JPS61227126A - 金属管の残留応力除去方法 - Google Patents

金属管の残留応力除去方法

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JPS61227126A
JPS61227126A JP60066442A JP6644285A JPS61227126A JP S61227126 A JPS61227126 A JP S61227126A JP 60066442 A JP60066442 A JP 60066442A JP 6644285 A JP6644285 A JP 6644285A JP S61227126 A JPS61227126 A JP S61227126A
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pipe
tube
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pressure
compressive load
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昭太 岩倉
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吉富　雄二
Takashi Osanawa
尚 長縄
Toshio Saito
斉藤　敏男
Tatsuro Seki
関　辰郎
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/30—Finishing tubes, e.g. sizing, burnishing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は金属管の残留応力除去方法に係）、特に寸法精
度が高く、残留応力が小さい金属管の残留応力除去方法
に関する。
〔発明の背景〕
金属管の残留応力除去方法として、特公昭５７−５６４
０８に記載のように、従来から管よシ大きな線膨張係数
を有する心金を用いて熱処理するｒ熱的寸法台わせＪ　
（１ｈｅｒｍａＪ　ｓｉＺｉｎｇ）と呼ばれる技術を用
いることが知られている。
しかし、長尺な管にこの方法を適用する場合、第１図忙
示したように、プレスや溶接等の前工程の影響で変形が
生じているので、心金１を管２に挿入する際、管２の内
面に傷が生じる欠点がおった。また、心金の着脱、熱処
理や管の内面に生じた傷の除去に要する時間が長い欠点
があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、寸法精度が高く、シかも残留応力が小
さくなる金属管の残留応力除去方法を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
Ｕの成形において、傷が生じなく、成形に要する時間が
短くなる方法として、冷間のバルジ成形法を適用する。
金型内で管をバルジ成形で所定寸法に成形しｔ後、同じ
金星内で座屈を防止する九めの低圧力を付加した状態で
軸圧縮荷重を付加して、管全体を均一に塑性変形させる
。この時、管の全域にわ九って均一に塑性変形するので
、バルジ成形前（プレス成形や溶装等）あるいはバルジ
成形時に生じた残留応力は再分布し、低減する。
したがって、本成形法によシ低残留応力で高精度の管が
成形できる。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を以下、第２図〜第１０口を用い、角形
管の成形を例に上げて説明する。
第２図は、バルジ成形前の状態を示している。
素材としての管２を金を３内に挿入し、型締めプレス（
図示せず）等によシ前記金塁３を拘束する。
この状態の横断面を第３図に示す。この状態で、素材の
管２に加圧ロッド４を介して軸圧縮荷重Ｆ！を付加して
管２内の圧力Ｐをシールする。このようにして、圧力Ｐ
と軸圧縮荷重Ｆｓ　ｋ所定の条件で付加し、管２が金型
３に密着するようにノくルジ成形する。バルジ形成後の
状態′ｔ−ｔ−第４第、第５示す。成形後の管２は金型
３に密着しているので、寸法精度は高い。
しかし、この状態の管には、バルジ成形前（プレス成形
や溶接等）おるいはバルジ成形時に生じ九残留応力が存
在している。
第６図はバルジ成形後に、金型３の中の管２にバルジ成
形に付加した圧力Ｐよシ低い圧力Ｐ′を付加した状態で
、軸圧縮荷重Ｆ１”ｋ付加して塑性菱形させる。この時
、管２は全域にわたって均一に塑性変形するので、バル
ジ成形前あるいはノくルジ成形時に生じ九残留応力は再
分布して、低減する。ま九、管２は圧力と金型３に拘束
されているので、座屈は生じないし、さらに、管２は金
を３内で変形するので、管の形状は維持されている。
さらに具体的な一実施例として、素材２にジルコニウム
合金の角形管（０１４０ｓａｗＸ１４０■×ｔ２ｗＸｔ
５００ｍ）ｒ用いて説明する。
まず、第２図、第３因に示したように、所定形状の金型
３内に挿入し７２：素材２を金を３及び加圧ロッド４で
拘束する。
次に、第７図に示した成形条件で素材２の角形管を周方
向にひずみで数チ拡管して所定の形状にバルジ成形する
。バルジ成形後の角形管のコーナ部の外面には軸方向（
長手方向）に１０〜１５に４ｆ／鵡２の引張シの残留応
力が残っている。その−例を第８図に示す。
このようにして所定の形状にバルジ成形した角形管の残
留応力を除去するためく、第６図に示し次ように前記金
髪内で、第９図に示し次加工条件で残留応力を除去する
。この時、角形管には２５に９ｆ／ｃＷ１！の圧力Ｐと
軸方向（長手方向）に降伏応力以上の圧縮応力（６０匂
ｆ／ｗ”　）が付加されている。し７’Ｃがって、角形
管の任意の断面は均一に塑性状態になっているので、角
形管は均一に塑性変形する。
したがって、前記残留応力は再分布し低減する。
その−例を第１０図に示す。残留応力は０〜４Ｋｇｆ／
　ｌ！ＩＩ　”に低減している。
まに１角形管は圧力Ｐ′と金型３で拘束されているので
、座屈は生じないし、所定形状も維持されている。なお
、所定の長さの角形管を得るためには、素材２０寸法に
歩留り及び成形時の収縮量を見込んでおく。そして、＠
後に必要な長さに切断する。
一方、バルジ成形法以外の方法で所定形状に成形されて
いる管についても、所定形状の金型内で、管に座屈を防
止するための低圧力を付加するとともに軸圧縮荷重を付
加して、管の所定形状を維持しつつ、管全体を均一に塑
性変形させて、管の残留応力を低減できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、内外面に髄が生じなく、寸法精度が高
く、シかも残留応力が小さな金属の管が成形できる。
ま九、冷間加工でらるので熱処理時間が省略できること
や、傷が生じないことによシ傷の除去に要する時間が省
略できるので、大幅に工数が低減できる。
さらに、本成形法は短尺な管にも長尺な管にも適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来方法を示す側面図、第２図は本発明の一実
施例による管の成形原理を示す縦断面図、第３図は、第
２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は本発明の一実施例によ
るバルジ成形後の管の縦断面図、第５図は第４図のＡ−
Ａ線断面図、第６図は、本発明の一実施例による管の残
留応力除去原理を示す縦断面図、第７図はバルジ成形条
件を示す図、第８図はバルジ成形後の角形管の残留応力
の分布を示す図、第９図は残留応力の加工条件を示すグ
ラフ、第１０図は残留応力除去後の角形管の残留応力の
分布を示す図である。 第　　１　　図 冨　　２　　図 １．４ ′ｊｆｉ３　　図 罵　４　　図 ｆＪ　５　図 百　　６　　図 第　７　図 ′Ｆ３ｇ　　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、所定形状に成形加工した金属の管の残留応力除去方
    法において、所定形状の金型内で液体あるいは弾性体の
    圧力媒体を用いて管に低い圧力を付加し、座屈を防止し
    つつ軸圧縮荷重を付加して所定形状を維持しながら管全
    体を均一に塑性変形させ、管の残留応力を低減させるこ
    とを特徴とする高精度管の残留応力除去方法。 ２、所定形状に成形加工した金属の管の残留応力除去方
    法において、素材の管を所定形状の金型内で液体あるい
    は弾性体の圧力媒体を用いたバルジ成形で管を所定の形
    状に成形した後、前記金型内で前記管に、成形に要した
    圧力より低い圧力を付加して、座屈を防止しつつ軸圧縮
    荷重を付加し、所定形状を維持しながら管全体を均一に
    塑性変形させて管の残留応力を低減させることを特徴と
    する高精度管の残留応力除去方法。
JP60066442A 1985-04-01 1985-04-01 金属管の残留応力除去方法 Granted JPS61227126A (ja)

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