JP3429157B2 - オーステナイト系ステンレス鋼の大径リング製造方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼の大径リング製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はオーステナイト系ス
テンレス鋼の継目無し大径リングの製造に関する。
テンレス鋼の継目無し大径リングの製造に関する。
【0002】
【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼等の高合
金の継目無し鋼管はユージンセジェルネ式熱間押出法の
プレス機にて押出され熱処理を施し製造される。また寸
法精度の高い鋼管の要求に対しては冷間引抜、冷間圧伸
等の加工が加えられた後、熱処理を施し製造される。
金の継目無し鋼管はユージンセジェルネ式熱間押出法の
プレス機にて押出され熱処理を施し製造される。また寸
法精度の高い鋼管の要求に対しては冷間引抜、冷間圧伸
等の加工が加えられた後、熱処理を施し製造される。
【0003】大径リングはこれらの方式にて製造された
大径鋼管を帯鋸等の切断機により切断されて客先へ供給
される。
大径鋼管を帯鋸等の切断機により切断されて客先へ供給
される。
【0004】熱間加工仕上げで出荷される場合、外径寸
法145mm以上の大径リングを得るためには2000
tを越えるプレス機の存在が必要となる。1250t、
2000t、3100tのプレス機の製造可能最大外径
寸法はそれぞれ1250tで70mm、2000tで1
45mmそして3100tで230mmに熱間での変形
抵抗と押出比によって決まる押出力により制限される。
法145mm以上の大径リングを得るためには2000
tを越えるプレス機の存在が必要となる。1250t、
2000t、3100tのプレス機の製造可能最大外径
寸法はそれぞれ1250tで70mm、2000tで1
45mmそして3100tで230mmに熱間での変形
抵抗と押出比によって決まる押出力により制限される。
【0005】冷間加工仕上げで出荷される場合で、大径
で寸法精度の高い鋼管を得るためには希望の寸法より大
径の鋼管から外径と肉厚の減少を伴う冷間引抜あるいは
冷間圧伸にて製造される。このため外径寸法145mm
以上の鋼管を得るためには大型の冷間引抜機の存在が必
要不可欠となる。冷間圧伸に関しては現在、外径寸法1
45mm以上の大型設備は存在しない。
で寸法精度の高い鋼管を得るためには希望の寸法より大
径の鋼管から外径と肉厚の減少を伴う冷間引抜あるいは
冷間圧伸にて製造される。このため外径寸法145mm
以上の鋼管を得るためには大型の冷間引抜機の存在が必
要不可欠となる。冷間圧伸に関しては現在、外径寸法1
45mm以上の大型設備は存在しない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】大径の鋼管を得るため
には2000tを超える大型プレス機が、また寸法精度
の高い鋼管を得るためには大型冷間引抜機が必要となる
ため、まとまった量が必要になり少量生産はコスト高に
なる。
には2000tを超える大型プレス機が、また寸法精度
の高い鋼管を得るためには大型冷間引抜機が必要となる
ため、まとまった量が必要になり少量生産はコスト高に
なる。
【0007】本発明ではコストを低く抑え、かつ少量多
品種生産に適したオーステナイト系ステンレス鋼の大径
リング製造方法及びその製造方法により製造した大径リ
ングを得ることを目的とする。
品種生産に適したオーステナイト系ステンレス鋼の大径
リング製造方法及びその製造方法により製造した大径リ
ングを得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】2000t以下の中型プ
レス機にて押出された外径寸法145mmまでの母材と
なるオーステナイト系ステンレス鋼からなる鋼管を必要
数のみ帯鋸あるいは突切切断し、リングを得た後、切断
により生じてリングに付着しているバリをショットブラ
ストして除去し、冷間ローリング加工により拡管して成
形して大径リングとする。
レス機にて押出された外径寸法145mmまでの母材と
なるオーステナイト系ステンレス鋼からなる鋼管を必要
数のみ帯鋸あるいは突切切断し、リングを得た後、切断
により生じてリングに付着しているバリをショットブラ
ストして除去し、冷間ローリング加工により拡管して成
形して大径リングとする。
【0009】冷間ローリングは所定の寸法に拡管して仕
上げていくため、同一母材から外径、内径が異なる多品
種のリングが製造可能になる点に特徴を有する。また冷
間ローリング装置のローリング工具である主ロールある
いはマンドレルの形状を変化させることによって外径面
あるいは内径面に円周上に溝などの加工が可能であるこ
とも特徴の一つである。
上げていくため、同一母材から外径、内径が異なる多品
種のリングが製造可能になる点に特徴を有する。また冷
間ローリング装置のローリング工具である主ロールある
いはマンドレルの形状を変化させることによって外径面
あるいは内径面に円周上に溝などの加工が可能であるこ
とも特徴の一つである。
【0010】この加工によりオーステナイト系ステンレ
ス鋼では硬化するだけでなく磁性を持つ(すなわち透磁
率が増加する)ことになる。しかし、このままの場合、
最終部品への旋削加工時に硬すぎて旋削できないという
欠点を持つ。さらにオーステナイト系ステンレス鋼の場
合、冷間ローリングのままでは一般耐食性は悪くなり、
また応力腐蝕を発生しやすくなるという欠点を持つこと
になる。
ス鋼では硬化するだけでなく磁性を持つ(すなわち透磁
率が増加する)ことになる。しかし、このままの場合、
最終部品への旋削加工時に硬すぎて旋削できないという
欠点を持つ。さらにオーステナイト系ステンレス鋼の場
合、冷間ローリングのままでは一般耐食性は悪くなり、
また応力腐蝕を発生しやすくなるという欠点を持つこと
になる。
【0011】この冷間ローリングによって加工硬化し、
磁性を帯びたリングに固溶化熱処理を実施することによ
り、切削加工を容易にするための硬さとし、また優れた
耐食性を得る。
磁性を帯びたリングに固溶化熱処理を実施することによ
り、切削加工を容易にするための硬さとし、また優れた
耐食性を得る。
【0012】さらに上記固溶化熱処理により歪んだ外径
寸法と真円度を改善するためサイジングプレス機にてサ
イジングを実施する。その後、固溶化熱処理によるスケ
ール除去を目的としてショットブラストあるいは酸洗を
実施する。
寸法と真円度を改善するためサイジングプレス機にてサ
イジングを実施する。その後、固溶化熱処理によるスケ
ール除去を目的としてショットブラストあるいは酸洗を
実施する。
【0013】寸法精度については外径寸法精度±0.2
〜0.3mm、内径寸法精度±0.4〜0.9mm、そ
して幅寸法精度は±0.3〜0.5mmが可能となる。
なお一般には外径寸法145mm以上の押出ししたまま
の鋼管切断では、外径寸法公差±0.9mm以上、内径
寸法公差±1.0mm以上となり精度は非常に高い。こ
こで冷間ローリング加工装置について簡単に説明する。
当該冷間ローリング装置は図1(a)に示す如く所定の
リング幅に符合する周溝2を有するマンドレル1と、そ
のマンドレルに周接してマンドレルを軸回転可能にする
受けロール3と、所定のリング幅に符合する周溝5を有
し、上記受けロール3の回転軸と平行な軸の周りに回転
する主ロール4よりなる。そして図1(b)に示すごと
く素材6にマンドレル1を挿通し、それが素材6の内面
に接するようにし、更に主ロール4を回転させながら素
材6の外周面に押し当てる。こうして図1(b)に示す
ごとく、マンドレル1と主ロール4の軸回転と押圧作用
により輪状部の肉厚が薄くなりその結果全体が拡径す
る。この拡径が進行され図1(c)に示すごとく、あら
かじめ所定の位置に設置されたサイザー7に拡径された
素材6の外周面が当たるとサイザー7に関連して設置さ
れた近接スイッチ8が働き、主ロール4が後退してその
押圧作用が停止する。このようにして所定のリングが得
られる。
〜0.3mm、内径寸法精度±0.4〜0.9mm、そ
して幅寸法精度は±0.3〜0.5mmが可能となる。
なお一般には外径寸法145mm以上の押出ししたまま
の鋼管切断では、外径寸法公差±0.9mm以上、内径
寸法公差±1.0mm以上となり精度は非常に高い。こ
こで冷間ローリング加工装置について簡単に説明する。
当該冷間ローリング装置は図1(a)に示す如く所定の
リング幅に符合する周溝2を有するマンドレル1と、そ
のマンドレルに周接してマンドレルを軸回転可能にする
受けロール3と、所定のリング幅に符合する周溝5を有
し、上記受けロール3の回転軸と平行な軸の周りに回転
する主ロール4よりなる。そして図1(b)に示すごと
く素材6にマンドレル1を挿通し、それが素材6の内面
に接するようにし、更に主ロール4を回転させながら素
材6の外周面に押し当てる。こうして図1(b)に示す
ごとく、マンドレル1と主ロール4の軸回転と押圧作用
により輪状部の肉厚が薄くなりその結果全体が拡径す
る。この拡径が進行され図1(c)に示すごとく、あら
かじめ所定の位置に設置されたサイザー7に拡径された
素材6の外周面が当たるとサイザー7に関連して設置さ
れた近接スイッチ8が働き、主ロール4が後退してその
押圧作用が停止する。このようにして所定のリングが得
られる。
【0014】次にサイジング装置について簡単に説明す
る。当該サイジング装置は図2に示すごとくサイジング
パンチ9とサイジングケース10よりなる。サイジング
パンチ9とサイジングケース10の間に素材11が送り
込まれた後、直線稼働するサイジングパンチ9により素
材11は固定されているサイジングケース10の内側に
挿入される。サイジングケース10には傾斜角度のつい
たサイジング部12、平行部であるベアリング部13と
排出される部分である逃げ部14により構成されいる。
そこで素材11は挿入される経過とともに外径寸法は縮
径され、ベアリング部13によって希望のリングの外径
寸法を得ることになる。なおベアリング部13の寸法
は、希望のリングの外径寸法より約0.3mmから0.
5mm程度小さくなっているが、これはスプリングバッ
ク(弾性変形)を加味したうえで決定される。
る。当該サイジング装置は図2に示すごとくサイジング
パンチ9とサイジングケース10よりなる。サイジング
パンチ9とサイジングケース10の間に素材11が送り
込まれた後、直線稼働するサイジングパンチ9により素
材11は固定されているサイジングケース10の内側に
挿入される。サイジングケース10には傾斜角度のつい
たサイジング部12、平行部であるベアリング部13と
排出される部分である逃げ部14により構成されいる。
そこで素材11は挿入される経過とともに外径寸法は縮
径され、ベアリング部13によって希望のリングの外径
寸法を得ることになる。なおベアリング部13の寸法
は、希望のリングの外径寸法より約0.3mmから0.
5mm程度小さくなっているが、これはスプリングバッ
ク(弾性変形)を加味したうえで決定される。
【0015】
【発明の実施の形態】重量%で、C:0.08%以下、
Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、P:
0.040%以下、S:0.030%以下、Ni:8.
00〜11.00%、Cr:18.00〜20.00%
を含むオーステナイト系ステンレス鋼の代表鋼種である
SUS304において、2000tの中型プレス機で押
出された鋼管を帯鋸かあるいは突切で切断してリングと
する。このリングをショットブラストにより切断バリを
除去した後、拡管率1.2〜1.8で冷間ローリング加
工を実施する。そして1070℃に加熱した後、急冷す
る固溶化熱処理を実施しサイジングにより真円度、外径
寸法を整えた後、固溶化熱処理によるスケールを除去す
るため、ショットブラストを実施し大径リングを得る。
Si:1.00%以下、Mn:2.00%以下、P:
0.040%以下、S:0.030%以下、Ni:8.
00〜11.00%、Cr:18.00〜20.00%
を含むオーステナイト系ステンレス鋼の代表鋼種である
SUS304において、2000tの中型プレス機で押
出された鋼管を帯鋸かあるいは突切で切断してリングと
する。このリングをショットブラストにより切断バリを
除去した後、拡管率1.2〜1.8で冷間ローリング加
工を実施する。そして1070℃に加熱した後、急冷す
る固溶化熱処理を実施しサイジングにより真円度、外径
寸法を整えた後、固溶化熱処理によるスケールを除去す
るため、ショットブラストを実施し大径リングを得る。
【0016】
【実施例】オーステナイト系ステンレス鋼のなかで代表
的なSUS304を対象に2000tプレス機にて外径
寸法120mm、内径寸法95mmの鋼管を製造し、帯
鋸にて幅寸法29mmに切断後、ショットブラストによ
り切断バリを除去し、素材とした。この素材を下記に示
す式で定義する外径拡管率1.1〜1.45に冷間ロー
リングした。 外径拡管率=冷間ローリング後の外径寸法/素材の外径
寸法 なお、表1に冷間ローリング後の寸法を示す。
的なSUS304を対象に2000tプレス機にて外径
寸法120mm、内径寸法95mmの鋼管を製造し、帯
鋸にて幅寸法29mmに切断後、ショットブラストによ
り切断バリを除去し、素材とした。この素材を下記に示
す式で定義する外径拡管率1.1〜1.45に冷間ロー
リングした。 外径拡管率=冷間ローリング後の外径寸法/素材の外径
寸法 なお、表1に冷間ローリング後の寸法を示す。
【0017】
【表1】
【0018】そして、1070℃の高温から急冷した固
溶化熱処理を施し、サイジングを実施した。
溶化熱処理を施し、サイジングを実施した。
【0019】次に素材を所定の拡管率に冷間ローリング
したリングの硬さと透磁率の違いを図3と図4にそれぞ
れ示す。なお硬さの測定はリングを軸方向に切断し、そ
の断面を外径面から内径面にかけてビッカース硬さ測定
機により測定している。また透磁率の測定は硬さ測定と
同じ位置で透磁率測定機により測定している。以下の硬
さ及び透磁率の測定はこれらに従う。これより1.14
程度の拡管率でも300HV以上に硬化してしまってお
り、また透磁率が高くなっていることにより磁性を帯び
ているのが確認される。
したリングの硬さと透磁率の違いを図3と図4にそれぞ
れ示す。なお硬さの測定はリングを軸方向に切断し、そ
の断面を外径面から内径面にかけてビッカース硬さ測定
機により測定している。また透磁率の測定は硬さ測定と
同じ位置で透磁率測定機により測定している。以下の硬
さ及び透磁率の測定はこれらに従う。これより1.14
程度の拡管率でも300HV以上に硬化してしまってお
り、また透磁率が高くなっていることにより磁性を帯び
ているのが確認される。
【0020】次に固溶化熱処理後の硬さ、透磁率を図5
と図6にそれぞれ示す。これより硬さ200HV以下で
安定しており、また透磁率は母材並に改善されている。
と図6にそれぞれ示す。これより硬さ200HV以下で
安定しており、また透磁率は母材並に改善されている。
【0021】次に固溶化熱処理前後の真円度の変化を図
7に示す。図中のSTとは固溶化熱処理を意味する。拡
管率の増加に比例して真円度も悪化している。
7に示す。図中のSTとは固溶化熱処理を意味する。拡
管率の増加に比例して真円度も悪化している。
【0022】次に固溶化熱処理後のサイジングによる真
円度の変化を図8に示す。このデータは素材を外径寸法
110mm、内径寸法90mm、幅寸法90mmに製造
し、これを拡管率1.20〜1.22で冷間加工を施し
たリングをサイジングした時の真円度変化である。これ
は当然製造方法は上記と同じである。このデータによる
と真円度は熱処理後0.27mm〜1.53mmであっ
たにかかわらず、サイジングにより0.04mm〜0.
12mmに改善されている。
円度の変化を図8に示す。このデータは素材を外径寸法
110mm、内径寸法90mm、幅寸法90mmに製造
し、これを拡管率1.20〜1.22で冷間加工を施し
たリングをサイジングした時の真円度変化である。これ
は当然製造方法は上記と同じである。このデータによる
と真円度は熱処理後0.27mm〜1.53mmであっ
たにかかわらず、サイジングにより0.04mm〜0.
12mmに改善されている。
【0023】なお寸法精度については、外径寸法精度±
0.2mm〜0.3mm、内径寸法精度±0.4mm〜
0.5mm、そして幅寸法精度は±0.3mm〜0.5
mmが可能である。
0.2mm〜0.3mm、内径寸法精度±0.4mm〜
0.5mm、そして幅寸法精度は±0.3mm〜0.5
mmが可能である。
【0024】サイジング後の硬さは、図9に示すように
196HV(換算187HB)以下でありJISG34
47及びJISG3214の区分C−1を満足してい
る。
196HV(換算187HB)以下でありJISG34
47及びJISG3214の区分C−1を満足してい
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コスト
が高く、少量多品種生産が困難である2000tを超え
る大型プレス機や大型冷間引抜機を使用せず、中型プレ
ス機で押出された鋼管を素材として外径寸法145mm
以上で寸法精度の高い大径リングを冷間ローリング加工
により拡管して成形して得ることができ、また少量多品
種生産に適す。
が高く、少量多品種生産が困難である2000tを超え
る大型プレス機や大型冷間引抜機を使用せず、中型プレ
ス機で押出された鋼管を素材として外径寸法145mm
以上で寸法精度の高い大径リングを冷間ローリング加工
により拡管して成形して得ることができ、また少量多品
種生産に適す。
【図1】冷間ローリング装置を示す模式図で、(a)は
上から見て素材が装置にセットされた状態を示し、
(b)は上から見て素材が冷間ローリング加工途中の状
態を示し、(c)は側面から見て素材が冷間ローリング
加工終了時の状態を示す。
上から見て素材が装置にセットされた状態を示し、
(b)は上から見て素材が冷間ローリング加工途中の状
態を示し、(c)は側面から見て素材が冷間ローリング
加工終了時の状態を示す。
【図2】サイジングプレス装置を示す模式図である。
【図3】冷間ローリング時の硬さを示すグラフである。
【図4】冷間ローリング時の透磁率の変化を示すグラフ
である。
である。
【図5】固溶化熱処理時の硬さを示すグラフである。
【図6】固溶化熱処理時の透磁率を示すグラフである。
【図7】冷間ローリング時と固溶化熱処理時の真円度の
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【図8】固溶化処理時の真円度の変化を示すグラフであ
る。
る。
【図9】サイジング時の硬さを示すグラフである。
1 マンドレル
2 マンドレルの周溝
3 受けロール
4 主ロール
5 主ロールの周溝
6 素材
7 サイザー
8 近接スイッチ
9 サイジングパンチ
10 サイジングケース
11 素材
12 サイジング部
13 ベアリング部
14 逃げ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B21J 1/00 - 13/14
B21J 17/00 - 19/04
B21K 1/00 - 31/00
B21H 1/06
B21D 41/02
Claims (2)
- 【請求項1】 オーステナイト系ステンレス鋼におい
て、2000t以下の中型プレス機にて押出された鋼管
を母材として冷間ローリング加工により外径面あるいは
内径面に円周方向の溝などが成形されるリングに固溶化
熱処理を施した後、サイジングし、その後ショットブラ
ストあるいは酸洗をすることによりJISG3447
(ステンレス鋼サニタリー管)及びJISG3214
(圧力容器用ステンレス鋼鍛鋼品)の区分C−1を満足
し、且つ冷間引抜並の寸法精度を有する継目無しで外径
寸法145mm以上の大径リングを得ることを特徴とす
るステンレス鋼の大径リング製造方法。 - 【請求項2】 請求項1の方法により製造されたJIS
G3447(ステンレス鋼サニタリー管)及びJISG
3214(圧力容器用ステンレス鋼鍛鋼品)の区分C−
1を満足し、且つ冷間引抜並の寸法精度を有する継目無
しで外径寸法145mm以上の大径リング。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277097A JP3429157B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | オーステナイト系ステンレス鋼の大径リング製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277097A JP3429157B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | オーステナイト系ステンレス鋼の大径リング製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10277692A JPH10277692A (ja) | 1998-10-20 |
JP3429157B2 true JP3429157B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=14336410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10277097A Expired - Fee Related JP3429157B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | オーステナイト系ステンレス鋼の大径リング製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3429157B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012006043A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 転動疲労寿命に優れた機械部品の製造方法 |
WO2013001956A1 (ja) | 2011-06-28 | 2013-01-03 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼管 |
CN102921763A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-02-13 | 天津市大地工贸有限公司 | 一种无缝钢管加工工艺 |
FR3017060B1 (fr) * | 2014-02-05 | 2016-08-26 | Snecma | Outillage de forgeage pour la fabrication d'une couronne laminee de forme, notamment pour la fabrication d'un disque de turbomachine |
CN109317932A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-12 | 上海新行不锈钢管有限公司 | 一种汽车用不锈钢无缝油管 |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP10277097A patent/JP3429157B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10277692A (ja) | 1998-10-20 |
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