JPH039178B2

JPH039178B2 -

Info

Publication number: JPH039178B2
Application number: JP19100787A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hiraishi; Saburo Hayamizu
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1991-02-07
Also published as: JPS6345347A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、シームレス鋼管の穿孔圧延用工具に
関する。〔従来の技術〕マンネスマン方式をはじめとする各種方式によ
るシームレス鋼管の製管法においては、赤熱のソ
リツドバーを素材として穿孔機により素管を形成
したのち、マンドレルミル、プラグミル、ピルガ
ーミルなどによる圧延工程を経て所望の管サイズ
に成形される。これに使用される穿孔圧延用工具
は、赤熱のソリツドバーや素管の中で、激しいす
べり摩擦や高い圧力をうけるため、管壁肉との凝
着・焼付きが発生し、また大きな熱負荷をうける
ため、熱亀裂や熱疲労による割れが生じ易く、か
つ高温摩耗の進行も著しい。ちなみに穿孔圧延時
のプラグの表面温度は肩部で900〜1000℃に達す
るのが通常であり、とくにプラグ表面にスケール
皮膜が存在しない場合には1200〜1300℃にも及ぶ
ことが知られている。このような苛酷な使用環境に供される工具材料
について、これまでにも種々の検討がなされ、例
えばプラグミルプラグとして、高Ｃ高Cr鋳鋼、
とくにその鋳造組織にCr₇C₃、M₂₃C₆の共晶炭化
物を含む成分系と組織を有するものが賞用されて
いる。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、上記高Ｃ高Cr鋳鋼からなる穿
孔圧延用工具の使用状況をみると、表層断面は共
晶炭化物に支えられながらも、表層メタルフロー
と熱亀裂による損傷が現れ、特に肩部において顕
著に集中発生していることが観察される。本発明は、上記に鑑み穿孔圧延中の管材との凝
着・焼付きが殆どなく、かつ高温での耐摩耗性に
すぐれ、従来材をはるかに凌ぐ耐久性を備えた穿
孔圧延用工具を提供しようとするものである。〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明のシームレス鋼管穿孔圧延用工具は、共晶クロム炭化物粒子と、該粒子間隙を満たす
耐熱合金からなる複合焼結体であつて、共晶クロ
ム炭化物粒子は60〜87重量％を占め、耐熱合金
は、Ｃ：0.03〜2.0％、Si：0.03〜2.5％、Mn：
0.03〜2.5％、Cr：７〜50％、Ni：１〜50％、残
部FeからなるCr−Ni−Fe系合金であることを特
徴としている。本発明の穿孔圧延用工具は、共晶クロム炭化物
粒子と前記成分組成を有する耐熱合金からなる均
一な複合組織を有する焼結体であり、その複合効
果により、高温・高圧力のすべり・摩擦条件下
に、高度の耐焼付性・耐摩耗性等を示し、高い熱
負荷に耐える十分な耐熱性をそなえている。その
複合組織における分散相である共晶クロム炭化物
粒子は、Cr₃C₂、Cr₇C₃、Cr₃C、Cr₂₃C₆などが挙
げられ、他方マトリツクス金属である前記成形組
成を有するCr−Ni−Fe系合金としてはJIS SCH
22（25Cr−20Ni−Fe）等が挙げられる。上記複合組織における共晶クロム炭化物粒子の
占める割合は、その分散強化作用を十分なものと
するために、60重量％以上とする。その割合を増
す程、分散強化作用による耐摩耗性・耐焼付性等
の向上をみるが、あまり多くすると耐熱合金との
複合効果としての強靭性向上効果が弱まるので、
87重量％を上限とする。本発明の穿孔圧延用工具は、共晶クロム炭化物
粒子と耐熱合金粉末との均一な混合粉末を原料と
し、これを所望形状に成形し焼成することにより
製造される。共晶クロム炭化物粒子は１種または
２種以上を混合して使用してよく、また耐熱合金
粉末は、成分組成の異なる２種以上の粉末を、前
記成分組成となるように調合したものであつても
よい。焼成法としては、原料粉末を所望の形状に加圧
成形したのち、その成形体を焼結する常圧焼結
法、または原料粉末を型内に充填しダイスによる
加圧下に焼結を行うホツトプレス法、あるいは熱
間静水圧加圧焼結法（HIP）などの公知の焼成法
が適用される。適用される焼成法により適宜の助
剤、例えば常圧焼結法では、成形助剤（例えば３
〜10％のパラフインなど）が配合される。常圧焼
結法では圧粉成形圧力：約500〜2000Kg／cm²、焼
成温度：約1300〜1500℃が適当であり、ホツトプ
レス法では、加圧力：約50〜350Kg／cm²、焼成温
度：約1350〜1550℃、HIP法では加圧力：約500
〜1500Kg／cm²、焼成温度：約1250〜1500℃がそれ
ぞれ適当である。その焼成処理は、原料粉末の酸
化ロスの防止、得られる焼結体の品質確保のため
に、真空雰囲気中、あるいは非酸化性雰囲気中で
行うとよい。なお、本発明に言う穿孔圧延用工具とは、マン
ネスマンピアサーやプレスロールピアサーなどの
穿孔用プラグ、プラグミル、マンドレルミル、ピ
ンガーミルなどにおける圧延用プラグやマンドレ
ルバー等を包含する。〔実施例〕第１表に示す成分構成を有する穿孔圧延用工具
を製造し、それぞれについて硬度測定および耐焼
付性試験を行つて同表右欄に示す結果を得た。第１表、試番（No.）１〜７は発明例、No.101〜
104は比較例である。比較例No.101〜104のうち、
No.101〜103は、共晶クロム炭化物粒子と耐熱合金
の割合が本発明の規定からはずれている複合焼結
品の例、104は、Co−Mo系鋼（1.5C−0.7Mn−
17Cr−2Mo−Fe）からなる従来品の例である。〔〕供試工具の製造試番（No.）１〜７、およびNo.101〜103の工具
は、共晶クロム炭化物粒子（粒径：0.5〜3.0μ
ｍ）と耐熱合金粉末（粒径：1.0〜2.0μｍ）と
を混合、均一化し、型内で不活性雰囲気下、加
圧力100〜300Kg／cm²、温度1350〜1400℃にて焼
結を行つた。試番（No.）104の工具は鋳造によ
り製造した。各供試工具のサイズ（第１図参照）は、いず
れも、直径(D)98mm、長さ(L)50mm、先端部のＲ：
25mmである。〔〕耐焼付性試験第１図に示すように、素管(B)〔外径(d)90mm、
肉厚（ｔ）10mm、長さ(l)200mm〕の粗孔内に供
試工具(A)を圧入し、拡管率1.4、減肉率30％の
拡管・減肉加工（但し、素管温度1300℃、工具
の予熱なし）を行い、加工後の工具表面の症付
状況を立体顕微鏡で観察した。表中、「耐焼付性」欄の各記号は次の評価を
表す：「◎」焼付全くなし、「〇」焼付認められ
るも、極めて軽微、「△」焼付発生、「×」著し
く焼付発生。第１表に示したとおり、本発明の穿孔圧延用工
具（No.１〜７）は、硬度、耐焼付性ともに従来材
（No.104）よりも著しくすぐれていることがわか
る。また、本発明工具は卓抜した耐熱性を有し、
高い熱負荷にもよく耐える。なおNo.101〜103は、
発明例と同じように共晶クロム炭化物粒子と耐熱
合金とからなる複合組織を有する工具の例である
けれども、その共晶クロム炭化物粒子の占める割
合が不足しているため、耐焼付性改善効果が十分
でなく、また硬度も相対的に低く発明例（No.１〜
７）の品質に及ばない。

〔発明の効果〕

本発明の穿孔圧延用工具は、赤熱ソリツドバー
や素管との焼付・凝着に対する抵抗性が極めて高
く、かつ高硬度で、耐摩耗性にすぐれている。ま
た、亀裂、熱疲労による割れを生じにくく、従来
材をはるかに凌ぐ耐久性を保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐焼付性試験要領の説明図である。Ａ：工具、Ｂ：素管。

Claims

【特許請求の範囲】

１共晶クロム炭化物粒子と、該粒子間隙を満た
す耐熱合金からなる複合焼結体であつて、共晶ク
ロム炭化物粒子は60〜87重量％を占め、耐熱合金
は、Ｃ：0.03〜2.0％、Si：0.03〜2.5％、Mn：
0.03〜2.5％、Cr：７〜50％、Ni：１〜50％、残
部FeからなるCr−Ni−Fe系合金であることを特
徴とするシームレス鋼管穿孔圧延用工具。