JPH07124667A - 耐摩耗鋳鋼曲管の製造方法 - Google Patents
耐摩耗鋳鋼曲管の製造方法Info
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- JPH07124667A JPH07124667A JP5273296A JP27329693A JPH07124667A JP H07124667 A JPH07124667 A JP H07124667A JP 5273296 A JP5273296 A JP 5273296A JP 27329693 A JP27329693 A JP 27329693A JP H07124667 A JPH07124667 A JP H07124667A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管を素管とし
て高周波曲げ加工により曲管を製造する。 【構成】 遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管を焼ならし
処理をした後、高周波加熱下に、管温：800〜900℃、加
工速度：0.5〜１mm／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ以上、加
工冷却：0.3℃／秒〜2.7℃／秒の空冷の条件下で曲げ加
工を行ない、曲げ加工後、焼入れ及び焼戻し処理を行な
う。
て高周波曲げ加工により曲管を製造する。 【構成】 遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管を焼ならし
処理をした後、高周波加熱下に、管温：800〜900℃、加
工速度：0.5〜１mm／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ以上、加
工冷却：0.3℃／秒〜2.7℃／秒の空冷の条件下で曲げ加
工を行ない、曲げ加工後、焼入れ及び焼戻し処理を行な
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心力鋳造された耐摩
耗鋳鋼直管を素管として高周波曲げ加工により曲管を製
造する方法に関する。
耗鋳鋼直管を素管として高周波曲げ加工により曲管を製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】遠心力鋳造された直管を高周波曲げ加工
に付して、エルボウ、Ｕ字管、その他の曲管を製造する
ことは、普通炭素鋼等の加工性のよい鋼管の曲げ加工法
として広く実施されている。
に付して、エルボウ、Ｕ字管、その他の曲管を製造する
ことは、普通炭素鋼等の加工性のよい鋼管の曲げ加工法
として広く実施されている。
【０００３】ところが、耐摩耗鋳鋼の遠心力鋳造直管を
曲管とすべく高周波曲げ加工を加えると、曲管の背側
(テンション側)に亀裂が生じ、健全な曲管を得ることが
できない。これは耐摩耗鋳鋼管がマルテンサイトの析出
した金属組織を有し、硬くて脆いからであり、また高周
波曲げ加工における管体の加熱・冷却が急熱・急冷であ
ること、及び管体の曲げ加工部分の断面口径の楕円化防
止のために、水冷が施されていること等も、割れを誘発
する要因として作用している。
曲管とすべく高周波曲げ加工を加えると、曲管の背側
(テンション側)に亀裂が生じ、健全な曲管を得ることが
できない。これは耐摩耗鋳鋼管がマルテンサイトの析出
した金属組織を有し、硬くて脆いからであり、また高周
波曲げ加工における管体の加熱・冷却が急熱・急冷であ
ること、及び管体の曲げ加工部分の断面口径の楕円化防
止のために、水冷が施されていること等も、割れを誘発
する要因として作用している。
【０００４】そこで出願人は以前、遠心力鋳造された耐
摩耗鋳鋼直管の内外面に機械加工を加えて素管とし、高
周波加熱下に、管温：800〜900℃、加工速度：0.5〜１m
m／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ以上、加工冷却：放冷、の
条件下に曲げ加工を行なうことにより、割れ等の欠陥を
生じることなく耐摩耗鋳鋼曲管を製造することを提案し
た(特願昭６２−９４０８６号)。
摩耗鋳鋼直管の内外面に機械加工を加えて素管とし、高
周波加熱下に、管温：800〜900℃、加工速度：0.5〜１m
m／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ以上、加工冷却：放冷、の
条件下に曲げ加工を行なうことにより、割れ等の欠陥を
生じることなく耐摩耗鋳鋼曲管を製造することを提案し
た(特願昭６２−９４０８６号)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記耐摩耗鋳
鋼曲り管の製造方法は、遠心鋳造管の特徴である管内面
の耐摩耗特性を低下する問題がある。即ち素管として用
いられる遠心鋳造管は、内面側に製造時に作用する遠心
力により炭素量が多くなり、他の部位よりも硬度が高く
なる特性があり、一般に同じ成分であれば、硬度が高い
ほど耐摩耗性は良いとされている。
鋼曲り管の製造方法は、遠心鋳造管の特徴である管内面
の耐摩耗特性を低下する問題がある。即ち素管として用
いられる遠心鋳造管は、内面側に製造時に作用する遠心
力により炭素量が多くなり、他の部位よりも硬度が高く
なる特性があり、一般に同じ成分であれば、硬度が高い
ほど耐摩耗性は良いとされている。
【０００６】然るに、この硬度の高い内面を機械加工に
よって除去するため、耐摩耗性を低下することとなるの
である。又、高周波曲げの際の冷却を放冷とすると、変
形が大きくなって楕円となり曲管を、ゴミ、土砂等を輸
送する輸送管の一部に使用する場合、輸送効率が低下す
る問題があった。本発明は上記に鑑みてなされたもので
あり、遠心力鋳造直管を素管として高周波曲げ加工法に
より、割れ等の欠陥を生じることなく、耐摩耗鋳鋼曲管
を製造することを可能としたものである。
よって除去するため、耐摩耗性を低下することとなるの
である。又、高周波曲げの際の冷却を放冷とすると、変
形が大きくなって楕円となり曲管を、ゴミ、土砂等を輸
送する輸送管の一部に使用する場合、輸送効率が低下す
る問題があった。本発明は上記に鑑みてなされたもので
あり、遠心力鋳造直管を素管として高周波曲げ加工法に
より、割れ等の欠陥を生じることなく、耐摩耗鋳鋼曲管
を製造することを可能としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐摩耗鋳鋼
曲管の製造方法は、遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管を
焼ならし処理をした後、高周波加熱下に、管温：800〜9
00℃、加工速度：0.5〜１mm／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ
以上、加工冷却：0.3℃／秒〜2.7℃／秒の空冷の条件下
で曲げ加工を行ない、曲げ加工後、焼入れ及び焼戻し処
理を行なうことを特徴とする。
曲管の製造方法は、遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管を
焼ならし処理をした後、高周波加熱下に、管温：800〜9
00℃、加工速度：0.5〜１mm／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ
以上、加工冷却：0.3℃／秒〜2.7℃／秒の空冷の条件下
で曲げ加工を行ない、曲げ加工後、焼入れ及び焼戻し処
理を行なうことを特徴とする。
【０００８】
【作用及び効果】本発明方法によれば、任意の曲げ角度
を有する曲管、例えばエルボウ、Ｕ字管等を製造でき
る。以下、本発明方法について詳しく説明する。
を有する曲管、例えばエルボウ、Ｕ字管等を製造でき
る。以下、本発明方法について詳しく説明する。
【０００９】
【実施例】遠心力鋳造により製管された耐摩耗鋳鋼直管
を素管とする。その管材の代表的組織は、Ｃ：0.25〜0.
30％、Ｓｉ：0.2〜0.5％、Ｍｎ：0.7〜1.1％、Ｃｒ：0.
6〜0.８％、Ｎｉ：0.4〜0.6％、Ｍｏ：0.2〜0.4％、
Ｐ：0.03以下、Ｓ：0.02以下、残部実質的にＦｅからな
る。
を素管とする。その管材の代表的組織は、Ｃ：0.25〜0.
30％、Ｓｉ：0.2〜0.5％、Ｍｎ：0.7〜1.1％、Ｃｒ：0.
6〜0.８％、Ｎｉ：0.4〜0.6％、Ｍｏ：0.2〜0.4％、
Ｐ：0.03以下、Ｓ：0.02以下、残部実質的にＦｅからな
る。
【００１０】遠心力鋳造直管は、高周波曲げ加工に先立
って、前処理として焼ならし処理に付される。焼ならし
処理を行なうのは、鋼の組織を常態化してその後の曲げ
加工時に管体に生じる応力を分散させることにより、応
力集中とそれに因る割れの発生を未然に防止するためで
ある。その焼ならし処理は、Ａc3またはＡcm変態点より
３０〜５０℃以上に加熱した後、静かな大気中で冷却す
ることにより達成される。
って、前処理として焼ならし処理に付される。焼ならし
処理を行なうのは、鋼の組織を常態化してその後の曲げ
加工時に管体に生じる応力を分散させることにより、応
力集中とそれに因る割れの発生を未然に防止するためで
ある。その焼ならし処理は、Ａc3またはＡcm変態点より
３０〜５０℃以上に加熱した後、静かな大気中で冷却す
ることにより達成される。
【００１１】焼ならし処理後、高周波加熱コイルによる
加熱下に曲げ加工を行なう。その曲げ加工における管体
の加工温度は重要である。図１は、耐摩耗鋳鋼の引張り
特性と温度との関係を示している。供試材組成は、前記
管材の代表組織を満足している。図示のとおり、800〜9
00℃の温度域において最も良好な延性を示す。よって、
本発明では、その曲げ加工を800〜900℃で行なうことと
する。
加熱下に曲げ加工を行なう。その曲げ加工における管体
の加工温度は重要である。図１は、耐摩耗鋳鋼の引張り
特性と温度との関係を示している。供試材組成は、前記
管材の代表組織を満足している。図示のとおり、800〜9
00℃の温度域において最も良好な延性を示す。よって、
本発明では、その曲げ加工を800〜900℃で行なうことと
する。
【００１２】更に、その曲げ加工においては、加工温度
と共に加工速度が重要な因子である。それというのは、
他の条件が適切であっても、加工速度が速すぎると、管
体に割れが発生し、逆に遅すぎると、曲げ部の管口径が
楕円化してしまうからである。詳細な実験の結果、本発
明者は、最適な加工速度が、0.5〜１mm／秒であること
を見出した。よって、本発明は0.5〜１mm／秒の加工速
度を以て曲げ加工を行なうこととした。尚、その加工速
度は引張り側と圧縮側との中間位、即ち管軸線上におけ
るそれを意味している。
と共に加工速度が重要な因子である。それというのは、
他の条件が適切であっても、加工速度が速すぎると、管
体に割れが発生し、逆に遅すぎると、曲げ部の管口径が
楕円化してしまうからである。詳細な実験の結果、本発
明者は、最適な加工速度が、0.5〜１mm／秒であること
を見出した。よって、本発明は0.5〜１mm／秒の加工速
度を以て曲げ加工を行なうこととした。尚、その加工速
度は引張り側と圧縮側との中間位、即ち管軸線上におけ
るそれを意味している。
【００１３】又、本発明は管体の曲げ加工部の曲率半径
(Ｒ)を管体の外形(Ｄ)の２倍以上、すなわち、Ｒ≧２Ｄ
とする。曲率半径(Ｒ)がそれより小さい強曲げ加工を行
なうと、管体の背側(引張り側)に微細な亀裂が生じやす
いからである。曲げ加工部の曲げ角度は任意であり、Ｕ
字曲げも可能である。
(Ｒ)を管体の外形(Ｄ)の２倍以上、すなわち、Ｒ≧２Ｄ
とする。曲率半径(Ｒ)がそれより小さい強曲げ加工を行
なうと、管体の背側(引張り側)に微細な亀裂が生じやす
いからである。曲げ加工部の曲げ角度は任意であり、Ｕ
字曲げも可能である。
【００１４】曲げ加工は、曲げ加工を加えようとする所
定の領域(管軸方向の所定の軸長領域)の一端側から他端
側に向って、例えば図３における、の位置(加工開始
点)からの位置(加工終了点)に向って管軸に沿って行
なわれる。その加工開始点から終了点に至るまでの領域
において、各部分は所定の加工が加えられると共に順次
冷却される。その冷却を本明細書では加工冷却と称す
る。
定の領域(管軸方向の所定の軸長領域)の一端側から他端
側に向って、例えば図３における、の位置(加工開始
点)からの位置(加工終了点)に向って管軸に沿って行
なわれる。その加工開始点から終了点に至るまでの領域
において、各部分は所定の加工が加えられると共に順次
冷却される。その冷却を本明細書では加工冷却と称す
る。
【００１５】上記加工冷却過程の冷却速度は本発明の最
も特徴とする部分である。本発明は、加工温度(800〜90
0℃)から空冷により0.3℃／秒〜2.7℃／秒の冷却速度で
冷却する。曲げ加工後空冷された管体(曲管)はマルテン
サイトの析出が回避され、比較的延性のよいフェライト
とパーライトの混合組織となること、及び熱歪みが抑制
されること等により、冷却過程での割れ発生が効果的に
回避される。
も特徴とする部分である。本発明は、加工温度(800〜90
0℃)から空冷により0.3℃／秒〜2.7℃／秒の冷却速度で
冷却する。曲げ加工後空冷された管体(曲管)はマルテン
サイトの析出が回避され、比較的延性のよいフェライト
とパーライトの混合組織となること、及び熱歪みが抑制
されること等により、冷却過程での割れ発生が効果的に
回避される。
【００１６】加工冷却された後の管体(曲管)は、ついで
調質のための焼入れ及び焼戻し処理に付される。その焼
入れ処理は、好ましくは、930℃±10℃に加熱保持した
後水冷することにより行なわれ、また焼戻し処理は、50
0℃±10℃に加熱保持した後、空冷することにより好適
に達成される。この熱処理により、曲管は、均質なマル
テンサイト組織となり、高硬度・高耐摩耗性と良好な機
械的諸性質を兼ね備えたものとなる。
調質のための焼入れ及び焼戻し処理に付される。その焼
入れ処理は、好ましくは、930℃±10℃に加熱保持した
後水冷することにより行なわれ、また焼戻し処理は、50
0℃±10℃に加熱保持した後、空冷することにより好適
に達成される。この熱処理により、曲管は、均質なマル
テンサイト組織となり、高硬度・高耐摩耗性と良好な機
械的諸性質を兼ね備えたものとなる。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１は、遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管
の高周波曲げ加工試験結果を示している。試番Ｎo.１及
びＮo.２は、本発明に規定する条件を満たした曲げ加工
の例であり、Ｎo.３は、曲げ加工前の素管に対する焼な
らし処理を省略し、かつ加工冷却を空冷でなく、放冷に
より0.2℃／秒以下の冷却速度で冷却を行なった例、Ｎ
o.４は加工冷却を強制空冷により2.7／℃／秒以上の冷
却速度で冷却を行なった例である。供試管材は前記管材
の代表的組織を満たしている。管サイズは外径318.5
φ、肉厚50t(mm)であり、曲げ加工における曲げ部の曲
率半径(Ｒ)は６Ｄ(1800mmＲ)、曲げ角度を90℃とした。
の高周波曲げ加工試験結果を示している。試番Ｎo.１及
びＮo.２は、本発明に規定する条件を満たした曲げ加工
の例であり、Ｎo.３は、曲げ加工前の素管に対する焼な
らし処理を省略し、かつ加工冷却を空冷でなく、放冷に
より0.2℃／秒以下の冷却速度で冷却を行なった例、Ｎ
o.４は加工冷却を強制空冷により2.7／℃／秒以上の冷
却速度で冷却を行なった例である。供試管材は前記管材
の代表的組織を満たしている。管サイズは外径318.5
φ、肉厚50t(mm)であり、曲げ加工における曲げ部の曲
率半径(Ｒ)は６Ｄ(1800mmＲ)、曲げ角度を90℃とした。
【００１９】表１に示したように、本発明の条件を満た
しているＮo.１及びＮo.２は、割れを生じることなく、
所定の曲げ加工を達成している。他方、曲げ加工前の焼
ならし処理を省略し、かつ加工冷却を放冷により行なっ
たＮo.３は、管の変形が大きく楕円状となった。又、焼
ならし処理を行なっているが、加工冷却を強制空冷によ
って本発明より早くしたＮo.４は微細な亀裂が発生し
た。
しているＮo.１及びＮo.２は、割れを生じることなく、
所定の曲げ加工を達成している。他方、曲げ加工前の焼
ならし処理を省略し、かつ加工冷却を放冷により行なっ
たＮo.３は、管の変形が大きく楕円状となった。又、焼
ならし処理を行なっているが、加工冷却を強制空冷によ
って本発明より早くしたＮo.４は微細な亀裂が発生し
た。
【００２０】図５は、表１のＮo．１で得られた曲管の
外径、楕円度、周長、肉厚の測定結果を示している。測
定位置は図３に示すように、〜の７ヵ所である。
「外径」のＴＣとは、図４に示す如く、管軸を通り引張
り側(Ｔ)と圧縮側(Ｃ)を通る方向の外径、ＮＮ′とは管
軸を通りＴＣ方向と直交する方向の外径である。「楕円
度」は、 (外径ＮＮ´−外径ＴＣ)／外径(曲げ前の寸法)×１００
(％)である。図５に示したように、本発明方法により製
造される曲管は、管径・肉厚・楕円度が良好な寸法精度
を有している。
外径、楕円度、周長、肉厚の測定結果を示している。測
定位置は図３に示すように、〜の７ヵ所である。
「外径」のＴＣとは、図４に示す如く、管軸を通り引張
り側(Ｔ)と圧縮側(Ｃ)を通る方向の外径、ＮＮ′とは管
軸を通りＴＣ方向と直交する方向の外径である。「楕円
度」は、 (外径ＮＮ´−外径ＴＣ)／外径(曲げ前の寸法)×１００
(％)である。図５に示したように、本発明方法により製
造される曲管は、管径・肉厚・楕円度が良好な寸法精度
を有している。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２は、曲管の焼入れ・焼戻し処理を受け
た後の機械試験結果を示す。測定は、位置Ａ点(背側)
とＢ点(腹側)である。この測定結果から、強度、延性
等、いずれも高く、かつそのバラツキが少なく均質性に
も優れていることがわかる。図６(引張り側)、図７(中
央部)、図８(圧縮側)は、曲管の管内面からの硬度(Ｈ
ｖ)分布を、図２に示す曲げ角度４５゜の引張り、曲げ
中央、圧縮側からサンプリングして示している。熱処理
を受けることにより、高硬度化していることがわかる。
本発明は、上記実施例の構成に限定されることはなく、
特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能であ
る。
た後の機械試験結果を示す。測定は、位置Ａ点(背側)
とＢ点(腹側)である。この測定結果から、強度、延性
等、いずれも高く、かつそのバラツキが少なく均質性に
も優れていることがわかる。図６(引張り側)、図７(中
央部)、図８(圧縮側)は、曲管の管内面からの硬度(Ｈ
ｖ)分布を、図２に示す曲げ角度４５゜の引張り、曲げ
中央、圧縮側からサンプリングして示している。熱処理
を受けることにより、高硬度化していることがわかる。
本発明は、上記実施例の構成に限定されることはなく、
特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能であ
る。
【図１】耐摩耗鋳鋼の引張り特性と温度ま関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２】曲管の圧縮側と引張側の説明図である。
【図３】曲管のテスト部位を示す説明図である。
【図４】曲管の端面図である。
【図５】曲管の外径、楕円度等を表わすグラフである。
【図６】曲管の引張り側の硬度分布図である。
【図７】曲管の曲げ中央の硬度分布図である。
【図８】曲管の圧縮側の硬度分布図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】 遠心力鋳造された耐摩耗鋳鋼直管を焼な
らし処理をした後、高周波加熱下に、管温：800〜900
℃、加工速度：0.5〜１mm／秒、曲率半径(Ｒ)：２Ｄ以
上、加工冷却：0.3℃／秒〜2.7℃／秒の空冷の条件下で
曲げ加工を行ない、曲げ加工後、焼入れ及び焼戻し処理
を行なうことを特徴とする耐摩耗鋳鋼曲管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273296A JP2826260B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 耐摩耗鋳鋼曲管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273296A JP2826260B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 耐摩耗鋳鋼曲管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124667A true JPH07124667A (ja) | 1995-05-16 |
| JP2826260B2 JP2826260B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=17525883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5273296A Expired - Lifetime JP2826260B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 耐摩耗鋳鋼曲管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826260B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103791170A (zh) * | 2012-10-31 | 2014-05-14 | 丰田自动车株式会社 | 带肋的管以及其制造方法 |
| CN103978176A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-13 | 江苏双勤民生冶化设备制造有限公司 | 一种立式离心铸造180°弯头的方法 |
| WO2016194627A1 (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | 株式会社三五 | 長尺部材の焼き入れ装置及び長尺部材の焼き入れ方法 |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP5273296A patent/JP2826260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103791170A (zh) * | 2012-10-31 | 2014-05-14 | 丰田自动车株式会社 | 带肋的管以及其制造方法 |
| CN103978176A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-13 | 江苏双勤民生冶化设备制造有限公司 | 一种立式离心铸造180°弯头的方法 |
| CN103978176B (zh) * | 2014-05-22 | 2016-03-16 | 江苏双勤民生冶化设备制造有限公司 | 一种180°弯头及其立式离心铸造方法和应用 |
| WO2016194627A1 (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | 株式会社三五 | 長尺部材の焼き入れ装置及び長尺部材の焼き入れ方法 |
| JPWO2016194627A1 (ja) * | 2015-06-01 | 2018-03-29 | 株式会社三五 | 長尺部材の焼き入れ装置及び長尺部材の焼き入れ方法 |
| US10662490B2 (en) | 2015-06-01 | 2020-05-26 | Sango Co., Ltd. | Hardening apparatus for a long member, and a hardening method for a long member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2826260B2 (ja) | 1998-11-18 |
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