JPH0618662B2 - 金属管材の内面処理方法 - Google Patents

金属管材の内面処理方法

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JPH0618662B2
JPH0618662B2 JP59063056A JP6305684A JPH0618662B2 JP H0618662 B2 JPH0618662 B2 JP H0618662B2 JP 59063056 A JP59063056 A JP 59063056A JP 6305684 A JP6305684 A JP 6305684A JP H0618662 B2 JPH0618662 B2 JP H0618662B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の背景と目的] この発明は各種の金属管材の内面を異種金属で被覆する
ための処理方法に関するものである。
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ッ
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ットの製造工程、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、
引抜成形が困難となる等の欠点がある。
(2)内面メッキ方法 この方法は管内面に被覆すべき金属のメッキ液を流して
管内面に電気メッ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ッキ液濃度の管
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)溶接方法 この方法は、管材と被覆材をクラッ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、管内面の均一な被覆層が得られない等の欠点があ
る。
本発明の目的は前記した従来技術の欠点を解消し、長尺
の管材の内表面に異種金属を被覆することのできる、工
業生産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、溝付プラグと塗布用プラグをロッドを介して
連結させた連結プラグを用い、溝付プラグで金属管材の
内面に管軸方向に連続した溝又は突起を形成する一方、
塗布用プラグにより管材の内面に管材より低融点の金属
の粉粒体とフラックス作用を有する液状又はペースト状
の物質とを混合したものを塗布した後、得られた管材を
前記金属粉粒体の融点以上の温度で加熱して前記金属粉
粒体を溶融させる工程を含む方法を採用した。
本発明では、被覆用の金属粉粒体とフラックス作用を有
する物質との混合物を塗布するに先立って管材の内面に
溝又は突起が形成される。この場合、管材内面の溝又は
突起は、管内面への前記混合物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や被覆金属の偏り
を改善するのに有効に作用するが、その形状、分布等は
特に限定されるものではない。溝の大きさは深さ0.01〜
3mm、幅0.05〜10mm程度が望ましい。この溝又は突起
は、その大きさや塗布される混合物の層の厚さ等にもよ
るが、それが大きく、混合物の層が薄いような場合、溝
又は突起の名残りが、得られた管材の内面に浅い凹みや
高さの低い隆起部となって出現する。
金属管材料として、Cu、Al、Ti、Mg、及びこれらの中の
1種を主成分とする合金、鉄鋼、ステンレスを対象とす
ると、被覆材として実用上有効な金属は、Sn、Pb、Zn、
Al、Ni、Ag、Au、Cuに限定される。しかしこれらの中の
1種又は2種以上の成分の合計が50%以上含有されてい
れば、実用上内面被覆の効果を発揮するので、合金の形
で使用することもできる。
このような金属粉粒体と混合する液状又はペースト状の
物質は、ろう付作業に用いられるフラックス[例えば、
(株)産報発行の「ろう接便覧」(昭和42年11月1
5日初版発行)を参照]のように、金属粉粒体を金属管
内に塗布する際の粘着剤として働くほか、酸化皮膜等を
除去し、管材内面と溶融金属との濡れ性を促進する機
能、いわゆるフラックス作用を有するものが使用され
る。
そのような物質は、金属管材と被覆金属の組合せによっ
て異なるが、ろう付用のフラックス(溶剤)の例で示す
と、例えば、銅管の内面にSn、Zn等を被覆したり、鋼管
の内面にZnを被覆するような場合、塩化亜鉛、塩化アン
モニウム及び水を主成分とするフラックスが使用でき
る。また、銅管、鋼管の内面にAl−Si合金を被覆した
り、アルミ管の内面にZnを被覆するような場合、硼弗化
亜鉛、硼弗化アンモニウム及びトリエタノールアミンを
主成分とするアルミろう付用のフラックスを用いること
ができる。
内面溝付用の溝付プラグと混合物塗布用の塗布用プラグ
は、ロッドで連結して用いられるが、この連結プラグが
溝付プラグをフローティング方式としてもよいし、溝付
プラグを固定式としてもよい。より長尺な管材を加工す
る上では前者が有効である。
この連結プラグにおける塗布用プラグは複数であっても
よい。また塗布用プラグの位置で管材の肉厚や外径を減
少させるようにしてもよい。
加熱温度の上限は、理論的には管材の融点以下であれば
よいが、実用的には管材の融点より50℃程度低い温度以
下であることが望ましい。
加熱雰囲気としては、大気、N2、CO2、CO、H2
Arガス等が有効である。大気以外の雰囲気の場合、前
記ガス成分の中の1種又は2種以上が50%以上含有され
ていれば実用上有効である。
前記のような条件下で加熱処理すれば、粉粒体を構成す
る金属が溶融して管材の内面に被覆層が形成されると共
に、一部被覆金属の拡散層も生成する。拡散を促進し表
面層の合金化をより進めるためには別途加熱工程を付加
することが有効である。
[発明の実施例] 以下、本発明の実施例を説明する。
第1図は金属管1の内面に、液状フラックスと金属粉粒
体との混合物4の薄い層7を塗布する場合の例を示し、
金属管1は定位置に固定されたダイス3を通して矢印の
方向へ引抜かれる。この場合、ダイス3部の管内には表
面に多数の浅い溝を設けた溝付プラグ2が配置されてい
るので、金属管1は減面加工されると同時にその内面に
溝付プラグ2の外形が転写され、内面に多数の連続した
浅い溝が形成される。
プラグ2の先端には、加工された管材11の内径よりも外
径の小さい塗布用プラグ5がロッド8を介して連結され
ており、2つのプラグ2と5の間に塗布しようとする混
合物4が置かれる。この混合物4は管材1の移動と共に
前方へ運ばれるが、その多くは加工された溝付金属管11
と塗布用プラグ5によってしごかれて後方に残る。混合
物の薄い層7の厚さは塗布用プラグ5を選定することに
よって調整することができる。
第2図は塗布方法の別な例を示している。この例の場
合、塗布用プラグ51が位置する部位の外周にもダイス31
を配置し、溝付プラグ2とダイス3で加工された溝付金
属管11を、ダイス31と塗布用プラグ51とで更に減面加工
しながらその内面に混合物4を塗布するようにしてい
る。この場合、混合物4は金属管11の内面の溝を満た
し、金属管6の内面に混合物の薄い層7を形成すること
ができる。
第3図は塗布方法の別の例を示すもので、塗布用プラグ
を2個使用し、塗布用プラグ511で混合物2の層を一度
比較的厚く塗布し、次の塗布用プラグ5で所定厚さに調
節するようにしている。
溝付プラグ2の断面形状は、第4図(a)、(b)、(c)に示
すような形状が考えられ、これらによって第5図に示す
ような断面形状の溝12をもった金属管11が得られるが、
溝12の断面形状はこれらに限定されるものではない。
以上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1の融点以下の温度で所定時間加熱し
た後冷却される。この熱処理により、薄い層7に混入し
ていたフラックスの作用で管内表面の酸化皮膜等が除去
され、管内表面と溶融した金属との濡れ性が促進されて
管内表面全域に金属の被覆層が形成されるが、金属管6
の内面には溝12が形成されているため、内面に対する被
覆金属の濡れ性が助長され、被覆金属の極端な偏りが防
止される。溝12の深さに比べ混合物の層7が薄い場
合、得られた管材の内面には溝12の名残りが浅い凹み
となって出現することになる。
次に具体例を説明する。
実施例1 外径12.7mm、肉厚0.64mmの銅管の内面にSnを被覆するた
め、表面の長手方向に連続する深さ0.15mmの溝を20本設
けた溝付プラグと外径8.3mmの塗布用プラグからなる連
結プラグと、銅の半田付に用いられるフラックス(主成
分:塩化亜鉛、塩化アンモニウム及び水)と平均粒径が
105μm以下のSnの粉末を3対7の割合で混合してペー
スト状にした混合物を用意し、それを第1図に示すよう
な配置関係に置き、銅管をダイス3により外径9.52mm、
内径8.5mmに加工して内面に溝を形成しながら、その内
面に前記混合物を塗布することにより、銅管内面に厚さ
0.05〜0.2mmの混合物の層が形成された。その後、この
銅管を260℃で10分間加熱して冷却した結果、内面に横
断面で厚さ0.03〜0.1mmのSn層をもった銅管が得られ
た。
実施例2 実施例1と同様の銅管、混合物、溝付プラグ、ダイスを
用い、第2図に示すように内面に溝加工を施し、引続き
塗布用プラグ51とダイス31を用いて外径を9.2mm、内径
8.5mmに加工すると同時に、内面に混合物を塗布するこ
とにより、銅管の内面に厚さ0.03〜0.1mmの混合物の層
が形成された。この銅管を実施例1と同様に熱処理する
ことで、内面に横断面で厚さ0.02〜0.07mmのSn層をもっ
た銅管が得られた。
実施例3 塗布用プラグとして表面に長手方向に連続する深さ0.15
mmの溝を30本設けた外径8.3mmのものを用いた以外は実
施例1と同じ条件で加工と熱処理を行った結果、内面に
横断面で厚さ0.05〜0.1mmのSn層をもった銅管が得られ
た。
実施例4 溝付プラグの溝数を60本にした以外は実施例1と同じ条
件で加工と熱処理を行った結果、内面に横断面で厚さ0.
07〜0.1mmのSn層をもった銅管が得られた。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明は管材の内面に
溝を形成しながらフラッ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た後、加熱処理する方法である
から、内面被覆層の偏りが少ない金属管材を簡単な装置
で連続的に製造でき、長尺物の加工も容易である。ま
た、混合物を変えだけで内面の被覆層の種類を変えるこ
とができ、少量多品種の生産にも適している。また、金
属管材の寸法に制限がないので、特に細管への被覆は有
利性が大きい等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は夫々混合物を塗布する方法の例を
示す説明図、第4図は溝付プラグの横断面における溝形
状の例を示す図、第5図は溝付プラグにより形成された
溝形状の例を示す図である。 1及び6……金属管、2……溝付プラグ、 3及び31……ダイス、4……混合物、 5、51、511及び10……塗布用プラグ、 7……混合物の薄い層、8……連結用ロッド、 11……溝付金属管、12……内面の溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 登 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社金属研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−112910(JP,A) 実開 昭58−107209(JP,U) 特公 昭55−6499(JP,B1) 特公 昭53−46769(JP,B1)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属管材の内表面を管材より低融点の金属
    で被覆する方法であって、前記管材(1)内に、溝付プ
    ラグ(2)と塗布用プラグ(5、51、511)がロッド
    (8)を介して連結された連結プラグと、前記金属の粉
    粒体とフラッ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(4)を入れ、前記管材(1)と連結プラ
    グを相対的に移動させることにより、前記溝付プラグ
    (2)で前記金属管材(1)の内面に管軸方向に連続し
    た複数の溝(12)又は突起を形成し、引続き前記塗布用
    プラグ(5、51、511)で管材(11)の内面に前記混合
    物(4)を塗布する工程と、前記混合物(4)が内面に
    塗布された管材(6)を前記粉粒体の融点以上の温度に
    加熱して前記粉粒体を溶融させる工程を含むことを特徴
    とする金属管材の内面処理方法。
  2. 【請求項2】前記第1項記載の方法において、塗布用プ
    ラグ(51)の位置で管材を減面加工することを特徴とす
    る方法。
  3. 【請求項3】前記第1項又は第2項記載の方法におい
    て、金属管材が、Cu、Al、Fe、Ti及びこれらの中の1種
    を主成分とする合金であることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】前記第1項ないし第3項の何れかに記載の
    方法において、低融点金属が、Sn、Pb、Zn、Ni、Al、A
    g、Au、Cu及びこれらの中の1種又は2種以上を主成分
    とする合金であることを特徴とする方法。
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