JPH03170604A - 粉末を用いたクラッド管の製造方法 - Google Patents
粉末を用いたクラッド管の製造方法Info
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- JPH03170604A JPH03170604A JP30906889A JP30906889A JPH03170604A JP H03170604 A JPH03170604 A JP H03170604A JP 30906889 A JP30906889 A JP 30906889A JP 30906889 A JP30906889 A JP 30906889A JP H03170604 A JPH03170604 A JP H03170604A
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Landscapes
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- Powder Metallurgy (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は,異材を合わせて管内外面に異なる特性を付
与するクラッド管の製造方法に関する。
与するクラッド管の製造方法に関する。
内面の耐摩耗性が要求される射出戊形機用シリンダや内
面の耐食性が要求される化学プラント用配管等には、耐
摩耗合金或いは耐食合金を内面にクラッドした二重管が
用いられている。
面の耐食性が要求される化学プラント用配管等には、耐
摩耗合金或いは耐食合金を内面にクラッドした二重管が
用いられている。
この様な内面クラッド管は,二重管の間隙に金属粉を充
填してできたビレットを熱間押出することにより製造さ
れている。しかし、熱間押出されるビレットにおいて金
属粉の部分の密度をその理論密度の少なくとも80%以
上にしておかないと、熱間押出のためのビレットの加熱
段階で粉末部分が充分に加熱されないために熱間押出時
に割れが生じ易くなったり、或いは熱間押出されたクラ
ツド層がボロシティ(これが存在すると耐摩耗性や耐食
性が劣化する)のない健全な組織とはなり得なくなる. そのため、例えば特開昭62−44504号等ではこの
ビレットに冷間静水圧プレスによる予備加圧を行ない、
或いは熱間静水圧プレスによる予備加圧を行なって粉末
の密度をより高めた後、該ビレットを熱間押出する方法
がとられている。
填してできたビレットを熱間押出することにより製造さ
れている。しかし、熱間押出されるビレットにおいて金
属粉の部分の密度をその理論密度の少なくとも80%以
上にしておかないと、熱間押出のためのビレットの加熱
段階で粉末部分が充分に加熱されないために熱間押出時
に割れが生じ易くなったり、或いは熱間押出されたクラ
ツド層がボロシティ(これが存在すると耐摩耗性や耐食
性が劣化する)のない健全な組織とはなり得なくなる. そのため、例えば特開昭62−44504号等ではこの
ビレットに冷間静水圧プレスによる予備加圧を行ない、
或いは熱間静水圧プレスによる予備加圧を行なって粉末
の密度をより高めた後、該ビレットを熱間押出する方法
がとられている。
しかし、上記の様な予備加圧を実施すると、ビレットが
変形し、更に該ビレットの金属壁が薄肉の場合にはしわ
や割れが生じ、そのままでは熱間押出ができなくなる。
変形し、更に該ビレットの金属壁が薄肉の場合にはしわ
や割れが生じ、そのままでは熱間押出ができなくなる。
更にこの様な問題の解決策についても種々検討されたが
、ビレットの形状等が複雑になり、又上記予備加圧後、
再度、機械加工が必要となる場合もあ゛る。そのため予
備加圧のコストも含め、金属粉が使用される熱間押出法
によるクラッド管の製造コストは非常に高いものとなっ
ている。
、ビレットの形状等が複雑になり、又上記予備加圧後、
再度、機械加工が必要となる場合もあ゛る。そのため予
備加圧のコストも含め、金属粉が使用される熱間押出法
によるクラッド管の製造コストは非常に高いものとなっ
ている。
本発明は従来技術の以上の様な問題に鑑み創案されたも
ので、上記の様な冷間或いは熱間静水圧プレスによる予
備加圧を必要とせず、金属粉を充填したビレットを直接
熱間押出することによって、例えば難加工性合金である
酎摩耗性に優れたステライト合金や耐食性に優れたハス
テロイ合金の内面クラッド管等をより簡単且つ低コスト
で製造することかできる方法を提供せんとするものであ
る。
ので、上記の様な冷間或いは熱間静水圧プレスによる予
備加圧を必要とせず、金属粉を充填したビレットを直接
熱間押出することによって、例えば難加工性合金である
酎摩耗性に優れたステライト合金や耐食性に優れたハス
テロイ合金の内面クラッド管等をより簡単且つ低コスト
で製造することかできる方法を提供せんとするものであ
る。
そのため、予備加圧をせずに直接熱間押出を行なってク
ラッド管を得る一つの方策として、本発明では金属円筒
を同芯円上に組立てて構威した二重管の間に金属粉を充
填する場合に、粉末の充填方法として実施されている振
動充填法の採用の可否を検討した。即ち、該振動充填法
により二重管に金属粉の充填を行なってビレットを製造
した際、各充填密度を異ならしめ、更にこれらのビレッ
トを直接熱間押出することによってポロシティのない健
全なクラッド層を得るための条件を調査・研究した. その結果、金属粉の充填密度を理論密度の55%以上に
したビレットを直接熱間押出することによって、ボロシ
ティのない健全なクラッド層を有する耐摩耗性或いは耐
食性に優れた内面クラッド管が低コストで製造できるこ
とを見出したものである. 更にこれらの調査・研究の過程で、クラッド層の厚さ及
び形状の均一化が、金属粉を充填したビレットの形状に
おいて,該ビレットの熱間押出方向と直角なる断面での
全断面積に対する金属粉充填部分の断面積を10%以上
60%以下にすることによって,達或され得ることも見
い出した.〔作 用〕 この様に振動充填法により金属粉が充填された後直接熱
間押出が行なわれる場合には,加熱されたビレットが熱
間押出機のコンテナに装填され、マンドレルバー及び押
出ステムによって加圧され,ダイスとマンドレルバーの
間からクラッド管が押出されるまでのアブセッティング
の過程で、前記金属粉は、ビレットの外管及び内管の変
形に伴ない高圧下で稠密化されることになる。即ち、従
来の製造プロセスでは熱間静水圧プレス若しくは冷間静
水圧プレスにより粉末の固化が行なわれていたが、本発
明ではアブセッティング過程でこれを行なっている。そ
して,ビレットへの金属粉の振動充填密度が55%以上
である場合には、この過程で金属粉のポロシティは略完
全に消滅し、ダイス部分を通過する段階でその稠密化は
完結するものと判断される。通常のクラツド管の熱間押
出条件では押出比は5〜15の範囲で行なわれているが
,押出比を大きくしてもビレットの金属粉充填密度が5
5%よりも低い場合には、上記のアブセッティング及び
押出過程でも充分に稠密化が進行せず,その結果として
押出後のクラツド層にボロシティが残存してしまうと推
定される。
ラッド管を得る一つの方策として、本発明では金属円筒
を同芯円上に組立てて構威した二重管の間に金属粉を充
填する場合に、粉末の充填方法として実施されている振
動充填法の採用の可否を検討した。即ち、該振動充填法
により二重管に金属粉の充填を行なってビレットを製造
した際、各充填密度を異ならしめ、更にこれらのビレッ
トを直接熱間押出することによってポロシティのない健
全なクラッド層を得るための条件を調査・研究した. その結果、金属粉の充填密度を理論密度の55%以上に
したビレットを直接熱間押出することによって、ボロシ
ティのない健全なクラッド層を有する耐摩耗性或いは耐
食性に優れた内面クラッド管が低コストで製造できるこ
とを見出したものである. 更にこれらの調査・研究の過程で、クラッド層の厚さ及
び形状の均一化が、金属粉を充填したビレットの形状に
おいて,該ビレットの熱間押出方向と直角なる断面での
全断面積に対する金属粉充填部分の断面積を10%以上
60%以下にすることによって,達或され得ることも見
い出した.〔作 用〕 この様に振動充填法により金属粉が充填された後直接熱
間押出が行なわれる場合には,加熱されたビレットが熱
間押出機のコンテナに装填され、マンドレルバー及び押
出ステムによって加圧され,ダイスとマンドレルバーの
間からクラッド管が押出されるまでのアブセッティング
の過程で、前記金属粉は、ビレットの外管及び内管の変
形に伴ない高圧下で稠密化されることになる。即ち、従
来の製造プロセスでは熱間静水圧プレス若しくは冷間静
水圧プレスにより粉末の固化が行なわれていたが、本発
明ではアブセッティング過程でこれを行なっている。そ
して,ビレットへの金属粉の振動充填密度が55%以上
である場合には、この過程で金属粉のポロシティは略完
全に消滅し、ダイス部分を通過する段階でその稠密化は
完結するものと判断される。通常のクラツド管の熱間押
出条件では押出比は5〜15の範囲で行なわれているが
,押出比を大きくしてもビレットの金属粉充填密度が5
5%よりも低い場合には、上記のアブセッティング及び
押出過程でも充分に稠密化が進行せず,その結果として
押出後のクラツド層にボロシティが残存してしまうと推
定される。
一方、熱間押出されたクラツド層の厚さ、形状は、ビレ
ットの全断面積に対する金属粉部分の断面積によって大
きく変化する。この面積率が10%よりも小さい場合は
偏向が著しく大きくなる。
ットの全断面積に対する金属粉部分の断面積によって大
きく変化する。この面積率が10%よりも小さい場合は
偏向が著しく大きくなる。
又60%を越えると、熱間押出材先端部のクラツド層の
厚さが異常に増加し、管長手方向での厚さの均一な部分
が著しく減少し、更にクラツド層の一部が外管材を突き
破り、外表面にキズを発生させる原因になる場合もあり
、パイプの歩留を低下させる. 〔実施例〕 以下本発明の具体的実施例につき説明する。
厚さが異常に増加し、管長手方向での厚さの均一な部分
が著しく減少し、更にクラツド層の一部が外管材を突き
破り、外表面にキズを発生させる原因になる場合もあり
、パイプの歩留を低下させる. 〔実施例〕 以下本発明の具体的実施例につき説明する。
第1図に示される様に、炭素鋼(SCM 440)を外
管材(1)とし、軟鋼を内管(2)として、ステライト
合金(1%C−30%Cr−4.5%W−Co)のAr
アトマイズ粉(350μm以下)及びハステロイ合金(
tS%Cr−16%M−3.5%W−7%Fe−Ni)
の同粉(3)を上記二重管に振動充填後、脱気孔(4)
付の軟鋼製の蓋(5)を溶接し、ビレットを製作した(
該ビレットは、外径80mm内径30nm長さ250n
nと、外径210nwn内径50閣長さ500mの寸法
の2種類が製作された)。
管材(1)とし、軟鋼を内管(2)として、ステライト
合金(1%C−30%Cr−4.5%W−Co)のAr
アトマイズ粉(350μm以下)及びハステロイ合金(
tS%Cr−16%M−3.5%W−7%Fe−Ni)
の同粉(3)を上記二重管に振動充填後、脱気孔(4)
付の軟鋼製の蓋(5)を溶接し、ビレットを製作した(
該ビレットは、外径80mm内径30nm長さ250n
nと、外径210nwn内径50閣長さ500mの寸法
の2種類が製作された)。
更に脱気孔(4)を通して真空引きしながら、500〜
600℃で数時間加熱後封止した。そして、このビレッ
トを1150〜1200℃の温度に3〜4時間加熱し、
それから押出比5から16の範囲で熱間押出を行なって
供試材となるクラッド管を製造した。
600℃で数時間加熱後封止した。そして、このビレッ
トを1150〜1200℃の温度に3〜4時間加熱し、
それから押出比5から16の範囲で熱間押出を行なって
供試材となるクラッド管を製造した。
尚各ビレットの充填密度は充填重量及び振動強度を変え
ることによって変化させた。
ることによって変化させた。
下記表に、試作したクラッド管の振動充填後の粉末部分
の理論密度に対する密度(%),粉末充填面積率(%)
,熱間押出条件及び製造された管のクランド層における
ポロシティの有無について示す.同表から明らかなよう
に、粉末の振動充填後の密度が55%以上である場合は
、いずれの合金、押出条件の場合にも押出材のクラッド
層にはボロシティはill察されず、健全な押出が実現
されていることが明らかである。
の理論密度に対する密度(%),粉末充填面積率(%)
,熱間押出条件及び製造された管のクランド層における
ポロシティの有無について示す.同表から明らかなよう
に、粉末の振動充填後の密度が55%以上である場合は
、いずれの合金、押出条件の場合にも押出材のクラッド
層にはボロシティはill察されず、健全な押出が実現
されていることが明らかである。
更に第2図は、粉末充填部分のビレット全断面積に対す
る割合を5%から80%まで変化させたビレットの熱間
押出結果を示している。その値が10%よりも小さいと
クラッド層に大きな偏肉が発生している。又60%を越
えるとクラッド層のトップ及びボトム部の非定常部分の
厚さが異常に増加し、その一部が外管(炭素鋼)を突き
破るという現象が認められ、その結果、外管(1)の表
面に大きな傷が全長に亘って発生した。
る割合を5%から80%まで変化させたビレットの熱間
押出結果を示している。その値が10%よりも小さいと
クラッド層に大きな偏肉が発生している。又60%を越
えるとクラッド層のトップ及びボトム部の非定常部分の
厚さが異常に増加し、その一部が外管(炭素鋼)を突き
破るという現象が認められ、その結果、外管(1)の表
面に大きな傷が全長に亘って発生した。
以上詳述した様に、本発明によれば、従来の冷間静水圧
プレス或いは熱間静水圧プレス等による予備加圧を行な
うことなく、直接熱間押出法によって難加工性であるス
テライト合金やハステロイ合金を管内面にクラッドした
二重管等を低コストで製造することが可能であり、耐摩
耗性或いは耐食性を必要とされる金属管等八の利用に大
きな効果が期待できる。
プレス或いは熱間静水圧プレス等による予備加圧を行な
うことなく、直接熱間押出法によって難加工性であるス
テライト合金やハステロイ合金を管内面にクラッドした
二重管等を低コストで製造することが可能であり、耐摩
耗性或いは耐食性を必要とされる金属管等八の利用に大
きな効果が期待できる。
第1図は粉末充填ビレットの断面図、第2図はビレソト
全断面積に対する粉末充填面積率のクラッド管押出特性
に及ぼす影響を示すグラフである。 図中(1)は外管、(2)は内管、(3)は粉末、(4
)は蓋、(5)は脱気孔を各示す。 第 1 図 第 2 図 0 20 40 60 80 100 粉末断直積墨 (%)
全断面積に対する粉末充填面積率のクラッド管押出特性
に及ぼす影響を示すグラフである。 図中(1)は外管、(2)は内管、(3)は粉末、(4
)は蓋、(5)は脱気孔を各示す。 第 1 図 第 2 図 0 20 40 60 80 100 粉末断直積墨 (%)
Claims (2)
- (1)金属円筒を同芯円上に組立てて構成した二重管の
間に金属粉を充填した後、これを封止した中空ビレット
に対して熱間押出加工をなすクラッド管の製造方法にお
いて、振動充填により金属粉を前記二重管の間に充填せ
しめ、且つその充填密度を該金属粉の理論密度の55%
以上にすることを特徴とする粉末を用いたクラッド管の
製造方法。 - (2)前項記載のクラッド管の製造方法において、熱間
押出方向と直角な断面でのビレット全断面積に対する金
属粉充填部分の断面積を10%以上60%以下にして熱
間押出加工を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の粉末を用いたクラッド管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30906889A JPH03170604A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 粉末を用いたクラッド管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30906889A JPH03170604A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 粉末を用いたクラッド管の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03170604A true JPH03170604A (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=17988498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30906889A Pending JPH03170604A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 粉末を用いたクラッド管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03170604A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109317667A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-12 | 湖南恒裕新材料科技发展有限公司 | 一种混杂铝基复合材料管材的制备方法 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP30906889A patent/JPH03170604A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109317667A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-12 | 湖南恒裕新材料科技发展有限公司 | 一种混杂铝基复合材料管材的制备方法 |
CN109317667B (zh) * | 2018-11-28 | 2021-07-30 | 湖南金马铝业有限责任公司 | 一种混杂铝基复合材料管材的制备方法 |
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