(57)【要約】【課題】  偏肉が少なく、且つ表面品質に優れた継目無金属管を生産性良く製造することのできる、継目無金属管の製造方法を提供する。【解決手段】  この発明の継目無金属管の製造方法は、ダイス１２とマンドレル１３の隙間から加熱ビレット１６を押出して継目無金属管を得る製造方法において、前記ダイス１２として、ベアリング長さが６〜１１ｍｍの範囲に設定されたダイスを用いることを特徴とする。【選択図】  図１
2006068749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスとマンドレルの隙間から加熱ビレットを押出して継目無金属管を得る製造方法において、
前記ダイスとして、ベアリング長さが６〜１１ｍｍの範囲に設定されたダイスを用いることを特徴とする継目無金属管の製造方法。
【請求項２】
ダイスとマンドレルの隙間から加熱ビレットを押出して継目無金属管を得る製造方法において、
前記ダイスとして、ベアリング長さが６．５〜８ｍｍの範囲に設定されたダイスを用いることを特徴とする継目無金属管の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法により製造された継目無金属管。
【請求項４】
前記金属管の押出先端縁から１ｍの位置の押出先端部における偏肉量が０．４３ｍｍ以下である請求項３に記載の継目無金属管。
【請求項５】
コンテナと、前記コンテナの押出前面側に配置された穴あきダイスと、先端部が前記ダイスの穴に挿入配置されたマンドレルとを備えた継目無金属管の製造装置において、
前記ダイスのベアリング長さが６〜１１ｍｍの範囲であることを特徴とする継目無金属管の製造装置。
【請求項６】
コンテナと、前記コンテナの押出前面側に配置された穴あきダイスと、先端部が前記ダイスの穴に挿入配置されたマンドレルとを備えた継目無金属管の製造装置において、
前記ダイスのベアリング長さが６．５〜８ｍｍの範囲であることを特徴とする継目無金属管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、偏肉の少ない継目無金属管を生産性良く製造する方法及び製造装置に関し、特に押出先端部の偏肉が十分に抑制された継目無金属管を生産性良く製造する方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、継目無金属管の製造方法としては、熱間押出プレス方式が公知である。即ち、押出前面側に穴あきダイスが配置されたコンテナ内に、加熱された穴あき半連続鋳造棒（ビレット）及び穴あき押盤（ダミー）を配置せしめ、その後方からマンドレルバーをダイスまで挿入し、押出ステムを介して前記押盤を押すことによって前記ダイスと前記マンドレルの環状隙間から継目無金属管を押出す方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかるに、上記従来の熱間押出プレス方式で製造した継目無金属管は、偏肉が大きいという問題があった。即ち、得られた継目無金属管の肉厚は円周方向において比較的大きく異なっていた。特に押出先端部の偏肉が大きいものであった。
【０００４】
このような偏肉の発生を抑制する技術として、穴開きビレットとダイスとの間に所定径の穴開きマンドレルガイドを挟み、前記ダイスのダイス穴から前記マンドレルガイドの穴と前記ビレットの穴とにマンドレルを挿入し、前記マンドレルガイドでマンドレルを固定し、前記マンドレルガイドのダイスからの押出に続いて前記ビレットをダイスから押出す方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法によれば、マンドレルガイドでマンドレルを固定し得るから、押出の際にマンドレルが曲げられることがなく金属管の偏肉を低減することが可能となる。
【０００５】
また、偏肉の発生を抑制する技術として、マンドレルの先端に、ダイス穴より小径の着脱自在なノーズを取り付けた後、マンドレルをダミーブロックの穴を通して挿入して前記ノーズの先端で押出金属材にピアシングを施すと共に、ノーズを前記ダイス穴に嵌合せしめ、その後、押出金属材を押圧してマンドレルに押出金属材を密着させた後、その押出金属材の押出力でノーズをマンドレルから脱落させ、その後、ダイス穴とマンドレルの隙間から押出金属材を押出す方法も提案されている（特許文献３参照）。この方法によれば、マンドレルの先端の軸芯とダイス芯との不一致がなく、偏肉が小さい金属管を製造することが可能となる。
【特許文献１】特開平５−２７７５４６号公報（請求項１）
【特許文献２】特開平７−９０２６号公報（請求項１、段落０００９）
【特許文献３】特開平１１−２３９８１５号公報（請求項１、段落００１８、００５７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２、３に記載の方法では、次のような問題があった。即ち、特許文献２に記載の方法では、マンドレルガイドを用いてマンドレルを固定しているが、押出をする毎にマンドレルガイドをセットしなければならず、このために生産性が顕著に低下するという問題があった。また、特許文献３に記載の方法では、マンドレルの先端に着脱自在なノーズを取り付けているが、押出をする毎にこのノーズをセットしなければならず、このために生産性が顕著に低下するという問題があった。
【０００７】
更に、上記マンドレルガイドやノーズがダイスベアリングを傷付けることがあり、得られる金属管の表面品質が低下することが懸念される。
【０００８】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、偏肉が少なく、且つ表面品質に優れた継目無金属管を生産性良く製造することのできる、継目無金属管の製造方法及び製造装置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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明者は、生産効率を向上させるべく、マンドレルガイドやノーズを用いない手法で製造することを検討した。特許文献１に記載の熱間押出プレス方式では、ビレット組成、金属管形状（径、肉厚）に関わらず、押出先端部の偏肉が大きく、後端部に近づくにつれて偏肉量が減少していくことに着目し、この押出先端部の偏肉量が特に大きい点について鋭意研究した結果、金属管の先端側については押出されつつある金属材料の流動による自動調芯力がマンドレルに作用し、マンドレル軸芯がダイスの軸芯に一致して偏肉量が低下する、逆にマンドレル軸芯がダイスの軸芯に一致するまでの間は偏肉量が大きくなると考えられた。しかして、押出開始後短時間で（迅速に）マンドレルの軸芯とダイスの軸芯とを精度高く一致させるには、ダイスベアリング長さを所定範囲に設定して押出時の金属材料の流動性を変えてマンドレルに作用する自動調芯力を向上させれば良いことを見出すに至り、この発明を完成した。即ち、本発明は以下の手段を提供する。
【００１０】
［１］ダイスとマンドレルの隙間から加熱ビレットを押出して継目無金属管を得る製造方法において、前記ダイスとして、ベアリング長さが６〜１１ｍｍの範囲に設定されたダイスを用いることを特徴とする継目無金属管の製造方法。
【００１１】
［２］ダイスとマンドレルの隙間から加熱ビレットを押出して継目無金属管を得る製造方法において、前記ダイスとして、ベアリング長さが６．５〜８ｍｍの範囲に設定されたダイスを用いることを特徴とする継目無金属管の製造方法。
【００１２】
［３］前項１または２に記載の製造方法により製造された継目無金属管。
【００１３】
［４］前記金属管の押出先端縁から１ｍの位置の押出先端部における偏肉量が０．４３ｍｍ以下である前項３に記載の継目無金属管。
【００１４】
［５］コンテナと、前記コンテナの押出前面側に配置された穴あきダイスと、先端部が前記ダイスの穴に挿入配置されたマンドレルとを備えた継目無金属管の製造装置において、前記ダイスのベアリング長さが６〜１１ｍｍの範囲であることを特徴とする継目無金属管の製造装置。
【００１５】
［６］コンテナと、前記コンテナの押出前面側に配置された穴あきダイスと、先端部が前記ダイスの穴に挿入配置されたマンドレルとを備えた継目無金属管の製造装置において、前記ダイスのベアリング長さが６．５〜８ｍｍの範囲であることを特徴とする継目無金属管の製造装置。
【発明の効果】
【００１６】
［１］の発明では、ベアリング長さが６〜１１ｍｍのダイスを用いて加熱ビレットを押出すから、偏肉の少ない金属管を製造することができる。特に金属管の押出先端部の偏肉を大幅に低減することができる。ベアリング長さが６〜１１ｍｍのダイスを用いることで、マンドレルに作用する自動調芯力を高めることができ、即ち押出開始後短時間でマンドレルの軸芯とダイスの軸芯とを精度高く一致させることができ、これによって金属管の押出先端部の偏肉を大幅に低減できるものと推定される。また、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いないので、これらのセットに要する時間を省略でき、これにより生産効率良く金属管を製造することができる。更に、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いないので、ダイスベアリングを傷付けることがなく、表面品質に優れた金属管を製造できる。
【００１７】
［２］の発明では、ベアリング長さが６．５〜８ｍｍのダイスを用いて加熱ビレットを押出すから、偏肉のより少ない金属管を製造することができる。特に金属管の押出先端部の偏肉を顕著に低減することができる。ベアリング長さが６．５〜８ｍｍのダイスを用いることで、マンドレルに作用する自動調芯力を十分に高めることができ、即ち押出開始後短時間でマンドレルの軸芯とダイスの軸芯とを非常に精度高く一致させることができ、これによって金属管の押出先端部の偏肉を十分に低減できるものと推定される。また、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いないので、これらのセットに要する時間を省略でき、これにより生産効率良く金属管を製造することができる。更に、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いないので、ダイスベアリングを傷付けることがなく、表面品質に優れた金属管を製造できる。
【００１８】
［３］の発明では、偏肉の少ない（特に押出先端部の偏肉が大幅に低減された）、かつ表面品質に優れた金属管が低コストで提供される。
【００１９】
［４］の発明では、特に偏肉量の少ない高品質な金属管が提供される。
【００２０】
［５］の発明では、ベアリング長さが６〜１１ｍｍのダイスを用いて加熱ビレットを押出すから、偏肉の少ない金属管を製造することができる。特に金属管の押出先端部の偏肉を大幅に低減することができる。ベアリング長さが６〜１１ｍｍのダイスを用いることで、マンドレルに作用する自動調芯力を高めることができ、即ち押出開始後短時間でマンドレルの軸芯とダイスの軸芯とを精度高く一致させることができ、これによって金属管の押出先端部の偏肉を大幅に低減できるものと推定される。また、本製造装置は、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いない構成であるから、これらのセットに要する時間を省略でき、これにより金属管の生産効率を向上させることができる。更に、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いない構成であるから、ダイスベアリングを傷付けることがなく、表面品質に優れた金属管を製造できる。
【００２１】
［６］の発明では、ベアリング長さが６．５〜８ｍｍのダイスを用いて加熱ビレットを押出すから、偏肉のより少ない金属管を製造することができる。特に金属管の押出先端部の偏肉を顕著に低減することができる。ベアリング長さが６．５〜８ｍｍのダイスを用いることで、マンドレルに作用する自動調芯力を十分に高めることができ、即ち押出開始後短時間でマンドレルの軸芯とダイスの軸芯とを非常に精度高く一致させることができ、これによって金属管の押出先端部の偏肉を十分に低減できるものと推定される。また、本製造装置は、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いない構成であるから、これらのセットに要する時間を省略でき、これにより金属管の生産効率を向上させることができる。更に、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いない構成であるから、ダイスベアリングを傷付けることがなく、表面品質に優れた金属管を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明に係る継目無金属管の製造方法は、ダイス（１２）とマンドレル（１３）の隙間から加熱ビレット（１６）を押出して継目無金属管（１）を得る製造方法において、前記ダイス（１２）として、ベアリング長さが６〜１１ｍｍの範囲に設定されたダイスを用いることを特徴とするものである。
【００２３】
この製造方法で用いる製造装置（１０）の一実施形態を図１に示す。この製造装置（１０）は、ビレット（１６）等を収容する内部空間を有したコンテナ（１１）と、該コンテナの押出方向の前面側に固定された穴あきダイス（１２）と、先端部（１３ａ）が前記ダイス（１２）の穴に挿入配置されたマンドレル（１３）と、前記コンテナ（１１）の内部空間内に配置された穴あき押盤（１４）とを備えている。前記押盤（１４）の穴に前記マンドレル（１３）が挿入配置されている。更に、前記押盤（１４）には押出ステム（１５）が連接されている。図２（ｂ）に示すように、前記ダイス（１２）のベアリング長さ（Ｌ）は６〜１１ｍｍの範囲に設定されている。
【００２４】
しかして、図１に示すように、加熱された穴あきビレット（１６）を前記コンテナ（１１）内に入れた状態で、押出ステム（１５）で前記押盤（１４）を押出前方方向（図面右方向）に押すと、前記ダイス（１２）と前記マンドレル（１３）の環状隙間から加熱ビレット（１６）が押出されて継目無金属管（１）が得られる。なお、図１、２において、（２０）は、金属管（１）内の中空部である。
【００２５】
上述したようにベアリング長さ（Ｌ）が６〜１１ｍｍのダイス（１２）を用いて加熱ビレット（１６）を押出すから、偏肉の少ない金属管（１）を製造することができる。特に、金属管（１）の押出先端部の偏肉量が大きく、後端部に行くほど偏肉量が小さくなる傾向があるため、押出先端部の偏肉量を大幅に低減することができる。ベアリング長さ（Ｌ）が６〜１１ｍｍのダイス（１２）を用いることで、押出時の金属材料の流動性を変え、マンドレル（１３）に作用する自動調芯力を高めることができ、即ち押出開始後非常に短時間でマンドレル（１３）の軸芯とダイス（１２）の軸芯とを精度高く一致させることができ、これによって金属管（１）の押出先端部の偏肉量を大幅に低減できるものと推定される。また、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いないので、これらのセットに要する時間を省略でき、これにより生産効率良く金属管（１）を製造することができる。更に、従来技術のようなマンドレルガイドやノーズを用いないので、ダイスベアリングを傷付けることがなく、表面品質に優れた金属管（１）を製造することができる。
【００２６】
なお、前記「自動調芯力」とは、図４（イ）に示すように押出前にチップ（マンドレル先端部）（１３ａ）が偏芯しているものが、図４（ロ）に示すように押出中に徐々にダイス（１２）の中心（軸芯）に戻ってくる、この力（求芯力）のことを言う。
【００２７】
また、前記「偏肉量」とは、金属管（１）の断面において、最大厚さ（ｔ2）から最小厚さ（ｔ1）を減じた値である（図３参照）。即ち、
偏肉量＝ｔ2−ｔ1
である。偏肉量が大きいと、真心度が出ず、後の切削加工等で不具合となる。
【００２８】
上記製造装置（１０）は、その一例を示したものに過ぎず、この発明の製造方法で用いる製造装置は、図１に示した構成のものに特に限定されるものではない。
【００２９】
この発明において、前記ダイス（１２）のベアリング長さ（Ｌ）は６〜１１ｍｍの範囲に設定する必要がある。６ｍｍ未満では、偏肉抑制の効果が十分に得られなくなる。また、１１ｍｍを超えても、偏肉抑制効果のこれ以上の向上はないばかりか、押圧増大、押出速度低下を招来するし、クラックの発生等の欠陥を生じる可能性がある。中でも、前記ダイス（１２）のベアリング長さ（Ｌ）は６．２〜９．５ｍｍの範囲に設定するのが好ましく、特に好ましい範囲は６．５〜８ｍｍである。
【００３０】
この発明の製造方法において、ビレット（１６）の素材としては、金属であれば特に限定されず、どのようなものでも使用できる。例えば、アルミニウム及びその合金、Ａ２０１７、Ａ２０１４、Ａ２０２４、Ａ６０６１、Ａ６０６３、Ａ５０５２、Ａ５０５６等が挙げられる。特にマンドレル管の材料として多く用いられるＡ５０５２、Ａ５０５６を用いるのが好ましい。
【００３１】
また、製造する金属管（１）の管形状は、特に限定されず、例えば断面円形状、断面楕円状、断面矩形状、断面多角形状等が挙げられる。中でも、直径が５０〜７０ｍｍの円形状管とするのが好ましい。
【００３２】
この発明の製造方法又は製造装置で製造された金属管（１）は、例えば、シリンダー材等の自動車部品、消防ホース接続金具等の消防用部品、レンズ枠等のカメラ部品、ヒートローラー等のＯＡ部品として用いられるが、特にこれら例示の用途に限定されず、様々な用途に利用できる。
【実施例】
【００３３】
次に、この発明の具体的実施例について説明する。
【００３４】
＜実施例１＞
図１に示す製造装置（１０）を用いて、Ａ５０５２アルミニウム合金からなる加熱ビレット（１６）をダイス（１２）とマンドレル（１３）の環状隙間から押出して長さ２５ｍの継目無金属管（１）（外径５５ｍｍ×肉厚６ｍｍ）を得た。前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が６．５ｍｍに設定されたダイスを用いた。押出温度は４５０℃、押出速度は１７ｍ／分であった。
【００３５】
＜実施例２＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が８ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径５５ｍｍ×肉厚６ｍｍ）を得た。
【００３６】
＜実施例３＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が１１ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径５５ｍｍ×肉厚６ｍｍ）を得た。
【００３７】
＜比較例１＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が３ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径５５ｍｍ×肉厚６ｍｍ）を得た。
【００３８】
＜比較例２＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が５ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径５５ｍｍ×肉厚６ｍｍ）を得た。
【００３９】
＜実施例４＞
図１に示す製造装置（１０）を用いて、Ａ５０５６アルミニウム合金からなる加熱ビレット（１６）をダイス（１２）とマンドレル（１３）の環状隙間から押出して長さ１５ｍの継目無金属管（１）（外径６５ｍｍ×肉厚８．５ｍｍ）を得た。前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が６．５ｍｍに設定されたダイスを用いた。押出温度は４５０℃、押出速度は５ｍ／分であった。
【００４０】
＜実施例５＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が８ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径６５ｍｍ×肉厚８．５ｍｍ）を得た。
【００４１】
＜実施例６＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が１１ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径６５ｍｍ×肉厚８．５ｍｍ）を得た。
【００４２】
＜比較例３＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が３ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径６５ｍｍ×肉厚８．５ｍｍ）を得た。
【００４３】
＜比較例４＞
前記ダイス（１２）として、ベアリング長さ（Ｌ）が５ｍｍに設定されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして継目無金属管（外径６５ｍｍ×肉厚８．５ｍｍ）を得た。
【００４４】
上記のようにして得られた各継目無金属管について、押出先端部（押出先端縁から１ｍの位置）での偏肉量（ｔ2−ｔ1）を求めた。その結果を表１に示す。
【００４５】
また、実施例１〜３及び比較例１、２の各継目無金属管について、押出先端縁から４ｍの位置、７ｍの位置、１０ｍの位置、１３ｍの位置、１６ｍの位置、１９ｍの位置、２２ｍの位置、押出後端縁での偏肉量を求めた。また、実施例４〜６及び比較例３、４の各継目無金属管について、押出先端縁から４ｍの位置、７ｍの位置、１０ｍの位置、１３ｍの位置、押出後端縁での偏肉量を求めた。これらの結果を表２に示す。
【００４６】
【表１】
2006068749.tif 000003
【００４７】
【表２】
2006068749.tif 000004
【００４８】
表１、２から明らかなように、この発明の製造方法で製造された実施例１〜６の継目無金属管は、いずれも、押出先端部から中間部を経て押出後端部に至るまですべての領域において偏肉量が少なかった。特に押出先端部での偏肉量低減効果が顕著であった（表１参照）。
【００４９】
これに対して、比較例１、３では、押出先端部から中間部を経て押出後端部に至るまですべての領域において偏肉量が大きかった。また、比較例２、４では、中間部から押出後端部までは偏肉量が比較的小さいものの、押出先端部及びその近傍では偏肉量が大きかった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】（イ）は従来の方法におけるダイスのベアリング部及びその近傍を示す断面図、（ロ）は本発明の方法におけるダイスのベアリング部及びその近傍を示す断面図である。
【図３】偏肉量を説明するための金属管の断面図である。
【図４】自動調芯力の説明のための断面図であり、（イ）は押出前の状態、（ロ）は押出中の状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００５１】
１…継目無金属管
１０…製造装置
１１…コンテナ
１２…ダイス
１３…マンドレル
１３ａ…先端部
１６…ビレット
Ｌ…ダイスのベアリング長さ
【図１】
2006068749.tif 000005
【図２】
2006068749.tif 000006
【図３】
2006068749.tif 000007
【図４】
2006068749.tif 000008