JPH08197112A - 熱間継目無管圧延用マンドレルバーおよびその製造方法 - Google Patents
熱間継目無管圧延用マンドレルバーおよびその製造方法Info
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- JPH08197112A JPH08197112A JP858895A JP858895A JPH08197112A JP H08197112 A JPH08197112 A JP H08197112A JP 858895 A JP858895 A JP 858895A JP 858895 A JP858895 A JP 858895A JP H08197112 A JPH08197112 A JP H08197112A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】継目無管のマンドレルミル圧延に用いて長寿命
なマンドレルバーの提供。 【構成】表面硬度Ｈｖ（５ｋｇ）が５００以上で、かつ
表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上
であるマンドレルバー。ＳＫＤ６、ＳＫＤ６１またはこ
れ等の相当鋼製のバーを、図１に示す領域「イ」、
「ロ」または「ハ」のいずれかの範囲内の温度で焼入れ
−焼戻し処理する方法。 【効果】耐摩耗性および耐クラック性に優れ、従来バー
の約２倍以上の長寿命なバーが得られる。
なマンドレルバーの提供。 【構成】表面硬度Ｈｖ（５ｋｇ）が５００以上で、かつ
表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上
であるマンドレルバー。ＳＫＤ６、ＳＫＤ６１またはこ
れ等の相当鋼製のバーを、図１に示す領域「イ」、
「ロ」または「ハ」のいずれかの範囲内の温度で焼入れ
−焼戻し処理する方法。 【効果】耐摩耗性および耐クラック性に優れ、従来バー
の約２倍以上の長寿命なバーが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間継目無管製造行程
で用いられるマンドレルミルのマンドレルバーおよびそ
の製造方法に関する。
で用いられるマンドレルミルのマンドレルバーおよびそ
の製造方法に関する。
【０００２】極表層部に起こる摩耗およびクラックの進
展を抑制する特性と、その特性を得るための熱処理方法
を提案し、優れた寿命を持つ熱間継目無管用工具である
マンドレルバーの製造方法に関するものである。
展を抑制する特性と、その特性を得るための熱処理方法
を提案し、優れた寿命を持つ熱間継目無管用工具である
マンドレルバーの製造方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】熱間継目無管の製造方法として、マンド
レルミルによる延伸圧延方法が多用されている。このマ
ンドレルミルによる延伸圧延方法においては、加熱した
ビレットを穿孔機で穿孔圧延して中空素管となし、この
中空素管の内面に内面規制用圧延工具であるマンドレル
バーを挿入した後、図２に示すように、対向孔型ロール
２、２で構成されたスタンドを複数連設したマンドレル
ミル１に通して中空素管３を所定寸法の継目無管４に圧
延する。その後、挿入されたマンドレルバー５は、圧延
後の継目無管４から、図示しないバー引き抜き装置によ
って引き抜かれて循環再使用される。
レルミルによる延伸圧延方法が多用されている。このマ
ンドレルミルによる延伸圧延方法においては、加熱した
ビレットを穿孔機で穿孔圧延して中空素管となし、この
中空素管の内面に内面規制用圧延工具であるマンドレル
バーを挿入した後、図２に示すように、対向孔型ロール
２、２で構成されたスタンドを複数連設したマンドレル
ミル１に通して中空素管３を所定寸法の継目無管４に圧
延する。その後、挿入されたマンドレルバー５は、圧延
後の継目無管４から、図示しないバー引き抜き装置によ
って引き抜かれて循環再使用される。
【０００４】上記マンドレルミル１での圧延に際して用
いられるマンドレルバー５は、その表面が摩耗および肌
荒れ損傷等しないように、中空素管３への挿入前にその
表面に固体潤滑剤を主成分とする潤滑被膜が形成され
る。これによって、圧延時およびバー引抜き時に発生す
る管内面とマンドレルバー表面との摩擦力を減じて工具
疵等が発生するのを防止することとしている。
いられるマンドレルバー５は、その表面が摩耗および肌
荒れ損傷等しないように、中空素管３への挿入前にその
表面に固体潤滑剤を主成分とする潤滑被膜が形成され
る。これによって、圧延時およびバー引抜き時に発生す
る管内面とマンドレルバー表面との摩擦力を減じて工具
疵等が発生するのを防止することとしている。
【０００５】上記マンドレルバーは、通常、１１００〜
１２００℃の中空素管に挿入使用される。従って、圧延
中、高温の中空素管と常時接触した状態にあり、かつ大
きな圧力を受けるため、その表面は極めて過酷な摩擦状
態に曝されて摩耗し、また圧延終了後に継目無管から引
き抜かれる時の急激な温度変化によってバー表面に亀裂
が発生する。そして、この摩耗および亀裂が繰り返し使
用に伴って大きくなると、継目無管の内面に疵を発生さ
せて製品品質を低下させ、またバー自体も所定段取りの
圧延に使用できなくなる。このため、マンドレルバー
は、その表面硬度が高く、全体として靭性を有するもの
でなければならない。
１２００℃の中空素管に挿入使用される。従って、圧延
中、高温の中空素管と常時接触した状態にあり、かつ大
きな圧力を受けるため、その表面は極めて過酷な摩擦状
態に曝されて摩耗し、また圧延終了後に継目無管から引
き抜かれる時の急激な温度変化によってバー表面に亀裂
が発生する。そして、この摩耗および亀裂が繰り返し使
用に伴って大きくなると、継目無管の内面に疵を発生さ
せて製品品質を低下させ、またバー自体も所定段取りの
圧延に使用できなくなる。このため、マンドレルバー
は、その表面硬度が高く、全体として靭性を有するもの
でなければならない。
【０００６】従来、上記マンドレルバーは、ＪＩＳ−Ｓ
ＫＤ６、同ＳＫＤ６１およびその相当鋼等のＣｒ−Ｍｏ
−Ｖ系の熱間工具鋼からなり、バー表面の最高温度が１
０００〜１１００℃になるように高周波誘導加熱手段に
よって加熱して表面焼入れした後、バー全体を６５０〜
７５０℃に均一加熱して焼き戻すことにより、その表面
の硬度がショアー硬度（Ｈｓ）で５５〜６０になるよう
に調整したものが使用されていた（鉄鋼便覧III (2) 第
３版 P978）。
ＫＤ６、同ＳＫＤ６１およびその相当鋼等のＣｒ−Ｍｏ
−Ｖ系の熱間工具鋼からなり、バー表面の最高温度が１
０００〜１１００℃になるように高周波誘導加熱手段に
よって加熱して表面焼入れした後、バー全体を６５０〜
７５０℃に均一加熱して焼き戻すことにより、その表面
の硬度がショアー硬度（Ｈｓ）で５５〜６０になるよう
に調整したものが使用されていた（鉄鋼便覧III (2) 第
３版 P978）。
【０００７】しかし、上記従来のマンドレルバーは、主
として耐摩耗性を確保すべく、バー表面の硬度のみを管
理指標にし、その硬度をショアー硬度（Ｈｓ）で５５〜
６０（ビッカース硬度Ｈｖで４００〜４５０）としたも
ので摩耗損傷し易いため、バー１本当たりの圧延管本数
が１０００本程度と少なく、バー寿命が短いという問題
があった。また、耐摩耗性を向上させて摩耗損傷を抑制
すべく単に硬度を高めると靭性が低下して亀裂折損する
という問題もあった。
として耐摩耗性を確保すべく、バー表面の硬度のみを管
理指標にし、その硬度をショアー硬度（Ｈｓ）で５５〜
６０（ビッカース硬度Ｈｖで４００〜４５０）としたも
ので摩耗損傷し易いため、バー１本当たりの圧延管本数
が１０００本程度と少なく、バー寿命が短いという問題
があった。また、耐摩耗性を向上させて摩耗損傷を抑制
すべく単に硬度を高めると靭性が低下して亀裂折損する
という問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の実状に鑑みなされたもので、摩耗損傷または／および
亀裂折損によるバー寿命が少なくとも上記従来バーの約
２倍以上であるマンドレルバーとその製造方法を提供す
ることにある。
の実状に鑑みなされたもので、摩耗損傷または／および
亀裂折損によるバー寿命が少なくとも上記従来バーの約
２倍以上であるマンドレルバーとその製造方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次に
（１）および（２）のマンドレルバーおよびその製造方
法にある。
（１）および（２）のマンドレルバーおよびその製造方
法にある。
【００１０】（１）表面硬度Ｈｖ（５ｋｇ）が５００以
上で、かつ表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×
ｍ1/2 以上であることを特徴とする熱間継目無管圧延用
マンドレルバー。
上で、かつ表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×
ｍ1/2 以上であることを特徴とする熱間継目無管圧延用
マンドレルバー。
【００１１】（２）ＳＫＤ６、ＳＫＤ６１またはその相
当鋼の熱間工具鋼からなるマンドレルバーを高周波誘導
加熱を用いて加熱して表面焼入れし、次いで焼き戻し処
理するに際し、図１に示す領域「イ」、「ロ」または
「ハ」のいずれかの範囲内の温度で焼入れ−焼戻し処理
することを特徴とする請求項１に記載の熱間継目無管圧
延用マンドレルバーの製造方法。
当鋼の熱間工具鋼からなるマンドレルバーを高周波誘導
加熱を用いて加熱して表面焼入れし、次いで焼き戻し処
理するに際し、図１に示す領域「イ」、「ロ」または
「ハ」のいずれかの範囲内の温度で焼入れ−焼戻し処理
することを特徴とする請求項１に記載の熱間継目無管圧
延用マンドレルバーの製造方法。
【００１２】本発明者等は、長寿命なマンドレルバーを
得るため、バー表面に生じる摩耗、亀裂損傷とバー表層
の硬度および靭性との関係について、鋭意実験研究を行
った結果、次のおよびのことを知見し、本発明をな
した。
得るため、バー表面に生じる摩耗、亀裂損傷とバー表層
の硬度および靭性との関係について、鋭意実験研究を行
った結果、次のおよびのことを知見し、本発明をな
した。
【００１３】バーの寿命を従来バーの約２倍以上にす
るためには、バーの表面硬度がビッカース硬度Ｈｖ（５
ｋｇ）で５００以上であり、かつ表面の歪み破壊靭性値
Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上の特性を具備する必要
があること。
るためには、バーの表面硬度がビッカース硬度Ｈｖ（５
ｋｇ）で５００以上であり、かつ表面の歪み破壊靭性値
Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上の特性を具備する必要
があること。
【００１４】上記の特性を具備させるためには、Ｓ
ＫＤ６、ＳＫＤ６１またはその相当鋼の熱間工具鋼から
なるマンドレルバーに対して高周波誘導加熱を用いて加
熱して表面焼入れし、次いで焼き戻し処理すに際し、図
１に示す領域「イ」、「ロ」または「ハ」のいずれかの
範囲内の温度で焼入れ−焼戻し処理する必要のあるこ
と。
ＫＤ６、ＳＫＤ６１またはその相当鋼の熱間工具鋼から
なるマンドレルバーに対して高周波誘導加熱を用いて加
熱して表面焼入れし、次いで焼き戻し処理すに際し、図
１に示す領域「イ」、「ロ」または「ハ」のいずれかの
範囲内の温度で焼入れ−焼戻し処理する必要のあるこ
と。
【００１５】
【作用】本発明のマンドレルバーとしてその表面硬度と
表面の歪み破壊靭性値を上記（１）のように定めた理由
は次のとおりである。すなわち、バーの表面硬度がビッ
カース硬度Ｈｖ（５ｋｇ）で５００未満ではバー表面が
柔らか過ぎるため、バー表層での摩耗が早期に進行して
表面状態が不安定になるとともにバー外径が減少し、製
品の内面性状が悪化するのに加え寸法バラツキが大きく
なる。また、バー表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０Ｍ
Ｐａ×ｍ1/2 未満では耐亀裂進展性が不十分でクラック
が生じ易く、バーが早期に折損してしまい、その使用寿
命を従来バーの約２倍以上になし得ないからである。こ
のことは、後述の実施例結果からも明かである。
表面の歪み破壊靭性値を上記（１）のように定めた理由
は次のとおりである。すなわち、バーの表面硬度がビッ
カース硬度Ｈｖ（５ｋｇ）で５００未満ではバー表面が
柔らか過ぎるため、バー表層での摩耗が早期に進行して
表面状態が不安定になるとともにバー外径が減少し、製
品の内面性状が悪化するのに加え寸法バラツキが大きく
なる。また、バー表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０Ｍ
Ｐａ×ｍ1/2 未満では耐亀裂進展性が不十分でクラック
が生じ易く、バーが早期に折損してしまい、その使用寿
命を従来バーの約２倍以上になし得ないからである。こ
のことは、後述の実施例結果からも明かである。
【００１６】次に、上記（１）に記載の本発明のマンド
レルバーの製造方法の製造熱処理条件を上記（２）のよ
うに定めた理由について説明する。
レルバーの製造方法の製造熱処理条件を上記（２）のよ
うに定めた理由について説明する。
【００１７】一般に、鋼材の硬度と靭性（亀裂進展性）
とは相反する関係にあり、硬度が高くなると靭性が低下
する傾向にあることは周知のとおりである。しかし、上
記ＳＫＤ６、ＳＫＤ６１およびその相当鋼の熱間工具鋼
からなるマンドレルバーを高周波誘導加熱手段を用いて
バーの表層部分を短時間加熱保持後表面焼入れし、次い
でバー全体を均一加熱して焼戻し処理した場合、マンド
レルバーに上記の両特性を付与する熱処理条件を定め
るための実験研究例は未だ見当たらない。
とは相反する関係にあり、硬度が高くなると靭性が低下
する傾向にあることは周知のとおりである。しかし、上
記ＳＫＤ６、ＳＫＤ６１およびその相当鋼の熱間工具鋼
からなるマンドレルバーを高周波誘導加熱手段を用いて
バーの表層部分を短時間加熱保持後表面焼入れし、次い
でバー全体を均一加熱して焼戻し処理した場合、マンド
レルバーに上記の両特性を付与する熱処理条件を定め
るための実験研究例は未だ見当たらない。
【００１８】そこで、本発明者等は、次の実験を行って
上記の熱処理条件を見いだした。
上記の熱処理条件を見いだした。
【００１９】図１は、ＳＫＤ６からなる外径１７９ｍｍ
のマンドレルバーを内径２２０ｍｍの高周波誘導加熱コ
イルに通してバーの表面温度が９５０〜１１００℃の種
々の温度になるように表層加熱してその温度に３０秒間
保持してから空冷して表面焼入れ処理するとともに、そ
の後バー全体を５５０〜６８０℃の種々の温度に均熱し
てその温度に３０分間保持してから空冷して焼戻し処理
した場合における、焼入れ温度（Ｔｑ）と焼戻し温度
（Ｔｔ）の組み合わせがバーの表面硬度とバー表面の歪
み破壊靭性値（Ｋ１Ｃ）に及ぼす影響を調べた結果を示
す図である。
のマンドレルバーを内径２２０ｍｍの高周波誘導加熱コ
イルに通してバーの表面温度が９５０〜１１００℃の種
々の温度になるように表層加熱してその温度に３０秒間
保持してから空冷して表面焼入れ処理するとともに、そ
の後バー全体を５５０〜６８０℃の種々の温度に均熱し
てその温度に３０分間保持してから空冷して焼戻し処理
した場合における、焼入れ温度（Ｔｑ）と焼戻し温度
（Ｔｔ）の組み合わせがバーの表面硬度とバー表面の歪
み破壊靭性値（Ｋ１Ｃ）に及ぼす影響を調べた結果を示
す図である。
【００２０】図１において、曲線Ｙは下記（ａ）式で表
され、焼入れ温度Ｔｑに応じて下式（ａ）で求められる
焼戻し温度Ｔｔ以下で焼戻し処理する場合、すなわち曲
線Ｙを含む曲線Ｙの右方領域（Ｉ）の焼戻し温度Ｔｔで
焼戻し処理する場合に限ってバーの表面硬度がビッカー
ス硬度Ｈｖ（５ｋｇ）で５００以上となり、曲線Ｙより
も左方領域（II）の焼戻し温度Ｔｔで焼戻し処理する場
合にはバーの表面硬度がビッカース硬度Ｈｖ（５ｋｇ）
で５００未満になることを示しており、かつ斜線領域
「イ」、「ロ」および「ハ」の領域内の焼戻し温度Ｔｔ
で焼戻し処理する場合に限ってバーの表面の歪み破壊靭
性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上になることを示し
ている。
され、焼入れ温度Ｔｑに応じて下式（ａ）で求められる
焼戻し温度Ｔｔ以下で焼戻し処理する場合、すなわち曲
線Ｙを含む曲線Ｙの右方領域（Ｉ）の焼戻し温度Ｔｔで
焼戻し処理する場合に限ってバーの表面硬度がビッカー
ス硬度Ｈｖ（５ｋｇ）で５００以上となり、曲線Ｙより
も左方領域（II）の焼戻し温度Ｔｔで焼戻し処理する場
合にはバーの表面硬度がビッカース硬度Ｈｖ（５ｋｇ）
で５００未満になることを示しており、かつ斜線領域
「イ」、「ロ」および「ハ」の領域内の焼戻し温度Ｔｔ
で焼戻し処理する場合に限ってバーの表面の歪み破壊靭
性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上になることを示し
ている。
【００２１】 （Ｔｔ−４１２．５）2 ＋（Ｔｑ−１０５０）2 ＝２１２．５2 ・・・・（ａ） なお、バー表面の破壊靭性値Ｋ１Ｃは、ＡＳＴＭ−Ｅ３
９９に規定の３点曲げ試験を行って求めた値である。
９９に規定の３点曲げ試験を行って求めた値である。
【００２２】この図１から明かなように、バーの使用寿
命を従来バーの約２倍以上にするために必要な特性であ
る上記両特性、すなわちバーの表面硬度をビッカース硬
度Ｈｖ（５ｋｇ）で５００以上にし、かつバー表面の歪
み破壊靭性値Ｋ１Ｃを２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上にするた
めには、図１中の直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡで囲
まれる領域「イ」、直線ＥＦ、ＥＨ、ＨＧおよび曲線Ｇ
Ｆで囲まれる領域「ロ」または直線ＩＪ、ＩＬ、ＬＫお
よび曲線ＫＪで囲まれる領域「ハ」のいずれかの範囲内
における焼入れ温度Ｔｑと焼戻し温度Ｔｔで焼入れ−焼
戻し処理する必要のあることがわかる。以上の実験結果
から、本発明ではその製造熱処理条件を上記（２）のよ
うに定めた。
命を従来バーの約２倍以上にするために必要な特性であ
る上記両特性、すなわちバーの表面硬度をビッカース硬
度Ｈｖ（５ｋｇ）で５００以上にし、かつバー表面の歪
み破壊靭性値Ｋ１Ｃを２０ＭＰａ×ｍ1/2 以上にするた
めには、図１中の直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡで囲
まれる領域「イ」、直線ＥＦ、ＥＨ、ＨＧおよび曲線Ｇ
Ｆで囲まれる領域「ロ」または直線ＩＪ、ＩＬ、ＬＫお
よび曲線ＫＪで囲まれる領域「ハ」のいずれかの範囲内
における焼入れ温度Ｔｑと焼戻し温度Ｔｔで焼入れ−焼
戻し処理する必要のあることがわかる。以上の実験結果
から、本発明ではその製造熱処理条件を上記（２）のよ
うに定めた。
【００２３】なお、上記の各点は、点Ａ：（Ｔｑ＝１０
６０℃、Ｔｔ＝５５０℃）、点Ｂ：（Ｔｑ＝１０６０
℃、Ｔｔ＝５９５℃）、点Ｃ：（Ｔｑ＝１０４０℃、Ｔ
ｔ＝５９５℃）、点Ｄ：（Ｔｑ＝１０４０℃、Ｔｔ＝５
５０℃）、点Ｅ：（Ｔｑ＝１０６０℃、Ｔｔ＝６１０
℃）、点Ｆ：（Ｔｑ＝１０６０℃と曲線Ｙとの交点温度
Ｔｔ）、点Ｇ：（Ｔｑ＝１０４０℃と曲線Ｙとの交点温
度Ｔｔ）、点Ｈ：（Ｔｑ＝１０４０℃、Ｔｔ＝６１０
℃）、点Ｉ：（Ｔｑ＝１０１０℃、Ｔｔ＝５６０℃）、
点Ｊ：（Ｔｑ＝１０６０℃と曲線Ｙとの交点温度Ｔ
ｔ）、点Ｋ：（Ｔｑ＝９５０℃、Ｔｔ＝６００℃）、点
Ｌ：（Ｔｑ＝９５０℃、Ｔｔ＝５６０℃）である。
６０℃、Ｔｔ＝５５０℃）、点Ｂ：（Ｔｑ＝１０６０
℃、Ｔｔ＝５９５℃）、点Ｃ：（Ｔｑ＝１０４０℃、Ｔ
ｔ＝５９５℃）、点Ｄ：（Ｔｑ＝１０４０℃、Ｔｔ＝５
５０℃）、点Ｅ：（Ｔｑ＝１０６０℃、Ｔｔ＝６１０
℃）、点Ｆ：（Ｔｑ＝１０６０℃と曲線Ｙとの交点温度
Ｔｔ）、点Ｇ：（Ｔｑ＝１０４０℃と曲線Ｙとの交点温
度Ｔｔ）、点Ｈ：（Ｔｑ＝１０４０℃、Ｔｔ＝６１０
℃）、点Ｉ：（Ｔｑ＝１０１０℃、Ｔｔ＝５６０℃）、
点Ｊ：（Ｔｑ＝１０６０℃と曲線Ｙとの交点温度Ｔ
ｔ）、点Ｋ：（Ｔｑ＝９５０℃、Ｔｔ＝６００℃）、点
Ｌ：（Ｔｑ＝９５０℃、Ｔｔ＝５６０℃）である。
【００２４】本発明において、高周波誘導加熱手段によ
る表面焼入れ処理に際しては、少なくともバー表面から
３ｍｍまでの深さの部分がビッカース硬度Ｈｖ（５ｋ
ｇ）で５００以上で、かつ歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０
ＭＰａ×ｍ1/2 以上となるように、バー表面と誘導加熱
コイル内面との間隙等に応じて給電力を適宜調整するの
が望ましい。
る表面焼入れ処理に際しては、少なくともバー表面から
３ｍｍまでの深さの部分がビッカース硬度Ｈｖ（５ｋ
ｇ）で５００以上で、かつ歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０
ＭＰａ×ｍ1/2 以上となるように、バー表面と誘導加熱
コイル内面との間隙等に応じて給電力を適宜調整するの
が望ましい。
【００２５】また、マンドレルバーの素材としては、従
来バーと同様に、ＪＩＳ−ＳＫＤ６、同ＳＫＤ６１の
他、これらの相当鋼を用いることができる。そして、上
記相当鋼としては、例えば、重量％で、Ｃ：０．２〜
０．４５％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．２〜
０．８％、Ｃｒ：４．０〜６．０％、Ｍｏ：０．３〜
１．５％、Ｖ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＦｅ
および不可避不純物からなる鋼をあげることができる。
来バーと同様に、ＪＩＳ−ＳＫＤ６、同ＳＫＤ６１の
他、これらの相当鋼を用いることができる。そして、上
記相当鋼としては、例えば、重量％で、Ｃ：０．２〜
０．４５％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．２〜
０．８％、Ｃｒ：４．０〜６．０％、Ｍｏ：０．３〜
１．５％、Ｖ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＦｅ
および不可避不純物からなる鋼をあげることができる。
【００２６】
【実施例】重量％で、Ｃ：０．４％、Ｓｉ：１．０％、
Ｍｎ：０．４％、Ｃｒ：５．０％、Ｍｏ：１．１％、
Ｖ：０．４％を含有し残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なる熱間工具鋼製で、外径１７９ｍｍ、長さ２７０００
ｍｍのマンドレルバーを２６本作成し、これらのマンド
レルバーに表１示す各条件で焼入れ−焼戻し処理を施し
た後、外径２２０ｍｍ、内径１８５ｍｍ、長さ６８００
〜１０２００ｍｍの炭素鋼からなる中空素管を８スタン
ドの実機マンドレルミルを用いて外径１９２ｍｍ、内径
１７９ｍｍ、長さ２００００〜３００００ｍｍの継目無
管に延伸圧延するのに供し、中空素管の圧延可能本数と
バーの寿命原因を調べてその使用寿命を比較調査した。
その結果を、バーの表面硬度（Ｈｖ＝５ｋｇ）とバー表
面の破壊靭性値（Ｋ１Ｃ）とともに、表１に示した。な
お、各バーにはその外表面に黒鉛系の潤滑剤を塗布して
圧延に供した。
Ｍｎ：０．４％、Ｃｒ：５．０％、Ｍｏ：１．１％、
Ｖ：０．４％を含有し残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なる熱間工具鋼製で、外径１７９ｍｍ、長さ２７０００
ｍｍのマンドレルバーを２６本作成し、これらのマンド
レルバーに表１示す各条件で焼入れ−焼戻し処理を施し
た後、外径２２０ｍｍ、内径１８５ｍｍ、長さ６８００
〜１０２００ｍｍの炭素鋼からなる中空素管を８スタン
ドの実機マンドレルミルを用いて外径１９２ｍｍ、内径
１７９ｍｍ、長さ２００００〜３００００ｍｍの継目無
管に延伸圧延するのに供し、中空素管の圧延可能本数と
バーの寿命原因を調べてその使用寿命を比較調査した。
その結果を、バーの表面硬度（Ｈｖ＝５ｋｇ）とバー表
面の破壊靭性値（Ｋ１Ｃ）とともに、表１に示した。な
お、各バーにはその外表面に黒鉛系の潤滑剤を塗布して
圧延に供した。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示す結果から明らかなように、従来
の熱処理条件で製造した従来バー（No. ２２〜２６）
は、バーの表面硬度がいずれも低く早期に摩耗損傷した
ため、中空素管の圧延可能本数が１３００本以下と少な
く使用寿命が短い。また、本発明の範囲を外れる熱処理
条件で製造した比較例のバー（No. １０〜２１）は、い
ずれもバー表面の破壊靭性値または／およびバーの表面
硬度が低いため、早期に摩耗損傷または／および亀裂が
発生して中空素管の圧延可能本数が１５００本以下と少
なく使用寿命が短い。さらに、バー表面の破壊靭性値が
低く亀裂が発生した比較例（No. １０、１２〜１８およ
び２１）のバーは、改削再使用が困難であった。
の熱処理条件で製造した従来バー（No. ２２〜２６）
は、バーの表面硬度がいずれも低く早期に摩耗損傷した
ため、中空素管の圧延可能本数が１３００本以下と少な
く使用寿命が短い。また、本発明の範囲を外れる熱処理
条件で製造した比較例のバー（No. １０〜２１）は、い
ずれもバー表面の破壊靭性値または／およびバーの表面
硬度が低いため、早期に摩耗損傷または／および亀裂が
発生して中空素管の圧延可能本数が１５００本以下と少
なく使用寿命が短い。さらに、バー表面の破壊靭性値が
低く亀裂が発生した比較例（No. １０、１２〜１８およ
び２１）のバーは、改削再使用が困難であった。
【００２９】これに対し、本発明の方法によって製造し
たバー（No. １〜９）は、いずれもバーの表面硬度およ
びバー表面の破壊靭性値が本発明で規定する値以上とな
っており、中空素管の圧延可能本数が２５００本以上
で、従来バーの約２倍以上となっている。また、その寿
命原因も全て表面状態の不安定化とバー外径減少をもた
らす摩耗によるもので亀裂折損によるものでないため、
外径を極微小量研磨補修することで再使用可能であり、
また１ランク小径のマンドレルバーとしても改削再使用
が可能であった。
たバー（No. １〜９）は、いずれもバーの表面硬度およ
びバー表面の破壊靭性値が本発明で規定する値以上とな
っており、中空素管の圧延可能本数が２５００本以上
で、従来バーの約２倍以上となっている。また、その寿
命原因も全て表面状態の不安定化とバー外径減少をもた
らす摩耗によるもので亀裂折損によるものでないため、
外径を極微小量研磨補修することで再使用可能であり、
また１ランク小径のマンドレルバーとしても改削再使用
が可能であった。
【００３０】
【発明の効果】本発明のマンドレルバーは、耐摩耗性お
よび耐クラック性（耐亀裂進展性）に優れるので、その
使用寿命が飛躍的に長くなり、工具原単位の低減が図れ
る他、製品の内面品質も格段に向上するため製品歩留が
向上し、製品のコスト低減が図れる。また、本発明の方
法によれば耐摩耗性および耐クラック性に優れるマンド
レルバーを確実に得ることができる。
よび耐クラック性（耐亀裂進展性）に優れるので、その
使用寿命が飛躍的に長くなり、工具原単位の低減が図れ
る他、製品の内面品質も格段に向上するため製品歩留が
向上し、製品のコスト低減が図れる。また、本発明の方
法によれば耐摩耗性および耐クラック性に優れるマンド
レルバーを確実に得ることができる。
【図１】焼入れ温度と焼戻し温度がバーの表面硬度と表
面の破壊靭性値に及ぼす影響を示す図である。
面の破壊靭性値に及ぼす影響を示す図である。
【図２】マンドレルミル圧延を説明する図である。
１：マンドレルミル、 ２：対向孔型ロール、 ３：中空素管、 ４：継目無管、 ５：マンドレルバー。
Claims (2)
- 【請求項１】表面硬度Ｈｖ（５ｋｇ）が５００以上で、
かつ表面の歪み破壊靭性値Ｋ１Ｃが２０ＭＰａ×ｍ1/2
以上であることを特徴とする熱間継目無管圧延用マンド
レルバー。 - 【請求項２】ＳＫＤ６、ＳＫＤ６１またはその相当鋼の
熱間工具鋼からなるマンドレルバーを高周波誘導加熱手
段を用いて加熱して表面焼入れし、次いで焼き戻し処理
するに際し、図１に示す領域「イ」、「ロ」または
「ハ」のいずれかの範囲内の温度で焼入れ−焼戻し処理
することを特徴とする請求項１に記載の熱間継目無管圧
延用マンドレルバーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00858895A JP3419126B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 熱間継目無管圧延用マンドレルバーおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00858895A JP3419126B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 熱間継目無管圧延用マンドレルバーおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197112A true JPH08197112A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3419126B2 JP3419126B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=11697161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00858895A Expired - Lifetime JP3419126B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 熱間継目無管圧延用マンドレルバーおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419126B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003092110A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池格子体の連続鋳造用金型 |
| US8065901B2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-11-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Mandrel bar for high-alloy rolling, method for surface treating a mandrel bar, method for producing mandrel bar, and method for operating seamless pipe mill |
| CN105986184A (zh) * | 2015-02-09 | 2016-10-05 | 宝钢特钢有限公司 | 一种用于经济型mpm连轧芯棒的钢材及其制造方法 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP00858895A patent/JP3419126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003092110A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池格子体の連続鋳造用金型 |
| US8065901B2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-11-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Mandrel bar for high-alloy rolling, method for surface treating a mandrel bar, method for producing mandrel bar, and method for operating seamless pipe mill |
| CN105986184A (zh) * | 2015-02-09 | 2016-10-05 | 宝钢特钢有限公司 | 一种用于经济型mpm连轧芯棒的钢材及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3419126B2 (ja) | 2003-06-23 |
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