JP3395715B2 - 熱間継目無管製造用マンドレルバーおよび熱間継目無管の製造方法 - Google Patents

熱間継目無管製造用マンドレルバーおよび熱間継目無管の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間継目無管を製
造する際のマンドレルミルで使用されるマンドレルバー
と熱間継目無管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間継目無管の製造工程の一つにマンド
レルミル圧延がある。マンドレルミル圧延は、素管の内
面をマンドレルバーによって拘束する一方、多スタンド
の孔型ロールによって素管の外面を拘束しながら軸方向
に送りを与える縮径減肉圧延である。この際、マンドレ
ルバーには、固体潤滑剤を主成分とする潤滑被膜を予め
形成させておくのが普通である。しかし、マンドレルバ
ーと素管の内面とは、厳しいすべり摩擦状態になるの
で、完全な潤滑状態を実現するのは容易でない。このた
め、マンドレルバーは、繰り返し使用するうちに焼付き
が生じて表面が損傷し、使用不能になる。
【０００３】上記のような状況下で使用される従来のマ
ンドレルバーの代表的なものの一つに、耐摩耗性を高め
るために、その表面に厚さ４５〜５５μｍのＣｒメッキ
皮膜を形成させたもがある（例えば、G.CUMINO：Metal
Ital,Vol.78 No.3 195(1986)参照）。
【０００４】しかし、近年、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼管
の需要が高まるに従い、種々の問題が生じてきた。すな
わち、１３Ｃｒ鋼等の高合金鋼は、変形抵抗が高く、し
かも素管自体の内面に潤滑作用のある酸化スケールが形
成されにくい。このため、マンドレルバーの表面に潤滑
剤を塗布しているにもかかわらず潤滑不十分となり、素
管の内面とマンドレルバー表面との間で焼付きが生じや
すい。
【０００５】そして、上記従来のＣｒメッキ皮膜を有す
るマンドレルバーは、２重量％以上のＣｒを含有する高
合金鋼の圧延に使用した場合、１００パス程度までは問
題ないが、１００パス以上になると焼付きが発生し、使
用不能になるという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、２重
量％以上のＣｒ含有する高合金鋼の圧延に供した際、１
００パス以上でも焼付きが発生せず、高寿命な熱間継目
無管製造用マンドレルバーと熱間継目無管の製造方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）の熱間継目無管製造用マンドレルバーと、下記
（１）の熱間継目無管の製造方法にある。
【０００８】（１）母材の表面に、厚さ１１０〜２００
μｍのＣｒメッキ被膜が形成された熱間継目無管製造用
マンドレルバー。
【０００９】（２）２重量％以上のＣｒ含有する高合金
鋼製の熱間継目無管を製造する際、その素管を上記
（１）に記載のマンドレルバーを用いてマンドレルミル
圧延する熱間継目無管の製造方法。
【００１０】上記（１）に記載の本発明のマンドレルバ
ーは、母材の軸長方向の表面粗さＲａが、０．１μｍ以
上、４μｍ未満であることが好ましく、この場合にはよ
り長寿命である。
【００１１】上記の本発明は、下記の知見に基づいて完
成させた。すなわち、上記従来のマンドレルバーのＣｒ
メッキ皮膜厚さは４５〜５５μｍである。これは、Ｃｒ
メッキ皮膜を有するマンドレルバーを２重量％以上のＣ
ｒを含有する高合金鋼の圧延に使用した際に発生する焼
付きの主たる発生原因がヒートクラックによるＣｒメッ
キ皮膜の剥離であり、これを避ける必要があると考えら
れていたためでる。
【００１２】ところが、本発明者らがその焼付き発生部
位を詳細に観察した結果、多くの焼付きはＣｒメッキ皮
膜が摩耗により消滅してバー母材が露出した箇所に発生
しており、Ｃｒメッキ皮膜の厚肉化を図る必要があり、
その厚さを１１０〜２００μｍにすれば寿命が飛躍的に
向上することを知見した。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のマンドレルバーに
ついて説明する。
【００１４】本発明のマンドレルバーは、上記したよう
に、母材の表面に厚さ１１０〜２００μｍのＣｒメッキ
被膜を形成させたバーである。これは、Ｃｒメッキ被膜
の厚さが１１０μｍ未満では、使用時にＣｒメッキ皮膜
が早期に摩耗して消滅し、バー母材が露出して該部に焼
付きが生じて所望の寿命が確保されない。また、Ｃｒメ
ッキ被膜の厚さが２００μｍ超では、Ｃｒメッキ皮膜内
部の残留応力が過大すぎて剥離が生じ、寿命が極端に低
下する。このため、本発明では、Ｃｒメッキ被膜の厚さ
を１１０〜２００μｍとした。なお、好ましい厚さの下
限は８０μｍである。このことは、後述する実施例の結
果から明らかである。
【００１５】Ｃｒメッキ皮膜を施す母材の表面は、軸長
方向の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される
中心線平均粗さ）で、０．１μｍ以上、４μｍ未満とす
るのが好ましい。これは、母材の表面に形成させたＣｒ
メッキ皮膜の表面粗さが母材の表面粗さとほぼ同じにな
り、その軸長方向の表面粗さＲａが０．１μｍ未満また
は４μｍ超であると、使用時に塗布する潤滑剤の付着性
および保持性が悪くなり、焼付きが発生しやすくなるた
めである。
【００１６】バーの素材は、炭素鋼や低合金鋼等でもよ
いが、マンドレルバーに加わる圧延中の大きな張力を考
慮すると、ＪＩＳ Ｇ ４４０４に規定されるＳＫＤ６
やＳＫＤ６１等の熱間加工用工具鋼、またはこれらの相
当鋼とするが好ましい。
【００１７】上記本発明のマンドレルバーは、２重量％
以上のＣｒ含有する高合金鋼製の熱間継目無管を製造す
る際のマンドレルミル圧延に使用して場合においも長寿
命であり、製品管の内面性状が向上するほか、製造コス
トの低減が図れる。
【００１８】
【実施例】ＪＩＳ Ｇ ４４０４に規定されるＳＫＤ６
１からなり、その軸長方向の表面粗さＲａを３μｍに調
整した後、その表面に種々厚さ（３０〜２３０μｍ）の
Ｃｒメッキ皮膜を形成させた外径２５０ｍｍ、長さ２４
ｍのマンドレルバーを準備した。
【００１９】準備した各マンドレルバーは、その表面に
主成分が黒鉛の潤滑剤を塗布し、約１０％が普通鋼、残
りの約９０％がＣｒ含有量が２重量％以上の合金鋼から
なる継目無鋼管のマンドレルミル圧延に供した。
【００２０】そして、その表面に焼付きが生じて使用不
能になるまでのパス数を調査し、その結果を表１に示し
た。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、従来例のマンド
レルバーは、６１〜９２パス圧延した時点で焼付きが発
生し、使用不能になった。また、比較例のマンドレルバ
ーは、わずか１パス圧延しただけでＣｒメッキ皮膜が剥
離し、使用不能になった。
【００２３】これに対し、本発明例のマンドレルバー
は、１６６〜３９０パスするまで焼付きは発生せず、そ
の寿命は従来マンドレルバーに比べて最大約６倍強と極
めて長寿命であった。
【００２４】
【発明の効果】本発明のマンドレルバーは、２重量％以
上のＣｒを含有する高合金鋼の圧延に供して場合でも長
寿命である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 正美 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−305306（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71619（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 25/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】母材の表面に、厚さ１１０〜２００μｍの
    Ｃｒメッキ被膜が形成されていることを特徴とする熱間
    継目無管製造用マンドレルバー。
  2. 【請求項２】母材の軸長方向の表面粗さＲａが０．１μ
    ｍ以上、４μｍ未満であることを特徴とする請求項１に
    記載の熱間継目無管製造用マンドレルバー。
  3. 【請求項３】２重量％以上のＣｒ含有する高合金鋼製の
    熱間継目無管を製造する際、その素管を請求項１または
    ２に記載のマンドレルバーを用いてマンドレルミル圧延
    することを特徴とする熱間継目無管の製造方法。
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