JPH03500388A - チタンまたはチタン合金製の調整面プレート要素の成型法およびその装置 - 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】 チタンまたはチタンＡ　りの；６　面プレート　亭の型　およびその この発明はプレスの熱間絞り加工によりチタンまたはチタン合金製平板から調整 面の薄板要素を成型する方法およびその装置に関するものである。

チタンまたは重量比６％のアルミニウムおよび４％のバナジウムを含み一般にＴ Ａ６Ｖの名称で知られ、軽量性（密度４．５）、機械抵抗（最低９００　ＭＰａ の引張り破壊強さ）および特に海水耐食性に秀れた性質を示すチタン合金で例え ば厚さＩＣＬｍ−以上のパイプを製造するため、調整面の、特に円錐台状または 円筒状型の製造が場合により必要なことは明らかである。このようなパイプまた はパイプ要素は、スチール製パイプまたはパイプ要素では重量が過大となるので 、深海の海底床上のポーリング・プラットフォームとポーリング・ヘッド間の連 絡に特に適している。ＴＡ３Ｖで知られる重量比３％のアルミニウムよび２％の バナジウムを含む合金もそのような用途に好適といえる。

平坦なプレートからこのようなパイプの成形は、第１に平坦プレートから調整表 面の要素、特に中心角（軸を通る面と外端母線とで形成する角）が例えば１８０ ’または１２０ｅの円錐状または円筒状要素を成形し、更に母線に従って得られ る要素を溶接してパイプまたは閉じた円錐形が得られる。テストで確認する最新 技術でもこのような成形は冷間では実施不可能であり、プレートの機械特性上こ の冷間変形は実用に適さない。特に得られる製品の寸法特性の精密な制御は不可 能である。しかし熱開成形は一般にプレートを最低成形温度以上に予熱した工具 内に置いて行う比較的複雑な作業であり、工具は各成形作業に先立ち希望温度に 再加熱する必要があり、従って生産ピッチが比較的緩慢になる。

この発明は調整表面、特に円筒状または円錐状のプレート要素の簡単かつ迅速な 製造方法、しかも一定肉厚、精密な寸法、ひび割れのない要素を得る方法が目的 である。

発明に係る成形方法は平坦プレート要素を最低７３０℃に予熱すること、予熱し た要素をプレス内に装着した非予熱の絞り加工具内に加工作業時の要素温度が最 低７００″Ｃを保つよう単時間に移すこと、絞り加工した要素を成型工具内に移 して最終成形に要する十分な時間にわたり最低６５０°Ｃに加熱し、次に室温に 放置冷却することを特徴とする。

上述方法は更に以下の特徴の最低１つに対応するニー厚さ２５　ｍ−以下のプレ ート要素の成形に、最低６５０℃に加熱した絞り加工済み要素を成型工具内で最 低１時間は保持する。

一上述プレート要素の成形に、絞り加工済み要素の温度を最低５時間にわたり約 ６５０℃に上げ、更に最低１０時間成型工具内で放置冷却し、次にこの工具を除 去して空気中に放置冷却する。

一成形したプレート要素を硬質金属球を利用した研摩により下地処理する。

一直径Ｏ，Ｏａ〜０．１８．．の鋼球を使用する。

−研摩後、重量比１５〜４０％の硝酸および１〜２％の弗化水素酸の水溶液−硝 酸対弗化水素酸の重量比は１０以上とし、溶液は全体（鉄＋チタン）の最低Ｌｏ ｇ／ｌを含む−で１〜５分間酸洗いし、次に洗滌、乾燥する。

成形、研摩、仕上げの化学的酸洗い後に要素を比較的長時間にわたり放置保存す れば、その外観を損うさび膜が形成されるが、その特性は損じない。その場合は 仕上げ処理と同様な冷浴で化学的酸洗いできる。

またこの発明は平坦プレートから調整表面のプレート要素を成形する装置にも係 わる。この装置は上記平坦プレートの加熱手段、コンベヤ、プレスおよび成形手 段を備え、各要素が相互にそれぞれ明確に分かれる。

プレスは最低１つの挿入物を備えてもよい。

発明に係る装置は成形手段の受納に適する炉を備える。

発明に係る装置は機械的下地処理手段を備えることができる。

以下に付録図を参照して発明に係る円筒状プレート要素の成形装置および成形、 下地処理の操作方法を例示する。

一図１は絞り加工し成型した２つの円筒状プレート要素の透視図である。

一図２はプレート要素の加熱炉および円筒状半はめ型をなす加熱済み要素の絞り 加ニブレスを示す。

−図３は半はめ型の熱開成型工具を示す。

−図４は挿入物の例を示す。

図１において、半はめ型１および２を相互に相面する位置でパイプ要素を構成す るためその縦積４．５．６．７に沿って溶接する透視図を示す。このような半は め型はその半円型端部７，８で明らかなように１２．７＋ａｍ以上の肉厚をもつ 。

図２で示すように、炉１１−例えば電気炉またはガス炉−は平坦プレート要素を 確実に予熱する。希望温度への加熱後、釣合おもり式レバー１３．１４の操作に より炉の扉１２をとげる。加熱済み要素を回転円筒要素１６をもつ動力コンベヤ 上に置き、プレス１７方向に進める。

このプレスは上部フレーム２０に連帯する活動部分１９に２つの側方肩部間にほ ぼ半円型の垂直断面をもつ晶型の固定ポンチ１８を備える。このポンチの下には その装入下部位置（台座２１上にある）を２２で示し、また上部絞り加工位置（ 破線）を２３で示した可動母型がある。ポンチが可動でありまた母型が固定であ ってもこの発明の枠を逸脱するものでないことは明らかである。

ポンチおよび／または可動母型は間に平坦プレート要素を導入する可変肉厚の挿 入物を備えることができる。この挿入物により所与のフレーム、ポンチ／母型と は異なる寸法の曲面プレートが得られる。同様にこの挿入物は製造した曲面プレ ートの幾何学的特徴の改変を許容するためポンチおよび／または母型に適合する 工具である。

得られる変更は挿入物がなければポンチおよび母型の寸法により限定されること は明らかである。

図４は母型２２上に利用可能であり、また利用した場合に製造した半はめ型の外 部寸法の縮少を許容する挿入物３６を示す。

絞り加工後、半はめ型の成形要素は完全な半円筒形を呈さす、その曲率半径は希 望値より大きいままである。

従って、最低的６５０℃の温度で校正処理を行う必要がある。

場合によりプレスの挿入物内に保持される校正用半はめ型は、図３に示す成型装 置内のものと共に導入される。

この装置は台座および半円筒状中心部分２５と側方肩部を有するポンチ２４Ａを 備える。半はめ型２６は門型フレーム２９．３０に支持されるジヤツキ２７．２ ８により平坦な梁によりかかるポンチ２４Ａと台座２４間に締め付けられる。ク ランプ３３は工具の圧縮保持を確保する。耳３４は門型フレームの巻上げを可能 とし、別の耳３５は工具全体の持上げを可能にする。工具および半はめ型の加熱 は加熱炉への導入で行い、温度上昇は５時間で行われ、次に最低１時間は６５０ ″Ｃに保ち、炉内で１０時間冷却する。工作物および挿入物は約２００ｅ〜３０ ０″Ｃで出炉し、空気中で冷却する。その際の工作物は半円筒形をなし、挿入物 から抜きとる。

成型後、半はめ型は形成される酸化層を除去するため下地処理が必要である。硝 酸および弗化水素酸浴に浸す化学的酸洗いは熱くてもほとんど効果がなく、また アルカリ水溶液への浸漬も薄い酸化物層を除去し得るにすぎない。濃縮ソーダま たは濃縮ソーダおよび硝酸塩浴への浸漬のほうが効果があるが、安全上の問題が あり、酸浴での中和が引続き必要である。発明により好ましい下地処理法は酸化 物層の消失を認めるに十分な時間をかけ直径０．０６〜０．１Ｂ、、の鋼球の吹 付けにより研摩である。

この機械的処理に続き重量比１５〜４０％（特に２０％）の硝酸および１〜２％ の弗化水素酸の水溶液への浸漬による仕上げ処理が可能で、硝酸／弗化水素酸の 重量比は合金による水素吸収の恐れを除くため１０以上とする。

溶液は更に全体（鉄＋チタン）の１０ｇ／ｌ以下を含むべきてあり、チタン含量 が１０ｇ／ｌを超えればいずれにしても更新する必要がある。

浸漬時間は１〜５分であり、一般に２分で十分である。

仕上げ処理浴から半はめ型を取り出した後、水洗し、乾燥させる。

異なる形態、特に半円錐台状のプレート要素を製造したい場合は、希望形態に適 合する工具およびプレスをＦＩＧ、３ 国際調査報告 国際調査報告 ＦＲ８１１００４７９

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．チタンまたはチタン合金製プレートから調整表面（１，２）のプレート要素 をプレス（１７）の熱間絞り加工により成形する方法で、平坦なプレート要素を 最低７３０℃に予熱すること、予熱済み要素を要素温度が絞り加工作業の終了時 に最低７００℃を保つよう十分に短時間でプレス（１７）内に装着した予熱しな い絞り加工具（１８，２３）内に移すこと、絞り加工済み要素を成型工具内に移 して最終的形態とするに十分な時間にわたり最低６５０℃に加熱し、次に室内温 度で放置冷却することを特徴とする成形方法。
2. ２．最低６５０℃に加熱した絞り加工済み要素を最低１時間にわたり成型工具内 に保持することを特徴とする厚さ２５ｍｍ以下のプレート要素の成形に使用する 特許請求の範囲１に記載の方法。
3. ３．絞り加工済み要素を最低５時間で約６５０℃に高め、約１時間にわたり上記 要素を約６５０℃に保ち、最低１０時間にわたり成型工具内で放置冷却し、次に 工具から取り出して空気中で放置冷却することを特徴とする特許請求の範囲２に 記載の方法。
4. ４．成形したプレート要素を硬質金属球を利用した研摩により処理することを特 徴とする特許請求の範囲１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ５．直径０．０６〜０．１６ｍｍの鋼球を利用することを特特徴とする特許請求 の範囲４に記載の方法。
6. ６．研摩後に重量比１５〜４０％の硝酸および１〜２％の弗化水素酸の水溶液の 冷浴で１〜１０分−硝酸／弗化水素酸の重量比は１０以上に保ち、溶液は最低１ ０ｇ／１の全鉄＋チタンを含む−酸洗いし、次に洗浄、乾燥を行うことを特徴と する特許請求の範囲５に記載の方法。
7. ７．平坦プレートから調整面（１，２）のプレート要素を成形する装置であって 、上記平坦プレートの加熱手段（１１）、コンベア（１５）、プレス（１７）お よび成型手段（図３）を備えること、および異なる要素が相互に明確に区別され ることを特徴とする装置。
8. ８．上記プレス（１７）が最低１つの挿入物（３６）を備えることを特徴とする 特許請求の範囲７に記載の装置。
9. ９．上記成形手段（図３）の受納に適合する炉を備えることを特徴とする特許請 求の範囲７または８のいずれかに記載の装置。
10. １０．機械的に金属下地処理手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲７〜 ８のいずれかに記載の装置。