３４ｍｍ、長さ２１０００ｍｍの継目無管に成形するマ
ンドレルミル圧延に供した。
のＪＩＳ−ＳＫＤ６製で、バー表面を軸長方向に平行な
研磨目が形成されるように研磨して円周方向の表面粗さ
を中心線平均粗さ（Ｒａ）で２．８μｍにするととも
に、表面硬度をＨｓ５５に調整したマンドレルバーと、
円周方向に平行な研磨目がなめらかに形成されるように
研磨して円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）
で０．６μｍにした従来のマンドレルバーとを同一条件
の１３Ｃｒ鋼からなる外径１８１ｍｍ、内径１４６ｍ
ｍ、長さ７０００ｍｍの素管を外径１４７ｍｍ、内径１
３４ｍｍ、長さ２１０００ｍｍの継目無管に成形するマ
ンドレルミル圧延に供した。
【００３７】その結果、従来のマンドレルバーでは、約
３０本圧延した時点でバー表面に焼付が生じて使用不能
になった。
３０本圧延した時点でバー表面に焼付が生じて使用不能
になった。
【００３８】これに対し、本発明のマンドレルバーは、
１００本を圧延した時点においてもバー表面に焼付を生
じておらず、さらに継続使用可能であった。また、圧延
材の内面性状は、従来のマンドレルバーでは筋疵の発生
が認められたが、本発明のマンドレルバーでは筋疵の発
生は勿論、焼付疵の発生も認められなかった。
１００本を圧延した時点においてもバー表面に焼付を生
じておらず、さらに継続使用可能であった。また、圧延
材の内面性状は、従来のマンドレルバーでは筋疵の発生
が認められたが、本発明のマンドレルバーでは筋疵の発
生は勿論、焼付疵の発生も認められなかった。
【００３９】
【発明の効果】本発明のマンドレルバーは、圧延中に摩
耗し難い円周方向の表面粗さを特定することによって表
面に塗布される潤滑剤の保持特性が長期間維持できるよ
うにしたから、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼管は勿論、炭素
鋼管や低合金鋼管のマンドレルミル圧延において特に優
れたバーの使用寿命が飛躍的に向上し、しかも熱間継目
無管の内面品質をも向上せるという多大な効果を奏す
る。
耗し難い円周方向の表面粗さを特定することによって表
面に塗布される潤滑剤の保持特性が長期間維持できるよ
うにしたから、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼管は勿論、炭素
鋼管や低合金鋼管のマンドレルミル圧延において特に優
れたバーの使用寿命が飛躍的に向上し、しかも熱間継目
無管の内面品質をも向上せるという多大な効果を奏す
る。
【図１】円周方向の中心線平均粗さ（Ｒａ）と摩擦係数
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 25/00
Claims (2)
- 【請求項１】円周方向の表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）で１．０〜４．０μｍであることを特徴とする熱間
継目無管圧延用マンドレルバー。 - 【請求項２】円周方向の表面粗さが円周方向に測定した
中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０〜４．０μｍであり、
かつ表面硬度がショア硬さ（Ｈｓ）で６０〜８０である
ことを特徴とする熱間継目無管圧延用マンドレルバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31067094A JP2897664B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 熱間継目無管圧延用マンドレルバー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31067094A JP2897664B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 熱間継目無管圧延用マンドレルバー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08164404A JPH08164404A (ja) | 1996-06-25 |
| JP2897664B2 true JP2897664B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=18008048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31067094A Expired - Lifetime JP2897664B2 (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 熱間継目無管圧延用マンドレルバー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897664B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4196990B2 (ja) * | 2003-06-04 | 2008-12-17 | 住友金属工業株式会社 | 熱間継目無製管用Ｃｒめっきマンドレルバーおよびその製造方法 |
| WO2007114173A1 (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 高合金圧延用マンドレルバー、その表面処理方法および製造方法、ならびに継目無鋼管製造装置の操業方法 |
-
1994
- 1994-12-14 JP JP31067094A patent/JP2897664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08164404A (ja) | 1996-06-25 |
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