JPH03177681A - 鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管 - Google Patents
鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/02—Rigid pipes of metal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は強度、耐食性、加工性に優れた鉄道車両用アル
ミニウム合金製空気配管に関するものである。
ミニウム合金製空気配管に関するものである。
従来、鉄道車輌の空気配管としては、JISG3452
配管用炭素鋼管が用いられ、錆防止の点から亜鉛メツキ
等の表面処理が施されているのが一般的である。
配管用炭素鋼管が用いられ、錆防止の点から亜鉛メツキ
等の表面処理が施されているのが一般的である。
このような空気配管には、呼び径10A(外径17.3
1.肉厚2.3mm1及び呼び径20Δ(外径27.2
mm、肉厚2.8mm1といったサイズの配管が最も多
く使用されている。最近は材料の強度を向上し、肉厚を
10〜15%減少して軽量化する試みも行なわれている
。
1.肉厚2.3mm1及び呼び径20Δ(外径27.2
mm、肉厚2.8mm1といったサイズの配管が最も多
く使用されている。最近は材料の強度を向上し、肉厚を
10〜15%減少して軽量化する試みも行なわれている
。
これ等の配管は使用部位に応じて曲げ加工が行われる他
、両端にねじ加工を施し、可鍛鋳鉄製管継手(ソケット
)にねじ込まれて使用される。
、両端にねじ加工を施し、可鍛鋳鉄製管継手(ソケット
)にねじ込まれて使用される。
鋼管製配管の問題点は重量と耐食性であり、ソケットを
含まない呼び径+OAの鋼管重量は04851 kg/
reであり、ソケットを含まない呼び径2θAの鋼管重
量は1.68kg/+++である。強度を向上させた鋼
管でも上記重量より10〜15%軽くなる程度で、例え
ば新幹線の車両では1車当り200kg以上の重量を占
めている。しかして高速車両においては当然軽量化が望
まれているが、鋼管では限界がある。
含まない呼び径+OAの鋼管重量は04851 kg/
reであり、ソケットを含まない呼び径2θAの鋼管重
量は1.68kg/+++である。強度を向上させた鋼
管でも上記重量より10〜15%軽くなる程度で、例え
ば新幹線の車両では1車当り200kg以上の重量を占
めている。しかして高速車両においては当然軽量化が望
まれているが、鋼管では限界がある。
また配管は前述のように鋼管にZnメツキ等の防食処理
が施されて使用されるが、このような処理を施しても使
用期間がある範囲を越えると錆が発生する。特に管内面
に発生する錆は蓄積され、空気配管としての性能を低下
させる。
が施されて使用されるが、このような処理を施しても使
用期間がある範囲を越えると錆が発生する。特に管内面
に発生する錆は蓄積され、空気配管としての性能を低下
させる。
即ち腐食生成物が曲げ部に堆積して目詰り現象を起す。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、従来の鋼管と同じ
強度と気密性を有し、耐食性に優れた軽量の鉄道車両用
アルミニウム合金製空気配管を開発したものである。
強度と気密性を有し、耐食性に優れた軽量の鉄道車両用
アルミニウム合金製空気配管を開発したものである。
即ち本発明配管の一つは、管端末部に接続用ねじを設け
た鉄道車両用空気配管において、配管をM g !、
5〜3.5 wt%(以下wt%を%と略記)含み、残
部Alと通常の不純物からなるAl合金で形成したこと
を特徴とするもので、管端末部の接続ねじを転造ねじと
するとよい。
た鉄道車両用空気配管において、配管をM g !、
5〜3.5 wt%(以下wt%を%と略記)含み、残
部Alと通常の不純物からなるAl合金で形成したこと
を特徴とするもので、管端末部の接続ねじを転造ねじと
するとよい。
また本発明配管の他の一つは、管端末部に接続ねじを設
けた鉄道車両用空気配管において、配管をMg 1.5
〜3.5%含み、更にMn0.05〜0.5%、 C
r0.05〜0.5%、 Z r 0.05〜0.2
5wt%の範囲内で何れか1種又は2種以上を含み、残
部Alと通常の不純物からなるAl合金で形成したこと
を特徴とするもので、管端末部の接続ねじを転造ねじと
するとよい。
けた鉄道車両用空気配管において、配管をMg 1.5
〜3.5%含み、更にMn0.05〜0.5%、 C
r0.05〜0.5%、 Z r 0.05〜0.2
5wt%の範囲内で何れか1種又は2種以上を含み、残
部Alと通常の不純物からなるAl合金で形成したこと
を特徴とするもので、管端末部の接続ねじを転造ねじと
するとよい。
本発明配管は上記組成のAl合金からなり、Mg含有量
を1.5〜3.5%と限定したのは、MgはAl中に固
溶して強度を向上するも、含有量が1.5%未満では強
度向上が不十分であり、3.5%を越えると中間相を析
出し、応力腐食割れに対して極めて悪い効果を示すよう
になるためである。特に床下に用いられる配管は環境温
度が50℃以上となることがあり、この場合は中間相の
析出が更に進む。この中間相は伸びが少なく、応力腐食
割れに対して極めて悪い。
を1.5〜3.5%と限定したのは、MgはAl中に固
溶して強度を向上するも、含有量が1.5%未満では強
度向上が不十分であり、3.5%を越えると中間相を析
出し、応力腐食割れに対して極めて悪い効果を示すよう
になるためである。特に床下に用いられる配管は環境温
度が50℃以上となることがあり、この場合は中間相の
析出が更に進む。この中間相は伸びが少なく、応力腐食
割れに対して極めて悪い。
Mn、Cr、Zrは応力腐食割れや靭性を改善するも、
その含有量をM n 0.05〜0.5%。
その含有量をM n 0.05〜0.5%。
Cr 0.05〜0.5%、 Z r 0.05〜0
.25wt%の範囲内で何れか1種又は2種以上と限定
したのは、何れも下限未満ではその効果が不十分であり
、上限を越えるとその効果が飽和するばかりか、曲げ性
を低下するためである。
.25wt%の範囲内で何れか1種又は2種以上と限定
したのは、何れも下限未満ではその効果が不十分であり
、上限を越えるとその効果が飽和するばかりか、曲げ性
を低下するためである。
本発明配管は上記組成からなり、管端末の接続ねじを転
造ねじとすることにより、更に強度を高め、従来の鋼管
と同等又はそれ以上の強度を示すようになる。これは加
工硬化によりねじ部の強度が向上することと、切削と異
なり、ねじの谷部の肉厚が厚くなるためと考えられる。
造ねじとすることにより、更に強度を高め、従来の鋼管
と同等又はそれ以上の強度を示すようになる。これは加
工硬化によりねじ部の強度が向上することと、切削と異
なり、ねじの谷部の肉厚が厚くなるためと考えられる。
以下本発明を実施例について説明する。
第1表に示す従来の耐食塗装付SGP (炭素鋼管)A
〜Cと11種類のAl1合金D−N(D〜■は本発明例
、J−Nは比較例)について、鉄道車両用空気配管を造
り、その特性(継手付き引張試験9曲げ加工性、気密性
、応力腐食割れ性、耐食性)を比較した。その結果と総
合判定結果を第1表に併記した。表中総合判定結果につ
いて、空気配管として適しているものをA。
〜Cと11種類のAl1合金D−N(D〜■は本発明例
、J−Nは比較例)について、鉄道車両用空気配管を造
り、その特性(継手付き引張試験9曲げ加工性、気密性
、応力腐食割れ性、耐食性)を比較した。その結果と総
合判定結果を第1表に併記した。表中総合判定結果につ
いて、空気配管として適しているものをA。
やや適さないものをB、不適当と認められるものをCで
表わした。
表わした。
Al合金からなる空気配管は、Al合金を溶解後、脱ガ
ス処理を行い、その後連続鋳造法により外径219閤の
押出ビレットに鋳造し、これを300 mmに切断して
400℃に加熱した後、外径40mm肉厚5+n+nの
管に押出した。これを冷間引抜で外径17Jmmの第1
表に示す肉厚の管に成形した。尚合金成分的に析出効果
があるAl合金管JとKについては最終成形直前に焼入
れ処理を施した後、引抜きを行ってT3仕様とした。ま
た析出効果のないAl合金管については、最終引抜き後
、焼鈍処理を行なった。
ス処理を行い、その後連続鋳造法により外径219閤の
押出ビレットに鋳造し、これを300 mmに切断して
400℃に加熱した後、外径40mm肉厚5+n+nの
管に押出した。これを冷間引抜で外径17Jmmの第1
表に示す肉厚の管に成形した。尚合金成分的に析出効果
があるAl合金管JとKについては最終成形直前に焼入
れ処理を施した後、引抜きを行ってT3仕様とした。ま
た析出効果のないAl合金管については、最終引抜き後
、焼鈍処理を行なった。
継手付き引張試験はアムスラー型引張試験機で破断する
時の荷重を測定した。曲げ加工性は曲げ半径25+nm
のIlhげ型に沿ってdllげ加工を行ない、割れや座
屈の発生有無を調査し、割れや座屈が発生しない加工性
が良好なものをAl割れや座屈がわずかに認められるも
のをB1割れや座屈が著しく、曲げ加工して用いられる
空気配管には不適当なものをCで表わした。気密性は片
端にめくら栓を取付け、圧縮空気を封入して漏れを水中
浸漬法により調べ、全く漏れがないものをA、ねじ部の
気密性が劣るものをB、漏れが発生したものをCで表わ
した。応力腐食割れ性はll5H8711rアルミニウ
ム合金材料の応力腐食割れ試験方法」に従い、3.5%
NaC1水溶液に10分浸漬し、50分乾燥する交互浸
漬試験を2ケ月間実施し、割れ発生の有無を調べ、割れ
の発生がないものをAl小さな割れが認められるものを
B1大きな割れが認められるものをCて表わした。
時の荷重を測定した。曲げ加工性は曲げ半径25+nm
のIlhげ型に沿ってdllげ加工を行ない、割れや座
屈の発生有無を調査し、割れや座屈が発生しない加工性
が良好なものをAl割れや座屈がわずかに認められるも
のをB1割れや座屈が著しく、曲げ加工して用いられる
空気配管には不適当なものをCで表わした。気密性は片
端にめくら栓を取付け、圧縮空気を封入して漏れを水中
浸漬法により調べ、全く漏れがないものをA、ねじ部の
気密性が劣るものをB、漏れが発生したものをCで表わ
した。応力腐食割れ性はll5H8711rアルミニウ
ム合金材料の応力腐食割れ試験方法」に従い、3.5%
NaC1水溶液に10分浸漬し、50分乾燥する交互浸
漬試験を2ケ月間実施し、割れ発生の有無を調べ、割れ
の発生がないものをAl小さな割れが認められるものを
B1大きな割れが認められるものをCて表わした。
第1表から明らかなように転造ねじを有する本発明配管
D〜■は、何れも継手付引張試験。
D〜■は、何れも継手付引張試験。
曲げ加工性、気密性では従来の鋼管A−Cと同等又はそ
れ以上の特性を示し、応力腐食割れ性は全く認められず
、耐食性については、従来の鋼管A−Cが全面で激しく
錆びたのに対し、浅い孔食で止まっており、腐食生成物
は0.Ian以下とほとんど発生しない。
れ以上の特性を示し、応力腐食割れ性は全く認められず
、耐食性については、従来の鋼管A−Cが全面で激しく
錆びたのに対し、浅い孔食で止まっており、腐食生成物
は0.Ian以下とほとんど発生しない。
これに対し本発明の合金組成より外れる比較例■く〜N
では、曲げ加工性、気密性、応力腐食割れ性、耐食性の
一つ以上が劣る。また本発明の合金組l戊であっても、
接続用ねじに切削ねじを形成した比較例Jは、接続用ね
じ部における気密性が劣る。
では、曲げ加工性、気密性、応力腐食割れ性、耐食性の
一つ以上が劣る。また本発明の合金組l戊であっても、
接続用ねじに切削ねじを形成した比較例Jは、接続用ね
じ部における気密性が劣る。
このように本発明配管によれば、鉄道車両用空気配管に
要求される品質をすべて満足し、特に耐食性の点でほと
んど腐食生成物を発生しないことは、空気配管として目
詰り事故の防止に極めて有効であり、更に本発明配管は
防食塗装が不要なため、作業性を改善し、しかも従来の
鋼管に対し、1m当りの重量が半減し、新幹線では1車
両当たり 100kgも軽量化することができる等、工
業上顕著な効果を奏するものである。
要求される品質をすべて満足し、特に耐食性の点でほと
んど腐食生成物を発生しないことは、空気配管として目
詰り事故の防止に極めて有効であり、更に本発明配管は
防食塗装が不要なため、作業性を改善し、しかも従来の
鋼管に対し、1m当りの重量が半減し、新幹線では1車
両当たり 100kgも軽量化することができる等、工
業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (4)
- (1)管端末部に接続用ねじを設けた鉄道車両用空気配
管において、配管をMg1.5〜3.5wt%含み、残
部Alと通常の不純物からなるAl合金で形成したこと
を特徴とする鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管。 - (2)管端末部の接続用ねじを転造ねじとする請求項1
記載の鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管。 - (3)管端末部に接続用ねじを設けた鉄道車両用空気配
管において、配管をMg1.5〜3.5wt%含み、更
にMn0.05〜0.5wt%、Cr0.05〜0.5
wt%、Zr0.05〜0.25wt%の範囲内で何れ
か1種又は2種以上を含み、残部Alと通常の不純物か
らなるAl合金で形成したことを特徴とする鉄道車両用
アルミニウム合金製空気配管。 - (4)管端末部の接続用ねじを転造ねじとする請求項3
記載の鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1318629A JP2798284B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1318629A JP2798284B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03177681A true JPH03177681A (ja) | 1991-08-01 |
JP2798284B2 JP2798284B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=18101271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1318629A Expired - Fee Related JP2798284B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 鉄道車両用アルミニウム合金製空気配管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2798284B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP1318629A patent/JP2798284B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2798284B2 (ja) | 1998-09-17 |
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