JPS5947589A - 難溶性金属のシ−ムレスパイプ及びその製造方法 - 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】 本発明はタングステン、モリブデン等の難溶性金属のシ
ームレスパイプ及びその製造方法に関する。

一般に、この種の金属によるシームレスパイプは、耐熱
性、耐蝕性に優れ高靭性を呈する等の特長を有すること
から、原子炉の冷却あるいは熱交換用・ぐイゾ、高温炉
構造体及び冷却用・やイブ等への利用が望まれている。

しかし々からこのような用途に使われているシームレス
パイプハ、　肉厚１胴以下、パイプ径は大小様々のもの
が要求されるうえ２曲げ加工、絞シ加工等の二次加工も
可能であること等の条件を満足する必要がある。これに
対し従来の難溶性金属のシームレスパイプの製造方法で
は上記条件を満足するものは得られず、上記した用途へ
の適用は不可能であった。

以下にこのことを説明する。

これまで、難溶性金属によるシームレスパイプは、■所
望の外径を有する難溶性金属棒に対しドリリング加工を
施してつくる方法、■溝ロール加工まだは転打加工を施
しだ難溶性金属棒拐に中空加工を施して／？イブ素材を
つくシ、このパイプ素材の中空部に鉄系の芯金を入れて
三方あるいは四方ダイスを持つスェージング装置でパイ
プ素材に対して所望の肉厚まで転打加工する方法等によ
シつくられていた。

しかしながらドリリングによる方法ではパイプの肉厚、
長さに大きな制約がある。また転打加工による方法では
、／？パイプ肉厚の制約は緩和されるものの、三方ある
いは四方ダイスを持つスェージング装置しか無く、この
ような装置の転打加工ではパイプ素材に生ずる歪みが不
均一となるだめ。

加工後のノＥイブと芯金との間に凹凸のくさび状のくい
込みができてしまう。このことから加工終了後、・ぐイ
ブからの芯金が抜きにくくなシ、芯金の抜かれたパイプ
はその内面が滑らかにならない。

まだノやイブ素材の肉厚を薄くするにつれてその肉厚が
不均一に々ってしまう。このような理由で従来の転打加
工による方法では、最小肉厚１　ｍｍ　＋最大長３００
〜５００閾程度のシームレスノやイブしか得られなかっ
た。加えて上記方法でつくられたシームレスパイプは、
肉厚が不均一であるうえ。

加工組織、加工歪みが不均質、不均一なために加工性が
悪く１曲げ加工、絞り加工等の二次加工が困難である。

このため従来の難溶性金属のシームレスパイプは、熱電
対保護管に利用されている程度にすぎないというのが現
状である。

以上のような現状に鑑み９本発明は従来品よシはるかに
品質が優れ、したがって広範な用途に適用可能な改良さ
れだ難溶性金属のシームレスパイプ及びその製造方法を
提供することを特徴とする。

本発明によれば、中空加工を施した難溶性金属のパイプ
素材に対し、該素材の中空部に芯金を入れて特殊転打加
工を施すことによシ、・クイズの長さに左右されずに肉
厚０．３　ｍｍ程度の良品質のシームレスパイプを得る
ことができ、更に必要に応じて別の加工を施すことによ
シ、肉厚０．０１６　ｍｍ程度のシームレスパイプを得
ることもできる０以下にその実施例を工程順に説明する
Ｏｌ）中空加工工程 この工程は次の３通りの方法のいずれかが適用される。

■焼結されたタングステン、モリブデン等の難溶性金属
に溝ロール加工又は転打加工を施した後。

ドリリング又は切削加工によジノやイブ素材を得る方法
。

■難溶性金属粉末に３／１００〜５／１００のテーパを
有する芯金を入れて静水圧成型を施した後、芯金を抜い
て焼結して・やイブ素材を得る方法。

■焼結された難溶性金属を１１００〜１２５０℃の範囲
の高温且つ数百トンのプレス圧で熱間押出し加工し・や
イブ素材を得る方法。

これらの方法のうち、■の方法はパイプ素材材の組織が
最も均一となるので、良品質のシームレスパイプが得ら
れる。

以下、外径１５叫、内径９岨、長さしのモリブデンノや
イブ素材に加工を施す場合について説明する。

２）転打加工工程 この工程では、工程１）で得たノｅイグ素材の中空部に
芯金を入れ、三方ダイスを持つスェージング装置によシ
熱間転打加工を施す。三方ダイスを持つスェージング装
置によれは転打加工によ１）ｉ９イブに生ずる歪みは均
一となシ、肉厚は均一に薄くなる。したがって転打加工
が進行しても芯金は真円に近く、異形が生ずることはな
い。このことがら転打加工終了後の芯金の引抜きが容易
になシ。

本工程で達成できる・ぐイブの肉厚は１例えば加工終了
後のパイプの硬度によって決まる。

第１図は上述した外径１５間、内径９朧のモリブデンパ
イプ素材の加工度（ここでは肉厚の減少率）に対するビ
ッカース硬度の測定結果であり。

０、３　ｍｍ程度以下の肉厚では硬度が飽和状態となシ
。

割れが生ずる。逆に言えば加工度７０〜８０％の範囲で
０．３　ｍｍ程度の肉厚までは転打加工を施すことがで
きる。

ここで本工程の特徴である三方ダイスを持つスェージン
グ装置による転打加工と、従来の三方あるいは四方ダイ
スを持つスエー・ソング装置による転打加工との違いに
ついて第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）を参照し
て説明する。

第２図（ａ）は三方ダイススェージング装置、第２図（
ｂ）は四方ダイススェージング装置による転打加工終了
後の・ぐイブと芯金との状態を表わしている。

パイプに生ずる歪みは、ダイス２１ａ、２ｉｂあるいは
ダイス２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆによるＪ″Ｊ１
１￥に起因して生じ、！１〒にダイスの中央部分（図中
、７“、［、′、九部分）で著しくなる。ところが三方
四カいずれの場合もこれらの歪みの顕著に生ずる部分が
・Ｓイブｌの径方向の反７１側に位置していることに、
Ｌ：す、歪みが不均一になり、芯金３にも不均一な応力
か加わると考えられている。

これに利し、第２図（ｃ）は−ヨ、カブイスを持つス工
−ノノグル１２置の場合シこついて示し、この図で明ら
かな」、うに、ダイス２１　ｇ　、　２１１ｉ　＋　２
１　ｉによりイ・みの顕著Ｇ′こなるへき部分か勾−い
に反対側に位置−所ず、パイプ゛１の周方向１２０°の
角度間隔をおいて位置していること６・こより、歪みが
均一に分散されることになる。しノこがって本工程で使
用するスエーノノグ装置としてｉｄ：　、　＝カブイス
のものに限らず（２ｎ−１−、Ｌ）カブイス（ｎｆ／ｉ
屯の整数）９例えば１１．カブイスのものでも良い。以
上のような理由で肉厚０．３　ｍｍ　ｉでの均ａてｙ」
−回度の良好なシームレス・Ｐイブがイ！すられ、しか
も最長１０　ｍ程度の長尺にすることかできる。

このようにして、０．３ｍｍ程度の肉厚になる寸て転打
加二［シた後、芯金を引抜くが、上述した理由で引抜き
は容易てあり、引抜かれたパイプの内仔面も滑らかであ
る。なお芯金としては、引抜きを容易にするため、・ソ
イプ素）ｌ／Ｉと熱膨張係数かＪＲｄなり、１酬熱性、
１到１．！１５　Ｊ：（；件のあるイ」オＩ２例えば超
硬１■合金、高モリブデン外１が用いられる。

３）焼鈍工程 上記の如く、転打加工後芯金を引抜いたパイプに焼鈍処
理を施すことにより、肉１ワＯ，：３　ｍｍ　且ての７
−ムレスパイプが得られる。ぞしでこのシームレス・や
イブは、長さか大小様々Ｖこつくられ、組織が均一で二
次加工か容易であることから広範囲の分野で利用するこ
とができる。なおいずれの工程においても難溶性金属に
対し２てｆ”Ｊらかの加熱を行なう場合には、刀く素ガ
ス、不を重性ノｆス等の雰囲気中でなされることは曹う
までもない。

ところで以トのようにして焼鈍処理を終え／ζ７−ムレ
スパイゾは１組織が均一であるうえに焼鈍によって歪み
が除去され、硬度か減少することにより、史に肉厚を薄
くするだめの加工を施すことができるようになる。

・１）山加丁１゛程 ■焼鈍加］終了後の／−ムレス・やイブにχ１し。

ソ（コー′アイ／グダイスを用いた引抜法による加工を
ＭＩｌずか。

（ｆＪ＋４立ｊｌｌｉ加−「終了後の／−ムレスノやイ
ブに対し、。

回度芯１ンを入れて送用ロール加工を施すかのいずれか
のツノ、人により＋０．０１６ｍｍ程度の肉Ｊワの／−
ノ・レス・？イブを得ることができる。勿論、この王で
；Ｌ　ｉｃｊ、必蟹に応じて伺加される。

以上のような下杵をタングステンに適用しても同様な結
果がイ（１られることｄ、菖うオでもない。

以上ＲＳＩＩ明してきたように９本発明はタングステン
、モリブｊ゛ン雪の難溶性金属に最適の７−　ｌ、レス
・やイブの製造方法であシ、特殊転打加工によって長尺
化が「１」能で肉厚０．３　ｍｍ寸での良品質の７−］
・レスパイプを得ることができ米。更にフローディング
ダイスによる引抜法あるいは遊星ロール加工法により肉
厚０．　Ｏ１，６□ｔで加工した同品質のシームレス・
９イゾが得られる。しかもこのようにして得られノこン
ーノ・レスパイプは、ｆ＋ｌＩ織か均一で真［１１席が
良いうえ高ゼ・４件を呈することから１曲げ加上、絞り
力＋Ｉｒ、　舌の一二次加−Ｉ：も容易に行なうことが
できる。そしてこのように敗色された７〜ムレスパイプ
の用途として口２．か［１溶性金属に特イ］の高］酬熱
性、高耐蝕性、高靭性等の６長を牛かし、肉ｊツ。

・９イブ径、・ぐイブ長に応じて、■原ｒ炉の冷却又は
熱交換用・ξイゾ、■）高１ｉ１７１炉構う＜’ｉ体又
はど令ノミ１］川パイプ１．Ｇｔブラウン管？１１．子
銃用、０う熱電対保５ω′１ｔ。

（引特殊電池用パイプ、■光ファイバコネクタ（外装管
）、■面ｊ熱１１１１ｊ圧用パイプ、例えば各種エンノ
ンの燃料油ノズル舌の多岐にわプξって利用することが
できる。

な秒本発明力法により、ばパイプ肉厚１　ｍｍ以上であ
っても組織が均一でｔｊ＋、回度か良く２曲げ、絞り智
の二次加工性の良い／−ノ・レスパイプが得られること
に変わ９は九〔い。し／江かって本発明のイπ利カフイ
スｔ　１’！ｔつスエーノング装置によるＩＩＶ（打加
工を１イむ！！Ｉｆ然（／ｌ−金属の／−１・レス・Ｐ
、イブの製造〕月去仝（１ンにＪ、・１．と）・１寸だ
これＫ　、、ｌ二ってイ′Ｉられる黄ｌｌｌ１容・［牛
り１／属の／−）、レス・９イブ１′：般におよぶ。

・１図面の１゛、“ｉ”ｉ　ｒｉ′１な説１叫第１図は
本発明における転」゛Ｊ加工ニＬ程でのモリブデ／−！
“イノパ素利の加工度と硬度の関係を示しだ図＋　’；
：、ｒ’、　２図（ａ）　、　（ｈ）はそれぞれ、三方
グイススエーノング装置及Ｏ・四カダイススエーソング
装置によＺ）　％、拐加１終了後の・やイブと芯金との
状態を示し／ξ図、第２図（ｃ）は本発明の特徴である
三方ダイススエーノング装置による転４′１加工終了後
の、９イゾ第２図（Ｇ） −５２５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　肉厚１間以下に加工されたタングステン。 モ’）７’ｆ’７”Ｊの難溶性金属のシームレスパイプ
   。 ２、中空加工を施したタングステン、モリブデン等の難
   溶性金属のパイプ素材に対し、該素材の中空部に芯金を
   入れて（２ｎ＋１）方ダイスを持つスェージング装置に
   ょる転打加工を行なう工程を含むことを特徴とする難溶
   性金属のシームレスパイプの製造方法。