JP3222776B2 - フィン付き押出し鋼管の製造方法 - Google Patents
フィン付き押出し鋼管の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器あるいは
自動車部品等に使用される内面フィン付き金属管に関す
る。
自動車部品等に使用される内面フィン付き金属管に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内面にフィンを形成した内面フィン付き
金属管は熱間押出加工により製造される。鋼管の熱間押
出加工は一般に潤滑剤としてビレットの内外面にガラス
粉を使用して行われる。すなわち、図１に示すようにマ
ンドレル平行部３に軸方向の数状のフィン形成用溝５を
刻設したマンドレル１を使用して行われるが、潤滑剤ガ
ラスの余分なガラスがフィン形成用溝５に閉じ込められ
る。このため特に成品管後半部では所定のフィン高さ６
が得られないか、もしくは最悪の場合フィン４が欠落し
た管が押し出されることがある。また、ビレット製造時
にビレットに偏芯があると熱間押出し時のメタルフロー
が不均一となり、成品管に偏肉が大きく発生し、そのた
めフィンの欠落が生じることもある。さらに、マンドレ
ルのフィン成形溝部の潤滑不良によりマンドレルフィン
部に地金が付着して成品管のフィンに欠落が生じる。そ
してフィンの欠落により成品管のフィン高さに高低差が
生じる。このようなフィン付き管を熱交換器用として使
用する場合の伝熱特性に大きく影響することとなる。そ
こでフィン高さが均一で且つ高く、そしてフィンに欠落
がなく、伝熱効果の大きなフィン付き管の製造方法が求
められている。
金属管は熱間押出加工により製造される。鋼管の熱間押
出加工は一般に潤滑剤としてビレットの内外面にガラス
粉を使用して行われる。すなわち、図１に示すようにマ
ンドレル平行部３に軸方向の数状のフィン形成用溝５を
刻設したマンドレル１を使用して行われるが、潤滑剤ガ
ラスの余分なガラスがフィン形成用溝５に閉じ込められ
る。このため特に成品管後半部では所定のフィン高さ６
が得られないか、もしくは最悪の場合フィン４が欠落し
た管が押し出されることがある。また、ビレット製造時
にビレットに偏芯があると熱間押出し時のメタルフロー
が不均一となり、成品管に偏肉が大きく発生し、そのた
めフィンの欠落が生じることもある。さらに、マンドレ
ルのフィン成形溝部の潤滑不良によりマンドレルフィン
部に地金が付着して成品管のフィンに欠落が生じる。そ
してフィンの欠落により成品管のフィン高さに高低差が
生じる。このようなフィン付き管を熱交換器用として使
用する場合の伝熱特性に大きく影響することとなる。そ
こでフィン高さが均一で且つ高く、そしてフィンに欠落
がなく、伝熱効果の大きなフィン付き管の製造方法が求
められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、従来のビレットから熱間押出加工によりフ
ィン付き管を製造するときに発生する上記の欠点を解消
することであり、ビレットの偏芯を低減し、さらにビレ
ットの均熱化をはかり、更に熱間押出加工の潤滑剤のガ
ラス量を最適量に設定して成品管の偏肉をなくしてフィ
ン欠落を無くして均一で高いフィンのフィン付き管を製
造することである。
する課題は、従来のビレットから熱間押出加工によりフ
ィン付き管を製造するときに発生する上記の欠点を解消
することであり、ビレットの偏芯を低減し、さらにビレ
ットの均熱化をはかり、更に熱間押出加工の潤滑剤のガ
ラス量を最適量に設定して成品管の偏肉をなくしてフィ
ン欠落を無くして均一で高いフィンのフィン付き管を製
造することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、金属管の外径を規制するダイス孔
と金属管の内径を規制し、且つ、金属管内面にフィンを
形成するフィン形成用溝を有するマンドレル平行部との
間に、加熱した穿孔ビレットを潤滑剤にガラス粉を使用
して熱間押出しすることにより内面フィン付き金属管を
製造する方法において、１）鋼塊をビレット長に切断し
て芯出しした後ボーリングして内径を確定し、該内径を
基準にしてビレット外径を旋削加工して偏芯のない穿孔
ビレットを得た後、２）穿孔ビレットを熱間押出加工の
加熱目標温度より３０℃低い温度に均一な加熱速度で直
線的に上昇加熱した後、この温度に暫時保持して充分に
ビレットを均熱化した後加熱目標温度に加熱することに
より均熱化した加熱穿孔ビレットを得、且つ、３）潤滑
剤のガラス粉の量を成品管内表面積当たり５〜６ｇ／ｃ
ｍ2 とすることを特徴とする内面フィン付き金属管の熱
間押出加工方法である。
めの本発明の手段は、金属管の外径を規制するダイス孔
と金属管の内径を規制し、且つ、金属管内面にフィンを
形成するフィン形成用溝を有するマンドレル平行部との
間に、加熱した穿孔ビレットを潤滑剤にガラス粉を使用
して熱間押出しすることにより内面フィン付き金属管を
製造する方法において、１）鋼塊をビレット長に切断し
て芯出しした後ボーリングして内径を確定し、該内径を
基準にしてビレット外径を旋削加工して偏芯のない穿孔
ビレットを得た後、２）穿孔ビレットを熱間押出加工の
加熱目標温度より３０℃低い温度に均一な加熱速度で直
線的に上昇加熱した後、この温度に暫時保持して充分に
ビレットを均熱化した後加熱目標温度に加熱することに
より均熱化した加熱穿孔ビレットを得、且つ、３）潤滑
剤のガラス粉の量を成品管内表面積当たり５〜６ｇ／ｃ
ｍ2 とすることを特徴とする内面フィン付き金属管の熱
間押出加工方法である。
【０００５】本発明の作用について従来の方法と比較し
ながら説明する。先ず、従来の方法のビレットの製造に
おいては、鋼塊をビレット長に切断して芯出しすると先
ずビレット外径を旋削加工し、その後ボーリングしてビ
レットを穿孔し穿孔ビレットを得る。
ながら説明する。先ず、従来の方法のビレットの製造に
おいては、鋼塊をビレット長に切断して芯出しすると先
ずビレット外径を旋削加工し、その後ボーリングしてビ
レットを穿孔し穿孔ビレットを得る。
【０００６】これに対し、本発明では鋼塊をビレット長
に切断して芯出しすると、外径の旋削加工に先立って、
先ずボーリングしてビレットに穿孔し、正確な内径の穿
孔ビレットとし、その後この正確に得られた内径を基準
にしてビレットの外側を旋削加工して、正確な外径のビ
レットを得る。従って、従来の穿孔ビレットでは偏芯が
時として有ったが、本発明では、偏芯がなく、かつ正確
な肉厚の穿孔ビレットが準備されることとなる。
に切断して芯出しすると、外径の旋削加工に先立って、
先ずボーリングしてビレットに穿孔し、正確な内径の穿
孔ビレットとし、その後この正確に得られた内径を基準
にしてビレットの外側を旋削加工して、正確な外径のビ
レットを得る。従って、従来の穿孔ビレットでは偏芯が
時として有ったが、本発明では、偏芯がなく、かつ正確
な肉厚の穿孔ビレットが準備されることとなる。
【０００７】準備された穿孔ビレットの熱間押出し熱間
押出加工温度への加熱において、従来の方法では、図４
の（ａ）に示すように、熱間押出加工の目標温度、例え
ば１，０００℃〜１，２５０℃、に直線的に加熱した
が、本発明では図４の（ｂ）に示すように目標温度より
３０℃低い温度に直線的に上昇加熱した後、この温度に
おいて低周波誘導加熱炉の加熱をＯＮ−ＯＦＦ制御して
暫時保持した後目標温度に加熱する。従って、従来の加
熱方法では、ビレットは時として均一に加熱されていな
い場合があり、このようなビレットの場合押出加工にお
いてメタルフローが不均一になりマンドレルのフィン成
形溝に充分にメタルが充填されない部分が生じてフィン
が欠落したりフィン高さが充分でないものが形成され
る。しかし、本発明の方法ではビレットが均一に加熱さ
れているのでメタルフローが均一になりマンドレルのフ
ィン形成溝に均一に充填されるので、フィンの欠落やフ
ィン高さの充分でないものが生じることが減少する。
押出加工温度への加熱において、従来の方法では、図４
の（ａ）に示すように、熱間押出加工の目標温度、例え
ば１，０００℃〜１，２５０℃、に直線的に加熱した
が、本発明では図４の（ｂ）に示すように目標温度より
３０℃低い温度に直線的に上昇加熱した後、この温度に
おいて低周波誘導加熱炉の加熱をＯＮ−ＯＦＦ制御して
暫時保持した後目標温度に加熱する。従って、従来の加
熱方法では、ビレットは時として均一に加熱されていな
い場合があり、このようなビレットの場合押出加工にお
いてメタルフローが不均一になりマンドレルのフィン成
形溝に充分にメタルが充填されない部分が生じてフィン
が欠落したりフィン高さが充分でないものが形成され
る。しかし、本発明の方法ではビレットが均一に加熱さ
れているのでメタルフローが均一になりマンドレルのフ
ィン形成溝に均一に充填されるので、フィンの欠落やフ
ィン高さの充分でないものが生じることが減少する。
【０００８】熱間押出加工に使用する潤滑剤のガラス粉
の量において、従来の方法では成品管内表面積当たり３
〜４ｇ／ｃｍ2 であったが、本発明の方法では、成品管
内表面積当たり５〜６ｇ／ｃｍ2 とする。従来の方法で
はマンドレルのフィン成形溝部の潤滑不良によりマンド
レルのフィン成形溝部に地金が付着して成品管のフィン
に欠落が生じる場合があった。しかし、本発明では潤滑
剤のガラス粉の量を充分にしたので、潤滑は充分に行わ
れてマンドレルのフィン成形溝部に地金が付着して成品
管のフィンが欠落するようなことがなくなる。
の量において、従来の方法では成品管内表面積当たり３
〜４ｇ／ｃｍ2 であったが、本発明の方法では、成品管
内表面積当たり５〜６ｇ／ｃｍ2 とする。従来の方法で
はマンドレルのフィン成形溝部の潤滑不良によりマンド
レルのフィン成形溝部に地金が付着して成品管のフィン
に欠落が生じる場合があった。しかし、本発明では潤滑
剤のガラス粉の量を充分にしたので、潤滑は充分に行わ
れてマンドレルのフィン成形溝部に地金が付着して成品
管のフィンが欠落するようなことがなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。本発明は、図１に示すフィン形成用溝５
を有する平行部３と段付部２とマンドレルホルダー１４
に装着するネジ１５を有する後端部１３からなるマンド
レル１を使用して、加熱した穿孔ビレット７を図２に示
す熱間押出装置により内面フィン付き金属管を製造する
方法で、金属管の外径を規制するダイス１１の孔と金属
管の内径を規制しかつ金属管内面にフィンを形成するフ
ィン形成用溝を有するマンドレル１の平行部３との間に
加熱した穿孔ビレット７を潤滑剤としてガラスパッド１
２のガラス粉を使用して熱間押出しするものである。
態を説明する。本発明は、図１に示すフィン形成用溝５
を有する平行部３と段付部２とマンドレルホルダー１４
に装着するネジ１５を有する後端部１３からなるマンド
レル１を使用して、加熱した穿孔ビレット７を図２に示
す熱間押出装置により内面フィン付き金属管を製造する
方法で、金属管の外径を規制するダイス１１の孔と金属
管の内径を規制しかつ金属管内面にフィンを形成するフ
ィン形成用溝を有するマンドレル１の平行部３との間に
加熱した穿孔ビレット７を潤滑剤としてガラスパッド１
２のガラス粉を使用して熱間押出しするものである。
【００１０】すなわち、図２において、熱間押出温度に
加熱され内外面にガラス潤滑が施された穿孔ビレット７
をコンテナー８内に装填し、ビレット７の後方から上記
マンドレル１を挿入しプレッシングディスク９を介し、
ステム１０により高圧で押出し、前方に配した潤滑用ガ
ラスパッド１２を具備したダイス１１を通過させること
により、所定の寸法、形状の内面フィン付き金属管１６
を製造する。
加熱され内外面にガラス潤滑が施された穿孔ビレット７
をコンテナー８内に装填し、ビレット７の後方から上記
マンドレル１を挿入しプレッシングディスク９を介し、
ステム１０により高圧で押出し、前方に配した潤滑用ガ
ラスパッド１２を具備したダイス１１を通過させること
により、所定の寸法、形状の内面フィン付き金属管１６
を製造する。
【００１１】本発明は上記方法において、鋼塊をビレッ
ト長に切断して芯出しし、外径の旋削加工に先立って、
先ず、ボーリングしてビレットに穿孔して正確な内径の
穿孔ビレット７とする。その後この正確に得られたビレ
ット７の内径を基準にしてビレット７の外側を旋削加工
して正確な外径のビレット７とする。従って、偏芯がな
く、かつ正確な肉厚の穿孔ビレットが準備されることと
なる。
ト長に切断して芯出しし、外径の旋削加工に先立って、
先ず、ボーリングしてビレットに穿孔して正確な内径の
穿孔ビレット７とする。その後この正確に得られたビレ
ット７の内径を基準にしてビレット７の外側を旋削加工
して正確な外径のビレット７とする。従って、偏芯がな
く、かつ正確な肉厚の穿孔ビレットが準備されることと
なる。
【００１２】準備された穿孔ビレットの熱間押出加工温
度への加熱において、図４の（ｂ）に示すように目標温
度、例えば１，０００℃、よりやや低い温度、例えば目
標温度より３０℃低い温度に低周波誘導加熱炉で直線的
に上昇して加熱する。次いで、この温度において低周波
誘導加熱炉の加熱回路をＯＮ−ＯＦＦ制御して暫時、例
えば１分、保持し、その後目標温度に加熱する。従っ
て、ビレットが均一に加熱されているので、押出加工時
のメタルフローが均一になりマンドレル１のフィン成形
溝５に均一に充填されるので、フィンの欠落やフィン高
さの充分でないものが生じることが減少する。
度への加熱において、図４の（ｂ）に示すように目標温
度、例えば１，０００℃、よりやや低い温度、例えば目
標温度より３０℃低い温度に低周波誘導加熱炉で直線的
に上昇して加熱する。次いで、この温度において低周波
誘導加熱炉の加熱回路をＯＮ−ＯＦＦ制御して暫時、例
えば１分、保持し、その後目標温度に加熱する。従っ
て、ビレットが均一に加熱されているので、押出加工時
のメタルフローが均一になりマンドレル１のフィン成形
溝５に均一に充填されるので、フィンの欠落やフィン高
さの充分でないものが生じることが減少する。
【００１３】上記の熱間押出において使用する潤滑剤の
ガラス粉の量を成品管内表面積当たり５〜６ｇ／ｃｍ2
とする。従って、潤滑剤のガラス粉の量は充分であるの
で、潤滑は充分に行われ、マンドレル１のフィン成形溝
５に地金が付着して成品管のフィンが欠落することなく
成形できる。
ガラス粉の量を成品管内表面積当たり５〜６ｇ／ｃｍ2
とする。従って、潤滑剤のガラス粉の量は充分であるの
で、潤滑は充分に行われ、マンドレル１のフィン成形溝
５に地金が付着して成品管のフィンが欠落することなく
成形できる。
【００１４】
【実施例】熱間押出により、穿孔ビレット７を熱間押出
加工して内面フィン付き金属間を製造した。使用したビ
レットはＳｉＣ１０ステンレス鋼（出願人の商品規格
名）製の鋼塊を、先ず、長さ３９０ｍｍに切断し、次い
で芯出した後、ボーリング加工した内径を４２．５ｍｍ
に仕上げる。次いで、この内径を基準にして外側を旋削
加工して外径１４９．０ｍｍに仕上げる。次いで、旋削
して仕上げた穿孔ビレット７を予熱炉で５００℃〜８５
０℃に予熱した後、低周波誘導加熱炉で目標加熱温度の
１，０００℃より約３０℃低い温度の９７０℃に加熱
し、この温度で低周波誘導加熱炉の加熱回路のＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御して約１分保持した後、目標加熱温度の１，０
００℃に加熱し、図２に示すように熱間押出装置に加熱
した孔空きビレットをセットし、ガラス粉の量を成品管
内表面積当たり６ｇ／ｃｍ2として押出加工をして内面
フィン付き金属管を製造した。
加工して内面フィン付き金属間を製造した。使用したビ
レットはＳｉＣ１０ステンレス鋼（出願人の商品規格
名）製の鋼塊を、先ず、長さ３９０ｍｍに切断し、次い
で芯出した後、ボーリング加工した内径を４２．５ｍｍ
に仕上げる。次いで、この内径を基準にして外側を旋削
加工して外径１４９．０ｍｍに仕上げる。次いで、旋削
して仕上げた穿孔ビレット７を予熱炉で５００℃〜８５
０℃に予熱した後、低周波誘導加熱炉で目標加熱温度の
１，０００℃より約３０℃低い温度の９７０℃に加熱
し、この温度で低周波誘導加熱炉の加熱回路のＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御して約１分保持した後、目標加熱温度の１，０
００℃に加熱し、図２に示すように熱間押出装置に加熱
した孔空きビレットをセットし、ガラス粉の量を成品管
内表面積当たり６ｇ／ｃｍ2として押出加工をして内面
フィン付き金属管を製造した。
【００１５】一方、比較例として、従来の方法により芯
出し後に先ず外径を旋削し次いでボーリングして穿孔ビ
レットを得て、この穿孔ビレットを従来の加熱方法で目
標値に一気に加熱した後、この加熱穿孔ビレットをガラ
ス粉の量を成品管内表面積当たり４ｇ／ｃｍ2 として熱
間押出加工して内面フィン付き金属管を製造した。成品
管の内面フィン付き金属管のフィン成形度を以下の式で
定義し、本発明と従来例を複数例行い、結果を以下に示
す。
出し後に先ず外径を旋削し次いでボーリングして穿孔ビ
レットを得て、この穿孔ビレットを従来の加熱方法で目
標値に一気に加熱した後、この加熱穿孔ビレットをガラ
ス粉の量を成品管内表面積当たり４ｇ／ｃｍ2 として熱
間押出加工して内面フィン付き金属管を製造した。成品
管の内面フィン付き金属管のフィン成形度を以下の式で
定義し、本発明と従来例を複数例行い、結果を以下に示
す。
【００１６】
【数１】フィン成形度＝（平均フィン高さ／目標フィン
高さ）×１００
高さ）×１００
【００１７】 本発明：フィン成形度 ６０〜９８％、偏肉 ０．２１〜０．６２ｍｍ 従来例：フィン成形度 ４０〜６０％、偏肉 ０．５３〜１．０６ｍｍ
【００１８】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の熱間押出
加工により内面フィン付き金属管を製造するとき、従来
の製造方法に比してフィンの成形度が極めて高く、従っ
てフィンの欠落が少なく、フィン高さが高く、且つ偏肉
の小さい内面フィン付き金属管が製造され、極めて精度
の高いレキュペレーター用の内面フィン付き金属管がえ
られる。
加工により内面フィン付き金属管を製造するとき、従来
の製造方法に比してフィンの成形度が極めて高く、従っ
てフィンの欠落が少なく、フィン高さが高く、且つ偏肉
の小さい内面フィン付き金属管が製造され、極めて精度
の高いレキュペレーター用の内面フィン付き金属管がえ
られる。
【図１】内面フィン付き金属管の製造に使用する熱間押
出加工用のマンドレルを示す図である。
出加工用のマンドレルを示す図である。
【図２】熱間押出しによる押出加工時の押出し装置の断
面図である。
面図である。
【図３】内面フィン付き金属管の概略を示す図で（ａ）
は本発明の方法で製造した内面フィン付き金属管の後端
部断面形状、（ｂ）は従来の方法で製造した内面フィン
付き金属管の後端部断面形状を示す図である。
は本発明の方法で製造した内面フィン付き金属管の後端
部断面形状、（ｂ）は従来の方法で製造した内面フィン
付き金属管の後端部断面形状を示す図である。
【図４】穿孔ビレットの加熱状態を示すグラフで、
（ａ）は従来、（ｂ）は本発明の方法によるものを示
す。
（ａ）は従来、（ｂ）は本発明の方法によるものを示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21C 23/10 B21C 23/00 B21C 23/32 B21C 29/00
Claims (1)
- 【請求項１】 金属管の外径を規制するダイス孔と金属
管の内径を規制しかつ金属管内面にフィンを形成するフ
ィン形成溝を有するマンドレル平行部との間に加熱した
穿孔ビレットを潤滑剤にガラス粉を使用して熱間押出し
することにより内面フィン付き金属管を製造する方法に
おいて、１）鋼塊をビレット長に切断して芯出しした後
ボーリングして内径を確定し、該内径を基準にしてビレ
ット外径を旋削加工して偏芯のない穿孔ビレットを得た
後、２）穿孔ビレットを熱間加工の加熱目標温度より３
０℃低い温度に均一な加熱速度で直線的に上昇加熱した
後、この温度にＯＮ−ＯＦＦして暫時保持した後加熱目
標温度に加熱することにより均熱化した加熱穿孔ビレッ
トを得、且つ、３）潤滑剤のガラス粉の量を成品管内表
面積５〜６ｇ／ｃｍ 2 とすることを特徴とする内面フィ
ン付き金属管の熱間押出加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20288096A JP3222776B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | フィン付き押出し鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20288096A JP3222776B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | フィン付き押出し鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029011A JPH1029011A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3222776B2 true JP3222776B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=16464740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20288096A Expired - Fee Related JP3222776B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | フィン付き押出し鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3222776B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101780487A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-07-21 | 山西北方风雷工业集团有限公司 | 一种薄壁内锥花键套冷挤成型的方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011245513A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 内面フィン付管の製造方法 |
| CN105149372B (zh) * | 2015-09-30 | 2017-06-16 | 核兴航材（天津）科技有限公司 | 一种非对称无缝空心型材制造工艺 |
| CN111451309B (zh) * | 2020-04-15 | 2021-08-03 | 钢铁研究总院 | 一种异型方管的热挤压模具及热挤压整体成型方法 |
-
1996
- 1996-07-11 JP JP20288096A patent/JP3222776B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| （社）日本塑性加工学会編「（塑性加工技術シリーズ５）押出し加工」（株）コロナ社発行（平成４年７月２０日）ｐ．１５７−１６７ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101780487A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-07-21 | 山西北方风雷工业集团有限公司 | 一种薄壁内锥花键套冷挤成型的方法 |
| CN101780487B (zh) * | 2010-02-11 | 2012-06-06 | 山西北方机械制造有限责任公司 | 一种薄壁内锥花键套冷挤成型的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1029011A (ja) | 1998-02-03 |
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