JP3920581B2 - 厚肉細径管の製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚肉細径管の製造方法に関するものであり、特に、ディーゼルエンジンの燃料噴射管として好適に用いることのできる厚肉細径管を効率的に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
例えば、ディーゼルエンジンの燃料噴射管として用いられる厚肉細径管は、管内の通過抵抗の減少と噴射ノズルの閉塞防止のために管内周面の平滑度が高いことが要求される。また、高圧力の繰り返し疲労に耐えられために管内周面の欠陥、特に微細クラックを減少させることが要求される。
【０００３】
ここで、通常この用途に使用される厚肉細径管は、マンネスマンミル穿孔、マンドレルミル圧延などの熱間圧延により形成されたシームレス素管に対し、ドローベンチなどを用いた伸管加工と熱処理加工の繰り返しからなる冷間引抜加工を施し、所望の管径とした後、製品寸法に切断することにより製造されている。
【０００４】
そのため、熱間圧延によるクラック、凹状のシワを含んだ黒皮層の形成、また伸管加工と熱処理加工を繰り返すことによる小さなヘアークラックの発生などが避けられず、平滑且つ欠陥の無い内周面の管体を得るために、種々の段階において管内周面を切削或いは研磨することが従来より成されている。
【０００５】
例えば、特公昭５１−２１３９１号公報には、熱間圧延により形成されたシームレス素管を、製品である厚肉細径管に引き延ばすに先立って、予めシームレス素管の内周面の黒皮層を機械的切削により除去することが記載されている。
また、特開平５−１５４５３６号公報には、最終の伸管加工又はその近傍の工程での伸管加工に先立って、被加工管の内周面に存在するヘアークラックなどの欠陥を機械的な切削、或いは研磨により除去することが記載されている。
更に、特開平９−５７３２９号公報には、熱間圧延したシームレス素管の内周面を、伸管加工に先立って、或いは複数回の伸管加工の途中の段階においてショットブラスト処理により研磨を行うことが記載されている。
【０００６】
ここで、上記したような管内周面の切削或いは研磨などの工程は、平滑で欠陥の無い内周面を有する厚肉細径管を製造する上で有効であり、特に出来るだけ加工の最終段階に近い時点で成される切削或いは研磨は、その後の加工によるヘアークラックなどの発生が僅かであるために非常に有効である。
【０００７】
しかしながら、伸管加工が最終段階に近づけば近づく程、管径は細くなり、管長は長くなる。このような細径長尺な管体の内周面を切削或いは研磨することは、その方法がいかなる方法であっても非常に困難な作業であり、非効率且つ高コストの作業となると共に、その切削或いは研磨の信頼性は決して高いものでは無く、最終製品の検査において内周面に欠陥が発見されるものも少なからず存在した。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、ディーゼルエンジンの燃料噴射管としても好適に用いることのできる平滑且つ欠陥の無い内周面を有する厚肉細径管を、効率的に製造できる方法を提供する事にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するため、シームレス素管に伸管加工と熱処理加工とを行う工程を複数回繰り返し、厚肉細径管を製造する方法において、最終の伸管加工に先立って、被加工管を最終の伸管加工によって製品寸法となる長さに切断し、その切断品の内周面に切削或いは研磨加工を施した後、上記最終の伸管加工を、内周面が切削或いは研磨加工された上記切断品に対してプレスによる押圧力を利用した鍛造加工により行うこととした。
【００１０】
上記した本発明にかかる厚肉細径管の製造方法によれば、内周面の切削或いは研磨加工を、最終の伸管加工を残すのみの段階で施すこととしたため、平滑で欠陥の無い内周面を有する厚肉細径管を提供できると共に、その切削或いは研磨加工は、最終の伸管加工によって製品寸法となる長さに切断した切断品に対して行うこととしたため、その長さが短く、容易に切削或いは研磨加工を精度良く行うことが可能となる。
【００１１】
また、上記した本発明にかかる厚肉細径管の製造方法によれば、最終の伸管加工に先立って、被加工管を最終の伸管加工によって製品寸法となる長さに切断することとしたため、最終の伸管加工を、プレスによる押圧力を利用した鍛造加工、例えばボルトやナットなどの各種パーツの成形に使用されているパーツフォーマーを用いた鍛造加工により行うことが可能となり、従来のようなドローベンチを用いた伸管加工に比して短時間でその加工が行えると共に、引き抜きのためのチャック代が不要となり、製品歩留りも向上させることができる。
【００１２】
なお、上記本発明において言う「最終の伸管加工」とは、最後の１回の伸管加工を指すものではなく、最終段階の伸管加工を意味する。
即ち、シームレス素管を製品寸法まで伸管する作業は、多段回に分けて行われる。これは、１回の伸管量、つまり１回の外径加工度Ｒｅ［＝〔（加工前の管外径−加工後の管外径）／加工前の管外径〕×１００］は、管の引き抜き力が管のダイス通過側の破断荷重以下に設定しなくてはならず、一気に伸管することはできないためである。代表例として炭素鋼管の場合を示すと、外径加工度Ｒｅ＝２０〜３０％で実施されている。
そのため、この炭素鋼管の場合で示すと、本発明において言う「最終の伸管加工」とは、後１回の外径加工度Ｒｅ＝２０〜３０％の伸管加工で、製品寸法となる段階を意味する。
従って、この最終の伸管加工を、例えばパーツフォーマーを用いた鍛造加工により複数回の伸管加工に分けて実施した場合も、本発明の技術的思想の範囲内に含まれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、上記した本発明にかかる厚肉細径管の製造方法の実施の形態を詳細に説明するが、本発明は、何ら下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
先ず、マンネスマンミル穿孔、マンドレルミル圧延などの熱間圧延により形成された外径３４ｍｍ、肉厚４．５ｍｍの炭素鋼製シームレス素管（ＪＩＳ Ｇ ３４５５）に対し、従来より行われているドローベンチを用いた伸管加工と熱処理加工の繰り返しからなる冷間引抜加工を施し、外径１１ｍｍ、肉厚２．０ｍｍの管体を得た〔図１（ａ）〕。
なお、この工程中において、従来より行われている管内周面の切削或いは研磨工程は、比較的まだ管径が大きく容易に行えるため、実施しておくことが好ましいが、本発明においては必須の工程ではない。
【００１５】
続いて、上記外径１１ｍｍ、肉厚２．０ｍｍの管体を、切断機により長さ１５０ｍｍに切断する〔図１（ｂ）〕。
この切断長さは、後の伸管加工により製品長さとなる長さに切断する。
【００１６】
続いて、上記切断品の内周面を切削或いは研磨する〔図１（ｃ）〕。
この切断品の内周面を切削或いは研磨する手段は、従来より公知の旋盤、ブローチ盤、ホーニング盤などによる切削或いは研磨手段の他、ショットブラスト、流体研磨などのいずれの手段によっても良く、またこれらの手段を適宜組み合わせて行っても良い。
いずれの方法を採用するにしても、本発明において切削或いは研磨する対象は、上記したように長さ１５０ｍｍ程度と短いものであるため、容易にしかも精度良く行うことができる。
【００１７】
切削或いは研磨した後の管内周面は、熱間圧延時に形成された黒皮層が完全に除去されていると共に、それまでの伸管加工の過程で生じた凹状のしわ、及びこの凹状のしわに基づき形成された微細なヘアークラックなどの欠陥（５０μｍ以上の欠陥）が完全に除去されている必要がある。
【００１８】
続いて、上記内周面が切削或いは研磨された切断品を、外径８ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、長さ２３０ｍｍの製品寸法になるように最終の伸管加工を行う〔図１（ｄ）〕。
この最終の伸管加工は、被加工管が長さ１５０ｍｍ程度と短いものであるため、ボルトやナットなどの各種パーツの成形に使用されているパーツフォーマーを用いた押出成形が可能となる。
【００１９】
例えば、図２に示したように縮径した穿孔を有するダイスに対し、被加工管を水圧、油圧、或いはクランプ機構を用いた機械プレスにより押し込み、鍛造加工により伸管する。
この最終の伸管加工は、従来のドローベンチを用いた伸管加工に比し、短時間でその加工が行えると共に、引き抜きのためのチャック代が不要となり、製品歩留りを向上させることができる。
【００２０】
このようにして製造された厚肉細径管は、最終の伸管加工により生じた僅かなヘアークラック（最大でも１０μｍ）が存在する憂いはあるが、十分に平滑で且つ欠陥のない内周面を有する厚肉細径管となり、好適にディーゼルエンジンの燃料噴射管として用いることのできる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態に付き説明したが、本発明は何ら既述の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、本発明の厚肉細径管の製造方法は、ディーゼルエンジンの燃料噴射管以外の用途に使用する厚肉細径管に対しても適用が可能なことは勿論であり、内面性状に対する要求が厳しい全ての厚肉細径管が対象となる。
また、炭素鋼、合金綱、ステンテス綱などのあらゆる綱種の厚肉細径管に適用できることは言うまでもない。
更に、最終の伸管加工を、複数回の伸管加工工程に分けて実施出来ることも前述した通りである。
【００２２】
【発明の効果】
以上、説明した本発明にかかる厚肉細径管の製造方法によれば、内周面の切削或いは研磨加工を、最終の伸管加工を残すのみの段階で施すこととしたため、平滑で欠陥の無い内周面を有する厚肉細径管を提供できると共に、その切削或いは研磨加工は、最終の伸管加工によって製品寸法となる長さに切断した切断品に対して行うこととしたため、その長さが短く、容易に切削或いは研磨加工を精度良く行うことが可能となる効果がある。
【００２３】
また、本発明にかかる厚肉細径管の製造方法によれば、最終の伸管加工に先立って、被加工管を製品寸法を考慮した長さに切断することとしたため、最終の伸管加工を、プレスによる押圧力を利用した鍛造加工、例えばボルトやナットなどの各種パーツの成形に使用されているパーツフォーマーを用いた鍛造加工により行うことが可能となり、従来のようなドローベンチを用いた伸管加工に比して短時間でその加工が行えると共に、引き抜きのためのチャック代が不要となり、製品歩留りも向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる厚肉細径管の製造方法を概念的に示した図である。
【図２】最終の伸管加工工程の一例を概念的に示した図である。

Claims (2)

  1. シームレス素管に伸管加工と熱処理加工とを行う工程を複数回繰り返し、厚肉細径管を製造する方法において、最終の伸管加工に先立って、被加工管を前記最終の伸管加工によって製品寸法となる長さに切断し、その切断品の内周面に切削或いは研磨加工を施した後、上記最終の伸管加工を、内周面が切削或いは研磨加工された上記切断品に対してプレスによる押圧力を利用した鍛造加工により行うことを特徴とする、厚肉細径管の製造方法。
  2. 上記最終の伸管加工を、パーツフォーマーを用いて行うことを特徴とする、請求項１記載の厚肉細径管の製造方法。
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