JPS5916638A - 金属製円筒の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、材料歩留りを向上せしめる金ｌｉ！製円筒の
製造方法、特にマルエージング鋼製シームレス円筒の製
造方法に関する。

マルエージング鋼は他種鋼材と比較して極めて張度が高
く、かつ靭性、延性が同等以上のため、高い比強度（重
量に対する強度の比）、靭性、延性の要求される機械、
構造物の構成部材として最適の材料であって、安全性が
重視される原子力発電関連分野の機械部品、航空機部品
として実用ＫＭされつつある。マルエージング鋼は１組
成が例えばＣｏ　５〜１５％、　Ｎｉ　１５〜２０チ１
Ｍ０２〜１０％を含有する鋼材であるため。

高価であり、加工に際して材料電量に対する製品単重量
と個数との積の割合、すなわち材料歩留りを向上させる
ことが加工負担の減少とともに製品コスト低減の有力な
手段となる。高材料歩留りの加工を可能とすることは、
マルエージング鋼に限らず他種金属材料においても重要
な事項である。

以下１本発明を、マルエージング鋼の溶接効率による強
度低下のないシームレス円筒を製品の代表例として特質
を明らかにする。本発明の金属製円筒の製造方法は、高
材料歩留りを実現することを目的として、金属板素材に
深絞シ加工および付随的、Ｎ択的のしごき加工を施して
７ランジなしの底付き円筒体とし該底付き円筒体に底あ
け加工を施したのち底開きあげ加工を施して円筒体に形
成することを特徴としている。

以下、本発明を添付図に基いて詳細に説明する。第１図
は本発明方法による加工工程の順序に加工中材料の形状
を示し、第２図はその主要工程の加工要領を示す。

第８図、＊４図および第５図は本発明と対比される加工
工程の加工中材料の形状および加工要領を示す。

先行技術のマルエージング鋼シームレス円筒製造方法の
１つは熱間加工法である。これは。

熱間鍛造により得た第８図０）の丸棒状素材（、）に穴
あけ機械加工または熱間ピアシング加工を施して第８図
（ロ）Ｋ示す中空円筒状厚内材（ｂ）とする。

そしてこの円筒材（ｂ）　ＶＣ熱間リング圧延、すなわ
ち材料を転回させながら貫通マンドレルとアンビルとに
よ多熱間鍛造して肉厚を減少させ径を拡げる加工を施し
て第８図（ハ）の熱間仕上り材（、）とする。これに仕
上げ機械加工を施して第８図に）の製品円筒体（ａ）　
Ｋ成形する。

この加工方法は、穴あけ機械加工が歩留りを極めて悪く
すること、穴あけ機械加工によらない場合でも、仕上げ
機械加工前の全ての工程が熱間加工であり、その間に多
くのスケールが発生すること。また照影Ｉｖｃよる変質
層が生ずること、ｆｆｃ熱間仕上シ材（、）の真円度、
真直度および偏肉などの形状寸法精度が冷間加工の場合
に較べて劣ること、これに対応させるためには仕上げ機
械加工において取代ろを多くし々ければηらず、結局材
料歩留〕は低くなる。

第４図は本発明と比較される他の製造方法のｌりの冷間
加工法を示す。これは、第４図（イ）の熱延板（ｅ）か
らブランキング加工により第４図（ロ）の円板状素材（
幻を例り出し、冷間深絞り加工あるいはさらにしごき加
工を施して第４図（ハ）の底付き円筒（ｇ）をつくり、
その底部を切捨てて第４図←）の円筒材（→とし、これ
に仕上げ機械加工を施して第４図に）の製品円筒体（１
）とするものである。

この加工方法は、底付き円筒（−の底部を切捨てても、
第８図に示す熱同加工法と比較すると。

冷間加工法のためスケールが発生せず、変質層が少く、
冷間魔性加工した底付き円筒＠の円筒部の形状１寸法精
度が優れていることから仕上げ機械加工の取代るが少く
て済み、結果的に材料歩留りは向上するが、後述の本発
明方法に較べて充分でない。

第１図および第２図は１本発Ｆ１４ｖｃよるマルエージ
ング鋼シームレス円筒の製造方法を示す。

すなわち％第１図０）の熱延板（１）からグランキング
加工により第１図←）の円板状素材（２）を剖り出す。

この円板状素材（２）は前胆円板状票材（ｆ）より小径
でよい。次に冷間深絞シ加工あるいはざらにしごき加工
を施して第１図ｔｉの底付き円筒体（３）をつくる。こ
の底付き円筒体（３）は７ランジなしとする。この底付
き円筒体（３）の寸法は後工程を考慮して定められ１例
えば径絞シ加工の場合、第４図も）の底付き円筒（ωよ
シやや厚肉、大径で長さは短かくてよい。

次にこの底付き円筒体（８）に底あけ加工を施し。

第１図（ロ）に示す底壁中心に下穴（４）を開削した中
間材（５）とし、この中間材（５）ニ第２図０）に示す
ようにパンチ（６）と金型（７）とにより底開きあげ加
工を施して第１図（へ）に示す円筒体（８）とする。

この底１４げ加工は施工条件によって具ηるが、底開き
あげ加工の工程の途中で焼鈍を行うことにより加工度を
大きくすることができる。

工程途中で焼鈍を行わない場合でも、底開きあげ加工が
できる限界は次のパーリング係数（ＫＯ）により与えら
れる。バーリング係数（Ｋｏ）は第１図に）に示す底付
き円筒体（３）の径（Ｄ、）と下穴径（Ｄ、）とにより
Ｋｏ＝”　　　で示され１例えば１８／Ｄ。

％Ｎ１　ｑマルエージング鋼の場合にはＫｏ＝９．４で
あった。

第５図は１本発明完成の途上で開発された木発明と比較
される１つのｔｌ！造方法の要領を示丸この方法は平板
に下穴をあけ絞シ加工を施して第５図（イ）のプランジ
（ｊ）付、下穴（→付の中間材（２）とし、七の底部の
一部を第５図←）に示すようにプランジ部（ｊ）を上下
金型（→（Ｉ！ｌ）で押え、ノ曵ンチ（→でプレスして
底開きあげ加工を施してプランジ（ｊ）肘用筒体（ｐ）
を得るものである。この製造方法は１ツンジ郡（ｊ）を
利用することによシ底囲＆めげ加工が容易となるが、そ
の反面、プランジ部（ｊ）は切捨てて製品円筒体とする
か、あるいはスピニング加工機などを利用してへら絞シ
ニより絞り加工を施して円筒体の一部七しηければなら
ず、前者は材料歩留りの低下を招き後者はプレス機だけ
で加工を完了する仁とができず加工工程数が多く加工時
間が長く々るという麹点がめる。

本発明では、その実施態様として、底部きあげ加工の円
筒体（８）として、一旦、第１　［＋）、第２図０）に
示すように小径差１円滑段差付きの円筒体（８）とし、
これによシ７ランジ利用と同様に底開きあげ加工を安定
して行えるようにし、その後％第２図（ロ）に示すよう
に、パンチ（９）と金型（ト）に取付けたダイス（ロ）
とによシブレスして径絞シ加工および／ｌたはしごき加
工を施し、第１図（へ）のさらに寸法精度の良い２次円
筒体（２）とし仕上げ機械加工を施して＠１図（υの製
品円筒体（至）とする・あるいは、＠２図（ロ）の加工
に代る他の実施態様として、第２図（９に示すようにダ
イス＜Ｌ→と拡管用パンチに）とにより矢印方向にプレ
スし、また第２図に）に示すように内外回転ロール（至
）Ｑ′１）ＶＣよりリングロール圧延して拡管加工を施
して２次円筒体（２）としてもよい。

本発明の効果の実証数値を次に示す。１８％Ｎｉ型マル
エージング鋼製の肉厚１５＋ｎｍ、外径２５０ｍｍ長さ
ａａｏｍｍの円筒体を製品円筒体りする。本発明方法に
よる場合、施工条件として前記パーリング係数による底
開きあげ手（Ｄン。ｘｔｏｏ　）−４ｓＭＧとし、底開
きめげ加工後さらに約２％のしはシ加工および６チのし
ごき加工を施した。

第８図に示す熱間加工法による材料歩留りをＢ％とする
と、第４図に示す冷間加工法は仕上げ機械加工の取代ろ
が片面０・５ｍｍで済み材料歩留シけＢ＋５ｍまで改善
される。さらＩｌ’を未発明によると材料歩留りはＢ＋
１５ｔ１６以上に改善されることが判明した。これは未
発ＦＩＡＶｃよる場合、仕上げ機械加工前の真円度、真
ｉ［度および偏肉等の形状寸法精度がすぐれ、スケール
、変質層が実質的に生ぜず、素材の利用率が極めて高い
ことの証左である。

以上、未発明をマルエージング鋼の円筒体を製品の代表
例として説明したが１本発明はマルエージング鋼の他、
ニッケル合金、チタン合金ジルコニクム合金等の高価材
料に対しても同様に適用でき、また円筒体の他、同様形
状の製品の製法として成立することは勿論である。

以上のように本発明によると、冷間加工により、スケー
ル、変質層が少く１寸法精度が良好となる利点の他、底
付き円筒の底部を底開きめげ加工によシ円筒本体として
利用することにより材料歩留シをさらに向上させること
ができ。

しかもこの加工方法は工程数が少くまた全工程をプレス
で施工でき加工負担が少くなる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図０）〜（υは本発明方法による加工工程の順序に
加工中材料の形状を示す図、第２図０）、（ロ）、（ハ
）、に）はその主要工程の加工要ｆＲｔ−示す部分縦断
側面図、第８図０）〜に）および第４図０）〜（ホ）は
本発明と比較される加工工程の加工中材料の形状を示す
図、第す図０）、←）は本発明と比較される加工要領を
示す部分縦断側面図である。 （１）・・熱延板、、（２）・・円板状素材、（３）・
・底付き円筒体、（４）や・下穴、（５）・・中間材、
　（６）（１））・・ノ曵ンチ、（７）榊・・金型、（
８）・・円筒体、（ロ）の・ダイス％＠・鳴２次Ｉ］１
筒体、（２）・・製品円筒体、Ｑ４・・ダイス、（ト）
・・拡管用パンチ、（ロ）Ｑη・・回転ロール、（ａ）
・・丸棒状素材、（ｂ）・・中空円筒状厚肉材、（Ｃ）
・・熱間仕上り材、（ｄ）・・製品円筒体、（６）・・
熱延板、（ｆ）・・円板状素材、（ｇ）・・底付き円筒
１缶）・・円筒材、（１）−・製品円筒体、（ｊ）・・
７ランジ、（劫・・下穴、（１）・・中間材、（→（ｎ
）・・金型、（０）・・パンチ、ω）・・７ランジ付円
筒体。 特許出願人代理人氏名 募１図 （イ） 韻３　図 Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　ｒｑへ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　く５口 Ｌｎ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板素材に深絞シ加工および付随的選択的のし
   ごき加工を施して７ランジなしの庇付き円筒体とし、該
   庇付き円筒体に底あけ加工を施したのち、底関きあげ加
   工を施して円筒体に成形することを特徴とする金属製円
   筒の製造方法。
2. （２）前記円筒体に径絞シ加工および／−！たはしごき
   加工、あるいは、拡管加工を施して２次円筒体に成形す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の全調
   製円筒の製造方法。
3. （３）前記金属板素材がマルエージング鋼板であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項のいず
   れかＩＫ記載の金属製円筒の製造方法。