JPS63286237A - 中空管の鍛造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、中空丸ビレットを素材とし、鍛造によって
シームレス鋼管を製造する方法に関する。

（従来の技術） 一般に、シームレス鋼管は、たとえば特公昭５６−４３
２１号公報に開示されてｈるような圧延による方法、或
は熱間押出４しによって製造され、特に生産量の多い普
通鋼管は、圧延法によって製造される、 一方、合金鋼等変形能が低く、加工中に割れが生じ易い
材料から管を製造しようとするときは、熱間押出し法が
適しているとされている。

、他方、一部においては、素材である中空丸ビレットの
中心部に貫通孔を穿設した後、その貫通孔にマンドレル
を挿入し、熱間鍛造によシ素材の肉厚を逐次減少させる
ことによって管とする方法も採られている。しかしなが
ら、このような鍛造による合金鋼管の製造法は、刀ｎ工
速度が遅いことに起因して生産性が低く、また、材料の
温度低下が大きいことなどのために、一般に、温度低下
の小さな、大断面、厚肉の管の製造にその適用が限定さ
れている。

最近、鍛造法は、生産性は低いものの、自由度が大きい
ために、少量、多サイズの管の製造手段として見直され
つつあり、また、鍛造機の高速化も進められ、対象とし
得るサイズの限界は拡大しつつある。

第３図に、鍛造によって鋼管を製造するときの、マンド
レル１、材料２、金型３の関係を示す。材料２は、マン
ドレル１を挿入された状態で、逐次、金型３内に送り込
まれかつ、周方向に回転が加えられながら鍛造されて肉
厚が減じられて鋼管とされる・ このようにして得られた鋼管は、表面性状は優九ている
とはいえないけれども、表面の切削加工を行うことによ
って、表面性状を良好ならしめ得るから、加工段階で材
料温度さえ十分に確保できれば、鍛造法による鋼管製造
における技術上の大きな問題はない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、たとえば合金鋼のような、変形能の低−材料
を対象として、鍛造法によって、できるだけ小さなサイ
ズで薄肉の管を製造しようとするものである。

先に述べたように、変形能の低−材料から管を製造する
には、熱間押出し法が適しているけれども、押出し機の
容量に限界があシ、比較的大きなサイズの鋼ｙ−を製造
しようとするときには、適用できない。

一方、鍛造機の速度が向上したとはいえ、青径６０〜２
００簡、肉厚５〜２０■程度の管製品を得るとなれば、
中空体であるがゆえにその体積に比べ熱放敗に関与する
表面積が大きく、また内部のマンドレルにも熱を奪われ
るなど、中実体に比べ不利な点が多く、材料の温度降下
は特に大きく、それによって材料の変形抵抗は亮〈なシ
、鍛造機能力を超え、それ以上の加工ができなくなる。

また、時に変形能の低い、合金鋼等の利科は、その加工
温度域も限られるため、温度の制約条件も生じる。この
ような問題に対しても、中実体に比べ、とくに中空体の
場合は温度確保が困難であり、従来の鍛造法では対処で
きない。

従って、如何にして鍛造加工中に、材料の未鍛造部及び
鍛造部の温度降下を防止し、或は所定の温度に保つかが
重要である。本発明は、これを技術的課題としてなされ
たものである。

Ｃ問題点を解決するための手段） 本発明の特徴とする処は、中空丸ビレットを素材として
、鍛造によってその断面縮小を行う方法であって、予め
素材を加熱するに際し、保温材で素材全カバーした状態
で加熱を行うが、あるいは素材の加熱中または加熱終了
後抽出直後に保温材でカバーした後、鍛造過程において
、該保温カバーをつけたまま熱間鍛造を行うことを特徴
とする中空管の鍛造方法にある。

以下に、本元明金、詳細に説明する。

第１図に、本発明を実施するときの装置例を示す。

第２図（ａ）　、　（ｂ）に、中空素管を、保温材でカ
バーしている状態の側断面、及び正断面金示す。

第１図および第２図において、４は、中空素管であって
保温材５でカバーされた状態で加熱さｎるか、あるーは
加熱中において、又は加熱終了後直ちに抽出と共にカバ
ーされる。これらの選択は中空素管の寸法による温度低
下の程度と加熱の効率を勘案して決定されるが、一般に
薄肉、小サイズのものほど温度低下が激しく、カバーの
作業中の温度低下も無視できないので、加熱効率を無視
してさえも予め保温材をカバーしておくことが必要とな
る。

保温材５は、その材質を限定されるものではないけれど
も、内部の中空素管の温度降下を可及的に防止するとい
う観点から遮熱特性にすぐれた、繊維状耐火物がよい。

次にその作用を説明すると、加熱炉から抽出された保温
材５でカバーさ九た状態の中空素管４は、直ちにライン
内に移送され、その端部をマニピュレータ７で把持され
たマンドレル１が中空部に挿入さ九、次いで保温材と共
に周方向の回転が与えられ、鍛造工具６によって鍛造さ
れる。

このとき、保温材は鍛造によって破砕され、その一部は
金型と材料の間に挾−１れて、金型と材料間の熱伝達を
妨げる働きをする。破砕された保温材が材料表面に固着
して残るものもあシ、また、それＫよって材料表面に圧
痕を残す場合もめるが、このプロセスにおいては、鍛ａ
された管がそのまま製品になることはないので許容され
る。

保温材５Ｆｉ、その位置を固定しておけば、マンドレル
ｌｅ軸方向に送シ出すことによって、未鍛造部を鍛造工
具６の位置に進行させることも出来る。

叙上の如く、本発明によれば、特別な設備を設けること
なく、鍛造過程にある素材の温度降下をよシよ〈抑止し
て、たとえば高合金鋼のような、変形能の低い材料から
シームレス管′ｆｔｊＪＩ造することができる。

なお、本発明には、中空管内面に中空状の保温材を挿入
して、マニドレルへの熱伝達を防ぐことも包含されるこ
とを補足しておく。内面側においても鍛造前、鍛造中の
材料温度の低下防止して効果的ではあるが、その作業の
離しさも考慮して、その冷却の程度に応じて、外面、内
面共あるｈは外面への適用が選択される。

（実施例） １００ｍφＸ２０ｍｔＸ５ｍ（長さ）のステンレス鋼中
空素管を素材として、８０＋ｍφＸ１０ｍａｔＸ１０ｍ
（長さ）のステンレス鋼管を、鍛造した。

ステンレス鋼中空素管の加熱温度は、１２００℃とし、
抽出後１分で鍛造を開始したが、従来の方法では、鍛造
作業手ばで失熱した。

第１図に示す本発明の実施態様によって鍛造を行った処
、鍛造温度は、常に１０００℃以上を保つことができ、
製造□可能となった。

また、再度の加熱、鍛造は、加工の進行に伴う管長の増
大に見合う長さの加熱装置を設ける（蓋を閉じて加熱す
るから）ことが実際的でないことならびに、マンドレル
の嵌装が不可能で、実用的な生産手段とはなりえなかっ
た。

（発明の効果） 本発明を適用することによって、これまで、圧延法およ
び熱間押出し法で製造できなかった、直径６０〜２００
ｍ、肉厚５〜２０ｍのシームレス合金鋼管の製造が、高
能率下に、可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施するときの装置の一例を示す
説明図、 第２図（ａ）　、　（ｂ）は、この発明において、中空
素管を保温材でカバーしている状態の側断面図及び正断
面図、 第３図（ａ）　、　（ｂ）は、従来の、鍛造によってシ
ームレス管を製造するときの装置の正面図及び側断面図
である。 １：マンドレル、　　　２：材料、 ３：金型、　　　　　　４：中空素管、４′：鍛造後の
管、　　５：保温材、 ６：鍛造工具、　　　　７：マニピュレータ。 第１図 第２図 （ａ）　　　　　（ｂ） ｌ：マンドレル ２：材料 ３：金型 ４：中空素管 ４゛　：＠造後の管 ５・保温材 ６：鍛造工具 ７・マニピュレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空丸ビレットを素材として、鍛造によってその断面縮
   小を行う方法であって、予め素材を加熱するに際し、保
   温材で素材をカバーした状態で加熱を行うか、あるいは
   素材の加熱中または加熱終了後抽出直後に保温材でカバ
   ーした後、鍛造過程において、該保温カバーをつけたま
   ま熱間鍛造を行うことを特徴とする中空管の鍛造方法