JPS627876A - 二層管の製造方法 - Google Patents

二層管の製造方法

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JPS627876A
JPS627876A JP14639785A JP14639785A JPS627876A JP S627876 A JPS627876 A JP S627876A JP 14639785 A JP14639785 A JP 14639785A JP 14639785 A JP14639785 A JP 14639785A JP S627876 A JPS627876 A JP S627876A
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JP
Japan
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layer
tube
powder
inner layer
pipe
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JP14639785A
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English (en)
Inventor
Takao Mihara
三原 孝夫
Hisakatsu Nishihara
西原 久尅
Toshio Tani
谷 登志夫
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異種の材料からなる内層と外層との同心円状
積層構造を有する二層管の製造方法に関する。
〔従来技術〕
シリンダー類、輸送管、化学プラント配管、ロール類、
その他の構造用管体として、内層と外層との積層体であ
る二層管が使用されることが多い。
二層管は一種の材料のみでは得られない複数の材料特性
を内層と外層との組合わせにより兼備させ、あるいは材
料コストをiff滅しながら、所定の材料特性を充足さ
せようとするものである。例えば、シリンダーや輸送管
等として、外層にSS材等の安価な材料を用い、内層に
耐摩耗鋼を適用して二層管を構成したもの、化学プラン
ト用反応管として、外層を耐熱鋼とし、内層を耐食鋼と
して、耐熱性と耐食性とを兼備させたもの等がある。
二層管の製造方法としては、管径の異なる2つの管材を
嵌め合わせてロールフォーミング等により両者を圧着さ
せる方法、管材の表面に溶接により、ビードを積層して
肉盛層を形成する溶接肉盛法、管材の表面に溶射材料を
溶滴として吹付けて被覆層を形成する溶射法、あるいは
遠心力鋳造用鋳型内に外層形成用金属溶湯を注入して外
層を形成したのち、内層形成用金属溶湯を注入して内層
を形成せしめる遠心力鋳造法等がある。
〔解決しようとする問題点〕
しかるに、2つの管材を嵌め合わせて塑性加工により圧
着させる方法は、工程が複雑なこと、内・外層間の確実
な密着一体化が容易でないこと等の難点があり、溶接肉
盛法は、煩瑣な作業を必要とし、大量生産には不向きで
あるほか、溶接材料の制約が多く、かつ溶接割れ等を防
止するための予熱・後熱等の煩わしい処理を必要とする
。また、溶射法では、形成される溶射被覆層と基材との
間の密着力が弱く、剥離を生じ易いという問題がある。
遠心力鋳造法では、上述の難点は比較的少なく、工程が
簡素で、大量生産にも適している。しかし、同法による
場合、内層および外層を形成するための金属溶湯の溶製
を各々別の溶解・精錬炉で、しかも同時に並行して行う
ことが必要であり、またその鋳造において、内・外層が
冶金学的に密着一体化した結合関係を形成せしめるには
、両層の鋳造温度および鋳造のタイミング等、多くの因
子を制御しなければならず、しかも両層の材料組成の選
択・組合わせの決定に際しては、鋳造割れ等の欠陥防止
の点から、多くの制約を受ける。
本発明は、上述の問題点を解消した二層管の新たな製造
方法を提供しようとするものである。
〔技術的手段および作用〕
本発明に係る二層管の製造方法は、まず外層となるべき
所定の材料からなる管体(外層用管体)と、内層となる
べき所定の成分組成に調整された原料粉末(内層用原料
粉末)とを準備しておき、該外層用管体を水平に保持し
てその管内に、所望の内層々厚に相当する量の内層用原
料粉末を投与し、管軸を中心とする外層用管体の回転下
に、内層用原料粉末を、外層用管体の内周面に沿って拡
布せしめると共に、高周波コイルにより加熱溶融して外
層用管体内周面を一様な層厚で被覆する溶融物層を形成
せしめ、しかるのち該溶融物層を冷却凝固させることを
特徴とする。
本発明方法によれば、管体の遠心力回転下に、高周波コ
イルによる管内の内層用原料粉末の加熱溶融とその後の
冷却により目的とする二層管が製造される。その内層と
外層との境界面は、内層用原料粉末の溶融物の形成過程
における管体との融合により良好なる密着結合関係を形
成している。
また、外層となる管体および内層となる粉末組成に特別
の制限はなく、管材および原料粉末組成の選択により用
途に応じた種々の特性が付与される。
更に、割れ感受性の高い材料からなる二層管を製造する
場合には、高周波コイルによる加熱・冷却速度の制御等
により割れの発生を未然に防止することができ、従って
予熱・後熱等の熱処理を別工程として施す必要はない。
本発明方法に使用される外層用管体は、遠心力鋳造また
は塑性加工等により製造されたものであってよく、その
材質は目的とする二層管の用途・要求性能に応じて、例
えば普通鋳鉄、低合金鋳鋼、ステンレス鋳鋼、耐熱鋳鋼
、耐摩耗鋳鋼、その他種々の金属が用いられる。また、
一種もしくは二種以上の金属粉末またはセラミック粉末
、あるいはそれらの粉末混合物を原料として成形・焼結
工程を経て製造される焼成品としての管体を使用するこ
ともできる。
内層用原料粉末は、目的とする二層管の用途・要求性能
により、金属粉末、または金属粉末とセラミック粉末と
の混合粉末が用いられる。金属粉末は、所望の成分組成
を有する合金の粉末であってもよく、また二種以上の金
属粉末を所望の成分組成となるように配合したものであ
ってもよい。
セラミック粉末としては、例えばタングステン炭化物(
WC) 、チタン炭化物(T i C) 、炭化珪素(
SiC)、アルミナ(A12o3)、ジルコニア(Zr
Oz)、窒化珪素(Si3Na)、窒化ボロン(B3N
)等が挙げられる。
内層用原料粉末として金属粉末を用いる場合には、その
金属粉末の成分組成に対応する成分組成を有する金属か
らなる内層が形成され、また金属粉末とセラミック粉末
との混合粉末を使用する場合には、金属粉末の成分組成
に対応する成分組成からなる金属をマトリックスとし、
該マトリックス中にセラミック粒子が分散相として混在
する複合組織(混合相)を有する内層を形成することが
できる。セラミツ°り粒子を分散相として含む内層は、
金属単相の場合に比し、耐摩耗性、耐熱性、耐食性等の
すぐれた特性を有する。金属粉末とセラミック粉末との
配合比は、要求特性により適宜調整されるが、高周波誘
導加熱効果、溶融状態における金属とセラミック粒子の
分散均一化等の点から混合粉末中に占めるセラミック粉
末の量は60%(重量)以下であるのが好ましい。かか
る内層用原料粉末の好ましい例として、炭化タングステ
ン粉末と自溶性合金粉末とが2二8〜5:5の割合で配
合された混合粉末が挙げられる。
本発明方法の実施要領の具体例を第1図により説明する
と、(P)は外層用管体、(1)は管体(P)を回転さ
せるための駆動用ポジショナ、(4)は管体(P)の外
まわりに嵌装される高周波コイルである。管体(P)は
、その両管端部に端板(仕切り板)(6,6)が嵌着さ
れ、一方の管端がポジショナ(1)に取付けられてチャ
ック(2)で固定され、他端側は受はローラ(3)に支
承されて水平に保持されている。管体(P)は、所望の
外層層厚に相当する肉厚を有しており、その管内に、内
層用原料粉末(P w)を所定の量、即ち所定の層厚の
内層を形成するに必要な量だけ投入する一方、管体(P
)の外周に高周波コイル(4)を装着することにより準
備を完了する。なお、高周波コイル(4)は、管体(P
)内の内層原料粉末をまんべんなく加熱するために、図
示しない駆動装置に連結され、管軸方向に往復移動する
ようになっている。
上記管体(P)をポジショナ(1)により管軸を中心に
遠心回転させ、管内の粉末(PW)を遠心力の作用によ
り管体(P)の内周面にそって一様−に拡布せしめると
共に、高周波コイル(4)に交番電流を流し、該コイル
を管軸にそって適当な移行速度で管体(P)の全長にわ
たって往復移動させながら原料粉末(PW)を加熱溶融
することにより、管体(P)の内周面を一様な層厚で被
覆する溶融物を形成せしめる。原料粉末が金属粉末であ
る場合、形成される溶融物は、金属溶湯であり、金属粉
末とセラミック粉末との混合粉末である場合には、金属
溶湯とこれに懸濁するセラミック粒子とからなる混合融
体である。適当な加熱時間を与えて均質な溶融物層を形
成したのち、冷却することにより、第2図に示すように
外層(LO)(!:内層(Li)との同心円状積層構造
を有する二層管(10)が得られる。むろん、外層(L
O)は管体(P)からなり、内層(Li)は管体(P)
の内周面に形成された前記溶融物の凝固体である。その
外層(LO)と内層(L i)との境界面には、原料粉
末の加熱溶融工程における管体(P)内表面と溶融物と
の融合により、良好な密着結合関係が形成されている。
上記製造工程において、管体(P)の遠心力回転と高周
波コイル(4)による加熱操作とは、同時に開始される
か、または管体(P)の回転により原料粉末が管体内周
面に一様に拡布したのち高周波コイル(4)による加熱
が開始され、あるいはその逆の順序で行われることもあ
る。
管体(P)は、その内周面に積層形成される内層との密
着性を良好ならしめるために、予め機械加工による内周
面の酸化皮膜の除去等、管体の製造工程に由来する内周
面の異物を除去するための前処理(表面端化)が必要に
応じて施される。
また、内層用原料粉末が、炭化タングステン粉末、その
他の易酸化性粉末である場合には、高周波コイルによる
加熱下での粉末の酸化損耗、および酸化物の生成による
内層材質の低下・割れ発生等を防止するために、加熱を
行うに先立って、管体(P)内を不活性ガス(例えば、
窒素ガス、アルゴンガス)で置換し、不活性雰囲気下で
粉末の加熱溶融を行うことが好ましい。管体(P)内へ
の不活性ガスの供給は、図に示すように、管体(P)の
開口端の端板(6)に設けられた孔(7)に不活性ガス
送給管(5)を臨ませて行えばよく、管内の不活性雰囲
気を維持するのに必要であれば、原料粉末の加熱溶融過
程において連続的もしくは間歇的に不活性ガスの送給を
1!続する。
なお、管体(P)の遠心回転装置は、図示のごときポジ
ショナ(1)に代えて、例えば駆動装置を有するターニ
ングローラを使用し、ターニングロ−ラ上で管体の遠心
回転を行わせるようにしてもよい。また、高周波コイル
(4)は、管体の長さ等に応じ、複数個管軸方向に並列
させればよい。
〔実施例〕
遠心力鋳造管を外層用管体とし、第1図に示すように、
その管端部に端板(6,6)を嵌着し、一端を駆動用ポ
ジショナ(1)に固着し、他端6側を受はローラ(3)
上に担持させる。この管体(P)内に、内層用原料粉末
として炭化タングステン粉末と自溶性合金粉末との混合
粉末を投入すると共に、管内を不活性ガス送給管(5)
にて送給される窒素ガスで置換する。窒素ガスの連続的
送給下に、管体(P)を管軸を中心に遠心回転させると
共に、高周波コイル(4)を管軸方向に往復移動させな
がら、管内の粉末を誘起電流の抵抗熱により加熱溶融し
て管体内周面を一様な層厚で被覆する溶融物の層を形成
し、しかるのちこれを冷却凝固させて、第2図に示すご
とき二層管を得た。
(1)外層用管体 (1)  材質:5S41相当 (2)管サイズ:外径210*nx肉厚7鶴×長さ50
0m。
(II)内層用原料粉末 (1)  自溶性合金粉末 成分組成二B2%、Cr5%、残部Ni。
粒径:60〜100μm (2)炭化タングステン粉末(WC) 粒径:10μm (3)  配合比 自溶性合金粉末:炭化タングステン粉末=50:50(
重量) (I[I)内層形成条件 (1)管体回転速度:10G(管体内周面上)(2) 
 高周波コイル移動速度:60m/分(3)加熱温度7
1100℃(側温位置:管体内側表面近傍) (4)窒素ガス送給量:201/分 (IV)得られた二層管の性状 (1)  内・外層の組織: 外層は5S41相当の成分組成を有する金属単相組織を
有し、内層はNi基合金(B2%、Cr5%)をマトリ
ックスとし、これに体積率で約25%の炭化タングステ
ン粒子が均一に分散した複合組織を有している。また、
外層と内層との境界面には、その全周全長にわたり薄い
融合層(層厚:約0.5m)が形成され、完全に密着一
体化していることが認められた。第3図に二層管の断面
のミクロ組織(倍率: 100)を示す。(A)は内層
(複合組織)部分、(C)は外層(金属単相)部分であ
り、(m )は内層におけるマトリックス金属、(Pc
)は炭化タングステン粒子である。
(2)内層の耐摩耗性: 大戦式迅速摩耗試験(相手材回転輪:5UJ2、すべり
速度:3.5m/分、すべり距離:200m、最終荷重
: 6.3 kg f /c11)による比摩耗量は、
3゜5×1O−1l龍”/kgfと、良好な耐摩耗性を
存している。
(3)  内層の耐食性: 10%塩酸水溶液(液温40℃)における腐食減量は0
.16g/m−Hr、15%硫酸水溶液(液温4゜℃)
における腐食減量は0.48g/ m−Hrと極めて少
なく、良好な耐食性を有している。
〔発明の効果〕
本発明方法によれば、管体と粉末との組合わせのもとに
、従来の遠心力鋳造法、その他の製造方法に比し、簡単
な工程および操作で二層管を製造することができる。ま
た、粉末の選択により、耐摩耗性、耐熱性、耐食性等、
用途・要求性能にかなった緒特性を兼備させることがで
きる。その外層および内層の層厚は、管体の肉厚および
粉末投与量により正確に設定することができ、遠心力鋳
造法におけるような層厚制御の困難もない。
更に、目的とする二層管が、耐摩耗材のように割れ感光
性の高い材質であっても、高周波コイルによる加熱・冷
却速度の制御等により割れを防止することができるので
、一般に行われているような予熱および後熱の熱処理作
業を省略することもでき、高能率化・作業環境の改善等
の諸効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施要領の具体例を示す側面説明図、
第2図は二層管の径方向断面図、第3図は本発明により
製造された二層管の断面の金属組織を示す図面代用顕微
鏡写真である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同心円状に積層された内層と外層とからなる二層
    管の製造方法であって、 外層となるべき管体を水平に保持し、該管内に、内層と
    なるべき所定の成分組成に調整された原料粉末を所定の
    内層々厚に相当する量だけ投与して該管体をその軸心を
    中心に回転させると共に、高周波コイルにより該粉末を
    加熱溶融せしめ、遠心力により該管体の内周面を被覆す
    る一様な層厚の溶融物の層を形成したのち、該溶融物を
    凝固せしめることを特徴とする二層管の製造方法。
JP14639785A 1985-07-02 1985-07-02 二層管の製造方法 Pending JPS627876A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6425989A (en) * 1987-07-21 1989-01-27 Dai Ichi High Frequency Co Ltd Production of internally metal lined pipe
JPH0196363A (ja) * 1987-10-06 1989-04-14 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 内外面金属ライニング管の製造方法
JPH0390193A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nippon Kentetsu Co Ltd 洗濯機の給水制御方法
EP0446025A3 (en) * 1990-03-08 1993-03-03 Inductametals Corporation Apparatus for metalizing internal surfaces of metal bodies such as tubes and pipes
JPH0925582A (ja) * 1996-08-05 1997-01-28 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 内面金属ライニング管の製造方法
RU2637205C2 (ru) * 2015-08-31 2017-11-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Способ центробежной биметаллизации втулок с нагревом токами высокой частоты
CN107937907A (zh) * 2017-11-28 2018-04-20 上海航天精密机械研究所 陶瓷增强金属基复合涂层的激光熔覆制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6425989A (en) * 1987-07-21 1989-01-27 Dai Ichi High Frequency Co Ltd Production of internally metal lined pipe
JPH0196363A (ja) * 1987-10-06 1989-04-14 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 内外面金属ライニング管の製造方法
JPH0390193A (ja) * 1989-09-01 1991-04-16 Nippon Kentetsu Co Ltd 洗濯機の給水制御方法
EP0446025A3 (en) * 1990-03-08 1993-03-03 Inductametals Corporation Apparatus for metalizing internal surfaces of metal bodies such as tubes and pipes
JPH0925582A (ja) * 1996-08-05 1997-01-28 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 内面金属ライニング管の製造方法
RU2637205C2 (ru) * 2015-08-31 2017-11-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Способ центробежной биметаллизации втулок с нагревом токами высокой частоты
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