JPH03170604A - 粉末を用いたクラッド管の製造方法 - Google Patents
粉末を用いたクラッド管の製造方法Info
- Publication number
- JPH03170604A JPH03170604A JP30906889A JP30906889A JPH03170604A JP H03170604 A JPH03170604 A JP H03170604A JP 30906889 A JP30906889 A JP 30906889A JP 30906889 A JP30906889 A JP 30906889A JP H03170604 A JPH03170604 A JP H03170604A
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- JP
- Japan
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- powder
- billet
- metal powder
- hot
- filled
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- Pending
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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。
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，異材を合わせて管内外面に異なる特性を付
与するクラッド管の製造方法に関する。
与するクラッド管の製造方法に関する。
内面の耐摩耗性が要求される射出戊形機用シリンダや内
面の耐食性が要求される化学プラント用配管等には、耐
摩耗合金或いは耐食合金を内面にクラッドした二重管が
用いられている。
面の耐食性が要求される化学プラント用配管等には、耐
摩耗合金或いは耐食合金を内面にクラッドした二重管が
用いられている。
この様な内面クラッド管は，二重管の間隙に金属粉を充
填してできたビレットを熱間押出することにより製造さ
れている。しかし、熱間押出されるビレットにおいて金
属粉の部分の密度をその理論密度の少なくとも８０％以
上にしておかないと、熱間押出のためのビレットの加熱
段階で粉末部分が充分に加熱されないために熱間押出時
に割れが生じ易くなったり、或いは熱間押出されたクラ
ツド層がボロシティ（これが存在すると耐摩耗性や耐食
性が劣化する）のない健全な組織とはなり得なくなる． そのため、例えば特開昭６２−４４５０４号等ではこの
ビレットに冷間静水圧プレスによる予備加圧を行ない、
或いは熱間静水圧プレスによる予備加圧を行なって粉末
の密度をより高めた後、該ビレットを熱間押出する方法
がとられている。
填してできたビレットを熱間押出することにより製造さ
れている。しかし、熱間押出されるビレットにおいて金
属粉の部分の密度をその理論密度の少なくとも８０％以
上にしておかないと、熱間押出のためのビレットの加熱
段階で粉末部分が充分に加熱されないために熱間押出時
に割れが生じ易くなったり、或いは熱間押出されたクラ
ツド層がボロシティ（これが存在すると耐摩耗性や耐食
性が劣化する）のない健全な組織とはなり得なくなる． そのため、例えば特開昭６２−４４５０４号等ではこの
ビレットに冷間静水圧プレスによる予備加圧を行ない、
或いは熱間静水圧プレスによる予備加圧を行なって粉末
の密度をより高めた後、該ビレットを熱間押出する方法
がとられている。
しかし、上記の様な予備加圧を実施すると、ビレットが
変形し、更に該ビレットの金属壁が薄肉の場合にはしわ
や割れが生じ、そのままでは熱間押出ができなくなる。
変形し、更に該ビレットの金属壁が薄肉の場合にはしわ
や割れが生じ、そのままでは熱間押出ができなくなる。
更にこの様な問題の解決策についても種々検討されたが
、ビレットの形状等が複雑になり、又上記予備加圧後、
再度、機械加工が必要となる場合もあ゛る。そのため予
備加圧のコストも含め、金属粉が使用される熱間押出法
によるクラッド管の製造コストは非常に高いものとなっ
ている。
、ビレットの形状等が複雑になり、又上記予備加圧後、
再度、機械加工が必要となる場合もあ゛る。そのため予
備加圧のコストも含め、金属粉が使用される熱間押出法
によるクラッド管の製造コストは非常に高いものとなっ
ている。
本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み創案されたも
ので、上記の様な冷間或いは熱間静水圧プレスによる予
備加圧を必要とせず、金属粉を充填したビレットを直接
熱間押出することによって、例えば難加工性合金である
酎摩耗性に優れたステライト合金や耐食性に優れたハス
テロイ合金の内面クラッド管等をより簡単且つ低コスト
で製造することかできる方法を提供せんとするものであ
る。
ので、上記の様な冷間或いは熱間静水圧プレスによる予
備加圧を必要とせず、金属粉を充填したビレットを直接
熱間押出することによって、例えば難加工性合金である
酎摩耗性に優れたステライト合金や耐食性に優れたハス
テロイ合金の内面クラッド管等をより簡単且つ低コスト
で製造することかできる方法を提供せんとするものであ
る。
そのため、予備加圧をせずに直接熱間押出を行なってク
ラッド管を得る一つの方策として、本発明では金属円筒
を同芯円上に組立てて構威した二重管の間に金属粉を充
填する場合に、粉末の充填方法として実施されている振
動充填法の採用の可否を検討した。即ち、該振動充填法
により二重管に金属粉の充填を行なってビレットを製造
した際、各充填密度を異ならしめ、更にこれらのビレッ
トを直接熱間押出することによってポロシティのない健
全なクラッド層を得るための条件を調査・研究した． その結果、金属粉の充填密度を理論密度の５５％以上に
したビレットを直接熱間押出することによって、ボロシ
ティのない健全なクラッド層を有する耐摩耗性或いは耐
食性に優れた内面クラッド管が低コストで製造できるこ
とを見出したものである． 更にこれらの調査・研究の過程で、クラッド層の厚さ及
び形状の均一化が、金属粉を充填したビレットの形状に
おいて，該ビレットの熱間押出方向と直角なる断面での
全断面積に対する金属粉充填部分の断面積を１０％以上
６０％以下にすることによって，達或され得ることも見
い出した．〔作 用〕 この様に振動充填法により金属粉が充填された後直接熱
間押出が行なわれる場合には，加熱されたビレットが熱
間押出機のコンテナに装填され、マンドレルバー及び押
出ステムによって加圧され，ダイスとマンドレルバーの
間からクラッド管が押出されるまでのアブセッティング
の過程で、前記金属粉は、ビレットの外管及び内管の変
形に伴ない高圧下で稠密化されることになる。即ち、従
来の製造プロセスでは熱間静水圧プレス若しくは冷間静
水圧プレスにより粉末の固化が行なわれていたが、本発
明ではアブセッティング過程でこれを行なっている。そ
して，ビレットへの金属粉の振動充填密度が５５％以上
である場合には、この過程で金属粉のポロシティは略完
全に消滅し、ダイス部分を通過する段階でその稠密化は
完結するものと判断される。通常のクラツド管の熱間押
出条件では押出比は５〜１５の範囲で行なわれているが
，押出比を大きくしてもビレットの金属粉充填密度が５
５％よりも低い場合には、上記のアブセッティング及び
押出過程でも充分に稠密化が進行せず，その結果として
押出後のクラツド層にボロシティが残存してしまうと推
定される。
ラッド管を得る一つの方策として、本発明では金属円筒
を同芯円上に組立てて構威した二重管の間に金属粉を充
填する場合に、粉末の充填方法として実施されている振
動充填法の採用の可否を検討した。即ち、該振動充填法
により二重管に金属粉の充填を行なってビレットを製造
した際、各充填密度を異ならしめ、更にこれらのビレッ
トを直接熱間押出することによってポロシティのない健
全なクラッド層を得るための条件を調査・研究した． その結果、金属粉の充填密度を理論密度の５５％以上に
したビレットを直接熱間押出することによって、ボロシ
ティのない健全なクラッド層を有する耐摩耗性或いは耐
食性に優れた内面クラッド管が低コストで製造できるこ
とを見出したものである． 更にこれらの調査・研究の過程で、クラッド層の厚さ及
び形状の均一化が、金属粉を充填したビレットの形状に
おいて，該ビレットの熱間押出方向と直角なる断面での
全断面積に対する金属粉充填部分の断面積を１０％以上
６０％以下にすることによって，達或され得ることも見
い出した．〔作 用〕 この様に振動充填法により金属粉が充填された後直接熱
間押出が行なわれる場合には，加熱されたビレットが熱
間押出機のコンテナに装填され、マンドレルバー及び押
出ステムによって加圧され，ダイスとマンドレルバーの
間からクラッド管が押出されるまでのアブセッティング
の過程で、前記金属粉は、ビレットの外管及び内管の変
形に伴ない高圧下で稠密化されることになる。即ち、従
来の製造プロセスでは熱間静水圧プレス若しくは冷間静
水圧プレスにより粉末の固化が行なわれていたが、本発
明ではアブセッティング過程でこれを行なっている。そ
して，ビレットへの金属粉の振動充填密度が５５％以上
である場合には、この過程で金属粉のポロシティは略完
全に消滅し、ダイス部分を通過する段階でその稠密化は
完結するものと判断される。通常のクラツド管の熱間押
出条件では押出比は５〜１５の範囲で行なわれているが
，押出比を大きくしてもビレットの金属粉充填密度が５
５％よりも低い場合には、上記のアブセッティング及び
押出過程でも充分に稠密化が進行せず，その結果として
押出後のクラツド層にボロシティが残存してしまうと推
定される。
一方、熱間押出されたクラツド層の厚さ、形状は、ビレ
ットの全断面積に対する金属粉部分の断面積によって大
きく変化する。この面積率が１０％よりも小さい場合は
偏向が著しく大きくなる。
ットの全断面積に対する金属粉部分の断面積によって大
きく変化する。この面積率が１０％よりも小さい場合は
偏向が著しく大きくなる。
又６０％を越えると、熱間押出材先端部のクラツド層の
厚さが異常に増加し、管長手方向での厚さの均一な部分
が著しく減少し、更にクラツド層の一部が外管材を突き
破り、外表面にキズを発生させる原因になる場合もあり
、パイプの歩留を低下させる． 〔実施例〕 以下本発明の具体的実施例につき説明する。
厚さが異常に増加し、管長手方向での厚さの均一な部分
が著しく減少し、更にクラツド層の一部が外管材を突き
破り、外表面にキズを発生させる原因になる場合もあり
、パイプの歩留を低下させる． 〔実施例〕 以下本発明の具体的実施例につき説明する。
第１図に示される様に、炭素鋼（ＳＣＭ ４４０）を外
管材（１）とし、軟鋼を内管（２）として、ステライト
合金（１％Ｃ−３０％Ｃｒ−４．５％Ｗ−Ｃｏ）のＡｒ
アトマイズ粉（３５０μｍ以下）及びハステロイ合金（
ｔＳ％Ｃｒ−１６％Ｍ−３．５％Ｗ−７％Ｆｅ−Ｎｉ）
の同粉（３）を上記二重管に振動充填後、脱気孔（４）
付の軟鋼製の蓋（５）を溶接し、ビレットを製作した（
該ビレットは、外径８０ｍｍ内径３０ｎｍ長さ２５０ｎ
ｎと、外径２１０ｎｗｎ内径５０閣長さ５００ｍの寸法
の２種類が製作された）。
管材（１）とし、軟鋼を内管（２）として、ステライト
合金（１％Ｃ−３０％Ｃｒ−４．５％Ｗ−Ｃｏ）のＡｒ
アトマイズ粉（３５０μｍ以下）及びハステロイ合金（
ｔＳ％Ｃｒ−１６％Ｍ−３．５％Ｗ−７％Ｆｅ−Ｎｉ）
の同粉（３）を上記二重管に振動充填後、脱気孔（４）
付の軟鋼製の蓋（５）を溶接し、ビレットを製作した（
該ビレットは、外径８０ｍｍ内径３０ｎｍ長さ２５０ｎ
ｎと、外径２１０ｎｗｎ内径５０閣長さ５００ｍの寸法
の２種類が製作された）。
更に脱気孔（４）を通して真空引きしながら、５００〜
６００℃で数時間加熱後封止した。そして、このビレッ
トを１１５０〜１２００℃の温度に３〜４時間加熱し、
それから押出比５から１６の範囲で熱間押出を行なって
供試材となるクラッド管を製造した。
６００℃で数時間加熱後封止した。そして、このビレッ
トを１１５０〜１２００℃の温度に３〜４時間加熱し、
それから押出比５から１６の範囲で熱間押出を行なって
供試材となるクラッド管を製造した。
尚各ビレットの充填密度は充填重量及び振動強度を変え
ることによって変化させた。
ることによって変化させた。
下記表に、試作したクラッド管の振動充填後の粉末部分
の理論密度に対する密度（％），粉末充填面積率（％）
，熱間押出条件及び製造された管のクランド層における
ポロシティの有無について示す．同表から明らかなよう
に、粉末の振動充填後の密度が５５％以上である場合は
、いずれの合金、押出条件の場合にも押出材のクラッド
層にはボロシティはｉｌｌ察されず、健全な押出が実現
されていることが明らかである。
の理論密度に対する密度（％），粉末充填面積率（％）
，熱間押出条件及び製造された管のクランド層における
ポロシティの有無について示す．同表から明らかなよう
に、粉末の振動充填後の密度が５５％以上である場合は
、いずれの合金、押出条件の場合にも押出材のクラッド
層にはボロシティはｉｌｌ察されず、健全な押出が実現
されていることが明らかである。
更に第２図は、粉末充填部分のビレット全断面積に対す
る割合を５％から８０％まで変化させたビレットの熱間
押出結果を示している。その値が１０％よりも小さいと
クラッド層に大きな偏肉が発生している。又６０％を越
えるとクラッド層のトップ及びボトム部の非定常部分の
厚さが異常に増加し、その一部が外管（炭素鋼）を突き
破るという現象が認められ、その結果、外管（１）の表
面に大きな傷が全長に亘って発生した。
る割合を５％から８０％まで変化させたビレットの熱間
押出結果を示している。その値が１０％よりも小さいと
クラッド層に大きな偏肉が発生している。又６０％を越
えるとクラッド層のトップ及びボトム部の非定常部分の
厚さが異常に増加し、その一部が外管（炭素鋼）を突き
破るという現象が認められ、その結果、外管（１）の表
面に大きな傷が全長に亘って発生した。
以上詳述した様に、本発明によれば、従来の冷間静水圧
プレス或いは熱間静水圧プレス等による予備加圧を行な
うことなく、直接熱間押出法によって難加工性であるス
テライト合金やハステロイ合金を管内面にクラッドした
二重管等を低コストで製造することが可能であり、耐摩
耗性或いは耐食性を必要とされる金属管等八の利用に大
きな効果が期待できる。
プレス或いは熱間静水圧プレス等による予備加圧を行な
うことなく、直接熱間押出法によって難加工性であるス
テライト合金やハステロイ合金を管内面にクラッドした
二重管等を低コストで製造することが可能であり、耐摩
耗性或いは耐食性を必要とされる金属管等八の利用に大
きな効果が期待できる。
第１図は粉末充填ビレットの断面図、第２図はビレソト
全断面積に対する粉末充填面積率のクラッド管押出特性
に及ぼす影響を示すグラフである。 図中（１）は外管、（２）は内管、（３）は粉末、（４
）は蓋、（５）は脱気孔を各示す。 第 １ 図 第 ２ 図 ０ ２０ ４０ ６０ ８０ １００ 粉末断直積墨 （％）
全断面積に対する粉末充填面積率のクラッド管押出特性
に及ぼす影響を示すグラフである。 図中（１）は外管、（２）は内管、（３）は粉末、（４
）は蓋、（５）は脱気孔を各示す。 第 １ 図 第 ２ 図 ０ ２０ ４０ ６０ ８０ １００ 粉末断直積墨 （％）
Claims (2)
- （１）金属円筒を同芯円上に組立てて構成した二重管の
間に金属粉を充填した後、これを封止した中空ビレット
に対して熱間押出加工をなすクラッド管の製造方法にお
いて、振動充填により金属粉を前記二重管の間に充填せ
しめ、且つその充填密度を該金属粉の理論密度の５５％
以上にすることを特徴とする粉末を用いたクラッド管の
製造方法。 - （２）前項記載のクラッド管の製造方法において、熱間
押出方向と直角な断面でのビレット全断面積に対する金
属粉充填部分の断面積を１０％以上６０％以下にして熱
間押出加工を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の粉末を用いたクラッド管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30906889A JPH03170604A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 粉末を用いたクラッド管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30906889A JPH03170604A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 粉末を用いたクラッド管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170604A true JPH03170604A (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=17988498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30906889A Pending JPH03170604A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 粉末を用いたクラッド管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03170604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109317667A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-12 | 湖南恒裕新材料科技发展有限公司 | 一种混杂铝基复合材料管材的制备方法 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP30906889A patent/JPH03170604A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109317667A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-12 | 湖南恒裕新材料科技发展有限公司 | 一种混杂铝基复合材料管材的制备方法 |
| CN109317667B (zh) * | 2018-11-28 | 2021-07-30 | 湖南金马铝业有限责任公司 | 一种混杂铝基复合材料管材的制备方法 |
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