JPH0579401B2 - - Google Patents
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- JPH0579401B2 JPH0579401B2 JP63317227A JP31722788A JPH0579401B2 JP H0579401 B2 JPH0579401 B2 JP H0579401B2 JP 63317227 A JP63317227 A JP 63317227A JP 31722788 A JP31722788 A JP 31722788A JP H0579401 B2 JPH0579401 B2 JP H0579401B2
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Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、純チタンまたはチタン合金からなる
継目無管の製造方法に関し、更に詳しくは、穿孔
圧延・延伸圧延・絞り圧延からなるマンネスマン
製管プロセスによる連続製管方法に関する。 〔従来の技術〕 チタンは純チタンと、α型、α＋β型等のチタ
ン合金とに分類される。α型のチタン合金として
は、Ti−0.15Pd、Ti−0.8Ni−0.3Mo、Ti−5Al
−2.5Snなどがある。α＋β型のチタン合金とし
ては、Ti−8Al−1Mo−1V、Ti−3Al−2.5V、
Ti−6Al−4V、Ti−6Al−6V−2Sn、Ti−6Al−
2Sn−4Zr−6Mo、Ti−6Al−2Sn−4Zr−2Moな
どがあり、Ti−3Al−2.5Vは例間加工が可能な合
金として知られている。本明細書において、チタ
ンとはこれらを総称したものである。 これらのチタンは軽量、高耐食性を有し、特に
その継目無管は化学プラント、航空機用油圧配管
への適用が期待されている。 このようなチタン継目無管は、従来は、JIS−
H4630に規定されるように、熱間押出し法と冷間
引抜き法との組合せによつて製造されるのが一般
的とされている。これはチタンは本質的に熱間加
工性が悪く、その管は周方向剪断歪を生じやすい
とされているからである。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、熱間押出し法は他の熱間製管法に比
べて能率が低く、長尺管を造ることもむつかし
い。また、冷間引抜き法も寸法精度等を向上させ
るのには有効であるが、能率は低い。したがつ
て、このような方法の組合せで製造される従来の
チタン継目無管は、高コストとならざるを得な
い。 本発明は、チタン継目無管を低コストで、しか
も品質よく製造するチタン継目無管の製造方法を
提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 継目無管を高能率、経済的に製造するだけであ
れば、マンネスマンピアサーに代表される傾斜ロ
ール穿孔圧延機を含む継目無管連続製造ラインを
適用するのが良い。これによると、継目無管が次
の順序で製造される。 先ず、傾斜ロール穿孔圧延機で加熱ビレツトを
穿孔圧延して中空のホローピースとなる。得られ
たホローピースは、引き続きマンドレルミルまた
はプラグミルで延伸圧延されてホローシエルとさ
れる。延伸圧延にマンドレルミルが使用された場
合は、ホローシエルは必要に応じて再加熱後、ス
トレツチレデユーサで絞り圧延され、プラグミル
で延伸圧延が行われた場合は、必要に応じて再加
熱後、サイザで定径圧延される。 本発明者らは、このような継目無管連続製造ラ
インでのチタン継目無管の製造について研究を続
けており、その過程で今回、ストレツチレデユー
サによる絞り圧延に関して次のような知見を得
た。 絞り圧延は、上述したように、傾斜ロール穿孔
圧延機を含む継目無管連続ラインの最終工程に位
置する。したがつて、この絞り圧延は、製品の表
面性状を決定する。チタンは本質的に熱間加工性
が悪く、また温度により特性が大きく変化するの
で、この絞り圧延で必要な寸法精度を確保しよう
とすると、表面性状の悪化が懸念される。絞り圧
延で表面性状が悪化すると、それはそのまま製品
の品質低下を意味し、たとえ絞り圧延に至るまで
の穿孔圧延や延伸圧延で十分な品質が確保されて
いても、それは意味のないものになる。 本発明者らは、このような状況下でチタン製ホ
ローシエルの絞り圧延条件について実験を繰り返
した結果、ホローシエルの絞り圧延において、ス
トレツチレデユーサ入側におけるホローシエル温
度と外径圧下率とを規定すれは、熱間押出し法と
冷間引抜きとの組合せでチタン継目無管を製造し
た場合に匹敵する特性および性状が得られること
を知見した。 本発明は、このような知見に基づきなされたも
ので、純チタンまたはチタン合金からなる継目無
管を熱間で穿孔圧延、マンドレルミルによる延伸
圧延、ストレツチレデユーサによる絞り圧延の各
工程を経て連続的に製造する際に、延伸圧延で得
られたホローシエルを、圧延機入側温度が600〜
1100℃、外径圧下率が80％以下の条件で絞り圧延
し、その絞り圧延後のホローシエルを冷間加工す
ることなくそのまま製品となすことを特徴とする
チタン継目無管の製造方法を要旨とする。 〔作用〕 本発明によれば、その絞り圧延条件を規定した
ことにより、高品質のチタン継目無管が熱間圧延
仕上がりのままで得られる。熱間圧延の後に冷間
加工を行えば、チタン継目無管の製品品質が更に
向上することは既に本出願人が提案するところで
あるが（特願昭63−23317号）、用途によつてはそ
のような高品質を必要としない場合も多く、その
ような場合には本発明で充分に対応できる。むし
ろ、本発明では絞り圧延後に冷間加工を行わない
ために、製管能率が高い。なお、本発明が言う絞
り圧延後の冷間加工とは、コールドピルガーミル
による圧延や冷間引抜き等の材料の伸縮を伴う加
工を意味し、切削等の材料除去を伴う表面仕上げ
を含むものではない。 本発明が採用する穿孔圧延・延伸圧延・絞り圧
延の連続製管プロセスは、素材が鋼の場合は代表
的な継目無管製造プロセスの一つであるが、チタ
ンには適用されていない。これは、チタンと鋼の
特性が大きく異なるからに他ならない。例えば従
来、チタンの熱間加工性が非常に悪いために、そ
の熱間圧延管が製品規格を満足するとは考えられ
ていなかつた。このような状況下で、本発明者ら
はチタンの特性研究と種々の実験を積み重ね、本
発明を完成させるに至つた。 参考のため、チタンの絞り圧延に対する常識的
な考えと本発明者らの実験研究の成果とを説明す
る。 チタンの場合は、βトランザス（チタン合金で
約990℃）以下の温度域では、温度降下と共に変
形抵抗の増加が著しいことから、レデユーサ入側
温度を900〜1000℃程度に高くするのが常識的な
考えである。しかし、本発明者らの実験研究によ
れば、600℃というβトランザスより極端に低い
温度域からの圧延が可能であつた。 また、後で詳しく説明するが、チタン管を絞り
圧延すると、普通鋼と同一条件で圧延を行つて
も、普通鋼とは内面角張り発生状況が相違する。
すなわち、通常の絞り圧延では普通鋼が正位相の
角張りを呈するのに対して、チタン管では角張り
が負位相となることが、本発明者らの調査から明
らかとなつた。 本発明は、このような本発明者らの調査研究か
ら明らかとなつたチタン固有の性質を利用してな
されたものである。 本発明における圧延条件限定理由は、次のとお
りである。 チタンは温度により特性が大きく変化し、特に
ストレツチレデユーサ入側温度が600℃未満で絞
り圧延すると、変形能が低下していることから、
ロール焼付きによる被れ状疵、筋疵、エツジマー
ク、穴あき等の疵が発生する。またチタン合金に
おいては、α／β相の界面に両者の変形能の差に
より変形を受けた際にボイドと呼ばれる空〓が発
生する。逆に、ストレツチレデユーサ入側温度が
1100℃超で圧延されると、圧延後の冷却により粗
大な針状晶が生成する。この針状晶は変形能が低
く、製品の機械的性質を低下させる。したがつ
て、ストレツチレデユーサ入側におけるホローシ
エル温度は600〜1100℃とする。 外径圧下率については、これが80％を超える
と、圧延機入側におけるホローシエル温度を適正
に管理しても、ロール焼付きによる筋疵、エツジ
マーク等の外面疵が発生し、製品の表面性状を悪
化させる。したがつて、絞り圧延における外径圧
下率は80％以下とする。なお、ストレツチレデユ
ーサは、整形、矯正手段として小さな外径圧下率
で使用されることもあり、その場合は何の弊害も
生じないので、外径圧下率の下限は特に規定しな
い。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を説明する。 第１表に示す組成を有する工業用純チタン
（JIS−H4630−３種）からなる外径187mm、長さ
2250mmの中実ビレツトを、ガイドがデイスクロー
ルである交叉型の２ロール傾斜穿孔圧延機（ピア
サー）にて圧延機入側温度1050℃で、外径192mm、
肉厚20.62mm、長さ5470mmの中空素管とし、これ
をシエルサイザにて圧延機入側温度1000℃で外径
168mm、肉厚22.0mm、長さ6020mmのホローピース
に寸法調整した。 引き続き、得られたホローピースを７スタンド
マンドレルミルにて圧延機入側温度900℃で延伸
圧延して、外径140mm、肉厚6.0mm、長さ24040mm
のホローシエルとした。このときの延伸比は４で
ある。 次に、得られたホローシエルを再加熱し、圧延
機入側温度850℃（一定）で、外径圧下率を変え
ながら３ロール、24スタンドのストレツチレデユ
ーサにより絞り圧延した。絞り圧延後の純チタン
継目無管、すなわち熱間圧延仕上がりの純チタン
継目無管の性状および750℃で１時間焼鈍した後
の室温特性を調査した結果を第２表に示す。ま
た、参考のため、第２表には定径圧延前のホロー
シエルの性状および特性と、熱間押出し法と冷間
引抜き法との組合せで製造した同一グレード品に
対するJIS−H4630−３種の規格値とを示してい
る。 外径圧下率が80％を超えた場合（No.６）は、顕
著なロール焼付けおよびエツジマークが生じた
が、外径圧下率が80％以下では、いずれも良好な
表面性状が得られ、機械的特性も、熱間押出しと
冷間引抜きとの組合せによる場合の規格値を全て
満足している。 同一のホローシエルを外径63.5mm、肉厚5.75mm
（外径圧下率54.6％）に種々の温度で絞り圧延し
た時の結果を第３表に示す。圧延機入側温度が
500℃の場合（No.１）は、ホローシエルに内面肌
荒れが生じたが、600〜1100℃の場合（No.２〜４）
は、表面性状、機械的特性ともに良好である。 次に、第４表に示す組成を有するTi−6Al−
4V系合金について上記と同一の試験を実施した。
結果を第５、６表に示す。 第５、６表から明らかなように、本発明は、チ
タン合金製ホローシエルに対しても有効である。 このように、本発明は絞り圧延条件を規定した
ことにより、チタン系目無管を熱間圧延仕上がり
のままで品質よく製造できる。なお、絞り圧延後
の管には必要に応じて切削による表面仕上げ加工
を施すことができる。
継目無管の製造方法に関し、更に詳しくは、穿孔
圧延・延伸圧延・絞り圧延からなるマンネスマン
製管プロセスによる連続製管方法に関する。 〔従来の技術〕 チタンは純チタンと、α型、α＋β型等のチタ
ン合金とに分類される。α型のチタン合金として
は、Ti−0.15Pd、Ti−0.8Ni−0.3Mo、Ti−5Al
−2.5Snなどがある。α＋β型のチタン合金とし
ては、Ti−8Al−1Mo−1V、Ti−3Al−2.5V、
Ti−6Al−4V、Ti−6Al−6V−2Sn、Ti−6Al−
2Sn−4Zr−6Mo、Ti−6Al−2Sn−4Zr−2Moな
どがあり、Ti−3Al−2.5Vは例間加工が可能な合
金として知られている。本明細書において、チタ
ンとはこれらを総称したものである。 これらのチタンは軽量、高耐食性を有し、特に
その継目無管は化学プラント、航空機用油圧配管
への適用が期待されている。 このようなチタン継目無管は、従来は、JIS−
H4630に規定されるように、熱間押出し法と冷間
引抜き法との組合せによつて製造されるのが一般
的とされている。これはチタンは本質的に熱間加
工性が悪く、その管は周方向剪断歪を生じやすい
とされているからである。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、熱間押出し法は他の熱間製管法に比
べて能率が低く、長尺管を造ることもむつかし
い。また、冷間引抜き法も寸法精度等を向上させ
るのには有効であるが、能率は低い。したがつ
て、このような方法の組合せで製造される従来の
チタン継目無管は、高コストとならざるを得な
い。 本発明は、チタン継目無管を低コストで、しか
も品質よく製造するチタン継目無管の製造方法を
提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 継目無管を高能率、経済的に製造するだけであ
れば、マンネスマンピアサーに代表される傾斜ロ
ール穿孔圧延機を含む継目無管連続製造ラインを
適用するのが良い。これによると、継目無管が次
の順序で製造される。 先ず、傾斜ロール穿孔圧延機で加熱ビレツトを
穿孔圧延して中空のホローピースとなる。得られ
たホローピースは、引き続きマンドレルミルまた
はプラグミルで延伸圧延されてホローシエルとさ
れる。延伸圧延にマンドレルミルが使用された場
合は、ホローシエルは必要に応じて再加熱後、ス
トレツチレデユーサで絞り圧延され、プラグミル
で延伸圧延が行われた場合は、必要に応じて再加
熱後、サイザで定径圧延される。 本発明者らは、このような継目無管連続製造ラ
インでのチタン継目無管の製造について研究を続
けており、その過程で今回、ストレツチレデユー
サによる絞り圧延に関して次のような知見を得
た。 絞り圧延は、上述したように、傾斜ロール穿孔
圧延機を含む継目無管連続ラインの最終工程に位
置する。したがつて、この絞り圧延は、製品の表
面性状を決定する。チタンは本質的に熱間加工性
が悪く、また温度により特性が大きく変化するの
で、この絞り圧延で必要な寸法精度を確保しよう
とすると、表面性状の悪化が懸念される。絞り圧
延で表面性状が悪化すると、それはそのまま製品
の品質低下を意味し、たとえ絞り圧延に至るまで
の穿孔圧延や延伸圧延で十分な品質が確保されて
いても、それは意味のないものになる。 本発明者らは、このような状況下でチタン製ホ
ローシエルの絞り圧延条件について実験を繰り返
した結果、ホローシエルの絞り圧延において、ス
トレツチレデユーサ入側におけるホローシエル温
度と外径圧下率とを規定すれは、熱間押出し法と
冷間引抜きとの組合せでチタン継目無管を製造し
た場合に匹敵する特性および性状が得られること
を知見した。 本発明は、このような知見に基づきなされたも
ので、純チタンまたはチタン合金からなる継目無
管を熱間で穿孔圧延、マンドレルミルによる延伸
圧延、ストレツチレデユーサによる絞り圧延の各
工程を経て連続的に製造する際に、延伸圧延で得
られたホローシエルを、圧延機入側温度が600〜
1100℃、外径圧下率が80％以下の条件で絞り圧延
し、その絞り圧延後のホローシエルを冷間加工す
ることなくそのまま製品となすことを特徴とする
チタン継目無管の製造方法を要旨とする。 〔作用〕 本発明によれば、その絞り圧延条件を規定した
ことにより、高品質のチタン継目無管が熱間圧延
仕上がりのままで得られる。熱間圧延の後に冷間
加工を行えば、チタン継目無管の製品品質が更に
向上することは既に本出願人が提案するところで
あるが（特願昭63−23317号）、用途によつてはそ
のような高品質を必要としない場合も多く、その
ような場合には本発明で充分に対応できる。むし
ろ、本発明では絞り圧延後に冷間加工を行わない
ために、製管能率が高い。なお、本発明が言う絞
り圧延後の冷間加工とは、コールドピルガーミル
による圧延や冷間引抜き等の材料の伸縮を伴う加
工を意味し、切削等の材料除去を伴う表面仕上げ
を含むものではない。 本発明が採用する穿孔圧延・延伸圧延・絞り圧
延の連続製管プロセスは、素材が鋼の場合は代表
的な継目無管製造プロセスの一つであるが、チタ
ンには適用されていない。これは、チタンと鋼の
特性が大きく異なるからに他ならない。例えば従
来、チタンの熱間加工性が非常に悪いために、そ
の熱間圧延管が製品規格を満足するとは考えられ
ていなかつた。このような状況下で、本発明者ら
はチタンの特性研究と種々の実験を積み重ね、本
発明を完成させるに至つた。 参考のため、チタンの絞り圧延に対する常識的
な考えと本発明者らの実験研究の成果とを説明す
る。 チタンの場合は、βトランザス（チタン合金で
約990℃）以下の温度域では、温度降下と共に変
形抵抗の増加が著しいことから、レデユーサ入側
温度を900〜1000℃程度に高くするのが常識的な
考えである。しかし、本発明者らの実験研究によ
れば、600℃というβトランザスより極端に低い
温度域からの圧延が可能であつた。 また、後で詳しく説明するが、チタン管を絞り
圧延すると、普通鋼と同一条件で圧延を行つて
も、普通鋼とは内面角張り発生状況が相違する。
すなわち、通常の絞り圧延では普通鋼が正位相の
角張りを呈するのに対して、チタン管では角張り
が負位相となることが、本発明者らの調査から明
らかとなつた。 本発明は、このような本発明者らの調査研究か
ら明らかとなつたチタン固有の性質を利用してな
されたものである。 本発明における圧延条件限定理由は、次のとお
りである。 チタンは温度により特性が大きく変化し、特に
ストレツチレデユーサ入側温度が600℃未満で絞
り圧延すると、変形能が低下していることから、
ロール焼付きによる被れ状疵、筋疵、エツジマー
ク、穴あき等の疵が発生する。またチタン合金に
おいては、α／β相の界面に両者の変形能の差に
より変形を受けた際にボイドと呼ばれる空〓が発
生する。逆に、ストレツチレデユーサ入側温度が
1100℃超で圧延されると、圧延後の冷却により粗
大な針状晶が生成する。この針状晶は変形能が低
く、製品の機械的性質を低下させる。したがつ
て、ストレツチレデユーサ入側におけるホローシ
エル温度は600〜1100℃とする。 外径圧下率については、これが80％を超える
と、圧延機入側におけるホローシエル温度を適正
に管理しても、ロール焼付きによる筋疵、エツジ
マーク等の外面疵が発生し、製品の表面性状を悪
化させる。したがつて、絞り圧延における外径圧
下率は80％以下とする。なお、ストレツチレデユ
ーサは、整形、矯正手段として小さな外径圧下率
で使用されることもあり、その場合は何の弊害も
生じないので、外径圧下率の下限は特に規定しな
い。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を説明する。 第１表に示す組成を有する工業用純チタン
（JIS−H4630−３種）からなる外径187mm、長さ
2250mmの中実ビレツトを、ガイドがデイスクロー
ルである交叉型の２ロール傾斜穿孔圧延機（ピア
サー）にて圧延機入側温度1050℃で、外径192mm、
肉厚20.62mm、長さ5470mmの中空素管とし、これ
をシエルサイザにて圧延機入側温度1000℃で外径
168mm、肉厚22.0mm、長さ6020mmのホローピース
に寸法調整した。 引き続き、得られたホローピースを７スタンド
マンドレルミルにて圧延機入側温度900℃で延伸
圧延して、外径140mm、肉厚6.0mm、長さ24040mm
のホローシエルとした。このときの延伸比は４で
ある。 次に、得られたホローシエルを再加熱し、圧延
機入側温度850℃（一定）で、外径圧下率を変え
ながら３ロール、24スタンドのストレツチレデユ
ーサにより絞り圧延した。絞り圧延後の純チタン
継目無管、すなわち熱間圧延仕上がりの純チタン
継目無管の性状および750℃で１時間焼鈍した後
の室温特性を調査した結果を第２表に示す。ま
た、参考のため、第２表には定径圧延前のホロー
シエルの性状および特性と、熱間押出し法と冷間
引抜き法との組合せで製造した同一グレード品に
対するJIS−H4630−３種の規格値とを示してい
る。 外径圧下率が80％を超えた場合（No.６）は、顕
著なロール焼付けおよびエツジマークが生じた
が、外径圧下率が80％以下では、いずれも良好な
表面性状が得られ、機械的特性も、熱間押出しと
冷間引抜きとの組合せによる場合の規格値を全て
満足している。 同一のホローシエルを外径63.5mm、肉厚5.75mm
（外径圧下率54.6％）に種々の温度で絞り圧延し
た時の結果を第３表に示す。圧延機入側温度が
500℃の場合（No.１）は、ホローシエルに内面肌
荒れが生じたが、600〜1100℃の場合（No.２〜４）
は、表面性状、機械的特性ともに良好である。 次に、第４表に示す組成を有するTi−6Al−
4V系合金について上記と同一の試験を実施した。
結果を第５、６表に示す。 第５、６表から明らかなように、本発明は、チ
タン合金製ホローシエルに対しても有効である。 このように、本発明は絞り圧延条件を規定した
ことにより、チタン系目無管を熱間圧延仕上がり
のままで品質よく製造できる。なお、絞り圧延後
の管には必要に応じて切削による表面仕上げ加工
を施すことができる。
【表】
【表】
＊ 本発明範囲外
【表】
＊ 本発明範囲外
【表】
【表】
＊ 本発明範囲外
【表】
＊ 本発明範囲外
ところで、チタンは、その変形異方性のため
に、絞り圧延のような中空材料の縮径圧延では、
普通鋼以上に角張りが大きく、その位相特性も異
なる。 第１図は純チタンの変形異方性をグリーブル試
験により調査した結果を示したグラフである。チ
タンは、半径方向の絞りに比べて円周方向の絞り
が少ない。また、第２図ａ，ｂは３ロールスタン
ドで絞り圧延を行つた場合に生じる六角張りの位
相を示す図表で、ａは正の位相、ｂは負の位相を
表わしている。後で詳しく述べるが、普通鋼の多
くが正の位相を示すのに対し、チタンは負の位相
になりやすい。 絞り圧延での角張りを抑制する場合、第３図に
ハツチングで示すロール接触面を矢視方向に投影
した時の投影形状の調整が有効なことが知られて
おり、普通鋼の場合は、このロール接触面の投影
形状が矩形状になるように、ロール孔型を設計し
ている。すなわち、普通鋼の絞り圧延では、ロー
ル矩形率（エツジ部接触長LE／グルーブ部接触
長LG）を１に近づけ、周方向で均等な外圧変形
を加えることにより、肉厚変形量を周方向で均等
にして角張りを抑えている。 この設計法は幾何学的に、全スタンドと当スタ
ンドとの孔型形状により接触面積を計算すること
が前提である。実際の接触面積は管が孔型に完全
に充満することはないので、設計の矩形率より小
さくなつている。この原因のひとつは、スタンド
間で管が引張りを受け外径が縮小するためであ
る。 チタンの場合は、前述したように、その変形異
方性のために、円周方向で変形しにくく、スタン
ド間で外径が縮小する割合が鋼に比べて小さい。
その結果、実際のロール孔型に対するホローシエ
ルの接触面の矩形率は普通鋼に比べ大きくなる。
このようなことから、普通鋼の正の位相を示す角
張り位相は、チタンでは負の位相になりやすい。
したがつて、ロール矩形率を１に近づける従来の
角張り対策は、チタンの場合は逆効果になる。 第４図は外径圧下率55％、ｔ／Ｄ＝17％で普通
鋼（Ｃ％＝0.2％）および純チタンからなるホロ
ーシエルを絞り圧延する時のロール矩形率と角張
り度との関係を示したグラフである。普通鋼の場
合は、ロール矩形率が0.8以上で20％近い正の角
張りが生じ、ロール矩形率が1.0でこの角張りは
10％未満に低下する。これに対し、純チタンで
は、負の角張りが生じ、その率はロール矩形率が
１に近づくほど増大する。 本発明者らの調査によると、チタンを絞り圧延
する場合の角張り抑制に有効なロール矩形率λ
は、第５図に示すように、ストレツチレデユーサ
仕上外径Ｄに対する肉厚ｔの比ｔ／Ｄに応じて変
化し、 ｔ／Ｄ＜10％のときλ≦0.7 10％≦ｔ／Ｄ＜15％のときλ≦0.8 15％≦ｔ／Ｄのときλ≦0.9 の範囲となる。この観点から、前述した実施例に
おいては、噛込みガイド用ロールと仕上定径用ロ
ールを除いて縮径圧延ロールについては、全てロ
ール矩形率が0.8となるようにロール孔型を設計
しており、これにより角張り度は絶対値で15％以
下に抑制された。なお、ロール矩形率の下限につ
いては内・外面性状に問題なく、絞り圧延を完了
させる観点から０以上、望ましくはｔ／Ｄ＜10％
のとき0.2以上、10％≦ｔ／Ｄ＜15％のとき0.3以
上、15≦ｔ／Ｄのとき0.4以上がよい。 絞り圧延後の角張りは、製品に致命的欠陥を与
えるわけではないが、これを抑制することによ
り、製品品質が一層向上することは言うまでもな
い。なお、角張り度は下式で示される値のことで
ある。 角張り度 ＝tnax−tnio／（Ｄ／２−tnio）×0.135×100（％） Ｄ：公称径 tinax：六角の一辺における最大肉厚 tinio：六角の一辺における最小肉厚
ところで、チタンは、その変形異方性のため
に、絞り圧延のような中空材料の縮径圧延では、
普通鋼以上に角張りが大きく、その位相特性も異
なる。 第１図は純チタンの変形異方性をグリーブル試
験により調査した結果を示したグラフである。チ
タンは、半径方向の絞りに比べて円周方向の絞り
が少ない。また、第２図ａ，ｂは３ロールスタン
ドで絞り圧延を行つた場合に生じる六角張りの位
相を示す図表で、ａは正の位相、ｂは負の位相を
表わしている。後で詳しく述べるが、普通鋼の多
くが正の位相を示すのに対し、チタンは負の位相
になりやすい。 絞り圧延での角張りを抑制する場合、第３図に
ハツチングで示すロール接触面を矢視方向に投影
した時の投影形状の調整が有効なことが知られて
おり、普通鋼の場合は、このロール接触面の投影
形状が矩形状になるように、ロール孔型を設計し
ている。すなわち、普通鋼の絞り圧延では、ロー
ル矩形率（エツジ部接触長LE／グルーブ部接触
長LG）を１に近づけ、周方向で均等な外圧変形
を加えることにより、肉厚変形量を周方向で均等
にして角張りを抑えている。 この設計法は幾何学的に、全スタンドと当スタ
ンドとの孔型形状により接触面積を計算すること
が前提である。実際の接触面積は管が孔型に完全
に充満することはないので、設計の矩形率より小
さくなつている。この原因のひとつは、スタンド
間で管が引張りを受け外径が縮小するためであ
る。 チタンの場合は、前述したように、その変形異
方性のために、円周方向で変形しにくく、スタン
ド間で外径が縮小する割合が鋼に比べて小さい。
その結果、実際のロール孔型に対するホローシエ
ルの接触面の矩形率は普通鋼に比べ大きくなる。
このようなことから、普通鋼の正の位相を示す角
張り位相は、チタンでは負の位相になりやすい。
したがつて、ロール矩形率を１に近づける従来の
角張り対策は、チタンの場合は逆効果になる。 第４図は外径圧下率55％、ｔ／Ｄ＝17％で普通
鋼（Ｃ％＝0.2％）および純チタンからなるホロ
ーシエルを絞り圧延する時のロール矩形率と角張
り度との関係を示したグラフである。普通鋼の場
合は、ロール矩形率が0.8以上で20％近い正の角
張りが生じ、ロール矩形率が1.0でこの角張りは
10％未満に低下する。これに対し、純チタンで
は、負の角張りが生じ、その率はロール矩形率が
１に近づくほど増大する。 本発明者らの調査によると、チタンを絞り圧延
する場合の角張り抑制に有効なロール矩形率λ
は、第５図に示すように、ストレツチレデユーサ
仕上外径Ｄに対する肉厚ｔの比ｔ／Ｄに応じて変
化し、 ｔ／Ｄ＜10％のときλ≦0.7 10％≦ｔ／Ｄ＜15％のときλ≦0.8 15％≦ｔ／Ｄのときλ≦0.9 の範囲となる。この観点から、前述した実施例に
おいては、噛込みガイド用ロールと仕上定径用ロ
ールを除いて縮径圧延ロールについては、全てロ
ール矩形率が0.8となるようにロール孔型を設計
しており、これにより角張り度は絶対値で15％以
下に抑制された。なお、ロール矩形率の下限につ
いては内・外面性状に問題なく、絞り圧延を完了
させる観点から０以上、望ましくはｔ／Ｄ＜10％
のとき0.2以上、10％≦ｔ／Ｄ＜15％のとき0.3以
上、15≦ｔ／Ｄのとき0.4以上がよい。 絞り圧延後の角張りは、製品に致命的欠陥を与
えるわけではないが、これを抑制することによ
り、製品品質が一層向上することは言うまでもな
い。なお、角張り度は下式で示される値のことで
ある。 角張り度 ＝tnax−tnio／（Ｄ／２−tnio）×0.135×100（％） Ｄ：公称径 tinax：六角の一辺における最大肉厚 tinio：六角の一辺における最小肉厚
【化】
本発明のチタン継目無管の製造方法は、穿孔圧
延・延伸圧延・絞り圧延の連続製管プロセスでチ
タン継目無管を製造する際に、絞り圧延での品質
低下を抑え、熱間圧延仕上がりの製品に優れた品
質を与える。従つて、チタン継目無管の製造コス
ト低減に大きな効果を発揮する。
延・延伸圧延・絞り圧延の連続製管プロセスでチ
タン継目無管を製造する際に、絞り圧延での品質
低下を抑え、熱間圧延仕上がりの製品に優れた品
質を与える。従つて、チタン継目無管の製造コス
ト低減に大きな効果を発揮する。
第１図は純チタンの変形異方性を示すグラフ、
第２図は角張り位相の説明図、第３図はロール接
触面形状を示す斜視図、第４図はロール矩形率と
角張り率との関係を普通鋼および純チタンについ
て示したグラフ、第５図は角張り抑制に有効なロ
ール矩形率の範囲を示したグラフである。
第２図は角張り位相の説明図、第３図はロール接
触面形状を示す斜視図、第４図はロール矩形率と
角張り率との関係を普通鋼および純チタンについ
て示したグラフ、第５図は角張り抑制に有効なロ
ール矩形率の範囲を示したグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 純チタンまたはチタン合金からなる継目無管
を熱間で穿孔圧延、マンドレルミルによる延伸圧
延、ストレツチレデユーサによる絞り圧延の各工
程を経て連続的に製造する際に、延伸圧延で得ら
れたホローシエルを、圧延機入側温度が600〜
1100℃、外径圧下率が80％以下の条件で絞り圧延
し、その絞り圧延後のホローシエルを冷間加工す
ることなくそのまま製品となすことを特徴とする
チタン継目無管の製造方法。 ２ 前記絞り圧延において、圧延ロールのエツジ
部と材料管が接触する管軸方向の長さ（エツジ部
接触長LE）と、圧延ロールのグループ部と材料
管が接触する管軸方向の長さ（グループ部接触長
LG）との比で表されるロール矩形率λ（LE／LG）
を、仕上厚肉と仕上外径の比をｔ／Ｄとして、 ｔ／Ｄ＜10％のときλ≦0.7 10％≦ｔ／Ｄ＜15％のときλ≦0.8 15％≦ｔ／Ｄ＜のときλ≦0.9 とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のチタン継目無管の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31722788A JPH02160102A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | チタン継目無管の製造方法 |
| EP89311895A EP0369795B1 (en) | 1988-11-18 | 1989-11-16 | Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material |
| US07/437,273 US4991419A (en) | 1988-11-18 | 1989-11-16 | Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material |
| DE89311895T DE68909176T2 (de) | 1988-11-18 | 1989-11-16 | Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus Titan. |
| CA 2003244 CA2003244C (en) | 1988-11-18 | 1989-11-17 | Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31722788A JPH02160102A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | チタン継目無管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160102A JPH02160102A (ja) | 1990-06-20 |
| JPH0579401B2 true JPH0579401B2 (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=18085896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31722788A Granted JPH02160102A (ja) | 1988-11-18 | 1988-12-14 | チタン継目無管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02160102A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103668028B (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 张斌 | 一种钛及钛合金无缝管坯的制备方法 |
| WO2017047795A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 新日鐵住金株式会社 | チタン管成形ロール、チタン管成形装置およびチタン管の製造方法 |
| CN109622659A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-16 | 安徽宝泰特种材料有限公司 | 一种大口径tc4钛合金厚壁无缝管材的制造方法 |
| CN110369546B (zh) * | 2019-08-01 | 2020-11-27 | 四川三洲特种钢管有限公司 | 一种生产大口径钛合金热轧无缝管的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01197005A (ja) * | 1988-02-02 | 1989-08-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン継目無管の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP31722788A patent/JPH02160102A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01197005A (ja) * | 1988-02-02 | 1989-08-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン継目無管の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02160102A (ja) | 1990-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |