JPH0328322A - 切削加工性に優れた電縫鋼管の製造法 - 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） 本発明は、切削加工性に優れた電縫鋼管の製造法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、例えば油圧シリンダー
用として好適な、切削加工性に優れた電縫鋼管の製造法
に関する。

（従来の技術〉 例えば油圧機器等の駆動源として用いられる油圧シリン
ダーは、従来より熱間仕上げ継目無鋼管を用いることに
より、または熱問および冷間仕上げを行っていない電気
抵抗溶接鋼管に冷間仕上げ（切削加工）を行って管内径
精度や管内表面精度を付与し、さらに必要に応じてホー
ニング加工を施すことにより製造される． 一方、近年に至り、電気抵抗溶接鋼管の寸法精度、特に
管内径精度の向上および溶接部品質の向上により、熱間
仕上げ継目無鋼管よりも生産性および製造コストの点で
優れる電気抵抗溶接鋼管が広く用いられるようになって
きた。

ところで、この電気抵抗溶接鋼管を用いた場合、その溶
接部には、必然的に溶接ビードが生威しているために管
内径精度の低下が発生するため、このままでは極めて高
い寸法精度が要求される油圧シリンダーの母管としては
用いることができない。

したがって、電気抵抗溶接鋼管の寸法精度を所望の値の
範囲とするために、溶接後の管内周面に切削加工および
押圧加工を施す必要があった。

第５図に、溶接後に管内周面に施す切削加工および押圧
加工の具体例を示す。第５図に示す手段は、いわゆるス
カイビング＆ローラバニッシング加工を示すものである
．本体部１の先端部にはバイト２が、またバイト２の後
部側にはローラー３がそれぞれ、本体部１の円周方向に
複数設けられており、また本体１はその長手方向の中心
軸を回転軸として、管材４の内部を回転しながら、同図
中の矢印方向に進行することができる構造となっている
．この時に、バイト２およびローラー３は、管材４の内
周面に接することにより、バイト２が管材４の内周面を
切削し（スカイビング）、この後にこの切削面をローラ
ー３が押しつぶす（ローラーバニッシング）ことにより
、溶接後の管内周面の仕上げ加工を施こすものである． 一方、従来の電縫鋼管の製造工程においては、管曲がり
防止のためにスクイズロール出側直後において、溶接部
の強制冷却を行っていたが、このためにこの溶接部は炭
素含有量に応じた焼き入れ状態になっており、その硬度
が溶接部以外の一般部に比較して極めて上昇してしまう
．したがって、この後に第５図に示すような切削加工お
よび押圧加工といった冷間加工により、管内部を一様に
仕上げること、すなわち所望の管内径精度を付与するこ
とが困難となっていた。そこで、この強制冷却後に管全
体に焼なましを行って溶接部の硬度を低下せしめて、こ
の後に行う切削加工および押圧加工を容易なものとして
いた． しかし、この手段では、焼鈍を行う必要があるため、製
造コストが上昇するという点で問題であるとともに、焼
鈍を行うために強度が低下し、高強度用鋼管として用い
ることができないものであった．したがって、溶接後に
焼鈍等の熱処理を行う必要がなく、その後の切削加工お
よび押圧加工を行うことができる手段の開発が望まれて
いた．そこで、本出願人は、先に特開昭５４−１６３７
１６号公報により、ｒＮｂを０．０１０〜ｏ．ｏｓｏ重
量％含有するａｍ戒を有する構造用電縫綱管」を提案し
た。

この提案により溶接後に熱処理を施すことなく、溶接部
硬度を抑制して電縫鋼一萌削加工性を向上することがで
きる．この場合には構造用として高強度が要求されるた
め、強度低下をもたらすと考えられていた熱処理はむし
ろ積極的に排除されていた． （発明が解決しようとする課題） ところで、特開昭５４−１６３７１６号公報により、電
縫鋼管の加工性（切削加工性）は向上し、特に溶接部の
硬度の上昇を効果的に抑制することができるが、この特
開昭５４−１６３７１６号公報により提案された手段に
よっても、溶接部の硬度の上昇を完全に防止することは
できない．すなわち、上記公報中の実施例にも示されて
いるように、溶接部の略中心のビッカース硬度は約３０
０（ｔｌｖ）であるが、溶接部から円周方向に約１００
問程度離れた部位のビッカース硬度は約２７０　（Ｈｖ
）であって、溶接部と一般部との硬度の値の差が約１０
％存在していることがわかる． したがって、溶接・急冷に引き続き行われる切削加工お
よび押圧加工時、具体的にはスカイビング＆ローラバニ
ッシング加工時には、この硬度が上昇している溶接部の
切削が完全には行えず、電縫鋼管の管内径精度を所望の
値にすることができないという問題がある． 特に、高い内径寸法精度が要求されるシリンダー用鋼管
の製造において、管内径の寸法精度が低いことは致命的
かつ重大な問題であって、従来よりこの問題を解決する
ことができる手段の開発が望まれていたのである． ここに、本発明の目的は、上記の課題を解決することが
できる、切削加工性に優れた電縫鋼管の製造法を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の課題を解決するため種々検討を重
ねた結果、ある特定した組成を有する電縫鋼管に焼なら
し処理を施すことにより、硬度が上昇している溶接部の
硬度を低下せしめることができ、さらに溶接部以外の一
般部の硬度も構造用として問題のない程度まで低減せし
めることができるため、その後に行う切削加工および押
圧加工により電縫鋼管に所望の寸法精度を付与すること
ができるとともに、この組威を有する電縫鋼管に焼なら
しを行っても強度等の機械的特性には何ら悪影響を及ぼ
さないことを知見して、本発明を完威した． ここに、本発明の要旨とするところは、重景％で、 Ｃ　：　０．２５％以下、　　Ｍｎ：１．６０％以下Ｎ
ｂ：　　ｏ．ｏｔｏ　〜０．０５０　　％残部：Ｆｅお
よび不可避的不純物 からなる鋼組戒を有する電縫鋼管に焼ならし処理を施す
ことを特徴とする、切削加工性に優れた電縫鋼管の製造
法である． （作用） 以下、本発明をその作用効果とともに詳述する．なお、
本明細書においては、特にことわりがない限り「％」は
「重量％」を意味するものとする．まず、本発明におい
て用いる電ｈ！Ｉｔｉ４管の組威を上記の如くに制限し
た理由を説明する．Ｃ：本発明において鋼管に焼ならし
を実施しても所望の強度を具備させるためには、鋼中の
炭素含有量は多いほうが有利である．しかし過剰に添加
すると、溶接する際に溶接性が低下してしまい、例えば
シリンダー用鋼管として要求される機能を具備させるこ
とができなくなってしまう。そこで炭素含有量の上限を
０．２５％と制限した。

Ｍｎ：　Ｍｎは鋼の脱酸剤および強化剤として添加され
る元素であるが、１．６０％を超えると溶接性が劣化す
るために、上限を１．６０％と制限した．Ｎｂ：　Ｎｂ
はＣとともに炭化物を生戒して鋼の強度を高めるととも
に靭性・延性を改善し、かつ焼き入れ効果能および焼戻
し脆性を減少させる元素であるが、この特性を発揮させ
るためには、０．０１０％未満ではその効果が認められ
ず、またｏ．ｏｓｏ％超の含有量で切削加工性は充分に
確保されているものであり、これを越えて添加してもそ
の効果も飽和するだけでなく、コストの上昇をもたらす
ものであるから、Ｎｂの含有量を０．０１０％以上０．
０５０％以下と制限した． 上記以外の鋼中の元素は他の一般的な鋼組成であればよ
い．すなわち ＳＩは、鋼中にあっては脱酸剤として用いられるもので
あり、加工性、溶接性等の観点から０．３５％以下であ
ることが望ましい． Ｐ，Ｓは、鋼の延性および靭性を劣化させる元素である
ため、少ないほうが望ましいが、脱Ｐ２脱Ｓに要するコ
ストおよび０，４０％以下の含有量では鋼の品質上著し
い問題がないこと等から、ともに０．４０％以下である
ことが望ましい．ＡＱは、鋼の脱酸を行うために不可欠
な元素であるが、過剰に添加するとコスト高をまねくた
めに、０．００１〜ｏ．ｉｏｏ％であることが望ましい
．このような鋼組戒を有する鋼管を電気抵抗溶接法によ
り製造し電縫鯛管とする． 溶接法、溶接条件等は従来の電縫鋼管の溶接法と同じで
よい。

そして、この後にかかる電縫鋼管に焼ならしを施す．こ
の焼ならしは、＆ｌ織の均一化および内部応力の除去・
軟質化および均一化を目的として行うものであって、焼
ならし条件としては、Ａｃ３点よりも４０〜６０″Ｃ程
度高い温度に加熱した後に、大気中で冷却する方法が例
示されるが、特にこの方法に限定されるものではなく、
用いる鋼管の組成、電縫綱管に求める寸法精度等の観点
から適宜設定すればよいことはいうまでもない． この焼ならしを行うことにより、溶接部の近傍の硬度は
低下し、溶接部以外の一般部と略均一な硬度の溶接部が
得られることとなる．したがってこの後に行う切削加工
等が極めて容易となり、安定的に電縫鋼管の内径寸法精
度を確保することが可能となる． さらに、本発明を実施例を用いて詳述するが、これは本
発明の例示であり、これにより本発明が限定されるもの
ではない。

実施例 第１表に示す＆ｌｌ或を有する、ＪＩＳ　Ｇ　３４４５
に規定されたＳＴＫ！１１３Ｃに属する構造用電縫鋼管
〈内径７０問、管厚さ５．４ａ＋ｍ）に、９００℃から
炉冷する焼ならし処理を行って、本発明にかかる電縫餌
管（試料階１〉を得た． 第１表 一方、上記の構造用電縫鋼管と同一の組或・寸法を有す
る電縫鋼管に燐ならしを行わずに、（ｉ）低温（７００
゜Ｃ）で焼鈍を行う（１１）熱処理を行わずに溶接のま
まとすることにより、それぞれ比較例にかかる電縫鋼管
（試料ＮＦＬ２および試料狙３）を得た．これらの試料
阻１ないし試料Ｎｃｔ３について、第１図に示す測定位
置エないし９について、溶接部およびその近傍のビッカ
ース硬度を測定した．結果は第２図に示す． 第２図より明らかなように、本発明にかかる電ｌ１ｔ鋼
管の溶接部およびその近傍の硬度が均一化するとともに
、その大きさも著しく低下し、管内周面の切削加工性が
大幅に向上したことがわかる．また、本発明にかかる試
料Ｎｌｌｌについては、焼ならし処理の前後において、
接合部近傍の金属組織のマクロ顕微鏡写真を、第３図（
ａ）、第３図０〕）、第３図（Ｃ）および第３図（ｄ）
に示す。第３図（ａ）は焼ならし前の接合部を、また第
３図中）は、これを拡大して示す。さらに第３図（Ｃ）
は焼ならし後の接合部を、また第３図（ｄ）はこれを拡
大して示す。第３図（ａ）ないし第３図（ｄ）より、本
発明において焼ならしを行うことにより、金属＆ｌＩＩ
ａが均一化していることがわかる。

さらに、試料恥１および試料咀３から■ノッチシャルピ
ー衝撃試験片を切り出し、シャルビー衝撃試験を行って
、延性破面率および吸収エネルギーの値を測定し、低温
靭性の評価を行った。結果を第４図（萄および第４図（
ｂ）に示す。

第４図（ａ）から明らかな゛ように、本発明にかかる試
料狙１は、−６０℃までは殆ど脆性破壊を発生せず、低
温靭性が著しく改善されたことがわかる。

また、第４図（ロ）からも明らかであるように、本発明
にかかる試料ｋｌの吸収エネルギーは、大幅に増加し、
特にＯ〜−８０“Ｃにおいては略３倍となっていること
がわかる． （発明の効果） 以上詳述したように、本発明により、構造用電縫鋼管の
溶接部の硬度を低下・均一化せしめることができ、溶接
後に行う冷間加工の加工精度を著しく向上させることが
できた。

したがって、安定的に例えば油圧用シリンダーの母管で
ある鋼管を電気抵抗溶接法により提供することができた
。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、本発明の実施例における電縫鋼管の硬度測定
位置を示す略式説明図： 第２図は、本発明の実施例における電縫鋼管の硬度測定
結果を示すグラフ： 第３図（ａ）ないし第３図（ｄ）は、本発明の実施例に
おける溶接部の金属組織を示す顕微鏡写真；第４図（ａ
）および第４図伽）は、本発明の実施例の結果を示すグ
ラフ；および 第５図は、従来からのスカイビング＆ローラバニッシン
グ加工装置を示す略式断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量％で、 Ｃ：０．２５％以下、Ｍｎ：１．６０％以下Ｎｂ：０．
   ０１０〜０．０５０％ 残部：Ｆｅおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する電縫鋼管に焼ならし処理を施す
   ことを特徴とする、切削加工性に優れた電縫鋼管の製造
   法。