JPH02122019A - 機械構造用鋼管の製造方法 - Google Patents

機械構造用鋼管の製造方法

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JPH02122019A
JPH02122019A JP27568588A JP27568588A JPH02122019A JP H02122019 A JPH02122019 A JP H02122019A JP 27568588 A JP27568588 A JP 27568588A JP 27568588 A JP27568588 A JP 27568588A JP H02122019 A JPH02122019 A JP H02122019A
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Akira Gomibuchi
五味渕 明
Hirohisa Ichihara
市原 弘久
Toshinori Nakaji
中路 敏則
Kunihiro Enomoto
邦広 榎本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は鋼管を伸管して製造する8a械構造用lsI管
特に自動二輪車フロントフォークインナーデユープ用鋼
管の製造方法に関する。
し従来の技術] 般に自動車や自動二輪車などに使われる機械構造用鋼管
については規格によって定められた所定の化学成分の素
材を用いるが、自動二輪車フロントフォークインナーチ
ューブ(以下インナーチューブという)用鋼管の場合に
はSへE1536などの規格の電縫管を冷牽法により伸
管して製造するのが一般的であり、通常第3図の工程で
製造される。
冷牽は熱処理された素材鋼管を酸洗し、次いで潤滑処理
として化成皮膜処理を施し、ダイス及びプラグを用いて
伸管する方法である。
冷牽法によって製造することの利点は素材鋼!1′ケよ
りも高強度の製品が得られること、および表面性状が向
上すること、具体的には、表面粗さが平滑になることの
二つであると言える。
インナーチューブは冷牽して製造されたインナーチュー
ブ用鋼管を所定の長さに切断しクロムメツキなどの表面
処理を施して製造される。
インナーチューブ用鋼管に要求される特性はまず第一に
曲げ疲労強度が高いことである。これは自動二輪車の走
行時、発進時あるいは停止時に運転者および同乗者の体
重が曲げ荷重として作用し疲労破壊する場合があること
による。
第二には靭性すなわち衝撃値が高いことであり、これは
疲労破壊が発生した場合、自動二輪者の停止時などに運
転者および同乗車の体重が曲げ荷重として1jg的に作
用しても一気に破断しないためである。
第三には表面粗さが平滑なことであり、インナーチュー
ブ内に組み込まれるオイルシールの摩耗を軽減するため
である。
[発明が解決しようとする課題] 近年、自動二輪車は街路走行用のみならず、郊外走行用
すなわちモトクロス用などインナーチューブにとって使
用環境が苛酷な製品が多くなっており、これに伴ってイ
ンナーチューブに対する品質要求も高度なものとなって
きていいる。
例えば、疲労強度は応力振幅23 kgf/mn+2で
繰返し回数85万回が繰返し回数100万回を要求され
るように?、(つているが、街!値については高強度化
するにもかかわらず一20℃で3 kgf−m7cm2
以上と従来と変わらない値が要求されている。また、内
表面粗さの要求値は中心線平均粗さで1.[i Pm以
下であったものが0.5 pm以下と格段に厳しくなっ
てきており、従来の製造方法ではとても対応できなくな
っている。
本発明は疲労強度が高く、かつ、靭性および表面性状の
優れたインナーチューブ用鋼管の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は ■ 電縫鋼管を冷牽法により伸管し、次いで曲がり矯正
した後410〜450℃で熱処理することを特徴とする
機械構造用鋼管の製造方法。
■ 鋼の化学成分中Siの値を0.10%以下に制限し
て製造されたスラブを、1100 N1200℃に加熱
し圧延して熱延コイルとし、次いで該熱延コイルを素材
として製造された電縫鋼管を冷牽法により伸管すること
を特徴とする機械構造用鋼管の製造方法。
■ 鋼の化学成分中Siの値を0.10%以下に制限し
て製造されたスラブを、1100〜1200℃に加熱し
圧延して熱延コイルとし、次いで該熱延コイルを素材と
して製造された電縫鋼管を冷牽法により伸管し、曲がり
矯正した後410〜450℃で熱処理することを特徴と
するm械構造用鋼管の製造方法である。
以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
冷間加工を受けた鋼の疲労強度を上げる方法としては金
属熱処理技術便覧に記載されているように300〜37
5℃でのブルーイングが有効であることは知られている
。そこで、第4図に示すように冷牽後370℃のブルー
イングを行なう工程でインナーチューブ用鋼管を製造し
て特性を調査したところ、疲労強度の向上は認められな
かった。
そこで第4図の工程で製造したインナーチューブ用鋼管
の引張試験を行ないその歪−荷重曲線を観察すると、第
5図(第5図(イ)は第3図の工程、第5図(ロ)は第
4図の工程)に示すように冷牽ままのインナーチューブ
用鋼管の歪−荷重曲線とほとんど同一であり、このため
疲労強度の向上が見られなかったものと考えられた。こ
の歪−荷重曲線がブルーイングの有無で変化しないこと
の原因としてブルーイング後の矯正が影響しているので
はないかと考え、第6図に示すようにブルーイングと矯
正を入れ替える工程でインナーチューブ用鋼管を製造し
その特性を評価した。第6図の工程で製造したインナー
チューブ用鋼管の歪−荷重曲線は第7図に示すように弾
性限が著しく向上しており、疲労強度は満足すべき結果
が得られた。
ところが、第6図の工程で製造したインナーチューブ用
鋼管の衝撃値は冷牽ままのインナーチューブ用鋼管の値
に比べ低下が著しく一20℃で3 kgLm/cm’を
満足しなく、このままの特性ではインナーチューブとし
て使用に耐え得ないものであった。
そこで実験室の電気炉で冷牽後の熱処理の温度を375
〜500℃の範囲で変えて衝撃試験を行ない第8図の結
果を得た。これによると衝撃値は高温側で高く熱処理温
度400℃での要求値の下限付近であった。次いでこの
400℃以上の温度範囲について疲労試験を行なったと
ころ、第9図に示すように応力振幅23 kgf/mm
2で繰返し回数100万回を満足する温度範囲は450
℃以下であり、 475℃以上では満足しないことが判
った。この結果から安定して必要な特性が得られる熱処
理温度範囲は410〜450℃であることがわかった。
従って、電縫鋼管を冷牽法により伸管し、次いで曲がり
矯正した後410〜450℃で熱処理すれば、衝撃値及
び疲労強度とも十分な機械的特性が得られるものである
。次にインナーチューブの内面粗さであるが、第6図の
工程で冷牽後ブルーイングに替えて熱処理温度430℃
で製造したインナーチューブの疲労強度、衝撃値および
内面粗さを測定したところ、疲労強度および衝撃値に問
題はなかったものの、中心線平均粗さ(Ra)はRa 
= 0.7〜1.5 pmであり要求値には遠く及ばな
かった。走査電子顕微鏡で管の内表面を観察すると、プ
ラグと接触して平滑になった面とプラグと接触しなかっ
た凹み面とが観察され、この凹面が粗さ不良の原因にな
っていた。この凹面の形成原因としては酸洗いでスケー
ルを除去する際にスケールの厚みのばらつきがあって、
このスケールの厚い部分が凹部となり冷牽時にプラグと
接触することなく残ったものと考えられる。そこでスケ
ールは酸化物であるから酸化物形成元素のうち強度への
影響の比較的少ないStの量と、スケール生成量に影舌
する熱延時のスラブの加熱温度を表1に示すように変え
て熱延コイルを製造し、第1図の工程でインナーチュー
ブ用鋼管を製造し内面粗さを測定した。
表      1 内面の粗さの測定結果は第2図に示す通りて、安定して
Raが05μm以下を満足する条件はSl量を極低くし
、スラブの加熱温度を下げたNo、 6のみである。
[実 施 例] C= 0.32%、 Si= 0.07%、 Mn= 
1.33% P=0013%、  s=o、oos%の
成分(Dス−yブを1180℃に加熱圧延して熱延コイ
ルを製造した。これを素材として外径(φ) 38.I
X肉厚(t)5.0の電縫管を造管し光輝炉にて880
t:の焼準を行なった。この電縫管を潤滑皮膜処理のた
めに酸洗し、次いで燐酸亜鉛および金属石鹸の潤滑皮膜
処理を施し、冷牽によってφ27.3x t 4.15
に伸管した。この後矯正機によって曲がり矯正を行ない
、最期に 430℃で熱処理してインナーチューブ用V
管を製造した。
このインナーチューブ用鋼管の疲労試験、衝撃試験およ
び表面粗さの測定を行なった。疲労強度は応力振幅23
 kgf/mm2で繰返し回数118万回におよび、衝
撃値は一20℃で4.8kg1m/c+n2といずれも
要求値を大幅に上回るものであり、さらに、表面粗さも
Ra = 0.05〜0.35pmと良好であった。従
って、特に表面粗さを低減するには、鋼の化学成分中S
iの値を0.10%以下に制限して製造されたスラブを
、1100〜1200℃に加熱し圧延して熱延コイルと
し、次いで該熱延コイルを素材として製造された電縫鋼
管を冷牽法により伸管すればよい。
[発明の作用] 本発明は電縫管を冷牽した夜曲がり矯正し、これに 4
10〜450℃の熱処理を施すという工程を採ることに
゛より、衝撃値を低下させることなく疲労強度を大巾に
向上させ、また、酸化物形成元素のうち強度に与える影
響の少ないSlの量を低減し、併せて熱延のスラブの加
熱温度を低くくすることにより、熱延後および電縫管を
冷牽の潤滑処理時の酸洗による肌荒れを低減して表面性
状の優れたインナーチューブ用鋼管が製造できる。
[発明の効果] 本発明によれは疲労強度が高く、かつ、靭性が侵ね表面
性状の優れた自動二輪車フロントフォークインナーチュ
ーブ用鋼管が用意に製造てぎ、自動二輪車のオイルシー
ルなどの部品交換が長期間不要となり経済効果が大きい
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の工程を示す図、第2図は表1の実験に
おける内面粗さの測定結果を示す図、第3図は従来の工
程を説明する図、第4図はブルーイングを追加した工程
を説明する図、第5図m 、 (El)は夫々第3図と
第4図の工程で製造したインナーチューブ用鋼管の引張
試験の歪−荷重曲線図、第6図は第4図のブルーイング
と矯正を入れ替えた工程を説明する図、第7図は第6図
の工程で製造したインナーチューブ用鋼管の引張試験の
歪−荷重曲線図、第8図は冷牽後の熱処理温度と衝撃値
の関係を示す図、第9図は熱処理温度と疲労試験におけ
る繰返し回数の関係を示す図である。 第2図 寅験N。 第5図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電縫鋼管を冷牽法により伸管し、次いで曲がり矯正
    した後410〜450℃で熱処理することを特徴とする
    機械構造用鋼管の製造方法。 2 鋼の化学成分中Siの値を0.10%以下に制限し
    て製造されたスラブを、1100〜1200℃に加熱し
    圧延して熱延コイルとし、次いで該熱延コイルを素材と
    して製造された電縫鋼管を冷牽法により伸管することを
    特徴とする機械構造用鋼管の製造方法。 3 鋼の化学成分中Siの値を0.10%以下に制限し
    て製造されたスラブを、1100〜1200℃に加熱し
    圧延して熱延コイルとし、次いで該熱延コイルを素材と
    して製造された電縫鋼管を冷牽法により伸管し、曲がり
    矯正した後410〜450℃で熱処理することを特徴と
    する機械構造用鋼管の製造方法。
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