JP2011152576A - Method of manufacturing small-diameter thin-walled tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間製管された素管を引抜加工によって小径薄肉の継目無鋼管を製造する方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、内面筋疵を有さない小径薄肉管を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a small-diameter, thin-walled seamless steel pipe by drawing a raw pipe that has been hot-formed. More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a small diameter thin walled tube that does not have internal streaks.
なお、別に記載がない限り、本明細書における用語の定義は次のとおりである。
「小径薄肉管」:熱間製管により得られる素管を、引抜加工により所定の寸法に仕上げた継目無鋼管であって、引抜加工後の肉厚/外径(T/D)の比が5〜15%、外径が20〜30mm、肉厚が1.0〜3.5mmのものをいう。
Unless otherwise stated, the definitions of terms in this specification are as follows.
“Small-diameter thin-walled pipe”: A seamless steel pipe obtained by drawing a base pipe obtained by hot-rolling into a predetermined size by drawing, and the ratio of thickness / outer diameter (T / D) after drawing is 5 to 15%, an outer diameter of 20 to 30 mm, and a wall thickness of 1.0 to 3.5 mm.
冷間仕上げされる継目無鋼管は、中実の鋼片をマンネスマン製管法やユジーン製管法による熱間製管によって中空の素管とした後、素管を冷間で引抜加工することにより製造される。マンネスマン製管法では、鋼片をマンネスマン穿孔し、サイザまたはレデューサーで定径または縮径圧延して素管とする。得られた素管に冷間による引抜加工を施す。冷間での引抜加工の主な目的は、外径・内径・肉厚の寸法精度向上、機械的強度の確保、および内面平滑性の向上である。すなわち、鋼管内表面の疵の低減も冷間引抜加工処理の大きな目的の1つである。 A seamless steel pipe that is cold-finished is made by forming a solid steel slab into a hollow base pipe by hot pipe making by Mannesmann pipe manufacturing method or Eugene pipe manufacturing method, and then drawing the base pipe cold. Manufactured. In the Mannesmann tube method, Mannesmann is drilled in a steel slab, and a constant diameter or reduced diameter rolling is performed with a sizer or a reducer to form a raw pipe. The obtained tube is subjected to cold drawing. The main purposes of cold drawing are to improve the dimensional accuracy of the outer diameter, inner diameter, and wall thickness, to ensure mechanical strength, and to improve the inner surface smoothness. That is, the reduction of wrinkles on the inner surface of the steel pipe is one of the major purposes of the cold drawing process.
引抜加工により仕上げられた継目無鋼管は、プラントの配管用、機械構造用等の用途があり、自動車用鋼管としてエアバッグに用いられることがある。エアバッグの用途では、継目無鋼管は圧力容器として用いられ、高圧のガスが封入された状態で使用されるため、継目無管内表面の疵は好ましくない。 Seamless steel pipes finished by drawing have applications such as for plant piping and machine structures, and are sometimes used in automobiles as steel pipes for automobiles. In the use of an air bag, the seamless steel pipe is used as a pressure vessel and is used in a state in which a high-pressure gas is sealed. Therefore, wrinkles on the inner surface of the seamless pipe are not preferable.
そこで、熱間製管で得られた素管の内表面に筋状の疵が形成(以下、単に「内面筋疵」ともいう)された場合には、引抜加工により内面に筋疵を低減または除去する必要がある。 Therefore, when a streak is formed on the inner surface of the raw tube obtained by hot pipe making (hereinafter, also simply referred to as “inner surface scissors”), the streak is reduced on the inner surface by drawing or Need to be removed.
また、エアバッグの圧力容器は、小型で軽量であることが求められるので、エアバッグ用鋼管は小径薄肉管が用いられる。 Moreover, since the pressure vessel of an airbag is calculated | required that it is small and lightweight, a small diameter thin wall pipe is used for the steel pipe for airbags.
ところで、引抜加工による内面筋疵を低減・除去する場合、以下の(1)式で表される肉厚加工度が大きいほど、内面筋疵の除去効果が大きい。
TD=(T'−T)/T'×100 ・・・(1)
ただし、肉厚加工度をTD(%)、引抜加工前の鋼管の肉厚をT'(mm)、引抜加工後の鋼管の肉厚をT(mm)とする。
By the way, in the case of reducing / removing the internal streak due to the drawing process, the effect of removing the internal streak is larger as the thickness processing degree expressed by the following equation (1) is larger.
TD = (T′−T) / T ′ × 100 (1)
However, the thickness processing degree is TD (%), the thickness of the steel pipe before drawing is T ′ (mm), and the thickness of the steel pipe after drawing is T (mm).
図1は、テーパーダイスとセミフローティングプラグとを用いた引抜加工を示す模式図である。同図では、テーパーダイス1と、素管(引抜加工前の鋼管)の内面に挿入されるプラグ2と、引抜加工される素管3を示し、素管が黒塗り矢印で示す方向に移動することにより、引抜加工される。テーパーダイス1は、管材をダイス出側に案内するため、入側のダイス内径が縮小するテーパー状のアプローチ部1aと、一定の内径を有し管材の加工形状を決定するベアリング部1bと、出側の逃げ部1cとを備えている。テーパーダイスのアプローチ部1aの形状は、両角α(°)で規定される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a drawing process using a taper die and a semi-floating plug. In the figure, a taper die 1, a plug 2 inserted into an inner surface of a blank pipe (steel pipe before drawing), and a blank pipe 3 to be drawn are shown, and the blank pipe moves in a direction indicated by a black arrow. Thus, it is drawn. The taper die 1 guides the pipe material to the die exit side, so that the taper-shaped approach portion 1a in which the inner diameter of the die on the entry side is reduced, the bearing portion 1b having a constant inner diameter and determining the processing shape of the pipe material, And a side relief portion 1c. The shape of the approach portion 1a of the taper die is defined by both angles α (°).
セミフローティングプラグ2は、図示されない固定端に保持された支持棒2cにより加工位置に固定され、素管の肉厚加工にともなってプラグの位置ずれを防止するテーパー部2aと、管の仕上げ内径を規定する仕上げ部2bとを備えている。セミフローティングプラのテーパー部の形状は、両角β(°)で規定される。
The semi-floating plug 2 is fixed at a processing position by a support rod 2c held at a fixed end (not shown), and has a taper portion 2a for preventing displacement of the plug as the raw pipe is thickened, and a finished inner diameter of the pipe. And a finishing
テーパーダイス1とセミフローティングプラグ2を用いた引抜加工では、素管3はテーパーダイスのアプローチ部1aとの接触にともない縮径した後、さらにセミフローティングプラグのテーパー部2aと接触して肉厚加工される。その後、素管3は、テーパーダイスのベアリング部1bと、セミフローティングプラグの仕上げ部2bにより、肉厚加工されて所定の外径および内径寸法の継目無鋼管に仕上げられる。
In the drawing process using the taper die 1 and the semi-floating plug 2, the tube 3 is reduced in diameter in accordance with the contact with the taper die approach portion 1a, and then further contacted with the taper portion 2a of the semi-floating plug to be thickened. Is done. Thereafter, the blank tube 3 is thickened by a tapered die bearing portion 1b and a semi-floating
セミフローティングプラグ2には、引抜加工の際に素管の加工にともない引抜き方向に摩擦力が作用する。また、セミフローティングプラグ2には、テーパー部2aとテーパーダイスのアプローチ部1aとにより素管を肉厚加工する際に、同図の白抜き矢印で示す方向に反力が作用する。 A frictional force acts on the semi-floating plug 2 in the drawing direction as the raw pipe is processed during the drawing process. Further, when the raw pipe is thickly processed by the tapered portion 2a and the tapered die approach portion 1a, a reaction force acts on the semi-floating plug 2 in the direction indicated by the white arrow in FIG.
セミフローティングプラグ2は支持棒2cにより加工位置に固定されているが、反力の引抜き方向の成分が小さいと、摩擦力により支持棒2cが弾性変形し、フローティングプラグが加工位置からずれ、振動の発生や素管の破断といった抽伸不良を引き起こす。このため、安定して引抜加工を行うためには、反力の引抜き方向の成分と摩擦力とを等しくし、支持棒2cが弾性変形を抑制するのが好ましい。 The semi-floating plug 2 is fixed at the machining position by the support bar 2c. However, if the component of the reaction force in the pulling direction is small, the support bar 2c is elastically deformed by the frictional force, and the floating plug is displaced from the machining position. It causes drawing defects such as generation and breakage of the tube. For this reason, in order to stably perform the drawing process, it is preferable that the component in the drawing direction of the reaction force is equal to the frictional force, and the support bar 2c suppresses elastic deformation.
従来から、テーパーダイスとセミフローティングプラグとを用いた引抜加工に関し、種々の提案がなされている。例えば、特許文献1では、プラグ位置を安定化することができる引抜き方法が提案されている。特許文献1で提案されている引抜き方法では、ダイスのアプローチ部の両角(ダイス両角)α(°)と、プラグのテーパー部の両角(プラグ両角)β(°)が下記(2)および(3)式を満たすことにより、上述の反力の引抜き方向成分と摩擦力とが均衡して、プラグの位置が引抜き方向にずれるのを防止できるとともに、素管のダイスへの焼き付きおよび素管の破断を防止できるとしている。
15≦α≦30 ・・・(2)
α−10≦β≦α−3 ・・・(3)
Conventionally, various proposals have been made regarding a drawing process using a taper die and a semi-floating plug. For example, Patent Document 1 proposes a drawing method that can stabilize the plug position. In the drawing method proposed in Patent Document 1, both angles (die both angles) α (°) of the approach portion of the die and both angles (plug both angles) β (°) of the taper portion of the plug are the following (2) and (3 ) Satisfying the equation, the pulling direction component of the reaction force described above and the frictional force are balanced, so that the position of the plug can be prevented from shifting in the drawing direction, and the seizure of the blank tube to the die and the breakage of the blank tube Can be prevented.
15 ≦ α ≦ 30 (2)
α-10 ≦ β ≦ α-3 (3)
特許文献1で提案されている引抜き方法を小径薄肉の継目無鋼管の製造に用いた場合、上記(2)式を満足していてもダイス両角によっては、得られる小径薄肉管には内面筋疵が残存することがある。 When the drawing method proposed in Patent Document 1 is used for manufacturing a small-diameter and thin-walled seamless steel pipe, the small-diameter thin-walled pipe obtained may have an internal stripe depending on the angle of the die even if the above equation (2) is satisfied. May remain.
前述のとおり、内面筋疵の除去効果は、肉厚加工度が大きいほど高いため、内面筋疵の残存を防ぐためには、素管の肉厚を厚くすることが考えられるが、素管の肉厚と引抜加工後の鋼管肉厚の肉厚比が大きすぎると、引抜加工の際に振動や素管の破断が発生し、安定して引抜加工することができない。このため、小径薄肉管の引抜加工処理においては、素管の肉厚をそれほど厚くできない。 As described above, the removal effect of the inner surface streak is higher as the wall thickness processing degree is larger. Therefore, in order to prevent the inner streak from remaining, it is conceivable to increase the thickness of the raw tube. If the thickness ratio between the thickness and the steel pipe wall thickness after drawing is too large, vibrations and breakage of the raw pipe occur during drawing, and stable drawing cannot be performed. For this reason, in the drawing process of a small-diameter thin wall tube, the thickness of the raw tube cannot be increased so much.
特許文献2は、肉厚/外径(T/D)の比が20%以上である厚肉の継目無鋼管における内面筋疵の低減に関するものであり、オイル潤滑または化成皮膜潤滑された素管を、肉厚加工度とダイス角度により規定される条件式を満たす加工条件により引抜加工する方法を提案している。 Patent Document 2 relates to the reduction of inner surface streaks in a thick-walled seamless steel pipe having a thickness / outer diameter (T / D) ratio of 20% or more, and is an oil-lubricated or chemical-coating-lubricated base pipe Has been proposed for drawing under the processing conditions that satisfy the conditional expression defined by the thickness processing degree and the die angle.
特許文献2で提案される引抜き方法の対象は、厚肉の鋼管であるため、素管の肉厚を厚くしても、引抜加工前後の肉厚比がさほど大きくならないので、特許文献2に記載の条件式を満たせば、良好な結果を得ることができる。しかしながら、小径薄肉管の場合は、前述のとおり素管の肉厚をそれほど厚くできないため、特許文献2に記載の条件式を満たしても、ダイス角度によっては、内面筋疵が残存する場合がある。 Since the object of the drawing method proposed in Patent Document 2 is a thick-walled steel pipe, the thickness ratio before and after the drawing process does not increase so much even if the thickness of the raw pipe is increased. If the conditional expression is satisfied, good results can be obtained. However, in the case of a small-diameter thin-walled tube, as described above, since the thickness of the raw tube cannot be increased so much, even if the conditional expression described in Patent Document 2 is satisfied, depending on the die angle, inner surface streaks may remain. .
前述の通り、従来から提案されている引抜き方法を用いて、熱間製管された素管を引抜加工して小径薄肉の継目無鋼管を製造すると、従来提案されている条件を満たしてもダイス角度によっては、熱間製管で形成された内面筋疵を除去することができないという問題がある。本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、内面筋疵を残存させない小径薄肉管の製造方法を提供することを目的とする。 As described above, by using a conventionally proposed drawing method to produce a small-diameter, thin-walled seamless steel pipe by drawing a hot-formed blank, even if the previously proposed conditions are satisfied, Depending on the angle, there is a problem that the inner surface streaks formed by hot pipe making cannot be removed. This invention is made | formed in view of such a condition, and it aims at providing the manufacturing method of a small diameter thin wall tube which does not leave an internal surface fistula.
上記問題を解決するため、プラグを用いることなくテーパーダイスのみにより素管を引抜加工する、「空引き」による引抜き試験を行い、テーパーダイスのアプローチ部の両角が素管の肉厚に与える影響を確認した。本試験ではアプローチ部の両角αが20°、25°および30°における、肉厚/外径(T/D)の比と増肉率との関係を調査した。ここで、増肉率TW(%)は、素管の肉厚をT’(mm)、空引きによる引抜き後の肉厚をT(mm)とした場合、下記(4)式で算出できる。
TW=(T−T’)/T’×100 ・・・(4)
In order to solve the above-mentioned problem, the pipe tube is drawn only with a taper die without using a plug, and a drawing test by “empty drawing” is performed, and the influence of both angles of the approach part of the taper die on the wall thickness of the pipe. confirmed. In this test, the relationship between the thickness / outer diameter (T / D) ratio and the rate of increase in wall thickness when the angle α of the approach portion was 20 °, 25 °, and 30 ° was investigated. Here, the thickness increase rate TW (%) can be calculated by the following equation (4), where T '(mm) is the thickness of the blank tube and T (mm) is the thickness after drawing by empty drawing.
TW = (T−T ′) / T ′ × 100 (4)
本試験での試験条件は下記の通りとした。
素管の仕様:肉厚/外径=7%〜9%、
材質 Cr−Mo鋼(C 0.1〜0.2%、
Cr 0.5〜0.7%、
Mo 0.3〜0.4%を含有)
引抜管仕様:肉厚/外径=8%〜10%
The test conditions in this test were as follows.
Base tube specifications: wall thickness / outer diameter = 7% to 9%
Material Cr-Mo steel (C 0.1-0.2%,
Cr 0.5-0.7%,
Mo 0.3-0.4% contained)
Drawing tube specifications: wall thickness / outer diameter = 8% to 10%
図2は、テーパーダイスのみによる空引きにより小径薄肉管を得た場合の、肉厚/外径(T/D)の比(%)と増肉率TW(%)の関係を示す図である。同図より、増肉率TW(%)が正の値であることが確認できる。本試験によって、小径薄肉管をテーパーダイスを用いて引抜くこと(空引きすること)により、肉厚が増加(増肉)することが分かった。また、アプローチ部の両角αを小さくすることにより、増肉率TW(%)が増加することが分かった。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the thickness / outer diameter (T / D) ratio (%) and the thickness increase rate TW (%) when a small-diameter thin tube is obtained by emptying only with a taper die. . From this figure, it can be confirmed that the thickness increase rate TW (%) is a positive value. From this test, it was found that the wall thickness was increased (thickened) by pulling out the small-diameter thin-walled tube using a taper die (empty drawing). Moreover, it turned out that the wall-thickening rate TW (%) increases by making both angles (alpha) of an approach part small.
本発明者らは、上述の試験結果に基づいて以下の(a)〜(c)の知見を得た。
(a)小径薄肉管にダイスおよびプラグを用いた引抜加工を施す場合、テーパーダイスのアプローチ部において、被処理管の肉厚が一旦増加し(増肉し)、その後、ベアリング部において(対向するプラグの仕上げ部とに挟まれて引き抜かれることで)肉厚が減少して(減肉して)、最終的な加工後の肉厚(目的とする肉厚)となること。
The present inventors have obtained the following findings (a) to (c) based on the above test results.
(A) When a drawing process using a die and a plug is performed on a small-diameter thin wall pipe, the thickness of the pipe to be processed is once increased (increased) in the approach portion of the taper die, and then in the bearing portion (facing The thickness is reduced (thinned) by being sandwiched and pulled out by the finished part of the plug, resulting in the final processed thickness (target thickness).
(b)また、テーパーダイスのアプローチ部の両角を小さくすると、該アプローチ部における増肉量は増すこと(より肉厚が厚くなること)。 (B) Moreover, if both angles of the approach part of a taper die | dye are made small, the amount of thickness increase in this approach part will increase (thickness will become thicker).
(c)従って、引抜加工前の鋼管(素管)の肉厚および引抜加工後の鋼管の肉厚が一定であっても、テーパーダイスのアプローチ部の両角を小さくすることで、該アプローチ部において、鋼管の肉厚が一旦増加するため、実質的な肉厚加工度を増加できること。それゆえ、内面筋疵の除去効果を高められそうであること。 (C) Therefore, even if the thickness of the steel pipe (base pipe) before drawing and the thickness of the steel pipe after drawing are constant, by reducing both angles of the approach portion of the taper die, Because the thickness of the steel pipe is once increased, the substantial thickness workability can be increased. Therefore, it seems to be able to enhance the effect of removing internal muscles.
本発明は、上記の知見および後述する確認試験の結果に基づいて完成したものであり、下記(1)〜(3)の小径薄肉管の製造方法を要旨としている: The present invention has been completed on the basis of the above findings and the results of the confirmation test described below, and the summary thereof is the following (1) to (3) manufacturing method of a small-diameter thin-walled tube:
(1)加工用ダイスとしてテーパー状のアプローチ部と引抜き外径を決定するベアリング部とを具備するテーパーダイスと、
前記テーパーダイスによって縮径されながら引抜加工される管の内面に挿入されるプラグとを用いて小径薄肉管を引抜加工する継目無鋼管の製造方法であって、
前記アプローチ部の両角が15〜20°のテーパーダイスを用いることを特徴とする小径薄肉管の製造方法。
(1) A taper die having a tapered approach portion and a bearing portion for determining a drawing outer diameter as a processing die;
A method for producing a seamless steel pipe by drawing a small-diameter thin wall pipe using a plug inserted into an inner surface of a pipe that is drawn while being reduced in diameter by the taper die,
A method for producing a small-diameter thin-walled tube, wherein a taper die having both angles of 15 to 20 ° is used in the approach portion.
(2)使用するプラグが管の仕上げ内径を規定する仕上げ部とこれに連設されるテーパー部とを具備するセミフローティングプラグであることを特徴とする上記(1)に記載の小径薄肉管の製造方法。 (2) The small-diameter thin-walled tube according to (1) above, wherein the plug to be used is a semi-floating plug having a finished portion that defines a finished inner diameter of the tube and a tapered portion that is connected to the finished portion. Production method.
(3)得られる小径薄肉管が内面筋疵を有さないことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の小径薄肉管の製造方法。 (3) The method for producing a small-diameter thin tube according to (1) or (2) above, wherein the small-diameter thin-walled tube obtained does not have inner surface streaks.
本発明の小径薄肉管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
(1)テーパーダイスとプラグとを用いた引抜加工により、素管肉厚を増加させることなく、熱間製管の際に発生した内面筋疵を低減し、内面品質に優れた小径薄肉管を得ることができる。
The method for producing a small-diameter thin-walled tube of the present invention has the following remarkable effects.
(1) By drawing using a taper die and a plug, a small-diameter thin tube with excellent inner surface quality can be obtained by reducing inner surface streaks that occur during hot pipe manufacturing without increasing the thickness of the tube. Obtainable.
以下に、本発明の小径薄肉管の製造方法について説明する。 Below, the manufacturing method of the small diameter thin wall pipe | tube of this invention is demonstrated.
本発明の対象となる鋼管は、小径薄肉管である。ここで、小径薄肉管とは、熱間製管により得られる素管を、引抜加工により所定の寸法に仕上げた継目無鋼管であって、引抜加工後の肉厚/外径(T/D)の比が5〜15%、外径が20〜30mm、肉厚が1.0〜3.5mmのものをいう。 The steel pipe used as the object of the present invention is a small diameter thin wall pipe. Here, the small-diameter thin-walled pipe is a seamless steel pipe obtained by finishing a raw pipe obtained by hot pipe making into a predetermined dimension by drawing, and the thickness / outer diameter (T / D) after drawing. The ratio is 5 to 15%, the outer diameter is 20 to 30 mm, and the wall thickness is 1.0 to 3.5 mm.
引抜加工後の肉厚/外径(T/D)の比が15%または肉厚が3.5mmを超えると、従来の引抜加工により内面筋疵を低減することができ、本発明の小径薄肉管の製造方法を用いる必要がない。一方、引抜加工後の肉厚/外径(T/D)の比を5%または肉厚を1.0mm未満とすると、エアバッグの圧力容器として充分な強度を確保することができない。引抜加工後の外径を20〜30mmとするのは、エアバッグ用鋼管の用途に基づくものである。 When the ratio of thickness / outer diameter (T / D) after drawing is 15% or the thickness exceeds 3.5 mm, the internal stripes can be reduced by the conventional drawing, and the small diameter thin wall of the present invention There is no need to use a tube manufacturing method. On the other hand, if the thickness / outer diameter (T / D) ratio after drawing is 5% or the thickness is less than 1.0 mm, sufficient strength as a pressure vessel for an airbag cannot be ensured. The outer diameter after the drawing is set to 20 to 30 mm is based on the use of the steel pipe for airbag.
小径薄肉管は、Cr−Mo鋼、炭素鋼等の各鋼種が用いられるが、Cr−Mo鋼を用いる場合は、素管に内面筋疵が発生し易いとともに、引抜加工後も内面筋疵が残存し易い。したがって、Cr−Mo鋼からなる小径薄肉管の引抜加工に、本発明の小径薄肉管の製造方法を用いるのが好ましい。 Small-diameter thin-walled pipes are made of various steel types such as Cr-Mo steel and carbon steel. It tends to remain. Therefore, it is preferable to use the method for producing a small-diameter thin tube of the present invention for drawing a small-diameter thin tube made of Cr-Mo steel.
本発明の小径薄肉管の製造方法は、加工用ダイスとしてテーパー状のアプローチ部と、引抜き外径を決定するベアリング部とを具備するテーパーダイスと、前記テーパーダイスによって縮径されながら引抜加工される管の内面に挿入されるプラグとを用いて小径薄肉管を引抜加工する継目無鋼管の製造方法であって、アプローチ部の両角が15〜20°のテーパーダイスを用いることを特徴とする。 The method for producing a small-diameter thin-walled tube according to the present invention includes a taper die having a tapered approach portion as a working die and a bearing portion for determining a drawing outer diameter, and is drawn while being reduced in diameter by the taper die. A method of manufacturing a seamless steel pipe in which a small-diameter thin-wall pipe is drawn using a plug inserted into the inner surface of the pipe, wherein a taper die having both angles of 15 to 20 ° is used.
本発明の小径薄肉管の製造方法は、テーパーダイスのアプローチ部の両角は15〜20°にする。前記図2に示す結果から、小径薄肉管の空引きではアプローチ部の両角を小さくすると増肉率TW(%)が増加することが分る。このため、プラグを用いた引抜加工において、アプローチ部の両角を小さくすることにより、アプローチ部で素管(被引抜加工管)の増肉が図れ、ベアリング部での加工において実質的に肉厚加工度を増加できる。すなわち、引抜加工前の鋼管(素管)の肉厚および引抜加工後の鋼管の肉厚が一定であっても(換言すれば、素管の肉厚を厚くしなくても)、該アプローチ部において、肉厚が一旦増加するため、ベアリング部での加工において実質的に肉厚加工度が確保でき、得られる継目無鋼管の内面筋疵を低減できる。 In the method for manufacturing a small diameter thin tube of the present invention, both angles of the approach portion of the taper die are set to 15 to 20 °. From the results shown in FIG. 2, it can be seen that in the emptying of the small-diameter thin-walled tube, the thickness increase rate TW (%) increases when both angles of the approach portion are reduced. For this reason, in the drawing process using a plug, by reducing both angles of the approach part, it is possible to increase the thickness of the raw pipe (drawn pipe) at the approach part. Can increase the degree. That is, even if the thickness of the steel pipe (raw pipe) before drawing and the thickness of the steel pipe after drawing are constant (in other words, the thickness of the pipe is not increased), the approach portion In this case, since the thickness once increases, the thickness processing degree can be substantially secured in the processing at the bearing portion, and the inner surface streak of the obtained seamless steel pipe can be reduced.
テーパーダイスのアプローチ部の両角が20°を超えると、テーパーダイスによる増肉率TWが減少するので、ベアリング部での加工において肉厚加工度が確保できず、得られる継目無鋼管に内面筋疵が残存する。一方、アプローチ部の両角を15°未満とすると、アプローチ部と素管の接触距離が増加することから、潤滑不良による振動が発生し易い。この場合、得られる継目無鋼管の内面品質は悪化する。 If both angles of the approach part of the taper die exceed 20 °, the thickness increase rate TW due to the taper die will decrease, so it is not possible to secure the wall thickness processing in the bearing part, and the obtained seamless steel pipe has no internal reinforcement. Remains. On the other hand, if both angles of the approach portion are less than 15 °, the contact distance between the approach portion and the raw pipe increases, and therefore vibration due to poor lubrication is likely to occur. In this case, the inner surface quality of the obtained seamless steel pipe deteriorates.
本発明の小径薄肉管の製造方法では、プラグは、円筒形プラグ、セミフローティングプラグ、フローティングプラグ等の種々のプラグを用いることができるが、セミフローティングプラグを用いるのが好ましい。プラグとしてセミフローティングプラグを用いることにより、プラグを加工位置に安定して配置でき、抽伸不良を抑制することが可能である。 In the method for manufacturing a small-diameter thin-walled tube of the present invention, various plugs such as a cylindrical plug, a semi-floating plug, and a floating plug can be used as the plug, but a semi-floating plug is preferably used. By using a semi-floating plug as the plug, the plug can be stably disposed at the processing position, and drawing defects can be suppressed.
本発明の小径薄肉管の製造方法では、セミフローティングプラグを用いる場合、テーパー部の両角は下記(3)式を満たす値とするのが好ましい。
α−10≦β≦α−3 ・・・(3)
ここで、テーパーダイスのアプローチ部の両角α(°)とし、プラグのテーパー部の両角β(°)とする。
In the method for manufacturing a small-diameter thin-walled tube of the present invention, when using a semi-floating plug, it is preferable that both angles of the tapered portion satisfy the following expression (3).
α-10 ≦ β ≦ α-3 (3)
Here, both angles α (°) of the approach portion of the taper die are defined as both angles β (°) of the taper portion of the plug.
アプローチ部の両角αとテーパー部の両角βとの差を10°より大きくした場合、すなわち、β<α−10の場合、引抜加工の際にプラグに作用する反力は引抜き方向の成分が減少する。このため、素管の引抜きにともないプラグの位置が引抜方向にずれるので、抽伸不良が発生する場合がある。一方、アプローチ部の両角αとテーパー部の両角βとの差を3°よりも小さくした場合、すなわち、β>α−3の場合、テーパー部の後端が素管の内面に噛み込むことにより、プラグの位置が引抜方向にずれるので、抽伸不良が発生し易くなる。 When the difference between both angles α of the approach portion and both angles β of the tapered portion is larger than 10 °, that is, when β <α−10, the reaction force acting on the plug during the drawing process decreases the component in the drawing direction. To do. For this reason, since the position of the plug is shifted in the drawing direction with the drawing of the raw tube, a drawing defect may occur. On the other hand, when the difference between both angles α of the approach portion and both angles β of the tapered portion is smaller than 3 °, that is, when β> α-3, the rear end of the tapered portion bites into the inner surface of the raw tube. Since the position of the plug is shifted in the drawing direction, a drawing failure is likely to occur.
前述の通り、エアバッグに用いられる小径薄肉管は、高圧のガスが封入された状態で使用されるので、内面筋疵は好ましくない。本発明の小径薄肉管の製造方法では、素管の肉厚をそれほど厚くしなくても、実質的に肉厚加工度を確保することができるので、安定して引抜加工でき、かつ小径薄肉管の内面筋疵を除去することができる。 As described above, the small-diameter thin-walled tube used for the air bag is used in a state in which high-pressure gas is sealed, and therefore, internal streaks are not preferable. In the method for manufacturing a small-diameter thin-walled tube of the present invention, it is possible to substantially secure the thickness processing degree without increasing the thickness of the raw tube so much. The inner surface streak can be removed.
本発明の小径薄肉管の製造方法により、熱間製管された素管に引抜加工して小径薄肉管を得る試験を行い、本発明の効果を検証した。 A test for obtaining a small-diameter thin-walled tube was performed by drawing a hot-tubed raw tube by the method for producing a small-diameter thin-walled tube of the present invention, and the effect of the present invention was verified.
[試験方法]
前記図1に示すテーパーダイスおよびセミフローティングプラグを用いて、素管に引抜加工を施して引抜管とした。その条件は下記の通りである。
素管の仕様:外径31.80mm、 肉厚2.90mm、
材質 Cr−Mo鋼(C 0.1〜0.2%、
Cr 0.5〜0.7%、
Mo 0.3〜0.4%を含有)
引抜管仕様:外径25.05mm、 肉厚2.02mm
[Test method]
Using the taper die and the semi-floating plug shown in FIG. 1, the base pipe was subjected to a drawing process to obtain a drawn pipe. The conditions are as follows.
Specifications of the raw tube: outer diameter 31.80mm, wall thickness 2.90mm,
Material Cr-Mo steel (C 0.1-0.2%,
Cr 0.5-0.7%,
Mo 0.3-0.4% contained)
Drawing tube specifications: outer diameter 25.05mm, wall thickness 2.02mm
テーパーダイスのアプローチ部の両角は、本発明例1では15°、本発明例2では20°、比較例1では25°とした。また、フローティングプラグのテーパー部の両角は、本発明例1では10°、本発明例2では15°、比較例1では20°とした。 Both angles of the approach portion of the taper die were 15 ° in the present invention example 1, 20 ° in the present invention example 2, and 25 ° in the comparative example 1. Further, both angles of the tapered portion of the floating plug were 10 ° in the present invention example 1, 15 ° in the present invention example 2, and 20 ° in the comparative example 1.
[評価指標]
本発明例および比較例ともに引抜加工された管の内面性状を目視により確認した。さらに、本発明例2および比較例1では、管の引抜加工を途中過程で停止し、その管を切断した後、管の肉厚および内面筋疵の深さを引抜き方向の複数位置で測定し、肉厚比および内面筋疵の深さ比を算出した。ここで、肉厚比は、測定された管の肉厚をT、素管の肉厚をT’とした場合、T/T’で表される値のことをいう。また、内面筋疵の深さ比とは、測定された内面筋疵の深さをA、素管の内面筋疵の深さをA’とした場合、A/A’で表される値のことをいう。
[Evaluation index]
In both the inventive examples and the comparative examples, the inner surface properties of the drawn pipes were confirmed visually. Furthermore, in Invention Example 2 and Comparative Example 1, the pipe drawing process was stopped in the middle of the process, and after the pipe was cut, the thickness of the pipe and the depth of the inner surface streak were measured at a plurality of positions in the drawing direction. The wall thickness ratio and the depth ratio of the internal muscles were calculated. Here, the thickness ratio refers to a value represented by T / T ′, where T is the measured thickness of the tube and T ′ is the thickness of the raw tube. Further, the depth ratio of the inner surface streak is a value represented by A / A ′, where A is the measured depth of the inner surface streak and A ′ is the depth of the inner surface streak of the raw tube. That means.
[試験結果]
引抜加工された管の内面を目視により確認したところ、本発明例1および本発明例2では、内面筋疵は観察されなかった。一方、比較例1では、内面筋疵の深さは低減されたが、内面筋疵が残存した。
[Test results]
When the inner surface of the drawn pipe was visually confirmed, no inner surface streak was observed in Invention Example 1 and Invention Example 2. On the other hand, in Comparative Example 1, the depth of the inner surface streak was reduced, but the inner surface streak remained.
図3は、管の引抜加工を途中過程で停止し、その管を切断したものの内面性状を撮影した写真であり、同図(a)はテーパーダイスのアプローチ部の両角が25°である比較例を、同図(b)は両角が20°である本発明例を示す。同図では、引抜管の切断面3aと、管内面3bとを示し、テーパーダイスのアプローチ部との接触開始位置3dと、フローティングプラグの仕上げ部との接触開始位置3eを白抜きの点線で示す。同図において、白抜き想像線で囲った部分が内面筋疵である。
FIG. 3 is a photograph of the inner surface properties of the pipe that was cut in the middle of the drawing process, and the pipe was cut, and FIG. 3A is a comparative example in which both angles of the tapered die approach portion are 25 °. FIG. 4B shows an example of the present invention in which both angles are 20 °. In the drawing, a
比較例1では、アプローチ部の両角が25°であるテーパーダイスを用い、同図(a)より、素管に形成された内面筋疵が引抜加工後も残存していることが確認できた。一方、本発明例2では、アプローチ部の両角が20°であるテーパーダイスを用い、同図(b)より、引抜加工後の内面3bに筋疵が存在しないことが確認できた。
In Comparative Example 1, using a taper die with both angles of the approach portion being 25 °, it was confirmed from FIG. On the other hand, in Example 2 of the present invention, it was confirmed from the drawing (b) that no streak was present on the
図4は、図3と同じく管の引抜加工を途中過程で停止し、その管を切断したものについて、管の引抜き方向の各位置における肉厚比および内面筋深さ比を示す図であり、同図(a)は各位置での肉厚比を、同図(b)は各位置での内面筋深さ比をそれぞれ示す。同図(a)および(b)の横軸はプラグの接触位置から測定位置までの距離を示し、テーパーダイスのアプローチ部側を負(−)、テーパーダイスの逃げ部側を正(+)で表す。 FIG. 4 is a diagram showing the wall thickness ratio and the inner surface muscle depth ratio at each position in the drawing direction of the pipe with respect to what the pipe drawing process is stopped in the middle of the process as in FIG. The figure (a) shows the thickness ratio in each position, and the figure (b) shows the depth ratio of the inner surface reinforcement at each position. The horizontal axis of the figure (a) and (b) shows the distance from the contact position of the plug to the measurement position, the taper die approach part side is negative (-), the taper die escape part side is positive (+) To express.
同図(a)より、テーパーダイスのアプローチ部の両角が25°である比較例1に比べ、アプローチ部の両角が20°である本発明例2の方が、ベアリング部前の肉厚比が大きいこと、すなわち、アプローチ部でより増肉していることが確認できた。従って、ベアリング部における実質的な肉厚加工度が大きくなっていることが確認できた。 From FIG. 5A, the wall thickness ratio before the bearing portion is greater in the present invention example 2 in which both angles of the approach portion are 20 ° than in Comparative Example 1 in which both angles of the approach portion of the taper die are 25 °. It was confirmed that it was large, that is, the wall thickness was increased more in the approach part. Therefore, it was confirmed that the substantial thickness processing degree in the bearing portion was increased.
また、同図(b)より、アプローチ部の両角が25°である比較例1では、引抜加工により内面筋疵の深さは低減するが、引抜加工後も内面筋疵が残存しているのが確認できた。一方、アプローチ部の両角が20°である本発明例2では、引抜加工後、内面筋疵が除去されていることが確認できた。 Moreover, from the same figure (b), in Comparative Example 1 in which both angles of the approach portion are 25 °, the depth of the inner surface streak is reduced by the drawing process, but the inner surface streak remains after the drawing process. Was confirmed. On the other hand, in Example 2 of the present invention in which both angles of the approach portion were 20 °, it was confirmed that the inner surface streak was removed after the drawing process.
これらより、本発明の小径薄肉管の製造方法により、アプローチ部で素管の増肉量を増加させ、その後の肉厚加工において、アプローチ部での増肉量の増加に応じて肉厚加工度を大きくできることから、引抜管の内面筋疵が低減でき、得られる管の内面品質を向上できることが明らかになった。 From these, by the manufacturing method of the small-diameter thin wall tube of the present invention, the amount of increase in the raw tube is increased in the approach part, and in the subsequent wall thickness processing, the wall thickness processing degree is increased according to the increase in the wall thickness increase in the approach part. As a result, it was clarified that the inner surface streaks of the drawn tube can be reduced and the inner surface quality of the obtained tube can be improved.
本発明の小径薄肉管の製造方法は、下記の顕著な効果を有する。
(1)テーパーダイスとプラグとを用いた引抜加工により、素管肉厚を増加させることなく、熱間製管の際に発生した内面筋疵を低減し、内面品質に優れた小径薄肉管を得ることができる。
(2)得られる小径薄肉管をエアバッグを構成する圧力容器に適用した場合、内面筋疵を有さないことから、耐バースト性に優れる。
したがって、本発明の製造方法によれば、自動車のエアバッグに用いる圧力容器に好適な小径薄肉管を提供できる。
The method for producing a small-diameter thin-walled tube of the present invention has the following remarkable effects.
(1) By drawing using a taper die and a plug, a small-diameter thin tube with excellent inner surface quality can be obtained by reducing inner surface streaks that occur during hot pipe manufacturing without increasing the thickness of the tube. Obtainable.
(2) When the obtained small-diameter thin-walled tube is applied to a pressure vessel that constitutes an airbag, it has excellent resistance to bursting because it has no inner surface streaks.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to provide a small-diameter thin-walled tube suitable for a pressure vessel used for an automobile airbag.
1.テーパーダイス、 1a.アプローチ部、 1b.ベアリング部、
1c.逃げ部、 2.セミフローティングプラグ、 2a.テーパー部、
2b.仕上げ部、 2c.支持棒、 3.素管、 3a.素管切断面、
3b.素管内面、 3c.内面筋疵、
3d.テーパーダイスとの接触開始位置、
3e.フローティングプラグとの接触開始位置、
α.アプローチ部の両角、 β.テーパー部の両角
1. Taper dies, 1a. Approach section, 1b. Bearing part,
1c. 1. escape part, Semi-floating plug, 2a. Taper,
2b. Finishing part, 2c. 2. a support rod; Element tube, 3a. Raw tube cut surface,
3b. Inner surface of the
3d. Contact start position with taper die,
3e. Contact start position with floating plug,
α. Both angles of approach part, β. Both corners of taper
Claims (3)
前記テーパーダイスによって縮径されながら引抜加工される管の内面に挿入されるプラグとを用いて小径薄肉管を引抜加工する継目無鋼管の製造方法であって、
前記アプローチ部の両角が15〜20°のテーパーダイスを用いることを特徴とする小径薄肉管の製造方法。 A taper die having a tapered approach portion and a bearing portion for determining a drawing outer diameter as a processing die;
A method for producing a seamless steel pipe by drawing a small-diameter thin wall pipe using a plug inserted into an inner surface of a pipe that is drawn while being reduced in diameter by the taper die,
A method for producing a small-diameter thin-walled tube, wherein a taper die having both angles of 15 to 20 ° is used in the approach portion.
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