JPH0563245B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、金属管材の内面処理方法に関するも
ので、例えば、上下水道水、温水、海水、油等の
液体用供給管や、燃料ガス等のガス体用供給管或
は管内外の熱伝達を利用する伝熱管や、圧力伝達
管等の管材の内面処理方法として応用できるもの
である。 ［従来技術とその問題点］ 従来の管材の内面被覆方法としては次のような
方法があるが、夫々次のような欠点がある。 (1) 押出し法による方法 この方法は予め内層と外層とを組合せた複合押
出ビレツトを用いて押出成形により管内面を異種
金属で被覆した複合管（二重管）とする方法であ
る。この方法ではその製造工程が複合ビレツトの
製造工程、押出工程、更に所定寸法に減径する引
抜工程と工程が多く、製造コストの点で不利とな
る。また、内面を被覆する金属が低融点金属の場
合、押出成形時の変形熱により溶融することもあ
り、正常な複合管が得られない。更に管母材と被
覆材との押出時の変形抵抗の差が大きい場合には
正常な押出し、引抜成形が困難となる等の欠点が
ある。 (2) 内面メツキ法 この方法は管内面に被覆すべき金属のメツキ液
を流して管内面に電気メツキを施すことで被覆す
ることも考えられるが、長尺の管材を処理するに
はメツキ液濃度の管理、電流密度の管理等が複雑
となり、工業生産には不向きである。 (3) 溶接管法 この方法は、管材と被覆材をクラツドしたもの
を被覆材側を内側にして管状にシーム溶接する方
法があるが、溶接部では管材と被覆材が溶融混合
するため、正常な溶接が難しく、またシーム溶接
部で管外表面に被覆金属が露出したり、また、逆
に管内面に管母材が露出し、管内面の均一な被覆
層が得られない等の欠点がある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は前記した従来技術の欠点を解消
し、長尺の管材の内表面に均一に異種金属を被覆
する、工業生産性に優れた処理方法を提供するこ
とにある。 ［発明の概要］ 前記の目的を達成するため、本発明では次のよ
うな方策を採用した。 すなわち管材としてその内面に管長手方向に延
びる複数の溝もしくは突起を有するものを用い、
その管材の内面に、管材より低融点の金属の粉粒
体とフラツクス作用を有する液状又はペースト状
の物質との混合物を塗布する工程と、内面塗布さ
れた管材を該管材の融点以下の温度で加熱して管
材の内表面に前記低融点金属を拡散させる工程
と、加熱処理により、内表面が合金化された管材
をプラグ又はマンドレルを用いて引抜加工し、内
面の突起高さを30％以上減少させる工程とを含む
方法である。 この場合、管材内面の溝もしくは突起は、深さ
もしくは高さが0.1mm前後のもので、これは管内
面への金属粉粒体の付着量を増大させたり、管内
面に対する被覆金属の濡れ性を改善する上で有効
に作用するが、その形状、数は特に限定されるも
のではない。 金属管材として、Cu，Al，Fe，Ti，Mgおよ
びこれらを主成分とする合金の中の１種を対象に
すると粉粒体として実用上有効な金属は、Sn，
Pb，Zn，Al，Ag，Ni，Au，Cuに限定される
が、これらの中の１種又は２種以上を主成分とす
る合金であつても実用上内面被覆の効果を発揮す
るので、これらも使用することができる。これら
の金属粉粒体と混合して使用される液状又はペー
スト状の物質は金属粉粒体を管材の内面に塗布す
る際粘着剤として働くと共に酸化皮膜を除去し、
管材と溶融金属との濡れ性を促進する機能を有す
る、いわゆるフラツクスが主として用いられる
が、上記機能を阻害しないようなものであれば混
合物の構成成分として用いても差支えない。尚、
本発明にいうフラツクス作用とは、金属表面の酸
化膜を化学的に溶解又は還元することで金属表面
を清浄化する作用と、粉粒体金属の界面張力を小
さくする作用をいう。加熱温度としては、金属粉
粒体が溶融して流れ出す温度以上であることが必
要である。上限は理論的には管材の融点以下であ
ればよく、長時間高温で熱処理を行うことにより
管材への粉粒体金属の拡散を促進することができ
る。 この加熱処理工程に続く引抜工程は、主として
内面を平滑化し、管材の用途面において耐食性に
影響を及ぼす内部流体の乱流等を防止することを
意図したものである。 しかし、内面突起高さの減少率が30％以下では
耐食性において引抜加工を施さない場合と大差な
いため、効果の現れる30％以上とすることが望ま
しい。 この場合の突起の高さは、加熱処理工程を経て
生じた突起の高さが基準とされる。加熱処理工程
を経ることにより、内面に塗布された混合物中の
液状又はペースト状の物質は消失し、粉粒状金属
の大半は管材内面に拡散されるため、加熱処理工
程を経て管材内面に出現する突起は混合物塗布前
の突起に近い高さとなる。 この引抜工程は、管材の肉厚や、外径の変動を
伴わなくてもよい。勿論、プラグやマンドレルの
支持方式は固定式、フローテイング式何れでもよ
い。 ［発明の実施例］ 以下に本発明の実施例を説明する。 第１図は金属管１の内面に液状フラツクスと金
属粉粒体との混合物３の薄い層７を塗布する場合
の一例を示している。金属管１は第２図に示すよ
うに、内面にらせん状または直線状に延びる複数
の突起２をもつたものが用意され、内部にプラグ
５と混合物３が入れられた状態で定位置に固定さ
れたダイス４を通して矢印の方向へ引抜かれる。
この場合、混合物３は管１の移動に伴つて前方へ
運ばれるが、その多くはダイス４部で金属管１と
プラグ５とによつてしごかれて後方に残る。金属
管１とプラグ５との間の潤滑は混合物３によつて
なされるので、特別潤滑処理を要しない。管１が
ダイス４部を通過する際内面の突起２により管１
とプラグ５との間に隙間が確保されるため、管内
面への混合物の薄い層７を確実なものとすること
ができる。 第２図は塗布方法の別の例を示している。この
例の場合、金属管１を変形させることなく移動さ
せて混合物３の薄い層７を形成するようになつて
いる。 このようにして内面に薄い層７が塗布された金
属管６はその後薄い層７に混入している金属粉粒
体の融点以上で、かつ管材６の融点以下の温度に
加熱される。この加熱処理によつて薄い層７に混
入していたフラツクスにより管内表面の酸化皮膜
が除去され、管の内表面を溶融した金属との濡れ
性が突起２間の溝の存在も手伝つて促進され、管
の内面に金属の薄い被覆層が形成される。 加熱処理された金属管はこの後第１図に示すよ
うにダイスとプラグを用いるか、第３図に示すよ
うにプラグを用いて引抜加工される。この加工に
より、加熱処理を経て生じた内面の凹凸は潰され
てより平滑な内面をもつた内面被覆管となる。 金属管１としては第４図ａ，ｂに示すような突
起２の数が少ないものであつてもよいし、同図ｃ
に示すように多数の突起２を互に接近させて設け
たものであつてもよい。勿論これらの突起２は連
続せず第５図に示すように、交差溝などにより分
断されるていても差支えない。 実施例 １ 外径17.8mm、底肉厚0.65mmを有し、内面に高さ
0.1mm、幅0.4mmの突起65本を内周に等間隔に設け
た銅管の内面に、Cu−Sn合金被覆を形成するた
め、銅の半田付けに用いられる液状フラツクスに
Snの粉末70重量％を混合してペースト状にした
ものを前記銅管内に挿入し、これをダイスとプラ
グを用いて外径15.88mm、肉厚０，70mmまで引抜
伸管すると同時に銅管内面に塗布した。この引抜
伸管によつて内面突起の高さが僅かに増加した
が、内面突起の先端部は前記混合物の薄い被膜で
覆われると共に、内面突起によつて隔てられた溝
部が前記混合物で満たされた。この管材を不活性
ガス中で650℃、２時間熱処理することにより管
内面には、Snを15％含むCu−Sn合金からなる厚
さ約40μの表面層がほぼ一様に形成された。この
内面合金化処理された銅管について、ダイスとフ
ローテイングプラグを用い、内面突起高さの減少
率を種々変化させて引抜加工し、各管材について
腐食試験を行なつた。その結果を表１に示す。 尚、腐食試験に用いた試験水質は、水温：50
℃、PH：6.5、Cl^-：20ppm、SO₄ ^2-：40ppm、
HCO₃ ^-：30ppmである。

【表】 ＊ 潰食発生
実施例 ２ 外径15.88mm、底肉厚0.6mm、内面突起高さ0.1mm
を有するアルミ管の内面にZnを被覆するため、
Alのロウ付けに用いられる液状フラツクスにZn
の粉末を80重量％混合してペースト状にしたもの
を、プラグを用いてアルミ管の内面に薄く塗布し
た後、このアルミ管を450℃で10分間加熱処理し
た。更にこのアルミ管を350℃で２時間加熱処理
した。この結果、アルミ管の内面にはAl−Zn合
金からなる厚さ約50μの表面層がほぼ一様に形成
された。次に内径12.7mmのダイスと外径10.9mmｋ
プラグを用いて引抜加工した。この場合、の内面
突起の減少率は90％であつた。 得られたアルミ管を１％NaCl水溶液中に30日
間浸漬した後、孔食深さを測定した。その結果を
表２に示す。

【表】 ［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は、内
面溝もしくは突起を有する管材を用い、フラツク
ス作用を有する物質と金属粉粒体との混合物を塗
布し、合金化処理した後、引抜加工して内面突起
高さを減少させる方法であるから、内面が平滑化
され、内部流体の乱流等が少なくなるため、内面
の合金化と相俟つて耐食性に優れた管材を簡単な
装置で連続的に製造することができ、長尺物の加
工も容易である。また、混合物の混合比を変える
ことで被覆層を薄くできるだけでなく、混合物の
交換も容易であるから、少量多品種の生産にも適
している等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は夫々本発明に係る方法にお
いて混合物を管材内面に塗布する方法の例を示す
説明図、第２図、第４図及び第５図は夫々本発明
の方法に用いられる管材の例を示す断面図であ
る。 １及び６……管材、２……突起、３……混合
物、４……ダイス、５……プラグ、７……混合物
の薄い層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内面に深さもしくは高さが0.1mm前後の複数
   の溝もしくは突起を有する金属管材の内面に、前
   期管材より低融点の金属の粉粒体とフラツクス作
   用を有する液状又はペースト状の物質との混合物
   を塗布する工程と、内面塗布された管材を管材の
   融点以下の温度で加熱して管材の内面に前期低融
   点金属を拡散させる工程と、加熱処理により内面
   表面が合金化された管材をプラグ又はマンドレル
   を用いて引抜加工して内面の突起の高さを30％以
   上減少させる工程とを含むことを特徴する金属管
   材の内面処理方法。