JPH0790329A - 表面被覆金属の製造方法 - Google Patents

表面被覆金属の製造方法

Info

Publication number
JPH0790329A
JPH0790329A JP23307693A JP23307693A JPH0790329A JP H0790329 A JPH0790329 A JP H0790329A JP 23307693 A JP23307693 A JP 23307693A JP 23307693 A JP23307693 A JP 23307693A JP H0790329 A JPH0790329 A JP H0790329A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
metal
hot
dissimilar metals
coating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP23307693A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Ishizuka
塚 哲 夫 石
Kozo Denpo
宝 幸 三 伝
Koichi Nose
勢 幸 一 能
Hiroyuki Ogawa
川 洋 之 小
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP23307693A priority Critical patent/JPH0790329A/ja
Publication of JPH0790329A publication Critical patent/JPH0790329A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、耐食性、耐高温腐蝕性、耐酸化
性、耐摩耗性などの所望の特性を有する層で表面被覆し
た材料を、安価にかつ容易に製造する方法を提供するも
のである。 【構成】 金属素材の表面に、異種金属の粉末を用い
て、800kg/cm2 以下のガス圧で熱間静水圧プレスに
よって被って被覆層を形成し、熱間加工によって延伸す
ることにより表面被覆金属を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面被覆金属の製造方
法に係り、更に詳しくは、耐食性、耐高温腐蝕性、耐酸
化性、耐摩耗性などの特性を有する層で金属の表面を被
覆する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、産業の進歩と技術の発展により材
料はますます厳しい環境で使用されるようになってき
た。例えば、エネルギー資源開発では生産流体中に硫化
水素や炭酸ガスを多量に含む石油や天然ガス(いわゆ
る、サワーオイルやサワーガス)が開発されているが、
開発に使用される油井管やラインパイプなどの材料とし
て低合金鋼では腐蝕や割れを起こすため、ハステロイC
−276やインコネル625といったニッケル合金が既
に使用されている。しかし、これらの合金は非常に高価
であることが大きな難点である。従って、構造材の表面
にのみこれら合金を合わせ材として使用し、強度は下地
の金属、例えば、低合金鋼で確保する、いわゆるクラッ
ド鋼の使用が考えられた。
【0003】クラッド鋼は、その形状が管の場合には継
目無管或いは溶接管として、また板の場合には圧延板と
して種々の製造方法が確立または提案されている。しか
し、いずれも製造プロセスが複雑で歩留りが悪いという
難点に加えて、ハステロイC−276やインコネル62
5といったニッケル合金を合わせ材とするクラッド鋼、
中でもクラッド鋼管は、製造が非常に困難であって未だ
実用化されていない。本発明者等の研究によればその理
由は、これら合金の熱間加工の変形抵抗が母材となる低
合金鋼や炭素鋼のそれに比べて著しく大きいため、熱間
圧延などの通常の製造プロセスでは合わせ材と母材とを
均一に加工できず、両金属が独立に変形するので接合す
ることが難しいことにあると考えられる。
【0004】一方、バルブのスピンドル部や往復動型ポ
ンプのピストンおよびシリンダーなどの摺動部、あるい
はスラリー輸送用パイプといった部材では耐摩耗性が必
要であるため、例えば、ステライト合金などが、肉盛あ
るいは溶射されて使用されている。さらに、高温で使用
される圧力容器や鋼管には、例えば、Ni−Cr合金、
Ni−Cr−Al−Y合金、Co−Cr−Al−Y合金
といった耐酸化性材料が、肉盛あるいは溶射によって被
覆されて使用される。しかし、これらはいずれも最終製
品に対して肉盛或いは溶射されるためコストが非常に高
いものとなっている。これに加えて、小径パイプの内面
などの狭い空間部分には被覆が出来ないという難点を有
している。
【0005】ところで、熱間静水圧プレス法は従来から
よく知られた技術であって、この方法を利用したクラッ
ド製品の提案もなされている。例えば、特開昭61−2
23106号公報には、高合金粉末を粉末の固相線温度
以上に加熱すると共にガス加圧して能率よく高合金クラ
ッド製品を製造する方法が開示されている。しかし、こ
の方法をはじめとして従来すでに報告ないし提案されて
いる熱間静水圧プレス法を利用したクラッド製品の製造
方法は、何れも最終製品に被覆するものであったため、
コストが高く、かつ大型製品や長尺品、例えば、12m
長さ物の製造はできなかった。
【0006】また、特開昭61−190007号公報に
は、厚肉の可鍛性金属円筒およびこれと径を異にする薄
肉金属円筒によって構成されるカプセル内に粉末を充填
して密閉し、次いで冷間等静水圧によって加圧して粉末
を圧縮してビレットを作り、これを熱間押出し加工する
方法が開示されている。さらに、特開昭61−1900
08号公報には、同心円筒状をなす内外二重壁を有する
ゴムまたは類似物質の容器内に、可鍛性金属の円筒材料
を一方の容器壁に密着させて収容すると共に、他方の容
器壁と上記円筒材料との間に粉末材料を充填して密閉
し、これを冷間等方静水圧によって加圧し、この容器か
ら取り出した材料をビレットとして熱間押出しする方法
が開示されている。これらの方法によっても、前述した
ハステロイC−276やインコネル625といったニッ
ケル合金等の変形抵抗の大きな材料の被覆層を形成して
熱間加工した場合、母材との密着性が弱いため母材から
の剥離や被覆層の割れの発生という難点は解消されな
い。
【0007】さらに、熱間加工時において被覆層に割れ
や疵などの欠陥が発生するのを著しく低減できる方法と
して、特開昭64−202号公報には、金属素材の表面
に、異種金属の粉末を該異種金属の固相線温度以下で3
00kg/cm2 以上のガス圧を負荷する熱間静水圧プレス
(HIP)によって被覆層として形成せしめた後に、熱
間加工を施して延伸する方法が提案されている。しかし
ながら、この方法において、熱間押出により表面被覆金
属を製造する場合、HIP条件によっては熱間押出時に
おいて被覆層に割れ等の欠陥が発生する場合があり、完
全に欠陥発生の問題が解決されたわけではない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐食性、耐
高温腐蝕性、耐酸化性、耐摩耗性などの表面被覆が有す
る特性を母材に具備せしめた材料を、安価にかつ容易に
精度良く製造する方法を提供することを目的とするもの
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
目的を解決すべく、種々の実験と検討を重ねた結果、H
IPにより形成された難加工材である被覆層が良好に熱
間押出されるメカニズムは、熱間押出時のビレット外径
拡張による引張応力により、HIP前の旧金属粉末粒界
において粒毎の微小な剥離が生じることにより応力緩和
され、その後のダイス近傍での圧縮応力により、剥離し
た粒が再び圧着されてダイスから押し出されることを見
い出した。そして、応力緩和のために必要である、旧金
属粉末粒毎の微小な剥離を安定して生じせしめるために
は、HIP時のガス圧力を800kg/cm2 以下にする必
要があることを見い出した。本発明は、これらの知見に
基づいて完成されたものである。
【0010】本発明の要旨は、次の通りである。金属素
材の表面に、異種金属の粉末を該異種金属の固相線温度
以下で300kg/cm2 以上のガス圧を負荷する熱間静水
圧プレスによって被覆層として形成せしため後、熱間押
出を施して延伸する表面被覆金属の製造方法において、
熱間静水圧プレス時のガス圧を800kg/cm2 以下とす
ることを特徴とする表面被覆金属の製造方法。
【0011】ここで、「母材」となる金属素材及び「合
わせ材」となる異種金属の種類は、格別、制限されるも
のではない。金属素材としては例えば、炭素鋼、低合金
鋼、ステンレス鋼、ニッケル及びニッケル合金、コバル
ト及びコバルト合金、チタン及びチタン合金などが挙げ
られる。また、異種金属としては、耐食性、耐高温腐蝕
性、耐酸化性、耐摩耗性などの機能のうち、必要な機能
に応じて選択すればよく、例えばハステロイ、ステライ
ト、Ni−Cr合金、ステンレス鋼、Fe基超合金、ニ
ッケル及びニッケル合金、コバルト及びコバルト合金、
チタン及びチタン合金などが挙げられる。
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。まず、金
属素材の表面に、異種金属の被覆層をHIPによって形
成せしめるのであるが、異種金属は粉末を用いて、例え
ば、図1に示す要領で金属素材1と異種金属粉末2とを
カプセル内に充填・密閉し、次いで熱間静水圧プレスし
て異種金属粉末を被覆層として形成せしめると同時に被
覆層と素材金属とを金属結合させる。これにより、接合
界面には充分な接合強度を持たせることができる。この
時、次の工程で良好に熱間加工するためには、被覆層の
熱間加工性を確保しなければならないが、そのためには
被覆層内に気孔を残留させないことが必要であり、また
密閉容器内を真空にすることと充分高い温度と圧力で熱
間静水圧プレスすることが重要である。真空度は、1×
10-3Torrより高いことが好ましい。
【0013】HIP温度は、母材金属と合わせ材金属の
種類によって異なるが、熱間加工性を良好に保つために
は両方の金属の固相線温度より低い温度でなければなら
ない。それは、固相線温度を越えると冷却時に成分元素
の偏析を生じ、次の工程に於ける熱間加工性が著しく低
下するからである。尚、HIP時間を短縮するには、上
記温度範囲内で出来るだけ高い温度とすることが有効で
ある。一方、HIP圧力は高ければ高い程、HIP温度
・時間を減少できるが、前述したように、熱間押出時の
応力緩和のために必要である、旧金属粉末粒毎の微小な
剥離を安定して生じせしめるためには、800kg/cm2
以下にする必要があることを実験により見い出された。
しかしながら、300kg/cm2 未満の圧力では被覆層と
母材との金属接合が十分になされず、熱間押出時に界面
の剥離が生じるので300kg/cm2 以上の圧力が必要で
ある。
【0014】本発明においては熱間押出を行うが、上記
の条件で被覆層を形成する場合には複合材であっても通
常と同様にして熱間押出することができる。本発明にお
ける熱間押出は、被覆した金属素材を延伸することによ
って長尺の表面被覆金属を製造したり、或いは複雑な形
状の表面被覆金属を製造するためのものである。なお、
本発明において熱間押出とは、母材である金属素材及び
合わせ材である被覆金属が成形等のために通常加工され
る温度範囲での加工を指すが、加工温度の選定に際して
母材及び被覆層の両方に対して適切な温度を選定する必
要がある。
【0015】本発明においては、金属素材の形状がパイ
プの場合には被覆層を一つの面、例えば、パイプの内
面、あるいはパイプの外面としても良く、また両面、す
なわちパイプの内・外両面とすることも可能である。製
品が使用される状況に応じて、一面あるいは両面のうち
適切な方を選択すれば良い。その他、熱間押出を行った
後に、母材の強度、靭性等を調質するために行う焼き入
れ、焼き戻し、焼きならし等の種々の熱処理を行うこと
もできる。また、腐蝕性物質に対する抵抗を必要とする
製品、高温酸化に対する抵抗を必要とする製品及び耐摩
耗性を必要とする製品などを製造するために応用するこ
とができ、例えば管および棒などの形状に応用すること
ができる。さらに、成形、溶接などを行って製品を製造
するめたの素材として使用することも可能であることは
言うまでもない。
【0016】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに説
明する。表1に示す材料及びHIP条件で熱間押出に供
する素材を製造した。ここで、本発明例試料No.1,
2は、中空丸ビレット外面に被覆層を形成した例、本発
明例試料No.3,4は、丸ビレット外面に被覆層を形
成した例、および本発明例試料No.5,6は、中空丸
ビレットの内面に被覆層を形成した例である。いずれも
被覆層用の合金粉末を熱間静水圧プレスによって金属素
材の表面に被覆層として形成せしめたものである。
【0017】
【表1】
【0018】図2は、中空丸ビレット4の外面に被覆層
5を形成した例、図3は、丸ビレット6外面に被覆層5
を形成した例、および図4は、中空丸ビレット4の内面
に被覆層5を形成した例である。一方、比較例試料N
o.7〜12は、いずれも本発明例試料No.1〜6に
対応し、HIP圧力のみ本発明例と異なる条件で熱間押
出に供する素材を製造したものである。
【0019】次に、これらの材料を各々20本づつ、表
2に示す条件で熱間押出した。その結果を、表2に併せ
て示す。
【0020】
【表2】
【0021】表2のうち比較例である試料No.7,
9,11,12は、20本中1本だけ手入れ可能な程度
の微小な疵が発生した。試料No.8は、1本に手入れ
可能な程度の微小な疵が発生し、更に1本に外面にささ
くれ状の割れが生じた。No.10は、1本を除いて、
界面からの割れが生じた。これに対して、本発明に従っ
て製造したNo.1〜8の各素材は、いれずも欠陥を発
生することなく、全数良好に熱間押出することができ
た。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、優れた特性を有する表
面被覆金属を容易かつ精度良く安定して製造することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属素材の表面に異種合金の被覆層を形成する
ための熱間静水圧プレスにおける充填要領を示す図であ
る。
【図2】本発明の実施例の一つであって、中空丸ビレッ
トの外面に被覆層を形成したものである。
【図3】本発明の実施例の一つであって、丸ビレットの
外面の被覆層を形成したものである。
【図4】本発明の実施例の一つであって、中空丸ビレッ
トの内面に被覆層を形成したものである。
【符号の説明】
1 金属素材 2 異種金属粉末 3 カプセル 4 中空丸ビレット 5 被覆層 6 丸ビレット
フロントページの続き (72)発明者 小 川 洋 之 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属素材の表面に、異種金属の粉末を該異
    種金属の固相線温度以下で300kg/cm2 以上のガス圧
    を負荷する熱間静水圧プレスによって被覆層として形成
    せしめた後、熱間押出を施して延伸する表面被覆金属の
    製造方法において、熱間静水圧プレス時のガス圧を80
    0kg/cm2 以下とすることを特徴とする表面被覆金属の
    製造方法。
JP23307693A 1993-09-20 1993-09-20 表面被覆金属の製造方法 Withdrawn JPH0790329A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23307693A JPH0790329A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 表面被覆金属の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23307693A JPH0790329A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 表面被覆金属の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0790329A true JPH0790329A (ja) 1995-04-04

Family

ID=16949430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23307693A Withdrawn JPH0790329A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 表面被覆金属の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0790329A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022778A (ja) * 2001-06-28 2003-01-24 Agilent Technol Inc 反応性の試料に対する耐性を有するイオン化室

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022778A (ja) * 2001-06-28 2003-01-24 Agilent Technol Inc 反応性の試料に対する耐性を有するイオン化室

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4966748A (en) Methods of producing clad metals
US5056209A (en) Process for manufacturing clad metal tubing
EP0283877B1 (en) Method of producing clad metal tubes.
US4795078A (en) Method for producing a clad steel pipe
EP1436116B1 (en) Method of manufacturing composite billet for production of clad piping and tubing
KR20110020236A (ko) 적어도 하나의 층에 제어된 다공률을 갖는 복합 프리폼 및 제조 방법과 용도
US20050058851A1 (en) Composite tube for ethylene pyrolysis furnace and methods of manufacture and joining same
US6800150B2 (en) Manufacturing process for an element of a chemical device comprising a support part in metal and an anticorrosion metallic coating
US4977034A (en) Process for coextrusion billets with multiple metallic cylindrical layers by hot isostatic pressing and product
US4995548A (en) Preparation process for coextrusion billets with multiple metallic cylindrical layers
EP1025919B1 (en) Method for producing multilayer thin-walled bellows
JPH0790329A (ja) 表面被覆金属の製造方法
JP2580099B2 (ja) 熱間静水圧プレス方法
JPH01202A (ja) 表面被覆金属の製造方法
JPH0375601B2 (ja)
JPH0733526B2 (ja) クラッド金属管の製造方法
JPH05287320A (ja) 熱間静水圧プレス方法
JPH04365817A (ja) 表面被覆金属の製造方法
JPH0730364B2 (ja) 表面被覆金属の製造方法
JPH05237538A (ja) 表面被覆金属の製造方法
EP0454911B1 (en) A preparation process for coextrusion billets with multiple metallic cylindrical layers
JPH05295407A (ja) 二重管の製造方法
JPH04350176A (ja) 表面被覆金属の製造方法
JPH0364405A (ja) 表面被覆金属の製造方法
JPH0361305A (ja) 表面被覆金属の製造方法

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: 20001128