JPH03198911A - 熱間押出し加工用ビレット採取方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造材にダイス押抜き加工を施し、これ
を素材として熱間押出し加工を行う際に、その連続鋳造
材より複数本の熱間押出し加工用ビレットを採取する熱
間押出し加工用ビレット採取方法に関する。

〔従来の技術〕

最近の連続鋳造技術の発達により、ステンレス鋼やその
他の合金鋼等の鋼種についても、高品質な円形断面の連
続鋳造材の製造が可能になり、これを背景として、ステ
ンレス鋼やその他の合金鋼の連続鋳造材より管、丸棒等
の熱間押出し製品を直接製造することが行われ始めた。

熱間押出し製品の素材として連続鋳造材を用いると、熱
間分塊圧延工程が不要となり、熱間押出し製品の製造コ
ストが著しく引き下げられる。

しかし、連続鋳造材がステンレス鋼やその他の合金鋼の
場合には、熱間押出し製品の表面にスジ状の欠陥が発生
し、製品価値を著しく下落させることが知られており、
その対策として、例えば特開昭６０−２２１１２１号公
報には、熱間押出し加工に先だって、連続鋳造材に、加
熱により内質まで結晶粒が細粒化されるに足る加工度の
ダイス押抜き縮径真円化加工を施すことが開示されてい
る。そして、押抜き加工を受けた連続鋳造材から複数本
の熱間押出し加工用ビレットが採取される。

押抜き加工を受けた連続鋳造材より熱間押出し加工用ビ
レットを採取する場合、従来は、第４図に示すように、
採取された複数本の熱間押出し加工用ビレットｆｔ−１
・・・１．のいずれにおいても、押出しトップ端ｔが、
押抜き加工を受けた連続鋳造材２の押抜き加エトツブ端
Ｔになるように考慮されており、これは次のような理由
からである。

連続鋳造材に対するダイス押抜き加工は、連続鋳造材の
後端を拘束しない状態で行われる。そのため、押抜き加
工を受けた連続鋳造材２のボトム端Ｂには、第５図に示
すように、全周にわたってフィッシュテール３が生じ、
そのフィンシュテール３が生しる過程で押抜き加工にお
ける加工力が逃げてこの部分に加わる加工歪が小さくな
る。その結果、熱間押出し加工に際して再結晶温度以上
に加熱されても、結晶の細粒化は期待するほど進まない
。従って、この部分を押出しトップ側にすると、押出し
初期に殆ど加工が加わらないこととあいまって、押出し
トップ側で結晶粒が充分に小さくならず、外表面にスジ
状の欠陥が生じる。

以上のような理由から、押抜き加工を受けた連続鋳造材
２の押抜き加工ボトム端部から採取される熱間押出し加
工用ビレットｌＩは、その押出しボトム端すが押抜き加
工ボトム端Ｂに位置するように考慮されており、そうす
ることにより、粒径の大きい部分が押粕部分に含まれ、
押出し製品部分には良好な外面性状が確保される。他の
熱間押出し加工用ビレットｌ、、１・・・についても、
押抜き加工ボトム端部から採取される熱間押出し加工用
ビレットｌｌに準じて、押出しボトム側が押抜き加工ボ
トム側に向けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなビレット採取方法によると、押抜き加工を受
けた連続鋳造材２の押抜き加工ボトム端部から採取され
た熱間押出し加工用ビレットｈを熱間押出し加工した場
合には、良好な外面性状の熱間押出し製品が得られるが
、押抜き加工トップ端部から採取された熱間押出し加工
用ビレットＩｔを押出し加工した場合には、押出し製品
部分の押出しトップ端部で外表面グレードが著しく悪化
するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、押抜き加工
を受けた連続鋳造材の押抜き加エトツブ端部から採取さ
れた熱間押抜き加工用ビレットに熱間押出し加工を施し
た場合の製品外表面グレード低下を防止し得る熱間押出
し加工用ビレット採取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〕

断面円形の連続鋳造材にダイス押抜き加工を施した場合
の半径方向での相当塑性歪は、材料中心側はど小さくな
ることはよく知られている。第２図はリングダイス（α
＝５°）を使用して種々の外径の連続鋳造材を押抜き径
１８２ｍに押抜き加工した場合の相当塑性歪の半径方向
分布を示している。連続鋳造材の外径が１８７ｍａ以上
になると、押抜き加工後の相当塑性歪は材料中心でも５
％以上が確保される。押出し製品に良好な外表面グレー
ドを与えるためには、特開昭６１２２１１２１号公報に
説明されているように、押抜き加工で最低３％程度の相
当塑性歪を内質まで与えることが必要であり、そのため
に、押抜き径が１８２閣の場合は、若干の余裕をみて外
径が１８７腫の連続鋳造材を使用している。しかしなが
ら、このような余裕のある条件で押抜き加工を行っても
、押抜き加工を受けた連続鋳造材の押抜き加工トップ端
部から採取された熱間押出し加工用ビレットの場合は、
押出し製品トップ部の外周面グレードが悪化するのを阻
止し得ない。

そこで、本発明者らは、その原因を解決すべく断面円形
材の押抜き加工について開型性有限要素解析を行ったと
ころ、押抜き加エトツブ端部で相当塑性歪分布に非定常
領域の存在することが判明した。第３図は連続鋳造材が
押抜きダイスベアリング部の奥行き方向中央から１００
閣突出した状態での材料中心における相当塑性歪の軸方
向分布を示している。押抜き条件は第２図の場合と同じ
である。押抜き加エトツブ端から１００閣の距離にある
ダイスベアリング部中央では、第２図に示したとおり、
連続鋳造材の外径が１８７ｍの場合に５％の相当塑性歪
が確保されている。ところが、押抜き加エトツブ端から
２０〜３０鴎のところには相当塑性歪が局部的に低下す
る非定常領域が生じており、連続鋳造材の外径が１８７
閣の場合でも、この領域では相当塑性歪は３％を下回っ
ている。そのために、押抜き加工を受けた連続鋳造材の
押抜き加エトツブ端部から採取したビレットを、その押
抜き加エトツブ側を押出しトップ側にして熱間押出し加
工すると、押出し初期に殆ど加工が加わらないこととあ
いまって、押出し製品のトップ部で細粒化が不足し、こ
の部分の外表面グレードが低下するのである。

本発明者らは、このような解析結果を踏まえて、押抜き
加エトツブ端部から採取した熱間押出し加工用ビレット
を、その押抜き加エトツブ側を押出しボトム側にして押
出し加工した。その結果、押抜き加エトツブ端部に生じ
た上記非定常６１域は押粕に含まれ、押出し製品は全長
にわたっ°ζ良好な外表面グレードの確保されることが
判明した。

本発明は上記知見に基づきなされたもので、連続鋳造材
をダイス押抜きによって縮径真円化加工し、該加工を受
けた連続鋳造材より複数本の熱間押出し加工用ビレット
を採取する際に、少なくとも押抜き加エトツブ端部から
採取する熱間押出し加工用ビレットを、その押出しボト
ム端が押抜き加エトツブ端に位置するように加工採取す
ることを特徴とする熱間押出し加工用ビレット採取方法
を要旨とする。

以下に本発明の方法における代表的手順を管押出し用ビ
レットを採取する場合について第１図を参照して説明す
る。

リングダイスにて押抜かれた連続鋳造材２を熱間押出し
加工用ビレットｌｔ、１・・・Ｔ、に加工するにあたっ
て、かなりの量を外面切削しなければならない場合、例
えば連続鋳造材２がＴｉ含有オーステナイトステンレス
鋼の場合や大径の場合には、押抜かれた連続鋳造材２に
対してピーラ等による荒外削を行う。

そうしておいて、まず、連続鋳造材２の押抜き加工ボト
ム端・Ｂに生じたフィッシュテールを除去するために、
押抜きボトム端部を例えば１０■程度の範囲で切除し、
その切断面を基準に所定長さずつ連続鋳造材２を切断し
て複数本の中実丸棒材を得る。このとき、連続鋳造材２
の押抜きトップ端Ｔの側についても、連続鋳造材時のガ
スカットによる直角度不良を修正するため、最低Ｌｏｗ
程度は切除されるようにする。

複数本の中実丸棒材が切り出されると、押抜きトップ例
の１本を除いて、押抜きボトム側にチャージＮα、材質
記号等をマーキングし、パレットに積み込む。押抜きト
ップ例の１本については、押抜きトップ側にマーキング
を行った後、反転させてパレットに積み込む。マーキン
グ側を揃えてパレットに積まれた複数本の中実丸棒材は
、孔繰り工程に送られる。

孔繰り工程では、直接押出し加工を行う場合は押出しマ
ンドレル径に応じた内径の孔を各中実丸棒材にあけ、内
径拡大後に押出し加工を行う場合は下孔を各中実丸棒材
にあける。

孔繰りが終了すると、マーキング側を揃えて再び各中実
丸棒材をパレットに積み込んで仕上外削工程に送り、こ
こでコンテナ内径に応した外径に各中実丸棒材の外面を
仕上げた後、マーキング側を揃えた状態でパレットに再
び積み込んで各中実丸棒材を端面加工工程に搬送する。

端面加工工程では、各中実丸棒材のマークの付いてない
側の端面に対してアール等の押出しトップ側の加工を行
って複数本の熱間押出し用ビレットｉｔ、ｔ・・・１．
となす、こうすることにより、連続鋳造材２の押抜き加
エトツブ端部より採取されたビレット１７はその押抜き
加エトツブ端Ｔの側が押出しボトム端すの側になり、そ
の他のものは押抜き加エトツブ端Ｔ側が押出しトップ端
ｔの側になる。その結果、熱間押出し加工では、連続鋳
造材の押抜き加エトツブ端部より採取されたビレットｌ
！についても、その押抜き加エトツブ端Ｔに生じた非定
常領域が押出しボトム端すの側になって押粕に含まれ、
押出し管の外面グレード低下が防止される。また、連続
鋳造材の押抜き加工ボトム端部より採取されたビレット
Ｔ、については、フィッシュテールの生じた押抜き加工
ボトム端Ｂが押出しボトム端すの側に位置するので、同
様に管外面グレードの低下が防止される。

以上のような採取方法を５ＵＳ３１６よりなる外径１８
７閤の前押出し用ビレットの採取に適用したところ、押
出し管トップ部の外表面グレード不良は、第１表に示す
ように、適用前に１８％あったものが皆無になった。第
１表で○はスジ状欠陥のないもの、Δは製品化に際して
手入除去可能な浅いスジ状欠陥のあるもの、×は製品化
に際して手入除去不可能な深いスジ状欠陥のあるものを
それぞれ表わしている。

第１表 なお、上記例では、連続鋳造材の押抜き加エトツブ端部
より採取されたビレット１７のみについて、押抜き加エ
ト、プ側が押出しボトム側になるようにしているが、他
のヒ゛レントについてもこの方向で加工採取を行うこと
ができる。ただし、連続鋳造材の押抜き加工ボトム端部
より採取されたビレット１ｍについては、フィンシュテ
ールとの関係から押抜き加工トップ側を押出しトップ側
とすることが望ましい。

また、連続鋳造材のダイス押抜き加工は、連続鋳造材表
面のオシレーシゴンマークが拡開して表面割れに至るの
を防ぐために、連続鋳造材の鋳片の引抜き先端側を押抜
き加工先端側にして行うことが望まれる。

（発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明のビレット採取
方法は、押抜き加工を受けた連続鋳造材の押抜き加工ト
ップ端部より採取されたビレットを押出し加工した場合
に生じる外表面グレード低下を、加工時のビレット方向
考慮という簡単な手段で確実に防止する。従って、外表
面グレードの低下部分を切り捨てる必要がなく、歩留り
低下が回避される。また、押抜き加工度を大きくする必
要もなく、作業性の悪化やダイス寿命低下も避けられる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の採取方法の一例を示す模式図、第２図
は押抜き加工にて付与される相当塑性歪の半径方向分布
を示すグラフ、第３図はその相当塑性歪みの材料中心に
おける軸方向分布を示すグラフ、第４図は従来の採取方
法を示す模式図、第５図は押抜き端に生しるフィッシュ
テールを説明するための模式図である。 ｌ：熱間押出し加工用ビレット、２：押抜き加工を受け
た連続鋳造材。 第２　図 第３図 軸方向１１置（ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造材をダイス押抜きによって縮径真円化加
   工し、該加工を受けた連続鋳造材より複数本の熱間押出
   し加工用ビレットを採取する際に、少なくとも押抜き加
   工トップ端部から採取する熱間押出し加工用ビレットを
   、その押出しボトム端が押抜き加工トップ端に位置する
   ように加工採取することを特徴とする熱間押出し加工用
   ビレット採取方法。