JPH0722801B2 - 中空管の鍛造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、中空丸ビレットを素材とし、鍛造によって
シームレス鋼管を製造する方法に関する。

（従来の技術） 一般に、シームレス鋼管は、たとえば特公昭56−4321号
公報に開示されているような圧延による方法、或は熱間
押出しによって製造され、特に生産量の多い普通鋼管
は、圧延法によって製造される。

一方、合金鋼等変形能が低く、加工中に割れが生じ易い
材料から管を製造しようとするときは、熱間押出し法が
適しているとされている。

他方、一部においては、素材である中空丸ビレットの中
心部に貫通孔を穿設した後、その貫通孔にマンドレルを
挿入し、熱間鍛造により素材の肉厚を逐次減少させるこ
とによって管とする方法も採られている。しかしなが
ら、このような鍛造による合金鋼管の製造法は、加工速
度が遅いことに起因して生産性が低く、また、材料の温
度低下が大きいことなどのために、一般に、温度低下の
小さな、大断面、厚肉の管の製造にその適用が限定され
ている。

最近、鍛造法は、生産性は低いものの、自由度が大きい
ために、少量、多サイズの管の製造手段として見直され
つつあり、また、鍛造機の高速化も進められ、対象とし
得るサイズの限界は拡大しつつある。

第３図に、鍛造によって鋼管を製造するときの、マンド
レル１、材料２、金型３の関係を示す。材料２は、マン
ドレル１を挿入された状態で、逐次、金型３内に送り込
まれかつ、周方向に回転が加えられながら鍛造されて肉
厚が減じられて鋼管とされる。

このようにして得られた鋼管は、表面性状は優れている
とはいえないけれども、表面の切削加工を行うことによ
って、表面性状を良好ならしめ得るから、加工段階で材
料温度さえ十分に確保できれば、鍛造法による鋼管製造
における技術上の大きな問題はない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、たとえば合金鋼のような、変形能の低い材料
を対象として、鍛造法によって、できるだけ小さなサイ
ズで薄肉の管を製造しようとするものである。

先に述べたように、変形能の低い材料から管を製造する
には、熱間押出し法が適しているけれども、押出し機の
容量に限界があり、比較的大きなサイズの鋼管を製造し
ようとするときには、適用できない。

一方、鍛造機の速度が向上したとはいえ、管径100〜200
mm、肉厚10〜20mm程度の製品を得るとなれば、材料の温
度降下は大きく、それによって材料の変形抵抗は高くな
り、鍛造機能力を超え、それ以上の加工ができなくな
る。

また、特に変形能の低い、合金鋼等の材料は、その加工
温度域も限られるため、温度の制約条件も生じる。この
ような問題に対して、従来の鍛造法では対処できない。

従って、如何にして鍛造加工中に、材料の未鍛造部の温
度降下を防止し、或は所定の温度に保つかが重要であ
る。本発明は、これを技術的課題としてなされたもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴とする処は、中空丸ビレットを素材とし
て、鍛造によってその断面縮小を行う方法であって、予
め素材を加熱するに際し、保温材で素材をカバーした状
態で加熱を行い、鍛造過程においては、鍛造する部分の
みを逐次引き出しつつ鍛造をおこなうようにしたことを
特徴とする中空管の鍛造方法にある。

以下に、本発明を、詳細に説明する。

第１図に、本発明を実施するときの装置例を示す。

第２図（ａ），（ｂ）に、中空素管を、保温材でカバー
している状態の側断面、及び正断面を示す。

第１図および第２図において、４は、中空素管であって
保温材５でカバーされた状態で加熱される。保温材５
は、その材質を限定されるものではないけれども、内部
の中空素管の温度降下を可及的に防止するという観点か
ら遮熱特性にすぐれたものがよい。

保温材５として、その体積が十分に大きければ、普通の
鋼材を適用することもできる。図中４′は、鍛造後の
管、６は、鍛造工具、７は、マニピュレータである。

次にその作用を説明すると、加熱炉から抽出された保温
材５でカバーされた状態の中空素管４は、直ちにライン
内に移送され、その端部をマニピュレータ７で把持され
たマンドレル１が中空部に挿入され、次いで保温材５か
ら逐次繰り出されかつ、周方向の回転が与えられ、鍛造
工具６によって鍛造される。

保温材５は、その位置を固定しておけば、マンドレル１
を軸方向に送り出すことによって、未鍛造部が鍛造工具
６の位置に進行する。

叙上の如く、本発明によれば、特別な設備を設けること
なく、鍛造過程にある素材の温度降下をよりよく抑止し
て、たとえば高合金鋼のような、変形能の低い材料から
シームレス管を製造することができる。

（実施例） 100mmφ×20mm t×5m（長さ）のステンレス鋼中空素管
を素材として、80mmφ×10mm t×10m（長さ）のステン
レス鋼管を、鍛造した。

ステンレス鋼中空素管の加熱温度は、1200℃とし、抽出
後１分で鍛造を開始したが、従来の方法では、鍛造作業
半ばで失熱した。

第１図に示す本発明の実施態様によって鍛造を行った
処、鍛造温度は、常に1000℃以上を保つことができ、製
造可能となった。

また、再度の加熱、鍛造は、加工の進行に伴う管長の増
大に見合う長さの加熱装置を設ける（蓋を閉じて加熱す
るから）ことが実際的でないことならびに、マンドレル
の嵌装が不可能で、実用的な生産手段とはなりえなかっ
た。

（発明の効果） 本発明を適用することによって、これまで、圧延法およ
び熱間押出し法で製造できなかった、直径100〜200mm、
肉厚５〜15mmのシームレス合金鋼管の製造が、高能率下
に、可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施するときの装置の一例を示す
説明図、 第２図（ａ），（ｂ）は、この発明において、中空素管
を保温材でカバーしている状態の側断面図及び正断面
図、 第３図（ａ），（ｂ）は、従来の、鍛造によってシーム
レス管を製造するときの装置の正面図及び側断面図であ
る。 1:マンドレル、2:材料、 3:金型、4:中空素管、 ４′：鍛造後の管、5:保温材、 6:鍛造工具、7:マニピュレータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−61135（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−44139（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−48263（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空丸ビレットを素材として、鍛造によっ
   てその断面縮小を行う方法であって、予め素材を加熱す
   るに際し、保温材で素材をカバーした状態で加熱を行
   い、鍛造過程においては、鍛造する部分のみを逐次引き
   出しつつ鍛造をおこなうようにしたことを特徴とする中
   空管の鍛造方法。