JPH06339709A - 継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの製造法 - Google Patents
継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの製造法Info
- Publication number
- JPH06339709A JPH06339709A JP12973493A JP12973493A JPH06339709A JP H06339709 A JPH06339709 A JP H06339709A JP 12973493 A JP12973493 A JP 12973493A JP 12973493 A JP12973493 A JP 12973493A JP H06339709 A JPH06339709 A JP H06339709A
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- Japan
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- mandrel
- steel pipe
- rolling
- seamless steel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マンドレル圧延用芯金の耐用寿命の延長化を
はかる。 【構成】 Ｃｕ，Ａｌ，Ｚｎまたはそれらの合金の低融
点金属を芯金表層に溶融拡散させて、表層部の粒界脆化
を導入させることにより、熱処理時や圧延使用初期に亀
甲状微小割れを導入する。 【効果】 芯金表層の亀甲状微小割れ鋼の付与により、
表層のスケール剥離性を向上させると同時に潤滑剤の保
持力を高める。その結果、芯金表層の磨耗と肌荒れとが
抑制されて寿命が大幅に延びる。
はかる。 【構成】 Ｃｕ，Ａｌ，Ｚｎまたはそれらの合金の低融
点金属を芯金表層に溶融拡散させて、表層部の粒界脆化
を導入させることにより、熱処理時や圧延使用初期に亀
甲状微小割れを導入する。 【効果】 芯金表層の亀甲状微小割れ鋼の付与により、
表層のスケール剥離性を向上させると同時に潤滑剤の保
持力を高める。その結果、芯金表層の磨耗と肌荒れとが
抑制されて寿命が大幅に延びる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は丸または角型断面の素材
から継目無鋼管を製造する場合に使用される継目無鋼管
圧延用穿孔芯金（マンドレル）の製造法に関するもので
ある。
から継目無鋼管を製造する場合に使用される継目無鋼管
圧延用穿孔芯金（マンドレル）の製造法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】継目無鋼管を製造する主要圧延方式のプ
ラグミル方式やマンドレル方式では、鋼片を穿孔するた
めにマンドレルバーが使用されるが、そのマンドレルバ
ーは、例えば「鉄鋼便覧，第３版，第 III巻（２），条
鋼・鋼管・圧延共通設備，９７８頁，丸善（株）発行」
にも紹介されるように、Ｃｒ−Ｍｏ系およびＣｒ−Ｍｏ
−Ｖ系の材質で溶接あるいは一体物に製作された後、先
後端部分と外径を加工し、表面研摩し、しかる後目的の
硬度に仕上げる焼入れ焼戻しの調質熱処理を施して製造
されている。その耐用寿命は、被圧延材とマンドレルバ
ーとの間で、生成したスケールあるいは塗布された潤滑
剤によって摩擦条件の程度によって異なるが、通常の使
用条件下では、表面の磨耗によって減少する直径の大き
さで決定される。
ラグミル方式やマンドレル方式では、鋼片を穿孔するた
めにマンドレルバーが使用されるが、そのマンドレルバ
ーは、例えば「鉄鋼便覧，第３版，第 III巻（２），条
鋼・鋼管・圧延共通設備，９７８頁，丸善（株）発行」
にも紹介されるように、Ｃｒ−Ｍｏ系およびＣｒ−Ｍｏ
−Ｖ系の材質で溶接あるいは一体物に製作された後、先
後端部分と外径を加工し、表面研摩し、しかる後目的の
硬度に仕上げる焼入れ焼戻しの調質熱処理を施して製造
されている。その耐用寿命は、被圧延材とマンドレルバ
ーとの間で、生成したスケールあるいは塗布された潤滑
剤によって摩擦条件の程度によって異なるが、通常の使
用条件下では、表面の磨耗によって減少する直径の大き
さで決定される。
【０００３】一般にマンドレルバーの表面部は、継目無
鋼管圧延時常に高温度の被圧延材と接触状態にあるため
数百度の高温度に達し、寿命を著しく低下する問題か
ら、圧延終了後直ちに水冷して１００℃以下の温度に冷
却する寿命延長処置が採られている。しかしながら、こ
のような過熱と冷却の繰り返しを受けたマンドレルバー
の表面は次第に磨耗と肌荒れで径小化が進行し、その結
果寿命を律速せしめる問題があった。一般的には、マン
ドレルバーの磨耗に起因する耐用寿命の圧延可能本数は
凡そ１０００本程度、また肌荒れに起因する耐用寿命の
圧延可能本数は５０〜数１００本程度である。
鋼管圧延時常に高温度の被圧延材と接触状態にあるため
数百度の高温度に達し、寿命を著しく低下する問題か
ら、圧延終了後直ちに水冷して１００℃以下の温度に冷
却する寿命延長処置が採られている。しかしながら、こ
のような過熱と冷却の繰り返しを受けたマンドレルバー
の表面は次第に磨耗と肌荒れで径小化が進行し、その結
果寿命を律速せしめる問題があった。一般的には、マン
ドレルバーの磨耗に起因する耐用寿命の圧延可能本数は
凡そ１０００本程度、また肌荒れに起因する耐用寿命の
圧延可能本数は５０〜数１００本程度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、マンドレ
ルバーの耐用寿命は肌荒れに大きく影響され、寿命末期
では鋼管製品の内面品質を著しく劣化する品質上の問題
があった。これらの問題から製管圧延においては常に予
備のマンドレルを多数用意する必要があり、しかも頻繁
なマンドレルバーの取替作業によって製管圧延を中断し
単位時間当たりの製管個数を大幅に減少し製管コストを
高める問題もあった。
ルバーの耐用寿命は肌荒れに大きく影響され、寿命末期
では鋼管製品の内面品質を著しく劣化する品質上の問題
があった。これらの問題から製管圧延においては常に予
備のマンドレルを多数用意する必要があり、しかも頻繁
なマンドレルバーの取替作業によって製管圧延を中断し
単位時間当たりの製管個数を大幅に減少し製管コストを
高める問題もあった。
【０００５】また、継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの
使用条件は非常に複雑であり、要求する性質も多岐にわ
たっている。例えば、マンドレルバーに付着したスケー
ルを取って見ても、製管圧延時において一定の厚さで剥
離しない強い密着力を呈して、被圧延材とマンドレルバ
ーとの間の摩擦係数を低減する効果をなすこと、断熱効
果を奏してマンドレルの過熱を防止することが重要であ
る。
使用条件は非常に複雑であり、要求する性質も多岐にわ
たっている。例えば、マンドレルバーに付着したスケー
ルを取って見ても、製管圧延時において一定の厚さで剥
離しない強い密着力を呈して、被圧延材とマンドレルバ
ーとの間の摩擦係数を低減する効果をなすこと、断熱効
果を奏してマンドレルの過熱を防止することが重要であ
る。
【０００６】本発明はかかる点に着目したもので、スケ
ールの密着性を確保してマンドレルバーの耐用寿命を大
幅に改善したマンドレルを提供することを目的とする。
ールの密着性を確保してマンドレルバーの耐用寿命を大
幅に改善したマンドレルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、マンドレ
ルに各種のスケールを付着しマンドレルバーの肌荒れと
磨耗状況について詳細に検討した結果、マンドレルの表
面層に生成した亀甲状の微小割れにＣｕなどの低融点金
属拡散層を生成させることによって強力な密着性と潤滑
能を保有するスケールが生成し、磨耗と肌荒れを抑制し
たマンドレルが得られることを知見した。
ルに各種のスケールを付着しマンドレルバーの肌荒れと
磨耗状況について詳細に検討した結果、マンドレルの表
面層に生成した亀甲状の微小割れにＣｕなどの低融点金
属拡散層を生成させることによって強力な密着性と潤滑
能を保有するスケールが生成し、磨耗と肌荒れを抑制し
たマンドレルが得られることを知見した。
【０００８】本発明はこの知見を具現化したもので、そ
の要旨は、継目無鋼管圧延用穿孔形状に成形されたマン
ドレルの磨耗表面部にＣｕ，Ｚｕ，Ａｌ金属あるいはこ
れらの合金を拡散浸透する処理を施してその表面結晶粒
界部を脆化させた後、調質熱処理するかまたは製管圧延
初期時の高温急速加熱で、該結晶粒界脆化部に微細な亀
甲状の表層微小割れを生成させる継目無鋼管圧延用穿孔
マンドレルの製造法である。
の要旨は、継目無鋼管圧延用穿孔形状に成形されたマン
ドレルの磨耗表面部にＣｕ，Ｚｕ，Ａｌ金属あるいはこ
れらの合金を拡散浸透する処理を施してその表面結晶粒
界部を脆化させた後、調質熱処理するかまたは製管圧延
初期時の高温急速加熱で、該結晶粒界脆化部に微細な亀
甲状の表層微小割れを生成させる継目無鋼管圧延用穿孔
マンドレルの製造法である。
【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。通
常の鋼成分組成の素材に焼なましや切削加工などの製造
工程を経て継目無鋼管圧延用穿孔形状に成形されたマン
ドレルが被圧延材と接触するマンドレルの磨耗表面部
に、低融点金属のＣｕ，Ｚｎ，Ａｌあるいはこれら金属
の合金を拡散浸透する熱処理を施してその表面結晶粒界
部を脆化させる。マンドレル表面層の微小な亀甲状割れ
は、自然発生的には長時間の繰り返し使用による熱疲労
によって生成するもので、その成長前にスケールを剥離
し、肌荒れと磨耗の増大が促進することが多い。つま
り、低融点金属またはこれらの合金は、マンドレルの表
面結晶粒界部に侵入し溶融拡散し、微小な亀甲状割れを
強制的に生成させる作用がある。また、低融点金属は原
理的に鋼より融点が低くかつ粒界脆化を伴う上記したＣ
ｕの如き成分であればよいが、ＳｎやＰｂあるいはこれ
らのＳｎ−Ｐｂの如き余りにも低融点すぎる成分は圧延
中の温度上昇で溶融金属脆化を引き起こす問題から避け
る必要がある。
常の鋼成分組成の素材に焼なましや切削加工などの製造
工程を経て継目無鋼管圧延用穿孔形状に成形されたマン
ドレルが被圧延材と接触するマンドレルの磨耗表面部
に、低融点金属のＣｕ，Ｚｎ，Ａｌあるいはこれら金属
の合金を拡散浸透する熱処理を施してその表面結晶粒界
部を脆化させる。マンドレル表面層の微小な亀甲状割れ
は、自然発生的には長時間の繰り返し使用による熱疲労
によって生成するもので、その成長前にスケールを剥離
し、肌荒れと磨耗の増大が促進することが多い。つま
り、低融点金属またはこれらの合金は、マンドレルの表
面結晶粒界部に侵入し溶融拡散し、微小な亀甲状割れを
強制的に生成させる作用がある。また、低融点金属は原
理的に鋼より融点が低くかつ粒界脆化を伴う上記したＣ
ｕの如き成分であればよいが、ＳｎやＰｂあるいはこれ
らのＳｎ−Ｐｂの如き余りにも低融点すぎる成分は圧延
中の温度上昇で溶融金属脆化を引き起こす問題から避け
る必要がある。
【００１０】さらにまた、低融点金属またはこれらの合
金をマンドレルの表面結晶粒界に拡散浸透する処理法に
ついては、例えば、細粒化組織のオーステナイト域温度
に加熱したマンドレルを溶融した低融点金属に浸漬した
りあるいは溶射したり、低融点金属の粉末を塗布したり
あるいは薄片やワイヤーを巻き付けて高周波加熱などの
熱源で低融点金属の融点以上に短時間加熱処理するな
ど、各種の方法が採用される。この場合の低融点金属が
拡散し侵入した表面結晶粒界部脆化層の深さについて
は、限定するものでないが、マンドレルに要求される特
性を劣化せしめない範囲の１０〜２０μが好ましい。
金をマンドレルの表面結晶粒界に拡散浸透する処理法に
ついては、例えば、細粒化組織のオーステナイト域温度
に加熱したマンドレルを溶融した低融点金属に浸漬した
りあるいは溶射したり、低融点金属の粉末を塗布したり
あるいは薄片やワイヤーを巻き付けて高周波加熱などの
熱源で低融点金属の融点以上に短時間加熱処理するな
ど、各種の方法が採用される。この場合の低融点金属が
拡散し侵入した表面結晶粒界部脆化層の深さについて
は、限定するものでないが、マンドレルに要求される特
性を劣化せしめない範囲の１０〜２０μが好ましい。
【００１１】このような前処理を施して脆化質の表面結
晶粒界部をもつマンドレルは、焼入れと焼戻しの調質熱
処理を行うかあるいは製管圧延初期時の高温急速加熱に
よって、その結晶粒界脆化部に微細な亀甲状の表層微小
割れを生成してスケールの密着性を確保し、製管圧延時
の潤滑能を呈し磨耗と肌荒れを抑制したマンドレルを製
造することができる。
晶粒界部をもつマンドレルは、焼入れと焼戻しの調質熱
処理を行うかあるいは製管圧延初期時の高温急速加熱に
よって、その結晶粒界脆化部に微細な亀甲状の表層微小
割れを生成してスケールの密着性を確保し、製管圧延時
の潤滑能を呈し磨耗と肌荒れを抑制したマンドレルを製
造することができる。
【００１２】次に、本発明の実施例について説明する。
通常の製造工程を経て継目無鋼管圧延用穿孔形状の成形
されたマンドレル（Ｃｒ：５．０％、Ｍｏ：１．０％、
Ｖ：０．４％の低合金鋼）が圧延材と接触する磨耗表面
部に、各種の低融点金属粉末を塗布し各温度に加熱して
拡散浸透する処理を施し、その表面結晶粒界部分を脆化
させた後、高温製管時に１０本の初期圧延を行いその結
晶粒界脆化部に微小な亀甲状の割れを生成させてから、
本圧延（鋼管径１８０mmφ×１２ｔ）した。その時のマ
ンドレルの製造条件とその耐寿命性を表１に纏めた。
通常の製造工程を経て継目無鋼管圧延用穿孔形状の成形
されたマンドレル（Ｃｒ：５．０％、Ｍｏ：１．０％、
Ｖ：０．４％の低合金鋼）が圧延材と接触する磨耗表面
部に、各種の低融点金属粉末を塗布し各温度に加熱して
拡散浸透する処理を施し、その表面結晶粒界部分を脆化
させた後、高温製管時に１０本の初期圧延を行いその結
晶粒界脆化部に微小な亀甲状の割れを生成させてから、
本圧延（鋼管径１８０mmφ×１２ｔ）した。その時のマ
ンドレルの製造条件とその耐寿命性を表１に纏めた。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１に明らかな如く、本発明法のマンドレ
ルバーの耐用寿命は比較法に対比して少なくとも１．５
倍以上に延びている。本発明の効果により、比較法では
しばしば発生する肌荒れ律速に基づく短寿命のケースが
なくなり、本発明法ではいずれの条件も磨耗起因の寿命
となっており、かつ同じ磨耗起因でも寿命向上が顕著で
ある。特に、１０本の鋼管を圧延後に測定した亀甲状割
れの深さが２２〜２５μであった条件のマンドレルバー
は、耐用寿命が２２００本以上と大幅に長寿命化してい
る点が注目できる。
ルバーの耐用寿命は比較法に対比して少なくとも１．５
倍以上に延びている。本発明の効果により、比較法では
しばしば発生する肌荒れ律速に基づく短寿命のケースが
なくなり、本発明法ではいずれの条件も磨耗起因の寿命
となっており、かつ同じ磨耗起因でも寿命向上が顕著で
ある。特に、１０本の鋼管を圧延後に測定した亀甲状割
れの深さが２２〜２５μであった条件のマンドレルバー
は、耐用寿命が２２００本以上と大幅に長寿命化してい
る点が注目できる。
【００１５】
【発明の効果】以上より、本発明法は、鋼管圧延用のマ
ンドレル製造時の最終熱処理前に低融点金属を添加・加
熱するという比較的簡単な技術追加でマンドレルバーの
寿命を相当に延長し得ることが明確であり、継目無鋼管
製造における製造コストの低減ならびに鋼管内面品質向
上に大きく貢献するものである。
ンドレル製造時の最終熱処理前に低融点金属を添加・加
熱するという比較的簡単な技術追加でマンドレルバーの
寿命を相当に延長し得ることが明確であり、継目無鋼管
製造における製造コストの低減ならびに鋼管内面品質向
上に大きく貢献するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 継目無鋼管圧延用穿孔形状に成形された
マンドレルの磨耗表面部に、Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ金属ある
いはこれらの合金を拡散浸透する処理を施してその表面
結晶粒界部を脆化させた後、調質熱処理するか、または
製管圧延初期時の高温急速加熱で、該結晶粒界脆化部に
微細な亀甲状の表層微小割れを生成させることを特徴と
する継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12973493A JPH06339709A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12973493A JPH06339709A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06339709A true JPH06339709A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15016888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12973493A Withdrawn JPH06339709A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 継目無鋼管圧延用穿孔マンドレルの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06339709A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114173A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 高合金圧延用マンドレルバー、その表面処理方法および製造方法、ならびに継目無鋼管製造装置の操業方法 |
| JP2017536237A (ja) * | 2014-11-07 | 2017-12-07 | グオ フアGuo, Hua | 熱間成形工具 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP12973493A patent/JPH06339709A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114173A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 高合金圧延用マンドレルバー、その表面処理方法および製造方法、ならびに継目無鋼管製造装置の操業方法 |
| US8065901B2 (en) | 2006-03-28 | 2011-11-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Mandrel bar for high-alloy rolling, method for surface treating a mandrel bar, method for producing mandrel bar, and method for operating seamless pipe mill |
| JP2017536237A (ja) * | 2014-11-07 | 2017-12-07 | グオ フアGuo, Hua | 熱間成形工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |