JPH0585242B2 - - Google Patents
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- JPH0585242B2 JPH0585242B2 JP1072098A JP7209889A JPH0585242B2 JP H0585242 B2 JPH0585242 B2 JP H0585242B2 JP 1072098 A JP1072098 A JP 1072098A JP 7209889 A JP7209889 A JP 7209889A JP H0585242 B2 JPH0585242 B2 JP H0585242B2
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- JP
- Japan
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- plug
- tip
- molybdenum
- alloy
- drilling
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
- B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は継目無管の製造に用いられる穿孔機用
プラグに係わり、特にステンレス鋼などの高合金
鋼を穿孔する際に優れた性能を発揮する穿孔機用
プラグに関するものである。 （従来の技術） マンネスマン方式の傾斜穿孔機による継目無管
の製造方法においては、第１図に示すように所定
の温度に加熱されたビレツト１は、一組の樽形ロ
ール２と、マンドレル３の先端に取り付けられた
プラグ４とによつて穿孔加工を受けて中空素管５
に成形される。具体的には、前記一組のロール２
は同一方向に同一速度で回転しており、且つ、被
穿孔材のパスラインに対して傾斜しているので、
ビレツト１はロール２に噛み込まれるとロール２
の摩擦力で回転するとともに、パスライン方向に
前進する。従つて、ビレツト１はこの部分に配置
されたプラグ４により孔があけられ、以後、ロー
ル２とプラグ４側面の間で半回転ごとに圧延を受
けて中空厚肉の素管５となるのである。 このような状況で使用される前記プラグには、
例えば、特開昭60−86262号公報に開示されてい
る3Cr−1Ni系低合金鋼製のプラグを、特殊な雰
囲気のもとで熱処理を施し、その表面に密着性に
優れ、かつ緻密なスケール層を形成したものが使
用されている。ところが、近年、継目無管の使用
環境はますます過酷化する傾向にあり、それにと
もない管の素材、即ちビレツトの材質も高合金化
している。 これにより、プラグには溶損やえぐれと称する
プラグ自体の変形、或いは摩耗や焼付などの表面
疵が発生しやすくなり、特に、SUS304ステンレ
ス鋼などの高合金鋼を従来のプラグで穿孔する
と、極端な場合には１本のビレツトを穿孔しただ
けで第２図において、符号４ａで示すようにプラ
グ４の先端部が大きく溶損し、再使用することが
できなくなることがある。そのために、製管コス
トが高くなつたり、製管能率に悪影響を及ぼした
りする。さらには、素管の内面品質や寸法精度に
も悪影響を及ぼす。 そこで、ステンレス鋼などの高合金鋼を穿孔し
ても溶損やえぐれ等が発生しない長寿命のプラグ
として、低合金鋼よりも高温強度が格段に高いモ
リブデンやモリブデン合金を使用したもの、また
は、プラグ先端部のみにモリブデンやモリブデン
合金を使用したもの（特開昭62−207503号公報）
が知られている。しかし、モリブデンやモリブデ
ン合金は400℃程度までの温度域では極めて脆く、
そのまま使用すると第３図に示すようにプラグ４
にクラツク４ｄが発生するので、使用に際しては
400℃以上に予熱を施しておく必要がある。しか
し、プラグを常に予熱して使用するには多大の労
力および時間を要するうえに、その取扱いも困難
となり、製管能率が極端に低下する。このような
ことから、モリブデンおよびモリブデン合金を使
用したプラグは、実用化に至つていないのが現状
である。 （発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、溶損、えぐれ、クラツク等が
生じ難く、且つ、使用するに際しては予熱を施す
必要のない寿命の長いプラグを提供することにあ
る。特に、本発明は、ステンレス鋼などの高合金
鋼を高能率で穿孔することができる寿命の長い穿
孔機用プラグを提供することを目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、ステンレス鋼などの高合金鋼で
も高能率で穿孔を行うことができて、しかも高寿
命のプラグを開発するために、高温強度が高いと
いうモリブデンやモリブデン合金の特性を生か
し、しかも予熱せずに使用してもクラツクを生じ
ないようにすることができないかとの観点から、
穿孔中にプラグに加わる負荷あるいは予熱せずに
使用した場合にクラツクが発生する原因について
検討を行つた。 第１図に示すように同一方向に回転している一
組のロールは、被穿孔材にスパイラル状に前進力
および回転力を与えている。この際、プラグは被
穿孔材からの面圧を受けながら、被穿孔材により
追従回転せしめられているが、被穿孔材の回転速
度はパスライン方向で均一ではなく、プラグの回
転速度が被穿孔材の回転速度と一致するのはパス
ライン方向の一点のみである。第４図に実線で示
すように特にプラグ先端付近ではプラグと被穿孔
材の回転速度差が大きく、相対的なすべりにより
大きな摩擦熱が発生するとともに、この速度差を
減じる方向に力が働き、その結果、プラグは軸長
方向にねじりを受ける。モリブデンまたはモリブ
デン合金からなるプラグを予熱せずに使用した場
合にクラツクが発生するのは、穿孔中に被穿孔材
から受ける面圧、被穿孔材からの熱伝達に基づく
熱応力に加え、上述したような摩擦発熱に基づく
熱応力、ねじり応力が複雑に作用することが大き
く影響しているものと考えられる。 そこで、このような熱応力やねじり応力を軽減
することにより、モリブデンやモリブデン合金か
らなるプラグを予熱せずに使用した場合に発生す
るクラツクを防止することができるのではないか
との推定のもとに、更に検討を重ねた結果、下記
の知見を得た。即ち、 プラグを軸心方向において、先端部とプラグ本
体とに分割し、両者を相対回転可能なように例
えばすきま嵌めにより接合して、先端部とプラ
グ本体が軸心回りに相対的に回転し得るような
構成とすれば、熱応力およびねじり応力を軽減
することができる。 しかし、プラグをのような構成にしても、先
端部とプラグ本体との接合界面が機械加工した
金属肌のままでは穿孔時に接合界面が焼付きを
起こし、相対回転がなめらかに行われずにクラ
ツクが発生する。 接合面の少なくとも一方に酸化物、炭化物、窒
化物等からなる被覆層を形成して、先端部とプ
ラグ本体とを相対回転可能なように例えばすき
ま嵌めにより組み立てたものは、接合界面に焼
付きが発生せず、なめらかな相対回転が得られ
るとともに、予熱を施さずに使用してもクラツ
クおよび溶損が発生しない。 さらに、プラグをのような構成にすればタン
グステン、タングステン合金、ニオブ合金等の
ような1300℃における圧縮変形抵抗が15Kgｆ／
mm2以上の耐熱合金を先端部に用いてもモリブデ
ンまたはモリブデン合金の場合と同様の結果が
得られる。 本発明は、このような知見を基に完成したもの
であつて、その要旨は「プラグ本体と1300℃にお
ける圧縮変形抵抗が15Kgｆ／mm2以上の耐熱合金か
ら構成された先端部とからなる穿孔機用プラグで
あつて、前記プラグ本体と先端部とは相対回転可
能に装着されており、且つ、その接合界面の少な
くとも一方に酸化物、炭化物および窒化物の中の
１種以上からなる被覆層が形成されていることを
特徴とする穿孔機用プラグ」にある。 本発明において、前記先端部はモリブデン、モ
リブデン合金で構成するのが好ましい。 なお、前掲の特開昭62−207503号公報に開示さ
れているプラグは、先端部にモリブデンまたはモ
リブデン合金を用いているので、溶損は起こらな
い。しかし、このプラグは先端部とプラグ本体と
が螺合、焼嵌め等により固定されているために、
両者は相対回転することができないのでクラツク
が発生する欠点がある。また、特開昭58−167004
号公報には、軸心方向に複数に分割され、かつ各
分割部分が軸心線回りに箇々独立して回転できる
プラグが開示されているが、この発明の目的は、
被穿孔材の内面疵を軽減させることにあり、モリ
ブデンやモリブデン合金等をプラグとして用いた
場合のクラツクの発生を防止するものではない。
さらに、この特開昭58−167004号公報には、軸心
方向に分割された各部分をラジアルおよびスラス
ト軸受を介して接合する方法が開示されている。
このような接合方法でも、使用初期には滑らかな
相対回転が可能であるが、使用を繰り返すに従い
軸受が劣化して焼付きが生じやすい欠点がある。
これに対し、本発明のプラグは焼付が生じ難いう
えに構造が簡単であり、且つ、繰り返し使用して
も劣化することがない。 （作 用） 以下、本発明の穿孔機用プラグについて詳細に
説明する。 第５図は、本発明にかかる穿孔機用プラグの一
実施例を示す中央縦断面図であつて、ａは組み立
て前の状態、ｂは組み立て後状態を示したもので
ある。 本発明のプラグは、図示するように軸心線方向
に分割された先端部６とプラグ本体７とからな
り、該先端部６は1300℃における圧縮変形抵抗が
15Kgｆ／mm2以上の耐熱合金から構成されている。 先端部を1300℃における圧縮変形抵抗が15Kg
ｆ／mm2以上の耐熱合金で構成するのは、高温強度
がこれよりも小さいものではステンレス鋼などの
高合金鋼を穿孔した場合、先端部が容易に溶損を
起こすためである。このような高温強度を有する
合金としては、モリブデン、又はMo−0.5Ti−
0.08Zrのようなモリブデン合金のほかに、タング
ステン、又はＷ−10Mo、Ｗ−25Mo−0.1Zr等の
タングステン合金、Nb−10W−2.5Zr、Nb−
10Hf−1Ti等のニオブ合金があり、本発明ではこ
れらいずれのものも使用することができる。この
中でも多く市販され、且つ比較的安価であるモリ
ブデンまたはモリブデン合金を用いるのが望まし
い。 先端部はその最大径をプラグ外径の１／４〜
２／３程度とすることが好ましく、また、プラグ
本体は、先端部の材料と同一のものであつてもよ
いが、必要に応じて他の材料を用いてもよい。従
来のプラグに使用されている3Cr−1Ni系低合金
鋼に密着性の良いスケール被膜を形成させたもの
を、プラグ本体に使用すれば比較的安価に本発明
のプラグを製造することができる。 本発明のプラグは、先端部は前記するような耐
熱合金で構成されているが、先端部とプラグ本体
部とは、図示するように先端部６の後面に形成し
たプラグ長手方向の軸部８と、それに対向するプ
ラグ本体７の前面に穿設した穴部９とを相対回転
可能なように例えばすきま嵌めにより組み立てら
れている。そして、先端部６とプラグ本体７との
接合界面１０および１１のいずれか一方又は両方
に酸化物、炭化物、窒化物のいずれか１種又は２
種以上からなる被覆層が形成されている。 接合界面に被覆層を形成する理由は、穿孔中に
おける接合界面での焼付を防止し、摺動性を確保
して先端部とプラグ本体とがなめらかに相対回転
ができるようにするためである。穿孔中にプラグ
の先端部が受ける力は主にプラグ長手方向の力で
あり、この力は接合界面を介してプラグ本体側に
伝えられる。仮に、接合界面が被覆層を有しない
機械加工した金属肌のままである先端部と、プラ
グ本体とを単に相対回転可能なように例えばすき
ま嵌めにより組み立てた場合、前記長手方向の力
によつて穿孔中に接合界面が焼付を起こし、なめ
らかな相対回転が得られない。 被覆層は、溶射、PVD（物理的蒸着法）、CVD
（化学的蒸着法）などいずれの方法でも形成する
ことができるが、より簡便なのは、先端部とプラ
グ本体との接合界面を、酸化性雰囲気中で500℃
以上に加熱して酸化被膜を形成させる方法であ
る。この際、被覆層は軸部と穴部の界面を除く部
分だけに形成させても良好な摺動性を得ることが
できるが、望ましいのは、軸部と穴部の界面をも
含む先端部とプラグ本体との接合界面全体に形成
することである。 本発明のプラグは、先端部とプラグ本体とはす
きま嵌めにより組み立てられているが、必要によ
り第６図ａおよびｂに示すように、軸部８の端部
にに穴部９よりも外径の大きいナツト１２や止め
輪１３などを取り付けて、先端部６とプラグ本体
７とを結合してもよい。プラグは穿孔中は主に軸
方向の圧縮力を受けるために、第５図に示す先端
部とプラグ本体とを相対回転可能なように例えば
すきま嵌めにより組み立てたプラグでも、ビレツ
トの穴あけ時に先端部が落下することはないが、
ナツトや止め輪などで先端部とプラグ本体とを結
合したプラグとすれば、搬送時等に先端部が落下
することがないので、プラグの取扱が容易とな
る。 本発明のプラグは、以上のような構成であるか
ら、溶損やクラツク等が発生せず、長期にわたり
使用することができる。 即ち、先端部が高温強度に優れた耐熱合金から
なるのでステンレスなどの高合金を穿孔しても溶
損が生じない。また、先端部とプラグ本体とは相
対回転可能なように例えばすきま嵌めにより組み
立てられており、且つ、接合界面の少なくとも一
方に耐焼付性に優れた被覆層を有しているので、
両者がなめらかに相対回転を行うことぎできる。
そのために第４図の点線で示すように先端部付近
でのプラグと被穿孔材との回転速度差が減少し、
穿孔中にプラグ先端部に生じる摩擦発熱およびプ
ラグに加わるねじり応力が軽減するので、プラグ
を予熱せずに使用しても先端部の耐熱合金にクラ
ツクが生じることがない。従つて、高能率でステ
ンレス鋼などの高合金鋼を穿孔することができる
とともにプラグ寿命も飛躍的に延長するものであ
る。 以上の説明では、主にステンレス鋼などの高合
金鋼を穿孔する場合について述べたが、本発明の
プラグは普通鋼、低合金鋼などの穿孔にも有効で
あることは言うまでもない。 以下、実施例により本発明を更に説明する。 （実施例） 第１表に示す各種のプラグを製作し、予熱する
ことなく1200℃に加熱されたSUS304ビレツトを
外径192mm、内径162mm、長さ6000mmの素管に穿孔
加工し、プラグ寿命を調査した。その結果を第１
表に示す。
プラグに係わり、特にステンレス鋼などの高合金
鋼を穿孔する際に優れた性能を発揮する穿孔機用
プラグに関するものである。 （従来の技術） マンネスマン方式の傾斜穿孔機による継目無管
の製造方法においては、第１図に示すように所定
の温度に加熱されたビレツト１は、一組の樽形ロ
ール２と、マンドレル３の先端に取り付けられた
プラグ４とによつて穿孔加工を受けて中空素管５
に成形される。具体的には、前記一組のロール２
は同一方向に同一速度で回転しており、且つ、被
穿孔材のパスラインに対して傾斜しているので、
ビレツト１はロール２に噛み込まれるとロール２
の摩擦力で回転するとともに、パスライン方向に
前進する。従つて、ビレツト１はこの部分に配置
されたプラグ４により孔があけられ、以後、ロー
ル２とプラグ４側面の間で半回転ごとに圧延を受
けて中空厚肉の素管５となるのである。 このような状況で使用される前記プラグには、
例えば、特開昭60−86262号公報に開示されてい
る3Cr−1Ni系低合金鋼製のプラグを、特殊な雰
囲気のもとで熱処理を施し、その表面に密着性に
優れ、かつ緻密なスケール層を形成したものが使
用されている。ところが、近年、継目無管の使用
環境はますます過酷化する傾向にあり、それにと
もない管の素材、即ちビレツトの材質も高合金化
している。 これにより、プラグには溶損やえぐれと称する
プラグ自体の変形、或いは摩耗や焼付などの表面
疵が発生しやすくなり、特に、SUS304ステンレ
ス鋼などの高合金鋼を従来のプラグで穿孔する
と、極端な場合には１本のビレツトを穿孔しただ
けで第２図において、符号４ａで示すようにプラ
グ４の先端部が大きく溶損し、再使用することが
できなくなることがある。そのために、製管コス
トが高くなつたり、製管能率に悪影響を及ぼした
りする。さらには、素管の内面品質や寸法精度に
も悪影響を及ぼす。 そこで、ステンレス鋼などの高合金鋼を穿孔し
ても溶損やえぐれ等が発生しない長寿命のプラグ
として、低合金鋼よりも高温強度が格段に高いモ
リブデンやモリブデン合金を使用したもの、また
は、プラグ先端部のみにモリブデンやモリブデン
合金を使用したもの（特開昭62−207503号公報）
が知られている。しかし、モリブデンやモリブデ
ン合金は400℃程度までの温度域では極めて脆く、
そのまま使用すると第３図に示すようにプラグ４
にクラツク４ｄが発生するので、使用に際しては
400℃以上に予熱を施しておく必要がある。しか
し、プラグを常に予熱して使用するには多大の労
力および時間を要するうえに、その取扱いも困難
となり、製管能率が極端に低下する。このような
ことから、モリブデンおよびモリブデン合金を使
用したプラグは、実用化に至つていないのが現状
である。 （発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、溶損、えぐれ、クラツク等が
生じ難く、且つ、使用するに際しては予熱を施す
必要のない寿命の長いプラグを提供することにあ
る。特に、本発明は、ステンレス鋼などの高合金
鋼を高能率で穿孔することができる寿命の長い穿
孔機用プラグを提供することを目的とする。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、ステンレス鋼などの高合金鋼で
も高能率で穿孔を行うことができて、しかも高寿
命のプラグを開発するために、高温強度が高いと
いうモリブデンやモリブデン合金の特性を生か
し、しかも予熱せずに使用してもクラツクを生じ
ないようにすることができないかとの観点から、
穿孔中にプラグに加わる負荷あるいは予熱せずに
使用した場合にクラツクが発生する原因について
検討を行つた。 第１図に示すように同一方向に回転している一
組のロールは、被穿孔材にスパイラル状に前進力
および回転力を与えている。この際、プラグは被
穿孔材からの面圧を受けながら、被穿孔材により
追従回転せしめられているが、被穿孔材の回転速
度はパスライン方向で均一ではなく、プラグの回
転速度が被穿孔材の回転速度と一致するのはパス
ライン方向の一点のみである。第４図に実線で示
すように特にプラグ先端付近ではプラグと被穿孔
材の回転速度差が大きく、相対的なすべりにより
大きな摩擦熱が発生するとともに、この速度差を
減じる方向に力が働き、その結果、プラグは軸長
方向にねじりを受ける。モリブデンまたはモリブ
デン合金からなるプラグを予熱せずに使用した場
合にクラツクが発生するのは、穿孔中に被穿孔材
から受ける面圧、被穿孔材からの熱伝達に基づく
熱応力に加え、上述したような摩擦発熱に基づく
熱応力、ねじり応力が複雑に作用することが大き
く影響しているものと考えられる。 そこで、このような熱応力やねじり応力を軽減
することにより、モリブデンやモリブデン合金か
らなるプラグを予熱せずに使用した場合に発生す
るクラツクを防止することができるのではないか
との推定のもとに、更に検討を重ねた結果、下記
の知見を得た。即ち、 プラグを軸心方向において、先端部とプラグ本
体とに分割し、両者を相対回転可能なように例
えばすきま嵌めにより接合して、先端部とプラ
グ本体が軸心回りに相対的に回転し得るような
構成とすれば、熱応力およびねじり応力を軽減
することができる。 しかし、プラグをのような構成にしても、先
端部とプラグ本体との接合界面が機械加工した
金属肌のままでは穿孔時に接合界面が焼付きを
起こし、相対回転がなめらかに行われずにクラ
ツクが発生する。 接合面の少なくとも一方に酸化物、炭化物、窒
化物等からなる被覆層を形成して、先端部とプ
ラグ本体とを相対回転可能なように例えばすき
ま嵌めにより組み立てたものは、接合界面に焼
付きが発生せず、なめらかな相対回転が得られ
るとともに、予熱を施さずに使用してもクラツ
クおよび溶損が発生しない。 さらに、プラグをのような構成にすればタン
グステン、タングステン合金、ニオブ合金等の
ような1300℃における圧縮変形抵抗が15Kgｆ／
mm2以上の耐熱合金を先端部に用いてもモリブデ
ンまたはモリブデン合金の場合と同様の結果が
得られる。 本発明は、このような知見を基に完成したもの
であつて、その要旨は「プラグ本体と1300℃にお
ける圧縮変形抵抗が15Kgｆ／mm2以上の耐熱合金か
ら構成された先端部とからなる穿孔機用プラグで
あつて、前記プラグ本体と先端部とは相対回転可
能に装着されており、且つ、その接合界面の少な
くとも一方に酸化物、炭化物および窒化物の中の
１種以上からなる被覆層が形成されていることを
特徴とする穿孔機用プラグ」にある。 本発明において、前記先端部はモリブデン、モ
リブデン合金で構成するのが好ましい。 なお、前掲の特開昭62−207503号公報に開示さ
れているプラグは、先端部にモリブデンまたはモ
リブデン合金を用いているので、溶損は起こらな
い。しかし、このプラグは先端部とプラグ本体と
が螺合、焼嵌め等により固定されているために、
両者は相対回転することができないのでクラツク
が発生する欠点がある。また、特開昭58−167004
号公報には、軸心方向に複数に分割され、かつ各
分割部分が軸心線回りに箇々独立して回転できる
プラグが開示されているが、この発明の目的は、
被穿孔材の内面疵を軽減させることにあり、モリ
ブデンやモリブデン合金等をプラグとして用いた
場合のクラツクの発生を防止するものではない。
さらに、この特開昭58−167004号公報には、軸心
方向に分割された各部分をラジアルおよびスラス
ト軸受を介して接合する方法が開示されている。
このような接合方法でも、使用初期には滑らかな
相対回転が可能であるが、使用を繰り返すに従い
軸受が劣化して焼付きが生じやすい欠点がある。
これに対し、本発明のプラグは焼付が生じ難いう
えに構造が簡単であり、且つ、繰り返し使用して
も劣化することがない。 （作 用） 以下、本発明の穿孔機用プラグについて詳細に
説明する。 第５図は、本発明にかかる穿孔機用プラグの一
実施例を示す中央縦断面図であつて、ａは組み立
て前の状態、ｂは組み立て後状態を示したもので
ある。 本発明のプラグは、図示するように軸心線方向
に分割された先端部６とプラグ本体７とからな
り、該先端部６は1300℃における圧縮変形抵抗が
15Kgｆ／mm2以上の耐熱合金から構成されている。 先端部を1300℃における圧縮変形抵抗が15Kg
ｆ／mm2以上の耐熱合金で構成するのは、高温強度
がこれよりも小さいものではステンレス鋼などの
高合金鋼を穿孔した場合、先端部が容易に溶損を
起こすためである。このような高温強度を有する
合金としては、モリブデン、又はMo−0.5Ti−
0.08Zrのようなモリブデン合金のほかに、タング
ステン、又はＷ−10Mo、Ｗ−25Mo−0.1Zr等の
タングステン合金、Nb−10W−2.5Zr、Nb−
10Hf−1Ti等のニオブ合金があり、本発明ではこ
れらいずれのものも使用することができる。この
中でも多く市販され、且つ比較的安価であるモリ
ブデンまたはモリブデン合金を用いるのが望まし
い。 先端部はその最大径をプラグ外径の１／４〜
２／３程度とすることが好ましく、また、プラグ
本体は、先端部の材料と同一のものであつてもよ
いが、必要に応じて他の材料を用いてもよい。従
来のプラグに使用されている3Cr−1Ni系低合金
鋼に密着性の良いスケール被膜を形成させたもの
を、プラグ本体に使用すれば比較的安価に本発明
のプラグを製造することができる。 本発明のプラグは、先端部は前記するような耐
熱合金で構成されているが、先端部とプラグ本体
部とは、図示するように先端部６の後面に形成し
たプラグ長手方向の軸部８と、それに対向するプ
ラグ本体７の前面に穿設した穴部９とを相対回転
可能なように例えばすきま嵌めにより組み立てら
れている。そして、先端部６とプラグ本体７との
接合界面１０および１１のいずれか一方又は両方
に酸化物、炭化物、窒化物のいずれか１種又は２
種以上からなる被覆層が形成されている。 接合界面に被覆層を形成する理由は、穿孔中に
おける接合界面での焼付を防止し、摺動性を確保
して先端部とプラグ本体とがなめらかに相対回転
ができるようにするためである。穿孔中にプラグ
の先端部が受ける力は主にプラグ長手方向の力で
あり、この力は接合界面を介してプラグ本体側に
伝えられる。仮に、接合界面が被覆層を有しない
機械加工した金属肌のままである先端部と、プラ
グ本体とを単に相対回転可能なように例えばすき
ま嵌めにより組み立てた場合、前記長手方向の力
によつて穿孔中に接合界面が焼付を起こし、なめ
らかな相対回転が得られない。 被覆層は、溶射、PVD（物理的蒸着法）、CVD
（化学的蒸着法）などいずれの方法でも形成する
ことができるが、より簡便なのは、先端部とプラ
グ本体との接合界面を、酸化性雰囲気中で500℃
以上に加熱して酸化被膜を形成させる方法であ
る。この際、被覆層は軸部と穴部の界面を除く部
分だけに形成させても良好な摺動性を得ることが
できるが、望ましいのは、軸部と穴部の界面をも
含む先端部とプラグ本体との接合界面全体に形成
することである。 本発明のプラグは、先端部とプラグ本体とはす
きま嵌めにより組み立てられているが、必要によ
り第６図ａおよびｂに示すように、軸部８の端部
にに穴部９よりも外径の大きいナツト１２や止め
輪１３などを取り付けて、先端部６とプラグ本体
７とを結合してもよい。プラグは穿孔中は主に軸
方向の圧縮力を受けるために、第５図に示す先端
部とプラグ本体とを相対回転可能なように例えば
すきま嵌めにより組み立てたプラグでも、ビレツ
トの穴あけ時に先端部が落下することはないが、
ナツトや止め輪などで先端部とプラグ本体とを結
合したプラグとすれば、搬送時等に先端部が落下
することがないので、プラグの取扱が容易とな
る。 本発明のプラグは、以上のような構成であるか
ら、溶損やクラツク等が発生せず、長期にわたり
使用することができる。 即ち、先端部が高温強度に優れた耐熱合金から
なるのでステンレスなどの高合金を穿孔しても溶
損が生じない。また、先端部とプラグ本体とは相
対回転可能なように例えばすきま嵌めにより組み
立てられており、且つ、接合界面の少なくとも一
方に耐焼付性に優れた被覆層を有しているので、
両者がなめらかに相対回転を行うことぎできる。
そのために第４図の点線で示すように先端部付近
でのプラグと被穿孔材との回転速度差が減少し、
穿孔中にプラグ先端部に生じる摩擦発熱およびプ
ラグに加わるねじり応力が軽減するので、プラグ
を予熱せずに使用しても先端部の耐熱合金にクラ
ツクが生じることがない。従つて、高能率でステ
ンレス鋼などの高合金鋼を穿孔することができる
とともにプラグ寿命も飛躍的に延長するものであ
る。 以上の説明では、主にステンレス鋼などの高合
金鋼を穿孔する場合について述べたが、本発明の
プラグは普通鋼、低合金鋼などの穿孔にも有効で
あることは言うまでもない。 以下、実施例により本発明を更に説明する。 （実施例） 第１表に示す各種のプラグを製作し、予熱する
ことなく1200℃に加熱されたSUS304ビレツトを
外径192mm、内径162mm、長さ6000mmの素管に穿孔
加工し、プラグ寿命を調査した。その結果を第１
表に示す。
【表】
【表】
No.１〜No.６は本発明のプラグである。本発明の
プラグの場合、15本のビレツトを穿孔しても先端
部には溶損やクラツクが全く発生しておらず、さ
れに再使用が可能であつた。 これに対し、比較例として示した全体がモリブ
デン合金からなるプラグ（No.７）、モリブデン合
金からなる先端部を本体に螺合、焼嵌で固定した
プラグ（No.８、No.９）、接合界面が機械加工した
金属肌のままで先端部と本体をすきま嵌めにより
組み立てたプラグ（No.10）の場合には、ビレツト
を１本乃至２本穿孔しただけでクラツクが発生
し、使用不能となつた。また、TiN被覆層を接
合界面の両方に形成し、且つ、すきま嵌めにより
組み立てた場合でも先端部が高温強度の低いニオ
ブからなるプラグ（No.１）および全体が3Cr−
1Ni鋼からなるスケール処理（熱処理）を施した
従来のプラグ（No.12）の場合には、ビレツトを１
本穿孔しただけで溶損が生じ、使用不能となつ
た。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明の穿孔機用プラグ
は、ステンレス鋼のような高合金鋼を穿孔しても
溶損やクラツクが生じることがないので、プラグ
寿命が長い。また、溶損やクラツクが生じ難いの
で、高能率で且つ内面品質や寸法精度に優れた素
管を製造することができる。
プラグの場合、15本のビレツトを穿孔しても先端
部には溶損やクラツクが全く発生しておらず、さ
れに再使用が可能であつた。 これに対し、比較例として示した全体がモリブ
デン合金からなるプラグ（No.７）、モリブデン合
金からなる先端部を本体に螺合、焼嵌で固定した
プラグ（No.８、No.９）、接合界面が機械加工した
金属肌のままで先端部と本体をすきま嵌めにより
組み立てたプラグ（No.10）の場合には、ビレツト
を１本乃至２本穿孔しただけでクラツクが発生
し、使用不能となつた。また、TiN被覆層を接
合界面の両方に形成し、且つ、すきま嵌めにより
組み立てた場合でも先端部が高温強度の低いニオ
ブからなるプラグ（No.１）および全体が3Cr−
1Ni鋼からなるスケール処理（熱処理）を施した
従来のプラグ（No.12）の場合には、ビレツトを１
本穿孔しただけで溶損が生じ、使用不能となつ
た。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明の穿孔機用プラグ
は、ステンレス鋼のような高合金鋼を穿孔しても
溶損やクラツクが生じることがないので、プラグ
寿命が長い。また、溶損やクラツクが生じ難いの
で、高能率で且つ内面品質や寸法精度に優れた素
管を製造することができる。
第１図は、マンネスマン方式の傾斜穿孔機によ
るビレツトの穿孔方法を示す概略図、第２図は、
プラグ先端の溶損状態を示す正面図、第３図は、
モリブデンまたはモリブデン合金からなるプラグ
のクラツク発生状態を示す正面図、第４図は、従
来プラグと本発明プラグとにおけるプラグの軸長
方向位置におけるプラグと被穿孔材との回転速度
差を示すグラフ、第５図は、本発明プラグの一例
を示す中央縦断面図、第６図は、本発明プラグの
他の例を示す中央縦断面図、である。 １…ビレツト、２…ロール、３…マンドレル、
４…プラグ、５…中空素管、６…先端部、７…プ
ラグ本体、８…軸部、９…穴部、１０…接合界
面、１１…接合界面、１２…ナツト、１３…止め
輪。
るビレツトの穿孔方法を示す概略図、第２図は、
プラグ先端の溶損状態を示す正面図、第３図は、
モリブデンまたはモリブデン合金からなるプラグ
のクラツク発生状態を示す正面図、第４図は、従
来プラグと本発明プラグとにおけるプラグの軸長
方向位置におけるプラグと被穿孔材との回転速度
差を示すグラフ、第５図は、本発明プラグの一例
を示す中央縦断面図、第６図は、本発明プラグの
他の例を示す中央縦断面図、である。 １…ビレツト、２…ロール、３…マンドレル、
４…プラグ、５…中空素管、６…先端部、７…プ
ラグ本体、８…軸部、９…穴部、１０…接合界
面、１１…接合界面、１２…ナツト、１３…止め
輪。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ プラグ本体と1300℃における圧縮変形抵抗が
15Kgｆ／mm2以上の耐熱合金から構成された先端部
とからなる穿孔機用プラグであつて、前記プラグ
本体と先端部とは相対回転可能に装着されてお
り、且つ、その接合界面の少なくとも一方に酸化
物、炭化物および窒化物の中の１種以上からなる
被覆層が形成されていることを特徴とする穿孔機
用プラグ。 ２ 前記1300℃における圧縮変形抵抗が15Kgｆ／
mm2以上の耐熱合金が、モリブデン又はモリブデン
合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の穿孔機用プラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7209889A JPH02251304A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 穿孔機用プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7209889A JPH02251304A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 穿孔機用プラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251304A JPH02251304A (ja) | 1990-10-09 |
| JPH0585242B2 true JPH0585242B2 (ja) | 1993-12-06 |
Family
ID=13479597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7209889A Granted JPH02251304A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 穿孔機用プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02251304A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11331703B2 (en) | 2015-09-25 | 2022-05-17 | Nippon Steel Corporation | Piercer plug and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10024246A1 (de) * | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Sms Demag Ag | Lochdorn zum Schrägwalzen von metallischen Hohlkörpern auf Schrägwalzwerken |
| EP1728566B1 (en) * | 2004-03-11 | 2012-08-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless pipe producing device and seamless pipe producing method using them |
| RU2592334C1 (ru) * | 2012-08-24 | 2016-07-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Оправка для получения труб в горячем состоянии |
| DE102021128128A1 (de) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | Vallourec Deutschland Gmbh | Lochdorn mit einer Lochdornnase zur Herstellung nahtloser Rohre |
| JP2025068282A (ja) * | 2023-10-16 | 2025-04-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 継目無鋼管製造用プラグ、継目無鋼管製造用ピアッシングミルおよび継目無鋼管の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588303U (ja) * | 1978-12-15 | 1980-06-18 | ||
| JPS62207503A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-11 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高合金鋼継目無管製造用プラグ |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP7209889A patent/JPH02251304A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11331703B2 (en) | 2015-09-25 | 2022-05-17 | Nippon Steel Corporation | Piercer plug and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02251304A (ja) | 1990-10-09 |
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Legal Events
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