無縫管的冷軋方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無縫管的冷軋方法，其在將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋時(shí)，通過采用在成為冷軋開始側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)?、成為冷軋結(jié)束側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)纫詽M足(T0-T1)/2≤R≤T0/2的方式實(shí)施了R倒角加工的毛管(1)，能夠抑制自毛管端部產(chǎn)生加工片，能夠防止因?yàn)榧庸て纬蓧汉?，從而使表面變得光滑。在此，R為在端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑(mm)，T0為毛管壁厚，T1為冷軋后的管的壁厚。
【專利說明】無縫管的冷軋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋的方法。進(jìn)一步詳細(xì)而言，涉及一種 無縫管的冷軋方法，該無縫管的冷軋方法通過抑制在冷軋時(shí)自毛管端部產(chǎn)生加工片，而能 夠防止因?yàn)榧庸てㄓ⑽模篶ut pieces)而形成壓痕，從而使表面變得光滑。
[0002] 另外，只要無其他的記載，本說明書中的用語定義如下。
[0003] "截面收縮率":用于作為評(píng)價(jià)冷軋的加工率時(shí)的指標(biāo)。該截面收縮率Rd(% )能夠 由毛管的截面積Sl (mm2)和冷軋后的管的截面積S2 (mm2)通過下述（2)式計(jì)算出來。
[0004] Rd = (1-S2/S1) X 100 · · · (2)
[0005] "倒角":將倒角面形成為曲面的圓倒角稱為"R倒角"。另外，將倒角面形成為平面 的倒角簡稱為"倒角"。"倒角"中的、特別是將倒角面與毛管的端面之間形成的角度為45° 的倒角稱為"C倒角"。
【背景技術(shù)】
[0006] 作為金屬管的冷加工法，習(xí)慣采用利用拉拔機(jī)所進(jìn)行的冷拔法和利用皮爾格式軋 機(jī)所進(jìn)行的冷軋法。在利用拉拔機(jī)所進(jìn)行的冷拔法中，通過將頂頭、浮動(dòng)頂頭或者芯棒插入 毛管內(nèi)、并借助模具拉拔毛管從而將毛管精加工成目標(biāo)的成品尺寸。
[0007] 這樣的冷拔法由于難以通過增大截面收縮率而在高加工率下實(shí)施冷拔，因此難以 適用于小徑材的冷加工。
[0008] 另一方面，利用皮爾格式軋機(jī)所進(jìn)行的冷軋法與冷拔法相比能夠通過增大截面收 縮率而在高加工率下冷加工毛管。因此，在需要高加工率的無縫管的制造中，通常采用利用 皮爾格式軋機(jī)（皮爾格式軋制）進(jìn)行的冷軋法。
[0009] 在利用皮爾格式軋制機(jī)進(jìn)行的冷軋中，采用在周面上形成有軋槽的上下一對(duì)的孔 型輥，并在孔型輥之間設(shè)有具有朝向頂端而直徑變小的錐形的芯棒。該孔型輥被設(shè)于其軸 心的旋轉(zhuǎn)軸支承于軋機(jī)架。
[0010] 在利用皮爾格式軋制機(jī)對(duì)毛管實(shí)施冷軋時(shí)，通過使被支承于軋機(jī)架的孔型輥沿芯 棒往返移動(dòng)，從而使孔型輥在往返旋轉(zhuǎn)的同時(shí)軋制作為被加工件的毛管。在孔型輥往返旋 轉(zhuǎn)的工序期間，毛管一邊被以規(guī)定的加工長度送出并旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度，一邊依次縮徑、減薄 管壁而被加工。此時(shí)，被冷軋的毛管根據(jù)軋制伸長率與軋制進(jìn)給量而被延伸，并軋制成目標(biāo) 的成品尺寸。
[0011] 在利用該皮爾格式軋制對(duì)多根毛管連續(xù)地進(jìn)行冷軋的情況下，在被冷軋的毛管的 軋制結(jié)束側(cè)的端面對(duì)合后續(xù)的毛管的軋制開始側(cè)的端面從而將毛管供給于皮爾格式軋機(jī)。 由此，隨著送出后續(xù)的毛管，后續(xù)的毛管的軋制開始側(cè)的端面推出被冷軋的毛管的結(jié)束側(cè) 的端面，由此輸送被冷軋的毛管。
[0012] 在利用這樣的皮爾格式軋制實(shí)施冷軋時(shí)，由于被冷軋的毛管的軋制結(jié)束側(cè)的端面 與后續(xù)的毛管的軋制開始側(cè)的端面摩碰，其一部分被削掉從而產(chǎn)生厚度薄的加工片。加工 片大概為長度3_、寬度1_、厚度0. 5mm的新月的形狀。當(dāng)這樣的加工片在其后的加工中 破碎、并附著于毛管的外表面或者內(nèi)表面而到達(dá)頂頭和孔型輥所進(jìn)行加工的加工位置時(shí)， 加工片被壓入管的外表面或者內(nèi)表面。其結(jié)果，在冷軋后的管的外表面或者內(nèi)表面形成有 壓痕。該壓痕大概為直徑Imm的圓的形狀，其深度在最深部為0.3mm。以下，作為"管的外 表面"和"管的內(nèi)表面"的總稱，將它們簡稱為"管的表面"。
[0013] 被冷軋后的管例如可以作為半導(dǎo)體制造裝置用的清潔管、原子能發(fā)電廠用的導(dǎo)熱 管而使用。對(duì)清潔管和原子能發(fā)電廠用導(dǎo)熱管的表面性狀要求嚴(yán)格的管理。因此，若在管 的表面形成有壓痕，則根據(jù)壓痕的形狀、深度以及大小，有的是手工除去壓痕，有的是在后 工序中切下產(chǎn)生壓痕的部位，有的會(huì)使制品成為次品。其結(jié)果，使管的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成品 率降低。
[0014] 為了抑制產(chǎn)生這樣的加工片，可以考慮采用如下方法，通過降低每1次的冷軋的 加工率并增加冷軋的次數(shù)來確保預(yù)定的加工率。但是，由于該方法在增加實(shí)施冷軋的次數(shù) 的同時(shí)也增加了對(duì)毛管實(shí)施軟化熱處理的次數(shù)，因此生產(chǎn)效率明顯變差。因此，通過降低每 1次的冷軋的加工率并增加冷軋的次數(shù)來確保預(yù)定的加工率的方法并不實(shí)用。
[0015] 關(guān)于管的冷軋方法，從以往提出有各種方案，例如存在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2。 在專利文獻(xiàn)1中記載的冷軋方法中，在將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋時(shí)，采用利用張開角度 b(rad)和壁厚差d(mm)來表示軋制開始側(cè)的端部的內(nèi)表面的壁厚變動(dòng)、并對(duì)作為該比的d/ b的最大值進(jìn)行了管理的毛管。而且，在d/b的最大值超過管理范圍時(shí)，通過在軋制開始側(cè) 的端部的內(nèi)表面?zhèn)葘?shí)施倒角加工來管理d/b的最大值。由此，能夠抑制在進(jìn)行冷軋時(shí)毛管 產(chǎn)生由于內(nèi)表面有棱角而引起的管端裂紋。
[0016] 但是，在將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋時(shí)，即使未在毛管上發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面有棱角的情 況下，也自管端產(chǎn)生加工片。因此，專利文獻(xiàn)1記載的方法難以抑制實(shí)施冷軋時(shí)產(chǎn)生加工 片。
[0017] 另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載有對(duì)由母材和復(fù)合材形成的復(fù)合鋼毛管實(shí)施冷軋的 方法。專利文獻(xiàn)2所記載的冷軋方法采用在端部的母材側(cè)實(shí)施了滿足預(yù)定的條件式的倒角 加工的復(fù)合鋼毛管。由此，能夠防止因?yàn)槟覆暮蛷?fù)合材的變形阻力差而引起的母材在端部 突出、母材和復(fù)合材在端部剝離。這樣，專利文獻(xiàn)2所記載的冷軋方法因?yàn)閷?fù)合鋼毛管作 為對(duì)象，所以并未對(duì)將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋時(shí)的加工片的產(chǎn)生進(jìn)行研究。
[0018] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0019] 專利文獻(xiàn)
[0020] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2009-6384號(hào)公報(bào)
[0021] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-346726號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0022] 發(fā)明要解決的問是頁
[0023] 如前所述，若對(duì)毛管實(shí)施通過冷拔所進(jìn)行的冷加工時(shí)，則由于加工率降低，因此難 以應(yīng)用于小徑材。因此，若對(duì)毛管實(shí)施通過冷軋所進(jìn)行的冷加工，則因自毛管的端部產(chǎn)生的 加工片使管的外表面和內(nèi)表面形成有壓痕而成為問題。以往的管的冷軋方法將管端裂紋、 母材和復(fù)合材的剝離作為課題進(jìn)行研究，并未對(duì)加工片的產(chǎn)生進(jìn)行研究。
[0024] 本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的，其目的在于提供一種通過抑制在冷軋時(shí)自毛管 端部產(chǎn)生加工片，能夠防止由于加工片而形成的壓痕，從而使表面變得光滑的無縫管的冷 軋方法。
[0025] 用于解決問題的方案
[0026] 本
【發(fā)明者】為了解決上述問題，實(shí)施各種試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了通 過采用在端部實(shí)施了R倒角加工的毛管進(jìn)行冷軋能夠抑制自端部產(chǎn)生加工片的方法。
[0027] 圖1是表示在端部實(shí)施了 R倒角加工的毛管的端部的圖。圖1所示的毛管1，分別 在其端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施了 R倒角加工，外表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑R和在 內(nèi)表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑R為相同的值。外表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑R和內(nèi)表面?zhèn)?實(shí)施的R倒角的半徑R既可以為相同的值也可以為不同的值。發(fā)現(xiàn)通過在毛管的冷軋開始 側(cè)的端部和結(jié)束側(cè)的端部都實(shí)施這樣的R倒角加工，能夠抑制自端部產(chǎn)生加工片。因此，為 了尋求能夠抑制產(chǎn)生加工片的端部形狀，如后述的實(shí)施例所示，進(jìn)行了改變R倒角的半徑 R(mm)而對(duì)毛管進(jìn)行冷軋的試驗(yàn)。
[0028] 在后述的實(shí)施例中所示的圖2是表示R倒角的半徑R(mm)與（TO-Tl)/2 (mm)之 間的關(guān)系的圖，TO為毛管壁厚（mm)，Tl為冷軋后的管的壁厚。在圖2中，將在實(shí)施冷軋 時(shí)產(chǎn)生了加工片的情況用空心圓或者空心四邊形表示，將未產(chǎn)生加工片的情況用實(shí)心黑 圓或者實(shí)心黑四邊形表示。從圖2可知，為了抑制產(chǎn)生加工片，R倒角的半徑R需要滿足 (TO-Tl)/2 ^ R0
[0029] 而且，在后述的實(shí)施例中所示的圖3是表示R倒角的半徑R(mm)與T0/2 (mm)之間 的關(guān)系的圖，TO為毛管壁厚（mm)。在圖3中，將在進(jìn)行冷軋時(shí)產(chǎn)生了加工片的情況用實(shí)心 黑圓或者實(shí)心黑四邊形表示，將未產(chǎn)生加工片的情況用空心圓或者空心四邊形表示。從圖 3可知，為了抑制產(chǎn)生加工片，R倒角的半徑R需要滿足R < T0/2。
[0030] 如上所述，清楚可知，通過使在毛管的端部實(shí)施R倒角的半徑R滿足 (TO-Tl)/2 < R < T0/2,能夠抑制產(chǎn)生加工片。
[0031] 本發(fā)明是基于這些見解而完成的，將下述的無縫管的冷軋方法作為要旨。
[0032] -種無縫管的冷軋方法，其特征在于，在將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋時(shí)，采用在成 為冷乳開始側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)?、成為冷乳結(jié)束側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面 側(cè)以滿足下述（1)式的方式實(shí)施了 R倒角加工的毛管。
[0033] (TO-Tl)/2 ^ R ^ T0/2 · · · (1)
[0034] 在此，R為在端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑，其單位是mm，TO為 毛管壁厚，Tl為冷軋后的管的壁厚。
[0035] 發(fā)明的效果
[0036] 本發(fā)明的無縫管的冷軋方法具有下述的顯著效果。
[0037] (1)本發(fā)明的無縫管的冷軋方法，在實(shí)施冷軋時(shí)，采用以滿足上述（1)式的方式對(duì) 端部實(shí)施了 R倒角加工的毛管。
[0038] (2)根據(jù)上述（1)，能夠抑制自毛管端部產(chǎn)生加工片。
[0039] (3)根據(jù)上述（2)，能夠防止因?yàn)榧庸て纬傻膲汉蹚亩公@得的管的表面變 得光滑。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040] 圖1是表示在端部實(shí)施了 R倒角加工的毛管的端部的圖。
[0041] 圖2是表示R倒角的半徑R(mm)與（T0-Tl)/2(mm)之間的關(guān)系的圖，TO為毛管壁 厚（mm)，Tl為冷乳后的管的壁厚。
[0042] 圖3是表示R倒角的半徑R(mm)與T0/2 (mm)之間的關(guān)系的圖，TO為毛管壁厚 (mm) 〇
【具體實(shí)施方式】
[0043] 如上所述，本發(fā)明的無縫管的冷軋方法的特征在于，采用在成為冷軋開始側(cè)的端 部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)?、成為冷乳結(jié)束側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施了滿足下述 (1)式的R倒角加工的毛管。
[0044] (TO-Tl)/2 ^ R ^ T0/2 · · · (1)
[0045] 在此，R為在端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑（mm)，TO為毛管壁 厚，Tl為冷軋后的管的壁厚。
[0046] 以下，就如上述那樣進(jìn)行規(guī)定的理由對(duì)本發(fā)明的無縫管的冷軋方法進(jìn)行說明。
[0047] 本發(fā)明將無縫管作為對(duì)象。其理由在于，在如半導(dǎo)體制造裝置用的清潔管、原子能 發(fā)電廠用導(dǎo)熱管那樣、要求沒有因?yàn)榧庸て纬蓧汉矍乙蠊饣砻嫘誀畹奶厥庥猛镜?金屬管中，采用無縫管作為毛管。
[0048] 本發(fā)明的無縫管的冷軋方法，如上述圖1所示，在端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí) 施R倒角加工。無論在冷軋開始側(cè)的端部還是冷軋結(jié)束側(cè)的端部都實(shí)施對(duì)外表面?zhèn)群蛢?nèi)表 面?zhèn)葘?shí)施的R倒角加工。以這樣的方式實(shí)施R倒角加工是因?yàn)?，若外表面與端面的交線或 者內(nèi)表面與端面的交線的周邊成為尖的形狀，則該尖的部分被削下而產(chǎn)生加工片，因此將 交線周邊形成鈍的形狀。
[0049] 在此，也考慮在端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施C倒角等的倒角加工來代替R倒 角加工。然而，在C倒角加工中存在外表面與倒角面的交線、內(nèi)表面與倒角面的交線以及端 面與倒角面的交線。因?yàn)樵摻痪€的周邊成為尖的形狀，所以該變尖的部分被削下而產(chǎn)生加 工片。因此，C倒角加工不合適，在本發(fā)明的無縫管的冷軋方法中采用了 R倒角加工。
[0050] 本發(fā)明的無縫管的冷軋方法，采用以使半徑R滿足上述（1)式的方式實(shí)施了 R倒 角加工的毛管。由此，如后述的圖2和圖3所示，能夠抑制在冷軋加工時(shí)自毛管端部產(chǎn)生加 工片。因此，能夠防止在管的表面形成因?yàn)榧庸てa(chǎn)生的壓痕，能夠使所獲得的管的表面 變的光滑。因而，不需要因?yàn)閴汉鄱a(chǎn)生手工除去壓痕的工作，提高了生產(chǎn)效率。而且，不 需要因?yàn)閴汉鄱a(chǎn)生的切下工作，并且能夠減少次品，并能夠提高制造的成品率。
[0051] 若R倒角加工的半徑R超過上述（1)式所規(guī)定的范圍而大于T0/2,則上述圖1所 示的毛管的端面的長度Tr成為0,從而外表面?zhèn)鹊腞面與內(nèi)表面?zhèn)鹊腞面相連接。在這種 情況下，外表面?zhèn)鹊腞面和內(nèi)表面?zhèn)鹊腞面的交線附近成為尖形狀。若對(duì)這樣的端部形狀 的毛管實(shí)施冷軋加工，則R面與R面的交線附近的尖部分被削下而產(chǎn)生加工片。
[0052] 另一方面，半徑R的下限以（Τ0-Τ1)/2彡R進(jìn)行規(guī)定。在此，由于當(dāng)用毛管的端面 的長度Tr表示TO時(shí)，則為TO = Tr+2R，所以當(dāng)將該式代入（TO-Tl)/2彡R并進(jìn)行變形時(shí)， 則得出Tr < Tl。因而，半徑R小于（TO-Tl)/2意味著毛管的端面的長度Tr大于冷軋后的 壁厚T1。在毛管的端面的長度Tr大于冷軋后的壁厚Tl情況下，在冷軋時(shí)產(chǎn)生加工片。在 這種情況下，雖然產(chǎn)生加工片的理由不明確，但推測是由于在冷軋時(shí)毛管的端部被孔型輥 和芯棒強(qiáng)力地按壓，毛管的端面的一部分剝離而產(chǎn)生的。
[0053] 本發(fā)明的無縫管的冷軋方法并不限于在毛管的外表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角加工的半 徑R和在內(nèi)表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角加工的半徑R如上述圖1所示那樣的相同的值的情況。即， 只要在毛管的外表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角加工的半徑R和在內(nèi)表面?zhèn)葘?shí)施了 R倒角加工的半徑 R全都滿足上述（1)式，則也可以為不同的值。
[0054] 實(shí)施例
[0055] 為了驗(yàn)證本發(fā)明的無縫管的冷軋方法的效果，實(shí)施了對(duì)在端部實(shí)施R倒角加工的 毛管進(jìn)行冷軋的試驗(yàn)。
[0056] [試驗(yàn)方法]
[0057] 在本試驗(yàn)中，將通過以下工序獲得的無縫管作為毛管而實(shí)施了利用皮爾格式軋制 機(jī)所進(jìn)行的冷軋。
[0058] (1)將中空鋼坯通過玻璃潤滑劑高速擠壓（Ugine-Sejournet)法進(jìn)行熱軋制管從 而形成無縫管。
[0059] (2)在通過熱軋制管獲得的無縫管的兩端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施R倒角加 工。
[0060] 在上述⑵的R倒角加工中，制造出外表面?zhèn)鹊腞倒角的半徑R和內(nèi)表面?zhèn)鹊腞 倒角的半徑R為相同的值的毛管和外表面?zhèn)鹊腞倒角的半徑R和內(nèi)表面?zhèn)鹊腞倒角的半徑 R為不同的值的毛管。
[0061] 用于本試驗(yàn)的毛管的材質(zhì)，為ASME SB-163 UNS N06690的Ni基合金，其代表組成 為30質(zhì)量％ Cr-60質(zhì)量％ Ni-IO質(zhì)量％ Fe。在表1中表示本試驗(yàn)中的加工計(jì)劃和通過上 述（2)式計(jì)算出的截面收縮率。
[0062] 表 1
[0063]
【權(quán)利要求】
1. 一種無縫管的冷軋方法，其特征在于， 在將無縫管作為毛管實(shí)施冷軋時(shí)，采用在成為冷軋開始側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面 偵I成為冷軋結(jié)束側(cè)的端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)纫詽M足下述（1)式的方式實(shí)施了 R倒角 加工的毛管， (T0-TD/2 彡 R 彡 T0/2 · · · (1) 在此，R為在端部的外表面?zhèn)群蛢?nèi)表面?zhèn)葘?shí)施的R倒角的半徑，其單位是mm ;T0為毛管 壁厚；Τ1為冷軋后的管的壁厚。
【文檔編號(hào)】B21B21/00GK104245169SQ201380019576
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月12日
【發(fā)明者】宮原整 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社