JPH0314903B2 - - Google Patents
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- JPH0314903B2 JPH0314903B2 JP1969486A JP1969486A JPH0314903B2 JP H0314903 B2 JPH0314903 B2 JP H0314903B2 JP 1969486 A JP1969486 A JP 1969486A JP 1969486 A JP1969486 A JP 1969486A JP H0314903 B2 JPH0314903 B2 JP H0314903B2
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- steel pipe
- ion
- vapor deposition
- ion generator
- metal vapor
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は鋼管（スパイラル管、uo管等）の内
面及び外面の表層部に真空中で加速したイオンを
打ち込んだり、あるいは、該イオンの打ち込みと
蒸着技術とを組みあわせることにより鋼管の内面
及び外面の表層部の性質を改変させるいわゆる鋼
管の高機能表面処理に関するものである。
面及び外面の表層部に真空中で加速したイオンを
打ち込んだり、あるいは、該イオンの打ち込みと
蒸着技術とを組みあわせることにより鋼管の内面
及び外面の表層部の性質を改変させるいわゆる鋼
管の高機能表面処理に関するものである。
（従来の技術及び問題点）
従来、例えば鋼管の腐食防止のために製品の外
面にプラスチツク樹脂等をコーテイングしたり、
素材に耐食性、耐摩耗性の高い元素を添加し、素
材自体を高機能化させている。しかるに上記方法
による鋼管の表面改質法については以下の欠点が
ある。
面にプラスチツク樹脂等をコーテイングしたり、
素材に耐食性、耐摩耗性の高い元素を添加し、素
材自体を高機能化させている。しかるに上記方法
による鋼管の表面改質法については以下の欠点が
ある。
(a) 表面へのコーテイングについては例えばプラ
スチツク樹脂のコーテイングは外表面のみであ
り、内表面のコーテイングについては不可能で
ある。又鋼管成形工程とコーテイング工程を分
離する必要があり、装置が大がかりになる。
スチツク樹脂のコーテイングは外表面のみであ
り、内表面のコーテイングについては不可能で
ある。又鋼管成形工程とコーテイング工程を分
離する必要があり、装置が大がかりになる。
(b) 素材自体を高機能化することについては、高
価な元素を鋳造工程で投入することにより成さ
れるが、鋼管に要求される機能（例えば腐食防
止）は、内，外表面層のみを満足させればよく
素材全体を高機能化することは非経済的であ
る。
価な元素を鋳造工程で投入することにより成さ
れるが、鋼管に要求される機能（例えば腐食防
止）は、内，外表面層のみを満足させればよく
素材全体を高機能化することは非経済的であ
る。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記欠点を解消するために成されたも
ので、金属への加速イオン打ち込み技術を応用し
て、鋼管の成形工程の搬送ライン上で鋼管の内外
表面の表層部のみにイオン発生装置からの加速イ
オンの打ち込み、又は加速イオンの打ち込みと金
属蒸着技術の組合せとにより、鋼管の表層部を改
質する装置を提供するものである。
ので、金属への加速イオン打ち込み技術を応用し
て、鋼管の成形工程の搬送ライン上で鋼管の内外
表面の表層部のみにイオン発生装置からの加速イ
オンの打ち込み、又は加速イオンの打ち込みと金
属蒸着技術の組合せとにより、鋼管の表層部を改
質する装置を提供するものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上述の問題点を有利に解決したもので
あり、その要旨は鋼管成型工程の搬送ラインに設
けた真空装置と該真空装置内に配置した鋼管を搬
送するスキユーロールと、該スキユーロールの搬
送方向前方に設けた支持架台からのびたアームを
スキユーロールの搬送ライン上方に配置し、該ア
ーム上面に支持台を介してイオン偏向装置を内蔵
したイオン発生装置と該イオン発生装置の前方に
金属蒸着装置とを載置した鋼管内表面改質装置
と、前記スキユーロールの任意のスキユーロール
間の下方に支持架台に載置された金属蒸着装置と
金属蒸着面に向けてイオンを照射するイオン発生
装置とを別個に設けた鋼管外表面改質装置とから
なることを特徴とする鋼管の内外表面改質装置に
ある。
あり、その要旨は鋼管成型工程の搬送ラインに設
けた真空装置と該真空装置内に配置した鋼管を搬
送するスキユーロールと、該スキユーロールの搬
送方向前方に設けた支持架台からのびたアームを
スキユーロールの搬送ライン上方に配置し、該ア
ーム上面に支持台を介してイオン偏向装置を内蔵
したイオン発生装置と該イオン発生装置の前方に
金属蒸着装置とを載置した鋼管内表面改質装置
と、前記スキユーロールの任意のスキユーロール
間の下方に支持架台に載置された金属蒸着装置と
金属蒸着面に向けてイオンを照射するイオン発生
装置とを別個に設けた鋼管外表面改質装置とから
なることを特徴とする鋼管の内外表面改質装置に
ある。
（実施例及び作用）
以下、図面に示す実施例を基に本発明装置につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
図中１は真空ポンプで真空装置２を高真空引き
する。真空ポンプ１は必要に応じて複数個設けら
れる。真空装置２は鋼管３の成形工程に続けて搬
送ライン上に配置され、長さは処理可能な鋼管長
さの２倍以上である。真空装置２内には鋼管３を
ラセン状に回転搬送するスキユーロール４が配置
されている。１７はスキユーロール４を駆動する
モータである。該スキユーロール４の前方に支持
架台１４を設け、該支持架台１４のアーム部１
４′は鋼管３の長さより長くして搬送ラインのス
キユーロール４上方に配置される。アーム部１
４′の先端上面には電子ビーム発生装置１１と蒸
着金属を発生させる金属物質（例えばTi、Al、
Cr、Ｗ等）１０からなる金属蒸着装置２０を載
置している。又、アーム部１４′上面にイオン発
生装置３０の支持台１５が複数個設けられ、鋼管
内表面照射用のイオン発生装置３０を支持する。
該イオン発生装置３０はガス（常温でガス状物質
のN2、Ar等、又は常温で固体状物質をガス状に
したＣ、Ti等）真空装置２の外から装置内に供
給するガス供給パイプ６とフイラメント７を設け
たイオン源８と、発生したイオンを引き出し加速
する高電圧印加コイル９と、加速されたイオンを
蒸着金属が附着する鋼管３の内側上方で垂直に近
い角度に偏向させるための電磁石を用いたイオン
偏向装置１２と、イオンを照射（注入）するため
のイオン照射口１６とから構成される。上記アー
ム部１４′と該アーム部１４′上に載置されている
イオン発生装置３０と金属蒸着装置２０とから鋼
管内表面改質装置は構成され、該改質装置は鋼管
３の矢印６の方向の搬送にともなつて鋼管３の内
側に挿入され、イオン照射口１６から鋼管３の内
表面にイオン照射と金属蒸着が行なわれる。
する。真空ポンプ１は必要に応じて複数個設けら
れる。真空装置２は鋼管３の成形工程に続けて搬
送ライン上に配置され、長さは処理可能な鋼管長
さの２倍以上である。真空装置２内には鋼管３を
ラセン状に回転搬送するスキユーロール４が配置
されている。１７はスキユーロール４を駆動する
モータである。該スキユーロール４の前方に支持
架台１４を設け、該支持架台１４のアーム部１
４′は鋼管３の長さより長くして搬送ラインのス
キユーロール４上方に配置される。アーム部１
４′の先端上面には電子ビーム発生装置１１と蒸
着金属を発生させる金属物質（例えばTi、Al、
Cr、Ｗ等）１０からなる金属蒸着装置２０を載
置している。又、アーム部１４′上面にイオン発
生装置３０の支持台１５が複数個設けられ、鋼管
内表面照射用のイオン発生装置３０を支持する。
該イオン発生装置３０はガス（常温でガス状物質
のN2、Ar等、又は常温で固体状物質をガス状に
したＣ、Ti等）真空装置２の外から装置内に供
給するガス供給パイプ６とフイラメント７を設け
たイオン源８と、発生したイオンを引き出し加速
する高電圧印加コイル９と、加速されたイオンを
蒸着金属が附着する鋼管３の内側上方で垂直に近
い角度に偏向させるための電磁石を用いたイオン
偏向装置１２と、イオンを照射（注入）するため
のイオン照射口１６とから構成される。上記アー
ム部１４′と該アーム部１４′上に載置されている
イオン発生装置３０と金属蒸着装置２０とから鋼
管内表面改質装置は構成され、該改質装置は鋼管
３の矢印６の方向の搬送にともなつて鋼管３の内
側に挿入され、イオン照射口１６から鋼管３の内
表面にイオン照射と金属蒸着が行なわれる。
さらに鋼管外表面改質装置も上記内表面改質装
置とほぼ同様の構成で設けられる。すなわち、ス
キユーロール４間の下方に支持架台１８上に電子
ビーム発生装置１１′と金属物質１０′とからなる
金属蒸着装置４０が載置される。イオン発生装置
５０はガスを真空装置２の外から装置内に供給す
るガス供給パイプ６′とフイラメント７′を設けた
イオン源８′と、発生したイオンを引き出し加速
する高電圧印加コイル９′と、イオンを照射する
イオン照射口１６′から構成され、該イオン発生
装置５０は金属蒸着装置４０の後方で鋼管３の外
表面下方で蒸着金属が附着する位置に向け垂直に
近い角度で固定配置される。上記イオン発生装置
５０と金属蒸着装置４０とから鋼管外表面改質装
置は構成されている。上記内表面用と外表面用の
改質装置は搬送ラインをはさんで上下方向ほぼ同
じ位置か、外表面改質装置を内表面改質装置に比
べ搬送ラインの少し上流側に設けられる。
置とほぼ同様の構成で設けられる。すなわち、ス
キユーロール４間の下方に支持架台１８上に電子
ビーム発生装置１１′と金属物質１０′とからなる
金属蒸着装置４０が載置される。イオン発生装置
５０はガスを真空装置２の外から装置内に供給す
るガス供給パイプ６′とフイラメント７′を設けた
イオン源８′と、発生したイオンを引き出し加速
する高電圧印加コイル９′と、イオンを照射する
イオン照射口１６′から構成され、該イオン発生
装置５０は金属蒸着装置４０の後方で鋼管３の外
表面下方で蒸着金属が附着する位置に向け垂直に
近い角度で固定配置される。上記イオン発生装置
５０と金属蒸着装置４０とから鋼管外表面改質装
置は構成されている。上記内表面用と外表面用の
改質装置は搬送ラインをはさんで上下方向ほぼ同
じ位置か、外表面改質装置を内表面改質装置に比
べ搬送ラインの少し上流側に設けられる。
上記構成からなる本発明装置の作用について
N2ガスによる内外表面を同時に改質する側を述
べる。真空装置２内に成型された鋼管３が搬送さ
れると真空ポンプ１にて該装置２内は高真空引き
される。スキユーロール４にて鋼管３をスパイラ
ル状に回転させながら矢印５方向に搬送する。金
属蒸着装置の前方に設けられている管端検出器
（図示せず）により鋼管３の先端を検出すると、
ガス供給パイプ６，６′にN2ガスが供給され、イ
オン源８，８′でフイラメント７，７′を加熱する
と該フイラメント７，７′から放出される熱電子
でN2ガスはイオン化される。発生したN2イオン
は高電圧印加コイル９，９′でイオン源８，８′か
ら引き出し、加速する。加速されたN2イオン１
３は、鋼管３の外表面側についてはそのままイオ
ン照射口１６′から鋼管外表面の所定位置に照射
（注入）される。鋼管３の内表面側については加
速されたN2イオン１３は電磁力を用いたイオン
偏向装置１２で鋼管内面上方に垂直に近い角度に
偏向してイオン照射口１６より鋼管内表面の所定
位置に照射（注入）される。以上のようにして、
鋼管３の内側と外側からN2イオン１３を照射し
続けながら鋼管３をスキユーロール４でスパイラ
ル状に回転搬送すれば、鋼管３の内外表面の表層
部は一様にイオンを照射することが出来る。その
結果、鋼管３の内外表面の表層部は機械的性質
（強度、耐摩耗性等）電気化学的性質（耐食性、
耐着色性等）を改変出来るものである。
N2ガスによる内外表面を同時に改質する側を述
べる。真空装置２内に成型された鋼管３が搬送さ
れると真空ポンプ１にて該装置２内は高真空引き
される。スキユーロール４にて鋼管３をスパイラ
ル状に回転させながら矢印５方向に搬送する。金
属蒸着装置の前方に設けられている管端検出器
（図示せず）により鋼管３の先端を検出すると、
ガス供給パイプ６，６′にN2ガスが供給され、イ
オン源８，８′でフイラメント７，７′を加熱する
と該フイラメント７，７′から放出される熱電子
でN2ガスはイオン化される。発生したN2イオン
は高電圧印加コイル９，９′でイオン源８，８′か
ら引き出し、加速する。加速されたN2イオン１
３は、鋼管３の外表面側についてはそのままイオ
ン照射口１６′から鋼管外表面の所定位置に照射
（注入）される。鋼管３の内表面側については加
速されたN2イオン１３は電磁力を用いたイオン
偏向装置１２で鋼管内面上方に垂直に近い角度に
偏向してイオン照射口１６より鋼管内表面の所定
位置に照射（注入）される。以上のようにして、
鋼管３の内側と外側からN2イオン１３を照射し
続けながら鋼管３をスキユーロール４でスパイラ
ル状に回転搬送すれば、鋼管３の内外表面の表層
部は一様にイオンを照射することが出来る。その
結果、鋼管３の内外表面の表層部は機械的性質
（強度、耐摩耗性等）電気化学的性質（耐食性、
耐着色性等）を改変出来るものである。
さらに、イオン照射と同時にイオン発生装置３
０，５０の前方に設けた金属蒸着装置２０，４０
を組合せた表面改質も可能である。該装置の電子
ビーム発生装置１１，１１′を用いて、任意の金
属物質（例えばAl）１０，１０′の表面を加熱す
ると、Al１０，１０′は金属原子として蒸発し、
鋼管３の内外表面の上方に蒸着する。蒸着と同時
に前記のイオン発生装置３０，５０からN2イオ
ン１３を照射を行えば蒸着原子はN2イオン１３
により鋼管３の内外表面の表層部に一部が打ち込
まれ、鋼管３の内外表面の表層部の組成を改質す
る。その結果、表面はAl蒸着メツキされると同
時に表層部が改質され、機械的性質、電気化学的
性質を改変出来るものである。このように鋼管の
後端部までイオン照射が行なわれると、鋼管の進
行方向前方に設置した尾端検出器（図示せず）に
より鋼管の尾端を検出しイオン発生装置３０，５
０と、金属蒸着装置２０，４０を止め、スキユー
ロール４を逆転させ、鋼管３を矢印と反対方向に
送り、真空装置２内から出し作業を終了する。
０，５０の前方に設けた金属蒸着装置２０，４０
を組合せた表面改質も可能である。該装置の電子
ビーム発生装置１１，１１′を用いて、任意の金
属物質（例えばAl）１０，１０′の表面を加熱す
ると、Al１０，１０′は金属原子として蒸発し、
鋼管３の内外表面の上方に蒸着する。蒸着と同時
に前記のイオン発生装置３０，５０からN2イオ
ン１３を照射を行えば蒸着原子はN2イオン１３
により鋼管３の内外表面の表層部に一部が打ち込
まれ、鋼管３の内外表面の表層部の組成を改質す
る。その結果、表面はAl蒸着メツキされると同
時に表層部が改質され、機械的性質、電気化学的
性質を改変出来るものである。このように鋼管の
後端部までイオン照射が行なわれると、鋼管の進
行方向前方に設置した尾端検出器（図示せず）に
より鋼管の尾端を検出しイオン発生装置３０，５
０と、金属蒸着装置２０，４０を止め、スキユー
ロール４を逆転させ、鋼管３を矢印と反対方向に
送り、真空装置２内から出し作業を終了する。
尚、イオン発生装置、金属蒸着装置とも目的に
応じて内表面、又は外表面だけ又はイオン発生装
置だけを用いることも出来ることは言うまでもな
い。又鋼管の搬送方法もあらかじめイオン照射位
置を鋼管の後端にあわせ、スキユーロール４で逆
送（図面右から左へ）しながら処理していくこと
も可能である。
応じて内表面、又は外表面だけ又はイオン発生装
置だけを用いることも出来ることは言うまでもな
い。又鋼管の搬送方法もあらかじめイオン照射位
置を鋼管の後端にあわせ、スキユーロール４で逆
送（図面右から左へ）しながら処理していくこと
も可能である。
（発明の効果）
以上述べたところから明らかなように、本発明
装置を用いることにより、鋼管の内外表面の表層
部のみ機械的電気化学的性質を改変でき、又鋼管
成形工程に続く搬送ライン上に配置可能なことか
ら、別建屋の必要もない等、すぐれた効果を発揮
し、工業的に効果大なるものがある。
装置を用いることにより、鋼管の内外表面の表層
部のみ機械的電気化学的性質を改変でき、又鋼管
成形工程に続く搬送ライン上に配置可能なことか
ら、別建屋の必要もない等、すぐれた効果を発揮
し、工業的に効果大なるものがある。
第１図は本発明実施例装置の説明図である。
１……真空ポンプ、２……真空装置、３……鋼
管、４……スキユーロール、５……矢印、６……
ガス供給パイプ、７……フイラメント、８……イ
オン源、９……高電圧印加コイル、１０……金
属、１１……電子ビーム発生装置、１２……イオ
ン偏向装置、１４……支持架台、１５……支持
台、１６……イオン照射口、１７……モーター、
１８……支持架台、２０……金属蒸着装置、３０
……イオン発生装置、４０……金属蒸着装置、５
０……イオン発生装置。
管、４……スキユーロール、５……矢印、６……
ガス供給パイプ、７……フイラメント、８……イ
オン源、９……高電圧印加コイル、１０……金
属、１１……電子ビーム発生装置、１２……イオ
ン偏向装置、１４……支持架台、１５……支持
台、１６……イオン照射口、１７……モーター、
１８……支持架台、２０……金属蒸着装置、３０
……イオン発生装置、４０……金属蒸着装置、５
０……イオン発生装置。
Claims (1)
- １ 鋼管成型工程の搬送ラインに設けた真空装置
と該真空装置内に配置した鋼管を搬送するスキユ
ーロールと、該スキユーロールの搬送方向前方に
設けた支持架台からのびたアームをスキユーロー
ルの搬送ライン上方に配置し、該アーム上面に支
持台を介してイオン偏向装置を内蔵したイオン発
生装置と該イオン発生装置の前方に金属蒸着装置
とを載置した鋼管内表面改質装置と、前記スキユ
ーロールの任意のスキユーロール間の下方に支持
架台に載置された金属蒸着装置と金属蒸着面に向
けてイオンを照射するイオン発生装置とを別個に
設けた鋼管外表面改質装置とからなることを特徴
とする鋼管の内外表面改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1969486A JPS62180061A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 鋼管の内外表面改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1969486A JPS62180061A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 鋼管の内外表面改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62180061A JPS62180061A (ja) | 1987-08-07 |
| JPH0314903B2 true JPH0314903B2 (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=12006362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1969486A Granted JPS62180061A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 鋼管の内外表面改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62180061A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01195274A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Nippon Steel Corp | 薄膜の連続形成装置 |
| RU2602589C1 (ru) * | 2015-06-09 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт Уральского отделения Российской академии наук | Способ поверхностной обработки углеродистой стали |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP1969486A patent/JPS62180061A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62180061A (ja) | 1987-08-07 |
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