JPS58198596A - ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工法 - Google Patents
ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工法Info
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- JPS58198596A JPS58198596A JP8271782A JP8271782A JPS58198596A JP S58198596 A JPS58198596 A JP S58198596A JP 8271782 A JP8271782 A JP 8271782A JP 8271782 A JP8271782 A JP 8271782A JP S58198596 A JPS58198596 A JP S58198596A
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- Japan
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- extrusion
- alloy
- billet
- graphite
- lubricant
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、被覆押出法によらずに表面性状の良好な製
品を製造し得るようにしたＺｒおよびＺｒ合金の熱間押
出加工法に関するものである。
品を製造し得るようにしたＺｒおよびＺｒ合金の熱間押
出加工法に関するものである。
近年、軽水冷却型原子炉においては、炉心の燃料ベレッ
ト封入部材としてＺｒに少量のＳｎ、 Ｆｅ、 Ｃｒ
。
ト封入部材としてＺｒに少量のＳｎ、 Ｆｅ、 Ｃｒ
。
Ｎ１等を添加した合金であるプルカロイを使用したジル
カロイ被覆管が大量にかつ消耗的に使用されているが、
ジルカロイ被覆管は原子炉の中でも最重要部品の１つで
あることから、その寸法精度および表面性状等に厳しい
要求がなされている。
カロイ被覆管が大量にかつ消耗的に使用されているが、
ジルカロイ被覆管は原子炉の中でも最重要部品の１つで
あることから、その寸法精度および表面性状等に厳しい
要求がなされている。
通常、ジルカロイ被覆管は、熱間押出し素管に数回の冷
間圧延を施して製造されるものであるが、特に熱間押出
しの際の作業能率や押出製品の性状が全体の作業性およ
び最終製品性状に大きく影響することが知られている。
間圧延を施して製造されるものであるが、特に熱間押出
しの際の作業能率や押出製品の性状が全体の作業性およ
び最終製品性状に大きく影響することが知られている。
一般に、ＺｒおよびＺｒ合金の押出製管は、７００℃以
上の加熱下で行なう場合には酸化防止のために銅などに
よる被覆押出しが必要であり、他方′７００℃以下では
変形抵抗が大きく焼付きが発生しやすいために、性能の
良い潤滑剤の使用が重要なポ゛インドとなっている。
上の加熱下で行なう場合には酸化防止のために銅などに
よる被覆押出しが必要であり、他方′７００℃以下では
変形抵抗が大きく焼付きが発生しやすいために、性能の
良い潤滑剤の使用が重要なポ゛インドとなっている。
前記被覆押出法を、ツルカロイの押出製管を例にして以
下に説明する。
下に説明する。
ます、第１図に示すように、ツルカロイビレット１を、
鋼管２（外管）および銅管３（内管）。
鋼管２（外管）および銅管３（内管）。
銅板４．および鋼片５で覆って大気との接触を防止し、
ついでこれを加熱炉にて７００〜７５０℃に加熱する。
ついでこれを加熱炉にて７００〜７５０℃に加熱する。
この間に、予熱した押出コンテナ。
マンドレル、およびダイスに潤滑剤たるコロイド状黒鉛
を塗布しておく。続いて、加熱炉からビレットを取出し
、取出したビレットを直ちにコンテナ内に挿入して押出
しを行なう。なお、押出ラムの速度は、通常２００ｍｍ
１ｓｅｃ程度である。
を塗布しておく。続いて、加熱炉からビレットを取出し
、取出したビレットを直ちにコンテナ内に挿入して押出
しを行なう。なお、押出ラムの速度は、通常２００ｍｍ
１ｓｅｃ程度である。
このような、ヅルカロイビレソトの銅被覆押出しに代表
される被覆押出しでは、 ω ビレットの酸化が防止されるので、高温域までビレ
ットを加熱することができ、変形抵抗の小さい範囲での
押出しが可能である、 ■ したがって、高速押出しが可能となるので押出能率
が高くなる、 Ｏ銅等の被覆材がやわらかいので、押出時の潤滑の役割
がなされる、 等の有利な点を備えてはいるものの、反面、■ 被覆材
の準備と組立作業が必要であるばかりでなく、被覆の状
態が悪いと、高温に加熱したときに表面酸化が生じ、流
発生の原因となる、■ 押出し終了後、酸液（銅被覆の
場合は硝酸溶液）で被覆材を溶かして除去する際、ＮＯ
ｘ等が発生し、この処理のための装置が必要となる、■
ビレットの温度が７００℃以上になるので、ビレット
中に被覆材の拡散が生じてその除去が困難となり、より
十分な酸洗を必要とするか、あるいは機械的に除去する
必要が生ずる。
される被覆押出しでは、 ω ビレットの酸化が防止されるので、高温域までビレ
ットを加熱することができ、変形抵抗の小さい範囲での
押出しが可能である、 ■ したがって、高速押出しが可能となるので押出能率
が高くなる、 Ｏ銅等の被覆材がやわらかいので、押出時の潤滑の役割
がなされる、 等の有利な点を備えてはいるものの、反面、■ 被覆材
の準備と組立作業が必要であるばかりでなく、被覆の状
態が悪いと、高温に加熱したときに表面酸化が生じ、流
発生の原因となる、■ 押出し終了後、酸液（銅被覆の
場合は硝酸溶液）で被覆材を溶かして除去する際、ＮＯ
ｘ等が発生し、この処理のための装置が必要となる、■
ビレットの温度が７００℃以上になるので、ビレット
中に被覆材の拡散が生じてその除去が困難となり、より
十分な酸洗を必要とするか、あるいは機械的に除去する
必要が生ずる。
等の問題点を有するものであった。
そこで、ビレットの被覆なしに押出しを行なうことが望
ましいが、前述のように被覆なしの押出しく裸押出し）
の場合は、酸化防止のためにできるだけ温度を低くする
必−があるので、被押出し材の変形抵抗が高くなって押
出力も大となり、大容量のプレスが必要となる。そして
、変形能が小さくなることから、押出速度も小さくする
必要があり、例えば、ゾルカロイの裸押出しでは、温度
：６００℃前後、押出速度： ２０ 龍／ｓｅｅ程度の
低温低速押出しとなって、製品品質は潤滑剤の性能に左
右されることとなるのである。
ましいが、前述のように被覆なしの押出しく裸押出し）
の場合は、酸化防止のためにできるだけ温度を低くする
必−があるので、被押出し材の変形抵抗が高くなって押
出力も大となり、大容量のプレスが必要となる。そして
、変形能が小さくなることから、押出速度も小さくする
必要があり、例えば、ゾルカロイの裸押出しでは、温度
：６００℃前後、押出速度： ２０ 龍／ｓｅｅ程度の
低温低速押出しとなって、製品品質は潤滑剤の性能に左
右されることとなるのである。
従来、ＺｒおよびＺｒ合金の裸押出しにおいては、潤滑
剤として黒鉛、あるいはガラスからなるものを使用する
ことが試みられていたが、黒鉛からなる潤滑剤は潤滑性
が悪く、他方ガラスからなる潤滑剤には６００℃前後の
高温度で使用できるものが見当らないことから、結局は
、ＺｒおよびＺｒ合金の押出しは被覆押出しに頼らざる
を得ないというのが現状である。
剤として黒鉛、あるいはガラスからなるものを使用する
ことが試みられていたが、黒鉛からなる潤滑剤は潤滑性
が悪く、他方ガラスからなる潤滑剤には６００℃前後の
高温度で使用できるものが見当らないことから、結局は
、ＺｒおよびＺｒ合金の押出しは被覆押出しに頼らざる
を得ないというのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から、作業性その他に
種々問題のある被覆押出しに頼ることなく、低温度で作
業性良く高品質の押出製品を得ることのできるＺｒおよ
びＺｒ合金の熱間押出加工法を見つけ出すため、試行錯
誤を繰り返しながら研究を重ねた結果、以Ｆ■〜■に示
す如き知見を得るに至ったのである。すなわち、 ■ 黒鉛に、所定割合の酸化鉛（ｐｂｏ）および二（、
（自ヒモリプデン（ＭｏＳ２）を添加することによシ、
熱間押出加工の際の潤滑性が格段に向上すること、■
上記■のような、黒鉛−酸化鉛−二硫化モリブデンの３
種混合潤滑剤を使用して、−ＺｒおよびＺｒ合金の裸押
出しを実施すれば、表面状態の良好な押出し製品を生産
性良く製造できること、■ 黒鉛−酸化鉛−二硫化モリ
ブデンの混合物は、ビレットに塗布した際、乾燥しにく
く均一な面とならないので、塗布後直ちに加熱すること
が必要であるが、それでもビレットに対するノリが良好
とは言えない。そこで、・ぐインダーとして水ガラス（
ケイ酸ソーダ）を添加して粘度を高め、ビレットに十分
に塗布した後自然乾燥を行なえば、良好な潤滑剤塗布層
が得られること。
種々問題のある被覆押出しに頼ることなく、低温度で作
業性良く高品質の押出製品を得ることのできるＺｒおよ
びＺｒ合金の熱間押出加工法を見つけ出すため、試行錯
誤を繰り返しながら研究を重ねた結果、以Ｆ■〜■に示
す如き知見を得るに至ったのである。すなわち、 ■ 黒鉛に、所定割合の酸化鉛（ｐｂｏ）および二（、
（自ヒモリプデン（ＭｏＳ２）を添加することによシ、
熱間押出加工の際の潤滑性が格段に向上すること、■
上記■のような、黒鉛−酸化鉛−二硫化モリブデンの３
種混合潤滑剤を使用して、−ＺｒおよびＺｒ合金の裸押
出しを実施すれば、表面状態の良好な押出し製品を生産
性良く製造できること、■ 黒鉛−酸化鉛−二硫化モリ
ブデンの混合物は、ビレットに塗布した際、乾燥しにく
く均一な面とならないので、塗布後直ちに加熱すること
が必要であるが、それでもビレットに対するノリが良好
とは言えない。そこで、・ぐインダーとして水ガラス（
ケイ酸ソーダ）を添加して粘度を高め、ビレットに十分
に塗布した後自然乾燥を行なえば、良好な潤滑剤塗布層
が得られること。
この発明は、上記知見に基いてなされたものであって、
ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工に際して、重量配合
比が、 黒鉛：ｌ、 酸化鉛：０５以上、 二硫化モリブデン２０．５以上、 の３種混合潤滑剤を使用するか、あるいは前記３種混合
潤滑剤にさらにバインダーとして水ガラスを添加したも
のを使用して押出しを行ない、表面性状の良好な製品を
作業性良く製造することに特徴を有するものである。
ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工に際して、重量配合
比が、 黒鉛：ｌ、 酸化鉛：０５以上、 二硫化モリブデン２０．５以上、 の３種混合潤滑剤を使用するか、あるいは前記３種混合
潤滑剤にさらにバインダーとして水ガラスを添加したも
のを使用して押出しを行ない、表面性状の良好な製品を
作業性良く製造することに特徴を有するものである。
なお、この発明において、３種混合潤滑剤の重量混合比
を、黒鉛：１に対して、酸化鉛２０．５以上、二硫化モ
リブデン２０５以上としたのは、酸化鉛および二硫化モ
リブデンの混合比を０５未満にすると潤滑性能が低下し
て、押出製品表面に焼イ；ｊきが生ずるようになるから
である。なお、酸化鉛および二硫化モリブデンの配合割
合の上限は殊更定める必要はないが、その配合割合が高
くなるとコスト高となるうえ、逆に潤滑性に悪影響がみ
られるようになることがら、両者の配合割合をそれぞれ
１５以下に抑え、るのが好ましい。
を、黒鉛：１に対して、酸化鉛２０．５以上、二硫化モ
リブデン２０５以上としたのは、酸化鉛および二硫化モ
リブデンの混合比を０５未満にすると潤滑性能が低下し
て、押出製品表面に焼イ；ｊきが生ずるようになるから
である。なお、酸化鉛および二硫化モリブデンの配合割
合の上限は殊更定める必要はないが、その配合割合が高
くなるとコスト高となるうえ、逆に潤滑性に悪影響がみ
られるようになることがら、両者の配合割合をそれぞれ
１５以下に抑え、るのが好ましい。
また、潤滑剤の使用方法は、通常の熱間押出しＵｌｌ工
に採用されている手段がいずれも適用でき、例えば、水
に懸濁させたものを押出コンテナ、マンドレル、ダイス
にスプレー等で塗布し乾燥しても良いし、ハケなどでビ
レットの表面に塗布したり、ビレットを懸濁液中に浸漬
して塗布層を得るようにしても良い。
に採用されている手段がいずれも適用でき、例えば、水
に懸濁させたものを押出コンテナ、マンドレル、ダイス
にスプレー等で塗布し乾燥しても良いし、ハケなどでビ
レットの表面に塗布したり、ビレットを懸濁液中に浸漬
して塗布層を得るようにしても良い。
さらに、バインダーとして添加する水ガラスは市販品で
十分であり、適量を潤滑剤に加えて良く攪拌後、ビレッ
ト等に塗布すると良い。そして、ビレットの加熱は、潤
滑剤の表面が固まってがら行なうのが望ましく、例えば
、水ガラスをバインダーとして添加した場合には、水ガ
ラスの量によっても異なるが２〜３時間経過後が良好で
ある。
十分であり、適量を潤滑剤に加えて良く攪拌後、ビレッ
ト等に塗布すると良い。そして、ビレットの加熱は、潤
滑剤の表面が固まってがら行なうのが望ましく、例えば
、水ガラスをバインダーとして添加した場合には、水ガ
ラスの量によっても異なるが２〜３時間経過後が良好で
ある。
つぎに、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。
説明する。
実施例
まず、通常の方法で溶製したところの、第１表に示すよ
うな化学成分組成を有するジルカロイ−２のビレット（
外径：１４２ｍｍ、内径：４４ｍ、）を用意し、これを
つぎの条件にて押出加工して、外径：６５ｍｍ、内径：
４１．４ｍｍの押出管を得た。
うな化学成分組成を有するジルカロイ−２のビレット（
外径：１４２ｍｍ、内径：４４ｍ、）を用意し、これを
つぎの条件にて押出加工して、外径：６５ｍｍ、内径：
４１．４ｍｍの押出管を得た。
第 １ 表
り押出条件
ビレットの加熱温度・・・６００Ｃ（インダクションヒ
ータ使用）、 コンテナ、ダイス、マンドレル予熱温度・・・４５０℃
、 押出速度はラム速度）・・・３．Ｆ３ ｍｍ１ｓｅｃ、
押出比・・・７．６、 ○潤滑剤 配合・・・コロイド黒鉛二酸化鉛：二硫化モリブデン＝
１：１：１（重量比）の３ 種混合潤滑剤に、この３種混合潤滑 剤の４倍（重量比）の水ガラスを加え て良く攪拌、 塗布・・ビレットをアセトンで十分洗浄した後、ハケに
て塗布、 乾燥・・・５５時間の自然乾燥。
ータ使用）、 コンテナ、ダイス、マンドレル予熱温度・・・４５０℃
、 押出速度はラム速度）・・・３．Ｆ３ ｍｍ１ｓｅｃ、
押出比・・・７．６、 ○潤滑剤 配合・・・コロイド黒鉛二酸化鉛：二硫化モリブデン＝
１：１：１（重量比）の３ 種混合潤滑剤に、この３種混合潤滑 剤の４倍（重量比）の水ガラスを加え て良く攪拌、 塗布・・ビレットをアセトンで十分洗浄した後、ハケに
て塗布、 乾燥・・・５５時間の自然乾燥。
上記のようにして押出管を製造した際の押出圧力は１２
８０〜１４００トンであシ、良好な潤滑状態を示した。
８０〜１４００トンであシ、良好な潤滑状態を示した。
そして、製品の表面状況を精査したところ、焼付き疵は
全くなく、良好な性状を示していた。なお、同様条件で
、潤滑剤に水ガラスを添加しなかったものは、ビレット
への塗布が困難であったが、同様に良好な押出管を得る
ことができた。
全くなく、良好な性状を示していた。なお、同様条件で
、潤滑剤に水ガラスを添加しなかったものは、ビレット
への塗布が困難であったが、同様に良好な押出管を得る
ことができた。
これに対して、上記と同様の成分組成並びに寸法のジル
カロイ−２のビレットを使用し、潤滑を、潤滑剤・・・
コロイド黒鉛（但し、先端部にガラスディスク使用）、 押出し直前に塗布 とした他は、押出条件を上記実施例と同様とした比較例
にあっては、表面焼付きが大となるか、または半押しと
なる故に、押出加工が不可能であった。
カロイ−２のビレットを使用し、潤滑を、潤滑剤・・・
コロイド黒鉛（但し、先端部にガラスディスク使用）、 押出し直前に塗布 とした他は、押出条件を上記実施例と同様とした比較例
にあっては、表面焼付きが大となるか、または半押しと
なる故に、押出加工が不可能であった。
上述のように、この発明によれば、作業能率や環境汚染
、あるいは製品品質等に難点のある被覆押出しを採用す
ることなく、好品質のＺｒおよびＺｒ合金押出製品を作
業性良く製造することができ、消耗度合の激しい原子炉
燃料封入部材たるブルカロイ被覆管等を低コストで供給
できるなど工業上有用な効果がもたらされるのである。
、あるいは製品品質等に難点のある被覆押出しを採用す
ることなく、好品質のＺｒおよびＺｒ合金押出製品を作
業性良く製造することができ、消耗度合の激しい原子炉
燃料封入部材たるブルカロイ被覆管等を低コストで供給
できるなど工業上有用な効果がもたらされるのである。
第１図はジルカロイ押出管を従来の被覆押出しによって
製造するに際して使用される被覆ビレットの１例を示す
構成図である。 図面において、 ■・・ジルカロイビレット、 ２・・・鋼管（外管）、 ３・・鋼管（内管）、４・
銅板、 ５・・鋼片。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 １） 和 夫
製造するに際して使用される被覆ビレットの１例を示す
構成図である。 図面において、 ■・・ジルカロイビレット、 ２・・・鋼管（外管）、 ３・・鋼管（内管）、４・
銅板、 ５・・鋼片。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 １） 和 夫
Claims (1)
- （１）熱間押出加工に際して、重量配合比が、黒鉛：１
、 酸化鉛、０５以上、 二硫化モリブデン、０５以上、 の３種湯合潤滑剤を使用して押出しを行なうことを特徴
とするＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8271782A JPS58198596A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8271782A JPS58198596A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198596A true JPS58198596A (ja) | 1983-11-18 |
Family
ID=13782157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8271782A Pending JPS58198596A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | ＺｒおよびＺｒ合金の熱間押出加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198596A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110157521A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-23 | 北京科技大学 | 一种锆合金热挤压润滑和热防护用材料及制备和应用方法 |
| CN110976726A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 宝鸡鑫诺新金属材料有限公司 | 一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法 |
| CN111036829B (zh) * | 2019-12-26 | 2022-02-25 | 宝鸡鑫诺新金属材料有限公司 | 一种β钛合金丝材氢含量的控制方法 |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP8271782A patent/JPS58198596A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110157521A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-23 | 北京科技大学 | 一种锆合金热挤压润滑和热防护用材料及制备和应用方法 |
| CN110976726A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 宝鸡鑫诺新金属材料有限公司 | 一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法 |
| CN110976726B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-08-10 | 宝鸡鑫诺新金属材料有限公司 | 一种钛合金丝材热镦用表面涂层剂及其涂覆方法 |
| CN111036829B (zh) * | 2019-12-26 | 2022-02-25 | 宝鸡鑫诺新金属材料有限公司 | 一种β钛合金丝材氢含量的控制方法 |
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