JP5037089B2

JP5037089B2 - 熱間押出用成型工具

Info

Publication number: JP5037089B2
Application number: JP2006298455A
Authority: JP
Inventors: 正博利根川
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: JP2008114240A

Description

本発明は、熱間押出で鋼管を製造する熱間押出用成型工具に関するものである。

従来、熱間押出で鋼管を製造するに際し、熱間押出し鋼管用潤滑ディスクとして、ダイスのビレット側に、その内径がダイスの内径より少し大きく、最大外径がコンテナの内径と略等しいガラスディスクが装着されている。このガラスディスクは粒状のガラスを例えば水ガラス等のバインダーにより円板状に成型固化乾燥したものである。このときのガラスディスクはダイスとビレットとの間の潤滑剤として作用する。

上記ガラスディスクは、熱間押出で鋼管を製造する場合に、ガラスディスクの未溶融物がビレットの先端部を引っ掻き、「筋疵」が形成される。図５は、筋疵を示す概略図である。図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は上面図である。この図に示すように、鋼管１８に筋疵１９が形成される。また、押出しの初期はガラスディスクが多量に軟化し、この軟化したガラスが円周方向に均一に潤滑作用を及ぼさないのでビレットの円周方向の一部が先行して押し出され、異形が生じたり、押出しされた管の外面の管周方向には、先端に凹凸が生じるという問題があった。

上記問題を解決する方法として、例えば特開平４−２７０００８号公報に開示されているように、ガラス繊維の抄造物、織物又は積重物からなり、その炭素含有量が１％以下である熱間押出し製管用正面潤滑ディスクおよびその製造方法が提案されている。
特開平４−２７０００８号公報

しかしながら、上述した特許文献１での熱間押出し製管用正面潤滑ディスクは、「筋疵」等に関する問題は解消されたものの、従来方法のガラスパットは、厚さが一定となるように成型され、押出直後の鋼管先端は、ガラスパット内面と接触しながら伸びていくために抵抗を受け不均一な先端形状となっていた。特に薄肉の押出鋼管を製造する場合、鋼管先端部がガラスパットの抵抗差により不均一に伸びるため、図４（ｂ）に示すように鋼管の先端形状不良部分が発生し、外面疵不良となり、品質上問題が発生するための解消にはなっていないのが実状である。

上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、本発明は、中央部から内面部にかけてのガラス厚さを薄くすることで、内面部分の抵抗を生み出す不要ガラスを少なくし、良好な押出鋼管の先端形状を得るものである。良好な先端形状となった場合、先端から後端にかけて発生する直線状の外面疵の発生を防止することができる熱間押出用成型工具を提供するものである。

その発明の要旨とするところは、
（１）熱間押出で鋼管を製造する押出成型工具であって、ガラスパット内面の角度を２０〜５０°とすると共に、該ガラスパット内面を中央部から内面部にかけてガラスパット厚さを減少させた形状としたことを特徴とする熱間押出用成型工具。
（２）前記（１）に記載のガラスパットの外径１００〜３００ｍｍ、内径２０〜２００ｍｍおよび厚さ１０〜４０ｍｍとしたことを特徴とする熱間押出用成型工具にある。

以上述べたように、本発明により、良好な押出鋼管の先端形状を得るものである。すなわち、先端から後端にかけて発生する直線状の外面疵の発生を防止することができ、特に、肉厚４ｍｍ以下の薄肉鋼管の外面疵不良率を改善し、品質向上を図ることができる極めて優れた効果を奏するものである。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、熱間押出法による鋼管の押出法とダイスを示す概略図である。この図１に示すように、ライナーホルダー１内にコンテナライナー２を有するホルダー内の一端にダイホルダー３を取り付け、該ダイホルダー３内にパッキングリング４とダイス５を配設し、該ダイホルダー３にはガラスパット６を設けるとともに、他端から加熱した被押出材であるビレット７を装入し、これをブレッシングディスク８を介して、マンドレルアダブター９を内装したホローステム１０によりボルスターライナ−１１から押出し、ダイス５を通してビレット７を所定形状、また、内径は押出材の外径を決定する部分のため平行形状にする。なお、符号１２はマンドレル、また、符号１８は鋼管を示す。

図２は、本発明に係るガラスパット部の断面図および側面図である。この図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は側面図である。この図に示すように、ガラスパット部は外面部１３、中央部１４および内面部１５より構成され、内面部に当たるガラスパットは、従来は同一角度で直線状１６であったものを中央部１４から内面部１５にかけてガラス厚さを減少させた形状にしたものである。すなわち、ガラスパットの内面部１５を減少部１７のように徐々に減少させるものである。このように、本発明は、中央部から内面部にかけてのガラスパット厚さを薄くすることで、内面部の抵抗を生み出す不要ガラスを少なくし、良好な押出鋼管の先端形状を得るものである。良好な先端形状となった場合には、先端から後端にかけて発生する直線状の外面疵の発生を防止することができるものである。

図３は、ガラスパット成型工具の拡大図である。図３（ａ）は本発明に係るガラスパット成型工具であり、図３（ｂ）は従来のガラスパット成型工具である。この図に示すように、成型工具内面の角度を従来の場合は５〜１５°（図面では８°）であるものを、本発明では２０〜５０°（図面では３０°）とする。２０°未満では、本発明の効果が十分でなく、また、５０°を超えると効果が飽和することから、その範囲を２０〜５０°とする。好ましくは２５〜４０°とする。

このような角度を持たせることにより、ガラスパットの内面部の厚さを図２の減少部１７のように徐々に減少させるものである。このように、ガラスパット成型用工具内面を突出させた形状に設計製作して使用することにより、成型されたガラスパットは中央部から内面部に掛けて徐々に薄くなる形状になり、これを押出プレス機で使用すると鋼管先端のガラス抵抗が軽減され、円周方向の抵抗差が減少し、円周方向で均一な伸びが得られる鋼管を製造することが出来る。

また、ガラスパット成型用工具のガラスパット外径を１００〜３００ｍｍとする。１００ｍｍ未満でのガラスパット成型用工具では本発明を達成する効果が十分に得られず、また、３００ｍｍを超えるものの鋼管製造には適さないことから、その範囲を１００〜３００ｍｍとした。好ましくは１５０〜２５０とする。また、内径２０〜２００ｍｍとする。２０ｍｍ未満ではその効果が十分でなく、また、２００ｍｍを超えると外径上から適さない。従って、その範囲を２０〜２００ｍｍ、好ましく５０〜１５０ｍｍとする。さらに、厚さ１０〜４０ｍｍとした。１０ｍｍ未満ではその効果は十分でなく、４０ｍｍを超えることは外径、内径からして適さないことから、その範囲を１０〜４０ｍｍとした。好ましくは１５〜３０とする。

図４は、鋼管先端形状を示す図である。図４（ａ）は本発明に係る熱間押出用ガラスパット成型工具を用いて実施した場合の鋼管の先端部分を示す図であり、先端形状不良部分は概ね０〜１００ｍｍの範囲内となる。図４（ｂ）は従来の熱間押出用ガラスパット成型工具を用いて実施した場合の鋼管１８の先端部分を示す図であり、先端形状不良部分が概ね１００ｍｍを超えると有害である。この図から分かるように、本発明の場合は鋼管先端部分と中央部分とは均一に押出されている。これに対し、従来の場合は先端形状に不良部分の発生していることが分かる。

以下、本発明について実施例により具体的に説明する。
先ず、ガラスパット成型用工具の製作に当たって、ガラス粉末を準備し、このガラス粉末にガラス結合材である、例えば水ガラス等のバインダを混合しガラスパットを成型する。その後焼結・乾燥を行った後押出へ搬送し、ダイホルダーにガラスパットを挿着させる。一方、押出工程において、ＳＵＳ３０４からなるビレットをコンテナ内に挿入して熱間押出し製管を実施した。ビレットの加熱温度は１２２０℃、押出し管の寸法は外径４５ｍｍ、厚み３ｍｍ、押出し比率２５．０である。これと平行して、表１に示すそれぞれのガラスパット外径、内径、および厚みのものを使用し、製管を実施した。その後矯正、精整、検査の順に行って製品とする。その場合のガラスパット形状として成型工具内面角度、およびガラスパット外径、内径、厚みの各々と直線状の外面疵を調べた。そのときの外面疵が全くないもの：○、製品として問題にならない程度の疵：△、および不良品：×で評価した。

表１に示すように、Ｎｏ．１〜７は本発明例であり、Ｎｏ．８〜１６は比較例である。比較例Ｎｏ．８〜１０はいずれもガラスパットの内面角度が本発明の条件を満たしていないことから、鋼管の先端から後端にかけて延びる有害な疵として発生する直線状の外面疵が発生し、そのため製品として不良品となった。また、比較例Ｎｏ．１１〜１３はいずれも、ガラスパット外径、内径および厚さのいずれかが、本発明の条件を満たしていないことから、鋼管の先端から後端にかけて延びる有害な疵として発生する直線状の外面疵が発生し、そのため製品として不良品となった。

さらに、比較例Ｎｏ．１４〜１６はガラスパットの内面角度が本発明の条件を満たさず、かつガラスパット外径、内径および厚さのいずれかが、本発明の条件を満たしていないことから、鋼管の先端から後端にかけて延びる有害な疵として発生する直線状の外面疵のため製品として不良品となった。これに対し、本発明Ｎｏ．１〜７は、いずれも本発明の条件を満たし、その結果疵のない良好な鋼管が得られることが分かった。

熱間押出法による鋼管の押出法とダイスを示す概略図である。本発明に係るガラスパット部の断面図および側面図である。ガラスパット成型工具の拡大図である。鋼管先端形状を示す図である。筋疵を示す概略図である。

符号の説明

１ライナーホルダー
２コンテナライナー
３ダイホルダー
４パッキングリング
５ダイス
６ガラスパット
７ビレット
８ブレッシングディスク
９マンドレルアダブター
１０ホローステム
１１ボルスターライナー
１２マンドレル
１３外面部
１４中央部
１５内面部
１６直線状
１７減少部
１８鋼管
１９筋疵

特許出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人弁理士椎名彊

Claims

熱間押出で鋼管を製造する押出成型工具であって、ガラスパット内面の角度を２０〜５０°とすると共に、該ガラスパット内面を中央部から内面部にかけてガラスパット厚さを減少させた形状としたことを特徴とする熱間押出用成型工具。
請求項１に記載のガラスパットの外径１００〜３００ｍｍ、内径２０〜２００ｍｍおよび厚さ１０〜４０ｍｍとしたことを特徴とする熱間押出用成型工具。