JPH08955B2

JPH08955B2 - 銅管の内面溝付加工方法

Info

Publication number: JPH08955B2
Application number: JP1014847A
Authority: JP
Inventors: 明彦石橋; 泰範城野; 勉懸谷; 尚之長谷川; 孝二日野
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPH02197551A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は内面溝付銅管の製造技術に係り、特に空調
機、冷凍機等の熱交換器の伝熱管用に好適な銅管の内面
溝付加工方法、並びに該素管を用いた銅管の内面溝付加
工方法に関する。

（従来の技術）空調機、冷凍機等の熱交換器の伝熱管としては、銅等
の金属管で種々の形状の内面溝を形成したものが求めら
れている。

このような内面溝付管の加工法としては、従来、特開
昭54-37059号、同55-103215号等に示されているよう
に、金属管を縮径しながら内面に溝を形成する、いわゆ
る縮管式溝付加工方式の１つとして転造引抜加工方法が
知られている。

一方、この転造引抜加工方法の不都合を解消する方法
として、特開昭61-266121号に示されているように、金
属管を拡径しながら内面に溝を形成する、いわゆる拡管
転造方式が知られている。

しかし、いずれの内面溝付加工方式においても、ま
ず、金属管を縮径した後、該金属管内部に配置された回
転自在な溝付プラグと該金属管外周に配置された転造部
材によって内面に溝を付ける加工が行われるものであ
る。

ところで、銅管の場合、従来より、内面溝付加工用素
材である素管としては、造管工程でコイル状に巻き取ら
れた状態のままローラハース炉等の焼鈍装置でバッチ式
で焼鈍されていた。

一般に銅管の塑性加工においては、グレンサイズの小
さい方が加工性が良好である。最近の伝熱管の高性能化
に伴い、内面溝付管の溝形状は、深溝で底幅が広くフィ
ンにおいては、山頂角の小さなシャープな形状になって
きている。このような形状はフィンの形成が難しく、調
質の影響が大きく現われる。

このように深溝で溝底幅が広く、フィンの山頂角の小
さい内面溝付銅管の加工は、素管の調質に影響されやす
く、従来の焼鈍方法では、調質が一定でグレンサイズの
小さい素管を得ることが困難であり、またコイルの外周
側と内側（すなわち、長尺管の先頭側と後端側）とで調
質が異なるという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたものであって、内面溝付銅管加工に際し、グレン
サイズが小さく調質が均一な素管を提供することを目的
とし、並びに該素管を用いた内面溝付管加工方法を提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため、本発明者は、従来の焼鈍方
法がバッチ式であってグレンサイズ及び調質の均一化の
点で難点があることに鑑みて、連続式焼鈍を採用するこ
ととし、その際、特に深溝で溝底部が広く、フィンの山
頂角の小さい内面溝付銅管加工に用いる素管として好適
な特性を見い出し、並びに好適な製造条件を見い出すべ
く鋭意研究を重ね、ここに本発明をなしたものである。

本発明に係る銅管の内面溝付加工方法は、銅管を素管
とし、この銅管をダイスとフローティングプラグで縮径
加工した後、前記フローティングプラグにタイロッドを
介して連結された回転可能な溝付プラグと前記銅管の外
側に配置された転造部材とによって前記銅管の内面に溝
を形成する銅管の内面溝付加工方法において、前記縮径
加工に供される素管としてグレンサイズが0.010〜0.025
mm、耐力が７〜12kgf/mm²、伸びが46〜52％の範囲にあ
る銅管を使用し、前記ダイスとフローティングプラグに
よる縮径加工により、銅管の耐力を1.08〜2.42倍に増加
させることを特徴とする。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用）内面溝付銅管加工に用いられる素管である銅管として
は、グレンサイズ、耐力、伸びの各特性をコントロール
したものが必要である。

但し、グレンサイズ、耐力及び伸びは、素管として使
用する銅管がダイスとフローティングプラグとの間を通
過する前、即ち、縮径加工される前の素管の状態のグレ
ンサイズ、耐力及び伸びである。

該素管は、第１ダイス、すなわち素管を縮径するため
のダイスにて加工率が約１％の加工（縮径）を受ける。
これにより、素管の耐力は縮径加工前の耐力（７〜1kgf
/mm²）の1.08〜2.42倍、即ち、約13〜17kgf/mm²に上昇
する。ここでの耐力が大きすぎると溝付プラグの溝にメ
タルが充満する過程での変形抵抗が大きくなり、好まし
くない。

これらの点に鑑みて、本発明者は、まず、耐力とグレ
ンサイズとの関係を調べ、良好な内面溝を形成し得る条
件について実験研究した。

第１図はその結果の一例を示した図であり、両者が一
定の関係にあることが判明した。すなわち、耐力が大き
すぎない範囲でグレンサイズが0.025mm以下、0.010mm以
上とする範囲において良好な溝形成ができる。なお、伸
びは50％程度で充分であり、具体的には46〜52％の範囲
である。

従って、本発明は、ダイスとフローティングプラグに
よる縮径加工を考慮して素管の機械的性質を特定し、具
体的には耐力が７〜12kgf/mm²で、グレンサイズが0.010
〜0.025mmの範囲とし、伸びは46〜52％の範囲とするも
のである。

なお、素管の耐力及び伸びは、金属又は金属加工の分
野で、機械的性質を測定する際に通常良く使用されてい
る測定方法であるJIS規格のH3300及びZ2241に示す基準
で測定したものである。また、耐力は、JIS Z2241に示
すオフセット法を使用して測定したものである。

上記特性の素管を製造するには、誘導加熱により急速
加熱し、冷却する連続焼鈍が適している。但し、加熱速
度は1800〜2000℃/secの範囲とする。

なお、加熱温度は素管の材質等により適宜決められ、
他の条件並びに連続焼鈍装置等は特に制限されないが、
連続焼鈍法として先の提案（特開昭62-188727号）に係
る方法を利用すれば、素管の上記特性が容易に得られ
る。すなわち、長尺銅管を連続的に誘導加熱炉で急速加
熱し、その下流に配置した冷却装置で冷却し、冷却後実
質無張力下で巻取る設備を用い、その際、ライン速度の
変化に対応して、誘導加熱炉の入力を、ステップで入力
を変化させる設定制御などにより調節すれば、ライン立
上り時のグレンサイズの粗大化を防止でき、グレンサイ
ズのコントロール及び均一な調質が容易であり、高速で
の連続焼鈍が可能である。

以上の連続焼鈍により、銅管は数分の１秒内で約700
℃まで急速加熱され、数秒で冷却され、伸びが50％程度
と十分にあり、低い耐力値で、なお且つグレンサイズの
小さな調質を得ることができる。しかも、長尺銅管を連
続的に焼鈍するため、全長にわたって均質な調質が得ら
れる。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）長尺銅管を誘導加熱炉を用いて加熱速度1800〜2000℃
/secの範囲で700℃に急速加熱し、冷却して素管を得
た。この素管の機械的性質及びグレンサイズを第１表に
示す。

次いで、第２図に示す内面溝付管加工装置を使用し
て、第１表に示す溝形状の内面溝付管を製造した。同図
中、１は銅管、１′は加工される焼鈍済の素管であり、
２は出口穴径固定式の第１ダイス、３はベアリング部を
有しないフローティングプラグ、４はこのフローティン
グプラグ３にタイロッド５及びスラストベアリングにて
回転自在に連結された溝付プラグであり、該溝付プラグ
４に対応する箇所の銅管外面には、自転しながら公転す
る転造部材（転造ボール又は転造ローラ）６が配置され
ていて、その転造部材６は保持リング７で支持されてい
る。転造部材６の前方には整径ダイス８が配置されてい
る。

なお、比較のため、長尺銅管をバッチ式で焼鈍（500
℃で約25分間保持、その後徐冷）して得た素管を同様の
装置により内面溝付管を製造した。素管の機械的性質及
びグレンサイズを第１表に示す。

得られた製品についてフィンの形状等を調べ、フィン
形状が良好な場合を○、若干の表面欠陥が認められた場
合を△、形状が良くない場合を×で評価した。その結果
を第１表に併記する。

第１表より明らかなように、本発明例によれば、従来
例に比べ、素管のグレンサイズが小さく、少ない減肉量
であり、所望の形状の良好な内面溝を形成できる。

なお、本実施例では第２図に示すいわゆる拡管式の内
面溝付管加工装置を使用して製造した場合を示したが、
他の構成の装置を使用しても、或いはいわゆる縮管式の
内面溝付管加工装置を使用しても、同様に良好なフィン
形状の内面溝付銅管を得ることができる。勿論、銅管の
材質はその種の用途に供し得る銅及び銅合金であれば特
に限定されない。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、内面溝付銅管
加工用の素管として、所定の耐力、伸びを有し、グレン
サイズが小さく均一な調質の銅管を素管とするので、特
に深溝で溝底幅が広く、山頂角の小さなシャープな形状
でも、良好な形状のフィンを形成することが可能とな
る。また、長尺銅管の調質がコイル長さ方向で均一であ
るので、全長にわたって高品質の内面溝付銅管を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐力とグレンサイズの関係を示す図、第２図は
内面溝付管加工装置の一例を示す図である。１……銅管、１′……素管、２……ダイス、３……フロ
ーティングプラグ、４……溝付プラグ、５……タイロッ
ド、６……転造部材、７……保持リング、８……整径ダ
イス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−37059（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−103215（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅管を素管とし、この銅管をダイスとフロ
ーティングプラグで縮径加工した後、前記フローティン
グプラグにタイロッドを介して連結された回転可能な溝
付プラグと前記銅管の外側に配置された転造部材とによ
って前記銅管の内面に溝を形成する銅管の内面溝付加工
方法において、前記縮径加工に供される素管としてグレ
ンサイズが0.010〜0.025mm、耐力が７〜12kgf/mm²、伸
びが46〜52％の範囲にある銅管を使用し、前記ダイスと
フローティングプラグによる縮径加工により、銅管の耐
力を1.08〜2.42倍に増加させることを特徴とする銅管の
内面溝付加工方法。