JP2940188B2 - 熱間製管工具及びその製造方法 - Google Patents
熱間製管工具及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、継目無管を製造する
ための熱間製管工具、並びにその製造方法に関するもの
である。
ための熱間製管工具、並びにその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来技術とその課題】現在、継目無鋼管の工業的な製
造法としてマンネスマン方式, プラグミル方式或いはユ
ジ−ン式熱間押出法等の手段が一般に知られているが、
前記マンネスマン方式で使用される穿孔プラグやガイド
シュ−，プラグミル方式で使用されるプラグ，ユジ−ン
式熱間押出法で使用されるダイス等の熱間製管工具は表
面温度や面圧等の何れをとっても使用条件が極めて苛酷
であり、そのため工具の変形や焼付が生じ易く、その寿
命延長が大きな課題となっていた。特に、近年ではステ
ンレス鋼製やNi合金製の継目無管に対する需要も増えつ
つあることから、上記問題はより切実となってきてい
る。
造法としてマンネスマン方式, プラグミル方式或いはユ
ジ−ン式熱間押出法等の手段が一般に知られているが、
前記マンネスマン方式で使用される穿孔プラグやガイド
シュ−，プラグミル方式で使用されるプラグ，ユジ−ン
式熱間押出法で使用されるダイス等の熱間製管工具は表
面温度や面圧等の何れをとっても使用条件が極めて苛酷
であり、そのため工具の変形や焼付が生じ易く、その寿
命延長が大きな課題となっていた。特に、近年ではステ
ンレス鋼製やNi合金製の継目無管に対する需要も増えつ
つあることから、上記問題はより切実となってきてい
る。
【０００３】例えば、上記工具の中で最も使用条件が苛
酷とされるマンネスマン穿孔プラグの素材には“Fe−0.
2%Ｃ−0.2%Si−0.5%Mn−1%Cr−2%Ni−1.5%(Mo ＋Ｗ) 鋼
｛以降、 成分割合を表わす％は重量％とする｝”が一般
的に使用されてきたが、この材料で作成された穿孔プラ
グは穿孔対象材が炭素鋼の場合には２００パスの穿孔に
も耐えるものの、0.2%Ｃ-13%Cr鋼（ＳＵＳ４２０）材で
は精々３パス程度、更にＳＵＳ３０４鋼材になると１パ
スであっても変形を生じてしまい、補修なしでは安定な
生産ができないと言う問題があった。
酷とされるマンネスマン穿孔プラグの素材には“Fe−0.
2%Ｃ−0.2%Si−0.5%Mn−1%Cr−2%Ni−1.5%(Mo ＋Ｗ) 鋼
｛以降、 成分割合を表わす％は重量％とする｝”が一般
的に使用されてきたが、この材料で作成された穿孔プラ
グは穿孔対象材が炭素鋼の場合には２００パスの穿孔に
も耐えるものの、0.2%Ｃ-13%Cr鋼（ＳＵＳ４２０）材で
は精々３パス程度、更にＳＵＳ３０４鋼材になると１パ
スであっても変形を生じてしまい、補修なしでは安定な
生産ができないと言う問題があった。
【０００４】そこで、製管工具の素材として所定量の
Ｃ，Si, Mn, Cr，Ni及びＢを含む鋳鋼を適用し、これに
窒化処理と酸化スケ−ル形成処理とを施して工具寿命の
延長を図ろうとの提案がなされた (特開昭59−143076
号）。しかし、上記手段によって得られる製管工具も高
温での変形抵抗が今一つ満足できるものではないばかり
か、９００〜１２５０℃に加熱して実施される酸化スケ
−ル形成処理の際に脱炭が生じて工具表層部の軟化を招
き、熱間での製管加工時に変形，溶損，焼付が発生する
のを如何ともし難かった。
Ｃ，Si, Mn, Cr，Ni及びＢを含む鋳鋼を適用し、これに
窒化処理と酸化スケ−ル形成処理とを施して工具寿命の
延長を図ろうとの提案がなされた (特開昭59−143076
号）。しかし、上記手段によって得られる製管工具も高
温での変形抵抗が今一つ満足できるものではないばかり
か、９００〜１２５０℃に加熱して実施される酸化スケ
−ル形成処理の際に脱炭が生じて工具表層部の軟化を招
き、熱間での製管加工時に変形，溶損，焼付が発生する
のを如何ともし難かった。
【０００５】この他にも、製管工具に供する素材鋼の成
分組成に工夫を加えて使用時の強度や靭性を改善すると
共に、耐摩耗性や耐焼付性を確保するための酸化スケ−
ルの形成性やその特性を改善しようとの提案が幾つか見
られるが（例えば特開昭61−264163号, 特開昭63−2822
41号等）、何れも高温での変形抵抗が十分ではなく、ま
た強度, 靭性, 耐摩耗性改善のためにCr, Mo, Ｗの添加
がなされる上記特開昭６１−２６４１６３号に係る鋼材
の場合には、Cr含有量が高すぎると酸化処理にて十分な
厚さのスケ−ルが形成されない上、このCrやMo, Ｗの添
加量が多くなると焼入れ温度でもフェライトが残留する
こととなって室温乃至高温で十分な強度を発揮しないと
の問題も指摘された。
分組成に工夫を加えて使用時の強度や靭性を改善すると
共に、耐摩耗性や耐焼付性を確保するための酸化スケ−
ルの形成性やその特性を改善しようとの提案が幾つか見
られるが（例えば特開昭61−264163号, 特開昭63−2822
41号等）、何れも高温での変形抵抗が十分ではなく、ま
た強度, 靭性, 耐摩耗性改善のためにCr, Mo, Ｗの添加
がなされる上記特開昭６１−２６４１６３号に係る鋼材
の場合には、Cr含有量が高すぎると酸化処理にて十分な
厚さのスケ−ルが形成されない上、このCrやMo, Ｗの添
加量が多くなると焼入れ温度でもフェライトが残留する
こととなって室温乃至高温で十分な強度を発揮しないと
の問題も指摘された。
【０００６】その上、前記各従来材では、工具の表面潤
滑を確保するために酸化スケ−ル形成処理を施すと、前
記特開昭５９−１４３０７６号に係る材料と同様、何れ
も表層部に脱炭が生じて表面近傍（２mm深さ程度まで）
が著しく軟化したり、ステンレス鋼や高合金鋼のような
Cr含有量が９％を超えていて変形抵抗の高い材料を熱間
加工すると潤滑・断熱作用のある工具表面の酸化スケ−
ルが容易に剥離・摩耗し、短時間に焼付，変形，溶損を
生じると言う問題が解決されていなかった。
滑を確保するために酸化スケ−ル形成処理を施すと、前
記特開昭５９−１４３０７６号に係る材料と同様、何れ
も表層部に脱炭が生じて表面近傍（２mm深さ程度まで）
が著しく軟化したり、ステンレス鋼や高合金鋼のような
Cr含有量が９％を超えていて変形抵抗の高い材料を熱間
加工すると潤滑・断熱作用のある工具表面の酸化スケ−
ルが容易に剥離・摩耗し、短時間に焼付，変形，溶損を
生じると言う問題が解決されていなかった。
【０００７】そのため、これら従来の製管工具では、特
にステンレス鋼やNi基合金のような変形抵抗の高い材料
の熱間製管を実施すると、高い面圧を受ける工具先端部
等に溶損が生じがちであったほか、激しい剪断変形を受
ける工具胴部には焼付が生じて (加工素材がステンレス
鋼である場合での損傷の大半は焼付である）、僅かな使
用で工具を廃却しなければならないと言った不都合を余
儀無くされる場合が多かった。
にステンレス鋼やNi基合金のような変形抵抗の高い材料
の熱間製管を実施すると、高い面圧を受ける工具先端部
等に溶損が生じがちであったほか、激しい剪断変形を受
ける工具胴部には焼付が生じて (加工素材がステンレス
鋼である場合での損傷の大半は焼付である）、僅かな使
用で工具を廃却しなければならないと言った不都合を余
儀無くされる場合が多かった。
【０００８】更に、製管工具が穿孔プラグの場合には次
のような現象も大きな問題となっていた。即ち、過酷な
加工である穿孔によってプラグ表面の温度はＡc3点以上
に昇温されるが、このためその後の冷却（空冷以上：生
産性向上を目指してプラグの使用頻度を高くすべく水冷
する場合が多い）にて表面に焼きが入ってしまい、これ
が穿孔毎に繰り返されるので表面から亀裂（熱亀裂）が
入り、プラグの割損が起きると言う現象である。
のような現象も大きな問題となっていた。即ち、過酷な
加工である穿孔によってプラグ表面の温度はＡc3点以上
に昇温されるが、このためその後の冷却（空冷以上：生
産性向上を目指してプラグの使用頻度を高くすべく水冷
する場合が多い）にて表面に焼きが入ってしまい、これ
が穿孔毎に繰り返されるので表面から亀裂（熱亀裂）が
入り、プラグの割損が起きると言う現象である。
【０００９】このようなことから、本発明が目的とした
のは、ステンレス鋼，Ni基合金等のように変形抵抗が高
くて焼付が生じ易い材料を製管する場合でも、十分な強
度，靭性，熱間変形抵抗，耐焼付性を示し、優れた耐久
性を発揮する熱間製管用工具を提供することであった。
のは、ステンレス鋼，Ni基合金等のように変形抵抗が高
くて焼付が生じ易い材料を製管する場合でも、十分な強
度，靭性，熱間変形抵抗，耐焼付性を示し、優れた耐久
性を発揮する熱間製管用工具を提供することであった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は上
記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、次のような
知見を得ることができた。
記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、次のような
知見を得ることができた。
【００１１】(a) 工具鋼の高温変形抵抗を高くするには
Ｃ，Mo, Ｗの添加が効果的であることは既知であるが、
これに伴って焼入れ時の靭性が著しく低下し、工具搬送
時や穿孔開始時の衝撃で破壊を生じる恐れが出てくる。
この改善策として、工具材料のＡc1点を高くし製管時の
温度上昇でＡc3点の温度以上となって焼きが入る部分を
工具の極く表層部に止めようとの手立てが考えられる
が、その狙いを実現し、かつ焼きが入らない部分の軟化
を防止するには、より高い添加量レベルでMo，Ｗを含有
させることが必要である。
Ｃ，Mo, Ｗの添加が効果的であることは既知であるが、
これに伴って焼入れ時の靭性が著しく低下し、工具搬送
時や穿孔開始時の衝撃で破壊を生じる恐れが出てくる。
この改善策として、工具材料のＡc1点を高くし製管時の
温度上昇でＡc3点の温度以上となって焼きが入る部分を
工具の極く表層部に止めようとの手立てが考えられる
が、その狙いを実現し、かつ焼きが入らない部分の軟化
を防止するには、より高い添加量レベルでMo，Ｗを含有
させることが必要である。
【００１２】(b) また、焼付防止には低融点のスケ−ル
層を形成することが極めて効果的であり、そのためスケ
−ル層としてはFe酸化物層が好ましいが、それに十分な
潤滑性を確保するためにはスケ−ル層の厚さを５０μｍ
以上とし、かつ緻密なスケ−ルを形成することが必要で
ある。そして、このようなスケ−ル層の実現は鋼中への
Niの多量添加によって可能であり、しかも比較的多い所
定量のNiを含有した鋼の表面に形成されるスケ−ル層に
は "Niが高度に濃縮した金属片" が分散して存在するこ
ととなって、スケ−ルの耐剥離性，耐摩耗性が大幅に改
善される。そして、この作用はNiだけではなく、Mo，
Ｗ，Coにおいても認めることができる。
層を形成することが極めて効果的であり、そのためスケ
−ル層としてはFe酸化物層が好ましいが、それに十分な
潤滑性を確保するためにはスケ−ル層の厚さを５０μｍ
以上とし、かつ緻密なスケ−ルを形成することが必要で
ある。そして、このようなスケ−ル層の実現は鋼中への
Niの多量添加によって可能であり、しかも比較的多い所
定量のNiを含有した鋼の表面に形成されるスケ−ル層に
は "Niが高度に濃縮した金属片" が分散して存在するこ
ととなって、スケ−ルの耐剥離性，耐摩耗性が大幅に改
善される。そして、この作用はNiだけではなく、Mo，
Ｗ，Coにおいても認めることができる。
【００１３】(c) しかも、これは特に重要な知見である
が、上述のような“酸化スケ−ル層を形成させた工具”
においてその工具基体表面（酸化スケ−ルとの境界をな
す鋼素地面）が特定粗さの凹凸を有していると、工具の
使用によって表面スケ−ル層の摩耗が進行したとしても
基体表面の凹部に存在するスケ−ルは残留することとな
って潤滑性が保たれ、焼付等の防止効果が長く持続する
ようになる。
が、上述のような“酸化スケ−ル層を形成させた工具”
においてその工具基体表面（酸化スケ−ルとの境界をな
す鋼素地面）が特定粗さの凹凸を有していると、工具の
使用によって表面スケ−ル層の摩耗が進行したとしても
基体表面の凹部に存在するスケ−ルは残留することとな
って潤滑性が保たれ、焼付等の防止効果が長く持続する
ようになる。
【００１４】(d) なお、形成される酸化スケ−ルの特性
はスケ−ル形成処理条件により大きく左右されるが、
「処理雰囲気中の酸素濃度調整」と「処理温度を工具材
料（基体鋼）中のMo，Ｗ含有量を考慮した特定範囲に調
整すること」によって熱間製管工具に好適な酸化スケ−
ルの安定形成が可能となる。
はスケ−ル形成処理条件により大きく左右されるが、
「処理雰囲気中の酸素濃度調整」と「処理温度を工具材
料（基体鋼）中のMo，Ｗ含有量を考慮した特定範囲に調
整すること」によって熱間製管工具に好適な酸化スケ−
ルの安定形成が可能となる。
【００１５】(e) ところで、潤滑性付与のためになされ
る上記酸化スケ−ル形成処理では必然的に工具表面が脱
炭されて表層部の軟化（脱炭に伴う軟化が変形，溶損，
焼付につながる）が生じるが、この軟化現象は素材鋼の
Ｃ含有量を特定の低い範囲に低減することで抑えること
ができ、しかもＣ量低減による強度低下は、Ｃ含有量の
最低限を確保した上でMo, Ｗの多量添加を行うことで補
うことができる。
る上記酸化スケ−ル形成処理では必然的に工具表面が脱
炭されて表層部の軟化（脱炭に伴う軟化が変形，溶損，
焼付につながる）が生じるが、この軟化現象は素材鋼の
Ｃ含有量を特定の低い範囲に低減することで抑えること
ができ、しかもＣ量低減による強度低下は、Ｃ含有量の
最低限を確保した上でMo, Ｗの多量添加を行うことで補
うことができる。
【００１６】(f) 更に、前述したように、製管工具では
製管加工後の冷却で焼きが入って表層部が高硬度，低靭
性となり、割れ, 熱亀裂を生じ易くなることが問題であ
ったが、素材鋼へのMo，Ｗの多量添加によって生じる "
Ａc3点を上昇させ表層部の焼きが入る厚さを極力小さく
する作用" が効果的に該問題を解決する方向に働く。な
お、Mo，Ｗの多量添加によるδ−フェライトの生成傾向
はNi，Mnを活用することで抑制することができ、靱性，
高温強度低下に結び付くことはない。
製管加工後の冷却で焼きが入って表層部が高硬度，低靭
性となり、割れ, 熱亀裂を生じ易くなることが問題であ
ったが、素材鋼へのMo，Ｗの多量添加によって生じる "
Ａc3点を上昇させ表層部の焼きが入る厚さを極力小さく
する作用" が効果的に該問題を解決する方向に働く。な
お、Mo，Ｗの多量添加によるδ−フェライトの生成傾向
はNi，Mnを活用することで抑制することができ、靱性，
高温強度低下に結び付くことはない。
【００１７】本発明は、上記知見事項等を基にして完成
されたものであり、「熱間製管工具を、 Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2 〜
3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：合
計で 1.5〜8.0％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含有する
か、或いは更に Cr：5.0 ％以下, Co：5.0 ％以下， Ｖ：2.0 ％
以下，Nb：2.0 ％以下， Ti：2.0 ％以下， Zr：
0.5 ％以下，Ｂ：0.2 ％以下， Mg, Ca, La, Ce及び
Ｙの１種以上：合計で 0.5％以下のうちの１種以上をも
含むと共に、残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物
中のＮ，Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，
0.01％以下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼製基体
の表面に厚さ５０μｍ以上の酸化スケ−ルを有して成
り、しかも酸化スケ−ル層との境界をなす鋼基体表面の
粗さがJIS Ｂ０６０１の十点平均粗さ(Rz)で１００〜３
００μｍに調整された構成とすることによって、優れた
高温変形抵抗，耐割れ・耐熱亀裂性，耐焼付性（潤滑
性）を付与し耐久性を顕著に向上せしめた点」に特徴を
有し、更には 「Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2
〜3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：
合計で 1.5〜8.0 ％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含有す
るか、 或いは更に Cr：5.0 ％以下, Co：5.0 ％以下， Ｖ：2.0 ％
以下，Nb：2.0 ％以下， Ti：2.0 ％以下， Zr：
0.5 ％以下，Ｂ：0.2 ％以下， Mg, Ca, La, Ce及び
Ｙの１種以上：合計で 0.5％以下のうちの１種以上をも
含むと共に、残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物
中のＮ，Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，
0.01％以下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼を所定
工具形状に成形し、その表面粗さをJIS Ｂ０６０１の十
点平均粗さ(Rz)で１２０〜３５０μｍに調整した後、酸
素濃度５％以下の雰囲気下で〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ
（％）｝＋８６０〕℃〜〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ
（％）｝＋９６０〕℃に 0.5〜５時間加熱保持して空冷
以下の冷却速度で冷却するスケ−ル形成処理を施すこと
により、前記耐久性に優れた熱間製管工具を安定して製
造し得るようにした点」をも特徴とするものである。
されたものであり、「熱間製管工具を、 Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2 〜
3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：合
計で 1.5〜8.0％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含有する
か、或いは更に Cr：5.0 ％以下, Co：5.0 ％以下， Ｖ：2.0 ％
以下，Nb：2.0 ％以下， Ti：2.0 ％以下， Zr：
0.5 ％以下，Ｂ：0.2 ％以下， Mg, Ca, La, Ce及び
Ｙの１種以上：合計で 0.5％以下のうちの１種以上をも
含むと共に、残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物
中のＮ，Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，
0.01％以下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼製基体
の表面に厚さ５０μｍ以上の酸化スケ−ルを有して成
り、しかも酸化スケ−ル層との境界をなす鋼基体表面の
粗さがJIS Ｂ０６０１の十点平均粗さ(Rz)で１００〜３
００μｍに調整された構成とすることによって、優れた
高温変形抵抗，耐割れ・耐熱亀裂性，耐焼付性（潤滑
性）を付与し耐久性を顕著に向上せしめた点」に特徴を
有し、更には 「Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2
〜3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：
合計で 1.5〜8.0 ％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含有す
るか、 或いは更に Cr：5.0 ％以下, Co：5.0 ％以下， Ｖ：2.0 ％
以下，Nb：2.0 ％以下， Ti：2.0 ％以下， Zr：
0.5 ％以下，Ｂ：0.2 ％以下， Mg, Ca, La, Ce及び
Ｙの１種以上：合計で 0.5％以下のうちの１種以上をも
含むと共に、残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物
中のＮ，Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，
0.01％以下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼を所定
工具形状に成形し、その表面粗さをJIS Ｂ０６０１の十
点平均粗さ(Rz)で１２０〜３５０μｍに調整した後、酸
素濃度５％以下の雰囲気下で〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ
（％）｝＋８６０〕℃〜〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ
（％）｝＋９６０〕℃に 0.5〜５時間加熱保持して空冷
以下の冷却速度で冷却するスケ−ル形成処理を施すこと
により、前記耐久性に優れた熱間製管工具を安定して製
造し得るようにした点」をも特徴とするものである。
【００１８】続いて、本発明において、鋼の成分組成，
工具基体表面の酸化スケ−ル厚，鋼基体表面の粗さ、並
びに工具の製造条件を前記の如くに限定した理由をその
作用と共に詳述する。
工具基体表面の酸化スケ−ル厚，鋼基体表面の粗さ、並
びに工具の製造条件を前記の如くに限定した理由をその
作用と共に詳述する。
【００１９】
【作用】(A) 鋼の成分組成 a) Ｃ Ｃは鋼材の高温強度向上に有効な成分であるが、その含
有量が0.08％未満では十分な強度を確保することができ
ない。一方、Ｃ含有量が0.35％を超えると製管後の冷却
によって焼きが入る表層部分の硬度が高くなりすぎ、焼
割れを生じ易くもなる。従って、Ｃ含有量は0.08〜0.35
％の範囲と定めた。
有量が0.08％未満では十分な強度を確保することができ
ない。一方、Ｃ含有量が0.35％を超えると製管後の冷却
によって焼きが入る表層部分の硬度が高くなりすぎ、焼
割れを生じ易くもなる。従って、Ｃ含有量は0.08〜0.35
％の範囲と定めた。
【００２０】b) Si Siは脱酸，Ａc1点の上昇，プラグ表面の酸化スケ−ルの
緻密化等に有効な成分であるが、その含有量が 0.1％未
満では所望の効果が得られず、一方、 2.0％を超えて含
有させると靭性の劣化を招くばかりか十分な厚みのスケ
−ル層が得られなくなって潤滑性能が不足する。従っ
て、Si含有量は 0.1〜2.0 ％と定めた。
緻密化等に有効な成分であるが、その含有量が 0.1％未
満では所望の効果が得られず、一方、 2.0％を超えて含
有させると靭性の劣化を招くばかりか十分な厚みのスケ
−ル層が得られなくなって潤滑性能が不足する。従っ
て、Si含有量は 0.1〜2.0 ％と定めた。
【００２１】c) Mn 本発明鋼における如くMo，Ｗを多量に添加する場合、高
温でオ−ステナイト単相を確保するにはMnの添加が有効
であり、またδ−フェライトの生成を抑制して靱性低下
を防止したり高温強度の低下を防止するためにもMn添加
は必要である。しかし、その含有量が 0.2％未満の場合
には上記効果が十分でない。一方、 3.0％を超えてMnを
含有させると酸化スケ−ル中に入るMnがスケ−ルの緻密
性を劣化させる上、スケ−ルの融点を高めてその潤滑性
を劣化させる。従って、Mn含有量は 0.2〜 3.0％と定め
た。
温でオ−ステナイト単相を確保するにはMnの添加が有効
であり、またδ−フェライトの生成を抑制して靱性低下
を防止したり高温強度の低下を防止するためにもMn添加
は必要である。しかし、その含有量が 0.2％未満の場合
には上記効果が十分でない。一方、 3.0％を超えてMnを
含有させると酸化スケ−ル中に入るMnがスケ−ルの緻密
性を劣化させる上、スケ−ルの融点を高めてその潤滑性
を劣化させる。従って、Mn含有量は 0.2〜 3.0％と定め
た。
【００２２】d) Ni Niには、製管後の冷却によって工具の表層部に形成され
る焼入れ相の靭性を改善させる作用があるが、上記作用
による所望の効果を得るためには0.5％以上のNi含有量
を確保する必要がある。また、鋼中に添加されたNiは "
酸化スケ−ル処理にて形成されたスケ−ル層" 中に酸化
されずに残留し、複合強化作用を示してスケ−ルの耐剥
離性を大きく改善する作用も有しており、この効果はNi
含有量が3.0 ％以上になると顕著化し、 5.0％を超える
と更に著しい効果を発揮する。更に、Niにも、Mo，Ｗを
多量に添加した場合のδ−フェライトの生成を抑制して
靱性低下を防止したり高温強度の低下を防止する作用が
ある。しかし、 7.0％を超えてNiを含有させるとスケ−
ルの生成が抑制されることとなり、かえって潤滑性を劣
化させる。従って、Ni含有量は 0.5〜 7.0％と定めた。
る焼入れ相の靭性を改善させる作用があるが、上記作用
による所望の効果を得るためには0.5％以上のNi含有量
を確保する必要がある。また、鋼中に添加されたNiは "
酸化スケ−ル処理にて形成されたスケ−ル層" 中に酸化
されずに残留し、複合強化作用を示してスケ−ルの耐剥
離性を大きく改善する作用も有しており、この効果はNi
含有量が3.0 ％以上になると顕著化し、 5.0％を超える
と更に著しい効果を発揮する。更に、Niにも、Mo，Ｗを
多量に添加した場合のδ−フェライトの生成を抑制して
靱性低下を防止したり高温強度の低下を防止する作用が
ある。しかし、 7.0％を超えてNiを含有させるとスケ−
ルの生成が抑制されることとなり、かえって潤滑性を劣
化させる。従って、Ni含有量は 0.5〜 7.0％と定めた。
【００２３】e) Mo，Ｗ これら成分の１種又は２種を特定量以上含有させること
は高温強度の改善に極めて有効であり、かつＡc1点を上
昇させて製管加工後の工具表層部の焼きが入る部分を少
なくし、焼き割れを防止する作用をも有している。これ
らの効果はMoとＷとで等価であり、〔Mo＋Ｗ〕の合計量
で 1.5％未満では上記効果が不十分であって製管中に容
易に変形・溶損を生じてしまう。一方、Mo，Ｗの含有量
が合計で8.0 ％を超えると高温でもフェライトが残留す
るようになって逆に高温強度が低下する上、靭性も劣化
する。従って、Mo，Ｗの含有量は両者の合計で 1.5〜8.
0 ％と定めた。なお、靭性面からすればMoよりもＷを含
有させる方が好ましく、特に靭性が重要な工具ではMo含
有量を 3.5％以下に抑制するのが良い。
は高温強度の改善に極めて有効であり、かつＡc1点を上
昇させて製管加工後の工具表層部の焼きが入る部分を少
なくし、焼き割れを防止する作用をも有している。これ
らの効果はMoとＷとで等価であり、〔Mo＋Ｗ〕の合計量
で 1.5％未満では上記効果が不十分であって製管中に容
易に変形・溶損を生じてしまう。一方、Mo，Ｗの含有量
が合計で8.0 ％を超えると高温でもフェライトが残留す
るようになって逆に高温強度が低下する上、靭性も劣化
する。従って、Mo，Ｗの含有量は両者の合計で 1.5〜8.
0 ％と定めた。なお、靭性面からすればMoよりもＷを含
有させる方が好ましく、特に靭性が重要な工具ではMo含
有量を 3.5％以下に抑制するのが良い。
【００２４】f) sol.Al sol.Alは脱酸剤として有効な成分である。特に製管工具
用材料では高温における強度を確保する必要があり、そ
のため必然的に室温でも高強度となるが、この場合に鋼
中の酸素量を抑制することは靭性確保上重要で、少なく
ともＯ含有量を１００ppm 以下とする必要がある。Ｏ含
有量を３０ppm 以下とすると靭性は更に大きく改善され
る。しかし、sol.Al含有量が 0.005％未満では脱酸効果
が不十分であり、一方、 0.2％を超えて含有させても脱
酸効果が飽和するばかりか、かえって製管工具鋳造時の
溶鋼の粘性を増加させ鋳造欠陥を生じる恐れが出てく
る。従って、sol.Al含有量は 0.005〜 0.2％と定めた。
用材料では高温における強度を確保する必要があり、そ
のため必然的に室温でも高強度となるが、この場合に鋼
中の酸素量を抑制することは靭性確保上重要で、少なく
ともＯ含有量を１００ppm 以下とする必要がある。Ｏ含
有量を３０ppm 以下とすると靭性は更に大きく改善され
る。しかし、sol.Al含有量が 0.005％未満では脱酸効果
が不十分であり、一方、 0.2％を超えて含有させても脱
酸効果が飽和するばかりか、かえって製管工具鋳造時の
溶鋼の粘性を増加させ鋳造欠陥を生じる恐れが出てく
る。従って、sol.Al含有量は 0.005〜 0.2％と定めた。
【００２５】g) Cr, Co, Ｖ, Nb, Ti, Zr, Ｂ, Mg, Ca,
La, Ce及びＹ これらの成分は、鋼材の靭性，高温での変形抵抗を向上
する作用やスケ−ルの潤滑特性を改善する作用を有して
いるので、必要により１種又は２種以上の添加がなされ
るが、各成分についての含有量を個別に数値限定したの
は次の理由による。
La, Ce及びＹ これらの成分は、鋼材の靭性，高温での変形抵抗を向上
する作用やスケ−ルの潤滑特性を改善する作用を有して
いるので、必要により１種又は２種以上の添加がなされ
るが、各成分についての含有量を個別に数値限定したの
は次の理由による。
【００２６】Cr Crは、特に酸化スケ−ル層を緻密化して潤滑皮膜（酸化
スケ−ル層）の密着性を改善するのに有効な成分である
が、その含有量が 5.0％を超えると耐酸化性が向上しす
ぎて所望厚さの潤滑酸化スケ−ル層を生成することがで
きなくなる。なお、Crによる上記効果を安定して確保す
るためには、 0.2％以上のCr含有量を確保するのが望ま
しい。
スケ−ル層）の密着性を改善するのに有効な成分である
が、その含有量が 5.0％を超えると耐酸化性が向上しす
ぎて所望厚さの潤滑酸化スケ−ル層を生成することがで
きなくなる。なお、Crによる上記効果を安定して確保す
るためには、 0.2％以上のCr含有量を確保するのが望ま
しい。
【００２７】Co Coは、特にＡc1点，Ａc3点を大きくは低下させることな
くNiと同様の靭性改善作用，スケ−ルの耐剥離性改善作
用を発揮する成分であるが、その含有量が5.0 ％を超え
るとコスト上昇に見合うだけの向上効果を確保すること
ができない。
くNiと同様の靭性改善作用，スケ−ルの耐剥離性改善作
用を発揮する成分であるが、その含有量が5.0 ％を超え
るとコスト上昇に見合うだけの向上効果を確保すること
ができない。
【００２８】Ｖ, Nb, Ti, Zr, Mg, Ca, La, Ce, Ｙ これらの成分は何れも、特に材料の細粒化に有効であ
り、鋼材の靭性改善だけでなく、スケ−ル層を緻密化す
る作用をも有しているが、その含有量が各々の上限値を
超えて含有させると脆化相が析出したりして靭性の劣化
を招く。なお、上記各成分の添加による効果を安定して
確保するためには、Ｖ, Nbについては各々0.1％以上
の、Tiについては0.05％以上の、Zrについては0.01％以
上の、そしてMg, Ca, La, Ce,Ｙについては合計で0.01
％以上の含有量を確保することが望ましい。
り、鋼材の靭性改善だけでなく、スケ−ル層を緻密化す
る作用をも有しているが、その含有量が各々の上限値を
超えて含有させると脆化相が析出したりして靭性の劣化
を招く。なお、上記各成分の添加による効果を安定して
確保するためには、Ｖ, Nbについては各々0.1％以上
の、Tiについては0.05％以上の、Zrについては0.01％以
上の、そしてMg, Ca, La, Ce,Ｙについては合計で0.01
％以上の含有量を確保することが望ましい。
【００２９】Ｂ Ｂには、製管加工により高温に保持されてオ−ステナイ
トとなった工具表面層の粒界を強化し、高温での変形抵
抗・変形能を改善する作用があるが、 0.2％を超えて含
有させると靭性の劣化を招く。なお、Ｂによる上記効果
を安定して確保するためには、 0.001％以上のＢ含有量
を確保するのが望ましい。
トとなった工具表面層の粒界を強化し、高温での変形抵
抗・変形能を改善する作用があるが、 0.2％を超えて含
有させると靭性の劣化を招く。なお、Ｂによる上記効果
を安定して確保するためには、 0.001％以上のＢ含有量
を確保するのが望ましい。
【００３０】h) 不純物 Ｎは溶製（凝固）時の欠陥防止のためにその含有量を0.
02％以下に、そしてＯは前述した如く所望靱性を確保す
るために0.01％以下にそれぞれ抑える必要がある。ま
た、Ｐ及びＳも靭性に悪影響を及ぼすので、所望の靱性
を確保するためにはそれぞれ含有量を 0.035％以下及び
0.03％以下に制限する必要がある。
02％以下に、そしてＯは前述した如く所望靱性を確保す
るために0.01％以下にそれぞれ抑える必要がある。ま
た、Ｐ及びＳも靭性に悪影響を及ぼすので、所望の靱性
を確保するためにはそれぞれ含有量を 0.035％以下及び
0.03％以下に制限する必要がある。
【００３１】(B) 工具表面の酸化スケ−ルの厚さ 製管工具の鋼製基体表面に形成された酸化スケ−ルの厚
さが５０μｍ未満であると潤滑性が不十分となって所望
の工具寿命が得られないことから、その厚さを５０μｍ
以上と定めた。なお、酸化スケ−ル層が厚くなり過ぎる
とスケ−ル層がポ−ラス化して剥離を生じやすくなり、
使用前のハンドリング時に脱落する恐れがあることか
ら、工具基体表面に形成する酸化スケ−ルの厚さは３０
０μｍ以下に抑えるのが望ましい。
さが５０μｍ未満であると潤滑性が不十分となって所望
の工具寿命が得られないことから、その厚さを５０μｍ
以上と定めた。なお、酸化スケ−ル層が厚くなり過ぎる
とスケ−ル層がポ−ラス化して剥離を生じやすくなり、
使用前のハンドリング時に脱落する恐れがあることか
ら、工具基体表面に形成する酸化スケ−ルの厚さは３０
０μｍ以下に抑えるのが望ましい。
【００３２】(C) 酸化スケ−ル層との境界をなす鋼基
体表面の粗さ 本発明に係わる熱間製管工具では酸化スケ−ル層との境
界をなす工具の鋼基体（素地）表面が特定粗さの凹凸を
有する素面とされているが、このため、工具の使用によ
り表面スケ−ル層が摩耗し薄化して事実上鋼素地が露出
したとしても素地の凹部に残存するスケ−ルによって潤
滑が保たれ、工具寿命の延命化が達成される訳である。
ただ、この場合、鋼基体（素地）表面の粗さがJIS Ｂ０
６０１の十点平均粗さ(Rz)で１００μｍ未満であると上
記効果が不十分である。一方、該表面粗さが３００μｍ
を超える値になると、その凹凸がスケ−ル最表面にまで
反映されてスケ−ル自体の摩擦係数が増大するのでスケ
−ルの早期摩耗を招くばかりか、スケ−ルの摩耗薄肉化
により鋼素地が露出した時点での摩擦係数が大なために
凹部に残留したスケ−ルだけでは潤滑効果が不足するこ
ととなって焼付きが生じる。従って、上述した鋼基体表
面の粗さ(Rz)を１００〜３００μｍの範囲に調整するこ
とと定めた。
体表面の粗さ 本発明に係わる熱間製管工具では酸化スケ−ル層との境
界をなす工具の鋼基体（素地）表面が特定粗さの凹凸を
有する素面とされているが、このため、工具の使用によ
り表面スケ−ル層が摩耗し薄化して事実上鋼素地が露出
したとしても素地の凹部に残存するスケ−ルによって潤
滑が保たれ、工具寿命の延命化が達成される訳である。
ただ、この場合、鋼基体（素地）表面の粗さがJIS Ｂ０
６０１の十点平均粗さ(Rz)で１００μｍ未満であると上
記効果が不十分である。一方、該表面粗さが３００μｍ
を超える値になると、その凹凸がスケ−ル最表面にまで
反映されてスケ−ル自体の摩擦係数が増大するのでスケ
−ルの早期摩耗を招くばかりか、スケ−ルの摩耗薄肉化
により鋼素地が露出した時点での摩擦係数が大なために
凹部に残留したスケ−ルだけでは潤滑効果が不足するこ
ととなって焼付きが生じる。従って、上述した鋼基体表
面の粗さ(Rz)を１００〜３００μｍの範囲に調整するこ
とと定めた。
【００３３】(C) 製管工具の製造条件 a) 所定形状に成形した鋼表面の粗さ調整 スケ−ル形成処理前の“所定工具形状に成形した鋼”の
表面粗さをJIS Ｂ０６０１の十点平均粗さ(Rz)で１２０
〜３５０μｍに調整するのは、スケ−ル形成処理後の
「酸化スケ−ル層との境界をなす工具の鋼基体（素地）
表面の粗さ(Rz)」を前記１００〜３００μｍの範囲とす
るために必要なことである。即ち、スケ−ル形成処理前
の表面粗さ(Rz)が１２０μｍ未満であると、スケ−ル形
成処理時の選択酸化（主に結晶粒界や偏析に沿って発生
する）により凹凸が生じるとしても、全面酸化の方が大
きいから鋼素地の平滑化が起きて「スケ−ル形成処理後
における鋼素地粗さ(Rz)：１００μｍ以上」を確保する
ことができず、一方、スケ−ル形成処理前の表面粗さ(R
z)が３５０μｍを超えていると、スケ−ル形成処理時の
全面酸化を見込んだとしてもスケ−ル形成処理後におけ
る鋼素地粗さ(Rz)を３００μｍ以内に収めることができ
なくなる。なお、“所定工具形状に成形した鋼”の粗面
化手段としてはグリッドブラストを採用するのが良い。
この場合、鋼の表面に粗さ(Rz)：１２０μｍ以上の凹凸
を付けるには、長さ：0.5 mm以上の鋼又はその他金属の
グリッドを使用することが必要で、表面に形成される凹
凸を均一・高密度とするためには 0.5分以上の処理時間
を要する。なお、実施に際しては、状況に応じてグリッ
ドの大きさ，吹付け圧力，処理時間等を適宜に選択し組
み合わせるのが良い。また、グリッドブラストで形成さ
れる粗面の“かえり”が大きくて表面の摩擦抵抗が大き
くなる場合には、その後に前記グリッドと同様材質から
なる適宜な径の球状粒子（ショットという））を吹きつ
けるショットピ−ニングを行って表面を滑らかにし、実
質的に凹部のみが形成された状態とするのが好ましい。
表面粗さをJIS Ｂ０６０１の十点平均粗さ(Rz)で１２０
〜３５０μｍに調整するのは、スケ−ル形成処理後の
「酸化スケ−ル層との境界をなす工具の鋼基体（素地）
表面の粗さ(Rz)」を前記１００〜３００μｍの範囲とす
るために必要なことである。即ち、スケ−ル形成処理前
の表面粗さ(Rz)が１２０μｍ未満であると、スケ−ル形
成処理時の選択酸化（主に結晶粒界や偏析に沿って発生
する）により凹凸が生じるとしても、全面酸化の方が大
きいから鋼素地の平滑化が起きて「スケ−ル形成処理後
における鋼素地粗さ(Rz)：１００μｍ以上」を確保する
ことができず、一方、スケ−ル形成処理前の表面粗さ(R
z)が３５０μｍを超えていると、スケ−ル形成処理時の
全面酸化を見込んだとしてもスケ−ル形成処理後におけ
る鋼素地粗さ(Rz)を３００μｍ以内に収めることができ
なくなる。なお、“所定工具形状に成形した鋼”の粗面
化手段としてはグリッドブラストを採用するのが良い。
この場合、鋼の表面に粗さ(Rz)：１２０μｍ以上の凹凸
を付けるには、長さ：0.5 mm以上の鋼又はその他金属の
グリッドを使用することが必要で、表面に形成される凹
凸を均一・高密度とするためには 0.5分以上の処理時間
を要する。なお、実施に際しては、状況に応じてグリッ
ドの大きさ，吹付け圧力，処理時間等を適宜に選択し組
み合わせるのが良い。また、グリッドブラストで形成さ
れる粗面の“かえり”が大きくて表面の摩擦抵抗が大き
くなる場合には、その後に前記グリッドと同様材質から
なる適宜な径の球状粒子（ショットという））を吹きつ
けるショットピ−ニングを行って表面を滑らかにし、実
質的に凹部のみが形成された状態とするのが好ましい。
【００３４】b) スケ−ル形成処理条件 表面を所定粗さに粗面化された鋼基体には水蒸気添加大
気中等の酸化性雰囲気中での熱処理によるスケ−ル形成
処理が施されるが、緻密なスケ−ルを付与するために
は、低酸素ポテンシャル下で、かつ鋼の組成に応じた温
度で処理することが必要である。つまり、スケ−ル形成
熱処理の加熱温度が〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ（％）｝＋
８６０〕℃未満であると十分な厚さのスケ−ルが形成で
きず、一方、処理雰囲気中酸素濃度が５％を超えていた
り、加熱温度が〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ（％）｝＋９６
０〕℃を超えた場合には形成されるスケ−ルがポ−ラス
となって耐剥離性が劣化する。また、この際の処理時間
が 0.5時間未満ではスケ−ル厚さが十分でない上、不均
一となる。そして、処理時間が長くなるにつれてスケ−
ル厚さは増すが、処理時間が５時間を超えるとスケ−ル
がポ−ラス化する傾向を見せる。なお、スケ−ル形成熱
処理後は空冷以下の冷却速度で冷却（実際的には空冷又
は炉冷）し、スケ−ルの割れや剥落を防ぐことが肝要で
ある。
気中等の酸化性雰囲気中での熱処理によるスケ−ル形成
処理が施されるが、緻密なスケ−ルを付与するために
は、低酸素ポテンシャル下で、かつ鋼の組成に応じた温
度で処理することが必要である。つまり、スケ−ル形成
熱処理の加熱温度が〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ（％）｝＋
８６０〕℃未満であると十分な厚さのスケ−ルが形成で
きず、一方、処理雰囲気中酸素濃度が５％を超えていた
り、加熱温度が〔２５×｛Mo（％）＋Ｗ（％）｝＋９６
０〕℃を超えた場合には形成されるスケ−ルがポ−ラス
となって耐剥離性が劣化する。また、この際の処理時間
が 0.5時間未満ではスケ−ル厚さが十分でない上、不均
一となる。そして、処理時間が長くなるにつれてスケ−
ル厚さは増すが、処理時間が５時間を超えるとスケ−ル
がポ−ラス化する傾向を見せる。なお、スケ−ル形成熱
処理後は空冷以下の冷却速度で冷却（実際的には空冷又
は炉冷）し、スケ−ルの割れや剥落を防ぐことが肝要で
ある。
【００３５】次に、本発明の効果を実施例によって更に
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【実施例】まず、大気溶解，真空溶解，ＡＯＤ又はＶＯ
Ｄプロセスにて表１に示した各化学成分組成の鋼を溶製
し、(1) 鋳造，(2) 鋳造後外削，(3) 鍛造後外削，によ
って製管工具の中で最も苛酷な条件下で使用される "マ
ンネスマン製管の穿孔用プラグ" の基体形状に仕上げ
た。
Ｄプロセスにて表１に示した各化学成分組成の鋼を溶製
し、(1) 鋳造，(2) 鋳造後外削，(3) 鍛造後外削，によ
って製管工具の中で最も苛酷な条件下で使用される "マ
ンネスマン製管の穿孔用プラグ" の基体形状に仕上げ
た。
【００３６】
【表１】
【００３７】次いで、これらのプラグ基体を用い、表２
及び表３に示す如く、一部を除いてその表面にグリッド
ブラストによる粗面化処理を施してから酸化スケ−ル形
成処理（低酸素ポテンシャルの水蒸気雰囲気中加熱処
理）を行い、スケ−ル被覆層付の穿孔用プラグ製品を得
た。なお、グリッドブラストでは長さ0.5 〜３mmの鉄グ
リッドを使用して粗面化したが、その後５分間のショッ
トピ−ニング（ショット径：１mmφ）処理を施して“か
えり”の平滑化を行った。
及び表３に示す如く、一部を除いてその表面にグリッド
ブラストによる粗面化処理を施してから酸化スケ−ル形
成処理（低酸素ポテンシャルの水蒸気雰囲気中加熱処
理）を行い、スケ−ル被覆層付の穿孔用プラグ製品を得
た。なお、グリッドブラストでは長さ0.5 〜３mmの鉄グ
リッドを使用して粗面化したが、その後５分間のショッ
トピ−ニング（ショット径：１mmφ）処理を施して“か
えり”の平滑化を行った。
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】続いて、このように製造された各穿孔用プ
ラグにつき、スケ−ル形成状況（スケ−ル厚，スケ−ル
層との境界をなす鋼素地粗さ），鋼基材の特性（靱性，
1000℃での圧縮変形抵抗）並びにプラグ特性（寿命）を
調査した。なお、プラグ特性（寿命）の調査は、前記各
プラグを用いてＳＵＳ４２０及びＳＵＳ３０４の各ステ
ンレス鋼についての穿孔試験を実施し、その際の穿孔可
能回数（補修使用は除く）を調べることにより行った。
ラグにつき、スケ−ル形成状況（スケ−ル厚，スケ−ル
層との境界をなす鋼素地粗さ），鋼基材の特性（靱性，
1000℃での圧縮変形抵抗）並びにプラグ特性（寿命）を
調査した。なお、プラグ特性（寿命）の調査は、前記各
プラグを用いてＳＵＳ４２０及びＳＵＳ３０４の各ステ
ンレス鋼についての穿孔試験を実施し、その際の穿孔可
能回数（補修使用は除く）を調べることにより行った。
【００４１】これらの調査結果を前記表２及び表３に併
せて示した（ここで、スケ−ル厚さは素地メタル先端か
らスケ−ル表面までの距離で表わし、 素地粗さは凹部の
深さで表わした）。表２及び表３に示される結果からも
明らかな如く、本発明に係わる穿孔プラグは高温強度
（1000０℃での圧縮変形抵抗）が２６kgf/mm2 以上と高
く、穿孔時において十分な潤滑性，スケ−ルの耐剥離性
を示すばかりか、室温での衝撃値が１kg-m/cm2以上（２
mmＵノッチ試験片）と言う優れた靭性とを有していて割
れを生じないで高寿命を示したのに対して、本発明で規
定する条件を満たしていない比較例では、何れも "高温
強度が低いための先端溶損", "靭性不足のための割れ"
或いは "スケ−ル層が薄いか耐剥離性が十分でないため
の焼付" が生じ、穿孔回数が極めて低いことが分かる。
せて示した（ここで、スケ−ル厚さは素地メタル先端か
らスケ−ル表面までの距離で表わし、 素地粗さは凹部の
深さで表わした）。表２及び表３に示される結果からも
明らかな如く、本発明に係わる穿孔プラグは高温強度
（1000０℃での圧縮変形抵抗）が２６kgf/mm2 以上と高
く、穿孔時において十分な潤滑性，スケ−ルの耐剥離性
を示すばかりか、室温での衝撃値が１kg-m/cm2以上（２
mmＵノッチ試験片）と言う優れた靭性とを有していて割
れを生じないで高寿命を示したのに対して、本発明で規
定する条件を満たしていない比較例では、何れも "高温
強度が低いための先端溶損", "靭性不足のための割れ"
或いは "スケ−ル層が薄いか耐剥離性が十分でないため
の焼付" が生じ、穿孔回数が極めて低いことが分かる。
【００４２】特に、比較例36〜45を見ると、鋼素材が本
発明で規定する条件を満たしているものの、酸化スケ−
ル層との境界をなす鋼基体表面の粗さ(Rz)、即ち凹部深
さが１００μｍを下回っているため、焼付きが生じやす
くて穿孔寿命が大幅に低下していることが注目される。
発明で規定する条件を満たしているものの、酸化スケ−
ル層との境界をなす鋼基体表面の粗さ(Rz)、即ち凹部深
さが１００μｍを下回っているため、焼付きが生じやす
くて穿孔寿命が大幅に低下していることが注目される。
【００４３】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、高合金鋼，ステンレス鋼，Ni基合金等の変形抵抗が
高くて焼付の生じやすい材料の熱間製管においても優れ
た耐久性を発揮する熱間製管用工具を安定して提供する
ことができるなど、産業上極めて有用な効果がもたらさ
れる。
ば、高合金鋼，ステンレス鋼，Ni基合金等の変形抵抗が
高くて焼付の生じやすい材料の熱間製管においても優れ
た耐久性を発揮する熱間製管用工具を安定して提供する
ことができるなど、産業上極めて有用な効果がもたらさ
れる。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量割合にて Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2 〜
3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：合
計で 1.5〜8.0％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含むと共
に残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物中のＮ，
Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，0.01％以
下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼製基体の表面に
厚さ５０μｍ以上の酸化スケ−ルを有して成り、しかも
酸化スケ−ル層との境界をなす鋼基体表面の粗さ(Rz)が
１００〜３００μｍに調整されていることを特徴とする
熱間製管工具。 - 【請求項２】 重量割合にて Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2 〜
3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：合
計で 1.5〜8.0％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含有し、
更に Cr：5.0 ％以下, Co：5.0 ％以下， Ｖ：2.0 ％
以下，Nb：2.0 ％以下， Ti：2.0 ％以下， Zr：
0.5 ％以下，Ｂ：0.2 ％以下， Mg, Ca, La, Ce及び
Ｙの１種以上：合計で 0.5％以下のうちの１種以上をも
含むと共に、残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物
中のＮ，Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，
0.01％以下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼製基体
の表面に厚さ５０μｍ以上の酸化スケ−ルを有して成
り、しかも酸化スケ−ル層との境界をなす鋼基体表面の
粗さ(Rz)が１００〜３００μｍに調整されていることを
特徴とする熱間製管工具。 - 【請求項３】 重量割合にて Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2 〜
3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：合
計で 1.5〜8.0％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含むと共
に残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物中のＮ，
Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，0.01％以
下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼を所定工具形状
に成形し、その表面粗さ(Rz)を１２０〜３５０μｍに調
整した後、酸素濃度５％以下の雰囲気下で〔２５×｛Mo
（％）＋Ｗ（％）｝＋８６０〕℃〜〔２５×｛Mo（％）
＋Ｗ（％）｝＋９６０〕℃に 0.5〜５時間加熱保持して
空冷以下の冷却速度で冷却するスケ−ル形成処理を施す
ことを特徴とする、熱間製管工具の製造方法。 - 【請求項４】 重量割合にて Ｃ：0.08〜0.35％， Si：0.1 〜2.0 ％， Mn：0.2 〜
3.0 ％，Ni：0.5 〜7.0 ％， Mo及びＷの１種以上：合
計で 1.5〜8.0％，sol.Al：0.005 〜0.2 ％を含有し、
更に Cr：5.0 ％以下, Co：5.0 ％以下， Ｖ：2.0 ％
以下，Nb：2.0 ％以下， Ti：2.0 ％以下， Zr：
0.5 ％以下，Ｂ：0.2 ％以下， Mg, Ca, La, Ce及び
Ｙの１種以上：合計で 0.5％以下のうちの１種以上をも
含むと共に、残部がFe及び不可避不純物で、かつ不純物
中のＮ，Ｏ，Ｐ及びＳの含有量がそれぞれ0.02％以下，
0.01％以下， 0.035％以下，0.03％以下である鋼を所定
工具形状に成形し、その表面粗さ(Rz)を１２０〜３５０
μｍに調整した後、酸素濃度５％以下の雰囲気下で〔２
５×｛Mo（％）＋Ｗ（％）｝＋８６０〕℃〜〔２５×
｛Mo（％）＋Ｗ（％）｝＋９６０〕℃に 0.5〜５時間加
熱保持して空冷以下の冷却速度で冷却するスケ−ル形成
処理を施すことを特徴とする、熱間製管工具の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5041791A JP2940188B2 (ja) | 1991-02-23 | 1991-02-23 | 熱間製管工具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5041791A JP2940188B2 (ja) | 1991-02-23 | 1991-02-23 | 熱間製管工具及びその製造方法 |
Publications (2)
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015221941A (ja) * | 2006-08-09 | 2015-12-10 | ロバルマ, ソシエダッド アノニマRovalma, S.A. | 鋼、工具鋼、特に熱間加工鋼の熱伝導度の調整方法、並びに鋼製品 |
| JP2016128609A (ja) * | 2006-08-09 | 2016-07-14 | ロバルマ, ソシエダッド アノニマRovalma, S.A. | 鋼、工具鋼、特に熱間加工鋼の熱伝導度の調整方法、並びに鋼製品 |
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