JPH0382738A

JPH0382738A - 縮管加工性にすぐれる電縫管及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0382738A
Application number: JP22111089A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Shirasawa; 白沢　秀則; Fukuteru Tanaka; 田中　福輝
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-08-28
Filing date: 1989-08-28
Publication date: 1991-04-08

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】生果上旦秒且立立本発明は、縮管加工性にすぐれる電縫管及びその製造方
法に関し、詳しくは、例えば、自動車のシート・フレー
ム等のように、縮管加工後にプレス加工される用途に好
適である縮管加工性にすぐれる電縫管及びその製造方法
に関する。

逆来亘挟歪従来、第１図に示すように、自動車のシート・フレーム
１には、軽量化のために、強度を要する部分には、通常
、母材強度が５０〜８０　ｋｇｆ／ｍａｄ”級のパイプ
２が用いられ、強度が要求されない部位には、より小径
のパイプ３が用いられて、それらの接続箇所３で上記パ
イプ２にアーク溶接される。しかし、最近においては、
−層の軽量化と製造費用低減を目的として、第２図に示
すように、単一のパイプ４を一部、縮管加工５にて細く
して、上記強度が要求されない部位に縮管されたバイブ
ロを適用すると共に、溶接工程を省略することが提案さ
れている。かかるパイプには加工性にすぐれる高強度鋼
板が要求される。

従来、かかる加工性にすぐれる高強度鋼板を得るために
は、固溶強化、Ｕ織強化、析出強化又はこれらの組合わ
せが利用されている。固溶強化によって、５０　ｋｇｆ
／ｍｍ”よりも高い強度を得るためには、Ｓ　１％　Ｍ
　ｎ　％　Ｐ等の固溶強化元素を多量に添加することが
必要であり、製造費用を高くするほか、Ｓｉを多量に添
加する場合は、溶接部の欠陥が増加し、縮管加工性が著
しく劣化する。

他方、組織強化によって、高延性を得るためには、例え
ば、特開昭５１−３８４３号公報に記載されているよう
に、高炭素濃度の硬いマルテンサイトの活用が有効であ
ることが知られているが、しかし、Ｃ濃度を高めると、
溶接部の硬さが増して、縮管時において、母材部との変
形量が異なるために、反りが大きくなり、所定の寸法の
シート・フレームを得ることができない。また、析出強
化を利用する場合は、縮管加工後の伸びが不足し、例え
ば、第２図に示すように、ヘッド・レスト７をパイプ上
に設けるためのプレス加工、即ち、つぶし加工において
割れが発生する。

Ｈが”　しよ゛と　るｉ電縫管は、第３図に示すように、溶接部８の加工性が著
しく劣化しているために、ダイスによる引抜き加工又は
スウエージング等によって縮管加工を行なった場合、管
の長手方向で反りが発生し、所定の形状を得ることがで
きない。更に、第２図に示すように、縮管加工を行なっ
た部分にヘッド・レストの取り付けのための所謂つぶし
加工等の二次加工を行なうときに、上記加工部において
割れが発生する。

従って、縮管加工用鋼板としては、電縫溶接部の加工性
の劣化が小さく、且つ、縮管加工後のつぶし加工性にす
ぐれることが要求される。

本発明者らは、上記した問題を解決するために鋭意研究
した結果、所定の化学成分を有すると共に、伸び、及び
均一伸びＵＥと局部伸びＬｉとの比に所定の関係を満足
させた冷延鋼板を用い、これを電縫溶接して電縫管を製
造した場合に、第４図に示すように、電縫溶接後の溶接
部の最大硬さＨＶＸと母材硬さＨＶＭとの比に所定の関
係を有せしめることによって、縮管加工時にパイプの反
りを小さくし、且つ、その縮管加工部でのつぶし加工に
よる割れが発生しない縮管加工性にすぐれる電縫管を得
ることができることを見出して、本発明に至ったもので
ある。

課　を”するための本発明による縮管加工性にすぐれる電縫管は、重量％に
てＣ０．０５〜０．１５％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ　　０．５〜１．５％、Ｐ　　　０．０３〜０．１０％、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、伸び２０％以上を
有すると共に、均一伸びＵＥと局部伸びり。

との比が０．３≦ＬＥ／ＵＥ≦０．５　　　　　（１）を満足す
る冷延鋼板からなる電縫管であって、電縫溶接後の溶接
部の最大硬さ）（ＶＭと母材硬さＨＶＢＩとの比がＨＶＭ≦０．６　ＨＶＭ１ｏｇＨＶＭ　　　　　（２）
を満足することを特徴とする。

また、本発明による縮管加工性にすぐれる電縫管の製造
方法は、重量％にてＣ０．０５〜０．１５％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ　　０．５〜１．５％、Ｐ　　　０．０３〜０．ｌ０％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
洗した後、３０％以上の冷間圧延を施し、次いで、得ら
れた鋼板をＡｃ、点板上の温度に１０秒乃至１５分間加
熱保持した後、５００〜７５０℃の温度から１００℃／
秒以上の冷却速度にて強制空冷して常温まで急冷し、次
いで、２００〜４００℃の温度に１秒乃至１５分間保持
することによって、伸び２０％以上を有せしめると共に
、均一伸びＵＥと局部伸びＬ７との比が０．３≦ＬＥ／ＵＥ≦０．５　　　　　＋１１を満足す
る冷延鋼板を電縫溶接して、電縫溶接後の溶接部の最大
硬さ）（ｖ、と母材硬さＨＶＭとの比がＨＶＭ≦０．６
　Ｈｖｍｌｏｇ　Ｈｖｚ　　　　（２）を満足するよう
にしたことを特徴とする。

先ず、本発明の電縫管における化学成分について説明す
る。

Ｃは、強度を確保するために不可欠の元素であって、５
０　ｋｇｆ７ｍｍ”以上の強度を得るためには、少なく
とも０．０５％以上の添加を必要とする。しかし、過多
に添加するときは、伸びが劣化するのみならず、電縫溶
接部の最高硬さが増し、前記（２）式を満足しないこと
となり、反りの量が大きくなるので、Ｃ量の上限は０．
１５％とする。

Ｓｉは、鋼板の伸びを増大させるために有効であるが、
反面、電縫溶接部における介在物を増し、縮管加工性を
劣化させる。従って、本発明においては、５ｉｉｌは０
．３％以下とする。

Ｍｎは、組織強化によって、伸びにすぐれる複合組織強
化鋼を得るために、０．５％以上を添加することが必要
であるが、１．５％を越えた過多に添加するときは、バ
ンド組織が発達し、伸びを低下させる。

Ｐは、固溶強化元素であって、母材強度を増し、電縫溶
接部との硬さの差を小さくするために、０゜０３％以上
を添加することが必要であるが、０．１０％を越えて過
多に添加するときは、偏析によって電縫溶接部の品質を
著しく劣化させ、縮管加工性を劣化させる。

本発明による電縫管は、上記した化学成分を有する綱を
熱間圧延し、酸洗した後、３０％以上の冷間圧延を施し
、次いで、得られた鋼板をＡｃ、点板上の温度に１０秒
乃至１５分間加熱保持した後、５００〜７５０℃の温度
から１００℃／秒以上の冷却速度にて強制空冷して常温
まで急冷し、次いで、２００〜４００℃の温度に１秒乃
至１５分間再加熱保持し、かくして得た冷延鋼板を常法
に従って電縫溶接することによって得ることができる。

本発明によれば、熱間圧延鋼板を冷間圧延した後、ａｉ
ＩＦｉをＡｃ、点板上の温度に１０秒乃至１５分間加熱
保持し、５００〜７５０℃の温度から１００℃／秒以上
の冷却速度にて強制空冷して常温まで急冷して、変態組
織強化を遠戚する。

冷却速度が１００℃／秒よりも遅いときは、強化能の高
い低温変態生成物、例えば、マルテンサイト等を得難く
、従って、所定の強度を得ることができない。また、通
常の水冷によって得られる２０００℃／秒程度よりも早
い冷却速度によれば、銅帯の形状不良が発生する。Ａ　
ｃ　１点以上での保持時間が１０秒よりも短いときは、
炭化物が十分に再固溶せず、変態Ｍ織強化が不十分とな
る。一方、Ａｃ、点板上での保持時間が１５分よりも長
いときは、その効果が飽和するのみならず、加熱費用が
高くなる。

急冷開始温度が５００℃よりも低いときは、低温変態生
成物の強化能が低くなり、所定の高強度を得ることがで
きない。他方、７５０℃よりも高いときは、低温変態生
成物の量が過多になり、伸びが劣化する。

次いで、２００〜４００℃の温度に１秒乃至１５分間再
加熱保持する。この再加熱において、保持時間が１秒よ
りも短いときは、フェライトの固溶炭素の低下を図るこ
とができず、延性に乏しい。

一方、１５分よりも長いときは、その効果が飽和するの
みならず、製造費用を高くする。また、加熱温度が２０
０℃よりも低いときは、伸びが低く、縮管後のつぶし加
工性を確保することができない。

他方、４００℃よりも高いときは、低温変態生成物の強
度が低下し、所定の高強度を得ることができない。

次に、シート・フレームの製造について説明する。縮管
加工によるヘッド・レスト取り付けのためのつぶし加工
は、第５図から第７図、特に、第６図に示すように、つ
ぶし加工部ａ　−ｅにおいて、線伸長率でみれば、２０
％から、場合によっては、４０％にも達する非常に厳し
い加工である。一般に、このつぶし加工は、第６図に示
すように、ポンチ８によってパイプ９のＣ部をパイプ内
側に押し込むことによって行なわれる。このような加工
を受けた場合、歪は、ポンチの肩部であるｂ及びｄ部に
集中し、従って、この部分で割れが発生することとなる
。この割れを防止するためには、局部延性の高い材料が
要求される。しかし、局部延性の高い高強度鋼板は、一
般に、均一伸びが低い傾向を有する。ここに、均一伸び
が低い材料は、ａ　％　ｂの部分の伸び不足する結果、
この部分で割れが発生する。

従って、縮管加工後のつぶし加工において、割れを発生
させないためには、均一伸びと局部伸びとの双方を兼備
させることが必要である。ここに、そのバランスとして
、本発明に従って、均一伸びをＵ　Ｅ　％局部伸びをＬ
Ｅとするとき、０、３≦Ｌｘ／　Ｕｔ：Ｓ０．５（１）
を満足させる。

更に、縮管加工後においても、伸びがすぐれることは重
要であり、このためには、未加工の母材において、伸び
が２０％以上であることが必要である。

また、縮管加工を行なった場合、前述したように、電縫
溶接部が硬いために、非溶接部との歪量が異なる結果と
して、第３図に示すように、反りが発生する。この反り
を成形上、問題のない０．５％以下とするために、本発
明においては、電縫溶接後の溶接部の最大硬さＨｖ、と
母材硬さＨＶＭとの比がＨｖ、４≦０．６　Ｈｖｍｌｏｇ　Ｈｖｍ　　　　　　
（２）を満足することが必要である。

発里坐羞果以上のように、本発明によれば、所定の化学成分を有す
ると共に、伸び、及び均一伸びＵｏと局部伸びＬ２との
比に所定の関係を満足させた冷延鋼板を用いて、電縫溶
接し、且つ、その際に、その電縫溶接後の溶接部の最大
硬さＨＶＭと母材硬さＨＶＢとの比に所定の関係を有せ
しめることによって、縮管加工時にパイプの反りが小さ
く、且つ、その縮管加工部において、つぶし加工による
割れが発生しない縮管加工性にすぐれる電縫管を得るこ
とができる大豊明以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

第１表に示す化学成分を有する鋼を転炉溶製し、連続鋳
造した後、１２００℃に加熱し、９００℃以上の温度で
熱間圧延し、５００℃で巻取って、２、５　ｔｓ厚の熱
間圧延鋼板を製造した。

この熱間圧延鋼板を酸洗した後、１．０　ｍ厚に冷間圧
延し、連続焼鈍にて熱処理して、高強度冷延鋼板を製造
した。これら冷延鋼板の機械的性質を第２表に示す。

次いで、これら冷延鋼板を通常の電縫溶接によって、直
径２．５ｎに造管し、ダイスにて２１ｍ径（加工率約１
５％）に縮管した後、ヘッド・レスト保持用の孔をつぶ
し加工によって、管上に形成した。このつぶし加工にお
いては、第６図に示すように、ａ−ｅ部の長さを５Ｑｍ
、ｂ＝ｄ部の長さを１０ｍとし、更に、第７図に示すよ
うに、高さＨをｌ１ｍとした。

比較鋼１は、Ｃ量が低いために、十分な組織強化を得る
ことができず、強度が不足する。比較鋼５は、反対に、
Ｃ量が高すぎるために、電縫溶接後の溶接部の最大硬さ
ＨＶＭが母材硬さＨＶＢとの間において、前記（２）式
を満足しない結果、縮管加工時に反り量が多い。比較＠
６は、Ｓｉ量が高いために、電縫溶接部の接合界面にＳ
ｉの酸化物が生威し、縮管加工によって割れが発生する
。

これらに対して、本発明鋼３は、組織強化とＰによる固
溶強化を利用して、６０ｋｇｆ／ｍｍ”級の強度を有し
、縮管加工性及びつぶし加工性のいずれにもすぐれるこ
とが明らかである。しかし、本発明鋼３と同じ化学成分
を有するにもかかわらず、比較鋼２及び４は、それぞれ
急冷開始温度及び加熱温度が本発明にて規定する範囲を
はずれるために、所定の強度を得ることができない。同
様に、比較鋼７は、本発明鋼８と同じ化学成分を有する
が、急冷開始温度が高すぎるために、引張強さが高く、
伸びが低いために、つぶし加工において割れを生しる。

また、比較鋼９は、本発明＠８よりも、再加熱温度が低
いために、十分な局部延性を得ることができず、かくし
て、均一伸びＵＥと局部伸びＬＥとの比≦ＬＥ／ＵＥが
小さすぎて、つぶし加工において割れが発生する。

比較鋼１１は、Ｐ量が多いために、電縫溶接側の接合界
面において、Ｐの粒界偏析が高く、縮重加工時に割れが
発生する。

本発明鋼１２及び１３は、これらに対してすぐれた縮管
加工性とつぶし加工性とを兼備している

【図面の簡単な説明】

第１図はパイプを溶接接合してなる従来のシート・フレ
ームを示す正面図、第２図は縮管加工によるシート・フ
レームを示す正面図、第３図は電縫管の溶接部と反りを
示す正面図、第４図は−にに、電縫管における母材と溶
接部の硬さを示すグラフ、第５図から第７図は、パイプ
のつぶし加工を説明する図であって、第５図は正面図、
第６図は軸方向断面図、第７図は横断方向断面図である
１・・・シート・フレーム、２・・・大径管、３・・・
小径管、４・・・パイプ、５・・・縮管加工、６・・・
縮管されたパイプ、７・・・ヘッド・レスト、８・・・
ポンチ、９・・・パイプ。

Claims

【特許請求の範囲】（１）重量％にてＣ０．０５〜０．１５％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．５〜１．５％、Ｐ０．０３〜０．１０％、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、伸び２０％以上を
有すると共に、均一伸びＵ＿Ｅと局部伸びＬ＿Ｅとの比
が０．３≦Ｌ＿Ｅ／Ｕ＿Ｅ≦０．５（１）を満足する冷延鋼板からなる電縫管であつて、電縫溶接
後の溶接部の最大硬さＨ＿Ｖ＿Ｍと母材硬さＨ＿Ｖ＿Ｂ
との比がＨ＿Ｖ＿Ｍ≦０．６Ｈ＿Ｖ＿ＢｌｏｇＨ＿Ｖ＿Ｂ（２）
を満足することを特徴とする縮管加工性にすぐれる電縫
管。（２）重量％にてＣ０．０５〜０．１５％、Ｓｉ０．３％以下、Ｍｎ０．５〜１．５％、Ｐ０．０３〜０．１０％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
洗した後、３０％以上の冷間圧延を施し、次いで、得ら
れた鋼板をＡｃ＿１点以上の温度に１０秒乃至１５分間
加熱保持した後、５００〜７５０℃の温度から１００℃
／秒以上の冷却速度にて強制空冷して常温まで急冷し、
次いで、２００〜４００℃の温度に１秒乃至１５分間保
持することによつて、伸び２０％以上を有せしめると共
に、均一伸びＵ＿Ｅと局部伸びＬ＿Ｅとの比が０．３≦Ｌ＿Ｅ／Ｕ＿Ｅ≦０．５（１）を満足する冷延鋼板を得、この冷延鋼板を電縫溶接して
、電縫溶接後の溶接部の最大硬さＨ＿Ｖ＿Ｍと母材硬さ
Ｈ＿Ｖ＿Ｂとの比がＨ＿Ｖ＿Ｍ≦０．６Ｈ＿Ｖ＿ＢｌｏｇＨ＿Ｖ＿Ｂ（２）
を満足するようにしたことを特徴とする縮管加工性にす
ぐれる電縫管の製造方法。