(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の内部に該金属管よりも径の小さい芯金を挿入し、該芯金と金属管内面との間に金属粉末、他の無機物粉末、合成樹脂粉末のうちの１種又は複数種を充填するとともに、所定の加工範囲の前端部と後端部に前記金属管の内面と芯金との隙間を閉塞して内部の粉末の流出を防止するブッシュを入れて固定し、該金属管の外径よりも小さな口径の引き抜きダイスを通して金属管を芯金とともに引き抜き加工した後、芯金を金属管から引き抜くことにより、金属管の内面に異種金属粉末、他の無機物粉末、合成樹脂粉末のうちの１種又は複数種の粒子による異種被覆層が形成された複合管を得ることを特徴とする複合管の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、腐食性を有する液の容器、配管材等として使用するに適した複合管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池等の容器や配管には、耐食性に富んだ材料が要求される。また、石油化学、一般工業化学、原子力産業等でも耐食性に優れた配管材料、容器材料が要求されるが、これら腐食性雰囲気や腐食性溶液に耐える材料として従来使用されてきたのは、異種金属を圧着したクラッド材や、金属表面に金属、無機質材料等を溶射した材料、及び金属表面に静電塗装やメッキを施したものである。
【０００３】
しかしながら、上記圧着クラッド材は、圧着される材料の抗張力が一定の範囲内になければならないので、材質的に限定されるという問題があった。一方、溶射や塗装を金属管の内面に施す場合は、管の内径や長さに制限があるという問題があった。また、耐腐食性を向上させるメッキ法としては、硬質クロムメッキ、ニッケルメッキ等があるが、いずれも使用条件に十分対応することができないという問題があった。さらに、上記従来の方法では、金属管のリサイクルに適していないものもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来の材料の問題点を改良し、耐腐食性等に優れた性能を持つ管材を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる複合管の製造方法は、金属管の内部に該金属管よりも径の小さい芯金を挿入し、該芯金と金属管内面との間に金属粉末、他の無機物粉末、合成樹脂粉末のうちの１種又は複数種を充填するとともに、所定の加工範囲の前端部と後端部に前記金属管の内面と芯金との隙間を閉塞して内部の粉末の流出を防止するブッシュを入れて固定し、該金属管の外径よりも小さな口径の引き抜きダイスを通して金属管を芯金とともに引き抜き加工した後、芯金を金属管から引き抜くことにより、金属管の内面に異種金属粉末、他の無機物粉末、合成樹脂粉末のうちの１種又は複数種の粒子による異種被覆層が形成された複合管を得ることを特徴としている。
【０００６】
以下、図面に表された本発明の具体例について詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体例を挙げつつ詳細に説明するが、本発明は、これら具体例に限定されるものではない。本発明で素材として使用される金属管は、引き抜き加工が可能な程度の加工性を有するもので、材質の具体例を挙げれば、例えばアルミニウム、銅、鉄鋼、ステンレス鋼等の金属及び合金がある。このうち、耐食性、加工性等の実用的見地から、アルミニウムの管を用いるのが特に好ましい。
【０００８】
上記金属管の内面に異種被覆層を形成するが、その方法を図にしたがって具体的に説明すれば以下の通りである。
【０００９】
まず、酸化膜除去処理を施した金属管１の先端部に図２に示すような絞り加工を施し、該絞り加工部の後方内側に仕切り材としてリング状の第１のブッシュ２を取り付ける。このブッシュ２は、金属管１の内面に密着し、加工中に後述の充填粉末が流出しないように仕切るものである。ブッシュ２の厚み（外径と内径の差）は、充填粉末の種類、金属管の内径、形成すべき被覆層の厚み等によって異なるが通常は数ミリメートルである。金属管１に対するブッシュ２の固定は、適当な接着剤（例えばペースト状のエポキシ、ニトリルエポキシ、フィルム状のナイロンエポキシ、ニトリルフェノリック、ホルマールフェニリック等）を用いて接着固定する方法が簡便であるが、溶接その他の固定方法を採用することもできる。なお、後述の粉末充填後に第２のブッシュ６を図２の鎖線で示すように金属管１の内面に固定する。
【００１０】
ブッシュ２を取り付けた金属管１の内部に芯金３を挿入する。この芯金３の直径は、前記ブッシュ２に内接する大きさであり、先端部に円錐状の傾斜面部３ａと直線部３ｂからなる絞り部を設けたものである。芯金３の本体部３ｃの外径は、目的とする複合管の内径よりも若干（１．５〜２．０ｍｍ程度）小径で、直線部３ｂの外径は、前記金属管の絞り部の先端部の内径と同じとする。
【００１１】
金属管１の内部に芯金３を挿入したら、該芯金と金属管１の内面との間の隙間４に被覆形成用の粉末５を充填する。然る後、後端部の内側に、前記先端側のブッシュ２と同様な第２のブッシュ６を嵌合し固定する。これは、充填した粉末５が流出しないようにするためである。ブッシュ６の固定方法も前記先端側のブッシュと同じでよい。
【００１２】
このようにして、内部に芯金３を挿入し、該芯金との隙間に被覆形成用の粉末を充填したら、金属管１の絞り加工による細い先端部（内部に芯金の先端直線部３ｂが挿入されている）をダイス１０に挿入し、該金属管を芯金とともに該ダイスを通して引き抜き加工する。ダイス１０の口径は、目的とする複合管の外径とほぼ同じであり、その入口部は前記芯金の傾斜面部と似たラッパ状の傾斜面となっている。
【００１３】
上記引き抜き加工が終了したら、芯金３を後方へ引き抜き、金属管の絞り部等の不要部分を切断除去するとともに、所定長さに切断し所望の複合管２０を得る。このようにして得られる複合管は、内面に充填粉末５による被覆層７が一体的に形成される。この被覆層の特性、厚み等は、充填粉末の種類と量を選ぶことにより所望のものとすることができる。したがって、例えば耐食性が要求される複合管の場合は、耐食性を有する粉末を充填しておくことにより、耐食性に優れた被覆層が得られるのである。
【００１４】
【実施例】
金属管として純アルミニウム（ＪＩＳ  １０５０）の管を使用した。金属管の寸法は、外径が７０ｍｍ、内径が６３ｍｍであった。また、充填粉末として、ステライトと純ニッケルの混合粉末を使用した。粉末の粒度はいずれも２０〜３０ミクロンであり、成分比は、重量比でステライトが９０％、ニッケルが１０％であった。
【００１５】
このアルミニウム管の先端部にスエージングで絞り加工（ダイスを通すための小径化）を施し、それよりも後側の内面に該アルミニウム管と同じ材質のアルミニウムで作られたリング状のフッシュ２を接着材で固定した。そして、このアルミニウム管の内部に後端部側から前記フッシュの内径と同径のマンガン鋼製の芯金３を挿入した。芯金の形状は、図３に示すようなものであり、各部の寸法は、先端直線部３ｂの直径が４０ｍｍ、大径の本体部３ｃの直径が６１．２ｍｍであった。しかる後、金属管と芯金の間の空間部（隙間）に金属管の後端部側から充填粉末を充填した。十分な量の粉末を充填したら、該粉末充填部の後端部に上記と同様なアルミニウムブッシュ６を嵌め込み、接着材で固定した。
【００１６】
つぎに、アルミニウム管の先端部をその内部に挿入されている芯金とともに引き抜きダイスに挿入し、ダイスから出ている金属管と芯金の先端部を１０ｔの引き抜き装置のチャックで掴み、冷間又は温間で引き抜き加工を行った。この引き抜き加工に際しては、摩擦熱、加工熱その他により金属管と粉末が数百度の高温に加熱され、加工圧力により粉末粒子が重なり合った状態で金属管の表面に付着するとともに、金属管表面との接触部に合金層が形成された。
【００１７】
この引き抜き加工により、アルミニウム管が絞られて小径化及び長尺化し、内径６２ｍｍの複合管となった。この複合管から芯金を後方へ引き抜き、不要部分をエンドカットするとともに、所定長さに切断して所望の複合管とした。この複合管の内面には、上記の如く、充填粉末が押し潰されて約７０ミクロンの厚さで付着しており、該粉末層７ａとアルミ管の接合部にはアルミニウム合金の被覆層７ｂ（厚み数ミクロン乃至数十ミクロン）が形成されていた。また、アルミニウム管自体も加工硬化しており、それ自身の耐食性も向上した。
【００１８】
得られた複合管は、元の金属（アルミニウム）の内側表面に合金層と粉末粒子層が形成されており、耐食性に優れ、Ａ１０５０（ＪＩＳ）材よりも長時間の使用に耐えるものであった。なお、粉末粒子層は、芯金の引き抜き時にかなり剥離したが、粒子が剥離しても金属管の内側表面層に合金層が存在するので、耐食性は維持されていた。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、内面に耐食性被覆層等の異種被覆層を形成した金属管からなる複合管を比較的容易に製造することができるようになった。また、本発明の製法によれば、溶射や静電塗装を行うことができないような長尺で口径の小さなものも容易に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法例を表すフローチャートである。
【図２】金属管の説明図である。
【図３】芯金の説明図である。
【図４】引き抜き加工直前の説明図である。
【図５】引き抜き加工中の説明図である。
【図６】得られた複合管の構造を表す断面図である。
【符号の説明】
１    金属管
２    ブッシュ
３    芯金
５    粉末
７    被覆層
１０    ダイス
２０    複合管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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