JPH0596306A

JPH0596306A - 継目無金属管の製造方法

Info

Publication number: JPH0596306A
Application number: JP28404991A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nagase; 豊永瀬
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】押出管をストレッチレデューサにより外径絞
り圧延して得られる継目無金属管の両管端部の厚肉化を
防ぐ。【構成】押出しに使用するマンドレル６０の両端部に
テーパ部６２および６４を設ける。テーパ部６２および
６４は、端面へ向かうに連れて外径が所定外径より徐々
に大きくされている。テーパ部６２および６４により押
出管８１の両管端部を減肉し、これで、ストレッチレデ
ューサによる外径絞り圧延での両管端部の増肉を吸収す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出しによって得た金
属管をストレッチレデューサにかけて製品寸法に仕上げ
る継目無金属管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユジーン・セジュルネ法に代表される押
出し製管法は、ステンレス鋼、高合金鋼といった難加工
性材料の製管に適する反面、多種多様な寸法の金属管
や、小径かつ薄肉の金属管の製造には適さない。すなわ
ち、押出管の横断面寸法は、ダイスの内径とマンドレル
の外径で決定されるので、多種多様な寸法の金属管を製
造するには、各寸法に対応する多種類の工具が必要にな
るため、工具コストが嵩み、また、小径かつ薄肉の金属
管を製造するには、押出比が大きくなって工具への負荷
を大きくするため、工具の変形を招いたり、押出荷重が
プレス容量を上回ることにより、押出そのものを不可能
にする場合があるからである。

【０００３】このような問題を解決するために、押出プ
レスの後にストレッチレデューサを設置して、押出管を
絞り圧延することが考えられる。ストレッチレデューサ
は、図５に示すように、８乃至２４基のスタンド１，１
…から構成されており、各スタンド１は、略半円状の孔
型を有する２乃至３個（図示例は３個）のロール２が、
金属管３の通過するパスライン回りに等角度（３ロール
の場合は１２０度）で配された構成となっている。一般
に、１基の孔型ロールスタンドで管の外径を絞ると、外
径減少率に応じて肉厚増加を生じるので、ストレッチレ
デューサでは、主としてロール回転数を下流側スタンド
ほど高めて、圧延中に各スタンド間で管に引張力を作用
させることにより、肉厚の増大を抑える工夫がなされて
いる。

【０００４】このようなストレッチレデューサを押出プ
レスの後に設置して、押出管の外径を絞ることにより、
特定寸法の押出管から種々の外径の金属管を得ることが
でき、押出プレスでは、最終製品の肉厚さえ確保すれば
よいことになる。従って、準備すべき工具の種類を大幅
に減らすことができる。また、同一寸法の製品を対象と
する場合に押出プレスでの押出比を押出プレス単独の場
合よりも低減させることが可能となるため、小径かつ薄
肉管の製造も容易となる。更に、加工度の一部が高能率
な圧延にシフトされることにより、製造プロセス全体と
しての能率向上も図られる。これらの結果、難加工性材
料も、極めて経済的に製管される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ストレ
ッチレデューサによる絞り圧延では、噛み込み時や尻抜
け時のように管が全スタンドに噛み込まれない過渡期に
おいては、管に作用する引張力が減少する。そのため、
圧延後の管の両端付近は、他の部分よりも厚肉となる。
その結果、最終製品の両管端部が公差外れとなり、切り
捨て対象となるため、歩留り低下を招く。この絞り圧延
での厚肉化は、押出管を対象する場合も例外でなく、特
に、この場合は、押出しでも押し残しによる歩留り低下
が避けられないこと、押出し素材として難加工性の高価
な材料が多く使用されることなどから、厚肉化による歩
留り低下は、とりわけ大きな負担となり、本プロセス普
及の大きな障害となることは明らかである。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、押出管をストレッチレデューサにより絞り圧延し
て、なおかつ製品両管端部の厚肉化を防ぐ継目無金属管
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の継目無金属管の
製造方法は、中空の金属素材を押出しによって押出管と
した後に、その押出管をストレッチレデューサによって
製品外径まで絞り圧延する継目無金属管の製造方法であ
って、ストレッチレデューサによる絞り圧延で生じる両
管端部分の厚肉化を相殺するべく、押出しに使用するマ
ンドレルの両端部近傍に外径が端面に向かって徐々に増
大するテーパー部を設けて、押出管の両管端部を薄肉化
することを特徴とする。

【０００８】

【作用】押出管の薄肉化された両管端部が、ストレッチ
レデューサによる絞り圧延において増肉されることによ
り、製品管は全長にわたって均一な肉厚とされる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は押出工程の初期を示す縦断側面図、図２は
押出工程の中期を示す縦断側面図、図３は押出工程の後
期を示す縦断側面図である。

【００１０】１０は押出しに使用するダイス、２０はダ
イホルダ、２１はダイバッカー、３０はコンテナ、４０
はダミーブロック、５０はステム、６０はマンドレル、
７０はマンドレル６０を支持するロッド、８０は素材と
しての中空ビレット、９０は潤滑用のガラスディスクで
ある。

【００１１】ダイス１０は、コンテナ３０の押出方向前
面側に固定され、コンテナ３０の側から順番にアプロー
チ部１１、ベアリング部１２、逃げ部１３を有する。

【００１２】マンドレル６０は、先端部および終端部
に、中間の所定外径部６３より外径が大きい大径部６１
および６５を有する。先端大径部６１と所定外径部６３
との間には、先端へ向かって外径が漸増する先端テーパ
部６２が設けられており、所定外径部６３と後端大径部
６５との間には、終端へ向かって外径が漸増する終端テ
ープ部６４が設けられている。先端テーパ部６２の始点
Ｍ_aから終端大径部６５の終点Ｍ_eまでの長さは、ダイ
ス１０の逃げ部１３を除く厚みと、中空ビレット８０の
長さと、ガラスディスク９０の厚みの合計に大略一致し
ている。

【００１３】押出しの際には、まず、コンテナ３０の内
部にガラスディスク９０と、加熱された中空ビレット８
０とを装入する。次いで、マンドレル６０を挿入し、更
に、コンテナ３０内にダミーブロック４０を介してステ
ム５０を押し込み、ステム５０およびマンドレル６０を
同期して前進させる。この前進により、まず、コンテナ
３０内に中空ビレット８０が充満し、このアプセットの
後、ダイス１０とマンドレル６０との間から管８１が押
し出される。アプセット終了時点、即ち押出開始時点に
おいては、ダイス１０のベアリング部終点Ｄ_bにマンド
レル６０の先端テーパ部始点Ｍ_aがほぼ一致される。

【００１４】これにより、押出初期においては、ダイス
１０と先端テーパ部６２との間から管８１が押し出され
る。従って、管８１の先端部は、先端で最も薄く、先端
から離れるに連れて徐々に厚くなり、ダイス１０のベア
リング部１２内を先端テーパ部６２が通過し終えた時点
で所定肉厚となる。なお、この先端部は、先端大径部６
１を通過するので、内径は、先端大径部６１の外径に対
応する一定の寸法となる。

【００１５】ダイス１０のベアリング部１２内を先端テ
ーパ部６２が通過すると、所定外径部６３による正規の
押出しが開始される。この押出しは、ベアリング部１２
内に後端テーパ部６４が進入し始めるまで続き、この間
に得られる管８１は所定肉厚となる。なお、この間も、
管８１は先端大径部６１で押し拡げられるので、内径は
一定に維持される。

【００１６】ベアリング部１２内に後端テーパ部６４が
進入すると、押し出される管８１は再び徐々に薄肉とな
る。従って、押出終期に得られる管８１の終端部は、そ
の端面に向かって徐々に薄肉となる。この終端部も、先
端大径部６１を通過することにより、内径が一定とされ
る。

【００１７】かくして、先端部および終端部が各端面に
向かってテーパ状に薄肉化された押出管８１が得られ
る。そして、その押出管８１が、ストレッチレデューサ
にかけられて、所定の外径に仕上げられる。

【００１８】ここで、マンドレル６０の各部寸法につい
て説明する。

【００１９】所定外径部６３の外径ｄ_cは、ダイス１０
のベアリング部内径をｄ_o、最終製品の目標肉厚をｔと
すれば、ｄ_c≒ｄ_o−２ｔとなり、正確には、押出管８
１の冷却による熱収縮、外径絞り圧延における肉厚変化
等を考慮して決められる。テーパ部６２および６４の寸
法については、外径絞り圧延で両管端部に生じる厚肉化
を相殺するのに必要な薄肉部が押出管８１の両管端部に
形成されるように決められ、先端テーパ部始点Ｍ_aの外
径ｄ_aおよび終端テーパ部終点Ｍ_dの外径ｄ_eは、外径
絞り圧延における両管端増肉部の最大肉厚をそれぞれｔ
₁，ｔ₂として、ｄ_a≒ｄ_c＋２（ｔ₁−ｔ）、ｄ_e≒
ｄ_c＋２（ｔ₂−ｔ）とされる。テーパ部６２および６
４の各長さＬ_b，Ｌ_dについては、外径絞り圧延におけ
る両管端増肉部の長さをＬ₁，Ｌ₂、また、押出比をρ
₁、外径絞り圧延での延伸比（圧延前後の管断面類比）
をρ₂として、Ｌ_b≒Ｌ₁／（ρ₁・ρ₂）、Ｌ_d≒Ｌ
₂／（ρ₁・ρ₂）とされる。ただし、押出初期および
後期には、押出管の肉厚が減少されるので、厳密には押
出比が変化し、この変化を考慮する必要がある。

【００２０】このようなマンドレル６０を使用して得ら
れた押出管８１は、ストレッチレデューサによる外径絞
り圧延において、両管端部が増肉されるが、その増肉が
両管端部の薄肉化により吸収され、全長にわたって均一
な肉厚の製品管とされる。従って、製品管の両管端部に
公差外れは生じず、その切り捨てによる歩留り低下が防
止される。なお、押出管８１には、必要に応じて外径絞
り圧延の前に加熱が行われる。

【００２１】次に、本発明の実施結果について説明す
る。

【００２２】外径３１５ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１０
００ｍｍのＳＵＳ３０４からなる中空ビレットを加熱
し、竪プレスによって外径３３０ｍｍ、内径１５０ｍ
ｍ、長さ約１１４０ｍｍのホロービレットとした後、こ
れを目標外径１５８ｍｍ、目標肉厚６ｍｍで、長さ２6.
４ｍの管に押出し、更に、その押出管を１０００℃に再
加熱してストレッチレデューサにより目標外径７３ｍｍ
で絞り圧延して長さ６０ｍの製品管に仕上げた。

【００２３】押出しに使用したダイスのベアリング部内
径ｄ_Oは１５８ｍｍ、マンドレルの寸法は、Ｌ_a＝１１
０ｍｍ、Ｌ_b＝４７ｍｍ、Ｌ_c＝１０６０ｍｍ、Ｌ_d＝
３８ｍｍ、Ｌ_e＝４５ｍｍ、ｄ_a＝１５１ｍｍ、ｄ_c＝
１４６ｍｍ、ｄ_e＝１５１ｍｍとした。比較のために、
外径一定のマンドレル（外径１４６ｍｍ×長さ１３００
ｍｍ）も使用した。

【００２４】それぞれのマンドレルにつき、各５本の製
管を行い、冷却後、各管の両端部３ｍの部分に対して肉
厚測定を実施した。そして、公差を目標肉厚６ｍｍの±
１０％として、公差はずれとなる長さの総和を求めたと
ころ、比較用の全長同一外径のマンドレルを使用した場
合は平均で1.９ｍであったが、本発明実施の場合は、公
差はずれの部分は認められなかった。図４に調査結果の
一例を示す。比較例では製品管の両管端にそれぞれ１ｍ
ほどの公差はずれの部分が生じているが、本発明例で
は、製品管の全長にわたって肉厚が公差内に収まってい
る。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の継目無金属管の製造方法は、押出しによって得た金属
管をストレッチレデューサにかけて製品寸法に仕上げる
プロセスで問題となる製品両管端部の厚肉化を防ぎ、製
品の全長にわたって目標肉厚を確保し得る。従って、両
管端部の切り捨てがなくなり、歩留りが改善されること
により、本プロセス普及に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法における押出し工程初期を示す縦断側
面図である。

【図２】本発明法における押出し工程中期を示す縦断側
面図である。

【図３】本発明法における押出し工程終期を示す縦断面
図である。

【図４】製品両管端部の管軸方向の肉厚分布を本発明法
と比較法とについて示すグラフである。

【図５】ストレッチレデューサの斜視図である。

【符号の説明】

１０ダイス６０マンドレル６２，６４テーパ部８０中空ビレット８１押出管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空の金属素材を押出しによって押出管
とした後に、その押出管をストレッチレデューサによっ
て製品外径まで絞り圧延する継目無金属管の製造方法で
あって、ストレッチレデューサによる絞り圧延で生じる
両管端部分の厚肉化を相殺するべく、押出しに使用する
マンドレルの両端部近傍に外径が端面に向かって徐々に
増大するテーパー部を設けて、押出管の両管端部を薄肉
化することを特徴とする継目無金属管の製造方法。