JPS6238783A - 二重管の製造方法 - Google Patents
二重管の製造方法Info
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- JPS6238783A JPS6238783A JP17872285A JP17872285A JPS6238783A JP S6238783 A JPS6238783 A JP S6238783A JP 17872285 A JP17872285 A JP 17872285A JP 17872285 A JP17872285 A JP 17872285A JP S6238783 A JPS6238783 A JP S6238783A
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- outer tube
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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。
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、二重間の製造方法に関し、特に、内管と外
管とが冶金的に接合された高強度且つ高品質の二重管を
製造する方法に関する。
管とが冶金的に接合された高強度且つ高品質の二重管を
製造する方法に関する。
［従来の技術及びその問題点］
高品質の二重管の製造においては、従来、熱間圧延法が
広く用いられている。この熱間圧延法は・二重管の外管
及び内管がバイブ状のビレット段階において、二重管の
外管となるビレットに内管となるビレットを嵌挿し、そ
の後、熱間圧延することにより内管と外管を冶金的に接
合する。このように接合されたビレットは、ロータリフ
オージミル等により製管される。
広く用いられている。この熱間圧延法は・二重管の外管
及び内管がバイブ状のビレット段階において、二重管の
外管となるビレットに内管となるビレットを嵌挿し、そ
の後、熱間圧延することにより内管と外管を冶金的に接
合する。このように接合されたビレットは、ロータリフ
オージミル等により製管される。
しかしながら、この熱間圧延法の場合は、ビレットの熱
間圧延工程が製管工程の上工程となっているため、製品
の管径はロータリフオージミル等の製管装置によって決
定されるが、製管装置においては、短時間に製品の管径
を変えることが困難であるため、少量多品種生産に適し
ておらず、また、ビレット加工段階での材料歩留が悪い
という問題点がある。
間圧延工程が製管工程の上工程となっているため、製品
の管径はロータリフオージミル等の製管装置によって決
定されるが、製管装置においては、短時間に製品の管径
を変えることが困難であるため、少量多品種生産に適し
ておらず、また、ビレット加工段階での材料歩留が悪い
という問題点がある。
これに対して、製品形状に近い素管を利用して二重管を
製造する技術は、少量多品種生産に適しており、この手
法としては、焼ばめ法、合せ引き法等がある。焼ばめ法
は、外管を高温に保持して膨張させた状態にし、この外
管に内管を嵌挿し、これを冷却することにより外管を収
縮させ、外管と内管とを一体化させて二重管を製造する
。合せ引き法は、外管に内管を嵌挿した後、これを冷間
引抜することにより外管と内管を一体化させて二重管を
製造する。
製造する技術は、少量多品種生産に適しており、この手
法としては、焼ばめ法、合せ引き法等がある。焼ばめ法
は、外管を高温に保持して膨張させた状態にし、この外
管に内管を嵌挿し、これを冷却することにより外管を収
縮させ、外管と内管とを一体化させて二重管を製造する
。合せ引き法は、外管に内管を嵌挿した後、これを冷間
引抜することにより外管と内管を一体化させて二重管を
製造する。
しかしながら、これらの方法においては、外管と内管と
の接合は機械的接合であるため接合強度が低いという問
題点がある。
の接合は機械的接合であるため接合強度が低いという問
題点がある。
多品種生産が容易で、接合強度が高い二重管の製造技術
としては、接合せんとする外管と内管との接合面を適宜
の加圧手段により加圧し、不活性ガス雰囲気又は真空下
で加熱して、外管及び内管の原子の相互拡散により、又
は、外管と内管との間に介装されるインサート材の拡散
によって外管と内管とを接合し二重管を製造する拡散接
合法がある。この方法においては、外貨材より熱膨張率
が高い内管材を使用し、外管に内管を嵌挿した後にこの
外管と内管とを加熱する。そうすると、熱膨張率が高い
内管が外管よりも大きく膨張するため外管と・内管との
間に圧力が加わる。この圧力の存在下で外管と内管とを
加熱することにより外管と内管とを拡散接合し、二重管
を製造する。
としては、接合せんとする外管と内管との接合面を適宜
の加圧手段により加圧し、不活性ガス雰囲気又は真空下
で加熱して、外管及び内管の原子の相互拡散により、又
は、外管と内管との間に介装されるインサート材の拡散
によって外管と内管とを接合し二重管を製造する拡散接
合法がある。この方法においては、外貨材より熱膨張率
が高い内管材を使用し、外管に内管を嵌挿した後にこの
外管と内管とを加熱する。そうすると、熱膨張率が高い
内管が外管よりも大きく膨張するため外管と・内管との
間に圧力が加わる。この圧力の存在下で外管と内管とを
加熱することにより外管と内管とを拡散接合し、二重管
を製造する。
しかしながら、この方法の場合は、外管と内管との接合
面は表面平滑度を高くする必要があり、また、加熱前に
おける外管と内管との間のクリアランスを、加熱によっ
て生じる外管と内管との熱膨張による変形量の差以下に
する必要かある。従って、外管と内管との間を極めて精
密に機械研削することが必須である。また、外管と内管
との接合面の酸化を防止するため、大型の不活性ガス雰
囲気炉を使用して加熱することが必要である。このよう
に、この方法においては、工程が複雑になり、多量のア
ルゴンガスを必要とする不活性ガス雰囲気炉が必要であ
るため、製造コストが極めて高いという問題点がある。
面は表面平滑度を高くする必要があり、また、加熱前に
おける外管と内管との間のクリアランスを、加熱によっ
て生じる外管と内管との熱膨張による変形量の差以下に
する必要かある。従って、外管と内管との間を極めて精
密に機械研削することが必須である。また、外管と内管
との接合面の酸化を防止するため、大型の不活性ガス雰
囲気炉を使用して加熱することが必要である。このよう
に、この方法においては、工程が複雑になり、多量のア
ルゴンガスを必要とする不活性ガス雰囲気炉が必要であ
るため、製造コストが極めて高いという問題点がある。
他の二重管製造技術としては、爆薬を爆発させることに
より外管と内管とを圧管する爆着法、及び、外管の内側
に内管となる素材を肉盛溶接する肉盛法がある。
より外管と内管とを圧管する爆着法、及び、外管の内側
に内管となる素材を肉盛溶接する肉盛法がある。
しかしながら、爆着法においては、長尺管を製造する場
合に、圧着されずに残る部分が多いので、長尺管を製造
することが困難であるという問題点がある。また、肉盛
法においては、溶接欠陥が生じ易く、また、小径で長尺
の二重管を製造することが困難であるという問題点があ
る。
合に、圧着されずに残る部分が多いので、長尺管を製造
することが困難であるという問題点がある。また、肉盛
法においては、溶接欠陥が生じ易く、また、小径で長尺
の二重管を製造することが困難であるという問題点があ
る。
［問題点を解決するための手段］
この発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、
外管と内管との接合強度が優れ、工程が簡素であり、不
活性ガス雰囲気炉を必要とせず、歩留が高く、多品種生
産が容易であり、長尺管が製造可能な二重管の製造方法
を提供することを目的とする。
外管と内管との接合強度が優れ、工程が簡素であり、不
活性ガス雰囲気炉を必要とせず、歩留が高く、多品種生
産が容易であり、長尺管が製造可能な二重管の製造方法
を提供することを目的とする。
この発明に係る二重管の製造方法は、金属又は合金製の
二本の素管を、この素管よりも低い融点を有する金属又
は合金でつくられたインサート材を両者間に介して、冷
間引抜加工により密着させ、次いで、素管全体をインサ
ート材の融点よりも高い温度に加熱し、このインサート
材により素管を拡散接合することを特徴とする。
二本の素管を、この素管よりも低い融点を有する金属又
は合金でつくられたインサート材を両者間に介して、冷
間引抜加工により密着させ、次いで、素管全体をインサ
ート材の融点よりも高い温度に加熱し、このインサート
材により素管を拡散接合することを特徴とする。
以下、この発明について具体的に説明する。
この発明によって二重管を製造するためには、先ず、外
管及び内管を冷間引抜加工して外管の接合面及び内管の
接合面を平滑に仕上げる。冷間引抜加工においては、外
管及び内管をダイス及びプラグにより絞り込むことによ
り、外管及び内管の内面及び外面を冷間加工し、平滑化
する。外管及び内管の接合面を平滑にする手段としては
、冷間引抜加工に限らず機械切削若しくは研削又はホー
ニング等の研磨を使用してもよいが、冷間引抜加工を利
用すれば、他の機械研削加工等に比較して加工速度が速
く、また、機械研削が困難な小径長尺管の内面も容易に
平滑化することができるので、冷間引抜加工を利用する
のが好ましい。
管及び内管を冷間引抜加工して外管の接合面及び内管の
接合面を平滑に仕上げる。冷間引抜加工においては、外
管及び内管をダイス及びプラグにより絞り込むことによ
り、外管及び内管の内面及び外面を冷間加工し、平滑化
する。外管及び内管の接合面を平滑にする手段としては
、冷間引抜加工に限らず機械切削若しくは研削又はホー
ニング等の研磨を使用してもよいが、冷間引抜加工を利
用すれば、他の機械研削加工等に比較して加工速度が速
く、また、機械研削が困難な小径長尺管の内面も容易に
平滑化することができるので、冷間引抜加工を利用する
のが好ましい。
次いで、内管の外周全面に、外管の素材及び内管の素材
よりも低融点の合金でつくられた箔状のインサート材を
巻回し、この内管を外管に内嵌挿して複合管を得る。な
お、この場合に、インサート材は内管の外周面に巻回す
ることに替えて、外管の内周面に装着してもよいことは
勿論である。
よりも低融点の合金でつくられた箔状のインサート材を
巻回し、この内管を外管に内嵌挿して複合管を得る。な
お、この場合に、インサート材は内管の外周面に巻回す
ることに替えて、外管の内周面に装着してもよいことは
勿論である。
その後、この複合管を冷間引抜き加工し、外管と内管と
を強固に密着させる。第１図は、冷間引抜き加工により
外管と内管とを密着させる工程を示す模式図である。ダ
イス４はその内部に円柱状の空間を有しており、この空
間はダイス４の中央付近で、管が引抜かれる方向に向か
って径か小さくなるテーバ部６か形成されており、冷間
引抜加工する管を装入する側の空間の径よりも、管を引
出す側の空間の径のほうが小さくなっている。そして、
インサート材３かその外周面全面に巻きつけられた内管
２を外管１に嵌挿した状態の複合管をこのダイス４に送
給する。プラグ５は円柱状をなしダイス４の引抜空間の
中にあって内管２の内側に密接しており、管を引抜く際
に、管か変形することを防止している。このダイス４と
プラグ５により、外管１と内管２とを引抜き、外管１と
内管２を・インサート材３を介して密着させる。これに
より、その全長に亘り外管１と内管２とがインサート材
３を介して強固に密着される。
を強固に密着させる。第１図は、冷間引抜き加工により
外管と内管とを密着させる工程を示す模式図である。ダ
イス４はその内部に円柱状の空間を有しており、この空
間はダイス４の中央付近で、管が引抜かれる方向に向か
って径か小さくなるテーバ部６か形成されており、冷間
引抜加工する管を装入する側の空間の径よりも、管を引
出す側の空間の径のほうが小さくなっている。そして、
インサート材３かその外周面全面に巻きつけられた内管
２を外管１に嵌挿した状態の複合管をこのダイス４に送
給する。プラグ５は円柱状をなしダイス４の引抜空間の
中にあって内管２の内側に密接しており、管を引抜く際
に、管か変形することを防止している。このダイス４と
プラグ５により、外管１と内管２とを引抜き、外管１と
内管２を・インサート材３を介して密着させる。これに
より、その全長に亘り外管１と内管２とがインサート材
３を介して強固に密着される。
その後、外管と内管とを拡散接合によって接合し、冷間
引抜加工によってインサート月を介して強固に密着した
外管及び内管を更に強固に接合する。拡散接合において
は、外管と内管との接合面を加圧する圧力は、前述した
冷間引抜き加工による密着処理の際に生じる残留応力を
利用し、冷間引抜により、インサート材を介して密着さ
れた外管と内管とを、加熱炉により、インサート材の融
点よりも高い温度に保持し、インサート材を液を目にし
て、インサート材の原子を外管及び内管に拡散させるこ
とにより外管と内管とを接合する。この場合に、インサ
ート材は液相になっているので拡散しやすく、接合せん
とする面に印加する圧力が低くても、外管と内管とが強
固に接合される。
引抜加工によってインサート月を介して強固に密着した
外管及び内管を更に強固に接合する。拡散接合において
は、外管と内管との接合面を加圧する圧力は、前述した
冷間引抜き加工による密着処理の際に生じる残留応力を
利用し、冷間引抜により、インサート材を介して密着さ
れた外管と内管とを、加熱炉により、インサート材の融
点よりも高い温度に保持し、インサート材を液を目にし
て、インサート材の原子を外管及び内管に拡散させるこ
とにより外管と内管とを接合する。この場合に、インサ
ート材は液相になっているので拡散しやすく、接合せん
とする面に印加する圧力が低くても、外管と内管とが強
固に接合される。
なお、内管に、外管よりも熱膨張率の大きい材料を使用
すれば、加熱する際に、熱膨張差によって接合面に圧力
が加わる。この圧力を利用して拡散接合することもでき
る。
すれば、加熱する際に、熱膨張差によって接合面に圧力
が加わる。この圧力を利用して拡散接合することもでき
る。
また、冷間引抜加工により外管と内管とを密着させるこ
とによって、接合面に存在する大部分の空気が押出され
、接合面は極めて空気の少ない状態となり、また、外管
と内管とがインサート材を介して強固に密行しており、
この密着面へ侵入する空気は極めて少ないので、空気に
よって密着面が酸化する１ｇは極めて小さい。従って、
この発明における拡散接合においては、接合せんとする
管を大気加熱炉により加熱することができる。なお、外
管と内管との間に乾燥した不活性ガスを満した後、冷間
引抜加工することによって接合面を完全な不活性雰囲気
にし、管が加熱によって極力酸化しないようにすること
もできる。
とによって、接合面に存在する大部分の空気が押出され
、接合面は極めて空気の少ない状態となり、また、外管
と内管とがインサート材を介して強固に密行しており、
この密着面へ侵入する空気は極めて少ないので、空気に
よって密着面が酸化する１ｇは極めて小さい。従って、
この発明における拡散接合においては、接合せんとする
管を大気加熱炉により加熱することができる。なお、外
管と内管との間に乾燥した不活性ガスを満した後、冷間
引抜加工することによって接合面を完全な不活性雰囲気
にし、管が加熱によって極力酸化しないようにすること
もできる。
以上の如くして接合された二重管は、冷間加工または熱
処理を施すことにより機械的性質を向上させてから使用
されるのが好ましい。
処理を施すことにより機械的性質を向上させてから使用
されるのが好ましい。
［実施例］
以下、この発明の実施例について具体的に説明する。
冷間引抜き加工により接合面を平滑にし、外径が６０１
１１２１１φ、厚さが５ｍＩＲ，長さが６ｍである５Ｔ
Ｂ４２炭素鋼管と、同様の操作で接合面を平滑にし、外
径が４８．８ｒｕｍφ、厚さが３Ｍ、長さが６ｍである
５ＵＳ３０４ステンレス鋼管とを準備し、ステンレス鋼
管の外面全体に、１０％のＰを含有したＮｉ基低融点合
金のアモルファス箔（Ｎｉ−ＰＩＯ％）を均一に巻きつ
け、この合金箔を巻つけられたステンレス鋼管を炭素鋼
管の内側に嵌挿した。このようにして重ねられた炭素鋼
管とステンレス鋼管とを、管が引抜かれる側の空間の径
か５７Ｍφであるダイスを用いて冷間引抜加工し、炭素
鋼管とステンレス鋼管とをＮｉ基会合金箔介して密着さ
せた。その後、冷間引抜加工により密着された管を加熱
炉に装入し１０００℃に１時間保持し、Ｎｉ基会合金箔
原子を炭素鋼管及びステンレス鋼管に拡散させることに
より、炭素鋼管とステンレス鋼管とが強固に接合した二
重管を得ることができた。このようにして製造された二
重管の接合部について、ミクロ組織観察及び剪断強度試
験を実施した。試験片は、管の長さを１とすると、長さ
方向に対し、一端から１／８ノ、１／４１２゜１／２ノ
、３／４ノ、７／８ノの部分及び両端部分の７箇所から
採取した。その結果、全ての試験片とも冶金的に十分に
接合しており、剪断強度ら平均値で３１ ＫＳ ｆ ／
ｍｍ２ 、最少値で２９．８／＜ｇｆ／ Ｈ２という高
い値を得ることができ、接合面は十分な接合強度を有し
ていた。
１１２１１φ、厚さが５ｍＩＲ，長さが６ｍである５Ｔ
Ｂ４２炭素鋼管と、同様の操作で接合面を平滑にし、外
径が４８．８ｒｕｍφ、厚さが３Ｍ、長さが６ｍである
５ＵＳ３０４ステンレス鋼管とを準備し、ステンレス鋼
管の外面全体に、１０％のＰを含有したＮｉ基低融点合
金のアモルファス箔（Ｎｉ−ＰＩＯ％）を均一に巻きつ
け、この合金箔を巻つけられたステンレス鋼管を炭素鋼
管の内側に嵌挿した。このようにして重ねられた炭素鋼
管とステンレス鋼管とを、管が引抜かれる側の空間の径
か５７Ｍφであるダイスを用いて冷間引抜加工し、炭素
鋼管とステンレス鋼管とをＮｉ基会合金箔介して密着さ
せた。その後、冷間引抜加工により密着された管を加熱
炉に装入し１０００℃に１時間保持し、Ｎｉ基会合金箔
原子を炭素鋼管及びステンレス鋼管に拡散させることに
より、炭素鋼管とステンレス鋼管とが強固に接合した二
重管を得ることができた。このようにして製造された二
重管の接合部について、ミクロ組織観察及び剪断強度試
験を実施した。試験片は、管の長さを１とすると、長さ
方向に対し、一端から１／８ノ、１／４１２゜１／２ノ
、３／４ノ、７／８ノの部分及び両端部分の７箇所から
採取した。その結果、全ての試験片とも冶金的に十分に
接合しており、剪断強度ら平均値で３１ ＫＳ ｆ ／
ｍｍ２ 、最少値で２９．８／＜ｇｆ／ Ｈ２という高
い値を得ることができ、接合面は十分な接合強度を有し
ていた。
［発明の効果］
この発明によれば、外管と内管とか拡散接合によって冶
金的に接合するので長尺管においても強い接合強度を得
ることができる。また、外管と内管とをインサート材を
介して拡散接合により接合する前に、冷間引抜によって
外管と内管とを密着するので、素管の加工精度が高くな
くても良好な接合状態を得ることができ、素管の加工工
程を簡略化することができる。更に、加熱工程において
、接合面か予め冷間引抜によって強固に密着されている
ので、接合面が酸化される虞か極めて少ないため、操業
コストが高い不活性雰囲気炉を使用する必要かない。更
にまた、最終製品形状に近い素管を使用するため、素管
の径及びダイスの空間の径を変更することにより、容易
に多品種生産することかでき、また、製品歩留が高い。
金的に接合するので長尺管においても強い接合強度を得
ることができる。また、外管と内管とをインサート材を
介して拡散接合により接合する前に、冷間引抜によって
外管と内管とを密着するので、素管の加工精度が高くな
くても良好な接合状態を得ることができ、素管の加工工
程を簡略化することができる。更に、加熱工程において
、接合面か予め冷間引抜によって強固に密着されている
ので、接合面が酸化される虞か極めて少ないため、操業
コストが高い不活性雰囲気炉を使用する必要かない。更
にまた、最終製品形状に近い素管を使用するため、素管
の径及びダイスの空間の径を変更することにより、容易
に多品種生産することかでき、また、製品歩留が高い。
第１図はこの発明にかかる二重管の製造方法において、
冷間引抜加°工により外管と内管とを密着させる工程を
示す模式図である。 １：外管、２；内管、３；インサート材、４；ダイス、
５；プラグ、６；テーパ部。
冷間引抜加°工により外管と内管とを密着させる工程を
示す模式図である。 １：外管、２；内管、３；インサート材、４；ダイス、
５；プラグ、６；テーパ部。
Claims (1)
- 金属又は合金製の二本の素管を、この素管よりも低い融
点を有する金属又は合金でつくられたインサート材を両
者間に介して、冷間引抜加工により密着させ、次いで、
素管全体をインサート材の融点よりも高い温度に加熱し
、このインサート材により素管を拡散接合することを特
徴とする二重管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17872285A JPS6238783A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 二重管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17872285A JPS6238783A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 二重管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238783A true JPS6238783A (ja) | 1987-02-19 |
Family
ID=16053425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17872285A Pending JPS6238783A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 二重管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6238783A (ja) |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6234860A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-14 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の操舵装置 |
| JPH01197081A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性二重金属管の製造方法 |
| JPH01237083A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-21 | Kuroki Kogyosho:Kk | コンダクターロールの製造及び補修方法 |
| JP5579910B1 (ja) * | 2013-09-30 | 2014-08-27 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 減温管 |
| EP4470689A1 (fr) * | 2023-06-02 | 2024-12-04 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Procédé de fabrication d'un tube échangeur de chaleur à double paroi |
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-
1985
- 1985-08-14 JP JP17872285A patent/JPS6238783A/ja active Pending
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