JPS6213294A - 圧延用工具の修復再利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、シームレス鋼管の圧延に用いられるプラグ
等の工具を修復し、再利用する方法に関するものである
。

（従来の技術） シームレス鋼管等を製造する圧延機においては、鋼管内
部にプラグ、マンドレル等を存在せしめるとともに鋼管
外面に当接するロールを配設し、プラグ或いはマンドレ
ルとロールとによって、鋼管壁を圧延する加工が行なわ
れる。

而して、鋼管内部に存在せしめられるプラグ。

マンドレル等の工具は、　１０００〜１３００℃の圧延
材（鋼管内壁面）に直接接触し、高い面圧の作用下に置
かれるために、焼付、摩耗９局部損傷が著しい。工具の
焼付１局部損傷は、圧延製品の表面性状１寸法精度など
品質面へ直接的な影響を及ぼすから、従来一定の管理基
準以下になると、廃棄処分されていた。

わけても、高合金鋼管の圧延においては、プラグ等は、
１〜２木の鋼管の圧延で地検えざるを得なくなる。工具
寿命を長くするための手段として、工具材質を高級化す
ることが考えられるけれども、工具材質の高級化に伴な
って、工具原単位が高くなるという問題がある。

発明者等は、工具寿命を長くする手段として、先に３Ｃ
ｒ−ＩＮｉ系或は１７Ｃｒ−２Ｗ系（特公昭５７−５３
８６３号公報）を開発し、現在多用されている。

これらの工具材料には、耐熱性、耐摩耗性を具備せしめ
るべく、表面にタイトな黒皮を生成させるための熱処理
が施される。この黒皮は、鉄酸化物であり、汀通鋼を圧
延する場合は、圧延中も黒皮が自生するから、長い工具
寿命を与え得る。工具の表面に鉄酸化物を溶射すること
によって黒皮を形成するようにした技術もある（特公昭
５９−ＩＨ２４号公報）。

しかしながら、高合金鋼を圧延する場合は、工具におけ
る黒皮の自生が望めず、黒皮による断熱効果を持続でき
ない処から、過大な工具への入熱となり、数本の圧延で
プラグは寿命となる。

（発明が解決しようとする問題点） この発１す１は、上に述べた、高合金鋼管の圧延におけ
る工具の損耗の問題、延いては工具原単位高騰の問題を
解決することを目的としてなされた。

（問題点を解決するための手段） この発明の要旨とする処は１次の通りである。

（１）一度圧延に供され消耗或いは損傷した、Ｍｏ７０
％以上を含有するシームレス鋼管用圧延工具に、同一成
分材料を表面に肉盛し修復再利用するようにしたことを
特徴とする圧延用工具の修復再利用方法。

（２）消耗或いは損傷した、Ｍｏ７０＄以りを含有する
シームレス鋼管用圧延工具に、同一成分の粉末を熱間静
水圧成形によって拡散接合し、工具を修復するようにし
た上記ｉ１項記載の圧延用工具の修復再利用方法。

（３）消耗或いは損傷したシームレス鋼管用圧延工具表
面への同一成分材料の肉盛を溶射によって行なうもので
ある上記第１項記載の圧延用工具の修復再利用方法。

（４）消耗或いは損傷したシームレス鋼管用圧延工具表
面への同一成分材料の肉盛を高エネルギビームによる溶
接によって行なうものである上記第１項記載の圧延用工
具の修復再利用方法。

以下にこの発明の詳細な説明する。

発明者等は、融点が高くて熱膨張率が小さく。

熱伝導性のよい耐熱疲労にすぐれるＭｏ工具を中心に、
一度圧延に供され損耗した工具を修復しリサイクルする
システムを種々検討した結果、損耗した工具を、熱間静
水圧酸形成はプラズマ溶射。

電子ビーム溶接等により完全に修復することが可能であ
り、著しい工具原単位の低下を達成できることを見出し
た。

圧延工具材質として既知の３Ｃｒ−ＩＮｉ系或は１７Ｃ
ｒ−２Ｗ系の材質の工具に、＃熱疲労にすぐれるＭｏを
表面被覆した場合は、かえってＭｏの良好な熱伝導性に
よって母材自体が高温になるため、工具の強度が急激に
低下するとともに、母材と被覆層の熱膨張差により被覆
層が剥離し易く、長期の使用に耐えない。

発明者等の研究によれば、前述の点から母材と　　　　
□しては高融点であって、１０００℃以上の高温域でも
　　　　□強度低下の小さいものが必要であり、かかる
観点　　　　゛からＭｏ７０１以上の合金或はセラミッ
クス等がよ　　　　′い。

Ｍｏ合金を母材とする場合、　Ｍｏ　７（Ｈ以下の場　
　　　□ト 合、融点が２０００°Ｃ以下であり、高温強度も十分で
　　　　１はない。

一度使用されたＭａｒ１以上を含む合金或はセラミック
ス等のプラグを修復する場合、修復材と　　　　：して
はＭｏがよく、Ｍｏ合金に対しては全く問題　　　　′
１なく、セラミックスに対しても母材の熱膨張が小さい
ことから、圧延中の剥離は全く生じなかった。

Ｍｏを修復材とするプラグの修復方法について発明者等
は種々検討した結°果、第゛１図に示すように、一度使
用されたプラグｌの表面にＭｏ粉末２を充填し、全体を
、たとえば鋼板のカプセル３で真空中電子ビーム等によ
り密封処理をした後、熱間静水圧成形を行なう、修復方
法が好ましい。

この修復方法による場合、表層部の接合後、若干の機械
加工が必要なこともある。

修復過程で使用するカプセルは、深絞り性のよい鋼板を
加工し、プラグと相似形とする。

Ｍｏの熱間静水圧成形条件としては、Ａｒ等の不活性ガ
スを圧力適用媒体として、１３５０℃以上の高温と、１
０００　Ｋｇｆ／ｃｒａ’以上の高圧力の適用という両
者の相乗作用により良好な修復が可能であった。

前述のような熱間静水圧成形による母材と修復材の接合
は、拡散接合であるから、界面で金属原子が往復し母材
と修復材は完全に一体化し、金属結晶粒の成長まで生起
する。また、修復材としてＭＯ粉末が使用できるからコ
スト面でも有利である。

発明者等は、その他の修復方法についても検討した結果
、プラズマを使用する金属溶射、電子ヒー１、による肉
盛溶接も適用ｉｆ［能であることがわかった。

プラズマ溶射としては、フレームが長く、安定した溶射
ができる低圧プラズマ溶射か最適であった。発明者笠は
、溶射による被覆層の厚さを、修復の程度に応じ、０．
５〜２．０ｍｍの範囲として修復を行なった結果、熱間
静水圧成形による修復に近い良好な結果が得られた。

一方、電子ビームによる肉盛加工を行なう修復方法は、
加工を真空中で行なうこともあり、不純物、気孔等の混
入もなく、低圧プラズマ溶射による修復と同等の結果が
得られた。この修復方法を採る場合、肉盛り加工後、表
面研削が必要である。

以上のように各修復法ともに良好な耐久性が得られてい
るが、いずれの修復法を採用するかは、損耗の状況、程
度および費用等を考慮して決定すれば良い。

（実施例） 実施例を以ｒに示す。

実施例１　：　（１）材質Ｍｏ（固体）／修復材Ｍｏ（
粉末）（２）８間静水圧条件 温度１３５０°Ｃ１圧力１２００　Ｋｇｆ／ｃＩＩＪ、
時間３）１ｒ、圧力媒体Ａ「ガス （３）　＊復厚　１．Ｏｍ層 実施例２　：　（１）材質Ｍｏ（固体）／溶射材Ｍｏ（
２）溶射法　低圧プラズマ溶射 （キャリアガスＨａ＋　Ｎｘ） （３）溶射厚　１．２ｍｍ 実施例３　：　（１）材質Ｍｏ（固体）／肉盛材Ｍｏ（
２）肉盛法　電子ビーム （３）肉盛厚　１．５ｍ＋ｓ 以上のような１度使用し、摩耗したプラグを修復したも
のとプロパープラグ（３Ｃｒ−ＩＮｉ系黒皮処理）につ
いて、下記試験条件にてモデルエロンゲータ圧延を行な
い評価した。

試験条件■圧延素材　５ＵＳ３０４　（１８Ｃｒ−８Ｎ
　ｉ　）■バススケジューＪｌ／　　７５φＸ１４．２
５ｔＸ　５００１呻７５φＸ　５ｔＸ　１２００Ｊ１ ■プラグ径　６０φ 第１表試験結果 第１表からも明らかな様に修復プラグにおいても新品プ
ラグ同様に高い耐久性が得られている。

（発明の効果） 以」；述べてきたように、本発明のごとく、修復再利用
を行なえば、高価なＭＯプラグであっても　　　□繰返
し再生により、現プロパー並みの原単位の達成、長寿命
による操業の安定化、内面品質の向上が可能となるなど
、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明になる圧延用工具の修復再利用方法
を熱間静水圧成形法によって行なうときのｙム様を示す
図である。 ■・・・プラグ、２・・・Ｍａ粒粉末３・・・カプセル
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一度圧延に供され消耗或いは損傷した、Ｍｏ７０
   ％以上を含有するシームレス鋼管用圧延工具に、同一成
   分材料を表面に肉盛し修復再利用するようにしたことを
   特徴とする圧延用工具の修復再利用方法。
2. （２）消耗或いは損傷した、Ｍｏ７０％以上を含有する
   シームレス鋼管用圧延工具に、同一成分の粉末を熱間静
   水圧成形によって拡散接合し、工具を修復するようにし
   た特許請求の範囲第１項記載の圧延用工具の修復再利用
   方法。
3. （３）消耗或いは損傷したシームレス鋼管用圧延工具表
   面への同一成分材料の肉盛を溶射によって行なうもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の圧延用工具の修復再利
   用方法。
4. （４）消耗或いは損傷したシームレス鋼管用圧延工具表
   面への同一成分材料の肉盛を高エネルギビームによる溶
   接によって行なうものである特許請求の範囲第１項記載
   の圧延用工具の修復再利用方法。