JPH0579404B2 - - Google Patents

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JPH0579404B2
JPH0579404B2 JP63317226A JP31722688A JPH0579404B2 JP H0579404 B2 JPH0579404 B2 JP H0579404B2 JP 63317226 A JP63317226 A JP 63317226A JP 31722688 A JP31722688 A JP 31722688A JP H0579404 B2 JPH0579404 B2 JP H0579404B2
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titanium
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seamless
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Shigemitsu Kimura
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Priority to DE89311895T priority patent/DE68909176T2/de
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、純チタンまたはチタン合金からなる
継目無管の製造方法に関し、更に詳しくは、穿孔
圧延・延伸圧延・定径圧延からなるマンネスマン
製管プロセスによる連続製管方法に関する。 〔従来の技術〕 チタンは純チタンと、α型、α+β型等のチタ
ン合金とに分類される。α型のチタン合金として
は、Ti−0.15Pd、Ti−0.8Ni−0.3Mo、Ti−5Al
−2.5Snなどがある。α+β型のチタン合金とし
てはTi−8Al−1Mo−1V、Ti−3Al−2.5V、Ti
−6Al−4V、Ti−6Al−6V−2Sn、Ti−6Al−
2Sn−4Zr−6Mo、Ti−6Al−2Sn−4Zr−2Moな
どがあり、Ti−3Al−2.5Vは冷間加工が可能な合
金として知られている。本発明書において、チタ
ンとはこれらを総称したものである。 これらのチタンは軽量、高耐食性を有し、特に
その継目無管は化学プラント、航空機用油圧配管
への適用が期待されている。 このようなチタン継目無管は、従来は、JIS−
H4630に規定されるように、熱間押出し法と冷間
引抜き法との組合せによつて製造されるのが一般
的とされている。これはチタンは本質的に熱間加
工性が悪く、その管は周方向剪断歪を生じやすい
とされているからである。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、熱間押出し法は他の熱間製管法に比
べて能率が低く、長尺管を造ることもむつかし
い。また、冷間引抜き法も寸法精度等を向上させ
るのには有効であるが、能率は低い。したがつ
て、このような方法の組合せで製造される従来の
チタン継目無管は、高コストとならざるを得な
い。 本発明は、チタン継目無管を低コストで、しか
も品質よく製造するチタン継目無管の製造方法を
提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 継目無管を高能率、経済的に製造するだけであ
れば、マンネスマンピアサーに代表される傾斜ロ
ール穿孔圧延機を含む継目無管連続製造ラインを
適用するのが良い。これによると、継目無管が次
の順序で製造される。 先ず、傾斜ロール穿孔圧延機で加熱ビレツトを
穿孔圧延して中空のホローピースとなる。得られ
たホローピースは、引き続きマンドレルミルまた
はプラグミルで延伸圧延されてホローシエルとさ
れる。延伸圧延にマンドレルミルが使用された場
合は、ホローシエルは必要に応じて再加熱後、ス
トレツチレデユーサで絞り圧延され、プラグミル
で延伸圧延が行われた場合は、必要により再加熱
後、サイザで定径圧延される。 本発明者らは、このような継目無管連続製造ラ
インでのチタン継目無管の製造について研究を続
けており、その過程で今回、定径圧延に関して次
のような知見を得た。 定径圧延は、上述したように、傾斜ロール穿孔
圧延機を含む継目無管連続ラインの最終工程に位
置する。したがつて、この定径圧延は、製品の表
面性状を決定する。チタンは本質的に熱間加工性
が悪く、また温度により特性が大きく変化するの
で、この定径圧延で必要な寸法精度を確保しよう
とすると、表面性状の悪化が懸念される。定形圧
延で表面性状が悪化すると、それはそのまま製品
の品質低下を意味し、たとえ定径圧延に至るまで
の穿孔圧延や延伸圧延で十分な品質が確保されて
いても、それは意味のないものになる。 本発明者らは、このような状況下でチタン製ホ
ローシエルの定径圧延条件について実験を繰り返
した結果、ホローシエルの定径圧延において、サ
イザ入側におけるホローシエル温度と外径圧下率
とを規定すれは、熱間押出し法と冷間引抜きとの
組合せでチタン継目無管を製造した場合に匹敵す
る特性および性状が得られることを知見した。 本発明は、このような知見に基づきなされたも
ので、純チタンまたはチタン合金からなる継目無
管を熱間で穿孔圧延、プラグミルによる延伸圧
延、サイザによる定径圧延の各工程を経て連続的
に製造する際に、延伸圧延で得られたホローシエ
ルを450℃以上に冷却することなく圧延機入側温
度が550〜1150℃、外径圧下率が3〜15%の条件
で定径圧延することを特徴とするチタン継目無管
の製造方法を要旨とする。 〔作用〕 本発明によれば、その定径圧延条件を規定した
ことにより、高品質のチタン継目無管が穿孔圧
延・延伸圧延・定径圧延の連続プロセスにより得
られる。なお、延伸圧延後の材料を450℃以下に
一旦冷却し、その後再加熱して定径圧延を行え
ば、チタン継目無管の製品品質が更に向上するこ
とは既に本出願人が提案するところであるが(特
願昭63−263650号)、用途によつてはそのような
高品質を必要としない場合も多く、そのような場
合には本発明で充分に対応できる。むしろ、本発
明では延伸圧延と定径圧延の間で積極的な冷却を
行わないので、熱経済性が良く、製管能率が高
い。 本発明が採用する穿孔圧延・延伸圧延・定径圧
延の連続製管プロセスは、素材が鋼の場合は代表
的な継目無管製造プロセスの一つであるが、チタ
ンには適用されていない。これは、チタンと鋼の
特性が大きく異なるからに他ならない。例えば従
来、チタンの熱間加工性が非常に悪いため、その
熱間圧延管が製品規格を満足するとは考えられて
いなかつた。このような状況下で、本発明者らは
チタンの特性研究と種々の実験を積み重ね、本発
明を完成させるに至つた。 参考のため、鋼の定径圧延とチタンの定径圧延
に対する認識の相違を説明し、合わせてチタンの
定径圧延に対する常識的な考えと本発明者らの実
験研究の成果とを説明する。 普通鋼の場合、サイザ入側温度の低温側は、ロ
ールエツジ焼付き疵発生による品質悪化の問題か
ら、一般には650℃以下は好ましくないとされて
いる。一方、チタンの場合は、βトランザス(チ
タン合金で約990℃)以下の温度域では、温度降
下と共に変形抵抗の増加が著しいことから、常識
的にはサイザ入側温度は高くすべきとされ、普通
鋼の下限温度よりかなり高くする必要がある。し
かし、本発明者らの実験研究によれば、550℃と
いう普通鋼の下限温度より更に低い温度域での圧
延が可能であつた。 外径圧下率については、通常サイザは5〜7ス
タンドで構成されており、この場合、普通鋼では
外径精度およびロールエツジ焼付きの点から、通
常は12%以下に抑えるべきと考えられている。一
方、チタンの場合は、上述した特性から類推し
て、少なくとも普通鋼なみの外径圧下率で圧下す
るのが常識的である。しかるに、本発明者らの実
験研究によれば、最大15%という大きな外径圧下
率のもとでも、表面品質および寸法精度ともに良
好なサイザ定径圧延が可能であることが知見され
た。 このように、鋼の定径圧延とチタンの定径圧延
に対する認識の違いは大きく、しかも、その認識
を覆す新しい知見を基礎として本発明は完成され
た。 本発明における圧延条件限定理由は、次のとお
りである。 チタンは温度により特性が大きく変化し、特に
サイザ入側温度が550℃未満で定径圧延すると、
変形能が低下していることから、ロール焼付きに
よる被れ状疵、筋疵、エツジマーク、穴あき等の
疵が発生し、場合によつては圧延自体が不可能に
なる。またチタン合金においては、α/β相の界
面に両者の変形能の差により変形を受けた際にボ
イドと呼ばれる空〓が発生する。逆に、サイザ入
側温度が1150℃超で圧延されると、圧延後の冷却
により粗大な針状晶が生成する。この針状晶は変
形能が低く、製品の機械的性質を低下させる。し
たがつて、サイザ入側におけるホローシエル温度
は550〜1150℃とする。 外径圧下率については、これが3%未満では、
定径圧延の目的を達成することができず、製品の
寸法精度が悪化する。逆に、15%を超えると、ロ
ール焼付きによる筋疵、エツジマーク等の外面疵
が発生し、製品の表面性状を悪化させる。したが
つて、定径圧延における外径圧下率は3〜15%と
する。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を説明する。 第1表に示す組成を有する工業用純チタン
(JIS−H4630−3種)からなる外径173mm、長さ
2040mmの中実ビレツトを、2ロール傾斜穿孔圧延
機(ピアサー)にて圧延機入側温度990〜1250℃
で、外径178mm、肉厚40mm、長さ2710mmの中空素
管とし、これをエロンゲータにて圧延機入側温度
880〜1200℃で外径190mm、肉厚19.5mm、長さ4500
mmのホローピースに寸法調整した。 引き続き、得られたホローピースをプラグミル
にて圧延機入側温度600〜1150℃で延伸圧延して、
外径183mm、肉厚15mm、長さ5940mmのホローシエ
ルとした。このときの延伸比は1.3である。 次に、得られたホローシエルを450℃以下に強
制冷却することなく種々の温度に再加熱後、外径
圧下率を変えながら2ロール、7スタンドのサイ
ザにより定径圧延した。定径圧延後の純チタン継
目無管の性状および750℃で1時間で焼鈍した後
の室温特性を調査した結果を第3表に示す。ま
た、参考のため、第3表には熱間押出し法と冷間
引抜き法との組合せで製造した同一グレード品に
対するJIS−H4630−3種の規格値とを示してい
る。 No.1では、サイザ入側温度が低いために、継目
無管表面に疵が生じ、機械的性質を論じる以前に
製品価値を失つた。No.6では、サイザ入側温度が
高すぎるために、表面性状は良好なものの、伸び
が著しく悪化した。No.8では、サイザ入側温度が
適性であるが、外径圧下率不足のため、所定の寸
法精度が確保できなかつた。No.10では、外径圧下
率が過剰のため、表面疵が生じ、製品価値を失つ
た。 以上の比較例に対し、本発明例であるNo.2〜
5、7、9では表面性状が良好で、しかも機械的
特性は、熱間押出しと冷間引抜きとの組合せによ
る場合の規格値を全て満足している。 次に、第3表に示す組成を有するTi−6Al−
4V系合金について上記と同一の試験を実施した。
結果を第4表に示す。 第4表から明らかなように、本発明は、チタン
合金製ホローシエルの製造に対しても有効であ
る。 このように、本発明は定径圧延条件を規定した
ことにより、チタン継目無管を穿孔圧延・延伸圧
延・定径圧延の連続プロセスで品質よく製造でき
る。なお、定径圧延後の管には必要に応じて切削
による表面仕上げ加工を施すことができる。
【表】
【表】 * 本発明範囲外
【表】
【表】
【表】 * 本発明範囲外
〔発明の効果〕 本発明のチタン継目無管の製造方法は、穿孔圧
延・延伸圧延・定径圧延の連続製管プロセスでチ
タン継目無管を製造する際に、定径圧延での品質
低下を抑え、熱間圧延仕上がりの製品に優れた品
質を与える。従つて、チタン継目無管の製造コス
ト低減に大きな効果を発揮する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 純チタンまたはチタン合金からなる継目無管
    を熱間で穿孔圧延、プラグミルによる延伸圧延、
    サイザによる定径圧延の各工程を経て連続的に製
    造する際に、延伸圧延で得られたホローシエル
    を、450℃以上に冷却することなく圧延機入側温
    度が550〜1150℃、外径圧下率が3〜15%の条件
    で定径圧延することを特徴とするチタン継目無管
    の製造方法。
JP31722688A 1988-11-18 1988-12-14 チタン継目無管の製造方法 Granted JPH02160103A (ja)

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JP31722688A JPH02160103A (ja) 1988-12-14 1988-12-14 チタン継目無管の製造方法
US07/437,273 US4991419A (en) 1988-11-18 1989-11-16 Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material
EP89311895A EP0369795B1 (en) 1988-11-18 1989-11-16 Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material
DE89311895T DE68909176T2 (de) 1988-11-18 1989-11-16 Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus Titan.
CA 2003244 CA2003244C (en) 1988-11-18 1989-11-17 Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material

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