JPH0717950B2 - 機械構造用鋼管の製造方法 - Google Patents
機械構造用鋼管の製造方法Info
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- JPH0717950B2 JPH0717950B2 JP27568588A JP27568588A JPH0717950B2 JP H0717950 B2 JPH0717950 B2 JP H0717950B2 JP 27568588 A JP27568588 A JP 27568588A JP 27568588 A JP27568588 A JP 27568588A JP H0717950 B2 JPH0717950 B2 JP H0717950B2
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- steel
- inner tube
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は鋼管を伸管して製造する機械構造用鋼管特に自
動二輪車フロントフォークインナーチューブ用鋼管の製
造方法に関する。
動二輪車フロントフォークインナーチューブ用鋼管の製
造方法に関する。
［従来の技術］ 一般に自動車や自動二輪車などに使われる機械構造用鋼
管については規格によって定められた所定の化学成分の
素材を用いるが、自動二輪車フロントフォークインナー
チューブ（以下インナーチューブという）用鋼管の場合
にはSAE1536などの規格の電縫管を冷牽法により伸管し
て製造するのが一般的であり、通常第３図の工程で製造
される。
管については規格によって定められた所定の化学成分の
素材を用いるが、自動二輪車フロントフォークインナー
チューブ（以下インナーチューブという）用鋼管の場合
にはSAE1536などの規格の電縫管を冷牽法により伸管し
て製造するのが一般的であり、通常第３図の工程で製造
される。
冷牽は熱処理された素材鋼管を酸洗し、次いで潤滑処理
として化成皮膜処理を施し、ダイス及びプラグを用いて
伸管する方法である。
として化成皮膜処理を施し、ダイス及びプラグを用いて
伸管する方法である。
冷牽法によって製造することの利点は素材鋼管よりも高
強度の製品が得られること、および表面性状が向上する
こと、具体的には、表面粗さが平滑になることの二つで
あると言える。
強度の製品が得られること、および表面性状が向上する
こと、具体的には、表面粗さが平滑になることの二つで
あると言える。
インナーチューブは冷牽して製造されたインナーチュー
ブ用鋼管を所定の長さに切断しクロムメッキなどの表面
処理を施して製造される。
ブ用鋼管を所定の長さに切断しクロムメッキなどの表面
処理を施して製造される。
インナーチューブ用鋼管に要求される特性はまず第一に
曲げ疲労強度が高いことである。これは自動二輪車の走
行時、発進時あるいは停止時に運転者および同乗者の体
重が曲げ荷重として作用し疲労破壊する場合があること
による。
曲げ疲労強度が高いことである。これは自動二輪車の走
行時、発進時あるいは停止時に運転者および同乗者の体
重が曲げ荷重として作用し疲労破壊する場合があること
による。
第二には靱性すなわち衝撃値が高いことであり、これは
疲労破壊が発生した場合、自動二輪者の停止時などに運
転者および同乗車の体重が曲げ荷重として衝撃的に作用
しても一気に破断しないためである。
疲労破壊が発生した場合、自動二輪者の停止時などに運
転者および同乗車の体重が曲げ荷重として衝撃的に作用
しても一気に破断しないためである。
第三には表面粗さが平滑なことであり、インナーチュー
ブ内に組み込まれるオイルシールの摩耗を軽減するため
である。
ブ内に組み込まれるオイルシールの摩耗を軽減するため
である。
［発明が解決しようとする課題］ 近年、自動二輪車は街路走行用のみならず、郊外走行用
すなわちモトクロス用などインナーチューブにとって使
用環境が苛酷な製品が多くなっており、これに伴ってイ
ンナーチューブに対する品質要求も高度なものとなって
きていいる。
すなわちモトクロス用などインナーチューブにとって使
用環境が苛酷な製品が多くなっており、これに伴ってイ
ンナーチューブに対する品質要求も高度なものとなって
きていいる。
例えば、疲労強度は応力振幅23kgf/mm2で繰返し回数85
万回が繰返し回数100万回を要求されるようになってい
るが、衝撃値については高強度化するにもかかわらず−
20℃で3kgf・m/cm2以上と従来と変わらない値が要求さ
れている。また、内表面粗さの要求値は中心線平均粗さ
で1.6μｍ以下であったものが0.5μｍ以下と格段に厳し
くなってきており、従来の製造方法ではとても対応でき
なくなっている。
万回が繰返し回数100万回を要求されるようになってい
るが、衝撃値については高強度化するにもかかわらず−
20℃で3kgf・m/cm2以上と従来と変わらない値が要求さ
れている。また、内表面粗さの要求値は中心線平均粗さ
で1.6μｍ以下であったものが0.5μｍ以下と格段に厳し
くなってきており、従来の製造方法ではとても対応でき
なくなっている。
本発明は疲労強度が高く、かつ、靱性および表面性状の
優れたインナーチューブ用鋼管の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
優れたインナーチューブ用鋼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］ 本発明は 電縫鋼管を冷牽法により伸管し、次いで曲がり矯正
した後410〜450℃で熱処理することを特徴とする機械構
造用鋼管の製造方法。
した後410〜450℃で熱処理することを特徴とする機械構
造用鋼管の製造方法。
鋼の化学成分中Siの値を0.10％以下に制限して製造
されたスラブを、1100〜1200℃に加熱し圧延して熱延コ
イルとし、次いで該熱延コイルを素材として製造された
電縫鋼管を冷牽法により伸管し、曲がり矯正した後410
〜450℃で熱処理することを特徴とする機械構造用鋼管
の製造方法である。
されたスラブを、1100〜1200℃に加熱し圧延して熱延コ
イルとし、次いで該熱延コイルを素材として製造された
電縫鋼管を冷牽法により伸管し、曲がり矯正した後410
〜450℃で熱処理することを特徴とする機械構造用鋼管
の製造方法である。
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
冷間加工を受けた鋼の疲労強度を上げる方法としては金
属熱処理技術便覧に記載されているように300〜375℃で
のブルーイングが有効であることは知られている。そこ
で、第４図に示すように冷牽後370℃のブルーイングを
行なう工程でインナーチューブ用鋼管を製造して特性を
調査したところ、疲労強度の向上は認められなかった。
属熱処理技術便覧に記載されているように300〜375℃で
のブルーイングが有効であることは知られている。そこ
で、第４図に示すように冷牽後370℃のブルーイングを
行なう工程でインナーチューブ用鋼管を製造して特性を
調査したところ、疲労強度の向上は認められなかった。
そこで第４図の工程で製造したインナーチューブ用鋼管
の引張試験を行ないその歪−荷重曲線を観察すると、第
５図（第５図（イ）は第３図の工程、第５図（ロ）は第
４図の工程）に示すように冷牽ままのインナーチューブ
用鋼管の歪−荷重曲線とほとんど同一であり、このため
疲労強度の向上が見られなかったものと考えられた。こ
の歪−荷重曲線がブルーイングの有無で変化しないこと
の原因としてブルーイング後の矯正が影響しているので
はないかと考え、第６図に示すようにブルーイングと矯
正を入れ替える工程でインナーチューブ用鋼管を製造し
その特性を評価した。第６図の工程で製造したインナー
チューブ用鋼管の歪−荷重曲線は第７図に示すように弾
性限が著しく向上しており、疲労強度は満足すべき結果
が得られた。
の引張試験を行ないその歪−荷重曲線を観察すると、第
５図（第５図（イ）は第３図の工程、第５図（ロ）は第
４図の工程）に示すように冷牽ままのインナーチューブ
用鋼管の歪−荷重曲線とほとんど同一であり、このため
疲労強度の向上が見られなかったものと考えられた。こ
の歪−荷重曲線がブルーイングの有無で変化しないこと
の原因としてブルーイング後の矯正が影響しているので
はないかと考え、第６図に示すようにブルーイングと矯
正を入れ替える工程でインナーチューブ用鋼管を製造し
その特性を評価した。第６図の工程で製造したインナー
チューブ用鋼管の歪−荷重曲線は第７図に示すように弾
性限が著しく向上しており、疲労強度は満足すべき結果
が得られた。
ところが、第６図の工程で製造したインナーチューブ用
鋼管の衝撃値は冷牽ままのインナーチューブ用鋼管の値
に比べ低下が著しく−20℃で3kgf・m/cm2を満足しな
く、このままの特性ではインナーチューブとして使用に
耐え得ないものであった。
鋼管の衝撃値は冷牽ままのインナーチューブ用鋼管の値
に比べ低下が著しく−20℃で3kgf・m/cm2を満足しな
く、このままの特性ではインナーチューブとして使用に
耐え得ないものであった。
そこで実験室の電気炉で冷牽後の熱処理の温度を375〜5
00℃の範囲で変えて衝撃試験を行ない第８図の結果を得
た。これによると衝撃値は高温側で高く熱処理温度400
℃での要求値の下限付近であった。次いでこの400℃以
上の温度範囲について疲労試験を行なったところ、第９
図に示すように応力振幅23kgf/mm2で繰返し回数100万回
を満足する温度範囲は450℃以下であり、475℃以上では
満足しないことが判った。この結果から安定して必要な
特性が得られる熱処理温度範囲は410〜450℃であること
がわかった。従って、電縫鋼管を冷牽法により伸管し、
次いで曲がり矯正した後410〜450℃で熱処理すれば、衝
撃値及び疲労強度とも十分な機械的特性が得られるもの
である。次にインナーチューブの内面粗さであるが、第
６図の工程で冷牽後ブルーイングに替えて熱処理温度43
0℃で製造したインナーチューブの疲労強度、衝撃値お
よび内面粗さを測定したところ、疲労強度および衝撃値
に問題はなかったものの、中心線平均粗さ（Ra）はRa＝
0.7〜1.5μｍであり要求値には遠く及ばなかった。走査
電子顕微鏡で管の内表面を観察すると、プラグと接触し
て平滑になった面とプラグと接触しなかった凹み面とが
観察され、この凹面が粗さ不良の原因になっていた。こ
の凹面の形成原因としては酸洗いでスケールを除去する
際にスケールの厚みのばらつきがあって、このスケール
の厚い部分が凹部となり冷牽時にプラグと接触すること
なく残ったものと考えられる。そこでスケールは酸化物
であるから酸化物形成元素のうち強度への影響の比較的
少ないSiの量と、スケール生成量に影響する熱延時のス
ラブの加熱温度を第１に示すように変えて熱延コイルを
製造し、第１図の工程でインナーチューブ用鋼管を製造
し内面粗さを測定した。
00℃の範囲で変えて衝撃試験を行ない第８図の結果を得
た。これによると衝撃値は高温側で高く熱処理温度400
℃での要求値の下限付近であった。次いでこの400℃以
上の温度範囲について疲労試験を行なったところ、第９
図に示すように応力振幅23kgf/mm2で繰返し回数100万回
を満足する温度範囲は450℃以下であり、475℃以上では
満足しないことが判った。この結果から安定して必要な
特性が得られる熱処理温度範囲は410〜450℃であること
がわかった。従って、電縫鋼管を冷牽法により伸管し、
次いで曲がり矯正した後410〜450℃で熱処理すれば、衝
撃値及び疲労強度とも十分な機械的特性が得られるもの
である。次にインナーチューブの内面粗さであるが、第
６図の工程で冷牽後ブルーイングに替えて熱処理温度43
0℃で製造したインナーチューブの疲労強度、衝撃値お
よび内面粗さを測定したところ、疲労強度および衝撃値
に問題はなかったものの、中心線平均粗さ（Ra）はRa＝
0.7〜1.5μｍであり要求値には遠く及ばなかった。走査
電子顕微鏡で管の内表面を観察すると、プラグと接触し
て平滑になった面とプラグと接触しなかった凹み面とが
観察され、この凹面が粗さ不良の原因になっていた。こ
の凹面の形成原因としては酸洗いでスケールを除去する
際にスケールの厚みのばらつきがあって、このスケール
の厚い部分が凹部となり冷牽時にプラグと接触すること
なく残ったものと考えられる。そこでスケールは酸化物
であるから酸化物形成元素のうち強度への影響の比較的
少ないSiの量と、スケール生成量に影響する熱延時のス
ラブの加熱温度を第１に示すように変えて熱延コイルを
製造し、第１図の工程でインナーチューブ用鋼管を製造
し内面粗さを測定した。
内面の粗さの測定結果は第２図に示す通りで、安定して
Raが0.5μｍ以下を満足する条件はSi量を極低くし、ス
ラブの加熱温度を下げたNo.6のみである。
Raが0.5μｍ以下を満足する条件はSi量を極低くし、ス
ラブの加熱温度を下げたNo.6のみである。
［実施例］ Ｃ＝0.32％,Si＝0.07％,Mn＝1.33％,P＝0.013％,S＝0.0
05％の成分のスラブを1180℃に加熱圧延して熱延コイル
を製造した。これを素材として外径（φ）38.1×肉厚
（ｔ）5.0の電縫管を造管し光輝炉にて880℃の焼準を行
なった。この電縫管を潤滑皮膜処理のために酸洗し、次
いで燐酸亜鉛および金属石鹸の潤滑皮膜処理を施し、冷
牽によってφ27.3×t4.15に伸管した。この後矯正機に
よって曲がり矯正を行ない、最期に430℃で熱処理して
インナーチューブ用鋼管を製造した。
05％の成分のスラブを1180℃に加熱圧延して熱延コイル
を製造した。これを素材として外径（φ）38.1×肉厚
（ｔ）5.0の電縫管を造管し光輝炉にて880℃の焼準を行
なった。この電縫管を潤滑皮膜処理のために酸洗し、次
いで燐酸亜鉛および金属石鹸の潤滑皮膜処理を施し、冷
牽によってφ27.3×t4.15に伸管した。この後矯正機に
よって曲がり矯正を行ない、最期に430℃で熱処理して
インナーチューブ用鋼管を製造した。
このインナーチューブ用鋼管の疲労試験、衝撃試験およ
び表面粗さの測定を行なった。疲労強度は応力振幅23kg
f/mm2で繰返し回数118万回におよび、衝撃値は−20℃で
4.8kgf・m/cm2といずれも要求値を大幅に上回るもので
あり、さらに、表面粗さもRa＝0.05〜0.35μｍと良好で
あった。従って、特に表面粗さを低減するには、鋼の化
学成分中Siの値を0.10％以下に制限して製造されたスラ
ブを、1100〜1200℃に加熱し圧延して熱延コイルとし、
次いで該熱延コイルを素材として製造された電縫鋼管を
冷牽法により伸管すればよい。
び表面粗さの測定を行なった。疲労強度は応力振幅23kg
f/mm2で繰返し回数118万回におよび、衝撃値は−20℃で
4.8kgf・m/cm2といずれも要求値を大幅に上回るもので
あり、さらに、表面粗さもRa＝0.05〜0.35μｍと良好で
あった。従って、特に表面粗さを低減するには、鋼の化
学成分中Siの値を0.10％以下に制限して製造されたスラ
ブを、1100〜1200℃に加熱し圧延して熱延コイルとし、
次いで該熱延コイルを素材として製造された電縫鋼管を
冷牽法により伸管すればよい。
［発明の作用］ 本発明は電縫管を冷牽した後曲がり矯正し、これに410
〜450℃の熱処理を施すという工程を採ることにより、
衝撃値を低下させることなく疲労強度を大巾に向上さ
せ、また、酸化物形成元素のうち強度に与える影響の少
ないSiの量を低減し、併せて熱延のスラブの加熱温度を
低くくすることにより、熱延後および電縫管を冷牽の潤
滑処理時の酸洗による肌荒れを低減して表面性状の優れ
たインナーチューブ用鋼管が製造できる。
〜450℃の熱処理を施すという工程を採ることにより、
衝撃値を低下させることなく疲労強度を大巾に向上さ
せ、また、酸化物形成元素のうち強度に与える影響の少
ないSiの量を低減し、併せて熱延のスラブの加熱温度を
低くくすることにより、熱延後および電縫管を冷牽の潤
滑処理時の酸洗による肌荒れを低減して表面性状の優れ
たインナーチューブ用鋼管が製造できる。
［発明の効果］ 本発明によれば疲労強度が高く、かつ、靱性が優れ表面
性状の優れた自動二輪車フロントフォークインナーチュ
ーブ用鋼管が用意に製造でき、自動二輪車のオイルシー
ルなどの部品交換が長期間不要となり経済効果が大き
い。
性状の優れた自動二輪車フロントフォークインナーチュ
ーブ用鋼管が用意に製造でき、自動二輪車のオイルシー
ルなどの部品交換が長期間不要となり経済効果が大き
い。
第１図は本発明の工程を示す図、第２図は表１の実験に
おける内面粗さの測定結果を示す図、第３図は従来の工
程を説明する図、第４図はブルーイングを追加した工程
を説明する図、第５図（イ），（ロ）は夫々第３図と第
４図の工程で製造したインナーチューブ用鋼管の引張試
験の歪−荷重曲線図、第６図は第４図のブルーイングと
矯正を入れ替えた工程を説明する図、第７図は第６図の
工程で製造したインナーチューブ用鋼管の引張試験の歪
−荷重曲線図、第８図は冷牽後の熱処理温度と衝撃値の
関係を示す図、第９図は熱処理温度と疲労試験における
繰返し回数の関係を示す図である。
おける内面粗さの測定結果を示す図、第３図は従来の工
程を説明する図、第４図はブルーイングを追加した工程
を説明する図、第５図（イ），（ロ）は夫々第３図と第
４図の工程で製造したインナーチューブ用鋼管の引張試
験の歪−荷重曲線図、第６図は第４図のブルーイングと
矯正を入れ替えた工程を説明する図、第７図は第６図の
工程で製造したインナーチューブ用鋼管の引張試験の歪
−荷重曲線図、第８図は冷牽後の熱処理温度と衝撃値の
関係を示す図、第９図は熱処理温度と疲労試験における
繰返し回数の関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】電縫鋼管を冷牽法により伸管し、次いで曲
がり矯正した後410〜450℃で熱処理することを特徴とす
る機械構造用鋼管の製造方法。 - 【請求項２】鋼の化学成分中Siの値を0.10％以下に制限
して製造されたスラブを、1100〜1200℃に加熱し圧延し
て熱延コイルとし、次いで該熱延コイルを素材として製
造された電縫鋼管を冷牽法により伸管し、曲がり矯正し
た後410〜450℃で熱処理することを特徴とする機械構造
用鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27568588A JPH0717950B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 機械構造用鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27568588A JPH0717950B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 機械構造用鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122019A JPH02122019A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0717950B2 true JPH0717950B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=17558926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27568588A Expired - Lifetime JPH0717950B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 機械構造用鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717950B2 (ja) |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP27568588A patent/JPH0717950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02122019A (ja) | 1990-05-09 |
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