JPH09248619A - 合金鋼鋼管の潤滑法およびその製造方法 - Google Patents
合金鋼鋼管の潤滑法およびその製造方法Info
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Abstract
も浸リンの問題がなく、平滑な金属光沢の合金鋼鋼管を
得る。 【解決手段】 合金鋼の鋼管を冷間引抜き加工前に、チ
タン含有化合物とリン酸塩からなるpH8〜11の化合
物液に、リン付着量が100mg/m2以下になるよう
に浸漬したのち乾燥し、次いで硫黄分が21重量%以上
の油脂とオレフィンとの化合物からなる潤滑油を塗布す
る。
Description
%以上含有する合金鋼鋼管の冷間引抜き加工のための潤
滑処理法および熱処理後浸リンのない合金鋼鋼管を得る
ための製造方法に関する。
は、脱スケールおよび潤滑処理が行われる。脱スケール
は、引抜き加工時のダイス、プラグの焼付き防止、鋼管
表面疵の防止および潤滑処理のための表面活性化などの
ために、非常に重要な作業であり、酸洗処理法、アルカ
リ溶融塩処理法、機械的脱スケール法などがある。ま
た、潤滑処理は、冷間引抜き加工における鋼管とダイス
間あるいは鋼管とプラグ間の摩擦を減少し、摩擦熱の局
部的集中による焼付きを防止するもので、化成処理法、
樹脂被膜法、油潤滑法がある。
酸塩被膜の場合、酸洗→中和→しゅう酸塩被膜→ステア
リン酸塩被膜→乾燥→引抜き→熱処理、リン酸塩被膜の
場合、酸洗→中和→リン酸塩被膜→ステアリン酸塩被膜
→乾燥→引抜き→脱脂→熱処理の工程を経るため、工程
が煩雑である。樹脂被膜法は、化成処理法と同様に工程
が煩雑である。油潤滑法は、表1に示すとおり、酸洗→
中和→乾燥→油潤滑引抜き→熱処理と、工程が極めて簡
略化でき、コスト削減を図ることができるが、焼付きの
問題があり実施されていない。
種は、低合金鋼、ステンレス鋼などの高合金鋼で、リン
酸塩被膜の対象鋼種は、炭素鋼、低合金鋼である。ま
た、リン酸塩被膜処理を施す方法では、リンを含有して
いることから冷間引抜き加工後の熱処理による浸リンの
問題があり、熱処理前に脱脂処理する必要があった。こ
のため、浸リン問題があるCrを0.50%以上含有す
る合金鋼鋼管の冷間引抜き加工に際しては、酸洗処理し
た後しゅう酸塩被膜処理を施す方法が主流である。
含有化合物とアルカリ性リン酸塩との反応生成物から形
成されるコロイダルチタンをチタンとして0.001〜
0.5g/l含有しているpH8〜11のコロイダルチ
タン含有液と接触させたのち乾燥し、次いで硫黄分が2
3〜30重量%の油脂とオレフィンとの化合物および硫
黄分が23〜30重量%の高級エステル化合物とオレフ
ィンとの化合物から選ばれる1種または2種以上の混合
物40〜95重量%と、油溶性高分子化合物、油脂、合
成油、鉱物油、高級脂肪酸および高級脂肪酸のアミンか
ら選ばれる1種または2種以上を5〜50重量%含み、
必要であればリン系極圧添加剤を含み、かつ20℃にお
ける粘度を100〜3000センチポアズの範囲内に調
節した潤滑油を塗布する方法(特開平4−33998号
公報)が提案されている。
98号公報に開示の方法は、対象鋼種が炭素鋼管である
と共に、冷間引抜き加工後の熱処理によって浸リンの問
題があり、熱処理前に脱脂処理する必要があるという問
題点を有している。
解消し、Crを0.5%以上含有する合金鋼鋼管の冷間
引抜き加工において、引抜き加工後の熱処理前に脱脂処
理しなくても浸リンの問題がなく、しかも、製造工程を
省略できる合金鋼鋼管の潤滑法ならびに合金鋼鋼管の製
造方法を提供することにある。
潤滑法は、チタン含有化合物とリン酸塩からなるpH8
〜11の化合物液に、リン付着量が100mg/m2以
下になるように浸漬したのち乾燥し、次いで硫黄分が2
1重量%以上の油脂とオレフィンとの化合物からなる潤
滑油を塗布することとしている。このように、リン付着
量が100mg/m2以下になるようにチタン含有化合
物とリン酸塩からなるpH8〜11の化合物液に浸漬し
たのち乾燥することによって、熱処理前に脱脂処理しな
くても浸リンを防止することができる。また、チタン含
有化合物とリン酸塩被膜を施して乾燥し、硫黄分が21
重量%以上の油脂とオレフィンとの化合物からなる潤滑
油を塗布することによって、従来の油潤滑と比較して飛
躍的に焼付きが防止できると共に、従来の油潤滑工程と
同一工程で処理でき、化成処理法に比較して大幅に製造
工程を省略できる。
は、チタン含有化合物とリン酸塩からなるpH8〜11
の化合物液に、リン付着量が100mg/m2以下にな
るように浸漬したのち乾燥し、次いで硫黄分が21重量
%以上の油脂とオレフィンとの化合物からなる潤滑油を
塗布しつつ冷間引抜き加工したのち、200℃以上10
50℃以下の熱処理を施すこととしている。このよう
に、リン付着量が100mg/m2以下になるようにチ
タン含有化合物とリン酸塩からなるpH8〜11の化合
物液に浸漬したのち乾燥することによって、熱処理前に
脱脂処理しなくても浸リンのない合金鋼鋼管を製造する
ことができる。また、チタン含有化合物とリン酸塩被膜
を施して乾燥し、硫黄分が21重量%以上の油脂とオレ
フィンとの化合物からなる潤滑油を塗布しつつ、冷間引
抜き加工したのち、200℃以上1050℃以下の熱処
理を施すことによって、冷間引抜き加工時の焼付きが防
止できると共に、従来の油潤滑工程と同一工程で処理で
き、化成処理法に比較して大幅に製造工程を省略でき
る。
上含有する合金鋼鋼管を冷間引抜き加工前に、チタン含
有化合物とリン酸塩からなる化合物液をpH8〜11に
調整し、リン付着量が100mg/m2以下になるよう
に浸漬したのち乾燥する。この処理を行った合金鋼鋼管
の内外面には、鋼管表面のFeとリン酸塩とが反応して
リン酸鉄が生成すると共に、リン酸塩、チタン酸化物が
付着している。この被膜形成後の合金鋼鋼管は、硫黄分
が21重量%以上の油脂とオレフィンとの化合物からな
る潤滑油を鋼管内外面に塗布する。
は、チタンのオキシ酸塩、例えば硫酸チタニル(TiS
O4)、硝酸チタニル等を挙げることができるが、特に
硫酸チタニルが好ましい。また、リン酸塩としては、第
二リン酸アルカリ金属塩、例えば第二リン酸ナトリウム
が好ましく、また、縮合リン酸塩、例えばピロリン酸ナ
トリウムも用いることができる。チタン含有化合物とリ
ン酸塩からなる化合物液のpHは、炭酸アルカリ金属
塩、水酸化アルカリ金属塩またはリン酸アルカリ金属塩
を添加することによってpH8〜11に調整することが
できる。具体的には、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム、第二リン酸ナトリウム、第三リン酸ナトリウム等を
挙げることができる。
酸塩からなる化合物液のpHを8〜11としたのは、バ
ウデン試験によりチタン含有化合物とリン酸塩からなる
化合物液のpHと液濃度と焼付くまでの回数を試験した
ところ、図1に示す結果が得られ、pHが8未満ではリ
ン酸塩、チタン酸化物の分散性が低下するので合金鋼鋼
管の内外面へのリン酸鉄、リン酸塩、チタン酸化物の付
着量が低減し、耐焼付き性が低下する。また、pHが1
1を超えてもリン酸塩、チタン酸化物の分散性が低下し
耐焼付き性が低下する。
付着量を100mg/m2以下とした理由は、次の通り
である。熱処理における浸リンは、鋼管表面が溶融して
リンが浸入する現象で、900℃以下ではリン含有量に
関係なく浸リンしないが、900℃を超えるとリン含有
量に比例して溶融温度が低下して浸リンし易くなる。こ
のため、Crを0.50%以上含有する合金鋼鋼管にお
いては、熱処理温度200〜1050℃の範囲ではリン
付着量が100mg/m2を超えると浸リンが生じるか
らである。
1重量%以上の油脂とオレフィンとの化合物は、例えば
不飽和動植物油脂にオレフィンのメルカプタン化合物お
よび硫黄を塩基性触媒の存在下、150〜160℃で3
時間反応させたのち、減圧蒸留により未反応留分を除去
したのち、約80℃で通気して硫化水素を除去して得ら
れる。潤滑油は、硫黄分が高いほど極圧性が高くなる
が、油性が低下する傾向を示すので、具備すべき極圧性
と油性の双方を勘案して硫黄含有分を決定すべきであ
る。この発明において潤滑油中の硫黄分を21重量%以
上としたのは、硫黄分が21重量%未満では極圧性が低
下して合金鋼鋼管の冷間引抜き加工時に焼付きが発生し
易くなる。また、硫黄分の多すぎる化合物は、不安定で
硫黄が析出するので、これらを勘案して潤滑油中の硫黄
分の上限を決定すべきであるが、好ましくは30重量%
以上である。この発明で用いる油脂としては、菜種油、
ラード油、やし油、ひまし油、牛脂等が挙げられる。
肉厚5.0mmの継目無鋼管を、酸洗したのち水酸化ナ
トリウムで中和し、水洗して乾燥したのち、油脂(菜種
油)とオレフィンとからなる硫黄分21重量%の潤滑油
を5 l/minで塗布しつつ、テーパー型ダイスとセ
ミフローティングプラグを使用して断面減少率32%、
引抜き速度40m/minで冷間引抜き加工し、外径3
8.1mm、肉厚4.4mmの従来工程による抽伸した
継目無鋼管を得た。また、前記鋼種A〜Dの継目無鋼管
を、酸洗したのち、チタン含有化合物とリン酸塩からな
るpH8〜11の化合物液に、リン付着量が100mg
/m2以下になるように浸漬したのち乾燥し、油脂とオ
レフィンとからなる硫黄分21重量%の潤滑油を5l/
minで塗布しつつ、テーパー型ダイスとセミフローテ
ィングプラグを使用して断面減少率32%、引抜き速度
40m/minで冷間引抜き加工し、外径38.1m
m、肉厚4.4mmの本発明工程による抽伸した継目無
鋼管を得た。上記により得られた従来工程による抽伸し
た継目無鋼管と本発明工程による抽伸した継目無鋼管の
冷間引抜き加工後の焼付き率を調査した。その結果を図
2に示す。
A〜Cの抽伸した継目無鋼管は、従来工程による鋼種A
〜Cの抽伸した継目無鋼管に比較し、耐焼付き性が極め
て大幅に向上している。本発明工程による鋼種Dの抽伸
した継目無鋼管については、鋼種A〜Cの抽伸した継目
無鋼管に比較して焼付き率が高くなっているが、それで
も従来工程のものに比較すると1/2以下に低減してい
る。
の外径48.6mm、肉厚5.0mmの合金鋼の継目無
鋼管を酸洗したのち、濃度の異なるチタン含有化合物と
リン酸塩からなるpH8〜11の化合物液に浸漬したの
ち乾燥し、リン付着量が100、200、300および
400mg/m2程度になる継目無鋼管を油脂(菜種
油)とオレフィンとからなる硫黄分21重量%の潤滑油
を5 l/minで塗布しつつ、テーパーダイスとセミ
フローティングプラグを使用して断面減少率32%、引
抜き速度40m/minで冷間引抜き加工し、外径3
8.1mm、肉厚4.4mmの抽伸した継目無鋼管を得
た。得られた各抽伸した継目無鋼管を、無酸素雰囲気中
で熱処理温度900℃、975℃、1050℃および1
100℃でそれぞれ熱処理した。得られた各熱処理した
継目無鋼管のリン付着量と浸リン深さとの関係を求め
た。その結果を図3(a)(b)に示す。
は、熱処理温度900℃ではリン付着量に関係なく浸リ
ンしていないが、熱処理温度1050℃になるとリン付
着量100mg/m2以上で浸リンが見られ、熱処理温
度1100℃では、リン付着量100mg/m2でも浸
リンが見られた。また、図3(b)に示すとおり、鋼種
B〜Dの鋼管は、熱処理温度900℃〜1050℃では
リン付着量に関係なく浸リンしていないが、熱処理温度
1050℃になるとリン付着量200mg/m2以上で
浸リンが見られた。
する合金鋼の鋼管を冷間引抜き加工前に、チタン含有化
合物とリン酸塩からなるpH8〜11の化合物液に、リ
ン付着量が100mg/m2以下になるように浸漬した
のち乾燥し、次いで硫黄分が21重量%以上の油脂とオ
レフィンとの化合物からなる潤滑油を塗布することによ
って、平滑で金属光沢を有し、熱処理前に脱脂処理しな
くても浸リンの問題がない合金鋼鋼管が得られ、しか
も、製造工程を簡略化することができる。
酸塩からなる化合物液の濃度とpHおよび焼付くまでの
回数との関係を示すグラフである。
別の焼付き率の関係を示すグラフである。
着量と浸リン深さとの関係を示すグラフで、(a)図は
鋼種Aの場合、(b)図は鋼種B〜Dの場合である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Crを0.50%以上含有する合金鋼の
鋼管を冷間引抜き加工前に、チタン含有化合物とリン酸
塩からなるpH8〜11の化合物液に、リン付着量が1
00mg/m2以下になるように浸漬したのち乾燥し、
次いで硫黄分が21重量%以上の油脂とオレフィンとの
化合物からなる潤滑油を塗布することを特徴とする合金
鋼鋼管の潤滑法。 - 【請求項2】 Crを0.50%以上含有する合金鋼の
鋼管を冷間引抜き加工前に、チタン含有化合物とリン酸
塩からなるpH8〜11の化合物液に、リン付着量が1
00mg/m2以下になるように浸漬したのち乾燥し、
次いで硫黄分が21重量%以上の油脂とオレフィンとの
化合物からなる潤滑油を塗布しつつ冷間引抜き加工した
のち、200℃以上1050℃以下の熱処理を施すこと
を特徴とする合金鋼鋼管の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP8746696A JP3016128B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 合金鋼鋼管の潤滑法およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8746696A Expired - Fee Related JP3016128B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 合金鋼鋼管の潤滑法およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016128B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005061141A1 (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 冷間引抜用潤滑油および潤滑被膜、並びに冷間引抜鋼管の製造方法 |
| KR100777495B1 (ko) * | 2006-06-21 | 2007-11-20 | 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 | 냉간 인발용 윤활유, 윤활 피막 및 냉간 인발 강관의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-03-15 JP JP8746696A patent/JP3016128B2/ja not_active Expired - Fee Related
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