JPH06106231A

JPH06106231A - 純チタンまたはチタン合金製継目無管の製造方法

Info

Publication number: JPH06106231A
Application number: JP28048392A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Dohara; 忠志堂原; Hiroshi Ueda; 浩士上田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】大径厚肉の継目無チタン管を能率よく製造す
る。【構成】エルハルトプッシュベンチ押抜き法を用い
る。穿孔温度をβトランザス以上、βトランザス＋２０
０℃以下とする。数回以上の押抜きのうち、少なくとも
後段の３回の押抜きでは、加熱温度をβトランザス−１
００℃以上、βトランザス以下とし、加工度を減面率で
２０％以上とする。他の前段の押抜きでは、加熱温度を
βトランザス以上、βトランザス＋１００℃以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、純チタンまたはチタン
合金（以下特にことわりのない限りチタンと総称する）
からなる継目無管をエルハルトプッシュベンチ押抜き法
により製造するチタン製継目無管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】チタン製の継目無管は、従来は航空機用
材料、耐海水用材料等の比較的限られた用途に用いられ
ていたが、最近ではユーザの高品質化の要望に伴い、油
井用耐食機器、油井管等へとその用途を広げつつある。

【０００３】油井管等に用いられる比較的大径の継目無
チタン管を高能率に経済性よく製造するために、マンネ
スマンプラグミル製管法を用いた方法は、特開昭６２−
１６７５９３号、同６２−１６２５６６号、同６２−１
９９５５６号、同６３−２３３１７号、同６３−３１２
７９号および特開平２−３４７５２号公報等に提示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マンネ
スマンプラグミル製管法で製造できる継目無管の最大外
径は、４００ｍｍ程度である。そのため、これを超える
大径で厚肉の継目無管を製造するためには、例えばエル
ハルトプッシュベンチ押抜き製管法が必要となる。

【０００５】しかし、エルハルトプッシュベンチ法は、
マンネスマンプラグミル法と異なり、再加熱を伴う複数
回、通常数回以上の繰り返し加工を必要とする。即ち、
マンネスマンプラグミル法は、基本的には１回の加熱で
加工を終えてしまうのに対し、エルハルトプッシュベン
チ法では、極厚のコップ状素材を用い、また、１回の押
抜き加工での加工度が制限される関係から、押抜き加工
が繰り返され、且つ、各加工に加熱が必要とされる。

【０００６】チタンは、前記各公報でも指摘されている
ように、加熱が組織悪化の原因となる。また、スケール
の発生による潤滑不足が問題になる。マンネスマンプラ
グミル製管法では、その加熱が１回に限られるため、対
策を講じやすい。しかし、エルハルトプッシュベンチ押
抜き法では、１回の製管で通常数回以上の加熱が行われ
るため、工業的に満足の行く製管は不可能と考えられ
る。

【０００７】即ち、チタンに対する加熱も、その加熱温
度をα＋β相からβ相への変態点であるβトランザス以
下に制限すれば、加熱による結晶粒の粗大化が抑えられ
るとされているが、そのような加熱では加工度も制限さ
れ、本来なら数回程度の加工も１０回前後繰り返されな
ければならず、能率面で著しい不利を招く。また、βト
ランザス以下の加熱といえども、１０回前後も繰り返さ
れると、品質面への悪影響が懸念される。

【０００８】一方、βトランザスを超える加熱が繰り返
されると、たとえそれが数回でも結晶粒の著しい粗大化
を招き、強度、伸びといった基本的な機械的性質が満足
されなくなる。

【０００９】本発明の目的は、品質満足な大径厚肉の継
目無チタン管を、加工繰り返し回数を可及的に抑えて能
率よく製造できるチタン製継目無管の製造方法を提供す
ることにある。

【００１０】大径厚肉の継目無チタン管を工業的に製造
するためには、例えばエルハルトプッシュベンチ押抜き
製管法が不可欠と考えられる。本発明者らは、エルハル
トプッシュベンチ押抜き製管法で継目無チタン管を製造
する場合の前記問題を解決することを目的として、種々
の実機製管実験を行ったところ、複数回の押抜きのうち
の特に後段の押抜きが重要であり、その加熱温度をβト
ランザス以下に制限した上で、加熱に続く加工を比較的
大きな加工度で行うことが、前記問題の解決に有効なこ
とを知見した。

【００１１】即ち、後段の押抜きでのみ加熱温度をβト
ランザス以下に制限し、且つ、比較的加工度の大きい加
工を行えば、前段の押抜きで加熱温度を上げることがで
きて、大きな加工度を確保でき、これによって品質満足
な大径厚肉の継目無チタン管が、比較的少ない加工繰り
返し回数で能率よく製造されるのである。

【００１２】本発明のチタン製継目無管の製造方法は、
上記知見に基づくもので純チタンまたはチタン合金から
なる継目無管をエルハルトプッシュベンチ法により製造
する方法であって、純チタンまたはチタン合金からなる
ビレットをそのβトランザス以上、βトランザス＋２０
０℃以下の温度に加熱してエルハルト穿孔により押抜き
用素材とし、該押抜き用素材をエルハルトプッシュベン
チ法にて３回以上押抜くにあたり、少なくとも後段の３
回の押抜きでは、素材をβトランザス−１００℃以上、
βトランザス以下の温度に加熱して減面率２０％以上の
押抜きを行い、他の前段での押抜きでは、素材をβトラ
ンザス以上、βトランザス＋１００℃以下の温度に加熱
して押抜きを行うことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のチタン製継目無管の製造方法において
は、１回のエルハルト穿孔と、３回以上の加熱押抜き加
工が前提となり、通常は加熱押抜き加工が５回以上であ
る。加熱押抜き加工が３回の場合は、これを後段と見做
す。４回以上の場合は、最終の加熱加工からその前々回
までの３回もしくはこれ以上を後段と見做し、他を前段
とする。通常は後段の加熱加工回数を３回とし、特にこ
れ以上繰り返す必要はない。

【００１４】本発明の製造方法におけるヒートパターン
を一般化して図１に示す。Ｈ_oは穿孔加熱温度、Ｐは穿
孔加工、Ｈ_l〜Ｈ_nはｌ〜ｎ回目の押抜き加熱温度、Ｒ
_l〜Ｒ_nはｌ〜ｎ回目の押抜き加工度である。

【００１５】エルハルト穿孔における加熱温度Ｈ_oは、
穿孔を容易ならしめるために高温とすることが望まれ
る。しかし、チタンは高温、特にβ単相で酸素吸収速度
が温度共に上昇するので、極端に高くすることはできな
い。本発明の製造方法では熱間加工性とガス吸収の両面
からβトランザス以上、βトランザス＋２００℃の温度
範囲とした。

【００１６】前段の押抜き加工における加熱温度
（Ｈ₁，Ｈ₂・・・）は、加工度（Ｒ₁，Ｒ₂…）の確
保のためにβトランザス以上とする。ただし、極端な高
温加熱は、ガス吸収および結晶粒の粗大化を促進する。
そのため、上限をβトランザス＋１００℃とする。この
温度範囲では、加工度（Ｒ₁，Ｒ₂・・・）は通常、減
面率で最大５０％まで確保できる。

【００１７】後段の押抜き加工における加熱温度（・・
・Ｈ_n-1，Ｈ_n）は、結晶粒の成長を抑え、強度、延性
等の基本的な機械的性を確保するために、βトランザス
以下とする。ただし、極端に加熱温度を下げると加工性
が悪化し、後述する減面率２０％以上を確保できなくな
る。そのため、βトランザス−１００°以下を下限とす
る。

【００１８】加工度（・・・Ｒ_n-1，Ｒ_n）について
は、加熱温度がβトランザス−１００℃以上、βトラン
ザス以下の場合、通常は加工性の点から減面率が２０％
未満に制限される。しかし、減面率を制限した押抜きで
は、前段の押抜きで粗大化した結晶粒がそのまま残り、
強度、延性等の基本的な機械的性質が確保されない。そ
こで、減面率を２０％以上とする。これにより、前段で
粗大化した結晶粒が細粒化され、前段で高温かつ大加工
度の押抜きが行われても、最終的には良好な機械的性質
が確保される。加工度の上限は通常はプレス能力等によ
り決まるので特に規定しないが、この加工は本質的に非
常に厳しいものであるので、疵防止、外径細りの防止等
の点から、通常は３０％以下、望ましくは２５％以下に
制限するのがよい。

【００１９】そして、この低温加工は、最低３回を必要
とする。３回未満では、良好な強度、延性等が確保され
ない。上限は特に規定しないが、この低温加工は加工度
が大きいといえどもβトランザス以上の加工に比べると
加工度が小さいので、必要以上の繰り返しはトータル加
工回数の増大等を招く。従って、３〜４回が望ましく、
通常は３回で充分である。

【００２０】なお、チタン合金としては、Ｔｉ−５Ａｌ
−2.５Ｓｎ，Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ，Ｔｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ，Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ等があげら
れる。

【実施例】次に、実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。

【００２１】成分組成を表１に示すＡＭＳ４９３０規格
のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ管をエルハルトプッシュベンチ押
抜き法により製造した。この合金のβトランザスは９７
５℃である。押抜き用素材であるカップ状素管の外径は
９０５ｍｍ、肉厚は１７５ｍｍであり、製品管の外径は
６５０ｍｍ、肉厚は４０ｍｍである。即ち、トータル減
面率は８１％である。ヒートパターンおよび各押抜きで
の加工度を表２および表３に示す。製造された管の機械
的性質および疵を調査した結果を表４に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】No. 1 は、各押抜きでの加熱温度をβトラ
ンザス以上とし、減面率を３０％以上としたものであ
る。熱間加工性の良好な温度域での加工のため疵の発生
がなく、加工回数も４回と少ないが、機械的性質が劣悪
である。

【００２７】No. ２は、各押抜きでの加熱温度をβトラ
ンザス以下とし、減面率２０％未満としたものである。
減面率を低く抑えたため疵の発生がなく、機械的性質も
良好であるが、加工回数は１０回を必要とした。

【００２８】No. ３は本発明例であり、加工回数を５回
とし、前段の２回の押抜きでは、加熱温度をβトランザ
ス以上として３０％以上の減面率を確保し、後段の３回
の押抜きでは加熱温度をβトランザス以下に抑え、減面
率は２０％以上を確保した。No. １に比して加工回数は
１回増加したが、製品品質は、１０回の加工を要したN
o. ２と変わらない。即ち、少ない加工回数で高品質の
管が製造された。

【００２９】また、加工回数が５回で各回の減面率がN
o. ３と同じであっても、前段の２回の押抜きでの加熱
温度がβトランザス未満では、疵が残る（No. ４）。後
段の３回の押抜きでの減面率が２０％未満になると、主
に伸びが悪化し（No. ５）、加熱温度がβトランザスを
超えても主に伸びが低下する（No. ６）。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のチタン製継目無管の製造方法は、マンネスマンプラグ
ミル製管では製造できない大径厚肉の管を、高品質を維
持しつつ能率よく製造することができ、その工業的価値
は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法のヒートパターン図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】純チタンまたはチタン合金からなる継目
無管をエルハルトプッシュベンチ法により製造する方法
であって、純チタンまたはチタン合金からなるビレットをそのβト
ランザス以上、βトランザス＋２００℃以下の温度に加
熱してエルハルト穿孔法により押抜き用素材とし、該押抜き用素材をエルハルトプッシュベンチ法にて３回
以上押抜くにあたり、少なくとも後段の３回の押抜きで
は、素材をβトランザス−１００℃以上、βトランザス
以下の温度に加熱して減面率２０％以上の押抜きを行
い、他の前段での押抜きでは、素材をβトランザス以
上、βトランザス＋１００℃以下の温度に加熱して押抜
きを行うことを特徴とする純チタンまたはチタン合金製
継目無管の製造方法。