JPS6054804B2 - チタン合金管の製造法 - Google Patents
チタン合金管の製造法Info
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- JPS6054804B2 JPS6054804B2 JP9953278A JP9953278A JPS6054804B2 JP S6054804 B2 JPS6054804 B2 JP S6054804B2 JP 9953278 A JP9953278 A JP 9953278A JP 9953278 A JP9953278 A JP 9953278A JP S6054804 B2 JPS6054804 B2 JP S6054804B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特に、熱間押出しなどの熱間加工性、およ
び冷間における圧伸、引抜きなどの冷間加工性のきわめ
て悪い高強度チタン合金て構成されたチタン合金管の製
造法に関するものである。
び冷間における圧伸、引抜きなどの冷間加工性のきわめ
て悪い高強度チタン合金て構成されたチタン合金管の製
造法に関するものである。
現在、チタン合金製継目無し管が、航空機用配管やゴル
フシャフト、さらに各種のスポーツ用具などとして実用
に供されているが、このチタン合金製継目無し管は、通
称ハーフアロイと呼ばれ、かっＴｉ−３％Ａｌ−２．５
％Ｖ（重量％、以下％は重量％を示す）からなる組成を
有するチタン合金で構成され、熱間押出し加工と、冷間
による圧伸加工および引抜き加工によつて製造されてい
る。また、上記ハーフアロイは、焼鈍状態で、引張強さ
：６６に９Ｉ−、降状強さ：５７に９Ｉ−、伸び：２０
％の引張特性を有しているが、チタン合金の最大の特徴
である比強度（強度／密度）の点で、Ｔｉ一６％Ａｌ−
４％Ｖ合金や、Ｔｉ−５％Ａｌ−２．５％Ｓｎ合金など
に比して劣つている。一方、上記Ｔｉ−６％Ａｌ−４％
Ｖ合金は、焼鈍状態で、引張強さ：１０５に９Ｉ−、降
状強さ：９５に９Ｉ−、伸び：１５％の引張特性を有し
、強度の点で上記ハーフアロイに比してきわめてすぐれ
ているが、反面、熱間押出しなどの熱間加工性、および
冷間における圧伸、引抜などの冷間加工性がきわめて悪
いために、この高強度チタン合金より継目無し管を製造
することはほとんど不可能である。
フシャフト、さらに各種のスポーツ用具などとして実用
に供されているが、このチタン合金製継目無し管は、通
称ハーフアロイと呼ばれ、かっＴｉ−３％Ａｌ−２．５
％Ｖ（重量％、以下％は重量％を示す）からなる組成を
有するチタン合金で構成され、熱間押出し加工と、冷間
による圧伸加工および引抜き加工によつて製造されてい
る。また、上記ハーフアロイは、焼鈍状態で、引張強さ
：６６に９Ｉ−、降状強さ：５７に９Ｉ−、伸び：２０
％の引張特性を有しているが、チタン合金の最大の特徴
である比強度（強度／密度）の点で、Ｔｉ一６％Ａｌ−
４％Ｖ合金や、Ｔｉ−５％Ａｌ−２．５％Ｓｎ合金など
に比して劣つている。一方、上記Ｔｉ−６％Ａｌ−４％
Ｖ合金は、焼鈍状態で、引張強さ：１０５に９Ｉ−、降
状強さ：９５に９Ｉ−、伸び：１５％の引張特性を有し
、強度の点で上記ハーフアロイに比してきわめてすぐれ
ているが、反面、熱間押出しなどの熱間加工性、および
冷間における圧伸、引抜などの冷間加工性がきわめて悪
いために、この高強度チタン合金より継目無し管を製造
することはほとんど不可能である。
したがつて、もし上記のＴｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ合金な
どの熱間加工性および冷間加工性のきわめて悪い高強度
チタン合金より管を製造することができれば、比強度の
すぐれた理想的なチタン合金管として用途は無限に拡大
されるようになる。そこで、本発明者等は、上述のよう
な観点から、高い比強度を有するが、熱間加工性および
冷・間加工性のきわめて悪い高強度チタン合金を使用し
て、高強度チタン合金管を製造すべく研究を行なつた結
果、まず、Ｕ−Ｏフォーミング法によりチタン合金製溶
接素管を成形し、ついで、上記溶接素管を２００〜８０
０℃の範囲内の温度に加熱して、前記溶接素管の軟質化
と、溶接によつて形成されたビードと母材（素管）の材
質的不均質の解消をはかると共に、後工程の熱間転打加
工において、潤滑性を付与し、かつダイスへの焼付を防
止するための酸化皮膜を形成し、引続いて、上記温度に
加熱された上記溶接素管に転打加工を施すことによつて
、熱間押出しなどの熱間加工や、冷間における圧伸、引
抜きなどの冷間加工を用いることなく、所定寸法の高強
度チタン合金管を製造することができるという知見を得
たのである。
どの熱間加工性および冷間加工性のきわめて悪い高強度
チタン合金より管を製造することができれば、比強度の
すぐれた理想的なチタン合金管として用途は無限に拡大
されるようになる。そこで、本発明者等は、上述のよう
な観点から、高い比強度を有するが、熱間加工性および
冷・間加工性のきわめて悪い高強度チタン合金を使用し
て、高強度チタン合金管を製造すべく研究を行なつた結
果、まず、Ｕ−Ｏフォーミング法によりチタン合金製溶
接素管を成形し、ついで、上記溶接素管を２００〜８０
０℃の範囲内の温度に加熱して、前記溶接素管の軟質化
と、溶接によつて形成されたビードと母材（素管）の材
質的不均質の解消をはかると共に、後工程の熱間転打加
工において、潤滑性を付与し、かつダイスへの焼付を防
止するための酸化皮膜を形成し、引続いて、上記温度に
加熱された上記溶接素管に転打加工を施すことによつて
、熱間押出しなどの熱間加工や、冷間における圧伸、引
抜きなどの冷間加工を用いることなく、所定寸法の高強
度チタン合金管を製造することができるという知見を得
たのである。
この発明は上記知見にもとづいてなされたものであり、
その特徴とするところは、変形抵抗が大きい熱間押出し
や、冷間圧伸および冷間引抜きなどの加工手段を用いる
ことなく、ダイスへの接触が断続的であるために変形の
自由度が大きい転打加工を用い、しかも前記転打加工は
、予めチタン合金条材からＵ−０フォーミング法により
成形した溶接素管を２００〜８００℃の温度に加熱して
材質的に軟質化並びに均質化すると共に、この加熱で形
成した表面酸化皮膜によつてダイスに対して潤滑性が付
与され、かつ焼き付き防止がはかられた状態で行なわれ
るので、ハーフアロイは勿論のこと、従来製管が不可能
であつたＴｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ合金やＴｉ−５％Ａ１
−２．５％Ｓｎ合金などの高強度チタン合金からの製管
を可能とした点にある。
その特徴とするところは、変形抵抗が大きい熱間押出し
や、冷間圧伸および冷間引抜きなどの加工手段を用いる
ことなく、ダイスへの接触が断続的であるために変形の
自由度が大きい転打加工を用い、しかも前記転打加工は
、予めチタン合金条材からＵ−０フォーミング法により
成形した溶接素管を２００〜８００℃の温度に加熱して
材質的に軟質化並びに均質化すると共に、この加熱で形
成した表面酸化皮膜によつてダイスに対して潤滑性が付
与され、かつ焼き付き防止がはかられた状態で行なわれ
るので、ハーフアロイは勿論のこと、従来製管が不可能
であつたＴｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ合金やＴｉ−５％Ａ１
−２．５％Ｓｎ合金などの高強度チタン合金からの製管
を可能とした点にある。
また、この発明の方法において、転打加工時の素管加熱
温度を２００〜８００℃と限定したのは、２００℃未満
の加熱温度では、良好な転打加工を実施するのに必要な
条件を得ること、すなわち所望の素管軟質化および均質
化と表面酸化皮膜の形成をは．かることができず、一方
８００℃を越えた加熱温度にすると、潤滑特性を有しな
い厚い酸化皮膜が形成するようになつて転打加工性が害
なわれるようになると共に、素管への酸素および窒素な
どのガス成分の侵入もはげしくなつて製品管の延性が劣
．化するようになるという理由によるものである。つい
で、この発明の方法を実施例により図面を参照しながら
説明する。第１図に斜視図で示した長さ１０００ｗｎ×
幅２４顛×板厚０．５７ｒ０ｆｔの寸法をもつたＴｉ−
６％Ａ１−４％Ｖ合・金条材１に、Ｕ−０フォーミング
法にもとづいてＵ−０曲げ加工を施して、第２図に斜視
図で示したようにその側縁１ａ，１ａが突合わさつた素
管を成形し、ついでこれにタングステン電極を用い、か
つイナートガスでシールするＴＩＧ溶接法により溶接を
施して第３図に斜視図で示してあるようにヒート２によ
り接合された外径８．０ｗｕｎφ×長さ１０００Ｔｗｔ
の寸法をもつた溶接素管３を成形した。
温度を２００〜８００℃と限定したのは、２００℃未満
の加熱温度では、良好な転打加工を実施するのに必要な
条件を得ること、すなわち所望の素管軟質化および均質
化と表面酸化皮膜の形成をは．かることができず、一方
８００℃を越えた加熱温度にすると、潤滑特性を有しな
い厚い酸化皮膜が形成するようになつて転打加工性が害
なわれるようになると共に、素管への酸素および窒素な
どのガス成分の侵入もはげしくなつて製品管の延性が劣
．化するようになるという理由によるものである。つい
で、この発明の方法を実施例により図面を参照しながら
説明する。第１図に斜視図で示した長さ１０００ｗｎ×
幅２４顛×板厚０．５７ｒ０ｆｔの寸法をもつたＴｉ−
６％Ａ１−４％Ｖ合・金条材１に、Ｕ−０フォーミング
法にもとづいてＵ−０曲げ加工を施して、第２図に斜視
図で示したようにその側縁１ａ，１ａが突合わさつた素
管を成形し、ついでこれにタングステン電極を用い、か
つイナートガスでシールするＴＩＧ溶接法により溶接を
施して第３図に斜視図で示してあるようにヒート２によ
り接合された外径８．０ｗｕｎφ×長さ１０００Ｔｗｔ
の寸法をもつた溶接素管３を成形した。
このようにして上記溶接素管３を９本用意し、ついで、
それぞれの溶接素管を、常温、１８０℃、２００℃、３
０００Ｃ１４００℃、６０００Ｃ１７００℃、８００℃
、および８２０℃の各温度に加熱し、引続いて前記温度
に加熱した溶接素管に対して、転打加工を施し、”第４
図に斜視図で示した外径７．６Ｔｎφ×長さ１０５０？
の寸法をもつたチタン合金管４を製造した。この場合、
この発明の範囲から低い方に外れた加熱温度（常温およ
び１８０℃）での転打加工に際しては、型かじりが発生
し、製品管の溶接部には割れが発生した。また、この発
明の範囲から高い方に外れた加熱温度（８２０℃）での
転打加工では酸化皮膜の発生が著しく、製品管は肌あれ
のはげしいものであつた。これに対して、この発明の範
囲内の加熱温度（２００〜８００℃）での転打加工にお
いては、型かじりやはげしい酸化皮膜の形成がなく、し
かも製品管には溶接部割れや肌あれの発生が全く見られ
なかつた。なお、上記転打加工後のチタン合金管４は、
真空中、温度７５０′Ｃに１時間保持の焼鈍処理を施す
ことによつて最終製品とされる。
それぞれの溶接素管を、常温、１８０℃、２００℃、３
０００Ｃ１４００℃、６０００Ｃ１７００℃、８００℃
、および８２０℃の各温度に加熱し、引続いて前記温度
に加熱した溶接素管に対して、転打加工を施し、”第４
図に斜視図で示した外径７．６Ｔｎφ×長さ１０５０？
の寸法をもつたチタン合金管４を製造した。この場合、
この発明の範囲から低い方に外れた加熱温度（常温およ
び１８０℃）での転打加工に際しては、型かじりが発生
し、製品管の溶接部には割れが発生した。また、この発
明の範囲から高い方に外れた加熱温度（８２０℃）での
転打加工では酸化皮膜の発生が著しく、製品管は肌あれ
のはげしいものであつた。これに対して、この発明の範
囲内の加熱温度（２００〜８００℃）での転打加工にお
いては、型かじりやはげしい酸化皮膜の形成がなく、し
かも製品管には溶接部割れや肌あれの発生が全く見られ
なかつた。なお、上記転打加工後のチタン合金管４は、
真空中、温度７５０′Ｃに１時間保持の焼鈍処理を施す
ことによつて最終製品とされる。
ついで、上記の外径８．０Ｔｍφを有する溶接素管３と
、この発明の方法にしたがつて加熱温度６００℃で転打
加工して外径７．６ｗｎφとしたチタン合金管４につい
て、第５図に正面図で示される形状の治具５，６、すな
わち■ブ七ツク状のダイであつて、みぞ８の角度αを７
５七、みぞ８の間口幅ｍを６０ｗｔとした治具５と、パ
ンチであつて、先端の半径ｒを１０Ｔｗｔ１先端角βを
７５あとした治具６を使用して曲げ試験を行なつた。
、この発明の方法にしたがつて加熱温度６００℃で転打
加工して外径７．６ｗｎφとしたチタン合金管４につい
て、第５図に正面図で示される形状の治具５，６、すな
わち■ブ七ツク状のダイであつて、みぞ８の角度αを７
５七、みぞ８の間口幅ｍを６０ｗｔとした治具５と、パ
ンチであつて、先端の半径ｒを１０Ｔｗｔ１先端角βを
７５あとした治具６を使用して曲げ試験を行なつた。
曲げ試験は、前記溶接素管３およびチタン合金管４にお
ける溶接部をそれぞれ下向きおよび横向きとしてダイ治
具５上に載置し、上方よりパンチ治具６を降下し、第６
図に正面図で示されるように前記パンチ治具６によつて
曲げられつつある溶接素管３およびチタン合金管４に割
れ７が発生した時点における残留曲げ角度θを測定する
ことによつて行なつた。この測定結果を下表に示す。上
表に示される結果から、この発明の方法にしたがつて所
定の加熱温度に加熱した状態で転打加工を施すと、延性
が著しく改善されるようになることが明らかである。
ける溶接部をそれぞれ下向きおよび横向きとしてダイ治
具５上に載置し、上方よりパンチ治具６を降下し、第６
図に正面図で示されるように前記パンチ治具６によつて
曲げられつつある溶接素管３およびチタン合金管４に割
れ７が発生した時点における残留曲げ角度θを測定する
ことによつて行なつた。この測定結果を下表に示す。上
表に示される結果から、この発明の方法にしたがつて所
定の加熱温度に加熱した状態で転打加工を施すと、延性
が著しく改善されるようになることが明らかである。
なお、上記実施例では、Ｔｊ−６％Ｎ−４％Ｖ合金を例
にとり説明したが、Ｔｉ−５％Ｎ−２．５％Ｓｎ合金に
おいても同様に実施することができ、しかも同様な特性
をもつたチタン合金管を得ることができる。また、上記
実施例では熱間転打加工を１回行ない、外径８．０Ｔｆ
０ｆ１φの溶接素管を外径７．６瓢φのチタン合金管に
成形した場合について述べたが、より小径なチタン合金
管を得ようとする場合には、焼鈍処理と熱間転打加工の
繰り返しによつて所望の外径をもつたチタン合金管に成
形してやればよい。
にとり説明したが、Ｔｉ−５％Ｎ−２．５％Ｓｎ合金に
おいても同様に実施することができ、しかも同様な特性
をもつたチタン合金管を得ることができる。また、上記
実施例では熱間転打加工を１回行ない、外径８．０Ｔｆ
０ｆ１φの溶接素管を外径７．６瓢φのチタン合金管に
成形した場合について述べたが、より小径なチタン合金
管を得ようとする場合には、焼鈍処理と熱間転打加工の
繰り返しによつて所望の外径をもつたチタン合金管に成
形してやればよい。
上述のように、この発明の方法によれば、ハーフアロイ
は勿論のこと、従来、管に成形することが不可能であつ
たＴｉ−６％Ｎ−４％Ｖ合金やＴｉ一５％ＡＩ−２．５
％Ｓｎ合金などの高強度チタン合金から高強度および高
延性を有するチタン合金管を製造することができるので
ある。
は勿論のこと、従来、管に成形することが不可能であつ
たＴｉ−６％Ｎ−４％Ｖ合金やＴｉ一５％ＡＩ−２．５
％Ｓｎ合金などの高強度チタン合金から高強度および高
延性を有するチタン合金管を製造することができるので
ある。
第１図はチタン合金条材の斜視図、第２図はＵ−Ｏ曲げ
加工により成形されたチタン合金素管の斜視図、第３図
はチタン合金溶接素管の斜視図、第４図はチタン合金管
の斜視図、第５図は曲け試験用治具を示す正面図、第６
図は曲げ試験後の管の状態を示す正面図である。
加工により成形されたチタン合金素管の斜視図、第３図
はチタン合金溶接素管の斜視図、第４図はチタン合金管
の斜視図、第５図は曲け試験用治具を示す正面図、第６
図は曲げ試験後の管の状態を示す正面図である。
Claims (1)
- １ Ｕ−Ｏフォーミング法によりチタン合金製溶接素管
を成形し、ついで、この溶接素管を２００〜８００℃の
範囲内の温度に加熱して、材質的に軟質化および均質化
をはかると共に、後工程の転打加工における潤滑特性付
与およびダイス焼付防止のための酸化皮膜を形成し、引
続いて、上記温度に加熱された上記溶接素管に転打加工
を施して所定径の管材とすることを特徴とするチタン合
金管の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9953278A JPS6054804B2 (ja) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | チタン合金管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9953278A JPS6054804B2 (ja) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | チタン合金管の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5527432A JPS5527432A (en) | 1980-02-27 |
| JPS6054804B2 true JPS6054804B2 (ja) | 1985-12-02 |
Family
ID=14249817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9953278A Expired JPS6054804B2 (ja) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | チタン合金管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054804B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110587242A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-20 | 西北有色金属研究院 | 一种医用细径薄壁钴铬管材的加工制备方法 |
| CN111438318A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-24 | 西安交通大学 | 一种薄壁高强度钛合金管材及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105537342B (zh) * | 2016-01-19 | 2017-10-31 | 西北工业大学 | 一种钛管数控差温加热弯曲成形模具及方法 |
| CN106734429B (zh) * | 2017-03-21 | 2019-01-01 | 南京航空航天大学 | 一种航空钛合金3d自由弯曲温热成形装置及成形方法 |
| CN111687361B (zh) * | 2020-06-18 | 2022-09-23 | 无锡宏达重工股份有限公司 | 一种40MPa超高压气瓶用钛合金管材成型方法 |
-
1978
- 1978-08-17 JP JP9953278A patent/JPS6054804B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110587242A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-20 | 西北有色金属研究院 | 一种医用细径薄壁钴铬管材的加工制备方法 |
| CN110587242B (zh) * | 2019-10-16 | 2021-05-25 | 西北有色金属研究院 | 一种医用细径薄壁钴铬管材的加工制备方法 |
| CN111438318A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-24 | 西安交通大学 | 一种薄壁高强度钛合金管材及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5527432A (en) | 1980-02-27 |
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