JP3424464B2 - 液圧バルジ加工用表面処理鋼管 - Google Patents
液圧バルジ加工用表面処理鋼管Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液圧バルジ加工に供
する潤滑表面処理鋼管に関する。
する潤滑表面処理鋼管に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管の液圧バルジ加工は、配管の分岐部
に用いられるＴ型管継手（以下、Ｔ継手と記す）の代表
的な加工方法として知られている。
に用いられるＴ型管継手（以下、Ｔ継手と記す）の代表
的な加工方法として知られている。
【０００３】図１はＴ継手の図で、（イ）は側面図、
（ロ）はＡ−Ａ中央断面図である。Ｔ継手１は母管部１
ａと高さＨの枝管部１ｂからなり、両者がスムースな曲
率（半径Ｒ）を有するクロッチ部１ｃで結ばれている。
（ロ）はＡ−Ａ中央断面図である。Ｔ継手１は母管部１
ａと高さＨの枝管部１ｂからなり、両者がスムースな曲
率（半径Ｒ）を有するクロッチ部１ｃで結ばれている。
【０００４】図２は、Ｔ継手の液圧バルジ加工に用いら
れる金型を示し、（イ）は長手方向断面図、（ロ）は側
面図である。金型２は上型２ａと下型２ｂからなり、上
下に分割できる構造になっている。
れる金型を示し、（イ）は長手方向断面図、（ロ）は側
面図である。金型２は上型２ａと下型２ｂからなり、上
下に分割できる構造になっている。
【０００５】上型２ａには半円形のダイス溝２ａ−１
が、下型２ｂには同じく半円形のダイス溝２ｂ−１とダ
イス孔２ｂ−２が設けられており、これらで形成される
金型内郭形状はＴ継手１の外郭形状と同一である。金型
２には一般に工具鋼が用いられ、熱処理あるいはクロム
メッキなどによって金型内郭部表面は硬質かつ平滑に仕
上げられている。
が、下型２ｂには同じく半円形のダイス溝２ｂ−１とダ
イス孔２ｂ−２が設けられており、これらで形成される
金型内郭形状はＴ継手１の外郭形状と同一である。金型
２には一般に工具鋼が用いられ、熱処理あるいはクロム
メッキなどによって金型内郭部表面は硬質かつ平滑に仕
上げられている。
【０００６】図３は、Ｔ継手の液圧バルジ加工工程を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【０００７】図３（イ）は、Ｔ継手の母管部と同一の外
径Ｄ１、肉厚ｔａの管を所定長さＬ0 に切断した素管３
を液圧バルジ加工機（図示せず）に取り付けた下型２ｂ
のダイス溝２ｂ−１にセットし、液圧バルジ加工機の上
下方向加圧装置（図示せず）に取り付けた上型２ａを降
下せしめ、液圧バルジ加工の際に上型２ａが浮き上らな
いように、下型２ｂに所定の力で押しつけた状態を示
す。
径Ｄ１、肉厚ｔａの管を所定長さＬ0 に切断した素管３
を液圧バルジ加工機（図示せず）に取り付けた下型２ｂ
のダイス溝２ｂ−１にセットし、液圧バルジ加工機の上
下方向加圧装置（図示せず）に取り付けた上型２ａを降
下せしめ、液圧バルジ加工の際に上型２ａが浮き上らな
いように、下型２ｂに所定の力で押しつけた状態を示
す。
【０００８】図３（ロ）は、液圧バルジ加工機の水平方
向加圧装置（図示せず）に取り付けた対向する押金４、
５を前進させて押金端面４ａ、５ａを素管端面３ａに押
し付け、ついで押金４の内部を貫通する加工液注入用管
路６を通して注入した加工液８で素管３の内部を充満さ
せた状態を示す。加工液としては、水に防錆を主目的と
した油分を混合させたエマルジョンを用いるのが一般的
である。この後、加工液８の圧力を増加させながら左右
の押金４、５を前進せしめると、下型ダイス孔２ｂ-２
の入口Ｒ部２ｂ−３を通過して材料がダイス孔２ｂ-２
の中に流入していく。
向加圧装置（図示せず）に取り付けた対向する押金４、
５を前進させて押金端面４ａ、５ａを素管端面３ａに押
し付け、ついで押金４の内部を貫通する加工液注入用管
路６を通して注入した加工液８で素管３の内部を充満さ
せた状態を示す。加工液としては、水に防錆を主目的と
した油分を混合させたエマルジョンを用いるのが一般的
である。この後、加工液８の圧力を増加させながら左右
の押金４、５を前進せしめると、下型ダイス孔２ｂ-２
の入口Ｒ部２ｂ−３を通過して材料がダイス孔２ｂ-２
の中に流入していく。
【０００９】図３（ハ）は、材料の長さがＴ継手母管部
の長さよりも僅かに長いＬ´まで縮むと同時に、ダイス
孔２ｂ−２と所定位置にあらかじめセットされたストッ
パ７で規制された形状の隆起部９ｂが形成された状態を
示す。この後、加工液８の圧力を低下、押金４、５を後
退および上型２ａを上昇させ、ストッパ７をシリンダ
（図示せず）で上昇させて半製品９を下型２ｂから取り
出す。
の長さよりも僅かに長いＬ´まで縮むと同時に、ダイス
孔２ｂ−２と所定位置にあらかじめセットされたストッ
パ７で規制された形状の隆起部９ｂが形成された状態を
示す。この後、加工液８の圧力を低下、押金４、５を後
退および上型２ａを上昇させ、ストッパ７をシリンダ
（図示せず）で上昇させて半製品９を下型２ｂから取り
出す。
【００１０】図３（ニ）は、半製品の側面図である。隆
起部９ｂを高さＨの位置で切断し、母管部９ａを長さＬ
に仕上げ、必要に応じて熱処理を施すことによってＴ継
手が得られる。
起部９ｂを高さＨの位置で切断し、母管部９ａを長さＬ
に仕上げ、必要に応じて熱処理を施すことによってＴ継
手が得られる。
【００１１】ところで、図３（ロ）〜（ハ）の加工工程
においては、材料には加工液８による数百〜千数百気圧
の内圧が作用し、これに押金４、５による軸方向圧縮が
加わるので、材料の外面と上型ダイス溝２ａ-１および
下型ダイス溝２ｂ-１には大きな圧力が作用する。
においては、材料には加工液８による数百〜千数百気圧
の内圧が作用し、これに押金４、５による軸方向圧縮が
加わるので、材料の外面と上型ダイス溝２ａ-１および
下型ダイス溝２ｂ-１には大きな圧力が作用する。
【００１２】また、加工硬化した材料が滑る下型ダイス
孔の入口Ｒ部２ｂ−３にも大きな圧力が作用する。この
状態で材料をダイス溝２ａ-１、２ｂ-１内で軸方向に収
縮、あるいはダイス孔２ｂ-２に流入させる際の摩擦が
次のような問題を引き起こす。 第１は、半製品９の外
面に擦り疵が生じ、グラインダなどによる研磨手入れが
必要となることである。前述のごとく金型２の内郭部は
硬質かつ平滑に仕上げられてはいるが、摩擦条件が過酷
であるために、連続して加工を行うと金型にも擦り疵が
発生する。金型表面の研磨修正は生産の能率を低下させ
るばかりでなく、修正が度重なると製品に寸法変化をき
たしてしまう。この場合には肉盛りと仕上げ加工が必要
となるので金型の保守費用が嵩んでしまう。
孔の入口Ｒ部２ｂ−３にも大きな圧力が作用する。この
状態で材料をダイス溝２ａ-１、２ｂ-１内で軸方向に収
縮、あるいはダイス孔２ｂ-２に流入させる際の摩擦が
次のような問題を引き起こす。 第１は、半製品９の外
面に擦り疵が生じ、グラインダなどによる研磨手入れが
必要となることである。前述のごとく金型２の内郭部は
硬質かつ平滑に仕上げられてはいるが、摩擦条件が過酷
であるために、連続して加工を行うと金型にも擦り疵が
発生する。金型表面の研磨修正は生産の能率を低下させ
るばかりでなく、修正が度重なると製品に寸法変化をき
たしてしまう。この場合には肉盛りと仕上げ加工が必要
となるので金型の保守費用が嵩んでしまう。
【００１３】第２は、材料が軸方向にすべりにくいため
に、管端部近傍での挫屈が生じ易くなり、薄肉品の加工
が困難となることである。
に、管端部近傍での挫屈が生じ易くなり、薄肉品の加工
が困難となることである。
【００１４】図４は、挫屈が発生した状態を示す図であ
る。同図に示すように挫屈１０は管端部近傍で生じ易
い。
る。同図に示すように挫屈１０は管端部近傍で生じ易
い。
【００１５】第３は、材料がダイス孔２ｂ−２内に流入
しにくくなるために、隆起部の破断が生じ易くなること
である。
しにくくなるために、隆起部の破断が生じ易くなること
である。
【００１６】図５は、隆起部の破断状態を示す斜視図で
ある。同図に示すように、材料がダイス孔に流入しにく
くなると隆起部の頂部で割れ１１が発生する。
ある。同図に示すように、材料がダイス孔に流入しにく
くなると隆起部の頂部で割れ１１が発生する。
【００１７】液圧バルジ加工における上記のような諸問
題を解消するためには、材料が金型と極めて高い面圧の
もとで摺動する際の摩擦抵抗を減少させることが重要で
ある。
題を解消するためには、材料が金型と極めて高い面圧の
もとで摺動する際の摩擦抵抗を減少させることが重要で
ある。
【００１８】その対策として、素管の外表面に金型との
焼付き防止する処理が行われている。潤滑油を素管に塗
布する方法も考えられるが、金型との高面圧下での摺動
でこすり取られてしまうために効果が乏しい。金型内が
内圧付加のための水系の加工液で濡れているために潤滑
油の効果が低下することもある。
焼付き防止する処理が行われている。潤滑油を素管に塗
布する方法も考えられるが、金型との高面圧下での摺動
でこすり取られてしまうために効果が乏しい。金型内が
内圧付加のための水系の加工液で濡れているために潤滑
油の効果が低下することもある。
【００１９】そこで最も広く採用されているのはペイン
ト塗装である。所定長さに切断された素管を脱脂洗浄
し、その外面を吹き付け、あるいははけ塗りによって塗
装し、十分に乾燥固化させた後に液圧バルジ加工が行わ
れている。
ト塗装である。所定長さに切断された素管を脱脂洗浄
し、その外面を吹き付け、あるいははけ塗りによって塗
装し、十分に乾燥固化させた後に液圧バルジ加工が行わ
れている。
【００２０】しかしながら、この方法には次のような問
題がある。
題がある。
【００２１】第１は、素管の脱脂洗浄および塗装乾燥に
労力と工数がかかる。また、長尺の素管を所定の長さに
切断した後でペイント塗装されるため、素管切断工程と
液圧バルジ加工工程を連続させることができない。した
がって、工程毎に材料が滞留し、材料保管のための余分
なスペースを確保する必要があるばかりでなく、工程全
体の能率が上がらないことである。
労力と工数がかかる。また、長尺の素管を所定の長さに
切断した後でペイント塗装されるため、素管切断工程と
液圧バルジ加工工程を連続させることができない。した
がって、工程毎に材料が滞留し、材料保管のための余分
なスペースを確保する必要があるばかりでなく、工程全
体の能率が上がらないことである。
【００２２】第２は、長尺の素管をほぼＴ継手の長さに
切断した後、１個１個人手によてペイント塗装がおこな
われているので、塗装に時間を要するばかりでなく、素
管の曲面部にペイントを均一に塗装するには熟練を必要
とすることである。薄肉の素管の場合に、不均一な膜厚
でペイント塗装されると、液圧バルジ加工の軸圧縮の際
に膜厚の段差部で挫屈が生じ易くなる。また、塗膜が厚
過ぎると金型に塗膜がこびりつき、これが次の加工で製
品に押し込み疵を発生させるので、その都度金型から塗
膜を取り除く手間がかかる。
切断した後、１個１個人手によてペイント塗装がおこな
われているので、塗装に時間を要するばかりでなく、素
管の曲面部にペイントを均一に塗装するには熟練を必要
とすることである。薄肉の素管の場合に、不均一な膜厚
でペイント塗装されると、液圧バルジ加工の軸圧縮の際
に膜厚の段差部で挫屈が生じ易くなる。また、塗膜が厚
過ぎると金型に塗膜がこびりつき、これが次の加工で製
品に押し込み疵を発生させるので、その都度金型から塗
膜を取り除く手間がかかる。
【００２３】第３は、ペイント塗装では素管端面の周方
向の一部に塗膜が厚く付着し易い。そのため、図３
（ロ）の加工で液注入に際して管端でのシーリングがで
きなくなるので、加工前に素管端面を目視検査して付着
塗膜をいちいち除去する必要があることである。
向の一部に塗膜が厚く付着し易い。そのため、図３
（ロ）の加工で液注入に際して管端でのシーリングがで
きなくなるので、加工前に素管端面を目視検査して付着
塗膜をいちいち除去する必要があることである。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑みてなされたものであり、ユーザーにおける加工
前の脱脂洗浄やペイント塗装、乾燥工程を省略し、素管
切断から液圧バルジ加工を連続的に行うことのできる焼
付き防止性能および潤滑性に優れた液圧バルジ加工用表
面処理鋼管を提供することを課題とする。
点に鑑みてなされたものであり、ユーザーにおける加工
前の脱脂洗浄やペイント塗装、乾燥工程を省略し、素管
切断から液圧バルジ加工を連続的に行うことのできる焼
付き防止性能および潤滑性に優れた液圧バルジ加工用表
面処理鋼管を提供することを課題とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、長尺の素
管のままで潤滑表面処理ができ、素管を切断した後、直
ちにバルジ加工ができる表面処理鋼管の開発をすべく実
験、検討した結果、鋼管表面にガラス転移温度が４０℃
以上、硬さが鉛筆硬度Ｈ以上であり、さらに膜厚が１〜
１００μｍである有機樹脂被膜を設けておくのがよいと
いう知見を得た。本発明の要旨は、以下の通りである。
管のままで潤滑表面処理ができ、素管を切断した後、直
ちにバルジ加工ができる表面処理鋼管の開発をすべく実
験、検討した結果、鋼管表面にガラス転移温度が４０℃
以上、硬さが鉛筆硬度Ｈ以上であり、さらに膜厚が１〜
１００μｍである有機樹脂被膜を設けておくのがよいと
いう知見を得た。本発明の要旨は、以下の通りである。
【００２６】１）鋼管の少なくとも外表面に、アクリル
樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ
樹脂のいずれかの潤滑用の有機樹脂被膜を有し、その有
機樹脂被膜はガラス転移温度が４０℃以上、硬さが鉛筆
硬度Ｈ以上であり、さらに膜厚が１〜１００μｍである
ことを特徴とする液圧バルジ加工用表面処理鋼管。
樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ
樹脂のいずれかの潤滑用の有機樹脂被膜を有し、その有
機樹脂被膜はガラス転移温度が４０℃以上、硬さが鉛筆
硬度Ｈ以上であり、さらに膜厚が１〜１００μｍである
ことを特徴とする液圧バルジ加工用表面処理鋼管。
【００２７】２）鋼管の少なくとも外表面に、塗装下地
処理層とその層上にアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂およびエポキシ樹脂のいずれかの潤滑用の
有機樹脂被膜を有し、その有機樹脂被膜はガラス転移温
度が４０℃以上、硬さが鉛筆硬度Ｈ以上であり、さらに
膜厚が１〜１００μｍであることを特徴とする液圧バル
ジ加工用表面処理鋼管。
処理層とその層上にアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂およびエポキシ樹脂のいずれかの潤滑用の
有機樹脂被膜を有し、その有機樹脂被膜はガラス転移温
度が４０℃以上、硬さが鉛筆硬度Ｈ以上であり、さらに
膜厚が１〜１００μｍであることを特徴とする液圧バル
ジ加工用表面処理鋼管。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明の液圧バルジ加工用表面処
理鋼管における限定条件について以下に詳述する。
理鋼管における限定条件について以下に詳述する。
【００２９】（ａ）有機樹脂被膜（以下、樹脂被膜と記
す） 液圧バルジ加工時の潤滑性を確保し、焼き付き、擦り
疵、挫屈および破断等の発生を防止するために樹脂被膜
を鋼管の少なくとも外表面に設ける。
す） 液圧バルジ加工時の潤滑性を確保し、焼き付き、擦り
疵、挫屈および破断等の発生を防止するために樹脂被膜
を鋼管の少なくとも外表面に設ける。
【００３０】液圧バルジ加工では金型と加工材料の摺動
条件が厳しいが、このような加工に樹脂被膜が最適であ
る。この有機樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂である。さらに、これら
の樹脂を適宜硬化剤を用いて架橋されたものも使用でき
る。硬化剤の種類としては、アミノ樹脂、エポキシ樹脂
等が例示できる。例えば、アクリル酸やメタクリル酸を
主体として重合したアクリル樹脂をメチルアルコールや
ブチルアルコールで変性したメラミンで熱硬化させた塗
料等が挙げられる。
条件が厳しいが、このような加工に樹脂被膜が最適であ
る。この有機樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂である。さらに、これら
の樹脂を適宜硬化剤を用いて架橋されたものも使用でき
る。硬化剤の種類としては、アミノ樹脂、エポキシ樹脂
等が例示できる。例えば、アクリル酸やメタクリル酸を
主体として重合したアクリル樹脂をメチルアルコールや
ブチルアルコールで変性したメラミンで熱硬化させた塗
料等が挙げられる。
【００３１】樹脂被膜に必要な性能としては、耐圧性と
密着性である。液圧バルジ加工では加工材料と金型の面
圧は数千気圧に達すると考えられる。被膜の耐圧性は硬
度で評価され、液圧バルジ加工における被膜の耐圧性を
確保するにはJIS Ｋ5400-6.14に規定される鉛筆硬度Ｈ
以上の硬さを有する被膜が必要となる。液圧バルジ加工
時には加工熱と摩擦熱によって加工材料の表面温度が上
昇し、通常は炭素鋼鋼管で４０〜６０℃、ステンレス鋼
管で７０〜９０℃程度になる。また、前述のように加工
液としてエマルジョンを使用するので、金型と加工材料
の間には水分が存在する。したがって、加熱湿潤状態で
の被膜密着性が必要である。
密着性である。液圧バルジ加工では加工材料と金型の面
圧は数千気圧に達すると考えられる。被膜の耐圧性は硬
度で評価され、液圧バルジ加工における被膜の耐圧性を
確保するにはJIS Ｋ5400-6.14に規定される鉛筆硬度Ｈ
以上の硬さを有する被膜が必要となる。液圧バルジ加工
時には加工熱と摩擦熱によって加工材料の表面温度が上
昇し、通常は炭素鋼鋼管で４０〜６０℃、ステンレス鋼
管で７０〜９０℃程度になる。また、前述のように加工
液としてエマルジョンを使用するので、金型と加工材料
の間には水分が存在する。したがって、加熱湿潤状態で
の被膜密着性が必要である。
【００３２】一般に、高分子を主体とする樹脂被膜は、
高温で弾性率の低下、被膜密着性の低下を生じる。特に
ガラス転移温度以上でその低下は著しいため、少なくと
も樹脂被膜のガラス転移温度は４０℃以上であることが
必要である。
高温で弾性率の低下、被膜密着性の低下を生じる。特に
ガラス転移温度以上でその低下は著しいため、少なくと
も樹脂被膜のガラス転移温度は４０℃以上であることが
必要である。
【００３３】なお、樹脂被膜と鋼管との密着性をよくす
るためには、樹脂塗装を施す前に鋼管の表面を酸洗やブ
ラスト処理等を施しておくのが好ましい。
るためには、樹脂塗装を施す前に鋼管の表面を酸洗やブ
ラスト処理等を施しておくのが好ましい。
【００３４】樹脂被膜は、バルジ加工時に潤滑性が問題
となる外表面に設けておけば充分であるが、鋼管内面に
も設けてもよい。ただし、この場合は加工前の鋼管およ
び加工製品の防錆が主目的となる。
となる外表面に設けておけば充分であるが、鋼管内面に
も設けてもよい。ただし、この場合は加工前の鋼管およ
び加工製品の防錆が主目的となる。
【００３５】樹脂塗装は、長尺の鋼管の状態でおこなう
ことができるので、製品長さの素管へ切断した後、ただ
ちに液圧バルジ加工を行うことができる。すなわち、従
来の素管切断後の塗装、乾燥処理工程は不要となる。ま
た、液圧バルジ加工でのシーリングのために管端に付着
したペイントを除去する手間もなくなる。
ことができるので、製品長さの素管へ切断した後、ただ
ちに液圧バルジ加工を行うことができる。すなわち、従
来の素管切断後の塗装、乾燥処理工程は不要となる。ま
た、液圧バルジ加工でのシーリングのために管端に付着
したペイントを除去する手間もなくなる。
【００３６】バルジ加工が厳しく、有機被膜の潤滑性が
不足する場合には、有機被膜中に、有機系潤滑剤（例え
ばポリエチレン系ワックスやフッ素系樹脂粒子等）を有
機被膜固形分重量％で０．５〜２０％含有させることも
できる。また、有機被膜中に各種顔料を添加することも
被膜物性を向上させる目的であれば何ら限定されるもの
ではない。
不足する場合には、有機被膜中に、有機系潤滑剤（例え
ばポリエチレン系ワックスやフッ素系樹脂粒子等）を有
機被膜固形分重量％で０．５〜２０％含有させることも
できる。また、有機被膜中に各種顔料を添加することも
被膜物性を向上させる目的であれば何ら限定されるもの
ではない。
【００３７】（ｂ）有機樹脂被膜厚
樹脂被膜の厚みが小さ過ぎるとバルジ加工時に、鋼管外
表面に庇や焼き付きが生じやすくなる。液圧バルジ加工
用の金型は複雑な曲面形状であり、人手による研磨仕上
げを入念に行っても表面粗さはＲmax＝２μm程度であ
る。このレベルの表面粗さに対しては、被膜厚は最小で
も１μmは必要である。また、被膜厚みが１００μｍを
超えると、被膜の内部応力により剥離しやすくなる。剥
離した被膜が金型表面にこびりつき、これが蓄積すると
次の加工時に材料に押し込み庇を発生させたり、挫屈の
起点になる。また経済的にも過大な被膜厚みは無駄であ
る。したがって、樹脂被膜の厚さは１〜１００μｍとし
た。好ましくは１０〜５０μｍである。
表面に庇や焼き付きが生じやすくなる。液圧バルジ加工
用の金型は複雑な曲面形状であり、人手による研磨仕上
げを入念に行っても表面粗さはＲmax＝２μm程度であ
る。このレベルの表面粗さに対しては、被膜厚は最小で
も１μmは必要である。また、被膜厚みが１００μｍを
超えると、被膜の内部応力により剥離しやすくなる。剥
離した被膜が金型表面にこびりつき、これが蓄積すると
次の加工時に材料に押し込み庇を発生させたり、挫屈の
起点になる。また経済的にも過大な被膜厚みは無駄であ
る。したがって、樹脂被膜の厚さは１〜１００μｍとし
た。好ましくは１０〜５０μｍである。
【００３８】樹脂被膜厚はできだけ均一にする必要があ
るので、樹脂塗装は溶剤系や水系であればスプレー塗
装、固体状の樹脂であれば静電粉体塗装等を利用するの
が好ましい。溶剤系や水系塗料の場合には、強制乾燥に
より溶剤や水を蒸発させる。鋼管の加熱方法としては、
熱風あるいは誘導加熱等が利用できる。また、放射線硬
化型塗料を利用する場合には、例えば紫外線等の利用に
より、乾燥時間を短時間化できる。
るので、樹脂塗装は溶剤系や水系であればスプレー塗
装、固体状の樹脂であれば静電粉体塗装等を利用するの
が好ましい。溶剤系や水系塗料の場合には、強制乾燥に
より溶剤や水を蒸発させる。鋼管の加熱方法としては、
熱風あるいは誘導加熱等が利用できる。また、放射線硬
化型塗料を利用する場合には、例えば紫外線等の利用に
より、乾燥時間を短時間化できる。
【００３９】（ｃ）塗装下地処理層
下地処理層は、必要により設けるもので、変形抵抗が大
きい鋼種や加工度が大きい場合には、樹脂被膜を鋼管に
強固に密着させておく必要がある。そのような場合に、
必要により塗装下地処理層を設けておく。
きい鋼種や加工度が大きい場合には、樹脂被膜を鋼管に
強固に密着させておく必要がある。そのような場合に、
必要により塗装下地処理層を設けておく。
【００４０】下地処理層は、燐酸系、クロメート系等通
常の塗装前におこなわれる処理により設ける。
常の塗装前におこなわれる処理により設ける。
【００４１】下地処理層の厚みは、厚すぎると、被膜の
剥離が発生し易くなるため燐酸亜鉛処理であれば１g/m2
以下、燐酸鉄処理であれば０．３g/m2以下、クロメート
処理であれば金属クロム換算で５００mg/m2以下が好ま
しい。
剥離が発生し易くなるため燐酸亜鉛処理であれば１g/m2
以下、燐酸鉄処理であれば０．３g/m2以下、クロメート
処理であれば金属クロム換算で５００mg/m2以下が好ま
しい。
【００４２】燐酸系処理や反応型クロメートの場合に
は、処理液の入った槽の中に鋼管を所定時間浸漬させた
後、水洗、乾燥処理を施す。塗布型クロメート処理の場
合には、スプレー処理やはけ塗り等を行って、１００℃
程度の温度で強制乾燥を行う。なお、有機被膜を設けた
鋼管を液圧バルジ加工すると、その後の製品には被膜が
残る。この被膜は防錆機能があるので、そのまま防錆被
膜として利用してもよい。あらかじめ内面にも塗装した
鋼管であれば、加工製品の内面の防錆対策になる。この
場合には、下地処理を施したものが経時的な塗膜密着性
に優れている。もちろん、加工製品にさらに必要な上塗
り塗装を施すこともできる。
は、処理液の入った槽の中に鋼管を所定時間浸漬させた
後、水洗、乾燥処理を施す。塗布型クロメート処理の場
合には、スプレー処理やはけ塗り等を行って、１００℃
程度の温度で強制乾燥を行う。なお、有機被膜を設けた
鋼管を液圧バルジ加工すると、その後の製品には被膜が
残る。この被膜は防錆機能があるので、そのまま防錆被
膜として利用してもよい。あらかじめ内面にも塗装した
鋼管であれば、加工製品の内面の防錆対策になる。この
場合には、下地処理を施したものが経時的な塗膜密着性
に優れている。もちろん、加工製品にさらに必要な上塗
り塗装を施すこともできる。
【００４３】（ｄ）鋼管
鋼管の材質は、炭素鋼、オーステナイト系ステンレス鋼
やフェライト系ステンレス鋼が一般的な材質であるが、
特にこれらに限定されなるものではい。
やフェライト系ステンレス鋼が一般的な材質であるが、
特にこれらに限定されなるものではい。
【００４４】
（実施例１）板厚４．２ｍｍの熱間圧延鋼帯（炭素鋼：
C0.05%、Si0.1%、Mn0.25% ）から製造した電縫鋼管（外
径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、長さ５．５ｍ）９０
本の表面を酸洗した後、アクリル系熱硬化型塗料をスプ
レーで９種類の膜厚に１０本づつ塗装した。 次いで、
鋼管の最高到達温度が１５０℃となるように約５分間で
焼き付け硬化させ、膜厚が表１に示す０．５〜１３７μ
ｍの範囲で変化した９種類の塗装鋼管を得た。
C0.05%、Si0.1%、Mn0.25% ）から製造した電縫鋼管（外
径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、長さ５．５ｍ）９０
本の表面を酸洗した後、アクリル系熱硬化型塗料をスプ
レーで９種類の膜厚に１０本づつ塗装した。 次いで、
鋼管の最高到達温度が１５０℃となるように約５分間で
焼き付け硬化させ、膜厚が表１に示す０．５〜１３７μ
ｍの範囲で変化した９種類の塗装鋼管を得た。
【００４５】塗装被膜のガラス転移温度は、粘弾性測定
により約１１０℃であった。また鉛筆硬度は３Ｈであっ
た。
により約１１０℃であった。また鉛筆硬度は３Ｈであっ
た。
【００４６】これらの塗装鋼管を図３（イ）に示す長さ
Ｌ0＝３００ｍｍ の素管に切断した後、液圧バルジ加工
機のダイスにセットした。次いで、図３（ロ）に示すよ
うに加工液（水に防錆油を濃度３％で混合したエマルジ
ョン）を素管に注入し、図３（ハ）に示すように軸方向
圧縮と最高５００kgf／cm2の内圧を付加して液圧バルジ
加工を行った。目標とする図３（ニ）に示す半製品９の
寸法は、母管部が外径Ｄ１＝８９．１ｍｍ、長さＬ´＝
１８０ｍｍ、隆起部（９b）が外径Ｄ２＝８９．１ｍ
ｍ、高さＨ´＝６５ｍｍである。各膜厚毎に１０回連続
して液圧バルジ加工を実施した。
Ｌ0＝３００ｍｍ の素管に切断した後、液圧バルジ加工
機のダイスにセットした。次いで、図３（ロ）に示すよ
うに加工液（水に防錆油を濃度３％で混合したエマルジ
ョン）を素管に注入し、図３（ハ）に示すように軸方向
圧縮と最高５００kgf／cm2の内圧を付加して液圧バルジ
加工を行った。目標とする図３（ニ）に示す半製品９の
寸法は、母管部が外径Ｄ１＝８９．１ｍｍ、長さＬ´＝
１８０ｍｍ、隆起部（９b）が外径Ｄ２＝８９．１ｍ
ｍ、高さＨ´＝６５ｍｍである。各膜厚毎に１０回連続
して液圧バルジ加工を実施した。
【００４７】加工後の鋼管について、破断の有無、表面
の疵の発生状況および樹脂被膜の剥離状況を観察した。
その結果を表１に示す。
の疵の発生状況および樹脂被膜の剥離状況を観察した。
その結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】比較例の被膜厚０．５μｍ（No.1-1）と薄
い被膜の場合、図６（イ）に示す破断が頻発した。ま
た、加工後の鋼管の外面に顕著な擦り疵が発生したた
め、１０回の加工中に３回の金型研磨手入れを要した。
い被膜の場合、図６（イ）に示す破断が頻発した。ま
た、加工後の鋼管の外面に顕著な擦り疵が発生したた
め、１０回の加工中に３回の金型研磨手入れを要した。
【００５０】一方、被膜厚１００μｍを超える厚い被膜
（No1-8、No1-9）の場合では被膜剥離が発生し、その都
度金型を清掃する必要があった。また、剥離物によって
鋼管外面に押し込み疵が形成されたので、半製品外面を
グラインダにより手入れする必要があった。
（No1-8、No1-9）の場合では被膜剥離が発生し、その都
度金型を清掃する必要があった。また、剥離物によって
鋼管外面に押し込み疵が形成されたので、半製品外面を
グラインダにより手入れする必要があった。
【００５１】被膜厚１〜１００μｍの範囲（No1-2〜No1
-7）では全数良品となり、そのまま図３（ニ）に示す半
製品９の頭部をＨ＝４１．２ｍｍの位置で切断し、さら
に母管端面を切削加工して図１に示すＬ＝１７１．４ｍ
ｍのＴ継手を得た。この結果から明らかなように、アク
リル系塗膜の厚みの適正範囲は１〜１００μｍである。
-7）では全数良品となり、そのまま図３（ニ）に示す半
製品９の頭部をＨ＝４１．２ｍｍの位置で切断し、さら
に母管端面を切削加工して図１に示すＬ＝１７１．４ｍ
ｍのＴ継手を得た。この結果から明らかなように、アク
リル系塗膜の厚みの適正範囲は１〜１００μｍである。
【００５２】（実施例２）板厚４．２ｍｍの熱間圧延鋼
帯（炭素鋼：C:0.05%、Si:0.1%、Mn:0.25%）から製造し
た電縫鋼管９本（外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、
長さ５．５ｍ）の表面を酸洗した後、水性のウレタン系
塗料を塗膜厚みが０．５〜５０μｍまで変化させてスプ
レー塗装した。鋼管を熱風乾燥により約１００℃まで昇
温させ被膜を乾燥させ、表２に示す被膜厚０．３〜４
９．２の鋼管を得た。塗膜ガラス転移温度は、８０℃、
鉛筆硬度はＨであった。
帯（炭素鋼：C:0.05%、Si:0.1%、Mn:0.25%）から製造し
た電縫鋼管９本（外径８９．１ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、
長さ５．５ｍ）の表面を酸洗した後、水性のウレタン系
塗料を塗膜厚みが０．５〜５０μｍまで変化させてスプ
レー塗装した。鋼管を熱風乾燥により約１００℃まで昇
温させ被膜を乾燥させ、表２に示す被膜厚０．３〜４
９．２の鋼管を得た。塗膜ガラス転移温度は、８０℃、
鉛筆硬度はＨであった。
【００５３】実施例１と同様な液圧バルジ加工を施し、
成形性を評価した。結果を表２に示した。
成形性を評価した。結果を表２に示した。
【００５４】
【表２】
【００５５】被膜厚みが０．３、０．８μｍでは、10個
とも良好な成形を行うことはできなかった。また、被膜
厚み１．５μｍでは、製品表面に若干の擦り疵が見受け
られたものの、１０個とも良好に成形ができた。
とも良好な成形を行うことはできなかった。また、被膜
厚み１．５μｍでは、製品表面に若干の擦り疵が見受け
られたものの、１０個とも良好に成形ができた。
【００５６】このようにウレタン樹脂であっても被膜厚
みとして１μｍ以上であれば成形可能であることがわか
る。
みとして１μｍ以上であれば成形可能であることがわか
る。
【００５７】（実施例３）板厚４．２ｍｍの炭素鋼の熱
間圧延鋼帯（C:0.05%、Si:0.1%、Mn:0.25%）およびオー
ステナイト系ステンレス鋼の熱間圧延鋼帯（Cr:18%、N
i:8%） から製造した電縫鋼管（外径８９．１ｍｍ、肉
厚４．２ｍｍ、長さ５．５ｍ）各１０本の外表面を酸
洗、ステンレス鋼はさらにブラスト処理した。これら鋼
管の一部は、クロメート処理を施すことなくスプレーで
樹脂塗装し、残りの鋼管はクロメート処理してから樹脂
塗装をおこなった。
間圧延鋼帯（C:0.05%、Si:0.1%、Mn:0.25%）およびオー
ステナイト系ステンレス鋼の熱間圧延鋼帯（Cr:18%、N
i:8%） から製造した電縫鋼管（外径８９．１ｍｍ、肉
厚４．２ｍｍ、長さ５．５ｍ）各１０本の外表面を酸
洗、ステンレス鋼はさらにブラスト処理した。これら鋼
管の一部は、クロメート処理を施すことなくスプレーで
樹脂塗装し、残りの鋼管はクロメート処理してから樹脂
塗装をおこなった。
【００５８】使用した樹脂、樹脂被膜厚およびクロメー
ト塗布量は表３に示す通りであった。
ト塗布量は表３に示す通りであった。
【００５９】樹脂塗装した各鋼管を図３（イ）に示す長
さL0＝３００ｍｍの素管に切断し、液圧延バルジ加工機
のダイスにセットした。次いで、図３（ロ）に示すよう
に加工液（水に防錆油を濃度３％で混合したエマルシ゛ョン）
を素管に注入し、図３（ハ）に示すように軸方向圧縮と
最高７００kgf／cm2の内圧を付加して液圧バルジ加工を
行った。
さL0＝３００ｍｍの素管に切断し、液圧延バルジ加工機
のダイスにセットした。次いで、図３（ロ）に示すよう
に加工液（水に防錆油を濃度３％で混合したエマルシ゛ョン）
を素管に注入し、図３（ハ）に示すように軸方向圧縮と
最高７００kgf／cm2の内圧を付加して液圧バルジ加工を
行った。
【００６０】目標とするバルジ加工後の寸法は、母管部
が外径Ｄ１＝８９．１ｍｍ、長さL´＝１８０ｍｍ、隆
起部９ｂが外径Ｄ２＝８９．１ｍｍ、高さＨ´＝６５ｍ
ｍであった。
が外径Ｄ１＝８９．１ｍｍ、長さL´＝１８０ｍｍ、隆
起部９ｂが外径Ｄ２＝８９．１ｍｍ、高さＨ´＝６５ｍ
ｍであった。
【００６１】表３に示すNO.１〜１０について各１０回
連続して液圧バルジ加工を実施した。 加工後の鋼管に
ついて、破断の有無、表面の疵の発生状況および樹脂被
膜の剥離状況を観察した。その結果を表３に示す。
連続して液圧バルジ加工を実施した。 加工後の鋼管に
ついて、破断の有無、表面の疵の発生状況および樹脂被
膜の剥離状況を観察した。その結果を表３に示す。
【００６２】
【表３】
【００６３】クロメ−ト被膜なしで樹脂被膜厚さが１．
５μｍの No.３−１および３−５では若干擦疵が発生し
たが、使用には耐える程度である。樹脂被膜厚さが１．
５μｍでクロメート処理を施した No.３−２と３−７は
擦疵の発生がなく、クロメート処理の効果が発揮されて
いることが分かる。
５μｍの No.３−１および３−５では若干擦疵が発生し
たが、使用には耐える程度である。樹脂被膜厚さが１．
５μｍでクロメート処理を施した No.３−２と３−７は
擦疵の発生がなく、クロメート処理の効果が発揮されて
いることが分かる。
【００６４】
【発明の効果】本発明の予め有機被膜を施した長尺鋼管
を素材としてバルジ加工に用いることにより、所定長さ
の素管切断後ただちに液圧バルジ加工を行うことが可能
となり、さらに従来の素管切断後の脱脂洗浄、塗装乾燥
工程が省略できるので、大幅な工程短縮が図れる。しか
も、膜厚１〜１００μｍの有機被膜を均一かつ安定的に
形成することができるので、液圧バルジ加工時の金型と
材料の焼き付きが防止でき、破断や挫屈などの不良現象
の抑制ができる。また、金型の手入れや加工製品表面の
すり疵の手入れなどに要する工数を大幅に減少させられ
るので、生産性も向上するという大いなる効果を奏す
る。
を素材としてバルジ加工に用いることにより、所定長さ
の素管切断後ただちに液圧バルジ加工を行うことが可能
となり、さらに従来の素管切断後の脱脂洗浄、塗装乾燥
工程が省略できるので、大幅な工程短縮が図れる。しか
も、膜厚１〜１００μｍの有機被膜を均一かつ安定的に
形成することができるので、液圧バルジ加工時の金型と
材料の焼き付きが防止でき、破断や挫屈などの不良現象
の抑制ができる。また、金型の手入れや加工製品表面の
すり疵の手入れなどに要する工数を大幅に減少させられ
るので、生産性も向上するという大いなる効果を奏す
る。
【図１】Ｔ型管継手の図である。
【図２】Ｔ型管継手の液圧バルジ加工に用いられる金型
図である。
図である。
【図３】Ｔ型管継手の液圧バルジ加工の工程を説明する
ための図である。
ための図である。
【図４】挫屈が発生した状態を示す図である。
【図５】隆起部の破断状態を示す斜視図である。
１ Ｔ型管継手
２ Ｔ型管継手の金型
４、５ 押金
６ 加工液注入用管路
８ 加工液
11 破断部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−169990（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−156029（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−156030（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−6826（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−212355（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−45666（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−97316（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−124997（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−216332（ＪＰ，Ａ)
特表 昭57−500739（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21D 22/02 - 26/14
Claims (2)
- 【請求項１】鋼管の少なくとも外表面に、アクリル樹
脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹
脂のいずれかの潤滑用の有機樹脂被膜を有し、その有機
樹脂被膜はガラス転移温度が４０℃以上、硬さが鉛筆硬
度Ｈ以上であり、さらに膜厚が１〜１００μｍであるこ
とを特徴とする液圧バルジ加工用表面処理鋼管。 - 【請求項２】鋼管の少なくとも外表面に、塗装下地処理
層とその層上にアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエス
テル樹脂およびエポキシ樹脂のいずれかの潤滑用の有機
樹脂被膜を有し、その有機樹脂被膜はガラス転移温度が
４０℃以上、硬さが鉛筆硬度Ｈ以上であり、さらに膜厚
が１〜１００μｍであることを特徴とする液圧バルジ加
工用表面処理鋼管。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29525396A JP3424464B2 (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 液圧バルジ加工用表面処理鋼管 |
| IDP973596A ID21208A (id) | 1996-11-07 | 1997-11-04 | Pipa baja yang dilapisi lapisan lubrikasi untuk digunakan dalam proses hidroforming |
| CA002220192A CA2220192A1 (en) | 1996-11-07 | 1997-11-04 | Lubricant surface-treated steel pipe for hydroforming use |
| US08/964,915 US6009913A (en) | 1996-11-07 | 1997-11-05 | Lubricant surface-treated steel pipe for hydroforming use |
| EP97308932A EP0841388B1 (en) | 1996-11-07 | 1997-11-06 | Use of steel-pipes having an organic resin outer surface coating for improved hydroforming |
| DE69710414T DE69710414T2 (de) | 1996-11-07 | 1997-11-06 | Verwendung von mit organischem Harz aussenflächenbeschichteten Stahlrohren für verbesserte Innenhochdruckumformung |
| KR1019970058620A KR100298796B1 (ko) | 1996-11-07 | 1997-11-06 | 액압벌지가공용표면처리강관 |
| EP01105671A EP1113066B1 (en) | 1996-11-07 | 1997-11-06 | Use of steel pipes having an organic resin outer surface coating for improved hydroforming |
| DE69729592T DE69729592T2 (de) | 1996-11-07 | 1997-11-06 | Verwendung von mit organischem Harz aussenflächenbeschichteten Stahlrohren für verbesserte Innenhochdruckumformung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29525396A JP3424464B2 (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 液圧バルジ加工用表面処理鋼管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10137864A JPH10137864A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3424464B2 true JP3424464B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=17818204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29525396A Expired - Fee Related JP3424464B2 (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 液圧バルジ加工用表面処理鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424464B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107020315B (zh) * | 2017-05-24 | 2018-08-07 | 南昌航空大学 | 一种采用聚四氟乙烯薄膜局部润滑液压成形三通管的方法 |
-
1996
- 1996-11-07 JP JP29525396A patent/JP3424464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10137864A (ja) | 1998-05-26 |
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