(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材であるビレットを熱間押広げ穿孔する際に用いられる潤滑剤であって、
当該潤滑剤は、混合ガラス繊維からなるシートであり、
前記混合ガラス繊維には、軟化点が異なる２種以上のガラス繊維が混合され、
前記シートの形状は、リング状、もしくは、中心に十字状の切り込みまたは複数のスリットを設けた円形状であり、
前記シートの外径Ｄ１（ｍｍ）は、下記（１）式を満足することを特徴とする熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤。
Ｄ２＋５ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２＋５０ｍｍ  ・・・（１）
ただし、Ｄ２は、軸方向で変化するプラグの外径のうちで最大外径（ｍｍ）とする。
【請求項２】
前記シートは、前記混合ガラス繊維の不織布からなり、
前記シートの厚みは、１０〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤。
【請求項３】
前記ガラス繊維の平均繊維径が５〜１５μｍであり、かつ、前記ガラス繊維の繊維長さが３０ｍｍ以上である請求項１または２に記載の熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤。
【請求項４】
コンテナ内に中空ビレットを装入し、プラグを用いて上方から熱間押広げ穿孔する際に、中空ビレットの上面に配置される潤滑剤として、請求項１〜３のいずれかに記載のビレット潤滑剤を用いて押広げ穿孔することを特徴とする熱間押広げ穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材であるビレットを熱間製管する際に用いられる潤滑剤に関する。また、本発明は、その潤滑剤を用いた熱間押広げ穿孔方法、熱間押出成形方法および熱間穿孔圧延方法に関する。
【０００２】
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。
「熱間製管」：継目無管の製造において、素材であるビレットを熱間で管状体に加工することを意味する。具体的には、後述するユジーン・セジュルネ製管法における押広げ穿孔および押出成形、並びに、マンネスマン製管法における穿孔圧延がある。
「熱間製管用ビレット潤滑剤」：熱間製管でビレットを加工する際に、ビレットまたは工具に張り付けて使用される潤滑剤である。
【背景技術】
【０００３】
継目無管は、例えば、ユジーン・セジュルネ製管法やマンネスマン製管法によって製造される。
【０００４】
ユジーン・セジュルネ製管法は、例えば、下記の手順で加工を行うことができる。
（１）押広げ穿孔工程で、ガイドホールが形成された中空ビレットをコンテナ内に装入し、上方からプラグを挿入してガイドホールを押広げ穿孔し、押出成形用ビレットをつくる。
（２）押出成形工程で、上記（１）により得られた中空の押出成形用ビレットをダイスとマンドレルの隙間から押出して管（押出管）に成形する。
【０００５】
このようなユジーン・セジュルネ製管法は、中空ビレットを高い加工度で成形することができる。そのため、ユジーン・セジュルネ製管法は、高合金等の難加工材を素材とする継目無管の製造に多用されている。
【０００６】
図１は、ユジーン・セジュルネ製管法における押広げ穿孔の加工工程を示す図であり、同図（ａ）は中空ビレットに潤滑剤を上面に配置した状態、同図（ｂ）は押広げ穿孔時の状態、同図（ｃ）は押広げ穿孔後の状態をそれぞれ示す。
【０００７】
押広げ穿孔では、図１（ａ）に示すように、ガイドホール１ａが形成された中空ビレット１を１１００〜１２００℃程度に加熱し、この高温の中空ビレット１を底部がコンテナ２のシャーリング２ａに接する状態でコンテナ２内に装入する。コンテナ２内に装入された中空ビレット１の上面に潤滑剤５を配置し、この潤滑剤５の外側に金属製リング６を配置する。以下では、押広げ穿孔で中空ビレット１の上面に配置されて使用される潤滑剤を、特に「上面潤滑剤」ともいう。
【０００８】
続いて、先端に所定径のエキスパンション用のプラグ３を備えたマンドレル４を下降させることにより、図１（ｂ）に示すように、中空ビレット１が穿孔されてガイドホール１ａが押し広げられる。
【０００９】
マンドレル４をさらに下降させて下端に到達すると、同図（ｃ）に示すように、押出成形用ビレット１ｂが形成される。そして、押広げ穿孔する際に、ビレットの一部が剥離した押滓７がプラグ３の表面に付着する。プラグ３の表面に付着する押滓７の量が増加すると、それに伴い押出成形用ビレット１ｂの量が減少することから、製造歩留りが低下する。したがい、押滓７の量を可能な限り低減することが望まれる。
【００１０】
図１に示した押広げ穿孔工程において、中空ビレットが高Ｃｒ−高Ｎｉで、合金元素を多く含む高合金や、Ｔｉを含有する合金鋼などの難加工材である場合は、押広げ穿孔により形成された押出成形用ビレットの外面や内面に、潤滑不良に起因する焼き付き、引っかき疵等の欠陥が発生し易い。
【００１１】
このような潤滑不良に起因する欠陥の発生を防止するため、図１（ａ）に示すように中空ビレットの上面潤滑剤としてガラス成形材５が用いられる。この中空ビレットのガラス成形材５は、ガラス粉末を水ガラス（珪酸ソーダ）や樹脂などのバインダでリング状に成形固化したものである。
【００１２】
しかし、単にリング状のガラス成形材を中空ビレットの上面に配置するだけでは、ガラス成形材が変形して径が拡大することによる逃げが発生する。そのため、上面潤滑剤であるガラス成形材が中空ビレットのガイドホール内に持ち込まれる量が減少して潤滑が不十分となる。その結果、押滓の付着量が増加することによって製造歩留りが低下したり、押広げ穿孔の際にプラグ（マンドレル）を下降させるのに要する力、すなわち、穿孔力が上昇したり、プラグの肩部３ａが焼き付いたりする。
【００１３】
このため、従来の押広げ穿孔では、図１（ａ）に示すように、中空ビレット１の上面に配置されたガラス成形材５の外側に金属製リング６を配置していた。この金属製リング６によってガラス成形材５の外面が拘束されるので、ガラス成形材５の所定位置からのずれおよびガラス成形材５が逃げるのを防止することができる。これにより、潤滑剤がガイドホール内に持ち込まれる量を確保して穿孔力の上昇およびプラグの肩部３ａに発生する焼き付きを抑制していた。
【００１４】
しかし、ガラス成形材の周囲に金属製リングを装着する方法では、押広げ穿孔の前後に、熱間状態で金属製リングを着脱する必要があることから、作業者の安全性の確保や作業工数の増加が問題となる。このため、押広げ穿孔では、金属製リングを用いることなく、ガラス成形材の逃げを防止してガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量を確保し、穿孔力の上昇およびプラグの肩部に発生する焼き付きを抑制することが望まれていた。
【００１５】
金属製リングを用いることなく、ガラス成形材の逃げを防止する方法として、ガラス成形材の外径を増加させることにより、ガラス成形材の外面をコンテナで拘束する方法が考えられる。
【００１６】
図２は、外径を増加させたガラス成形材を用いる方法を示す図であり、同図（ａ）は中空ビレットに上面潤滑剤を配置した状態、同図（ｂ）はプラグを下降させて中空ビレットに接触させた状態をそれぞれ示す。同図に示すように、中空ビレットの上面潤滑剤であるガラス成形材５の外径を増加させることにより、ガラス成形材５の外面をコンテナ２で拘束すれば、金属製リングを用いることなく、ガラス成形材５の逃げを防止することができる。
【００１７】
押広げ穿孔では、プラグ３によって、ガイドホール１ａの近傍に位置する部分のガラス成形材５が主に持ち込まれる。このため、外径を増加させたガラス成形材を用いる方法では、ガラス成形材５のうちでガイドホール１ａから距離を有する部分が残存する。この残存するガラス成形材５は、製造ラインを汚染する。
【００１８】
また、金属製リングを用いることなく、ガラス成形材の逃げを防止するため、中空ビレットの上面潤滑剤であるガラス成形材に関して従来から種々の提案がなされており、例えば特許文献１がある。
【００１９】
図３は、特許文献１で提案されるガラス成形材を示す図であり、同図（ａ）は中空ビレットに上面潤滑剤を配置した状態、同図（ｂ）はプラグを下降させて中空ビレットに接触させた状態をそれぞれ示す。同図（ａ）に示すように、特許文献１で提案されるガラス成形材５は、円形平板状のリング状ガラス成形部５ａと、中空ビレットのガイドホール内に突出した形状をなすリング状突起部５ｂとからなる。特許文献１では、リング状突起部５ｂのガラスとともに、リング状ガラス成形部５ａのガラスがガイドホール内に持ち込まれるので、潤滑剤の量を確保できるとしている。
【００２０】
しかし、特許文献１で提案されるガラス成形材には、以下の問題があることを本発明者らが試験により明らかにした。押広げ穿孔の初期にリング状突起部５ｂの一部が未溶融となり、プラグ３と素材との摩擦係数が増加して穿孔力が上昇し易い。また、同図（ｂ）に示すようにプラグ３を下降させると、ガラス成形材５が割れてリング状突起部５ｂとリング状ガラス成形部５ａとに分離する場合がある。この場合、分離したリング状ガラス成形部５ａは、外面が拘束されていないことから、逃げが発生する。その結果、ガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量が不足し、プラグの肩部に焼き付きが発生し、得られた押出成形用ビレットの内面に焼き付き疵が形成される。このように内面に焼き付き疵が形成され押出成形用ビレットを用いて押出成形すると、得られる押出管の内面品質が悪化する。
【００２１】
ガラス粉末をバインダで成形固化したガラス成形材は、ユジーン・セジュルネ製管法における押出成形加工でも潤滑剤として用いられる。
【００２２】
図４は、ユジーン・セジュルネ製管法における押出成形加工を示す模式図である。同図では、コンテナ１１と、ダイホルダ１３およびダイバッカ１４を用いて着脱自在に装着されたダイス１２と、マンドレル１５と、ステム１６と、ダミーブロック１７と、潤滑剤であるガラス成形材１８と、ダイバッキングリング１９と、素材である中空ビレットＢとを示す。
【００２３】
ユジーン・セジュルネ製管法では、加熱された中空ビレットＢをコンテナ１１内に収容した後、中空ビレットＢの軸心にマンドレル１５を挿入する。その際、中空ビレットＢとダイス１２との間に潤滑剤であるリング状ガラス成形材１８を配置する。この状態で、図示しないラムの駆動に伴うステム１６の移動（同図で白抜き矢印の方向への移動）により、ダミーブロック１７を介して中空ビレットＢのボトム側端面を押圧すると、素材である中空ビレットＢが変形してコンテナ１１、マンドレル１５およびガラス成形材１８に密着する。この際、潤滑剤として用いられるガラス成形材１８は、押圧された中空ビレットＢに押付けられて変形し、ダイホルダ１３およびダイス１２に密着する。このように中空ビレットＢのボトム側端面を押圧することにより、素材がコンテナ１１内に充満する。
【００２４】
素材がコンテナ１１内に充満した状態で、さらに中空ビレットＢのボトム側端面を押圧すると、ダイス１２とマンドレル１５とで形成される隙間から素材が押出されて管に成形される。
【００２５】
このような押出成形加工では、中空ビレットＢをダイス１２から押出成形する際に潤滑剤であるガラス成形材１８が割れる場合がある。この場合、ガラス成形材の破片は、押出管の外面に形成される筋状の疵の原因となる。
【００２６】
一方、マンネスマン製管法による熱間製管では、例えば、下記の手順で加工を行うことにより継目無管を得ることができる。
（１）穿孔圧延工程で、一対の主ロールとプラグを有する傾斜ロール式の穿孔圧延機（以下、「ピアサ」ともいう）により、素材であるビレットを熱間で穿孔圧延し、中空素管とする。
（２）延伸圧延工程で、延伸圧延機（例：マンドレルミル）により、素管を熱間で延伸圧延する。
（３）さらに、定径圧延機（例：サイザー）により、延伸圧延した素管を熱間で定径圧延し、継目無管を得る。
【００２７】
図５は、マンネスマン製管法における穿孔圧延加工を示す斜視図である。ピアサは、一対の主ロール２１、２１を備え、その主ロール２１、２１は、互いに逆方向に傾斜させた状態で、素材であるビレット２４の送り線となるパスラインＸ−Ｘを挟んで対向配置される。また、ピアサは、一対のディスクロール２２、２２を備え、そのディスクロール２２、２２は、主ロール２１、２１と位相を９０°異ならせた状態で、パスラインＸ−Ｘを挟んで対向配置される。さらに、ピアサは、パスラインＸ−Ｘ上に配置されたプラグ２３を備え、そのプラグ２３は芯金２５で支持される。
【００２８】
上記のように構成されたピアサにおいて、主ロール２１、２１がパスラインＸ−Ｘに対して傾斜角を付与されて同一方向（同図の実線矢印参照）に回転している。このため、パスラインＸ−Ｘに沿って白抜き矢符方向に送給されたビレット２４は、主ロール２１、２１間に噛み込まれた後は軸方向に送られ、プラグ２３によりその軸心部を穿孔されて中空素管となる。
【００２９】
このようにプラグを用いて穿孔圧延する際の潤滑方法として、潤滑剤をプラグの表面に塗布して潤滑被膜を形成する方法がある。このような潤滑方法では、大量にかけられる冷却水によって潤滑剤が流されてしまうため、結果的にプラグの表面に潤滑剤が微量しか残らず、プラグが消耗しやすく、その寿命が十分ではなかった。このため、穿孔圧延では、プラグの表面の潤滑性を向上させ、プラグを長寿命化することが望まれていた。
【００３０】
ここで、前述のユジーン・セジュルネ製管法における押広げ穿孔および押出成形で潤滑剤として用いられるガラス成形材を、穿孔圧延で潤滑剤として用いることも考えられる。しかしながら、ガラス成形材をプラグの表面に供給するのが難しい上、穿孔初期のプラグとビレットの接触によってガラス成形材が割れ落ちてしまいプラグの表面に残らず、結果的に効果は限定的と考えられることから、穿孔圧延で潤滑剤としてガラス成形材を用いることは現実的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特許第４５１８２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
前述の通り、従来のユジーン・セジュルネ製管法における押広げ穿孔では、潤滑剤として中空ビレットの上面にガラス成形材が配置され、そのガラス成形材の逃げを防止するためにガラス成形材の外側に金属製リングを配置していた。しかし、金属製リングを用いると、作業者の安全性の確保や作業工数の増加が問題となる。
【００３３】
金属製リングを用いることなく、ガラス成形材の逃げを防止する方法として、ガラス成形材の外径を増加させる方法と、ガラス成形材をリング状ガラス成形部とリング状突起部とで構成する方法とがある。しかし、ガラス成形材の外径を増加させる方法では、残存したガラス成形材によって製造ラインが汚染される。また、ガラス成形材をリング状ガラス成形部とリング状突起部とで構成する方法では、ガラス成形材が割れることによって分離したリング状ガラス成形部に逃げが生じることから、ガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量が不足してプラグの肩部に焼き付きが発生する場合がる。
【００３４】
また、従来のユジーン・セジュルネ製管法における押出成形でも、潤滑剤としてガラス成形材が用いられる。押出成形ではガラス成形材が割れる場合があり、ガラス成形材の破片によって得られる押出管の外面に筋疵が形成されて問題となる。
【００３５】
一方、マンネスマン製管法における穿孔圧延では、潤滑剤をプラグの表面に塗布することにより潤滑被膜を形成する方法があるが、プラグの寿命が十分ではない。このため、プラグの表面の潤滑性を向上させ、プラグを長寿命化することが望まれていた。
【００３６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、押広げ穿孔や押出成形、穿孔圧延といった熱間製管において、ガラス成形材が割れることにより生じる問題を回避できるとともに、良好な潤滑性を確保できる熱間製管用ビレット潤滑剤、並びに、それを用いた熱間製管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】
【００３７】
本発明者らは、上記問題を解決するため、種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた結果、下記（Ａ）〜（Ｃ）の知見を得た。
【００３８】
（Ａ）押広げ穿孔における中空ビレットの上面潤滑剤として、ガラス繊維からなる不織布（フェルト）を用いる。これにより、金属製リングを用いることなく、ガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量を確保でき、穿孔力の上昇およびプラグの肩部に発生する焼き付きを抑制できる。この場合、潤滑剤が残存せず、製造ラインを汚染しない。
【００３９】
（Ｂ）押出成形においても、潤滑剤として上述のガラス繊維からなる不織布を用いる。これにより、押出管の外面の筋疵の問題を回避しつつ、潤滑性を確保できる。
【００４０】
（Ｃ）穿孔圧延で、ガラス繊維からなる不織布を穿孔圧延直前の熱間ビレットのトップ側端面に張り付けて潤滑剤として用いる。ガラス繊維からなる不織布は穿孔開始時に割れ落ちることや融解して垂れることがないため、ビレット表面を十分に潤滑でき、プラグを長寿命化できる。ここで、ビレットのトップ側端面とは、穿孔開始時にプラグが最初に接触するビレット端面をいう。また、穿孔圧延直前の熱間ビレットとは、いつでも穿孔圧延開始が可能な状態に加熱されたビレットをいう。
【００４１】
本発明は、上記（Ａ）〜（Ｃ）の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）〜（３）の熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤、下記（４）の熱間押広げ穿孔方法、下記（５）の熱間押出成形方法および下記（６）の熱間穿孔圧延方法を要旨としている。なお、このうちの（５）の熱間押出成形方法および（６）の熱間穿孔圧延方法は、本発明の参考例としての発明である。
【００４２】
（１）素材であるビレットを熱間押広げ穿孔する際に用いられる潤滑剤であって、当該潤滑剤は、混合ガラス繊維からなるシートであり、前記混合ガラス繊維には、軟化点が異なる２種以上のガラス繊維が混合され、前記シートの形状は、リング状、もしくは、中心に十字状の切り込みまたは複数のスリットを設けた円形状であり、前記シートの外径Ｄ１（ｍｍ）は、下記（１）式を満足することを特徴とする熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤。
Ｄ２＋５ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２＋５０ｍｍ  ・・・（１）
ただし、Ｄ２は、軸方向で変化するプラグの外径のうちで最大外径（ｍｍ）とする。
（２）前記シートは、前記混合ガラス繊維の不織布からなり、前記シートの厚みは、１０〜２０ｍｍであることを特徴とする上記（１）に記載の熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤。
（３）前記ガラス繊維の平均繊維径が５〜１５μｍであり、かつ、前記ガラス繊維の繊維長さが３０ｍｍ以上である上記（１）または（２）に記載の熱間押広げ穿孔用ビレット潤滑剤。
【００４３】
（４）コンテナ内に中空ビレットを装入し、プラグを用いて上方から熱間押広げ穿孔する際に、中空ビレットの上面に配置される潤滑剤として、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のビレット潤滑剤を用いて押広げ穿孔することを特徴とする熱間押広げ穿孔方法。
【００４４】
（５）中空ビレットをダイスから熱間押出成形する際に、中空ビレットとダイスの間に、ガラス繊維からなるシートであるビレット潤滑剤を配置して押出成形することを特徴とする熱間押出成形方法。
【００４５】
（６）熱間ビレットをプラグを用いて傾斜ロール式の穿孔圧延機で熱間穿孔圧延する際に、熱間ビレットのトップ側端面に、ガラス繊維からなるシートであるビレット潤滑剤を配置して穿孔圧延することを特徴とする熱間穿孔圧延方法。
【発明の効果】
【００４６】
本発明のビレット潤滑剤は、下記の顕著な効果を有する。
（１）本発明のビレット潤滑剤はガラス繊維からなるシートであり、柔軟性を有するので、ガラス成形材で発生する割れによる問題を回避することができる。
（２）ガラス繊維からなるシートの柔軟性を利用して工具またはビレットの移動に伴って潤滑剤が工具とビレットの間に十分に供給され、潤滑性を確保することができる。
【００４７】
本発明の熱間押広げ穿孔方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）ガラス繊維からなるシートの柔軟性を利用することにより、潤滑剤がガイドホール内に十分に持ち込まれ、穿孔力の上昇およびプラグの肩部に発生する焼き付きを抑制できる。
（２）金属製リングを用いないので、押広げ穿孔の前後に熱間で金属製リングを着脱する作業による問題が生じない。
（３）ガラス成形材の使用で生じた残存潤滑剤がないため、製造ラインが汚染される問題が生じない。
【００４８】
本発明の熱間押出成形方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）ガラス繊維からなるシートの柔軟性を利用して素材の移動に伴って潤滑剤がダイス内に十分に持ち込まれ、潤滑性を確保することができる。
（２）ガラス成形材の使用で問題となった割れた潤滑剤による押出管の外面に筋疵が形成される問題を回避することができる。
【００４９】
本発明の熱間穿孔圧延方法は、下記の顕著な効果を有する。
（１）プラグが接触する熱間ビレット端面に供給される潤滑剤の量を大幅に増加させ、潤滑性を向上することができる。
（２）上記（１）により、プラグを長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ユジーン・セジュルネ製管法における押広げ穿孔の加工工程を示す図であり、同図（ａ）は中空ビレットに潤滑剤を上面に配置した状態、同図（ｂ）は押広げ穿孔時の状態、同図（ｃ）は押広げ穿孔後の状態をそれぞれ示す。
【図２】外径を増加させたガラス成形材を用いる方法を示す図であり、同図（ａ）は中空ビレットに上面潤滑剤を配置した状態、同図（ｂ）はプラグを下降させて中空ビレットに接触させた状態をそれぞれ示す。
【図３】特許文献１で提案されるガラス成形材を示す図であり、同図（ａ）は中空ビレットに上面潤滑剤を配置した状態、同図（ｂ）はプラグを下降させて中空ビレットに接触させた状態をそれぞれ示す。
【図４】ユジーン・セジュルネ製管法における押出成形加工を示す模式図である。
【図５】マンネスマン製管法における穿孔圧延加工を示す斜視図である。
【図６】押広げ穿孔における本発明のビレット潤滑剤の挙動を説明する図であり、同図（ａ）は中空ビレットに上面潤滑剤を配置した状態、同図（ｂ）はプラグを下降させて中空ビレットに接触させた状態をそれぞれ示す。
【図７】押出成形における本発明のビレット潤滑剤の配置を説明する図であり、同図（ａ）は中空ビレットの端面に配設する場合、同図（ｂ）はダイス側に配設する場合をそれぞれ示す。
【図８】本発明例２または従来例２における押滓のプラグと接触していた面を撮影した写真であり、同図（ａ）は本発明例２、同図（ｂ）は従来例２をそれぞれ示す。
【図９】押広げ穿孔におけるガラス繊維シートの厚みと穿孔力との関係を示す図である。
【図１０】ガラス繊維の混合割合と押滓質量との関係を示す図である。
【図１１】熱間穿孔圧延模擬試験の試験方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
上述の通り、本発明のビレット潤滑剤は、素材であるビレットを熱間製管する際に用いられる潤滑剤であって、ガラス繊維からなるシート（以下、「ガラス繊維シート」ともいう）であることを特徴とする。
【００５２】
ガラス繊維シートとは、例えば、ガラス繊維からなる織布および不織布が該当する。このようなガラス繊維シートは、従来のガラス粉末を成形固化したガラス成形材と比べ、柔軟性が高いので、ガラス繊維シートはガラス成形材のように割れる現象が生じない。このようなガラス繊維シートをビレットを熱間製管する際の潤滑剤として用いれば、ガラス成形材が割れることによって生じていた問題を回避することができる。
【００５３】
また、ガラス繊維シートは、その一部をビレットと工具（プラグまたはダイス）の間に配置すれば、ガラス繊維シートの柔軟性を利用することにより、ガラス繊維シートの残りの部分を加工の進行に伴うビレットまたは工具の移動によって工具の表面に供給することができる。これにより、良好な潤滑性を確保することができる。
【００５４】
以下では、本発明のビレット潤滑剤を押広げ穿孔、押出成形または穿孔圧延に適用した実施形態および好ましい態様について詳述する。
【００５５】
［押広げ穿孔］
本発明のビレット潤滑剤を押広げ穿孔に用いる場合、コンテナ内に中空ビレットを装入し、プラグを用いて上方から熱間押広げ穿孔する際に、中空ビレットの上面に配置される潤滑剤として、本発明のビレット潤滑剤を用いて押広げ穿孔する。この場合の本発明のビレット潤滑剤（ガラス繊維シート）の挙動について、下記図６を参照して説明する。
【００５６】
図６は、押広げ穿孔における本発明のビレット潤滑剤の挙動を説明する図であり、同図（ａ）は中空ビレットに上面潤滑剤を配置した状態、同図（ｂ）はプラグを下降させて中空ビレットに接触させた状態をそれぞれ示す。同図には、コンテナ２と、中空ビレット１と、プラグ３およびマンドレル４と、上面潤滑剤であるガラス繊維シート８とを示す。同図（ａ）に示すようにガラス繊維シート８を中空ビレット１の上面に配置する。中空ビレット１は加熱されているので、配置されたガラス繊維シートはその一部が溶融して中空ビレット１に張り付く。
【００５７】
この状態でプラグ３を下降させると、同図（ｂ）に示すように柔軟性が高いガラス繊維シート８がプラグ３の外面に沿うように変形する。さらにプラグ３を下降させると、プラグ３の下降に伴ってガラス繊維シート８がガイドホール内に引き込まれる。これにより、潤滑剤が中空ビレットのガイドホール内に持ち込まれる量を確保することができるので、穿孔力の上昇およびプラグの肩部に発生する焼き付きを抑制することができる。このため、本発明のビレット潤滑剤を用いて押広げ穿孔することにより得られた押出成形用ビレットを押出成形に供すれば、得られる押出管の内面品質を悪化を防止できる。
【００５８】
また、本発明のビレット潤滑剤は、金属製リングを用いることなく、潤滑剤がガイドホール内に持ち込まれる量を確保することができることから、金属製リングを着脱する作業によって作業者の安全性の確保や作業工数の増加する問題が生じない。さらに、本発明の上面潤滑剤は、外径を増加させることによりガラス成形材の外面をコンテナで拘束する方法のような余剰となったガラス成形材によって製造ラインが汚染される問題も生じない。
【００５９】
本発明のビレット潤滑剤を押広げ穿孔に用いる場合、ガラス繊維シートの厚みｔ（前記図６（ａ）参照）を１０〜２０ｍｍとするのが好ましい。ガラス繊維シートの厚みｔが１０ｍｍ未満であると、潤滑剤がガイドホール内に持ち込まれる量が減少してプラグと素材との摩擦係数が増加し、穿孔力が上昇する。一方、ガラス繊維シートの厚みｔが２０ｍｍを超えると、潤滑剤がガイドホール内に持ち込まれる量が増加するが、その一部が溶融しないことから、プラグと素材との摩擦係数が増加して穿孔力が上昇する。
【００６０】
ガラス繊維シートの厚みを１０〜２０ｍｍとするために、織布または不織布を積層することにより前記厚みのガラス繊維シートとすることもできるが、本発明のビレット潤滑剤は、ニードルパンチ法によりガラス繊維を交絡した不織布を用いるのが好ましい。ニードルパンチ法によりガラス繊維を交絡させれば厚みが１０〜２０ｍｍである不織布を得ることができ、織布または不織布を積層する必要がなくなる。これにより、ガラス繊維シートの取り扱いが容易となり、作業性が向上する。
【００６１】
ニードルパンチ法によりガラス繊維を交絡した不織布を用いる場合、ガラス繊維は、平均繊維径が５〜１５μｍであり、かつ、繊維長さが３０ｍｍ以上であるのが好ましい。これにより、押広げ穿孔時にガラス繊維シートが溶融する速度並びにガラス繊維シートの柔軟性および剛性がより好適となる。
【００６２】
本発明のビレット潤滑剤を押広げ穿孔に用いる場合、ガラス繊維シートの形状は、前記図６（ａ）に示すようなリング状、もしくは、中心に十字状の切り込みまたは複数のスリットを設けた円形状を採用することができる。リング状または円形状を採用する場合、ガラス繊維シートの外径Ｄ１（ｍｍ）が下記（１）式を満たすのが好ましい。
Ｄ２＋５ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２＋５０ｍｍ    ・・・（１）
ここで、Ｄ２は、軸方向で変化するプラグの外径のうちで最大外径（ｍｍ）とする。
【００６３】
ガラス繊維シートの外径Ｄ１が上記（１）式で規定する範囲より小さいと、潤滑剤がガイドホール内に持ち込まれる量が減少し、プラグの肩部で焼き付きが発生し易くなる。一方、ガラス繊維シートの外径Ｄ１が上記（１）式で規定する範囲より大きいと、ガラス繊維シートの原単位が必要以上に増加するのに加え、ガイドホール内に持ち込まれたガラス繊維シートの一部が押広げ穿孔後も内面に残留する。この押出成形用ビレットを素材として押出成形を行うと、残留したガラス繊維シートによって内面筋疵が発生するおそれがある。
【００６４】
本発明のビレット潤滑剤を押広げ穿孔に用いる場合、ガラス繊維が、軟化点が７５０〜９５０℃のガラス繊維であるのが好ましい。ガラス繊維の軟化点が７５０℃未満であると、押広げ穿孔時のガラス繊維の粘度が低くなることから、潤滑剤によってプラグの表面に形成される潤滑被膜が膜切れし、プラグの肩部に焼き付きが発生し易くなる。一方、ガラス繊維の軟化点が９５０℃を超えると、押広げ穿孔時のガラス粘度が高くなることから、プラグと素材との摩擦係数が増加し、穿孔力が上昇する。また、押広げ穿孔時に未溶融のガラス繊維が中空ビレットの内面に押し込まれて筋疵を誘発するおそれもある。
【００６５】
軟化点を７５０〜９５０℃とするため、ガラス繊維の化学組成を、質量％で、Ａｌ2Ｏ2：２〜１６％、ＣａＯ：１０〜２５％を含み残部がＳｉＯ2および不純物とするのが好ましい。この場合、ＳｉＯ2の一部に代えて、質量％で、ＭｇＯ：２５％以下、Ｂ2Ｏ3：１０％以下、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：１５％以下のいずれか１種以上の元素を添加してもよい。ここで、残部における「不純物」は、ガラス繊維を工業的に製造する際に、原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入するものをいう。上記化学組成を有するガラス繊維として、例えばＣガラスまたはＥガラスからなるガラス繊維を採用できる。
【００６６】
このように本発明のビレット潤滑剤を押広げ穿孔に用いる場合、ガラス繊維の軟化点を７５０〜９５０℃とするのが好ましいが、押広げ穿孔時の加工温度に応じて前記範囲内でガラス繊維の軟化点を調整すれば、穿孔力をより低減できる。例えば、後述する実施例で示すように、押広げ穿孔時の加工温度が１１００〜１２００℃である場合、軟化点が８５０℃のガラス繊維からなるシートを用いる場合より、軟化点が９０３℃のガラス繊維からなるシートを用いる場合が押広げ穿孔時の穿孔力が低減される。しかし、実際の操業においては、押広げ穿孔前の中空ビレットの加熱工程や搬送工程における種々の要因によって押広げ穿孔時の加工温度が変動する。その結果、押広げ穿孔時のガラス繊維の粘度も変動してガラス繊維シートによる潤滑効果が十分に発揮されず、穿孔力が変化し、押滓の付着量がばらつくことによって製造歩留りにもばらつきが生じる。
【００６７】
このように押広げ穿孔時に加工温度が変動するのに対応するため、本発明の上面潤滑剤は、ガラス繊維が、軟化点が異なる２種以上のガラス繊維が混合されたガラス繊維とするのが好ましい。これにより、加工温度の変動によってガラス繊維の粘度が変動するのが緩和され、ガラス繊維シートにより良好な潤滑効果が得られる温度範囲が広くなる。その結果、加工温度が変動した場合でも良好な潤滑効果が得られ、加工温度が変動することによる製造歩留りのばらつきを抑制できる。
【００６８】
［押出成形］
本発明のビレット潤滑剤を押出成形に用いる場合、中空ビレットをダイスから熱間押出成形する際に、中空ビレットとダイスの間に、本発明のビレット潤滑剤を配置して熱間押出する。本発明のビレット潤滑剤（ガラス繊維シート）の中空ビレットとダイスの間への配置について、下記図７を参照して説明する。
【００６９】
図７は、押出成形における本発明のビレット潤滑剤の配置を説明する図であり、同図（ａ）は中空ビレットの端面に配設する場合、同図（ｂ）はダイス側に配設する場合をそれぞれ示す。同図には、コンテナ１１と、ダイホルダ１３およびダイバッカ１４を用いて着脱自在に装着されたダイス１２と、マンドレル１５と、ステム１６と、ダミーブロック１７と、潤滑剤であるガラス繊維シート２０と、ダイバッキングリング１９と、素材である中空ビレットＢとを示す。
【００７０】
本発明のビレット潤滑剤を押出成形に用いる場合、同図（ａ）に示すように、中空ビレットＢのトップ側端面にガラス繊維シート２０を配設することができる。この場合、ガラス繊維シート２０の一部が中空ビレットＢの外面の一部に配設されてもよい。中空ビレットＢは加熱されているので、配設されたガラス繊維シート２０はその一部が溶融して中空ビレットＢに張り付く。トップ側端面にガラス繊維シートが張り付けられた中空ビレットＢをコンテナ１１に装入すると、ダイス１２と中空ビレットＢとの間にガラス繊維シートが配置される。
【００７１】
また、同図（ｂ）に示すように、ダイス１２の端面のうちで素材の入側となる端面にガラス繊維シート２０を配設することができる。この場合、ガラス繊維シート２０の一部をダイス１２の内面の一部および／またはダイホルダ１３の一部に配設してもよく、ダイホルダ１３に配設する場合はさらにコンテナ１１の一部に配設してもよい。押出成形で用いる前にダイス１２は加熱されているので、配設されたガラス繊維シート２０はその一部が溶融してダイス１２に張り付く。この状態で、中空ビレットＢをコンテナ１１に装入すると、ダイス１２と中空ビレットＢとの間にガラス繊維シートが配置される。
【００７２】
このようにダイス１２と中空ビレットＢとの間にガラス繊維シート２０を配置した状態で、中空ビレットＢのボトム側端面を押圧して素材をコンテナ１１内にフィルアップさせると、素材とダイス１２の間にガラス繊維シート２０が介在する。素材がコンテナ１１内にフィルアップした状態で、さらに中空ビレットＢのボトム側端面を押圧すると、ダイス１２とマンドレル１５とで形成される隙間から素材が押出されて押出管が成形される。その際、ガラス繊維シート２０は柔軟性を有することから、素材の移動に伴ってダイス１２の内面に引き込まれ、ダイス１２内に持ち込まれる。これにより、ダイス１２の内面に潤滑剤を供給することができ、供給されたガラスが溶融することにより潤滑性を確保することができる。
【００７３】
また、ガラス繊維シートはガラス成形材のように割れる現象が生じないので、従来のガラス成形材を用いた場合に発生していた押出管の外面に筋疵が形成される問題を回避することができる。
【００７４】
ガラス繊維シートを中空ビレットまたはダイスに配設すると、ガラス繊維シートの一部が溶融して張り付くが、時間の経過に伴ってガラス繊維シートが溶融する量は増加し、最終的に全量のガラス繊維シートが溶融する。ガラス繊維シートが溶融して生じる溶融ガラスは、重力によって流れ、下方に垂れ落ちるおそれがあり、その結果、ダイスの内面に供給される潤滑剤の量が減少する。このため、本発明のビレット潤滑剤を押出成形に用いる場合、中空ビレットのトップ側端面またはダイスの素材入側端面にガラス繊維シートを配設するのは、コンテナに中空ビレットを装入する直前に行うのが好ましい。具体的には、中空ビレットのトップ側端面またはダイスの素材入側端面にガラス繊維シートを配設した後、他の処理を行うことなく、直ちに中空ビレットをコンテナに装入し、押出成形を開始するのが好ましい。
【００７５】
［穿孔圧延］
本発明のビレット潤滑剤を穿孔圧延に用いる場合、熱間ビレットをプラグを用いて傾斜ロール式の穿孔圧延機（ピアサ）で熱間穿孔圧延する際に、熱間ビレットのトップ側端面に、本発明のビレット潤滑剤（ガラス繊維シート）を配置して穿孔圧延する。
【００７６】
トップ側端面にガラス繊維シートが張り付けられた熱間ビレットをピアサのパスラインに沿って移動させ、熱間ビレットのトップ側端面がプラグの先端位置に到達すると、熱間ビレットのトップ側端面とプラグとの間にガラス繊維シートが配置された状態となる。この状態から熱間ビレットをさらに移動させると、プラグによって熱間ビレットが穿孔されて孔が形成されるのに伴い、その孔内に柔軟性を有するガラス繊維シートが引き込まれる。これにより、熱間ビレットに形成される孔内に潤滑剤が持ち込まれ、プラグの表面に供給される。
【００７７】
従来の潤滑剤をプラグの表面に塗布することにより潤滑被膜を形成する場合、プラグ表面に供給できる潤滑剤の量は微量であった。これに対し、本発明のビレット潤滑剤を穿孔圧延に用いる場合、例えば厚みが１５ｍｍのガラス繊維シートを用いることができ、プラグ表面に供給される潤滑剤の量を大幅に増加させることができる。その結果、プラグを長寿命化することができる。
【００７８】
本発明のビレット潤滑剤を穿孔圧延に用いる場合、熱間ビレットのトップ側端面にガラス繊維シートを配設するのは、熱間ビレットをパスラインに沿って送給する直前に行うのが好ましい。これは、押出成形に用いる場合と同様の理由による。具体的には、熱間ビレットのトップ側端面にガラス繊維シートを配設した後、他の処理を行うことなく、直ちに熱間ビレットをパスラインに沿って送給し、穿孔圧延を開始するのが好ましい。
【実施例】
【００７９】
本発明のビレット潤滑剤による効果を検証するため、上面潤滑剤としてガラス繊維シートを用いて中空ビレットを押広げ穿孔する試験を行った。
【００８０】
１．潤滑性能の確認試験
［試験方法］
本試験では、中空ビレットを１１８０℃または１１９０℃となるように加熱し、この高温の中空ビレットをコンテナ内に装入して上面潤滑剤を配置した後、プラグを備えたマンドレルを下降させることにより押広げ穿孔した。中空ビレットの材質は、２相ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼または２５質量％Ｃｒ−３５質量％Ｎｉ鋼（高Ｃｒ−高Ｎｉ鋼）とした。押広げ穿孔は下記表１に示す条件Ａ〜Ｅのいずれかとした。ここで、表１に示す中空ビレットの温度は、加熱する際の目標温度であり、実際に加熱された中空ビレットの温度（加工温度）は１１００〜１２００℃で変動した。
【００８１】
【表１】
0005998614.tif 000002
【００８２】
本発明例１では、上面潤滑剤として、ニードルパンチ法によりガラス繊維Ｘを交絡した不織布であるガラス繊維シートを用い、金属製リングを用いることなく、中空ビレットを押広げ穿孔した。このガラス繊維シートの形状はリング状とし、ガラス繊維シートの厚みは１５ｍｍとした。ガラス繊維Ｘの条件は以下の通りである。
ガラス繊維Ｘの化学組成：質量％で、Ａｌ2Ｏ2：１３．５％、ＣａＯ：２２％、ＭｇＯ：２．５％、Ｂ2Ｏ3：０．１５％を含み残部がＳｉＯ2および不純物
ガラス繊維Ｘの軟化点：９０３℃
ガラス繊維Ｘの寸法：繊維外径１３μｍ
【００８３】
従来例１では、上面潤滑剤として、前記図１に示すようにガラス成形材の外側に金属製リングを配置した。従来例１のガラス成形材は、ガラス粉末をバインダである水ガラス（珪酸ソーダ）で成形固化し、用いたガラス粉末の化学組成および軟化点は、上記のガラス繊維Ｘとほぼ同等であった。
【００８４】
本発明例１および従来例１ともに、上記条件Ａ〜Ｅで各５本の中空ビレットを押広げ穿孔した。
【００８５】
本試験では、押広げ穿孔時にプラグに生じた負荷を測定し、その最大値を穿孔力とした。本発明例１および従来例１ともに、条件ごとに穿孔力の平均値を算出した。本発明例１および従来例１における穿孔力の平均値を表２に示す。
【００８６】
【表２】
0005998614.tif 000003
【００８７】
［試験結果］
表２より、本発明例１は、従来例１と同等並みにガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量が確保されて良好な潤滑性能が得られていることが明らかになった。これらから、本発明のガラス繊維シートは、金属製リングを用いることなくガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量を確保でき、押広げ穿孔時の穿孔力の上昇を抑制できることが明らかになった。
【００８８】
２．焼き付き確認試験
本発明例２では、前記表１の条件Ｆにより、中空ビレットを押広げ穿孔した。それ以外の条件は、前述の本発明例１と同じにした。本試験では、押広げ穿孔後のプラグについて、プラグからの押滓の分離し易さを評価するとともに、分離した押滓がプラグと接触していた面を目視して観察することにより、焼き付きによる変色の有無を確認した。
【００８９】
比較のために従来例２では、上面潤滑剤として、前記図３に示すリング状ガラス成形部とリング状突起部とで構成したガラス成形材を用いた。
【００９０】
図８は、本発明例２または従来例２における押滓のプラグと接触していた面を撮影した写真であり、同図（ａ）は本発明例２、同図（ｂ）は従来例２をそれぞれ示す。従来例２では、押滓のプラグと接触していた面９で部分的に焼き付きが発生し、同図（ｂ）に焼き付いた部分を破線で囲んで示す。このため、従来例２では、押滓の一部がプラグに溶着し、プラグから押滓を分離するのが困難であった。
【００９１】
一方、本発明例２では、同図（ａ）に示すように分離した押滓がプラグと接触していた面９で焼き付きが認められなかった。このため、本発明例２では、プラグから容易に押滓を分離することが可能であった。これらから、本発明のガラス繊維シートにより、ガイドホール内に持ち込まれる潤滑剤の量を確保でき、プラグの肩部に発生する焼き付きを抑制できることが明らかになった。
【００９２】
３．ガラス繊維シートの厚み試験
［試験方法］
本試験では、前記表１の条件Ｇにより、中空ビレットを押広げ穿孔した。その際、上面潤滑剤であるガラス繊維シートの厚みを７．５ｍｍ、１２．５ｍｍおよび１７．５ｍｍのいずれかに変化させた。それ以外の条件は、前述の本発明例１と同じにした。本試験でも、前記の「１．潤滑性能の確認試験」と同様に押広げ穿孔時の穿孔力を測定した。
【００９３】
［試験結果］
図９は、押広げ穿孔におけるガラス繊維シートの厚みと穿孔力との関係を示す図である。同図より、ガラス繊維シートの厚みを１０〜２０ｍｍとすれば、押広げ穿孔時に良好な潤滑性能が得られることが明らかになった。
【００９４】
４．混合ガラス繊維試験
［試験方法］
本試験では、前記ガラス繊維Ｘに加えて、下記ガラス繊維Ｙを準備した。ガラス繊維Ｙの条件は以下の通りである。
ガラス繊維Ｙの化学組成：質量％で、Ａｌ2Ｏ2：１５．１％、ＣａＯ：１６．９％、ＭｇＯ：５．１％、Ｂ2Ｏ3：８％を含み残部がＳｉＯ2および不純物
ガラス繊維Ｙの軟化点：８５０℃
ガラス繊維Ｙの寸法：繊維外径９μｍ
【００９５】
本試験の実際の加工温度である１１００〜１２００℃の温度域におけるガラス繊維Ｙの潤滑性能を確認するため、ガラス繊維Ｙのみをニードルパンチ法により交絡して不織布とし、ガラス繊維シートを得た。このガラス繊維Ｙからなるガラス繊維シートを用いて前記表１の条件ＣまたはＥの条件により、中空ビレットを押広げ穿孔した。その際の穿孔力の平均値を前記表２に本発明例３として併せて示す。
【００９６】
前記表２より、ガラス繊維Ｘからなるガラス繊維シートを用いた本発明例１の穿孔力の平均値は、ガラス繊維Ｙからなるガラス繊維シートを用いた本発明例３の穿孔力の平均値より低い値となった。このため、本試験の加工温度域における潤滑性能は、ガラス繊維Ｙよりガラス繊維Ｘが優れていることが確認された。ガラス繊維Ｙの軟化点はガラス繊維Ｘより低いので、本試験の加工温度域では粘度が低くなる。このため、ガラス繊維Ｙからなるガラス繊維シートを用いた場合は、加工温度での押広げ穿孔時に、プラグ表面の潤滑膜が膜切れし、その結果、ガラス繊維Ｘからなるガラス繊維シートを用いた場合と比べて押広げ穿孔時の穿孔力が若干上昇したと考えられる。
【００９７】
本試験では、ガラス繊維Ｘおよびガラス繊維Ｙを５：５または９：１の割合で混合した。これらの混合ガラス繊維をニードルパンチ法により交絡し、２種類のガラス繊維シートを得て、上面潤滑剤として用いた。この混合ガラス繊維からなるガラス繊維シートを上面潤滑剤として用い、前記表１の条件Ｈにより、各５本の中空ビレットを押広げ穿孔した。
【００９８】
本試験では、押広げ穿孔後にプラグに付着した押滓を分離してその質量を測定し、ガラス繊維シートの種類（混合割合）ごとに平均値を求めた。
【００９９】
［試験結果］
図１０は、ガラス繊維の混合割合と押滓質量との関係を示す図である。同図には、黒塗りの丸印で押滓質量の平均値を示すとともに、実線で押滓質量のばらつきの範囲を示す。同図より、ガラス繊維Ｘのみからなるガラス繊維シートを用いた場合と比べ、ガラス繊維ＸおよびＹとの混合繊維からなるガラス繊維シートを用いた場合で押滓質量およびそのばらつきが低減された。
【０１００】
ガラス繊維Ｘのみからなるガラス繊維シートを用いた場合に押滓質量のばらつきが大きいのは、中空ビレットの加熱工程や搬送工程に含まれる種々の要因によって押広げ穿孔時の加工温度が変動して低下した場合にガラス繊維の粘度が変動する。この場合、プラグと素材との摩擦係数も変動し、素材が剥離してプラグに付着する量、すなわち、押滓質量がばらつく。一方、ガラス繊維ＸおよびＹとの混合繊維からなるガラス繊維シートを用いると、押広げ穿孔時の加工温度が変動して低下した場合に、軟化点が低いガラス繊維Ｙの粘度が低い状態にある。このため、ガラス繊維Ｘの粘度が高くなって摩擦係数が増加する現象を、粘度が低い状態であるガラス繊維Ｙにより抑制することができる。その結果、ガラス繊維シートにより良好な潤滑効果が得られる温度範囲が広くなり、押滓質量のばらつきが低減された。
【０１０１】
５．熱間穿孔圧延模擬試験
［試験方法］
次に熱間穿孔圧延を模擬した摩擦試験を実施し、本発明の有効性を検証した。
【０１０２】
図１１は、熱間穿孔圧延模擬試験の試験方法を示す図である。同図には、円錐状の凹部を有するディスク試験片３０と、その円錐状の凹部に対応する円錐状の凸部を有するピン試験片３１とを示す。
【０１０３】
本試験は、以下の手順で行った。
（１）ディスク試験片３０を回転させながら高周波誘導加熱で１２００℃まで加熱した後、ディスク試験片３０の上にガラス繊維シートを載せた。
（２）ディスク試験片３０を回転させながら、回転しないピン試験片３１を下降させて、その凸部をディスク試験片３０の凹部に押し付けた。
（３）押し付けた状態でディスク試験片３０が１０回転したところで、ピン試験片３１を上昇させた。
【０１０４】
本試験では、ピン試験片３１をディスク試験片３０に押し付けた状態での潤滑状況と、試験終了後にピン試験片３１およびディスク試験片３０焼き付き状況を観察した。また、比較のため、前述のプラグ潤滑剤を用いた試験およびガラス成形材を用いた試験を実施した。
【０１０５】
ガラス繊維シートを用いた試験では、前記ガラス繊維Ｘからなるシートを直径６０ｍｍ、厚さ５ｍｍにカットして用いた。そのガラス繊維シートを加熱されたディスク試験片３０の上に載せた直後に、ピン試験片３１による押し付けを開始した。ガラス繊維シートは円盤状であるため、ディスク試験片３０の円錐状の凹部とガラス繊維シートとに隙間がある状態でピン試験片３１による押し付けを開始した。
【０１０６】
プラグ潤滑剤を用いた試験では、ディスク試験片３０の上にガラス繊維シートを載せることなく、ピン試験片３１の凸部にプラグ潤滑剤を塗布した。プラグ潤滑剤は、マイカ１０質量％、アクリル酸アルキルエステル３質量％、炭酸カリウム１５質量％および水７２質量％からなる化学組成を有するものを用いた。そのプラグ潤滑剤を凸部の表面に塗布して乾燥させたピン試験片３１を使用した。
【０１０７】
ガラス成形材を用いた試験では、ガラス成形材のガラス粉末として、前記ガラス繊維Ｘと化学組成が同じで粒径が８０メッシュのガラス粉末を用いた。ガラス成形材の形状は、ガラス繊維シートと同様に円盤状（直径６０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）に成形したものと、ディスク試験片の凹部に添うように円錐状に成形したものとの２種類の形状を用いた。成形では、上記のガラス粉末に水ガラス３号をその含有量が６質量％となるように加え、よく掻き混ぜて円錐状に形取りした後、乾燥させて成形した。これらのガラス成形材を加熱されたディスク試験片３０の上に載せた直後に、ピン試験片３１による押し付けを開始した。
【０１０８】
［試験結果］
本発明のガラス繊維シートを用いた試験では、ピン試験片の降下によって押されたガラス繊維シートが、ディスク試験片上で一緒に回転しながら加圧されてディスク試験片の円錐状凹部に添うように変形し、接触した部分から順に溶融しながら潤滑する様子が観察された。試験後の表面を観察しても焼付き疵、押し込み疵は認められなかった。
【０１０９】
プラグ潤滑剤を用いた試験では、押し付けを開始した初期は摩擦トルクが安定していたが、４回転目途中から急にトルクが上昇した。このため、試験を中止して試験片を観察すると、ディスク試験片の凹部およびピン試験片の凸部の両方に焼付きが認められた。
【０１１０】
円盤状のガラス成形材を用いた試験では、ピン試験片が降下して円盤状のガラス成形材にあたった瞬間にガラス成形材が割れ落ちた。ガラス成形材の破片の一部は、溶けきらないままピン試験片とディスク試験片との間に導入され、ディスク試験片の凹部の表面を未溶融の破片が引っ掻いて著しい疵を生じた。
【０１１１】
円錐状のガラス成形材を用いた試験では、ピン試験片がディスク試験片上のガラス成形材に接触すると圧力によってガラス成形材が割れ、生じた破片で引っ掻き疵を生じ、円盤状のガラス成形材と同様の結果となった。
【０１１２】
以上のように、プラグ潤滑剤およびガラス成形材では、焼付きまたはガラスでの引っ掻き疵を生じ不芳であった。これに対し、本発明のガラス繊維シートが良好な潤滑製を示すことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の熱間製管用ビレット潤滑剤、並びに、それを用いた熱間押広げ穿孔方法、熱間押出成形方法および熱間穿孔圧延方法は、継目無管の製造において有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１：中空ビレット、  １ａ：ガイドホール、  １ｂ：押出成形用ビレット、
２：コンテナ、  ２ａ：シャーリング、  ３：プラグ、３ａ：プラグ肩部、
４：マンドレル、  ５：ガラス成形材（上面潤滑剤）、
５ａ：リング状ガラス成形部、  ５ｂ：リング状突起部、
６：金属製リング、  ７：押滓、  ８：ガラス繊維シート（上面潤滑剤）、
９：押滓のプラグと接触していた面、  １１：コンテナ、  １２：ダイス、
１３：ダイホルダ、  １４：ダイバッカ、  １５：マンドレル、  １６：ステム、
１７：ダミーブロック、  １８：ガラス成形材、  １９：ダイバッキングリング、
２０：ガラス繊維シート、  Ｂ：中空ビレット（押出成形用ビレット）、
２１：主ロール、  ２２：ディスクロール、  ２３：プラグ、  ２４：ビレット、
２５：芯金、  Ｘ−Ｘ：パスライン、
３０：ディスク試験片、３１：ピン試験片
【図１】
0005998614.tif 000004
【図２】
0005998614.tif 000005
【図３】
0005998614.tif 000006
【図４】
0005998614.tif 000007
【図５】
0005998614.tif 000008
【図６】
0005998614.tif 000009
【図７】
0005998614.tif 000010
【図９】
0005998614.tif 000011
【図１０】
0005998614.tif 000012
【図１１】
0005998614.tif 000013
【図８】
0005998614.tif 000014