KR20030028848A

KR20030028848A - 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및 이것에 의하여 성형된금속관

Info

Publication number: KR20030028848A
Application number: KR10-2003-7004240A
Authority: KR
Inventors: 이시카와츠요시; 츠카다요시야; 스즈키료이치; 이시카와아키히로; 이시카와모토요시; 이시카와준
Original assignee: 나카야마 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2003-04-10
Also published as: US20040050133A1; EP1336438A1; US20090199924A1; JPWO2002024366A1; WO2002024366A1; US20060201223A1; US20070113611A1; US20080148797A1; CN1466496A; KR100695311B1; CN1222375C; JP3498312B2; EP1336438A4; AU2001290265A1

Abstract

금속제의 파이프로 이루어지는 원관을, 예비성형 롤에 의하여, 타원형상, 장원형상 또는 사각형형상의 횡단면을 가지는 금속관으로 성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 외주 길이를 원관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및, 이것에 의해 성형된 금속관.

Description

금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및 이것에 의하여 성형된 금속관{METHOD OF FORMING COLD DIAMETRALLY REDUCING ROLL FOR METAL PIPE AND METAL PIPE FORMED BY THE METHOD}

종래, 금속관의 냉간축경 성형방법에 대해서는, 다음과 같은 기술이 제안되어 있다.

예를 들면, 강관을 3롤 리듀서에 의하여 냉간 리듀싱 압연하는 것이다(일본국 특개평 7-51707호). 이것은 용접부의 편육(偏肉:치우친 두께)을 억제하는 것을 목적으로 하는 것이다. 그리고 3스탠드 이상의 리듀서에 의한 리듀싱 공정과, 2스탠드 이상의 2롤식 정경기(定徑機)를 사용함으로써, 이 목적을 달성하고자 하는 것이다.

또, 다이스(dies)의 내주면에 소정의 형상을 부여하고, 이것을 사용하여 인발함으로써, 표면에 능선(稜線)형상의 요철형상을 형성한 강관의 제조방법도 제안되어 있다(일본국 특개평 7-314031호). 이것은 내주면에 기어상태의 형상을 부여한 다이스와, 원관(原管) 두께 감소용 플러그를 조합시켜서, 관 두께에 강한 압축력 및 압축변형을 가함으로써, 효과를 내고 있는 발명이다.

더욱이, 가장 하류측에 위치하는 최종의 롤 스탠드의 롤 프로필에 의하여 구성되는 롤 구멍형체만을 진원으로 한 전봉(電縫) 강관의 냉간 롤 성형방법이 제안되어 있다(일본국 특개평 6-142718호).

전술한 종래기술은, 어느 것이나 각각의 가공목적을 달성하는 것이기는 하지만, 각각의 장치의 사용용도가 특정한 것으로 한정되어 있고, 가공될 수 있는 치수(각도)에 제약이 있고, 롤 스탠드의 수가 많아진다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 금속관의 냉간축경(縮徑)방법 및 이에 의해 축경성형된 금속관에 관한 것이다. 특히 금속관을 냉간 롤 성형에 의하여 축경한 관에 관한 것이다.

도 1(a)는 본 발명에 사용되는 예비성형 롤의 일예를 설명하는 측면도,

도 1(b)는 본 발명에 사용되는 예비성형 롤의 다른 일예를 설명하는 측면도,

도 2(a)는 본 발명에 사용되는 축경성형 롤의 일예를 설명하는 단면도,

도 2(b)는 예비성형공정과, 이것에 계속되는 축경성형공정의 일예를 설명하는 측면도,

도 3(a)는 본 발명의 금속관을 표시하는 사시도,

도 3(b)는 본 발명의 다른 금속관을 표시하는 일부를 절단한 사시도,

도 4는 본 발명의 방법에 채용되는 엑스트로 롤 포밍 방식의 실시형태를 설명하는 측면도,

도 5(a)는 본 발명의 방법에 채용되는 엑스트로 롤 포밍 방식의 실시형태를 설명하는 사시도,

도 5(b)는 본 발명의 방법에 채용되는 드로 포밍 방식의 실시형태를 설명하는 사시도,

도 5(c)는 본 발명의 방법에 채용되는 롤 포밍 방식의 실시형태를 설명하는 사시도.

본 발명은, 금속제의 파이프로 이루어지는 원관으로부터 축경된 금속관이나, 원관으로부터 축경된 금속관으로서, 내주 및/또는 외주에 요철이 형성되어 있는 금속관, 혹은 원관으로부터 축경된 내외 2중의 관을 간단하고, 또한, 확실하게, 게다가 롤 스탠드의 수량을 적게 하여 성형할 수 있는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법 및, 이것에 의해 성형된 금속관을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 금속제의 파이프로 이루어지는 원관을 예비성형 롤에 의해 예비성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 해당 예비성형 롤에 탠덤으로 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여 행해지는 축경성형공정을 조합시킴으로써 상기 과제를 해결한 것이다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명이 제안하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법은, 금속제의 파이프로 이루어지는 원관을, 예비성형 롤에 의하여, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상의 횡단면을 가지는 금속관으로 성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상을 원형형상, 또는 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 외주 길이를 원관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명이 제안하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법은, 탠덤으로 배치되어 있는 예비성형 롤과, 축경성형 롤을 사용하여, 상기와 같이, 1회의 예비성형공정과, 계속되는 1회의 축경성형공정을 행하는 방식 외에, 축경성형되는 금속관의 재질, 두께, 축경되는 비율, 축경성형된 금속관의 용도 등에 따라서, 다음과 같은 방법으로 행할 수도 있다.

예를 들면, 예비성형 롤과, 축경성형 롤이 탠덤으로, 또한, 번갈아, 복수조 배치되어 있어, 1회의 예비성형공정과 이것에 계속되는 1회의 축경성형공정과의 조합이, 연속적으로 복수회 반복되는 방법이다.

혹은, 1조의 예비성형 롤 혹은 탠덤으로 배치되어 있는 복수조의 예비성형 롤에 계속하여, 1조의 축경성형 롤 혹은 탠덤으로 배치되어 있는 복수조의 축경성형 롤이 배치되어 있는 구성을 사용하여, 1회 또는 복수회의 예비성형공정에 계속하여, 1회 또는 복수회의 축경성형공정이 행해지는 방법이다.

상기 어느 방법에 있어서도, 원관으로서는, 원형형상, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 혹은 삼각형형상, 오각형형상, 육각형형상 등의 다각형형상 등, 모든 횡단면형상을 가지는 금속관을 사용할 수 있다.

또, 상기 어느 방법에 있어서도, 예비성형에 의하여 얻어지는 금속관의 횡단면형상은, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 혹은 삼각형형상, 오각형형상, 육각형형상 등의 다각형형상으로 한정되는 것은 아니고, 어떤 횡단면형상으로도 할 수 있다. 예를 들면, 원관의 횡단면형상이 원형형상이었을 경우에, 이것을 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 다각형형상의 횡단면형상으로 예비성형하는 것이 포함된다. 또, 원관의 횡단면형상이 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 다각형형상이었을 경우에, 이것을 원형상의 횡단면형상으로 예비성형하는 것이 포함된다. 또, 원관의 횡단면형상이 정사각형형상의 사각형, 직사각형형상의 사각형이었을 경우에, 이것을 각각, 직사각형형상의 사각형, 정사각형형상의 사각형의 횡단면형상으로 예비성형하는 것이 포함된다. 또한, 원관의 횡단면형상이 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 다각형형상이었을 경우에. 이것을, 각각 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 다각형형상의 횡단면인데, 둘레 방향으로 회전 이동된 상태의 횡단면형상으로 예비성형하는 것이 포함된다. 단, 원형형상의 횡단면형상을 가지는 원관을, 횡단면이 원형형상으로 되도록 예비성형해도, 계속되는 축경성형에 의하여 축경율 3% 이상을 달성하는 것은 어렵다. 그래서, 원관의 횡단면형상이, 원형형상인 경우는, 예비성형에 의해 얻어지는 금속관의 횡단면형상을, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 혹은 삼각형형상, 오각형형상, 육각형형상 등의 다각형형상중의 어느 하나로 하는 것이 바람직하다.

각 예비성형 롤에 채용되는 롤의 수량이나, 해당 롤의 형상을 여러 가지로 정함으로써, 또, 탠덤으로 배치되는 복수의 예비성형 롤의 조합 등에 의하여, 전술한 여러 가지의 횡단면형상을 얻을 수 있다. 예를 들면 1개의 예비성형 스탠드에 있어서 금속관의 횡단면을 사각형형상으로 예비성형하는 경우, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이 2개의 예비성형 롤(2a, 2b)을 사용할 수도 있고, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이 4개의 예비성형 롤(2a, 2b, 2c, 2d)을 사용할 수도 있다. 일반적으로 1개의 예비성형 스탠드에 있어서 예비성형된 금속관의 횡단면을 타원형상 혹은 장원형상으로 하는 경우, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이 2개의 예비성형 롤을 사용한다. 또 1개의 예비성형 스탠드에서, 횡단면이 삼각형형상의 다각형형상으로 되도록 예비성형할 경우에는, 2개 혹은 3개의 예비성형 롤을 사용한다. 더욱이, 1개의 예비성형 스탠드에서, 횡단면이 오각형형상의 다각형형상으로 되도록 예비성형하는 경우에는, 4개 혹은 5개의 예비성형 롤을 사용한다. 또, 1개의 예비성형 스탠드에서, 횡단면이 육각형형상의 다각형형상으로 되도록 예비성형하는 경우에는, 4개 혹은 6개의 예비성형 롤을 사용한다.

전술한 본 발명의 냉간축경 롤 성형방법에 의하면, 축경성형된 금속관의 횡단면형상을, 원형, 타원형, 장원형, 사각형, 다각형 등, 모든 형상으로 할 수 있다. 각 축경성형 롤에 채용되는 롤의 수량이나, 해당 롤의 형상을 여러 가지로 정함으로써, 또, 탠덤으로 배치되는 복수의 축경성형 롤의 조합 등에 의하여, 전술한 여러 가지의 횡단면형상을 얻을 수 있다.

상기 어느 방법에 있어서도, 예비성형이 행해진 금속관의 전장에 걸쳐서 축경성형을 행하고, 전장에 걸쳐서 축경성형된 금속관을 얻을 수도 있고, 일부분에만 예비성형과 축경성형을 행하고, 일부분만이 축경성형된 금속관을 얻을 수도 있다.

전술한 본 발명의 냉간축경 롤 성형방법에 있어서, 축경성형 롤은 각각 그 표면에 요철부를 구비하고 있고, 해당 축경성형 롤에 의하여 축경성형을 받는 예비성형후의 금속관의 표면에, 볼록부, 오목부를 형성하면서 상기 축경성형이 행해지도록 할 수 있다.

즉, 본 발명의 냉간축경 롤 성형방법에 의하면, 금속관의 외주면과, 요철부를 구비하고 있는 축경성형 롤의 표면과의 맞닿음에 의하여, 축경성형과 동시에, 금속관의 외주면에 요철모양을 설치할 수 있다. 따라서, 축경성형 롤의 1회전이, 금속관의 외주면에 형성되는 모양의 1 피치가 된다.

전술한 종래의 금속관의 냉간축경성형방법에 있어서의 다이스를 이용한 인발방법에서는, 금속관의 표면의 길이 방향으로, 동일한 모양을 부여하는 것만이 가능하다. 그러나, 본 발명의 방법에 의하면, 상기와 같이, 축경성형 롤의 롤 둘레 길이의 피치로 주기적으로 변화하는 모양을 금속관의 표면에 부여할 수 있다.

여기서, 예를 들면, 축경성형 롤의 표면에 구비되어 있는 요철부가, 그 회전 방향으로 연속되는 오목조, 볼록조이면, 축경성형된 금속관의 표면에 형성되는 모양은, 길이방향으로 뻗는, 즉, 금속관의 중심축과 평행하게 뻗는 직선형상의 볼록조, 오목조가 된다. 또, 축경성형 롤의 표면에 구비되어 있는 요철부의 형태를 여러 가지로 변경함으로써, 금속관의 중심축과 각도를 이룬 사선형상의 요철모양, 호(弧)형상의 요철모양, 스파이럴형상의 요철모양 등, 희망하는 임의의 형태의 요철모양을, 축경성형된 금속관의 표면에 형성할 수 있다.

또, 전술한 본 발명의 냉간축경 롤 성형방법에 있어서, 축경성형 롤에 의하여 축경성형을 받는 원관이 해당 축경성형 롤의 구멍형체 내를 통과할 때에, 해당 축경성형을 받는 원관의 내부를 끼워 관통시킬 수 있는 형재(型材)로서, 외주면에 요철부를 구비하고 있는 형재가, 축경성형 롤의 구멍형체 내에 배치되어 있고, 원관이 해당 축경성형 롤의 구멍형체 내를 통과함으로써 축경성형됨과 동시에, 축경성형된 금속관의 내주면에 요철부가 형성되도록 할 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서, 예비성형, 축경성형을 받는 금속관은, 소정의 길이(예를 들면, 0.5m정도∼10m정도)를 가지고 있는 것이다. 그래서, 예를 들면, 축경성형 롤의 구멍형체 내에 배치되고, 금속관이 해당 축경성형 롤의 구멍형체 내를 통과할 때에, 해당 축경성형을 받는 원관의 내부를 끼워 관통시킬 수 있도록, 금속관이 진행해 가는 전방인 하류측에서 상류측을 향하여 뻗는, 혹은 상류측에서 하류측을 향하여 뻗는 지지체로 형재를 지지하는 것이 가능하다. 그래서, 이와 같이, 축경성형 롤의 구멍형체 내에 배치되는 형재의 외주면에 원하는 요철부를 설치해 두면, 축경성형 롤에 의한 금속관의 축경성형과 동시에, 금속관 내주벽에 요철모양을 형성할 수 있다.

예를 들면, 축경성형된 금속관의 내주벽에, 길이방향으로 뻗는, 즉, 금속관의 중심축과 평행하게 뻗는 직선형상의 볼록조, 오목조를 형성할 수 있다. 또, 상기 형재를 지지하고 있는 지지체를 금속관의 진행방향을 따라서, 전진, 후퇴할 수 있도록 해 두고, 축경성형된 금속관의 내주벽이 희망하는 부분에만 요철모양을 형성할 수도 있다.

또, 여기서, 전술한 표면에 요철부가 구비되어 있는 축경성형 롤을 사용하면, 축경성형되는 금속관의 내주벽과 외주벽에 동시에 요철모양을 형성할 수 있다.

또한 상기와 같이 지지체에 지지되고, 외주벽에 요철부가 설치되어 있는 형재는, 예를 들면, 외주면에 요철부가 설치되어 있는 롤, 플러그 등으로 할 수 있다.

다음에, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명이 제안하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법은, 소직경의 내관이 대직경의 금속관으로 이루어지는 외관에 삽입되어 이루어지는 내외 2중의 원관을, 예비성형 롤을 사용하여, 상기 외관의 횡단면형상이 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상으로 되도록 성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 적어도, 외관의 외주 길이를, 최초의 외관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정에 의하여, 외관의 내주면의 일부 또는 전부가 내관의 외주면에 밀착된 구조를 가지는 2중관을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 방법에 의하면, 내외 2중관을 간단하게 제조할 수 있다.

이 2중관을 형성하는 방법에서는, 예를 들면, 내관은 횡단면 삼각형형상으로서, 외관은 횡단면 원형상인 내외 2중관을 형성하는 것이 가능하다.

또, 축경성형과정에 있어서, 외관의 내주 길이 쪽이, 내관의 외주 길이보다 작게 되도록 축경성형함으로써, 외관의 내주면과, 내관의 외주면이 밀착된 구조의 2중관을 형성할 수도 있다. 이 방법에 의하여 제조된 2중관은, 내관의 외주면과외관과의 내주면이, 직접, 균등압으로 맞닿아 있어, 열특성이 균일하게 된다. 그래서 신뢰도가 비약적으로 향상된 2중관 제품을 제공할 수 있다.

이 2중관의 형성에 적용되는 방법의 경우도, 탠덤으로 배치되어 있는 예비성형 롤과, 축경성형 롤을 사용하여, 상기와 같이, 1회의 예비성형공정과, 계속되는 1회의 축경성형공정을 행하는 방식 외에, 축경성형되는 금속관의 재질, 두께, 예를 들면, 외관·내관 각각의 재질, 두께, 축경되는 비율, 축경성형된 금속관의 용도 등에 따라서, 다음과 같은 방법으로 행할 수 있다.

또, 1조의 예비성형 롤 혹은 탠덤으로 배치되어 있는 복수조의 예비성형 롤에 계속하여, 1조의 축경성형 롤 혹은 탠덤으로 배치되어 있는 복수조의 축경성형 롤이 배치되어 있는 구성을 사용하여, 1회 또는 복수회의 예비성형공정에 계속하여, 1회 또는 복수회의 축경성형공정이 행해지는 방법이다.

상기 어느 2중관의 성형방법에 있어서도, 전술한 것과 동일하게, 원관의 상태에 있어서의 외관, 내관의 횡단면형상은, 원형형상, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 혹은 삼각형형상, 오각형형상, 육각형형상 등의 다각형형상 등, 모든 횡단면형상으로 해 둘 수 있다. 또, 예비성형에 의하여 얻어지는 외관, 내관의 횡단면형상은, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 혹은 삼각형형상, 오각형형상, 육각형형상 등의 다각형형상으로 한정되는 것은 아니고, 어떠한 횡단면형상으로도 할 수 있다.

전술한 본 발명의 2중관의 형성에 사용되는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법에 의하면, 접착제 등을 일체 사용할 필요가 없다. 그래서 본 발명의 방법에 의하면, 신뢰도가 비약적으로 향상된 2중관 제품을 제공할 수 있다.

또한, 이러한 2중관을 형성하는 방법에 있어서, 내관은 외관의 전장에 걸쳐서, 혹은 외관의 일부분에만 삽입되어 있도록 할 수 있다.

외관의 전장에 걸쳐서 내관이 삽입되어 있으면, 전술한 예비성형공정과 이것에 계속되는 축경성형공정에 의하여, 전장에 걸쳐서 내외 2중으로 되어 있는 2중관을 형성할 수 있다. 또, 외관의 일부에만 내관이 삽입되어 있으면, 전술한 예비성형공정과 이것에 계속되는 축경성형공정에 의하여, 내관이 삽입되어 있던 부위만이 두껍게 형성되어 있는 2중관을 형성할 수 있다.

또한, 내관은, 외관을 구성하는 금속관과 동일한 재질, 또는 상이한 재질의 금속관으로 할 수 있다. 또, 외관을 구성하는 금속관과는 상이한 재질의 비금속관으로 할 수도 있다. 예를 들면, 외관이 강관인 경우에, 내관을, 알루미늄제, 티타늄제, 합성수지제의 관으로 할 수 있다.

더욱이, 내관을, 외관을 구성하는 금속관과 동일한 재질, 또는 상이한 재질의 금속관, 혹은 외관을 구성하는 금속관과는 상이한 재질의 비금속관으로 하여 두고, 전술한 예비성형공정과 이것에 계속되는 축경성형공정에 의하여 내외 2중관을 형성한 후, 이 형성된 것을 내관으로서 사용하고, 이것을 직경이 큰 금속관 내에 삽입하여, 전술한 예비성형공정과 이것에 계속되는 축경성형공정을 행하면, 내외 3중관을 형성할 수 있다. 동일하게 하여, 4중관, 5중관 등의 다중관을 형성하는 것이 가능하다.

전술한 본 발명의 2중관의 형성에 사용되는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법에 의하면, 축경성형 롤을 사용하여 2중관을 형성할 수 있으므로, 사전에 행하는 처리는, 단지, 내관, 외관을 세척에 의하여 청정화하는 처리만으로 끝난다. 즉, 내관, 외관에 대하여, 열처리나, 선행일정이 기입된 가공과 같은 기계적 처리 등등의 전처리를 행할 필요는 없다.

또, 이와 같이, 축경성형 롤을 사용하여 2중관을 형성할 수 있으므로, 롤재로서 특수한 재료는 불필요하고, 롤의 표면처리도 불필요하므로, 염가로, 효율 좋게 2중관을 형성할 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 2중관의 형성에 사용되는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법의 예비성형공정에 있어서, 예비성형 롤에 의하여 외관의 단면형상을 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상으로 할 때에, 외관의 내주벽의 적어도 일부분이, 내관의 외주벽에 맞닿도록 해 두면, 내관을 원하는 위치에 고정해 두고, 위치어긋남을 발생하게 하지 않고 축경성형을 행할 수 있다. 그래서, 내관을 외관의 일부분에만 삽입해 두고, 해당 삽입 부분만을 두껍게 형성하고자 할 경우에, 이와 같이 하면, 목적으로 하는 부분만, 정확히 두껍게 형성할 수 있다.

또한, 이와 같은, 2중관의 형성방법에 있어서도, 축경성형 롤은 각각 그 표면에 요철부를 구비하고 있고, 해당 축경성형 롤에 의하여 축경성형을 받는 예비성형후의 금속관의 표면에, 볼록부, 오목부를 형성하면서 상기 축경성형이 행해지도록 할 수 있다. 이것에 의하여, 외관의 외주면에 요철모양이 형성되어 있는 2중관을 형성할 수 있다.

본 발명의 금속관의 냉간축경 롤 성형방법에 있어서, 예비성형 롤, 축경성형 롤과, 금속관을, 금속관의 축방향으로 상대 이동하게 하는 방식으로서는, 금속관을 이동하게 하는 방식, 예비성형 롤 및 축경성형 롤을 가진 성형기를 이동하게 하는 방식의 어느 쪽도 채용 가능하다.

금속관을 이동하게 하는 방식의 경우에는 이하와 같은 방식을 채용할 수 있다.

예를 들면, 축경성형 롤, 또는, 예비성형 롤 및 축경성형 롤을, 각각 복수의 롤로 된 것으로 하고, 각 축경성형 롤 또는 각 예비성형 롤 및 각 축경성형 롤에 있어서의 해당 복수의 롤중의 일부 또는 전부가 연동하여 회전함으로써 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관이, 상기 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대하여 이동하는 방식이다.

이것은, 도 5(c)에 일예를 도시한 롤 포밍 방식(롤 구동방식)이라고 호칭되는 것이다. 도 5(c)에 도시한 실시형태에 있어서, 부호(41a, 41b, 41c)로 도시되어 있는 것은, 각각, 예비성형 롤이고, 부호(42a, 42b, 42c)로 표시되어 있는 것은 , 각각, 축경성형 롤이다. 즉, 도 5(c)에 도시한 실시형태는, 예비성형 롤과, 축경성형 롤이 탠덤으로, 또한 번갈아, 복수조 배치되어 있어, 1회의 예비성형공정과 이것에 계속되는 1회의 축경성형공정과의 조합이, 연속적으로 복수회(3회) 반복되는 것이다. 이와 같이 예비성형 롤, 축경성형 롤이 탠덤으로 배치되어 있으면, 그 중의 일부만을 강제 구동하는 방식으로 할 수도 있다. 예를 들면, 4개 1조의 롤을사용하고 있다면, 그 중에서 2개 1조의 롤만을 강제 구동할 수 있다. 도 5(c)에 도시한 예에서는, 축경성형 롤(42c)의, 도면중, 상하로 대향하고 있는 롤(2a, 2c)만이 강제 구동되고, 도면중, 전후로 대향하고 있는 롤(2b, 2d)(도시 생략)은 공회전 롤로 되어 있다.

또, 예비성형 롤 및 축경성형 롤을, 각각 복수의 롤로 이루어짐과 동시에, 각 예비성형 롤 및 각 축경성형 롤에 있어서의 해당 복수의 롤중의 일부 또는 전부가 구동수단으로부터의 구동력을 받고 있지 않는 공회전 롤로 하여 두고, 이하의 어느 한쪽 방식을 채용할 수도 있다.

제１의 방식은, 예비성형 및 축경성형을 받는 원관이, 압입수단에 의하여 상류측으로부터 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로 압입됨으로써, 해당 원관의 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대한 이동이 행해지는 것이다. 이것은 도 5(a)에 일예를 도시한 엑스트로 롤 포밍 방식(롤 무구동 파이프 압입방식)이라고 호칭되는 것이다. 압입수단으로서는, 유압 실린더나 유압 잭을 사용할 수 있다.

제２의 방식은, 예비성형 및 축경성형을 받는 원관이, 인발수단에 의하여 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로부터 하류측으로 인발되어 나오게 됨으로써, 해당 원관의 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대한 이동이 행해지는 것이다. 이것은 도 5(b)에 일예를 도시한 드로 포밍 방식(롤 무구동 파이프 인발방식)이라고 호칭되는 것이다. 인발수단으로서는, 금속관의 선단측을 파지하는 척과, 이 척을 유지하여 견인하는 유압 잭, 혹은 주위를 회전구동하게 되면서상기 척을 견인하는 체인 등을 사용할 수 있다.

제３의 방식은, 상기 제１의 방식과 제２의 방식을 조합하게 하고, 예비성형 및 축경성형을 받는 원관을, 압입수단에 의하여 상류측으로부터 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로 압입함과 동시에, 인발수단에 의하여 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로부터 하류측으로 인발되어 나가게 함으로써, 해당 원관의 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대한 이동이 행해지는 것이다.

금속관을 이동하게 하는 방식에 대해서는, 그 직경, 두께, 길이, 성형속도 등의 관계에 따라서, 전술한 방식중에서 바람직한 것을 선택하여 사용할 수 있다.

단, 엑스트로 롤 포밍 방식에서는, 유압 실린더의 길이가 길어지기 쉽게 되므로, 이것을 가능한 한 단축하는 고안이 필요하다. 또, 드로 포밍 방식에서는, 인장 끝을 변형시키지 않는 고안이 필요하다. 더욱이, 롤 포밍 방식에서는, 롤의 구동방법에 대하여 고안할 필요가 있다.

또한, 도 5(a), 도 5(b)에 도시한 어느 쪽 방식도 모두, 탠덤으로 배치되어 있는 1조의 예비성형 롤(21, 31)과, 1조의 축경성형 롤(22, 32)을 사용하여, 1회의 예비성형공정과, 계속되는 1회의 축경성형공정을 행하는 것이다.

이 밖에, 도시하지는 아니 하였으나, 1조의 예비성형 롤(21)의 하류측에, 축경성형 롤(22)을 탠덤으로 복수조 배치하거나, 예비성형 롤(21)을 탠덤으로 복수조 배치하고, 그 하류측에 1조의 축경성형 롤(22)을 배치하는 구성으로 할 수도 있다. 또, 예비성형 롤(31)을 탠덤으로 복수조 배치하고, 그 하류측에, 축경성형 롤(32)을 탠덤으로 복수조 배치하는 구성으로 할 수도 있다.

또, 도 5(c)의 실시형태에 있어도, 도시하지는 아니하였으나, 탠덤으로 배치되어 있는 1조의 예비성형 롤(21a)과, 1조의 축경성형 롤(42a)을 사용하여, 1회의 예비성형공정과, 계속되는 1회의 축경성형공정을 행하는 방식으로 할 수 있다.

또, 1조의 예비성형 롤(41a)에 계속하여, 1조의 축경성형 롤(42a)이 배치되어 있는, 혹은 복수조의 축경성형 롤(42a, 42b, 42c)이 탠덤으로 배치되어 있는 구성, 혹은, 탠덤으로 배치되어 있는 복수조의 예비성형 롤(41a, 41b, 41c)에 계속하여, 1조의 축경성형 롤(42a)이 배치되어 있는, 혹은 복수조의 축경성형 롤(42a, 42b, 42c)이 탠덤으로 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.

상기 어느 방법에 있어서도, 축경성형 롤을 사용하여 금속관을 축경성형할 때에, 축경성형 롤 간극으로 금속관이 끼워지고 빠지는 것이 생기지 않고, 축경성형할 수 있다.

또, 상기 어느 쪽의 2중관을 성형하는 방법에 있어서도, 축경성형 롤을 사용하여 외관을 축경성형할 때에, 축경성형 롤 간극으로 외관이 끼워지고 빠지는 것이 생기지 않고, 축경성형할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 냉간축경 롤 성형방법에 의하면, 예비성형 롤과 이것에 탠덤으로 배치되어 있는 축경성형 롤과의 조합으로 연속적으로 행하는 예비성형공정과 축경성형공정과의 1회당, 축경율 3% 이상을 실현할 수 있었다. 이 예비성형공정과 축경성형공정 1회당의 축경율은, 발명자 등의 실험에 의하면, 22%까지 충분히 가능하였다. 이 축경율은, 사용하는 예비성형 롤, 축경성형 롤의 형태에 따라서, 3%∼22%의 사이에서 변동하게 할 수 있다.

예를 들면, 두께 1.6mm, 외경 48.6mm의 철제의 금속관의 경우, 예비성형 롤 2개를 구비하고 있는 예비성형 스탠드에서 횡단면 삼각형형상으로 예비성형하고, 계속해서, 축경성형 롤 3개를 구비하고 있는 축경성형 스탠드에서, 3각형의 정점부분을 내측을 향하여 압축하는 방향으로 축경함으로써, 축경율 22%를 실현할 수 있었다. 또, 동일한 예비성형 롤(2)개를 사용하면서, 그 상대위치만을 변경함과 동시에, 축경성형 롤을 교환함으로써, 축경율 8%를 실현할 수 있었다.

또, 두께 4.5mm, 외경 216.3mm의 철제의 금속관의 경우, 예비성형 롤 2개를 구비하고 있는 예비성형 스탠드에서 횡단면 사각형형상으로 예비성형하고, 계속해서, 축경성형 롤 4개를 구비하고 있는 축경성형 스탠드에서, 사각형형상의 정점부분을 내측을 향하여 압축하는 방향으로 축경함으로써, 축경율 11.8%를 실현할 수 있었다. 또, 동일한 예비성형 롤 2개를 사용하면서, 그 상대 위치만을 변경함과 동시에, 축경성형 롤을 교환함으로써, 축경율 5%를 실현할 수 있었다.

또한, 두께 4.5mm, 외경 190.7mm의 철제의 금속관의 경우, 예비성형 롤 4개를 구비하고 있는 예비성형 스탠드에서 횡단면 5각형상으로 예비성형하고, 계속해서, 축경성형 롤 5개를 구비하고 있는 축경성형 스탠드에서, 5각형의 정점부분을 내측을 향하여 압축하는 방향으로 축경함으로써, 축경율 7.2%를 실현할할 수 있었다. 또, 동일의 예비성형 롤 4개를 사용하면서, 그 상대 위치만을 변경함과 동시에, 축경성형 롤을 교환함으로써, 축경율 3%를 실현할 수 있었다.

또, 2중관을 제조하는 방법의 경우에도, 예비성형 롤과 이것에 탠덤으로 배치되어 있는 축경성형 롤과의 조합으로 연속적으로 행하는 예비성형공정과 축경성형공정과의 1회당으로, 외관의 축경율 3%∼22%가 가능하였다.

그리고, 본 발명의 방법에 의하여 제조된 본 발명의 금속관에 대하여 검토한 바, 원관의 횡단면형상이 원형상이고, 축경성형후의 금속관의 횡단면형상도 원형형상의 경우, 그 외경 정밀도는, 축경성형하기 이전의 원관의 외경 정밀도와 동등, 혹은, 보다 좋게 된다는 결과를 얻게 되었다. 또, 본 발명의 방법에 의하여 제조된 본 발명의 금속관을 절단하여 시험한 바, 절단면의 외경은, 절단하기 이전과 대략 동일하다는 결과를 얻을 수 있었다.

이상, 본 발명이 제안하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법을 설명하였다. 본 발명이 제안하는 금속관은, 이상 설명한 중 어느 하나의 본 발명의 금속관의 냉간축경 롤 성형방법에 의해 형성되는 것이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하는데, 각 구성, 형상 및 배치관계에 대해서는, 본 발명이 이해될 수 있는 정도로 개략적으로 도시한 것에 지나지 않는다. 또, 본 명세서중의 수치 및 각 구성의 조성(재질)에 대해서는 예시에 불과하다. 즉, 본 발명은 이하에 기술하는 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에 있어서 여러 가지의 형태로 변경 가능하다.

(실시예 1)

외경 216.3mm의 환 강관(1)을 1조의 예비성형 롤(2a, 2b)에 의해, 사각형형상의 횡단면(1a)(도 1(a))을 가지는 강관으로 예비성형한다.

계속하여, 1조의 측경성형 롤(3a, 3b, 3c, 3d)에 의하여, 축경된 환관(1b) (도 2(a, b))를 형성한다.

이 축경성형시에는, 도 4의 도시와 같이, 유압 실린더(4)의 로드(5)를 화살 표시(6)의 방향으로 압출하여, 환 강관(1)을 이동하게 한다. 이 때, 유압 실린더의 길이가 길게 되는 것을 억제하기 위해, 환 강관(1)의 길이보다 로드(5)의 스트로크(L)가 짧을 때에는, 환 강관(1)과 로드(5) 사이에 보조로드를 사이에 장착하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 로드(5)의 스트로크를 필요한 만큼 연장할 수 있다.

축경성형 롤(3a, 3b, 3c, 3d)은, 도 2(a)의 도시와 같이, 각각, 그 표면에 , 회전방향으로 연속되는 볼록조 및 오목조를 구비하고 있다. 그래서, 축경성형과 동시에, 외주면에 오목조, 볼록조(1c)가 형성된 환관(1b)(도 3(a))이 형성된다.

이 실시예의 경우, 외경 216.3mm, 두께 8.2mm의 환 강관(1)을, 외경 190.7mm로, 깊이 0.7mm의 요철조(1c)를 60개 외주면에 가지는 환관(1b)으로 형성하였다. 즉, 축경율은, 11.8%이었다.

또한, 도 1(a)에 도시한 1조의 예비성형 롤(2a, 2b)에 대신하여, 도 1(b)에 도시한 1조의 예비성형 롤(2a, 2b, 2c, 2d)을 사용할 수도 있다.

이 실시예에서는, 원관으로서 환 강관을 사용했는데, 원관의 횡단면형상은 원형 형상에 한정되는 것은 아니다. 또, 스테인리스 관, 알루미늄 관도 동일하게, 축경성형할 수 있다.

(실시예 2)

환 강관(7)의 내측에 합성수지제의 관(8)이 삽입되어 있는 것을 원관으로서 사용하였다.

측경성형 롤(3a, 3b, 3c, 3d)의 표면에 요철부가 설치되어 있지 않은 축경성형 롤을 사용한 것 이외는, 실시예(1)과 동일한 공정을 채용하고, 예비성형 및 축경성형을 행하였다.

이것에 의하여, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 환 강관(7)의 내측에 합성수지관(8)이 배치되어 있는 2중관(10)을 제조할 수 있었다.

축경성형공정에 의하여 환 강관(7)이 축경성형되므로, 도 3(b)의 도시와 같이, 환 강관(7)의 내주벽과, 합성수지관(8)의 외주벽은, 균일하고 또한 등압으로 맞닿고, 일체적인 2중관을 제조할 수 있었다.

(실시예 3)

JIS 규격:STKM13A의 강관(기계구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 60.5mm, 두께 2.9mm이었다.

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 타원형상으로 예비성형하고, 계속해서, 2개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 58.2mm이고, 축경율은 3.8%이었다.

(실시예 4)

JIS 규격:STKM13A의 강관(기계구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 63.5mm, 두께 1.2mm이었다.

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 60.0mm이고, 축경율은 5.5%이었다.

(실시예 5)

JIS 규격:STKM13A의 강관(기계구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 63.5mm, 두께 2.3mm이었다.

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 58.2mm이고, 축경율은 8.3%이었다.

(실시예 6)

JIS 규격:A5052TD의 알루미늄 관을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 60mm, 두께 3mm이였다.

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 4개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 58.2mm이고, 축경율은 3%이었다.

(실시예 7)

외경 63.5mm, 두께 1.2mm의 강관(외관)중에, 외경 60mm,　두께 1.2mm의 강관(내관)이 외관의 전장에 걸쳐서 삽입되어 있는 것을 원관으로서 사용하였다. 어느 강관도 모두 JIS 규격:STK400-E-G의 강관이다.

도 5(a)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 타원형상으로 예비성형하고, 계속하여, 2개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외관의 외경은 60mm이고, 축경율은 5.5%이었다.

내관의 외주면에 외관의 내주면이 밀착되어 있는 구조의 2중관이 형성되었다.

(실시예 8)

외경 63.5mm, 두께 1.2mm의 강관(외관)중에, 외경 60mm, 두께 3mm의 알루미늄 관(내관)이 외관의 전장에 걸쳐서 삽입되어 있는 것을 원관으로서 사용하였다. 외관은 JIS 규격:STK400-E-G의 강관이고, 내관은, JIS 규격:A5052TD의 알루미늄 관이다.

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외관의 외경은 60mm이고, 축경율은 5.5%이었다.

(실시예 9)

도 5(c)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 타원형상으로 하는 예비성형, 2개 1조의 축경성형 롤에 의한 축경성형, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 타원형상으로 하는 예비성형, 4개 1조의 축경성형 롤에 의한 축경성형, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 타원형상으로 하는 예비성형, 4개 1조의 축경성형 롤에 의한 축경성형을 연속해서 행하였다. 축경성형후의 외관의 외경은 56mm이고, 예비성형 롤과 축경성형 롤 3조에 의한 축경율은11.8%이었다.

(실시예 10)

JIS 규격:STKM13A의 강관(기계구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 63.5mm, 두께 1.6mm이었다.

도 5(b)에 도시한 방식을 시용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 삼각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 3개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외관의 외경은 49mm이고, 축경율은 22%이었다.

(실시예 11)

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 4개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외관의 외경은 56mm이고, 축경율은 11.8%이었다.

(실시예 12)

JIS 규격:STKM13A의 강관(기계구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 63,5mm, 두께 1.2mm이었다.

도 5(b)에 도시한 방식을 사용하고, 5개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 5각형상으로 예비성형하고, 계속하여, 5개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외관의 외경은 58.9mm이고, 축경율은 7.2%이었다.

(실시예 13)

JIS 규격:STK400-E-G의 강관(일반구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 190.7mm, 두께 4.5mm이었다.

도 5(a)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 180mm이고, 축경율은 5%이었다.

(실시예 14)

JIS 규격:STK400-E-G의 강관(일반구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 216.3mm, 두께 10.3mm이었다.

도 5(a)에 도시한 방식을 사용하고, 4개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다.

축경성형후의 외경은 190.7mm이고, 축경율은 11%이었다.

(실시예 15)

JIS 규격:STK400-E-G의 강관(일반구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은, 외경 216.3mm, 두께 4.5mm이었다.

도 5(a)에 도시한 방식을 사용하고, 2개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 각각, 회전방향으로 연속되는 볼록조 및 오목조를 구비하고 있는 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 190.7mm이고, 축경율은 11%이었다. 외주면에는, 깊이 0.6mm의 요철조가 60개 형성되었다.

(실시예 16)

JIS 규격:STK400-E-G의 강관(일반구조용 탄소강 강관)을 원관으로서 사용하였다. 원관은 외경 190.7mm, 두께 4.5mm이었다.

도 5(a)에 도시한 방식을 사용하고, 4개 1조의 예비성형 롤로 횡단면형상을 사각형형상으로 예비성형하고, 계속하여, 각각, 회전방향으로 연결된 볼록조 및 오목조를 구비하고 있는 4개 1조의 축경성형 롤로 축경성형하였다. 축경성형후의 외경은 180mm이고, 축경율은 5.6%이었다. 외주면에는, 깊이 0.7mm의 요철조가 60개 형성되었다.

(평가·검토)

실시예 1∼16은, 어느 것이나 원관의 횡단면형상이 원형상이고, 축경성형된 금속관의 횡단면형상도 원형형상의 것이다. 이들에 대하여, 원관과 축경성형된 금속관의 외경치수의 정밀도를 비교한 바, 어느 것이나. 축경성형된 금속관의 정밀도는, 원관의 정밀도와 동등, 혹은, 그것보다 좋았다. 즉, 드로 포밍 혹은 롤 포밍을 행한 실시예 1∼12에서는, ±0.1% 이내의 외경치수 정밀도를 얻을 수 있었다. 또, 엑스트로 롤 포밍을 행한 실시예 13∼16에서는, ±1%이내의 외경치수 정밀도를 얻을 수 있었다.

또, 실시예 1∼16에서 축경성형된 금속관을 절단한 바, 그 외경은, 대략 동일하였다.

또한, 어느 실시예에 있어서도, 축경성형에 의하여 금속관의 두께가 두껍게 되는 부분과, 두께가 원관의 시점 그대로 멈추고 있는 부분이 형성되었다. 특히가장 기본적인 축경성형의 공정인 1회의 예비성형과 이것에 계속되는 1회의 축경성형에 의한 축경율의 증대와 함께, 이 두께가 두껍게 되는 부분의 두께가 증가하였다. 두께 증가부가 생기는 위치는, 예비성형 롤의 형상 및, 축경성형 롤의 형상에 의하여 정해져 있다. 그래서, 축경성형되어 얻는 최종형상, 축경율, 사용하는 포밍형식이 결정된 시점에서, 사용하는 예비성형 롤의 형상 및, 축경성형 롤의 형상을 적당하게 조합시키면, 전체 둘레에 걸쳐서 두께가 균일하고, 축경된 금속관을 얻을 수 있다.

본 발명에 의한 금속관의 냉간축경 롤 성형방법은, 금속제의 파이프로 이루어지는 원관을, 예비성형 롤에 의하여, 여러 가지의 단면형상을 가지는 금속관으로 성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 외주 길이를 원관의 외주 길이 보다 감소시키는 축경성형공정을 행하는 것이다.

그래서, 축경된 금속관이나, 축경된 금속관으로서 내주 및/또는 외주에 요철이 형성되어 있는 금속관, 혹은 축경된 내외 2중의 관을 간단, 또는, 확실하게, 게다가 롤 스탠드의 수량을 적게 하여 성형할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 종래와 비교하여 매우 저렴한 가격, 또한 두꺼운 금속관이나, 일부분이 두껍게 되어 있는 금속관을 간단히 제공할 수 있다.

종래의 전봉 강관이나 심리스강관을 제조하는 방법에서는, 미리 정해져 있는 외경, 두께를 가지는 금속관을 조관하기 위하여 장치가 준비되어 있다. 그래서, 이 미리 정해져 있는 외경, 두께 이외의 크기를 가진 외경, 두께를 가지는 금속관을 제조하는 데에는, 장치 혹은 롤의 개수(改修), 신설 등에 많은 비용이 필요하고, 코스트가 높게 되지 않을 수 없었다. 그러나 본 발명에 의하면, 특히, 새로운 장치나 설비를 준비할 필요도 없고, 희망하는 크기의 외경, 두께를 가지는 금속관을 간단하게, 또한, 저코스트로, 제조할 수 있다.

또, 일부분에 고강도가 요구되는 금속관의 경우, 종래는, 이 강도가 부족하고 있는 부분뿐만 아니라, 전체를 두꺼운 금속관이나 고강도의 금속관으로 할 필요가 있었다. 그러나, 본 발명에 의하면, 고강도가 요구되는 부분만을 2중관으로 하여, 그 부분의 강도부족을 보충할 수 있다. 게다가, 전체를 두꺼운 금속관이나 고강도의 금속관으로 할 경우와 비교하면, 대단히 저코스트로 이것을 실현할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하여 제조되는 2중관은, 외관에 삽입되는 내관의 위치를 조정함으로써, 희망하는 부위만을 정확하게 2중관으로 할 수 있다.

종래로부터, 일부의 강도부족 부분을 보충하기 위해, 동일 외경으로 두께가 상이한 파이프를 용접하여 제조한 테일러 블랭크(tailor blank: 맞추어 재단한 소재)가 사용되고 있다. 본 발명이 제안하는 방법에 의해 제조한 2중관은, 두께를 두껍게 하고 싶다고 희망하는 부분만 2중관으로 할 수 있으므로, 이와 같은 테일러 블랭크에 대신하는 것을 염가로 제공할 수 있다.

또, 휨이나, 바잘(basal:기초)가공, 액압 포밍 등에 의하여 두께를 감소하는 부분에 대응하는 부분만이 2중관으로 되어 있어 두껍게 되어 있는 금속관을 간단하고, 또한 염가로 제공할 수 있다.

더욱, 본 발명의 방법에 의하여 제조된 본 발명의 금속관(축경관이나, 축경된 2중관)을 원관으로 하고, 재차, 원형, 각형, 그 밖에, 이형의 횡단면을 가지는 금속관으로 성형함으로써, 종래, 상당히 고가이었던 원형, 각형, 그 밖에, 이형의 횡단면을 가지는 다중의 강관을 용이하고, 또한 확실하게, 게다가 염가로 제공할 수 있다.

Claims

금속제의 파이프로 이루어지는 원관을, 예비성형 롤에 의하여, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상의 횡단면을 가지는 금속관으로 성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 외주 길이를 원관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
금속제의 파이프로 이루어지는 원관을, 예비성형 롤에 의하여, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상의 횡단면을 가지는 금속관으로 성형하는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여 행해지는, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상을 원형형상, 또는 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 외주 길이를 원관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이, 복수회 반복되는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
금속제의 파이프로 이루어지는 원관을, 예비성형 롤에 의하여, 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상의 횡단면을 가지는 금속관으로 성형하는 예비성형공정이 1회 또는 복수회 행해진 후, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 금속관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 외주 길이를 원관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이 1회 또는 복수회 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 축경성형 롤, 또는, 예비성형 롤 및 축경성형 롤은, 각각 복수의 롤로 이루어지고, 각 축경성형 롤 또는 각 예비성형 롤 및 각 축경성형 롤에 있어서의 해당 복수의 롤중의 일부 또는 전부가 연동하여 회전함으로써 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관이, 상기 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대하여 이동하는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 예비성형 롤 및 축경성형 롤은, 각각 복수의 롤로 이루어짐과 동시에, 각 예비성형 롤 및 각 축경성형 롤에 있어서의 해당 복수의 롤중의 일부 또는 전부가 구동수단으로부터의 구동력을 받고 있지 않은 공회전 롤로서, 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관이, 압입수단에 의하여 상류측으로부터 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로 압입됨으로써, 또는, 인발수단에 의하여 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및축경성형 롤의 구멍형체의 안으로부터 하류측으로 인발되어 나감으로써, 혹은, 압입수단에 의하여 상류측으로부터 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로 압입됨과 동시에, 인발수단에 의하여 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로부터 하류측으로 인발되어 나감으로써, 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관의 상기 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대한 이동이 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 축경성형 롤은 각각 그 표면에 요철부를 구비하고 있고, 해당 축경성형 롤에 의하여 축경성형을 받는 예비성형후의 금속관의 표면에, 볼록부, 오목부를 형성하면서 상기 축경성형이 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 축경성형 롤에 의하여 축경성형을 받는 원관이 해당 축경성형 롤의 구멍형체 내를 통과할 때에, 해당 축경성형을 받는 원관의 내부를 끼워 관통할 수 있는 형재로서, 외주면에 요철부를 구비하고 있는 형재가, 축경성형 롤의 구멍형체 내에 배치되어 있고, 원관이 해당 축경성형 롤의 구멍형체 내를 통과함으로써 축경성형됨과 동시에, 축경성형된 금속관의 내주면에 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 예비성형 롤과 해당 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤에 의하여 행해지는 예비성형공정과, 계속되는 축경성형공정에 의한 축경율이 3% 이상인 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
소직경의 내관이 대직경의 금속관으로 이루어지는 외관에 삽입되어 이루어지는 내외 2중의 원관을, 예비성형 롤을 사용하여, 상기 외관의 횡단면형상이 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상이 되도록 성형되는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 적어도, 외관의 외주 길이를, 최초의 외관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정에 의하여, 외관의 내주면의 일부 또는 전부가 내관의 외주면에 밀착된 구조를 가지는 2중관을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
소직경의 내관이 대직경의 금속관으로 이루어지는 외관에 삽입되어 이루어지는 내외 2중의 원관을, 예비성형 롤을 사용하여, 상기 외관의 횡단면형상이 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상이 되도록 성형되는 예비성형공정과, 이것에 계속하여, 상기 예비성형롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여 행해지는, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 적어도, 외관의 외주 길이를, 최초의 외관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이, 복수회 반복됨으로써, 외관의 내주면의 일부 또는 전부가 내관의 외주면에 밀착된 구조를 가지는 2중관을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
소직경의 내관이 대직경의 금속관으로 이루어지는 외관에 삽입되어 이루어지는 내외 2중의 원관을, 예비성형 롤을 사용하여, 상기 외관의 횡단면형상이 타원형상, 장원형상, 사각형형상, 또는 다각형형상이 되도록 성형되는 예비성형공정이 1회 또는 복수회 행해진 후, 이것에 계속하여, 상기 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤을 사용하여, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상을 원형형상, 또는, 상기 예비성형된 외관의 횡단면형상과는 상이한 다른 횡단면형상으로 재차 성형하면서, 적어도, 외관의 외주 길이를, 최초의 외관의 외주 길이보다 감소시키는 축경성형공정이 1회 또는 복수회 행해짐으로써, 외관의 내주면의 일부 또는 전부가 내관의 외주면에 밀착된 구조를 가지는 2중관을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 내관은 외관의 전장에 걸쳐서, 혹은 외관의 일부분에만 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 축경성형 롤, 또는, 예비성형 롤 및 축경성형 롤은, 각각 복수의 롤로 이루어지고, 각 축경성형 롤 또는 각 예비성형 롤 및 각 축경성형 롤에 있어서의 해당 복수의 롤중의 일부 또는 전부가 연동하여 회전함으로써 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관이, 상기 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대하여 이동하는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 예비성형 롤 및 축경성형 롤은, 각각 복수의 롤로 이루어짐과 동시에, 각 예비성형 롤 및 각 축경성형 롤에 있어서의 해당 복수의 롤중의 일부 또는 전부가 구동수단으로부터의 구동력을 받고 있지 않은 공회전 롤러로서, 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관은, 압입수단에 의하여 상류측으로부터 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로 압입됨으로써, 또는, 인발수단에 의하여 상기 예비성형 롤의 구멍형 체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로부터 하류측으로 인발되어 나감으로써, 혹은, 압입수단에 의하여 상류측으로부터 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로 압입됨과 동시에, 인발수단에 의하여 상기 예비성형 롤의 구멍형체 및 축경성형 롤의 구멍형체의 안으로부터 하류측으로 인발되어 나감으로써, 상기 예비성형 및 축경성형을 받는 원관의 상기 예비성형 롤 및 축경성형 롤에 대한 이동이 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
재 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 축경성형 롤은 각각 그 표면에 요철부를 구비하고 있고, 해당 축경성형 롤에 의하여 축경성형을 받는 예비성형후의 외관의 표면에, 볼록부, 오목부를 형성하면서 상기 축경성형이 행해지는 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 예비성형 롤과 해당 예비성형 롤의 하류측에 배치되어 있는 축경성형 롤에 의하여 행해지는 예비성형공정과, 계속되는 축경성형공정에 의한 외관의 축경율이 3% 이상인 것을 특징으로 하는 금속관의 냉간축경 롤 성형방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 금속관의 냉간축경 롤 성형방법에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 금속관.