JP2711129B2 - チタンシームレスパイプの製造方法 - Google Patents
チタンシームレスパイプの製造方法Info
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- JP2711129B2 JP2711129B2 JP3951089A JP3951089A JP2711129B2 JP 2711129 B2 JP2711129 B2 JP 2711129B2 JP 3951089 A JP3951089 A JP 3951089A JP 3951089 A JP3951089 A JP 3951089A JP 2711129 B2 JP2711129 B2 JP 2711129B2
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- titanium
- piercing
- seamless pipe
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/08—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel having one or more protrusions, i.e. only the mandrel plugs contact the rolled tube; Press-piercing mills
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チタン或はチタン合金のシームレスパイプ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、チタン或はチタン合金のシームレスパイプは、
たとえば、「Ｒ＆D/神戸製鋼技報」第21巻・第２号/197
1年４月p.10〜17所載の論文「チタン・チタン合金の製
造・加工」に記載されているように、熱間押し出し法に
よって得られた中空素管を冷間抽押するかまたは、ロー
ルダイスによって圧延することによって製造されてき
た。
たとえば、「Ｒ＆D/神戸製鋼技報」第21巻・第２号/197
1年４月p.10〜17所載の論文「チタン・チタン合金の製
造・加工」に記載されているように、熱間押し出し法に
よって得られた中空素管を冷間抽押するかまたは、ロー
ルダイスによって圧延することによって製造されてき
た。
このような製造プロセスによるときは、熱間押し出し
に先立ってビレットの断面中心に材料全長に亙って穿孔
加工が施され、熱間押し出し後、中空素管の内外面の疵
を除去する等の手入れが行われ、然る後冷間抽伸等の加
工が施される。
に先立ってビレットの断面中心に材料全長に亙って穿孔
加工が施され、熱間押し出し後、中空素管の内外面の疵
を除去する等の手入れが行われ、然る後冷間抽伸等の加
工が施される。
かかるプロセスによる場合、製品歩留りは50％以下と
著しく低く、製造コストが高くなっているという問題が
あった。
著しく低く、製造コストが高くなっているという問題が
あった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記従来技術における問題を解決し、高い
製品歩留りで安価にチタン或はチタン合金のシームレス
パイプを製造する方法を提供することを目的としてなさ
れた。
製品歩留りで安価にチタン或はチタン合金のシームレス
パイプを製造する方法を提供することを目的としてなさ
れた。
（課題を解決するための手段） 本発明の特徴とする処は、チタン或はチタン合金の角
断面ビレットを、700〜1100℃の温度域で延伸比λ:1.05
〜1.35の範囲内でプレスロール穿孔圧延を行うことを特
徴とするチタンシームレスパイプの製造方法である。
断面ビレットを、700〜1100℃の温度域で延伸比λ:1.05
〜1.35の範囲内でプレスロール穿孔圧延を行うことを特
徴とするチタンシームレスパイプの製造方法である。
以下に、本発明を詳細に説明する。
一般に、金属シームレスパイプの製造プロセスにおけ
る穿孔機として、マンネスマン式ピアサーおよびたとえ
ば特公昭54−23675号公報に開示されているプレスロー
ルピアサーが実用されている。
る穿孔機として、マンネスマン式ピアサーおよびたとえ
ば特公昭54−23675号公報に開示されているプレスロー
ルピアサーが実用されている。
チタン或はチタン合金を熱間加工しようとするとき
は、第１図に示すチタンのグリーブル試験（熱間引張試
験）による断面減少率の状況から明らかなように、変形
能が悪く加工中に割れ等が発生し易い。
は、第１図に示すチタンのグリーブル試験（熱間引張試
験）による断面減少率の状況から明らかなように、変形
能が悪く加工中に割れ等が発生し易い。
発明者等は、中実のチタン或はチタン合金材料から中
空素管を得る手段について、種々の検討を行った。特
に、チタン或はチタン合金のシームレスパイプを歩留り
高く安価に製造するための手段として、特開昭64−1100
6号公報にマンネスマン式ピアサーによる穿孔方法が開
示されている。
空素管を得る手段について、種々の検討を行った。特
に、チタン或はチタン合金のシームレスパイプを歩留り
高く安価に製造するための手段として、特開昭64−1100
6号公報にマンネスマン式ピアサーによる穿孔方法が開
示されている。
今回マンネスマン式ピアサーによる穿孔とプレスロー
ルピアサーによる穿孔圧延を比較検討した。その結果、
マンネスマン式ピアサーによる穿孔は、主として剪断変
形によって穿孔が進行する処から、材料に割れ発生しま
た、噛み込み不良も惹起し、正常な穿孔が困難であるこ
とが明らかとなった。
ルピアサーによる穿孔圧延を比較検討した。その結果、
マンネスマン式ピアサーによる穿孔は、主として剪断変
形によって穿孔が進行する処から、材料に割れ発生しま
た、噛み込み不良も惹起し、正常な穿孔が困難であるこ
とが明らかとなった。
一方、プレスロールピアサーによる穿孔圧延では、主
として圧縮変形によって穿孔が進行するから、材料に割
れ等が発生することなく噛み込みも円滑で安定した穿孔
が可能であることが明らかとなった。
として圧縮変形によって穿孔が進行するから、材料に割
れ等が発生することなく噛み込みも円滑で安定した穿孔
が可能であることが明らかとなった。
更に発明者等は、プレスロールピアサーによってチタ
ン或はチタン合金の角断面ビレットから中空素管を製造
する方法について、研究を進めた。その結果、鋼を穿孔
圧延する条件でチタン或はチタン合金材料を穿孔圧延す
ると、第３図に示す噛み出しＫが発生し、素管を周方向
に回転させて行う材料のハンドリングが困難となるほ
か、噛み出しＫが折れ曲がることに起因する表面疵の発
生といった問題を惹起することが明らかとなった。
ン或はチタン合金の角断面ビレットから中空素管を製造
する方法について、研究を進めた。その結果、鋼を穿孔
圧延する条件でチタン或はチタン合金材料を穿孔圧延す
ると、第３図に示す噛み出しＫが発生し、素管を周方向
に回転させて行う材料のハンドリングが困難となるほ
か、噛み出しＫが折れ曲がることに起因する表面疵の発
生といった問題を惹起することが明らかとなった。
図において１はロール、２はプラグ、３は穿孔材を示
す。
す。
発明者等の解明によれば、穿孔圧延温度と延伸の大き
さが、前記問題の発生に大きく影響している。第２図
に、チタン材の高温域での変形抵抗を、鋼におけるそれ
と比較して示す。
さが、前記問題の発生に大きく影響している。第２図
に、チタン材の高温域での変形抵抗を、鋼におけるそれ
と比較して示す。
第２図から明らかなように、1100℃以上の温度域では
変形抵抗は極めて低く、このことに起因してプレスロー
ル穿孔圧延過程で、第３図に示す噛み出しＫを生じる。
変形抵抗は極めて低く、このことに起因してプレスロー
ル穿孔圧延過程で、第３図に示す噛み出しＫを生じる。
発明者等は700〜1100℃の温度域でプレスロール穿孔
圧延を行えば、上記問題を生じることがないことを解明
した。700℃未満の温度域では、穿孔圧延過程に後続す
るエロンゲータミル、プラグミル等による圧延に必要な
材料温度を確保できない問題があるほか、穿孔圧延その
ものにおいても、割れなどの発生により十分な圧下を材
料に適用できないという問題がある。
圧延を行えば、上記問題を生じることがないことを解明
した。700℃未満の温度域では、穿孔圧延過程に後続す
るエロンゲータミル、プラグミル等による圧延に必要な
材料温度を確保できない問題があるほか、穿孔圧延その
ものにおいても、割れなどの発生により十分な圧下を材
料に適用できないという問題がある。
発明者等は、さらに研究を進めプレスロール穿孔圧延
過程での材料の延伸量が、前記穿孔圧延温度とともに極
めて重要であり、その最適値が1.05〜1.35であることを
解明した。延伸が1.35を超えると、噛み出しが顕著とな
る。
過程での材料の延伸量が、前記穿孔圧延温度とともに極
めて重要であり、その最適値が1.05〜1.35であることを
解明した。延伸が1.35を超えると、噛み出しが顕著とな
る。
一方、延伸が1.05未満では、プレスロール穿孔圧延に
おけるパスを構成するプラグの直径が小さいものとな
り、従って、プラグを保持するバーの直径も小さなもの
となって、穿孔圧延過程全域に亙ってプラグを穿孔圧延
パスの中心に保持することが困難となり、得られる中空
素管に偏肉と呼ばれる周方向における肉厚不同を生じ
る。
おけるパスを構成するプラグの直径が小さいものとな
り、従って、プラグを保持するバーの直径も小さなもの
となって、穿孔圧延過程全域に亙ってプラグを穿孔圧延
パスの中心に保持することが困難となり、得られる中空
素管に偏肉と呼ばれる周方向における肉厚不同を生じ
る。
また、チタン或はチタン合金は、タイトなスケールを
生成し易くこのスケールが表面疵の原因となるから、素
材を加熱するに際しては酸化防止剤を塗布しておくこと
が望ましい。
生成し易くこのスケールが表面疵の原因となるから、素
材を加熱するに際しては酸化防止剤を塗布しておくこと
が望ましい。
プレスロール穿孔圧延によって得られた中空素管は、
エロンゲータミルによる延伸圧延、プラグミル或はマン
ドレルミル（連続圧延機）による仕上げ圧延が施され
る。
エロンゲータミルによる延伸圧延、プラグミル或はマン
ドレルミル（連続圧延機）による仕上げ圧延が施され
る。
これらの圧延過程にあって、わけても穿孔圧延過程が
最も困難かつ重要なプロセスであり、後続する圧延過程
では、ミルの能力範囲内となる変形抵抗に対応する材料
温度および圧下量であれば、鋼のシームレスパイプを圧
延する場合に比し、特に問題なく圧延を行うことができ
る。
最も困難かつ重要なプロセスであり、後続する圧延過程
では、ミルの能力範囲内となる変形抵抗に対応する材料
温度および圧下量であれば、鋼のシームレスパイプを圧
延する場合に比し、特に問題なく圧延を行うことができ
る。
（実施例） 本発明の実施例として、モデルミルにて下記条件のも
と穿孔温度を700〜1200℃、延伸を変更して穿孔を行
い、引続きELMで圧延（仕上げ厚5mm）を行った。
と穿孔温度を700〜1200℃、延伸を変更して穿孔を行
い、引続きELMで圧延（仕上げ厚5mm）を行った。
（１）試験機：モデルプレスロールピアサー （２）穿孔素材：サイズ80mm×500mmL 材質 チタン材 （３）仕上寸法：外径93mmφ×肉厚約31mm〜20mm （４）穿孔温度:600〜1200℃ 第１表にモデルPRPでの穿孔条件と、その穿孔材を次
の工程であるELMで圧延後の圧延状況及び圧延材表面状
況を示す。
の工程であるELMで圧延後の圧延状況及び圧延材表面状
況を示す。
穿孔温度1200℃では、噛み出しが大きくてELMで圧延
できなかった。穿孔温度が低くなるほど噛み出し量は小
さくなるが、1100℃では延伸が1.40になるとELM圧延後
外表面疵として残った。一方、700℃では、延伸が1.40
で割れが発生した。600℃では、延伸1.35で負荷大の
為、噛み込まず、延伸1.25では割れが発生した。
できなかった。穿孔温度が低くなるほど噛み出し量は小
さくなるが、1100℃では延伸が1.40になるとELM圧延後
外表面疵として残った。一方、700℃では、延伸が1.40
で割れが発生した。600℃では、延伸1.35で負荷大の
為、噛み込まず、延伸1.25では割れが発生した。
また、延伸1.05では、寸法精度上、偏肉率（（周方向
肉厚の最大値−最小値）÷周方向平均肉厚）で10〜15％
のばらつきがみられたことからPRP後の偏肉が悪かった
ものと思われ、PRPでの延伸の下限は1.05におさえるこ
とが必要である。
肉厚の最大値−最小値）÷周方向平均肉厚）で10〜15％
のばらつきがみられたことからPRP後の偏肉が悪かった
ものと思われ、PRPでの延伸の下限は1.05におさえるこ
とが必要である。
（発明の効果） 以上のように、本発明を利用すれば、通常のシームレ
ス圧延工程により、チタン材を安価に、かつ安定して製
造することができ、その工業的効果は甚大である。
ス圧延工程により、チタン材を安価に、かつ安定して製
造することができ、その工業的効果は甚大である。
第１図は、グリーブル試験によるチタン材の変形能を示
す図表、第２図は、チタン材の高温での変形抵抗を示す
図表、第３図は、噛み出しの説明図である。 1:穿孔用カリバーロール、 2:プラグ、3:穿孔材、 K:噛み出し量
す図表、第２図は、チタン材の高温での変形抵抗を示す
図表、第３図は、噛み出しの説明図である。 1:穿孔用カリバーロール、 2:プラグ、3:穿孔材、 K:噛み出し量
Claims (1)
- 【請求項１】チタン或はチタン合金の角断面ビレット
を、700〜1100℃の温度域で延伸比λ:1.05〜1.35の範囲
内でプレスロール穿孔圧延を行うことを特徴とするチタ
ンシームレスパイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3951089A JP2711129B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | チタンシームレスパイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3951089A JP2711129B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | チタンシームレスパイプの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02220703A JPH02220703A (ja) | 1990-09-03 |
| JP2711129B2 true JP2711129B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=12555038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3951089A Expired - Fee Related JP2711129B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | チタンシームレスパイプの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711129B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103934269B (zh) * | 2014-03-31 | 2016-06-08 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | 一种tc4钛合金无缝管及其生产方法 |
| CN110369548A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-10-25 | 西安圣泰金属材料有限公司 | 一种钛合金无缝方矩形管及其制造方法和应用 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP3951089A patent/JP2711129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02220703A (ja) | 1990-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |