JP5464300B1 - 穿孔機に用いられるプラグ - Google Patents
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Abstract
ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられるプラグの寿命を長くする。プラグ（１０）は、ビレット（３６）を穿孔圧延する穿孔機（３０）に用いられる。プラグ（１０）は、プラグ本体（１２）と、肉盛層（１４）と、溶射皮膜（１６）とを備える。肉盛層（１４）は、プラグ本体（１２）の表面に形成される。溶射皮膜（１６）は、プラグ本体（１２）の表面のうち、肉盛層（１４）の後端からプラグ本体（１２）の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆う。
Description
本発明は、プラグに関し、さらに詳しくは、ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられるプラグに関する。
穿孔機は、マンネスマン法による継目無鋼管の製造に利用される。穿孔機は、一対の傾斜ロールとプラグとを備える。プラグは、一対の傾斜ロールの間であって、パスライン上に配置される。穿孔機は、傾斜ロールによりビレットを周方向に回転させながらプラグに押し込み、ビレットを穿孔圧延して中空素管にする。
穿孔機は、加熱されたビレットを穿孔圧延する。そのため、ビレットに押し込まれるプラグは、高温に晒されるとともに、高い圧力を受ける。したがって、プラグには、溶損や焼付が発生し易い。
一般に、プラグの母材表面には、酸化スケールが形成される。酸化スケールは、ビレットからの熱を遮断して溶損の発生を抑制する。酸化スケールは、さらに、焼付の発生を抑制する。
しかしながら、酸化スケールは、ビレットを穿孔圧延する度に摩耗する。酸化スケールがなくなると、プラグの母材温度が上昇し、プラグが溶損する。
プラグの寿命（使用回数）を向上させるために、酸化スケール以外の被膜をプラグの母材表面に形成することが提案されている。
特許第４２７９３５０号公報には、鉄線材をアーク溶射して酸化物およびＦｅで構成される溶射皮膜をプラグの母材表面に形成することが開示されている。
また、特許第２７７６２６６号公報、特許第３８９１６７９号公報及び特開２００９−１０１４０８号公報参照には、肉盛層をプラグの母材表面に形成することが開示されている。
しかしながら、近年では、プラグの更なる長寿命化が要求されている。
本発明の目的は、ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられるプラグであって、その寿命が長いプラグを提供することである。
本発明の実施の形態によるプラグは、ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられる。プラグは、プラグ本体と、肉盛層と、溶射皮膜とを備える。肉盛層は、プラグ本体の表面に形成される。溶射皮膜は、プラグ本体の表面のうち、肉盛層の後端からプラグ本体の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆う。
本発明の実施の形態によるプラグは、寿命が長くなる。
本発明の実施の形態によるプラグは、ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられる。プラグは、プラグ本体と、肉盛層と、溶射皮膜とを備える。肉盛層は、プラグ本体の表面に形成される。溶射皮膜は、プラグ本体の表面のうち、肉盛層の後端からプラグ本体の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆う。
ビレットを穿孔圧延するとき、プラグ本体はビレットに接触する。そのため、プラグ本体は溶損し易い。この溶損し易い部分に、熱間強度の高い肉盛層が設けられる。そのため、プラグ本体の熱間強度が向上する。その結果、プラグ本体が溶損し難くなる。
一方、プラグの表面全体に肉盛層が形成されれば、焼付が発生し易くなる。そこで、本実施形態によるプラグでは、プラグ側面に溶射皮膜が形成される。溶射皮膜は、肉盛層よりも優れた耐焼付性を有する。そのため、本実施形態によるプラグは、肉盛層が溶損を抑制し、溶射皮膜が焼付きを抑制する。その結果、プラグの寿命が向上する。
好ましくは、肉盛層は、プラグ本体の先端部分を覆う。中実ビレットを穿孔圧延する場合、プラグ本体の先端部分はビレットに接触する。そのため、プラグ本体の先端部分は溶損し易い。この溶損し易い部分が肉盛層で覆われる。その結果、プラグの先端部分が溶損し難くなる。
好ましくは、プラグ本体は、第１本体部と、第２本体部とを備える。第１本体部は、先端部分を含む。第２本体部は、第１本体部の後端よりも大きな外径を有し、第１本体部の後端から延びる。肉盛層は、第１本体部の表面に形成される。溶射皮膜は、第２本体部の表面に形成される。
この場合、肉盛層を溶射皮膜より厚く形成しても、肉盛層と溶射皮膜との境界に段差が形成され難くなる。
好ましくは、プラグ本体は、第１本体部と、第２本体部とを備える。第１本体部は、プラグ本体の先端部分を含む。第２本体部は、第１本体部の後端から延びる。肉盛層は、第２本体部の表面に形成される。
この場合、例えば、中空ビレットを穿孔圧延するために用いることができる。
好ましくは、プラグ本体は、第３本体部をさらに備える。第３本体部は、第２本体部の後端から延びる。第２本体部の先端の外径は、第１本体部の後端の外径よりも小さい。第３本体部は、第２本体部の後端よりも大きな外径を有する。溶射皮膜は、第３本体部の表面に形成される。
この場合、第１本体部と第３本体部との間には、第２本体部の表面によって底面が形成され、プラグ本体の中心軸線周りに延びる凹溝が形成される。この凹溝に肉盛層が配置される。そのため、肉盛層を溶射皮膜より厚くしても、肉盛層と溶射皮膜との境界に段差が形成され難くなる。
好ましくは、肉盛層の表面と溶射皮膜の表面とが滑らかに繋がっている。この場合、肉盛層と溶射皮膜との境界に段差が生じないため、穿孔圧延後の中空素管の内面に傷が発生し難くなる。
好ましくは、肉盛層が炭化物を含有する。この場合、肉盛層の熱間強度がさらに向上する。
以下、本発明の実施の形態によるプラグについて、図面を参照しながら説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
［実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態によるプラグ１０の縦断面図である。プラグ１０は、例えば、中実のビレットを穿孔圧延するときに用いられる。図１に示すように、プラグ１０は、プラグ本体１２と、肉盛層１４と、溶射皮膜１６とを備える。
図１は、本発明の第１の実施形態によるプラグ１０の縦断面図である。プラグ１０は、例えば、中実のビレットを穿孔圧延するときに用いられる。図１に示すように、プラグ１０は、プラグ本体１２と、肉盛層１４と、溶射皮膜１６とを備える。
［プラグ本体］
プラグ本体１２は、第１本体部２２と、第２本体部２４と、後端部２６とを備える。
プラグ本体１２は、第１本体部２２と、第２本体部２４と、後端部２６とを備える。
第１本体部２２は、プラグ本体１２の先端部分を含む。第１本体部２２の横断面は、円形状である。第１本体部２２の外径は、プラグ１０の先端から後端に向かって大きくなる。
第２本体部２４は、第１本体部２２の後端よりも大きな外径を有する。第２本体部２４は、第１本体部２２の後端からプラグ１０の軸方向に延びる。
第２本体部２４の横断面は、円形状であり、第２本体部２４の先端の外径は、第１本体部２２の後端の外径よりも大きい。第２本体部２４は、第１本体部２２と同軸に配置される。そのため、第２本体部２４と第１本体部２２との境界には、段差が形成される。第２本体部２４の先端面２４ＦＳは、円環形状を有する。
第２本体部２４の外径は、プラグ１０の先端から後端に向かって大きくなる。第２本体部２４の後端の外径は、プラグ本体１２の最大外径である。
後端部２６は、第２本体部２４の後側で第２本体部２４に隣接して設けられる。後端部２６の外径は、プラグ１０の先端から後端に向かって小さくなる。
［プラグ本体の保護膜］
上述のプラグ本体１２には、その前部と後部とで異なる保護膜（肉盛層１４及び溶射皮膜１６）が形成される。
上述のプラグ本体１２には、その前部と後部とで異なる保護膜（肉盛層１４及び溶射皮膜１６）が形成される。
［肉盛層］
肉盛層１４は、プラグ本体１２の表面に形成される。肉盛層１４は、少なくともプラグ本体１２の先端部分を覆う。図１に示す例では、肉盛層１４は、第１本体部２２の表面２２Ｓの全体及び第２本体部２４の先端面２４ＦＳを覆う。肉盛層１４は、例えば、プラズマ粉体肉盛溶接（ＰＴＡ：Plasma Transferred Arc）法、ＭＩＧ（Metal Inert Gas）溶接法、ＴＩＧ（Tungsten Insert Gas）溶接法といった周知の肉盛溶接によって形成される。肉盛層１４の厚さは、例えば、１ｍｍ以上である。肉盛層１４の厚さは１〜２０ｍｍが好ましく、より好ましくは２〜１０ｍｍである。５ｍｍより厚くする場合は、例えば、肉盛層を複数層形成する。各層の厚さは、例えば、２〜５ｍｍである。肉盛層を複数層形成した後、一番上の肉盛層の表面を切削して、目的の厚さに整えればよい。２ｍｍより薄くする場合には、厚さが２ｍｍ以上の肉盛層を形成した後、当該肉盛層の表面を切削して、目的の厚さにすればよい。肉盛層１４が薄すぎると、熱間強度を向上させる効果が得られにくくなる。肉盛層１４が厚すぎると、肉盛層１４にクラックが入るおそれがある。また、肉盛層１４の形成に時間がかかり、製造コストが高くなる。肉盛層１４の厚さは、一定である必要はない。例えば、肉盛層１４の先端部が他の部分より厚くてもよい。肉盛層１４の後端の外径は、第２本体部２４の先端の外径よりも大きい。
肉盛層１４は、プラグ本体１２の表面に形成される。肉盛層１４は、少なくともプラグ本体１２の先端部分を覆う。図１に示す例では、肉盛層１４は、第１本体部２２の表面２２Ｓの全体及び第２本体部２４の先端面２４ＦＳを覆う。肉盛層１４は、例えば、プラズマ粉体肉盛溶接（ＰＴＡ：Plasma Transferred Arc）法、ＭＩＧ（Metal Inert Gas）溶接法、ＴＩＧ（Tungsten Insert Gas）溶接法といった周知の肉盛溶接によって形成される。肉盛層１４の厚さは、例えば、１ｍｍ以上である。肉盛層１４の厚さは１〜２０ｍｍが好ましく、より好ましくは２〜１０ｍｍである。５ｍｍより厚くする場合は、例えば、肉盛層を複数層形成する。各層の厚さは、例えば、２〜５ｍｍである。肉盛層を複数層形成した後、一番上の肉盛層の表面を切削して、目的の厚さに整えればよい。２ｍｍより薄くする場合には、厚さが２ｍｍ以上の肉盛層を形成した後、当該肉盛層の表面を切削して、目的の厚さにすればよい。肉盛層１４が薄すぎると、熱間強度を向上させる効果が得られにくくなる。肉盛層１４が厚すぎると、肉盛層１４にクラックが入るおそれがある。また、肉盛層１４の形成に時間がかかり、製造コストが高くなる。肉盛層１４の厚さは、一定である必要はない。例えば、肉盛層１４の先端部が他の部分より厚くてもよい。肉盛層１４の後端の外径は、第２本体部２４の先端の外径よりも大きい。
肉盛層１４は、例えば、遷移金属を主成分とする合金である。この合金は、例えば、コバルト（Ｃｏ）を主成分とし、クロム（Ｃｒ）及びタングステン（Ｗ）を含む合金（ステライト合金）である。
肉盛層１４は、遷移金属の炭化物を含んでいてもよい。遷移金属の炭化物は、例えば、炭化ニオブ（ＮｂＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化バナジウム（ＶＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）等である。遷移金属の炭化物は、例えば、２０〜５０体積％含まれる。遷移金属の炭化物の平均粒径は、例えば、６５〜１３５μｍである。
［溶射皮膜］
溶射皮膜１６は、プラグ本体１２の表面のうち、肉盛層１４の後端からプラグ本体１２の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆う。図１に示す例では、溶射皮膜１６は、第２本体部２４の側面２４ＳＳ及び後端部２６の側面２６ＳＳを覆う。溶射皮膜１６は、例えば、アーク溶射、プラズマ溶射、フレーム溶射、高速フレーム溶射といった周知の溶射によって形成される。溶射皮膜１６の厚さは、例えば、４００μｍ〜８００μｍである。
溶射皮膜１６は、プラグ本体１２の表面のうち、肉盛層１４の後端からプラグ本体１２の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆う。図１に示す例では、溶射皮膜１６は、第２本体部２４の側面２４ＳＳ及び後端部２６の側面２６ＳＳを覆う。溶射皮膜１６は、例えば、アーク溶射、プラズマ溶射、フレーム溶射、高速フレーム溶射といった周知の溶射によって形成される。溶射皮膜１６の厚さは、例えば、４００μｍ〜８００μｍである。
溶射皮膜１６の組成は、特に限定されない。好ましくは、溶射皮膜１６は、鉄（Ｆｅ）及び鉄酸化物（例えば、Ｆｅ３Ｏ４やＦｅＯ等）からなる。この場合、溶射皮膜１６は、例えば、鉄線材をアーク溶射することで形成される。溶射皮膜１６は、さらに、鉄系酸化物以外の酸化物（例えば、タングステン酸化物（ＷＯ３））を含んでもよい。
好ましくは、鉄及び鉄酸化物からなる溶射皮膜１６において鉄酸化物が占める割合は、５５〜８０体積％である。溶射皮膜１６において鉄酸化物が占める割合は、例えば、プラグ本体１２側よりも表層側のほうが高い。この場合、溶射皮膜１６において鉄酸化物が占める割合は、例えば、プラグ本体１２との境界部で４０体積％以下であり、表層部で５５〜８０体積％である。溶射皮膜１６において鉄酸化物が占める割合を変化させるには、例えば、アーク溶射装置の溶射ノズルからプラグ本体１２までの距離（溶射距離）を変化させればよい。
図１に示す例では、溶射皮膜１６の先端の外径と、肉盛層１４の後端の外径とは同じである。つまり、肉盛層１４の表面と溶射皮膜１６の表面とが滑らかに繋がっている。
［プラグの製造方法］
プラグ１０の製造方法の一例を示す。ただし、プラグ１０の製造方法は、以下の製造方法に限定されない。
プラグ１０の製造方法の一例を示す。ただし、プラグ１０の製造方法は、以下の製造方法に限定されない。
先ず、プラグ本体１２を準備する。続いて、ＰＴＡ法により、肉盛層１４を第１本体部２２の表面２２Ｓに形成する。続いて、溶射皮膜１６を形成する領域（第２本体部２４の側面２４ＳＳ及び後端部２６の側面２６ＳＳ）にショットブラストを施す。これにより、表面が荒くなり、溶射皮膜１６が付きやすくなる。続いて、鉄線材をアーク溶射することにより、プラグ本体１２の側面のうち肉盛層１４が形成された領域を除いた領域に溶射皮膜１６を形成する。その結果、プラグ１０が製造される。
図２は、プラグ１０を備えた穿孔機３０の構成を示す模式図である。穿孔機３０において、プラグ１０は、芯金３４の先端に取り付けられ、一対の傾斜ロール３２，３２の間であって、且つ、パスラインＰＬ上に配置される。穿孔圧延時、プラグ１０は、中実のビレット３６に押し込まれ、高温に晒されるとともに、高い圧力を受ける。
プラグ１０の先端部分は、肉盛層１４で覆われている。肉盛層１４は、溶射皮膜や酸化スケールよりも高い熱間強度を有する。そのため、ビレット３６を穿孔圧延しても、プラグ１０の先端部分は溶損し難くなる。
さらに、プラグ１０の先端部分以外の側面には、溶射皮膜１６が形成されている。溶射皮膜は、肉盛層よりも大きな耐焼付性を有する。そのため、プラグ１０は、プラグ本体１２の表面全体を肉盛層で覆う場合よりも、焼き付き難くなる。
上述のように、プラグ１０では、肉盛層により先端部分の溶損を抑制し、溶射皮膜により焼付が抑制される。そのため、プラグ１０の寿命が長くなる。
一般的に、肉盛層は、溶射皮膜よりも厚く形成される。プラグ１０では、第１本体部２２の後端の外径は、第２本体部２４の前端の外径よりも小さい。そのため、肉盛層１４の表面と溶射皮膜１６の表面との境界に段差が形成されず、プラグ１０では、肉盛層１４の表面と溶射皮膜１６の表面とが滑らかに繋がっている。そのため、ビレット３６を穿孔圧延することで得られる中空素管の内面に傷が発生し難い。
一般的に、ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられるプラグは、圧延部と、リーリング部とを備える。圧延部は、肉厚圧下の大部分を受け持つ。リーリング部は、肉厚を平滑に仕上げる。図１に示す例では、第１本体部２２及びその表面を覆う肉盛層１４が圧延部１０１と一致し、第２本体部２４及びその側面を覆う溶射皮膜１６がリーリング部１０２と一致する。しかしながら、これらは必ずしも一致する必要はない。要するに、肉盛層１４は、ビレット３６を穿孔圧延するときに溶損しやすい部分に形成すればよい。溶損しやすい部分は、圧延部である。特に溶損しやすい部分は、圧延部の先端部分、および、圧延部において傾斜ロール３２のゴージ部３２１に対向する部分（パスラインＰＬに直交する方向でゴージ部に対向する部分）である。図３に示すように、一対の傾斜ロール３２，３２の間隔は、ゴージ部３２１，３２１の間（図３中の１点鎖線で示す位置ＧＬ）で最も短くなる。一般的には、圧延部においてゴージ部３２１に対向する位置ＧＬから、パスライン方向に前後数ｃｍ（例えば、前後にそれぞれ３ｃｍ）の幅ＷＰで溶損が起こりやすい。したがって、肉盛層１４は、プラグの先端から位置ＧＬよりも所定距離後方（例えば、３ｃｍ）の位置までを少なくとも覆う領域に形成するのが好ましい。なお、肉盛層１４は、プラグの焼き付き防止の観点から、リーリング部には形成しないほうが好ましい。
図１では、溶射皮膜１６は、第２本体部２４及び後端部２６の表面全体に形成されている。しかしながら、上述のとおり、溶射皮膜１６は、肉盛層１４の後端からプラグ本体１２の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆えば足りる。
［第２の実施形態］
本発明の実施の形態によるプラグは、肉盛層が本体部の表面に形成されていればよい。その一例を、図４に示す。
本発明の実施の形態によるプラグは、肉盛層が本体部の表面に形成されていればよい。その一例を、図４に示す。
図４は、本発明の第２の実施形態によるプラグ５０を示す。プラグ５０は、中空のビレットを穿孔圧延するときに用いられる。つまり、プラグ５０は、エロンゲータ（第２穿孔機）に用いられる。換言すれば、プラグ５０が用いられる穿孔機には、エロンゲータが含まれる。
プラグ５０では、プラグ本体１２の代わりに、プラグ本体１２Ａを備える。プラグ本体１２Ａは、第１本体部２２及び第２本体部２４の代わりに、第１本体部５２、第２本体部５４及び第３本体部５６を備える。
第１本体部５２は、プラグ本体１２Ａの先端部分を含む。第１本体部５２の横断面は、円形状である。第１本体部５２の外径は、プラグ５０の先端から後端に向かって大きくなる。
第２本体部５４は、第１本体部５２の後端からプラグ５０の軸方向に延びる。第２本体部５４の横断面は、円形状であり、第２本体部５４の先端の外径は、第１本体部５２の後端の外径よりも小さい。第２本体部５４は、第１本体部５２と同軸に配置される。そのため、第２本体部５４と第１本体部５２との境界には、段差が形成される。第１本体部５２の後端面５２ＢＳは、円環形状を有する。第２本体部５４の外径は、プラグ５０の先端から後端に向かって大きくなる。
第３本体部５６は、第２本体部５４の後端よりも大きな外径を有する。第３本体部５６は、第２本体部５４の後端からプラグ５０の軸方向に延びる。第３本体部５６の横断面は、円形状であり、第３本体部５６の先端の外径は、第２本体部５４の後端の外径よりも大きい。第３本体部５６は、第２本体部５４と同軸に配置される。そのため、第３本体部５６と第２本体部５４との境界には、段差が形成される。第３本体部５６の先端面５６ＦＳは、円環形状を有する。第３本体部５６の外径は、プラグ５０の先端から後端に向かって大きくなる。第３本体部５６の後端の外径は、プラグ本体１２Ａの最大外径である。第３本体部５６の後側には、第３本体部５６に隣接して後端部２６が設けられる。
第１本体部５２と第３本体部５６との間には、凹溝５８が形成される。凹溝５８は、プラグ本体１２Ａの中心軸線周りで周方向に延びる。凹溝５８の底面は、第２本体部５４の表面によって形成される。本実施形態では、肉盛層１４は凹溝５８の底面全体を覆う。肉盛層１４は、中空のビレットを穿孔圧延するときにビレットと接触する位置に設けられる。
図４に示す例では、溶射皮膜１６の先端の外径と、肉盛層１４の後端の外径とは同じである。つまり、肉盛層１４の表面と溶射皮膜１６の表面とが滑らかに繋がっている。溶射皮膜１６は、第３本体部５６の側面５６ＳＳと後端部２６の側面２６ＳＳとを覆う。
図４に示す例では、第１本体部５２の後端の外径と、肉盛層１４の先端の外径とは同じである。つまり、肉盛層１４の表面と第１本体部５２の表面とが滑らかに繋がっている。
このようなプラグ５０においても、肉盛層により溶損を抑制し、溶射皮膜により焼付を抑制する。そのため、プラグ５０の寿命が長くなる。
表１に示す試験番号１〜２０のプラグを準備した。
［プラグ］
表１を参照して、試験番号１〜１１のプラグでは、図１に示すとおり、圧延部１０１に肉盛層が形成され、圧延部１０１以外の部分（リーリング部１０２及び逃げ部１０３）に溶射皮膜が形成された。試験番号２〜６、８〜１１の肉盛層は、炭化物（ＮｂＣ又はＷＣ）を表１に示す含有量で含有した。試験番号１及び７の肉盛層は、炭化物を含有しなかった。試験番号１〜１１の肉盛層はいずれも、ＰＴＡ法により形成された。肉盛層の厚さはいずれも、３．０ｍｍであった。
表１を参照して、試験番号１〜１１のプラグでは、図１に示すとおり、圧延部１０１に肉盛層が形成され、圧延部１０１以外の部分（リーリング部１０２及び逃げ部１０３）に溶射皮膜が形成された。試験番号２〜６、８〜１１の肉盛層は、炭化物（ＮｂＣ又はＷＣ）を表１に示す含有量で含有した。試験番号１及び７の肉盛層は、炭化物を含有しなかった。試験番号１〜１１の肉盛層はいずれも、ＰＴＡ法により形成された。肉盛層の厚さはいずれも、３．０ｍｍであった。
試験番号１〜１１の溶射皮膜はいずれも、鉄及び鉄酸化物からなり、鉄ワイヤを同じ条件でアーク溶射することにより形成された。溶射皮膜中の鉄酸化物の含有率は、７０％であり、溶射皮膜の厚さはいずれも、４００μｍであった。
試験番号１２〜１８のプラグでは、図５に示すとおり、後端面を除くプラグ本体２０１の表面全体に保護皮膜２０２が形成された。試験番号１２〜１６では、保護皮膜２０２は肉盛層であった。これらの肉盛層は、ＰＴＡ法により形成され、厚さはいずれも３．０ｍｍであった。
試験番号１７及び１８では、保護皮膜２０２は溶射皮膜であった。溶射皮膜は試験番号１〜１１の溶射皮膜と同じ方法で形成され、鉄及び鉄酸化物からなり、鉄酸化物の含有率、溶射皮膜の厚さはいずれも試験番号１〜１１と同じであった。
試験番号１９及び２０では、図６に示すとおり、後端面を除くプラグ本体３０１の表面全体に酸化スケール３０２が形成された。試験番号１９の酸化スケールの厚さは１０００μｍであり、試験番号２０の酸化スケールの厚さは５００μｍであった。
［試験方法］
試験番号１〜２０のプラグを用いて、複数のビレットを穿孔圧延した。各ビレットは、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３１０Ｓに相当する化学組成を有し、直径は７０ｍｍであり、長さは１００ｍｍであった。
試験番号１〜２０のプラグを用いて、複数のビレットを穿孔圧延した。各ビレットは、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３１０Ｓに相当する化学組成を有し、直径は７０ｍｍであり、長さは１００ｍｍであった。
ビレットを１本圧延するごとに、プラグ表面を目視観察し、溶損、焼付きの有無を確認した。ｎ本目（ｎは自然数）の圧延後にプラグ表面に溶損又は焼付きが発生した場合、ｎ−１本を、そのプラグが圧延可能なビレット本数（以下、パス回数という）と定義した。なお、ｎ本目の穿孔圧延途中でプラグがビレットに焼き付いて貫通しなかった場合、パス回数はｎ−１回と定義した。
［試験結果］
表１に試験結果を示す。
表１に試験結果を示す。
試験番号１〜１１では、パス回数が６回以上と多かった。特に、試験番号２〜６、８〜１１では、肉盛層中の炭化物含有量が２０〜５０％であった。そのため、炭化物を含有しない試験番号１及び７と比較して、パス回数が多かった。さらに、試験番号３、４、６、９及び１１では、肉盛層中の炭化物含有量が３５〜５０％であった。そのため、炭化物含有量が３５％未満である試験番号２、５、８及び１０と比較して、パス回数が多かった。なお、試験番号１〜１１では、いずれも、肉盛層にクラックが発生したため、試験を終了した。
一方、試験番号１２〜１６では、パス回数が２回以下と低かった。これらの試験番号では、プラグ本体全体に肉盛層が形成されたため、表１に記載のパス回数を超えると、穿孔圧延中にプラグがビレットに焼き付いて貫通しなかった。
試験番号１７〜２０では、パス回数が３回以下と低かった。これらの試験番号では、プラグ本体全体に溶射皮膜又は酸化スケールが形成された。そのため、プラグの先端部分が溶損した。
以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。
Claims (7)
- ビレットを穿孔圧延する穿孔機に用いられるプラグであって、
プラグ本体と、
前記プラグ本体の表面に肉盛溶接によって形成され、遷移金属を主成分とする合金を含有する肉盛層と、
前記プラグ本体の表面のうち、前記肉盛層の後端から前記プラグ本体の最大外径の位置までの領域を少なくとも覆う溶射皮膜とを備える、プラグ。 - 請求項１に記載のプラグであって、
前記肉盛層は、前記プラグ本体の先端部分を覆う、プラグ。 - 請求項２に記載のプラグであって、
前記プラグ本体は、
前記先端部分を含む第１本体部と、
前記第１本体部の後端よりも大きな外径を有し、前記第１本体部の後端から延びる第２本体部とを備え、
前記肉盛層が、前記第１本体部の表面に形成され、
前記溶射皮膜が、前記第２本体部の表面に形成される、プラグ。 - 請求項１に記載のプラグであって、
前記プラグ本体は、
前記プラグ本体の先端部分を含む第１本体部と、
前記第１本体部の後端から延びる第２本体部とを備え、
前記肉盛層が前記第２本体部の表面に形成される、プラグ。 - 請求項４に記載のプラグであって、
前記プラグ本体は、
前記第２本体部の後端から延びる第３本体部をさらに備え、
前記第２本体部の先端の外径が、前記第１本体部の後端の外径よりも小さく、
前記第３本体部が、前記第２本体部の後端よりも大きな外径を有し、
前記溶射皮膜が、前記第３本体部の表面に形成される、プラグ。 - 請求項１〜５の何れか１項に記載のプラグであって、
前記肉盛層の表面と前記溶射皮膜の表面とが滑らかに繋がっている、プラグ。 - 請求項１〜６の何れか１項に記載のプラグであって、
前記肉盛層がさらに、遷移金属の炭化物を含有する、プラグ。
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