JPS6232004B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6232004B2 JPS6232004B2 JP57128058A JP12805882A JPS6232004B2 JP S6232004 B2 JPS6232004 B2 JP S6232004B2 JP 57128058 A JP57128058 A JP 57128058A JP 12805882 A JP12805882 A JP 12805882A JP S6232004 B2 JPS6232004 B2 JP S6232004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lubricant
- graphite
- mandrel bar
- mandrel
- scale
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
- B21B25/04—Cooling or lubricating mandrels during operation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lubricants (AREA)
Description
本発明は、マンドレルミルにおけるマンドレル
バーの潤滑処理方法に関する。 炭素鋼、合金鋼またはステンレス鋼等の鋼の熱
間加工において、工具と鋼との接触面で生じる相
対辷り時に生じる摩擦力、工具表面への鋼の焼付
き、工具の摩耗等を低減するために、工具へ潤滑
剤を塗布することはきわめて重要なことである。 この潤滑剤の種別、および塗布方法等は、加工
方法によつて異なるが、これを継目無鋼管の熱間
加工工程におけるマンドレルミル圧延（フルフロ
ート法、リテイニングマンドレル圧延法を包含す
る）でのマンドレルバーについての潤滑の場合を
中心にして以下説明を続ける。 マンドレルミル圧延法は、熱間穿孔したホロー
シエルに長尺のマンドレルバーを挿入した後、２
ハイの孔型ロールを有する複数スタンドを備えた
連続圧延機を通過させ、バーと孔型ロールにより
規制された寸法に縮径減肉加工を行うものであ
る。しかるに、マンドレルバー表面には潤滑剤が
塗布されるが、潤滑剤としては、オイル類の液体
潤滑剤と黒鉛、二硫化モリブデン（MoS2）等の固
体潤滑剤とがある。前者は、高温耐熱性が劣るた
め、通常は後者が使用される。また、後者の黒鉛
等をマンドレルバーに付着させる方法としては次
の３通りの方法がある。(1)オイルまたは重油に黒
鉛粉を混合させたものを塗布する。(2)水または付
着活性剤を混入した水溶液に黒鉛を混合させたも
のを塗布する。(3)水溶性の各種化成重合体からな
る速乾性の糊を含む水溶液に黒鉛粉を混合させ、
塗布後マンドレルバーの温度（100〜200℃）を利
用しながら水分を乾燥させ黒鉛層を形成させる。 これらの方法のうち、(1)および(2)の方法は、黒
鉛のマンドレルバー表面積当りの量が不安定であ
り、また塗布液がマンドレルバーから滴下して工
場の水を汚染するなどの欠点があり、さらに(1)の
方法では黒煙を発生する問題がある。 そこで、近年は(3)の方法が漸次採用されつつあ
り、同法によれば、速乾性の糊が有効に作用し、
黒鉛の付着量（厚さ）を容易に制御でき、かつ黒
煙の発生が少い等の特長がある。 ところが、この(3)の方法で潤滑剤を塗布したと
しても、次述するように、鋼の熱間加工時におい
て鋼表面に発生するスケールとの関係で十分な結
果が得られない。 マンドレルミルに与えられるホローシエルの内
面には、20μ〜50μのスケールが圧密状態で付着
している。このホローシエルに黒鉛潤滑剤が塗布
固着されたマンドレルバーを挿入し、圧延機によ
りたとえば圧延機前後の延伸比で２〜５なる条件
で延伸加工すると、ホローシエルの内表面は鋼の
延伸量に応じて半径方向の圧縮応力を受けつつ長
手方向に塑性延伸される。このとき、本発明者ら
の知見によれば、ホローシエルに均一に付着した
スケールは、鋼の塑性延伸と同じようにホローシ
エル表面上を延伸されるものではなく、圧密され
ながらも鋼の延伸方向ではちぎれながら分布され
てゆくことが明らかとなつた。それは、あたか
も、鋼の内表面に煉瓦を粗に配置したごとくであ
る。 これに対して、マンドレルバーに塗布固着され
た黒鉛は、模式的に示した第１図に示すように、
ホローシエル１の地金から煉瓦状にちぎれ、粗に
分布したスケール塊２は、あたかもヤスリの表面
あるいは砥石の砥粒のごとく作用し、マンドレル
バー３表面から黒鉛４を掻き取り、逆に掻き取ら
れた黒鉛４は、スケール塊２相互間を埋め、ホロ
ーシエル１の地金表面へ転位して行くと考えられ
る。これによつて、最終的にマンドレルバー表面
での黒鉛残存量が非常に少くなる。実際、前述の
(3)の方法でマンドレルバー上に厚み10μ〜50μの
範囲内で種々黒鉛付着を変化させて塗布してみて
も、いずれの場合も残存黒鉛量がきわめて少いこ
とが実験から判明している。かくして、黒鉛量が
スケール付着量に比較し少いと、黒鉛が分断され
たスケール塊とスケール塊との間に落ち込み、工
具であるマンドレルバーと接触しているのはスケ
ールだけとなり、接触面摩擦係数は増大し、スケ
ールによりマンドレルバーの摩耗が促進される。 しからば、黒鉛の付着量を増大させれば、この
問題の解決法の一つになる。すなわち、各種潤滑
条件と摩擦係数との関係を調べたところ、第１表
に示す結果が得られた。実験は、１スタンドモデ
ルマンドレルミルを用い、母管寸法：127φ×18t
（低炭素鋼）を圧延温度1070℃で圧延寸法：114φ
×13.87t（マンドレル寸法86.26φ）に仕上げた
ものである（寸法の単位はmm、以下同じ）。
バーの潤滑処理方法に関する。 炭素鋼、合金鋼またはステンレス鋼等の鋼の熱
間加工において、工具と鋼との接触面で生じる相
対辷り時に生じる摩擦力、工具表面への鋼の焼付
き、工具の摩耗等を低減するために、工具へ潤滑
剤を塗布することはきわめて重要なことである。 この潤滑剤の種別、および塗布方法等は、加工
方法によつて異なるが、これを継目無鋼管の熱間
加工工程におけるマンドレルミル圧延（フルフロ
ート法、リテイニングマンドレル圧延法を包含す
る）でのマンドレルバーについての潤滑の場合を
中心にして以下説明を続ける。 マンドレルミル圧延法は、熱間穿孔したホロー
シエルに長尺のマンドレルバーを挿入した後、２
ハイの孔型ロールを有する複数スタンドを備えた
連続圧延機を通過させ、バーと孔型ロールにより
規制された寸法に縮径減肉加工を行うものであ
る。しかるに、マンドレルバー表面には潤滑剤が
塗布されるが、潤滑剤としては、オイル類の液体
潤滑剤と黒鉛、二硫化モリブデン（MoS2）等の固
体潤滑剤とがある。前者は、高温耐熱性が劣るた
め、通常は後者が使用される。また、後者の黒鉛
等をマンドレルバーに付着させる方法としては次
の３通りの方法がある。(1)オイルまたは重油に黒
鉛粉を混合させたものを塗布する。(2)水または付
着活性剤を混入した水溶液に黒鉛を混合させたも
のを塗布する。(3)水溶性の各種化成重合体からな
る速乾性の糊を含む水溶液に黒鉛粉を混合させ、
塗布後マンドレルバーの温度（100〜200℃）を利
用しながら水分を乾燥させ黒鉛層を形成させる。 これらの方法のうち、(1)および(2)の方法は、黒
鉛のマンドレルバー表面積当りの量が不安定であ
り、また塗布液がマンドレルバーから滴下して工
場の水を汚染するなどの欠点があり、さらに(1)の
方法では黒煙を発生する問題がある。 そこで、近年は(3)の方法が漸次採用されつつあ
り、同法によれば、速乾性の糊が有効に作用し、
黒鉛の付着量（厚さ）を容易に制御でき、かつ黒
煙の発生が少い等の特長がある。 ところが、この(3)の方法で潤滑剤を塗布したと
しても、次述するように、鋼の熱間加工時におい
て鋼表面に発生するスケールとの関係で十分な結
果が得られない。 マンドレルミルに与えられるホローシエルの内
面には、20μ〜50μのスケールが圧密状態で付着
している。このホローシエルに黒鉛潤滑剤が塗布
固着されたマンドレルバーを挿入し、圧延機によ
りたとえば圧延機前後の延伸比で２〜５なる条件
で延伸加工すると、ホローシエルの内表面は鋼の
延伸量に応じて半径方向の圧縮応力を受けつつ長
手方向に塑性延伸される。このとき、本発明者ら
の知見によれば、ホローシエルに均一に付着した
スケールは、鋼の塑性延伸と同じようにホローシ
エル表面上を延伸されるものではなく、圧密され
ながらも鋼の延伸方向ではちぎれながら分布され
てゆくことが明らかとなつた。それは、あたか
も、鋼の内表面に煉瓦を粗に配置したごとくであ
る。 これに対して、マンドレルバーに塗布固着され
た黒鉛は、模式的に示した第１図に示すように、
ホローシエル１の地金から煉瓦状にちぎれ、粗に
分布したスケール塊２は、あたかもヤスリの表面
あるいは砥石の砥粒のごとく作用し、マンドレル
バー３表面から黒鉛４を掻き取り、逆に掻き取ら
れた黒鉛４は、スケール塊２相互間を埋め、ホロ
ーシエル１の地金表面へ転位して行くと考えられ
る。これによつて、最終的にマンドレルバー表面
での黒鉛残存量が非常に少くなる。実際、前述の
(3)の方法でマンドレルバー上に厚み10μ〜50μの
範囲内で種々黒鉛付着を変化させて塗布してみて
も、いずれの場合も残存黒鉛量がきわめて少いこ
とが実験から判明している。かくして、黒鉛量が
スケール付着量に比較し少いと、黒鉛が分断され
たスケール塊とスケール塊との間に落ち込み、工
具であるマンドレルバーと接触しているのはスケ
ールだけとなり、接触面摩擦係数は増大し、スケ
ールによりマンドレルバーの摩耗が促進される。 しからば、黒鉛の付着量を増大させれば、この
問題の解決法の一つになる。すなわち、各種潤滑
条件と摩擦係数との関係を調べたところ、第１表
に示す結果が得られた。実験は、１スタンドモデ
ルマンドレルミルを用い、母管寸法：127φ×18t
（低炭素鋼）を圧延温度1070℃で圧延寸法：114φ
×13.87t（マンドレル寸法86.26φ）に仕上げた
ものである（寸法の単位はmm、以下同じ）。
【表】
この結果によれば、黒鉛量を100μ厚とする
と、潤滑性がかなり向上することが判る。 しかし、黒鉛の大量の使用は、不経済であるば
かりでなく、黒鉛は元来完全に塑性的性質を有し
ておらず、圧延過程で塊状（吹きだまり）に分布
し、被加工材内表面に凹みを発生させ、好ましく
ない。 本発明は、前記従来の問題点に鑑み、最少の固
体潤滑剤の使用量であつても、固体潤滑剤が元来
持つている優れた潤滑性能を発揮させることがで
きる潤滑処理方法を提供しようとするものであ
る。 すなわち、本発明の熱間加工用工具の潤滑処理
方法は、酸化スケール層を有する熱間穿孔したホ
ローシエル内に挿入するマンドレルバーの潤滑処
理方法であつて；前記マンドレルバーの表面に、
熱間加工時において非または難流動性の固体潤滑
剤系第１潤滑剤を塗布し、その第１潤滑剤層の表
面に熱間加工時において第１潤滑剤より流動性に
優れかつ瞬時に燃焼しない粘性のある第２潤滑剤
を、熱間加工時に分断される前記加熱鋼材の酸化
スケール層の分断間隙を埋める程度の厚さに塗布
することを特徴とするものである。 本発明における第１潤滑剤としては、熱間加工
温度範囲800℃〜1150℃で、かつ与えられる外力
によつても、非または難流動性の固体潤滑剤、た
とえば黒鉛または二硫化モリブデンMoS2単味、
あるいはこれらに若干の添加物を加えたものが使
用される。第１潤滑剤の塗布方法としては、一般
にスプレー法特に高圧スプレー法が用いられる
が、これにかえて浸漬法、ローラ転着法等を用い
ることもできる。 また塗布厚さは10〜150μとするのがよく、望
ましくは20〜50μとするのがよく、これは10μ未
満では潤滑効果がなく、150μを超えると従来例
と同様な難点を招くからである。 他方、第２潤滑剤としては、熱間加工時におい
て第１潤滑剤より流動性に優れたものが使用さ
れ、また上記加工温度範囲で瞬時に燃焼し去るも
のは避けられる。たとえば、食塩、岩塩、細粒の
ほう砂、細粒のほう酸等の無機物、あるいは牛脂
またはパーム油等の有機物がある。さらに、重油
等の天然油脂、ステアリン酸Na、Ca等も使用で
きる。このうち牛脂は最適な例である。塗布方法
としては、油系潤滑剤はそのまま、固体系潤滑剤
は微細に粉砕したものを粘着性溶液に混合してス
プレー法によつて塗布する。 また塗布厚さは、スケール量にもよるが、５μ
〜100μが好ましく、５μ未満では第１潤滑剤単
体の場合と同じ結果を招き、100μを超えると経
済的でない。 ところで、第２潤滑剤と第１潤滑剤とを混合し
たものを塗布することが従来行なわれているが、
これではその混合物がスケール塊の間に落ち込
み、黒鉛等の第１潤滑剤の有効な潤滑性を期待で
きず、また固体潤滑剤は流動性がないから、混合
物によつてスケール塊の間を十分埋めることがで
きない。 本発明は、第１潤滑剤と第２潤滑剤との二層塗
布方式を採るものである。その結果、圧延中は、
第２図のような挙動を示す。すなわち、第２潤滑
剤５が分断されたスケール塊２の間を埋め、第１
潤滑剤４は分断されたスケール塊２の間に落ち込
むことなく、マンドレルバー３とスケール塊２と
の間に介在しており、本来の潤滑性能を発揮す
る。 本発明の効果を確認するために、400℃におけ
るバウデン摩擦試験（摩擦回数50回のときの摩擦
係数を求める）を行つた。その結果は第２表の通
りであつた。
と、潤滑性がかなり向上することが判る。 しかし、黒鉛の大量の使用は、不経済であるば
かりでなく、黒鉛は元来完全に塑性的性質を有し
ておらず、圧延過程で塊状（吹きだまり）に分布
し、被加工材内表面に凹みを発生させ、好ましく
ない。 本発明は、前記従来の問題点に鑑み、最少の固
体潤滑剤の使用量であつても、固体潤滑剤が元来
持つている優れた潤滑性能を発揮させることがで
きる潤滑処理方法を提供しようとするものであ
る。 すなわち、本発明の熱間加工用工具の潤滑処理
方法は、酸化スケール層を有する熱間穿孔したホ
ローシエル内に挿入するマンドレルバーの潤滑処
理方法であつて；前記マンドレルバーの表面に、
熱間加工時において非または難流動性の固体潤滑
剤系第１潤滑剤を塗布し、その第１潤滑剤層の表
面に熱間加工時において第１潤滑剤より流動性に
優れかつ瞬時に燃焼しない粘性のある第２潤滑剤
を、熱間加工時に分断される前記加熱鋼材の酸化
スケール層の分断間隙を埋める程度の厚さに塗布
することを特徴とするものである。 本発明における第１潤滑剤としては、熱間加工
温度範囲800℃〜1150℃で、かつ与えられる外力
によつても、非または難流動性の固体潤滑剤、た
とえば黒鉛または二硫化モリブデンMoS2単味、
あるいはこれらに若干の添加物を加えたものが使
用される。第１潤滑剤の塗布方法としては、一般
にスプレー法特に高圧スプレー法が用いられる
が、これにかえて浸漬法、ローラ転着法等を用い
ることもできる。 また塗布厚さは10〜150μとするのがよく、望
ましくは20〜50μとするのがよく、これは10μ未
満では潤滑効果がなく、150μを超えると従来例
と同様な難点を招くからである。 他方、第２潤滑剤としては、熱間加工時におい
て第１潤滑剤より流動性に優れたものが使用さ
れ、また上記加工温度範囲で瞬時に燃焼し去るも
のは避けられる。たとえば、食塩、岩塩、細粒の
ほう砂、細粒のほう酸等の無機物、あるいは牛脂
またはパーム油等の有機物がある。さらに、重油
等の天然油脂、ステアリン酸Na、Ca等も使用で
きる。このうち牛脂は最適な例である。塗布方法
としては、油系潤滑剤はそのまま、固体系潤滑剤
は微細に粉砕したものを粘着性溶液に混合してス
プレー法によつて塗布する。 また塗布厚さは、スケール量にもよるが、５μ
〜100μが好ましく、５μ未満では第１潤滑剤単
体の場合と同じ結果を招き、100μを超えると経
済的でない。 ところで、第２潤滑剤と第１潤滑剤とを混合し
たものを塗布することが従来行なわれているが、
これではその混合物がスケール塊の間に落ち込
み、黒鉛等の第１潤滑剤の有効な潤滑性を期待で
きず、また固体潤滑剤は流動性がないから、混合
物によつてスケール塊の間を十分埋めることがで
きない。 本発明は、第１潤滑剤と第２潤滑剤との二層塗
布方式を採るものである。その結果、圧延中は、
第２図のような挙動を示す。すなわち、第２潤滑
剤５が分断されたスケール塊２の間を埋め、第１
潤滑剤４は分断されたスケール塊２の間に落ち込
むことなく、マンドレルバー３とスケール塊２と
の間に介在しており、本来の潤滑性能を発揮す
る。 本発明の効果を確認するために、400℃におけ
るバウデン摩擦試験（摩擦回数50回のときの摩擦
係数を求める）を行つた。その結果は第２表の通
りであつた。
【表】
この結果から、本発明法が有効であることが判
明したので、引き続いてスケール発生がある実機
での試験を行つた。圧延機は８スタンドミル、母
管寸法：147φ×14.0t（低炭素鋼）、圧延寸法：
123φ×4.0t（マンドレル寸法110φ）、圧延温度
950℃である。その結果は、第３表の通りであつ
た。
明したので、引き続いてスケール発生がある実機
での試験を行つた。圧延機は８スタンドミル、母
管寸法：147φ×14.0t（低炭素鋼）、圧延寸法：
123φ×4.0t（マンドレル寸法110φ）、圧延温度
950℃である。その結果は、第３表の通りであつ
た。
【表】
摩擦係数の測定は、圧延荷重を計測するととも
に、マンドレルバーの保持装置にかかる保持力を
計測し、前者の値を後者の値で除して算出したも
のである。 また、同様の試験を、第１および第２潤滑剤の
種別を変えて行つた結果を第４表に示す。 なお、同表の第２潤滑剤のうち、食塩、岩塩等
の固体潤滑剤は、粘着性溶液に混合して用いた。
に、マンドレルバーの保持装置にかかる保持力を
計測し、前者の値を後者の値で除して算出したも
のである。 また、同様の試験を、第１および第２潤滑剤の
種別を変えて行つた結果を第４表に示す。 なお、同表の第２潤滑剤のうち、食塩、岩塩等
の固体潤滑剤は、粘着性溶液に混合して用いた。
【表】
【表】
【表】
以上の通り、本発明によれば、少い固体潤滑剤
の使用量であつても、優れた潤滑性能を発揮させ
ることができ、焼付防止や工具の摩耗防止等を確
実に達成できる。
の使用量であつても、優れた潤滑性能を発揮させ
ることができ、焼付防止や工具の摩耗防止等を確
実に達成できる。
第１図は従来例の潤滑剤の挙動を示すミクロ的
模式図、第２図は本発明法によつて処理した潤滑
剤の挙動を示すミクロ的模式図である。 １……ホローシエル（被加工材）、２……スケ
ール塊、３……マンドレルバー（工具）、４……
黒鉛または第１潤滑剤、５……第２潤滑剤。
模式図、第２図は本発明法によつて処理した潤滑
剤の挙動を示すミクロ的模式図である。 １……ホローシエル（被加工材）、２……スケ
ール塊、３……マンドレルバー（工具）、４……
黒鉛または第１潤滑剤、５……第２潤滑剤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化スケール層を有する熱間穿孔したホロー
シエル内に挿入するマンドレルバーの潤滑処理方
法であつて； 前記マンドレルバーの表面に、熱間加工時にお
いて非または難流動性の固体潤滑剤系第１潤滑剤
を塗布し、 その第１潤滑剤層の表面に熱間加工時において
第１潤滑剤より流動性に優れかつ瞬時に燃焼しな
い粘性のある第２潤滑剤を、熱間加工時に分断さ
れる前記加熱鋼材の酸化スケール層の分断間隙を
埋める程度の厚さに塗布する、 ことを特徴とするマンドレルミルのマンドレルバ
ー潤滑処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12805882A JPS5919009A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | マンドレルミルのマンドレルバ−潤滑処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12805882A JPS5919009A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | マンドレルミルのマンドレルバ−潤滑処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919009A JPS5919009A (ja) | 1984-01-31 |
| JPS6232004B2 true JPS6232004B2 (ja) | 1987-07-11 |
Family
ID=14975431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12805882A Granted JPS5919009A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | マンドレルミルのマンドレルバ−潤滑処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919009A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5279141A (en) * | 1988-12-23 | 1994-01-18 | Kawasaki Steel Corporation | Apparatus for pre-processing stainless steel strip intended to be cold-rolled |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5170173A (en) * | 1974-12-16 | 1976-06-17 | Nippon Steel Corp | Junkatsuseino suguretakozai |
| JPS52138049A (en) * | 1976-05-14 | 1977-11-17 | Nippon Oils & Fats Co Ltd | Metal mold processing method |
| JPS5765796A (en) * | 1980-10-08 | 1982-04-21 | Nippon Steel Corp | Cold rolling method of steel sheet |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP12805882A patent/JPS5919009A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5919009A (ja) | 1984-01-31 |
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