JPH0551608A - 複合管製造用金属カプセルの製造法 - Google Patents
複合管製造用金属カプセルの製造法Info
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- JPH0551608A JPH0551608A JP21234391A JP21234391A JPH0551608A JP H0551608 A JPH0551608 A JP H0551608A JP 21234391 A JP21234391 A JP 21234391A JP 21234391 A JP21234391 A JP 21234391A JP H0551608 A JPH0551608 A JP H0551608A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ライニング粉末に緻密化不足が生じず、又任
意の大きさのものも容易に製造することができ、又真空
度のリークが生じ難い複合管製造用金属カプセルの製造
法を提供する。 【構成】 円筒状カプセル本体1 の内部に、該カプセル
本体1 と略同長で、上下端に外開きフランジ2,2 が形成
されかつ塑性変形容易な薄肉金属で形成された内筒3 を
挿入し、カプセル本体1 の外周面と内筒3 内周面との間
にライニング用粉末4 を充填し、真空下で内筒3 のフラ
ンジ2,2 外周縁をカプセル本体1 の両端面に溶接した
後、該粉末充填体6 の両端に端板9,10を密接して粉末充
填体6 の両端開口を閉塞し、その内部に圧媒14を注入充
填し、該圧媒14を加圧する。
意の大きさのものも容易に製造することができ、又真空
度のリークが生じ難い複合管製造用金属カプセルの製造
法を提供する。 【構成】 円筒状カプセル本体1 の内部に、該カプセル
本体1 と略同長で、上下端に外開きフランジ2,2 が形成
されかつ塑性変形容易な薄肉金属で形成された内筒3 を
挿入し、カプセル本体1 の外周面と内筒3 内周面との間
にライニング用粉末4 を充填し、真空下で内筒3 のフラ
ンジ2,2 外周縁をカプセル本体1 の両端面に溶接した
後、該粉末充填体6 の両端に端板9,10を密接して粉末充
填体6 の両端開口を閉塞し、その内部に圧媒14を注入充
填し、該圧媒14を加圧する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ライニング用粉末を粉
末冶金により一体化したライニング層を管本体の内面に
接合形成する複合管の製造に関する。
末冶金により一体化したライニング層を管本体の内面に
接合形成する複合管の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】管本体の内面にライニング層が形成され
た複合管の製造方法として、特公平１−54402 号公報に
開示されているように、複合管の管本体となるカプセル
(ビレット) 本体の内部に同心状のゴム製筒体を設け、
該筒体の内周面に沿って塑性変形容易な薄肉金属の内筒
を挿入し、該内筒とカプセル本体との間にライニング用
粉末を充填し、その両端にゴム製の蓋を嵌着して密封
し、この粉末充填体に冷間等方圧加圧 (「ＣＩＰ」とい
う。）を施して、内筒およびライニング用粉末をカプセ
ル本体内面に一体的に圧縮固結させた後、ゴム材を除去
し、一体化した内筒の両端面に金属蓋を溶接して金属カ
プセルとし、該カプセルを熱間押出し加工する方法があ
る。また、前記金属カプセルに熱間等方圧加圧（「ＨＩ
Ｐ」という。）を施して、ライニング用粉末を焼結一体
化してライニング層とすると共に、これをカプセル本体
すなわち管本体内面に拡散接合により一体化する方法も
ある。
た複合管の製造方法として、特公平１−54402 号公報に
開示されているように、複合管の管本体となるカプセル
(ビレット) 本体の内部に同心状のゴム製筒体を設け、
該筒体の内周面に沿って塑性変形容易な薄肉金属の内筒
を挿入し、該内筒とカプセル本体との間にライニング用
粉末を充填し、その両端にゴム製の蓋を嵌着して密封
し、この粉末充填体に冷間等方圧加圧 (「ＣＩＰ」とい
う。）を施して、内筒およびライニング用粉末をカプセ
ル本体内面に一体的に圧縮固結させた後、ゴム材を除去
し、一体化した内筒の両端面に金属蓋を溶接して金属カ
プセルとし、該カプセルを熱間押出し加工する方法があ
る。また、前記金属カプセルに熱間等方圧加圧（「ＨＩ
Ｐ」という。）を施して、ライニング用粉末を焼結一体
化してライニング層とすると共に、これをカプセル本体
すなわち管本体内面に拡散接合により一体化する方法も
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カプセ
ル本体の内面に沿って充填されたライニング用粉末はそ
の内側および両端に配設されたゴム製の筒体および蓋を
介して、ＣＩＰにより加圧されるので、ライニング用粉
末の両端部は半径方向（肉厚方向）および長手方向から
加圧されるため、加圧力が打ち消されて粉末の圧縮が十
分でない部分、すなわち粉末の緻密化不足の部分を生
じ、これが製品ライニング層の欠肉や剥離の原因とな
る。
ル本体の内面に沿って充填されたライニング用粉末はそ
の内側および両端に配設されたゴム製の筒体および蓋を
介して、ＣＩＰにより加圧されるので、ライニング用粉
末の両端部は半径方向（肉厚方向）および長手方向から
加圧されるため、加圧力が打ち消されて粉末の圧縮が十
分でない部分、すなわち粉末の緻密化不足の部分を生
じ、これが製品ライニング層の欠肉や剥離の原因とな
る。
【０００４】また、粉末充填体はＣＩＰにより加圧され
るため、カプセルの形状はＣＩＰ装置の容積形状に制限
され、大径や長尺物の金属カプセルの製造は困難であ
る。更に、ＣＩＰ後、薄肉金属の内筒は、その両端にお
いて金属蓋と溶接されるが、ライニング粉末の端部の不
均一収縮に基づき、内筒端部の変形も不均一となり、又
寸法再現性もないため、金属蓋の溶接は極めて困難であ
り、溶接不良によりカプセルに真空度のリークが発生し
易く、製品歩留りが低下し易いという問題がある。
るため、カプセルの形状はＣＩＰ装置の容積形状に制限
され、大径や長尺物の金属カプセルの製造は困難であ
る。更に、ＣＩＰ後、薄肉金属の内筒は、その両端にお
いて金属蓋と溶接されるが、ライニング粉末の端部の不
均一収縮に基づき、内筒端部の変形も不均一となり、又
寸法再現性もないため、金属蓋の溶接は極めて困難であ
り、溶接不良によりカプセルに真空度のリークが発生し
易く、製品歩留りが低下し易いという問題がある。
【０００５】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、ライニング粉末に緻密化不足が生じず、又任意の大
きさのものも容易に製造することができ、又真空度のリ
ークが生じ難い複合管製造用金属カプセルの製造法を提
供することを目的とする。
で、ライニング粉末に緻密化不足が生じず、又任意の大
きさのものも容易に製造することができ、又真空度のリ
ークが生じ難い複合管製造用金属カプセルの製造法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の金属カプセルの
製造法は、円筒状カプセル本体の内部に、該カプセル本
体と略同長で、上下端に外開きフランジが形成されかつ
塑性変形容易な薄肉金属で形成された内筒を挿入し、カ
プセル本体の外周面と内筒内周面との間にライニング用
粉末を充填し、真空下で内筒のフランジ外周縁をカプセ
ル本体の両端面に溶接した後、該粉末充填体の両端に端
板を密接して粉末充填体の両端開口を閉塞し、その内部
に圧媒を注入充填し、該圧媒を加圧することによって内
筒を径外方向に塑性変形させると共にカプセル本体との
間に充填されたライニング用粉末を圧縮固結する。
製造法は、円筒状カプセル本体の内部に、該カプセル本
体と略同長で、上下端に外開きフランジが形成されかつ
塑性変形容易な薄肉金属で形成された内筒を挿入し、カ
プセル本体の外周面と内筒内周面との間にライニング用
粉末を充填し、真空下で内筒のフランジ外周縁をカプセ
ル本体の両端面に溶接した後、該粉末充填体の両端に端
板を密接して粉末充填体の両端開口を閉塞し、その内部
に圧媒を注入充填し、該圧媒を加圧することによって内
筒を径外方向に塑性変形させると共にカプセル本体との
間に充填されたライニング用粉末を圧縮固結する。
【０００７】前記粉末充填体の両端開口の閉塞に際して
は、該粉末充填体の内部を貫通するマンドレルを設け、
これを端板で支持するようにすればよい。
は、該粉末充填体の内部を貫通するマンドレルを設け、
これを端板で支持するようにすればよい。
【０００８】
【作用】カプセル本体と薄肉金属で形成された内筒との
間にライニング用粉末を充填した後、前記内筒両端のフ
ランジ外周縁を真空下でカプセル本体の端面に溶接する
ので、従来のように内筒の変形後に金属蓋を溶接する場
合に対して、溶接による真空状態での密封が極めて容
易、確実であり、真空度のリークを確実に防止できる。
間にライニング用粉末を充填した後、前記内筒両端のフ
ランジ外周縁を真空下でカプセル本体の端面に溶接する
ので、従来のように内筒の変形後に金属蓋を溶接する場
合に対して、溶接による真空状態での密封が極めて容
易、確実であり、真空度のリークを確実に防止できる。
【０００９】ライニング用粉末が充填された粉末充填体
は、その両端開口が端板で塞がれ、その内部に圧媒が注
入、充填され、加圧されるので、内筒が径外方向に塑性
変形し、ライニング用粉末は半径方向のみの圧力によっ
て圧縮固結される。このため、軸方向の収縮が生じず、
ライニング用粉末の端部での圧縮不足は生じず、全域に
亘って均一に緻密化される。従って、該金属カプセルを
熱間押出しやＨＩＰに供しても、得られた複合管のライ
ニング層の管端部には欠肉や剥離が生じず、製品長さ歩
留りが向上する。尚、カプセル本体は複合管の管本体と
なるものであり、相当な肉厚を有しており、圧媒の加圧
に際しては、圧力容器として作用し、内筒に比べてほと
んど変形しない。
は、その両端開口が端板で塞がれ、その内部に圧媒が注
入、充填され、加圧されるので、内筒が径外方向に塑性
変形し、ライニング用粉末は半径方向のみの圧力によっ
て圧縮固結される。このため、軸方向の収縮が生じず、
ライニング用粉末の端部での圧縮不足は生じず、全域に
亘って均一に緻密化される。従って、該金属カプセルを
熱間押出しやＨＩＰに供しても、得られた複合管のライ
ニング層の管端部には欠肉や剥離が生じず、製品長さ歩
留りが向上する。尚、カプセル本体は複合管の管本体と
なるものであり、相当な肉厚を有しており、圧媒の加圧
に際しては、圧力容器として作用し、内筒に比べてほと
んど変形しない。
【００１０】また、ライニング粉末の圧縮固結に際し
て、ＣＩＰ装置は不要であり、端板支持手段と粉末成形
体の内部への圧媒の注入・加圧手段があれば足り、実施
容易でカプセル寸法の制約を受けずに実施可能である。
また、粉末充填体の内部を貫通するマンドレルを設け、
その両端を端板で支持することにより、圧媒の注入量を
少なくすることができ、またマンドレルの断面積分だけ
端板にかかる軸方向力を減少させることができ、また粉
末成形体と端板との位置決めが容易となる。
て、ＣＩＰ装置は不要であり、端板支持手段と粉末成形
体の内部への圧媒の注入・加圧手段があれば足り、実施
容易でカプセル寸法の制約を受けずに実施可能である。
また、粉末充填体の内部を貫通するマンドレルを設け、
その両端を端板で支持することにより、圧媒の注入量を
少なくすることができ、またマンドレルの断面積分だけ
端板にかかる軸方向力を減少させることができ、また粉
末成形体と端板との位置決めが容易となる。
【００１１】
【実施例】本発明を実施するには、図１に示すように、
複合管の管本体となる所期金属材で形成されたカプセル
本体1 と、該本体1 の内径よりやや大きな外径を有する
フランジ2,2 を両端に備え、前記本体1 と略同長の内筒
3 とを準備する。該内筒3は塑性変形容易な薄肉金属材
(例えば、２〜４mm程度の軟鋼板）で一体的にシームレ
スに成形されたものである。
複合管の管本体となる所期金属材で形成されたカプセル
本体1 と、該本体1 の内径よりやや大きな外径を有する
フランジ2,2 を両端に備え、前記本体1 と略同長の内筒
3 とを準備する。該内筒3は塑性変形容易な薄肉金属材
(例えば、２〜４mm程度の軟鋼板）で一体的にシームレ
スに成形されたものである。
【００１２】前記カプセル本体1 を、図１に示すよう
に、垂直に立て、その内部に前記内筒3 の下側のフラン
ジ2 をたわませて差し込み、内筒3 の下端がカプセル本
体1 の下面より上方20mm程度の位置となるように挿入す
る。所定位置まで差し込むと、フランジ2 の弾発力によ
って内筒3 はカプセル本体1 内に保持される。この状態
で、上側のフランジ2 とカプセル本体1 の上面との隙間
よりライニング用粉末4を内筒3 とカプセル本体1 との
間に投入、充填する。
に、垂直に立て、その内部に前記内筒3 の下側のフラン
ジ2 をたわませて差し込み、内筒3 の下端がカプセル本
体1 の下面より上方20mm程度の位置となるように挿入す
る。所定位置まで差し込むと、フランジ2 の弾発力によ
って内筒3 はカプセル本体1 内に保持される。この状態
で、上側のフランジ2 とカプセル本体1 の上面との隙間
よりライニング用粉末4を内筒3 とカプセル本体1 との
間に投入、充填する。
【００１３】その後、内筒3 を下に押し下げて、内筒3
の両端フランジ2,2 の周縁をカプセル本体1 の開口周縁
に形成された凹部5,5 に嵌合し固定する。これを、真空
チャンバー内に挿入し、0.005 Torr以下に真空脱気した
後、フランジの周縁を溶接して、図２に示した粉末充填
体6 を得る。次に、図３に示すように、粉末充填体6 の
内部にマンドレル7 を挿入し、両端にテフロン等で形成
されたパッキン8,8 を介して端板9,10を密接して取り付
け、タイロッド11によって粉末充填体6 を軸方向に締め
付ける。締め付け力は、後述の内圧による軸方向力に対
して約 1.5〜２倍とする。
の両端フランジ2,2 の周縁をカプセル本体1 の開口周縁
に形成された凹部5,5 に嵌合し固定する。これを、真空
チャンバー内に挿入し、0.005 Torr以下に真空脱気した
後、フランジの周縁を溶接して、図２に示した粉末充填
体6 を得る。次に、図３に示すように、粉末充填体6 の
内部にマンドレル7 を挿入し、両端にテフロン等で形成
されたパッキン8,8 を介して端板9,10を密接して取り付
け、タイロッド11によって粉末充填体6 を軸方向に締め
付ける。締め付け力は、後述の内圧による軸方向力に対
して約 1.5〜２倍とする。
【００１４】次に、端板9 およびマンドレル7 の中心に
開設した注入孔12,13 より、圧媒14として例えば水を注
入し、粉末充填体6 とマンドレル7 との間に充満させ、
加圧ポンプにて水圧を５〜６ Ton／cm2 に昇圧し、約15
分間程度保持する。その後、除圧し、内部の水を除去
し、端板9,10を取り外すことによって、所期の金属カプ
セルが得られる。
開設した注入孔12,13 より、圧媒14として例えば水を注
入し、粉末充填体6 とマンドレル7 との間に充満させ、
加圧ポンプにて水圧を５〜６ Ton／cm2 に昇圧し、約15
分間程度保持する。その後、除圧し、内部の水を除去
し、端板9,10を取り外すことによって、所期の金属カプ
セルが得られる。
【００１５】カプセル本体1 として、材質ＳＣＭ４４
０，外径φ198×内径φ60×長さ800ｌ（mm）のものを用
い、内筒3 として、材質Ｓ３５Ｃ，外径φ30×内径φ24
×長さ800 ｌ（mm）のものを用い、図１の要領でカプセ
ル本体1 と内筒3 との間にＮｉ基高合金にＣｒＢ、Ｖ
Ｃ、Ｎｉ3 Ｓｉ等の高質粒子を分散強化した複合粉末を
ライニング用粉末4 として充填し、フランジ2,2 の外周
縁をカプセル本体1 の両端面に溶接した後、図３の要領
で粉末充填体6 の内部を加圧した。その結果、カプセル
内径がφ28.5mmにほぼ均一に拡管変形した。この数値よ
り、粉末充填密度は約0.85と算定された。尚、粉末充填
密度は事後のＨＩＰや熱間押出し時に異常な変形を生じ
させないためには、0.8 以上とする必要がある。
０，外径φ198×内径φ60×長さ800ｌ（mm）のものを用
い、内筒3 として、材質Ｓ３５Ｃ，外径φ30×内径φ24
×長さ800 ｌ（mm）のものを用い、図１の要領でカプセ
ル本体1 と内筒3 との間にＮｉ基高合金にＣｒＢ、Ｖ
Ｃ、Ｎｉ3 Ｓｉ等の高質粒子を分散強化した複合粉末を
ライニング用粉末4 として充填し、フランジ2,2 の外周
縁をカプセル本体1 の両端面に溶接した後、図３の要領
で粉末充填体6 の内部を加圧した。その結果、カプセル
内径がφ28.5mmにほぼ均一に拡管変形した。この数値よ
り、粉末充填密度は約0.85と算定された。尚、粉末充填
密度は事後のＨＩＰや熱間押出し時に異常な変形を生じ
させないためには、0.8 以上とする必要がある。
【００１６】前記のようにしてライニング用粉末が緻密
化された金属カプセルを 900〜980℃、1000Kgf/cm2 の
圧力で４Ｈｒ保持してＨＩＰ処理を施した。得られた複
合管の内外径の寸法変化を測定した結果、内外径同心度
のずれは約 0.5mmであり、曲がりは0.45mm／800 ｌmm以
下であり、異常な変形は生じなかった。
化された金属カプセルを 900〜980℃、1000Kgf/cm2 の
圧力で４Ｈｒ保持してＨＩＰ処理を施した。得られた複
合管の内外径の寸法変化を測定した結果、内外径同心度
のずれは約 0.5mmであり、曲がりは0.45mm／800 ｌmm以
下であり、異常な変形は生じなかった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の複合管製造
用金属カプセルの製造法は、カプセル本体と薄肉金属で
形成された内筒との間にライニング用粉末を充填し、内
筒のフランジ周縁を真空下でカプセル本体の端面に溶接
するので、溶接は容易、確実であり、真空度のリークを
確実に防止することができる。また、前記内筒フランジ
周縁が溶接された粉末充填体は、両端開口を端板で閉塞
すると共にその内部に圧媒を注入充填し、加圧するの
で、内筒に軸方向力を作用させることなく、半径方向に
のみの圧縮力を作用させることができ、径外方向に一様
に変形させることができ、これによってライニング用粉
末の端部に緻密化不足を生じさせることなく、均一に圧
縮固化することができる。
用金属カプセルの製造法は、カプセル本体と薄肉金属で
形成された内筒との間にライニング用粉末を充填し、内
筒のフランジ周縁を真空下でカプセル本体の端面に溶接
するので、溶接は容易、確実であり、真空度のリークを
確実に防止することができる。また、前記内筒フランジ
周縁が溶接された粉末充填体は、両端開口を端板で閉塞
すると共にその内部に圧媒を注入充填し、加圧するの
で、内筒に軸方向力を作用させることなく、半径方向に
のみの圧縮力を作用させることができ、径外方向に一様
に変形させることができ、これによってライニング用粉
末の端部に緻密化不足を生じさせることなく、均一に圧
縮固化することができる。
【００１８】また、本発明の実施に際しては、ＣＩＰ装
置が不要なため、寸法的制約もなく、設備コストも低廉
で済み、経済性に優れる。
置が不要なため、寸法的制約もなく、設備コストも低廉
で済み、経済性に優れる。
【図１】ライニング用粉末の充填状態におけるカプセル
本体および内筒の断面図である。
本体および内筒の断面図である。
【図２】粉末充填体の断面図である。
【図３】粉末充填体の内部加圧状態を示す断面図であ
る。
る。
1 カプセル本体 2 フランジ 3 内筒 4 ライニング用粉末 6 粉末充填体 7 マンドレル 9 端板 10 端板 14 圧媒
Claims (2)
- 【請求項１】 円筒状カプセル本体の内部に、該カプセ
ル本体と略同長で、上下端に外開きフランジが形成され
かつ塑性変形容易な薄肉金属で形成された内筒を挿入
し、カプセル本体の外周面と内筒内周面との間にライニ
ング用粉末を充填し、真空下で内筒のフランジ外周縁を
カプセル本体の両端面に溶接した後、該粉末充填体の両
端に端板を密接して粉末充填体の両端開口を閉塞し、そ
の内部に圧媒を注入充填し、該圧媒を加圧することによ
って内筒を径外方向に塑性変形させると共にカプセル本
体との間に充填されたライニング用粉末を圧縮固結する
ことを特徴とする複合管製造用金属カプセルの製造法。 - 【請求項２】 粉末充填体の両端に端板を密接すると共
に該粉末充填体の内部を貫通するマンドレルを前記端板
によって支持し、粉末充填体の両端開口を端板によって
閉塞する請求項１に記載した複合管製造用金属カプセル
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21234391A JPH0551608A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 複合管製造用金属カプセルの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21234391A JPH0551608A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 複合管製造用金属カプセルの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551608A true JPH0551608A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16620969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21234391A Pending JPH0551608A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 複合管製造用金属カプセルの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551608A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109262931A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-01-25 | 陈烈 | 一种耐高压的管道衬里成型装置及其成型方法 |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP21234391A patent/JPH0551608A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109262931A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-01-25 | 陈烈 | 一种耐高压的管道衬里成型装置及其成型方法 |
| CN109262931B (zh) * | 2018-09-06 | 2023-06-02 | 陈烈 | 一种耐高压的管道衬里成型装置及其成型方法 |
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