JPH11123443A - 金属材料の熱間押出方法 - Google Patents
金属材料の熱間押出方法Info
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- JPH11123443A JPH11123443A JP29412697A JP29412697A JPH11123443A JP H11123443 A JPH11123443 A JP H11123443A JP 29412697 A JP29412697 A JP 29412697A JP 29412697 A JP29412697 A JP 29412697A JP H11123443 A JPH11123443 A JP H11123443A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加熱時に生成したスケールが付着したままの加
熱ビレットを３０以上の押出比Ｒで加工を行った際に多
発するスケール起因の焼付き疵と押し込み疵を抑制する
ことが可能な金属材料の熱間押出方法。 【解決手段】加熱前または加熱後のビレット表面に、１
０〜６０重量％のＢ2 Ｏ3 を含有する耐火性物質を塗布
し、その上に押出加工温度域における粘度が１０1.5 〜
１０4 ポアズのガラス潤滑剤を塗布してから押出し加工
に供する。
熱ビレットを３０以上の押出比Ｒで加工を行った際に多
発するスケール起因の焼付き疵と押し込み疵を抑制する
ことが可能な金属材料の熱間押出方法。 【解決手段】加熱前または加熱後のビレット表面に、１
０〜６０重量％のＢ2 Ｏ3 を含有する耐火性物質を塗布
し、その上に押出加工温度域における粘度が１０1.5 〜
１０4 ポアズのガラス潤滑剤を塗布してから押出し加工
に供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ユジーン・セジュ
ルネ法に代表される潤滑剤にガラスを用いる金属材料の
熱間押出方法に係わり、より詳しくは表面性状と寸法精
度に優れた押出製品が得られ、しかも工具寿命の長い金
属材料の熱間押出方法に関する。
ルネ法に代表される潤滑剤にガラスを用いる金属材料の
熱間押出方法に係わり、より詳しくは表面性状と寸法精
度に優れた押出製品が得られ、しかも工具寿命の長い金
属材料の熱間押出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、Ｃｒを含有する合金鋼、ステン
レス鋼および耐熱合金などからなる継目無管は、潤滑剤
にガラスを用いたユジーン・セジュルネ法に代表される
熱間押出製管法によって製造されることが多い。また、
このユジーン・セジュルネ法に代表される熱間押出製管
法では、炭素鋼からなる継目無管も製造される。
レス鋼および耐熱合金などからなる継目無管は、潤滑剤
にガラスを用いたユジーン・セジュルネ法に代表される
熱間押出製管法によって製造されることが多い。また、
このユジーン・セジュルネ法に代表される熱間押出製管
法では、炭素鋼からなる継目無管も製造される。
【０００３】上記の熱間押出製管法における潤滑剤であ
るガラスの供給は、一般に、被加工材料である中空丸ビ
レット（以下、単に「ビレット」という）を押出加工温
度（通常、１０００〜１２５０℃）に加熱した後に行わ
れる。
るガラスの供給は、一般に、被加工材料である中空丸ビ
レット（以下、単に「ビレット」という）を押出加工温
度（通常、１０００〜１２５０℃）に加熱した後に行わ
れる。
【０００４】すなわち、押出プレスのコンテナ内面とビ
レット外面との潤滑を行う外面ガラスの供給は、加熱後
のビレットを粉末ガラスが散布されたテーブル上で転動
転写させてビレット外面にガラスを被覆することにより
行われる。また、押出プレスのマンドレル外面とビレッ
ト内面との潤滑を行う内面ガラスの供給は、ターニング
ローラ上で回転中または上記のテーブル上で転動中のビ
レットの孔内に、半円筒状のスプーンを用いて粉末ガラ
スを挿入塗布してビレット内面にガラスを被覆すること
により行われる。
レット外面との潤滑を行う外面ガラスの供給は、加熱後
のビレットを粉末ガラスが散布されたテーブル上で転動
転写させてビレット外面にガラスを被覆することにより
行われる。また、押出プレスのマンドレル外面とビレッ
ト内面との潤滑を行う内面ガラスの供給は、ターニング
ローラ上で回転中または上記のテーブル上で転動中のビ
レットの孔内に、半円筒状のスプーンを用いて粉末ガラ
スを挿入塗布してビレット内面にガラスを被覆すること
により行われる。
【０００５】一方、押出プレスのダイス内面とビレット
の先端面および外面との潤滑を行う正面ガラスの供給
は、水ガラスなどの適宜なバインダーを用いて粉末ガラ
スを中空円盤状に成形したガラスディスクをダイスの入
側面に固定装着することにより行われる。
の先端面および外面との潤滑を行う正面ガラスの供給
は、水ガラスなどの適宜なバインダーを用いて粉末ガラ
スを中空円盤状に成形したガラスディスクをダイスの入
側面に固定装着することにより行われる。
【０００６】上記の各ガラスのうち、通常、正面ガラス
と内面ガラスには、押出加工温度の１０００〜１２５０
℃で適正な粘度（１０1.5 〜１０4 ポアズ）を有するこ
とから、ＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−ＣａＯ系の窓ガラスやＳ
ｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系の無アルカリガラスが
多用される。また、外面ガラスには、被覆後のハンドリ
ング中に被覆したガラスが剥離脱落するするのを防ぐ観
点から、ビレット表面に対する付着性に優れるものがよ
いとされ、１０００〜１２５０℃での粘度が１０0 〜１
０1.5 ポアズという粘度の低いＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−Ｂ
2 Ｏ3 系のガラスが多用される。
と内面ガラスには、押出加工温度の１０００〜１２５０
℃で適正な粘度（１０1.5 〜１０4 ポアズ）を有するこ
とから、ＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−ＣａＯ系の窓ガラスやＳ
ｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 系の無アルカリガラスが
多用される。また、外面ガラスには、被覆後のハンドリ
ング中に被覆したガラスが剥離脱落するするのを防ぐ観
点から、ビレット表面に対する付着性に優れるものがよ
いとされ、１０００〜１２５０℃での粘度が１０0 〜１
０1.5 ポアズという粘度の低いＳｉＯ2 −Ｎａ2 Ｏ−Ｂ
2 Ｏ3 系のガラスが多用される。
【０００７】ところで、被加工材料であるビレットを押
出加工温度に加熱するとその表面には、材質に特有の酸
化膜（以下、単に「スケール」という）が生成付着す
る。すなわち、炭素鋼ではＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＦ
ｅ3 Ｏ4 を、Ｃｒを含有する合金鋼では（Ｆｅ・Ｃｒ）
3 Ｏ4 を、ステンレス鋼ではＣｒ2 Ｏ3 を、ＣｒとＮｉ
を多量に含有する耐熱合金では（Ｃｒ・Ｎｉ）3 Ｏ4 を
主成分とするスケールが生成付着する。
出加工温度に加熱するとその表面には、材質に特有の酸
化膜（以下、単に「スケール」という）が生成付着す
る。すなわち、炭素鋼ではＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＦ
ｅ3 Ｏ4 を、Ｃｒを含有する合金鋼では（Ｆｅ・Ｃｒ）
3 Ｏ4 を、ステンレス鋼ではＣｒ2 Ｏ3 を、ＣｒとＮｉ
を多量に含有する耐熱合金では（Ｃｒ・Ｎｉ）3 Ｏ4 を
主成分とするスケールが生成付着する。
【０００８】上記のスケールは、いずれも素地に比べて
高硬度であり、これを放置したまま押出し加工に供する
と、押出管にスケール起因の押し込み疵が発生するのみ
ならず、工具摩耗が著しくなる。このため、通常、加熱
後のビレットには、その表面に元圧（ポンプまたはアキ
ュムレータによる吐出圧・・・以下、同じ）が２００〜
３００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の高圧水を吹き付けるデスケ
ール処理（以下、単に「高圧水デスケール処理」とい
う）が施される。
高硬度であり、これを放置したまま押出し加工に供する
と、押出管にスケール起因の押し込み疵が発生するのみ
ならず、工具摩耗が著しくなる。このため、通常、加熱
後のビレットには、その表面に元圧（ポンプまたはアキ
ュムレータによる吐出圧・・・以下、同じ）が２００〜
３００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の高圧水を吹き付けるデスケ
ール処理（以下、単に「高圧水デスケール処理」とい
う）が施される。
【０００９】しかし、上記の高圧水デスケール処理で
は、炭素鋼のスケールについては、部分的に残留するも
のの、ほぼ確実に除去できるが、合金鋼、ステンレス鋼
および耐熱合金のスケールについては、素地に対するス
ケールの密着性が高いために除去困難である。特に、Ｃ
ｒ含有量が１３重量％以上のステンレス鋼やＣｒとＮｉ
を多量に含有する耐熱合金のスケールは、その発生量が
少なくて厚さは薄いものの、素地に対するスケールの密
着性が極めて高いためにほとんど除去できない。
は、炭素鋼のスケールについては、部分的に残留するも
のの、ほぼ確実に除去できるが、合金鋼、ステンレス鋼
および耐熱合金のスケールについては、素地に対するス
ケールの密着性が高いために除去困難である。特に、Ｃ
ｒ含有量が１３重量％以上のステンレス鋼やＣｒとＮｉ
を多量に含有する耐熱合金のスケールは、その発生量が
少なくて厚さは薄いものの、素地に対するスケールの密
着性が極めて高いためにほとんど除去できない。
【００１０】なお、スケールを完全に除去する方法とし
ては、例えば、上記の高圧水デスケール処理後、グリッ
ドなどの硬質粒子を高速で吹き付けるか、チェーンなど
の索条体を叩きつけて強い衝撃を加える方法が考えられ
る。しかし、これらの方法は、高圧水デスケール処理の
みに比べて能率が悪いため、押出管の製造コスト上昇を
招くだけでなく、ビレットの表面性状を悪化させて押出
管の品質低下を招くので採用できない。
ては、例えば、上記の高圧水デスケール処理後、グリッ
ドなどの硬質粒子を高速で吹き付けるか、チェーンなど
の索条体を叩きつけて強い衝撃を加える方法が考えられ
る。しかし、これらの方法は、高圧水デスケール処理の
みに比べて能率が悪いため、押出管の製造コスト上昇を
招くだけでなく、ビレットの表面性状を悪化させて押出
管の品質低下を招くので採用できない。
【００１１】このため、最近では、ビレットの表面に酸
化防止剤と称される耐火性物質を塗布してからビレット
加熱を行い、加熱後のビレット表面に上記高圧水デスケ
ール処理と同じ元圧の高圧水を吹き付けて酸化防止剤皮
膜を除去（炭素鋼についてはデスケール処理を兼ねる）
した後に押出し加工に供する方法が採られている。これ
は、炭素鋼のビレットについては、主としてスケールに
よる材料ロスを少なくするとともに、高圧水デスケール
処理後の表面性状の向上を図るためであり、合金鋼、ス
テンレス鋼および耐熱合金のビレットについては、スケ
ール厚さを可及的に薄くするためである。
化防止剤と称される耐火性物質を塗布してからビレット
加熱を行い、加熱後のビレット表面に上記高圧水デスケ
ール処理と同じ元圧の高圧水を吹き付けて酸化防止剤皮
膜を除去（炭素鋼についてはデスケール処理を兼ねる）
した後に押出し加工に供する方法が採られている。これ
は、炭素鋼のビレットについては、主としてスケールに
よる材料ロスを少なくするとともに、高圧水デスケール
処理後の表面性状の向上を図るためであり、合金鋼、ス
テンレス鋼および耐熱合金のビレットについては、スケ
ール厚さを可及的に薄くするためである。
【００１２】なお、酸化防止剤としては、主成分がＳｉ
Ｏ2 またはＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 であり、その成分組成
がガラス潤滑剤の粉末ガラスとほぼ同様のものが多用さ
れている。
Ｏ2 またはＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 であり、その成分組成
がガラス潤滑剤の粉末ガラスとほぼ同様のものが多用さ
れている。
【００１３】ところが、上記のようにして処理された加
熱ビレットを用いても、高加工度、具体的には下式で定
義される押出比Ｒを３０以上にして押出し加工を行う
と、押出管にスケール起因の押し込み疵に加えて焼付き
疵が多発するのみならず、工具摩耗も著しくなって工具
寿命が短くなるという問題があった。この問題は、上記
の高圧水デスケール処理によるスケール除去が困難な合
金鋼、ステンレス鋼および耐熱合金の場合に特に顕著で
あった。
熱ビレットを用いても、高加工度、具体的には下式で定
義される押出比Ｒを３０以上にして押出し加工を行う
と、押出管にスケール起因の押し込み疵に加えて焼付き
疵が多発するのみならず、工具摩耗も著しくなって工具
寿命が短くなるという問題があった。この問題は、上記
の高圧水デスケール処理によるスケール除去が困難な合
金鋼、ステンレス鋼および耐熱合金の場合に特に顕著で
あった。
【００１４】 Ｒ＝（ＩＤC 2−ＯＤM 2）／（ＩＤD 2−ＯＤM 2） ただし、 ＩＤC ：コンテナ内径（ｍｍ）、 ＯＤM ：マンドレル外径（ｍｍ）、 ＩＤD ：ダイスのベアリング部内径（ｍｍ）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、その課題は、加熱
時に生成したスケールが付着したままの加熱ビレットを
対象に３０以上の押出比Ｒで加工を行ってもスケール起
因の押し込み疵と焼付き疵の発生を抑制することが可能
で、しかも工具寿命をも長くすることができる金属材料
の熱間押出方法を提供することにある。
点を解決するためになされたもので、その課題は、加熱
時に生成したスケールが付着したままの加熱ビレットを
対象に３０以上の押出比Ｒで加工を行ってもスケール起
因の押し込み疵と焼付き疵の発生を抑制することが可能
で、しかも工具寿命をも長くすることができる金属材料
の熱間押出方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の金
属材料の熱間押出方法にある。
属材料の熱間押出方法にある。
【００１７】所定の押出加工温度に加熱される前または
加熱された後のビレット表面に、１０〜６０重量％のＢ
2 Ｏ3 を含有する耐火性物質を塗布して加熱時に生成ま
たは生成付着したビレット表面のスケールを前記の耐火
性物質中に溶融させ、次いでその上に押出加工温度域に
おける粘度が１０1.5 〜１０4 ポアズのガラス潤滑剤を
塗布してから押出し加工に供することを特徴とする金属
材料の熱間押出方法。
加熱された後のビレット表面に、１０〜６０重量％のＢ
2 Ｏ3 を含有する耐火性物質を塗布して加熱時に生成ま
たは生成付着したビレット表面のスケールを前記の耐火
性物質中に溶融させ、次いでその上に押出加工温度域に
おける粘度が１０1.5 〜１０4 ポアズのガラス潤滑剤を
塗布してから押出し加工に供することを特徴とする金属
材料の熱間押出方法。
【００１８】上記の本発明は、次に述べる知見に基づい
てなされた。
てなされた。
【００１９】すなわち、本発明者は、加熱時に生成付着
したスケールが全表面または表面の一部に付着しままの
加熱ビレット、特に合金鋼、ステンレス鋼および耐熱合
金からなり、その全表面にスケールが付着しままの加熱
ビレットを対象に、３０以上の押出比Ｒで押出し加工を
行った場合に多発するスケール起因の焼付き疵の発生原
因の究明に努めた。
したスケールが全表面または表面の一部に付着しままの
加熱ビレット、特に合金鋼、ステンレス鋼および耐熱合
金からなり、その全表面にスケールが付着しままの加熱
ビレットを対象に、３０以上の押出比Ｒで押出し加工を
行った場合に多発するスケール起因の焼付き疵の発生原
因の究明に努めた。
【００２０】その結果、加熱時に生成付着したスケール
が全表面に付着しままの加熱ビレットを用いて押出し加
工して得られた合金鋼、ステンレス鋼および耐熱合金の
押出管に発生する焼付き疵と押し込み疵は、管の長手方
向全長にわたって発生しており、全表面を覆う可及的に
薄くなったスケールが焼付き疵と押し込み疵および工具
摩耗の発生原因であることを確認した。
が全表面に付着しままの加熱ビレットを用いて押出し加
工して得られた合金鋼、ステンレス鋼および耐熱合金の
押出管に発生する焼付き疵と押し込み疵は、管の長手方
向全長にわたって発生しており、全表面を覆う可及的に
薄くなったスケールが焼付き疵と押し込み疵および工具
摩耗の発生原因であることを確認した。
【００２１】また、加熱時に生成付着したスケールが表
面の一部に付着しままの加熱ビレットを用いて押出し加
工して得られた炭素鋼の押出管の焼付き疵と押し込み疵
は、スケールが付着したビレット部分に対応する位置と
その近傍に集中して発生しており、スケールが焼付き疵
とスケール押し込み疵および工具摩耗の発生原因である
ことを確認した。
面の一部に付着しままの加熱ビレットを用いて押出し加
工して得られた炭素鋼の押出管の焼付き疵と押し込み疵
は、スケールが付着したビレット部分に対応する位置と
その近傍に集中して発生しており、スケールが焼付き疵
とスケール押し込み疵および工具摩耗の発生原因である
ことを確認した。
【００２２】ここで、加熱時に生成付着するスケール、
なかでもＣｒ2 Ｏ3 は、工具と被加工材料との焼付きを
防ぐ顕著な効果を有するものであることは周知の通りで
あるが、それにもかかわらず焼付き疵と押し込み疵が発
生するのであり、その原因がスケールの延性欠乏による
ことをつきとめた。
なかでもＣｒ2 Ｏ3 は、工具と被加工材料との焼付きを
防ぐ顕著な効果を有するものであることは周知の通りで
あるが、それにもかかわらず焼付き疵と押し込み疵が発
生するのであり、その原因がスケールの延性欠乏による
ことをつきとめた。
【００２３】すなわち、熱間押出加工においては、押出
比を大きくすると、押出管の外径を決定するダイスのベ
アリング部分を通過する被加工材料の通過速度が速くな
り、これに伴ってベアリング部分でのガラス潤滑剤皮膜
が薄膜化する反面、ベアリング部分を通過する被加工材
料の表面にはより多くの新生面（ビレット表面以外の材
料部分）が出現するようになる。
比を大きくすると、押出管の外径を決定するダイスのベ
アリング部分を通過する被加工材料の通過速度が速くな
り、これに伴ってベアリング部分でのガラス潤滑剤皮膜
が薄膜化する反面、ベアリング部分を通過する被加工材
料の表面にはより多くの新生面（ビレット表面以外の材
料部分）が出現するようになる。
【００２４】ところが、押出比Ｒを３０以上にして押出
し加工すると、上記ガラス潤滑剤皮膜の薄膜化と新生面
の出現表面積が著しく顕著になり、ダイスのベアリング
部分通過時に瞬時に出現する新生面中に、延性が乏しい
ことから、表面にスケールのない新生面が突発的に出現
するのに加え、その新生面上のガラス潤滑剤皮膜の厚さ
が極端に薄くなるのみならず、甚だしい場合にはガラス
潤滑剤皮膜に膜切れが生じ、この部分に集中して焼付き
疵が発生し、スケール存在部分に押し込み疵が発生する
ことがわかった。
し加工すると、上記ガラス潤滑剤皮膜の薄膜化と新生面
の出現表面積が著しく顕著になり、ダイスのベアリング
部分通過時に瞬時に出現する新生面中に、延性が乏しい
ことから、表面にスケールのない新生面が突発的に出現
するのに加え、その新生面上のガラス潤滑剤皮膜の厚さ
が極端に薄くなるのみならず、甚だしい場合にはガラス
潤滑剤皮膜に膜切れが生じ、この部分に集中して焼付き
疵が発生し、スケール存在部分に押し込み疵が発生する
ことがわかった。
【００２５】また、加熱時に生成付着したスケールが部
分的に付着したままのビレットの場合には、上記同様の
理由により、表面にスケールのない新生面がスケールの
近傍に瞬時に出現するのに加え、その新生面上のガラス
潤滑剤皮膜の厚さが極端に薄くなるのみならず、甚だし
い場合にはガラス潤滑剤皮膜に膜切れが生じ、ビレット
のスケール部分とその近傍に対応する押出管の部分に集
中して焼付き疵と押し込み疵が発生することがわかっ
た。
分的に付着したままのビレットの場合には、上記同様の
理由により、表面にスケールのない新生面がスケールの
近傍に瞬時に出現するのに加え、その新生面上のガラス
潤滑剤皮膜の厚さが極端に薄くなるのみならず、甚だし
い場合にはガラス潤滑剤皮膜に膜切れが生じ、ビレット
のスケール部分とその近傍に対応する押出管の部分に集
中して焼付き疵と押し込み疵が発生することがわかっ
た。
【００２６】ここで、スケールのない新生面上のガラス
潤滑剤皮膜の厚さが極端に薄くなるのみならず、ガラス
潤滑剤皮膜に膜切れが生じるのは、延性の乏しいスケー
ルによってスケールのない新生面に対するガラス潤滑剤
自体の移動が阻害されるためである。
潤滑剤皮膜の厚さが極端に薄くなるのみならず、ガラス
潤滑剤皮膜に膜切れが生じるのは、延性の乏しいスケー
ルによってスケールのない新生面に対するガラス潤滑剤
自体の移動が阻害されるためである。
【００２７】また、スケールが部分的に付着したままの
ビレットの場合におけるスケールの近傍に出現するスケ
ールのない新生面上のガラス潤滑剤皮膜の厚さが極端に
薄くなるのみならず、ガラス潤滑剤皮膜に膜切れが生じ
るのは、加工前のスケール上のガラス潤滑剤皮膜の厚さ
が他の部分に比べて薄いうえに、延性の乏しいスケール
によってスケールのない新生面に対するガラス潤滑剤自
体の移動が阻害されるためである。
ビレットの場合におけるスケールの近傍に出現するスケ
ールのない新生面上のガラス潤滑剤皮膜の厚さが極端に
薄くなるのみならず、ガラス潤滑剤皮膜に膜切れが生じ
るのは、加工前のスケール上のガラス潤滑剤皮膜の厚さ
が他の部分に比べて薄いうえに、延性の乏しいスケール
によってスケールのない新生面に対するガラス潤滑剤自
体の移動が阻害されるためである。
【００２８】さらに、スケールが部分的に付着したまま
のビレットの場合、スケールの近傍だけでなくスケール
部分に対応する押出管の部分に焼付き疵が発生するの
は、上記と同様に、加工前のスケール上のガラス潤滑剤
皮膜の厚さが他の部分に比べて薄いためである。すなわ
ち、ガラス潤滑剤とスケールとでは、スケールの方が耐
焼付き性に劣り、ガラス潤滑剤皮膜の厚さが薄い分だ
け、スケール部分の方が焼付きやすいためである。
のビレットの場合、スケールの近傍だけでなくスケール
部分に対応する押出管の部分に焼付き疵が発生するの
は、上記と同様に、加工前のスケール上のガラス潤滑剤
皮膜の厚さが他の部分に比べて薄いためである。すなわ
ち、ガラス潤滑剤とスケールとでは、スケールの方が耐
焼付き性に劣り、ガラス潤滑剤皮膜の厚さが薄い分だ
け、スケール部分の方が焼付きやすいためである。
【００２９】そこで、加熱時に生成付着するスケール、
なかでも素地に対する密着性の高い合金鋼、ステンレス
鋼および耐熱合金のスケールを無害化するために、数多
くの製造実験を行った。
なかでも素地に対する密着性の高い合金鋼、ステンレス
鋼および耐熱合金のスケールを無害化するために、数多
くの製造実験を行った。
【００３０】その結果、所定量以上、具体的には１０重
量％以上のＢ2 Ｏ3 を含有する粉末ガラスや酸化防止剤
などの耐火性物質を用いると、Ｂ2 Ｏ3 とスケールとの
共晶融点が押出加工温度（１０００〜１２５０℃）以下
であることから、スケールが耐火性物質中に溶融してし
まい、スケール起因の焼付き疵と押し込み疵が発生しな
くなることを知見した。ただし、所定量以上のＢ2 Ｏ3
を含有する耐火性物質を被覆するだけでは不十分で、そ
の上に上記の押出加工温度域で所定の粘度、具体的には
１０1.5 〜１０4 ポアズの粘度を有するガラス潤滑剤を
被覆する必要があることも同時に知見した。
量％以上のＢ2 Ｏ3 を含有する粉末ガラスや酸化防止剤
などの耐火性物質を用いると、Ｂ2 Ｏ3 とスケールとの
共晶融点が押出加工温度（１０００〜１２５０℃）以下
であることから、スケールが耐火性物質中に溶融してし
まい、スケール起因の焼付き疵と押し込み疵が発生しな
くなることを知見した。ただし、所定量以上のＢ2 Ｏ3
を含有する耐火性物質を被覆するだけでは不十分で、そ
の上に上記の押出加工温度域で所定の粘度、具体的には
１０1.5 〜１０4 ポアズの粘度を有するガラス潤滑剤を
被覆する必要があることも同時に知見した。
【００３１】なお、特公昭６０−４７０１２号公報の第
６頁に掲載される第１表には、上記の本発明で用いる耐
火性物質と同様に、１０重量％以上のＢ2 Ｏ3 を含有す
るガラス潤滑剤が示されいる。しかし、そこに示される
ガラス潤滑剤は、押出加工温度域での粘度が１０1.5 〜
１０4 ポアズの粉末ガラスと、この粉末ガラスが被加工
材料とその表面のスケールと反応するのを抑制阻止する
ための反応抑制剤（同公報の第５欄第３２〜４２行目の
記載から明らか）と称される金属酸化物（含むＣｒ2 Ｏ
3 ）または金属リン酸塩とを混合したものである。とこ
ろが、このガラス潤滑剤は、ガラス粉末と反応抑制剤と
が先に反応するために、被加工材料表面のスケールをそ
のガラス潤滑剤中に共晶溶融させることができず、本発
明で用いる１０重量％以上のＢ2 Ｏ3 を含有する耐火性
物質とは似て否なるものであり、本発明をなすには何ら
の参考にもならないものである。
６頁に掲載される第１表には、上記の本発明で用いる耐
火性物質と同様に、１０重量％以上のＢ2 Ｏ3 を含有す
るガラス潤滑剤が示されいる。しかし、そこに示される
ガラス潤滑剤は、押出加工温度域での粘度が１０1.5 〜
１０4 ポアズの粉末ガラスと、この粉末ガラスが被加工
材料とその表面のスケールと反応するのを抑制阻止する
ための反応抑制剤（同公報の第５欄第３２〜４２行目の
記載から明らか）と称される金属酸化物（含むＣｒ2 Ｏ
3 ）または金属リン酸塩とを混合したものである。とこ
ろが、このガラス潤滑剤は、ガラス粉末と反応抑制剤と
が先に反応するために、被加工材料表面のスケールをそ
のガラス潤滑剤中に共晶溶融させることができず、本発
明で用いる１０重量％以上のＢ2 Ｏ3 を含有する耐火性
物質とは似て否なるものであり、本発明をなすには何ら
の参考にもならないものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の金属材料の熱間押
出方法について詳細に説明する。
出方法について詳細に説明する。
【００３３】被加工材料の素材であるビレットは、従来
と同様に、所定の押出加工温度（通常、１０００〜１２
５０℃）に加熱される。その際、ビレットは、加熱によ
り生成付着するスケールの発生量をできるだけ少なくす
るために、ＳｉＯ2 またはＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 を主成
分とする酸化防止剤と称される耐火性物質を塗布してか
ら加熱炉に装入するのが好ましいが、必ずしもその必要
はなく、機械加工仕上げ表面のまま加熱炉に装入しても
かまわない。
と同様に、所定の押出加工温度（通常、１０００〜１２
５０℃）に加熱される。その際、ビレットは、加熱によ
り生成付着するスケールの発生量をできるだけ少なくす
るために、ＳｉＯ2 またはＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 を主成
分とする酸化防止剤と称される耐火性物質を塗布してか
ら加熱炉に装入するのが好ましいが、必ずしもその必要
はなく、機械加工仕上げ表面のまま加熱炉に装入しても
かまわない。
【００３４】押出加工温度に加熱され、その表面が加熱
により生成付着したスケールで覆われた加熱ビレット
は、そのまま潤滑剤であるガラスの供給工程に搬送され
る。
により生成付着したスケールで覆われた加熱ビレット
は、そのまま潤滑剤であるガラスの供給工程に搬送され
る。
【００３５】そして、前述したのと同様の方法を用い、
外周面には外面ガラス、内周面には内面ガラスを供給被
覆するのであるが、本発明においては、先ず最初に１０
〜６０重量％のＢ2 Ｏ3 を含有する粉末ガラスや酸化防
止剤などからなる耐火性物質を被覆し、その上に押出加
工温度域で１０1.5 〜１０4 ポアズの粘度を有するガラ
ス潤滑剤を被覆する必要があることは前述した通りであ
る。
外周面には外面ガラス、内周面には内面ガラスを供給被
覆するのであるが、本発明においては、先ず最初に１０
〜６０重量％のＢ2 Ｏ3 を含有する粉末ガラスや酸化防
止剤などからなる耐火性物質を被覆し、その上に押出加
工温度域で１０1.5 〜１０4 ポアズの粘度を有するガラ
ス潤滑剤を被覆する必要があることは前述した通りであ
る。
【００３６】このように、Ｂ2 Ｏ3 を１０〜６０重量％
含有する耐火性物質を最初に被覆すると、加熱時に生成
付着したスケールが耐火性物質中に溶融してしまい、押
出加工時に耐火性物質とともに流動するので、焼付き疵
や押し込み疵の発生起点にならなくなる。
含有する耐火性物質を最初に被覆すると、加熱時に生成
付着したスケールが耐火性物質中に溶融してしまい、押
出加工時に耐火性物質とともに流動するので、焼付き疵
や押し込み疵の発生起点にならなくなる。
【００３７】ここで、最初に被覆する耐火性物質中のＢ
2 Ｏ3 の含有が１０重量％未満であると、未溶融のスケ
ールが残存し、この残存スケールが焼付き疵や押し込み
疵の発生起点になる。また、Ｂ2 Ｏ3 の含有が６０重量
％を超えると、粘度が著しく低下し、ビレット表面に対
する付着性悪くなる。このため、最初に被覆する耐火性
物質としては、Ｂ2 Ｏ3 を１０〜６０重量％含有するも
のでなければならないのである。
2 Ｏ3 の含有が１０重量％未満であると、未溶融のスケ
ールが残存し、この残存スケールが焼付き疵や押し込み
疵の発生起点になる。また、Ｂ2 Ｏ3 の含有が６０重量
％を超えると、粘度が著しく低下し、ビレット表面に対
する付着性悪くなる。このため、最初に被覆する耐火性
物質としては、Ｂ2 Ｏ3 を１０〜６０重量％含有するも
のでなければならないのである。
【００３８】上記最初に被覆する耐火性物質は、Ｂ2 Ｏ
3 を多く含むので、押出加工温度域での粘度が１０1 ポ
アズ以下で極めて低い。このため、この被覆一層のみで
押出比Ｒが３０以上の押出し加工を行うと、正面ガラス
であるガラスディスクから供給されるガラスとともに形
成されるダイスのベアリング部分を通過する被加工材料
の外面側のガラス潤滑剤皮膜の厚さが不足し、押出管外
面に焼付き疵が発生しやすくなる。一方、ガラスディス
クからのガラス供給を受けない被加工材料の内面側にガ
ラス潤滑剤皮膜がほとんど形成されなくなって押出管内
面に焼付き疵が発生する。
3 を多く含むので、押出加工温度域での粘度が１０1 ポ
アズ以下で極めて低い。このため、この被覆一層のみで
押出比Ｒが３０以上の押出し加工を行うと、正面ガラス
であるガラスディスクから供給されるガラスとともに形
成されるダイスのベアリング部分を通過する被加工材料
の外面側のガラス潤滑剤皮膜の厚さが不足し、押出管外
面に焼付き疵が発生しやすくなる。一方、ガラスディス
クからのガラス供給を受けない被加工材料の内面側にガ
ラス潤滑剤皮膜がほとんど形成されなくなって押出管内
面に焼付き疵が発生する。
【００３９】上記の焼付き疵は、最初に被覆した耐火性
物質の上に、押出加工温度域で１０1.5 〜１０4 ポアズ
の粘度を有するガラス潤滑剤を被覆すると、ダイスのベ
アリング部分を通過する被加工材料の内外面に十分な厚
さのガラス潤滑剤皮膜が形成されるようになり、その発
生を防ぐことができる。
物質の上に、押出加工温度域で１０1.5 〜１０4 ポアズ
の粘度を有するガラス潤滑剤を被覆すると、ダイスのベ
アリング部分を通過する被加工材料の内外面に十分な厚
さのガラス潤滑剤皮膜が形成されるようになり、その発
生を防ぐことができる。
【００４０】ここで、最初に被覆した耐火性物質の上に
被覆するガラス潤滑剤の押出加工温度域での粘度が１０
1.5 未満の低粘度であると、下部に流れ落ちるなどし、
押し込み疵や焼付き疵が発生する。また、押出加工温度
域での粘度が１０4 を超えると、高粘度になりすぎて潤
滑性が悪くなり、焼付き疵が発生する。従って、最初に
被覆した耐火性物質の上に被覆するガラス潤滑剤は、押
出加工温度域で１０1.5 〜１０4 ポアズの粘度を有する
ものでなければならない。
被覆するガラス潤滑剤の押出加工温度域での粘度が１０
1.5 未満の低粘度であると、下部に流れ落ちるなどし、
押し込み疵や焼付き疵が発生する。また、押出加工温度
域での粘度が１０4 を超えると、高粘度になりすぎて潤
滑性が悪くなり、焼付き疵が発生する。従って、最初に
被覆した耐火性物質の上に被覆するガラス潤滑剤は、押
出加工温度域で１０1.5 〜１０4 ポアズの粘度を有する
ものでなければならない。
【００４１】最初に被覆する１０〜６０重量％のＢ2 Ｏ
3 を含有する耐火性物質は、加熱前のビレット表面に水
ガラスなどの適宜なバインダーを用いて塗布した後、ビ
レットを所定の押出加工温度に加熱するようにしてもよ
い。
3 を含有する耐火性物質は、加熱前のビレット表面に水
ガラスなどの適宜なバインダーを用いて塗布した後、ビ
レットを所定の押出加工温度に加熱するようにしてもよ
い。
【００４２】最初に被覆する耐火性物質およびその上に
被覆するガラス潤滑剤の粒度については、いずれも特に
制限しないが、粒度があまり粗いと均一強固な皮膜が形
成され難くなるので、最大粒径が５０μｍ以下の粒度の
ものを用いるのが好ましい。
被覆するガラス潤滑剤の粒度については、いずれも特に
制限しないが、粒度があまり粗いと均一強固な皮膜が形
成され難くなるので、最大粒径が５０μｍ以下の粒度の
ものを用いるのが好ましい。
【００４３】また、最初に被覆する耐火性物質、および
その上に被覆するガラス潤滑剤の被覆厚さについては、
いずれも特に制限しないが、最初に被覆する耐火性物質
の被覆厚さは１５〜３０μｍ程度、その上に被覆するガ
ラス潤滑剤の被覆厚さは２０〜５０μｍ程度にすれば十
分である。
その上に被覆するガラス潤滑剤の被覆厚さについては、
いずれも特に制限しないが、最初に被覆する耐火性物質
の被覆厚さは１５〜３０μｍ程度、その上に被覆するガ
ラス潤滑剤の被覆厚さは２０〜５０μｍ程度にすれば十
分である。
【００４４】
【実施例】表１に示す成分組成を有する７種類のガラス
潤滑剤と３種類の酸化防止剤を準備した。
潤滑剤と３種類の酸化防止剤を準備した。
【００４５】そして、ＪＩＳ Ｇ ３４６２に規定され
るＳＴＢＡ２５、同Ｇ ３４６３に規定されるＳＵＳ３
０４とＳＵＳ３２１の３種類の材質からなる継目無鋼管
を得るに当たり、表２に示す種々の条件で押出製管し、
スケール起因の焼付き疵と押し込み疵の発生有無、並び
に工具摩耗の大小を調べた。その結果を、表２に押出条
件と併せて示した。
るＳＴＢＡ２５、同Ｇ ３４６３に規定されるＳＵＳ３
０４とＳＵＳ３２１の３種類の材質からなる継目無鋼管
を得るに当たり、表２に示す種々の条件で押出製管し、
スケール起因の焼付き疵と押し込み疵の発生有無、並び
に工具摩耗の大小を調べた。その結果を、表２に押出条
件と併せて示した。
【００４６】なお、正面ガラスには、いずれの場合も、
表１に示すガラス潤滑剤のうちのNo. １の粉末ガラスを
水ガラスを用いて成形したガラスディスクを用いた。ま
た、最初に被覆する耐火性物質（具体的にはガラス潤滑
剤または酸化防止剤）は、いずれの場合も加熱後のビレ
ット表面に厚さが２０μｍになるように被覆した。さら
に、その上に被覆するガラス潤滑剤は、いずれの場合も
その厚さが３０μｍになるように被覆した。ただし、内
面ガラスが単層のものについては、その厚さが４０μｍ
になるよう被覆した。
表１に示すガラス潤滑剤のうちのNo. １の粉末ガラスを
水ガラスを用いて成形したガラスディスクを用いた。ま
た、最初に被覆する耐火性物質（具体的にはガラス潤滑
剤または酸化防止剤）は、いずれの場合も加熱後のビレ
ット表面に厚さが２０μｍになるように被覆した。さら
に、その上に被覆するガラス潤滑剤は、いずれの場合も
その厚さが３０μｍになるように被覆した。ただし、内
面ガラスが単層のものについては、その厚さが４０μｍ
になるよう被覆した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】表２に示す結果から明らかなように、本発
明の方法に従って潤滑処理した加熱ビレットを用いた場
合（試番２の内面、試番３、４、７、１０および１１の
内外面）には、スケール起因の焼付き疵も押し込み疵も
発生せず、工具摩耗もほとんど認められなかった。
明の方法に従って潤滑処理した加熱ビレットを用いた場
合（試番２の内面、試番３、４、７、１０および１１の
内外面）には、スケール起因の焼付き疵も押し込み疵も
発生せず、工具摩耗もほとんど認められなかった。
【００５０】これに対し、本発明の方法に従って潤滑処
理しなかった加熱ビレットを用いた場合（試番１の内外
面、試番２の外面、試番５、６、８および９の内外面）
には、焼付き疵または押し込み疵が発生した。また、試
番９の外面については、ガラス潤滑剤皮膜の膜切れが全
長にわたって発生したために、ダイスの摩耗が極めて大
きかった。
理しなかった加熱ビレットを用いた場合（試番１の内外
面、試番２の外面、試番５、６、８および９の内外面）
には、焼付き疵または押し込み疵が発生した。また、試
番９の外面については、ガラス潤滑剤皮膜の膜切れが全
長にわたって発生したために、ダイスの摩耗が極めて大
きかった。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、高圧水デスケール処理
でスケール除去ができないステンレス鋼などを焼付き疵
を発生させることなく高加工度で押出加工することが可
能で、表面性状に優れる製品鋼管を高能率に製造するこ
とができる。また、工具摩耗も少ないので、工具費の節
減が図れる。
でスケール除去ができないステンレス鋼などを焼付き疵
を発生させることなく高加工度で押出加工することが可
能で、表面性状に優れる製品鋼管を高能率に製造するこ
とができる。また、工具摩耗も少ないので、工具費の節
減が図れる。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の押出加工温度に加熱される前または
加熱された後のビレット表面に、１０〜６０重量％のＢ
2 Ｏ3 を含有する耐火性物質を塗布して加熱時に生成ま
たは生成付着したビレット表面のスケールを前記の耐火
性物質中に溶融させ、次いでその上に押出加工温度域に
おける粘度が１０1.5 〜１０4 ポアズのガラス潤滑剤を
塗布してから押出し加工に供することを特徴とする金属
材料の熱間押出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29412697A JP3173441B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 金属材料の熱間押出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29412697A JP3173441B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 金属材料の熱間押出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123443A true JPH11123443A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3173441B2 JP3173441B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=17803641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29412697A Expired - Fee Related JP3173441B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 金属材料の熱間押出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3173441B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002082923A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 情報収集方法、情報収集装置、情報収集プログラムを記録した記録媒体 |
| JP2009090326A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間押出用ガラス潤滑剤、並びにこれを用いる金属材料の熱間押出方法および金属管の製造方法 |
| JP2010227997A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属材料の熱間押出製管用ガラス潤滑剤およびそれを用いた熱間押出製管方法 |
| JP2012525497A (ja) * | 2009-04-30 | 2012-10-22 | スフィヴァル | チタン製伸長部品の製造方法 |
| CN105861109A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-08-17 | 北京天力创玻璃科技开发有限公司 | 一种玻璃润滑剂及其制备方法 |
| CN106345835A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-25 | 北京天力创玻璃科技开发有限公司 | 玻璃粉、玻璃垫、玻璃垫的应用及金属垂直热挤压的方法 |
| CN114713653A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-07-08 | 上海工程技术大学 | 一种车用螺纹齿长杆零件加工方法及成型模具组件 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104646444A (zh) * | 2013-11-22 | 2015-05-27 | 北京有色金属研究总院 | 钛合金型材挤压防氧化及润滑方法 |
-
1997
- 1997-10-27 JP JP29412697A patent/JP3173441B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2010227997A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属材料の熱間押出製管用ガラス潤滑剤およびそれを用いた熱間押出製管方法 |
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| CN105861109A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-08-17 | 北京天力创玻璃科技开发有限公司 | 一种玻璃润滑剂及其制备方法 |
| CN105861109B (zh) * | 2016-05-03 | 2019-03-26 | 北京天力创玻璃科技开发有限公司 | 一种玻璃润滑剂及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3173441B2 (ja) | 2001-06-04 |
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