JP5796516B2 - 金属二重管の製造方法 - Google Patents
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「面圧」:外管と内管の界面に発生する圧力であって、後述する算出式を用いた方法により測定することができる。
z=(do2−di1)/2 ・・・(3)
下記(1)式により算出され、テーパーダイスのアプローチ部で外管と内管とが接触する長さL(mm)が、下記(2)式を満たす条件とし、プラグを用いない空引きすることを特徴とする金属二重管の製造方法。
L=(do1−d1−2z)/2sinα ・・・(1)
1.35≦1/L≦10 ・・・(2)
ただし、do1は冷間引抜き前の外管外径(mm)、zは冷間引抜き前における外管と内管とのクリアランス(mm)、d1は冷間引抜きにより得られた金属二重管の外径(mm)、αはテーパーダイスのアプローチ部の角度(°)である。
(1)テーパーダイスを用いた空引きの冷間引抜きにおいて、前記(1)式により算出される接触長さの逆数を適正化することにより、得られる二重管に面圧を発生させて密着性を確保できる。
(2)接触長さの逆数を調整することにより、得られる二重管に発生する面圧を所望の値に制御できる。
(3)プラグを用いない空引きにより、得られる二重管の外管と内管に面圧を発生させることから、別工程による拡径加工や内管内面に潤滑処理が不要であり、生産性を向上できる。
L=(di1−di1’)/2sinα ・・・(4)
L=[(do1−2to−2z)−(d1−2to’)]/2sinα ・・・(5)
この上記(5)式において、to≒to’とすることにより、近似式として前記(1)式を導き出すことができる。
本試験では、以下の手順により、外管または内管として用いる素管を作製した。
(1)熱間製管により中空素管を得た。
(2)得られた中空素管に冷間引抜き加工を施して所定寸法の素管に仕上げた。
(3)所望寸法に仕上げた素管に、焼ならし後焼戻しの熱処理を施した。
上記(2)の冷間引抜き加工の条件を変更することにより、外径および肉厚を調整して寸法が異なる素管を作製した。
得られた二重管の外管と内管の界面に発生した面圧(MPa)は、以下の手順により外管の周方向および軸方向の歪みを測定し、算出した。
(a)二重管の外面に歪みゲージを貼り付ける。
(b)内管を切削加工により除去する。
(c)除去により生じる外管の円周方向および長手方向の歪みを測定し、下記(6)式および(7)式より面圧P(MPa)を算出する。
P=(b2−a2)/2b2×σc ・・・(7)
ただし、外管の円周方向の応力をσc、外管のヤング率をE(GPa)、外管のポアソン比をμ、外管の円周方向の歪みをεc、外管の長手方向の歪みをεa、外管の内径をa(mm)、および外管の外径をb(mm)とする。
図4は、テーパーダイスのアプローチ部における外管と内管との接触長さと二重管に発生した面圧との関係を示す図である。同図で破線矢印を用いて示すように、テーパーダイスのアプローチ部の角度にかかわらず、テーパーダイスのアプローチ部で外管と内管とが接触する長さが短いほど、得られる二重管に発生した面圧が増加した。しかし、外管と内管とが接触する長さが0、すなわち、テーパーダイスのアプローチ部で外管と内管とが接触しない場合、得られる二重管に発生した面圧が著しく減少した。
(1)テーパーダイスを用いた空引きの冷間引抜きにおいて、前記(1)式により算出される接触長さの逆数を適正化することにより、得られる二重管に面圧を発生させて密着性を確保できる。
(2)接触長さの逆数を調整することにより、得られる二重管に発生する面圧を所望の値に制御できる。
(3)プラグを用いない空引きにより、得られる二重管の外管と内管に面圧を発生させることから、別工程による拡径加工や内管内面に潤滑処理が不要であり、生産性を向上できる。
2:テーパーダイス、 2a:アプローチ部、 2b:ベアリング部、
2c:逃げ部、 L:外管と内管との接触長さ、 z:外管と内管とのクリアランス、
α:テーパーダイスのアプローチ部の角度
Claims (2)
- 加工用ダイスとしてテーパーダイスを用いる冷間引抜きによって、外管の内面に内管の外面が接してなる金属二重管を製造する方法であって、
下記(1)式により算出され、テーパーダイスのアプローチ部で外管と内管とが接触する長さL(mm)が、下記(2)式を満たす条件とし、プラグを用いない空引きすることを特徴とする金属二重管の製造方法。
L=(do1−d1−2z)/2sinα ・・・(1)
1.35≦1/L≦10 ・・・(2)
ただし、do1は冷間引抜き前の外管外径(mm)、zは冷間引抜き前における外管と内管とのクリアランス(mm)、d1は冷間引抜きにより得られた金属二重管の外径(mm)、αはテーパーダイスのアプローチ部の角度(°)である。 - 前記外管および前記内管の材質を9Cr−1Mo鋼とすることを特徴とする請求項1に記載の金属二重管の製造方法。
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