JPH0673699B2

JPH0673699B2 - 製管用ガイドシュ−

Info

Publication number: JPH0673699B2
Application number: JP62139369A
Authority: JP
Inventors: 光彦宗; 喜久加藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPS63126613A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、製管用ガイドシューの改良に関するものであ
る。

（従来技術とその問題点）従来から、継目無鋼管の製造に使用されるガイドシュー
は、一般に、高温下において無潤滑で用いられるもので
あるところから、管材用材料と接触する表面は、特に高
度の耐摩耗性及び耐焼付性を有することが要求され、ま
た本体に靭性を有することが必要とされている。

このため、従来では、ガイドシュー本体を鋳鋼で製造
し、その接触面にステライト等の硬質合金を肉盛り溶接
してなるものが開発されているが、これとても、耐摩耗
性や耐焼付性に関して充分な効果が得られず、全体とし
てみた場合、ガイドシューは高価なものとなっているの
である。

また、セラミックスと該セラミックスを結合せしめるバ
インダとなる金属、所謂バインダ金属とから構成される
サーメット層をガイドシュー表面に形成して、かかるガ
イドシューに耐摩耗性と耐焼付性を付与しようとする試
みも為されてはいるが、そのようなサーメット層を表面
に有するガイドシューにあっても、Cr含有鋼素材、例え
ば13Crステンレス鋼素材の製管時において、ガイドシュ
ーに焼付けが発生し、製品品質が劣化する場合があった
のである。

（解決手段）ここにおいて、本発明者らは、上記の如き事情に鑑み
て、製管用材料に接触する表面を各種の材料にて形成し
てなるガイドシューについて、無潤滑下におけるCr含有
鋼材料（被加工材）に対する焼付基礎試験を厳密に行な
った結果、ガイドシューの表層部にCr炭化物が含まれる
場合において、そのCr炭化物と被加工材とが著しく融合
し、焼付きを発生させる事実を見い出したのである。

そして、本発明は、かかる知見に基づいて完成されたも
のであって、その特徴とするところは、Cr含有鋼からな
る管素材に接触する部位の少なくとも表層部が、Cr炭化
物以外のセラミックスとCr炭化物を実質的に発生させる
ことのない耐熱性の金属とからなる、Cr炭化物を実質的
に含まないサーメット層にて構成されていることからな
る製管用ガイドシューにあり、これによって優れた耐摩
耗性と共に、耐焼付性の向上を効果的に実現し得たので
ある。

なお、このような本発明に従う製管用ガイドシューにお
けるサーメット層は、好ましくは、ガイドシュー基材の
表面に、Cr炭化物以外のセラミックスとCr炭化物を実質
的に発生させることのない耐熱性金属との混合粉末を、
プラズマパウダウエルディングにより所定厚さに肉盛り
溶接して、形成されることとなる。

また、本発明に係る製管用ガイドシューは、特に無潤滑
の場合のCr含有鋼管素材に対する焼付防止を図ったもの
として、好適に用いられ得るものである。

（具体的構成・作用）ところで、かかる本発明に従う製管用ガイドシューにあ
っては、その全体がCr炭化物を実質的に含まないサーメ
ット材料にて構成されるようにすることも可能である
が、一般に、ガイドシュー基材（本体）の所定の表面部
位に、かかるサーメット層を所定厚さにおいて設けた構
造が好適に採用されることとなる。なお、このガイドシ
ュー基材の材料には、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス
鋼、耐熱鋼、Ni基やCo基の如き超合金等の金属が適宜に
用いられることとなる。尤も、この基材金属としては、
ガイドシューであるために、一般に靭性の高いものが好
ましく、例えばSCH13を挙げることが出来るが、それ程
高性能である必要がなければ、より廉価な鋳鋼であって
も何等差支えない。

また、本発明に従うサーメット層を形成するために用い
られるセラミックスとしては、Crの炭化物以外の名種の
炭化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物、酸化物等の硬質
セラミックスが適宜に選択されることとなる。そして好
適には、NbC、TiN、TiC、WC、VC、ZrO₂、Al₂O₃、Y₂O₃、
Al₂O₃・MgO等のセラミックスの１種または２種以上が適
宜に組み合わされて、用いられらることとなるのであ
る。

さらに、セラミックスと共にサーメット層を構成するバ
インダ金属としては、使用目的に合致した耐熱性を有し
ている限り、任意の工具鋼、耐熱鋼、Co基合金、Ni基合
金等を使用することが出来るが、Cr炭化物を発生せしめ
るCr及びＣを合金成分として含むような金属の使用は避
けなければならない。尤も、ハステロイＣのように、Cr
を含有していてもＣの含有量が著しく少ない場合、一般
に0.08重量％以下であるような場合にあっては、実質的
に焼付性に影響をもたらすようなCr炭化物を発生せしめ
ることがないところから、このような金属材料であって
も、バインダ金属として用いることは可能である。

そして、上記の如きセラミックスと耐熱性のバインダ金
属とは、好適には50:50〜95:5（容積）の混合比におい
て用いられて、目的とする基材金属の表面上に一体的な
サーメットを形成するのである。なお、かかるセラミッ
クス物質の引率が50容量％に達しない場合には、耐摩耗
性が不足し、また95容量％を越えるようになると、サー
メット層自体の靭性が不足し、剥離等のトラブルを惹起
することとなる。

また、かかるセラミックスと耐熱性バインダ金属とから
なる一体的なサーメット層の形成に際しては、公知の手
法が適宜に採用されることとなるが、好適には、プラズ
マパウダウエルディング手法が有利に採用されることと
なる。このプラズマパウダウエルディングは、上記セラ
ミックスの粉末とバインダ金属の粉末とからなる混合粉
末を、所定の不活性キャリアガスに載せて、プラズマア
ーク装置に供給し、よく知られているように、それら混
合粉末をアークにて溶融せしめて、所定のガイドシュー
基材（本体）の表面の所定部位に２〜10mm程度の厚さに
おいて肉盛り溶接することにより、実施されるものであ
る。

そして、このようにして得られる、Cr炭化物以外のセラ
ミックスとCr炭化物を実質的に発生させることのない耐
熱性バインダ金属とからなる、Cr炭化物を実質的に含ま
ないサーメット層を有する製管用ガイドシューにあって
は、そのサーメット層が加工されるべきCr含有鋼管素材
に接触せしめられても、そのような接触部位において、
Cr炭化物が存在しないために、Cr含有鋼管素材との間で
融合が何等生ずるものではないところから、全体として
ガイドシューと管材用素材（被加工材）との間における
焼付きが効果的に抑制せしめられ得るものであり、また
サーメット層の耐摩耗性も良好であるところから、ガイ
ドシューの寿命も効果的に向上せしめられ得ることとな
るのである。

なお、かかる本発明に従うガイドシューによって加工さ
れるCr含有鋼管素材としては、Crを含有する全ての鋼材
が対象とされるものであるが、一般にCr含有量が１％程
度以上のものの製管作業に有利に用いられ、特にCr含有
鋼として代表的なステンレス鋼管素材の製管加工に有利
に用いられることとなる。

（実施例）以下に本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具
体的に明らかにすることとするが、本発明がそのような
実施例の記載によって何等の制約をも受けるものでない
ことは、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、
改良等を加え得るものであることが理解されるべきであ
る。

先ず、ガイドシュー基材としてSCH13を使用し、円板状
の試験片を用意した。そして、その周縁部に、下記第１
表に示される種々の組成のセラミックスと耐熱性金属の
粉末混合物（粒度:100〜350メッシュ）を、アルゴンガ
スをキャリアガスとして、公知のプラズマパウダウエル
ディング手法により肉盛り溶接し、厚さが約5mmのサー
メット層を形成した。また、比較のために、そのような
サーメット層の形成されていない各種の材料からなる同
様な試験片を準備した。

次いで、このようにして得られた試験円板を大越式高温
摩耗試験器にかけて、その焼付状態を調べた。なお、相
手材はSUS403（13Crステンレス鋼）であり、直接通電に
より900℃に加熱、保持した。また、それぞれ試験円板
の摺接条件は、荷重:3kg、速度:2.5m/sec、距離:500m、
であった。

かかる焼付試験の結果を下記第１表に併わせ示すが、そ
の結果から明らかなように、本発明に従う、Cr炭化物以
外のセラミックスとCr炭化物を実質的に発生させること
のない耐熱性の金属とからなる、Cr炭化物を実質的に含
まないサーメット層を有する試験円板（No.11〜13）に
あっては、何等の融合、焼付現象も認められなかったの
に対して、Cr炭化物の存在するNo.1〜４及びNo.8〜10の
試験円板にあっては、相手材（SUS403）との間において
顕著な融合、焼付現象が認められた。なお、No.5〜７の
ハステロイＣ、Mo及びＷからなる試験円板にあっては融
合、焼付現象は殆ど認められなかったが、その耐摩耗性
で著しく悪く、寿命が低下して、実用上充分でないこと
が認められた。

別途、同様にして、上記No.1、２、９、12及び13の材料
を用いて、シームレス鋼管圧延用ガイドシューを製造し
た。そして、これら得られた各種のガイドシューを用い
て、実機テストを行ない、それぞれの寿命が来るまでの
焼付状況を調べて、その結果を下記第２表に示した。

なお、第２表における寿命指数は、ガイドシューのそれ
ぞれの実機テスト品の標準的な一つを基準として、相対
的な比較の数値にて示されている。

かかる第２表の結果から明らかなように、実機テストに
おいても、本発明に従うCr炭化物を実質的に含まないサ
ーメット層を設けたガイドシューにあっては、極めて長
時間の耐久性を示し、その寿命指数の著しく高いもので
あることが認められる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明に従う製管用ガ
イドシューにあっては、製管されるべきCr含有鋼管素材
に接触する部位の少なくとも表層部が、Cr炭化物以外の
セラミックスとCr炭化物を実質的に発生させることのな
い耐熱性の金属とからなる、Cr炭化物を実質的に含まな
いサーメット層にて構成されているところから、その耐
摩耗性が著しく高められ得て、長寿命化が有利に達成さ
れている一方、その耐焼付性も格段に改善されており、
それによってキズの発生等に基因する製品品質の低下が
効果的に抑制されたのである。

そして、ガイドシュー寿命が長いことと、製品歩留りが
高いことが相俟って、本発明は、Cr含有鋼管の製管コス
トの低減に著しく寄与するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Cr含有鋼からなる管素材に接触する部位の
少なくとも表層部が、Cr炭化物以外のセラミックスとCr
炭化物を実質的に発生させることのない耐熱性の金属と
からなる、Cr炭化物を実質的に含まないサーメット層に
て構成されていることを特徴とする製管用ガイドシュ
ー。
【請求項２】前記サーメット層が、ガイドシュー基材の
表面に、Cr炭化物以外のセラミックスとCr炭化物を実質
的に発生させることのない耐熱性金属との混合粉末を、
プラズマパウダウエルディングにより所定厚さに肉盛り
溶接して形成されたものである特許請求の範囲第１項記
載の製管用ガイドシュー。