(57)【要約】継目なし管の製造方法であって、この方法は、金属管ブランク（１）と、形状記憶効果材料の細長い金属コア（２）とを含み、金属コアとの間に最小間隙を有して、管ブランクがコアを取り囲み、かつこれに接触するアセンブリを提供する。アセンブリは、管ブランク（１）が所望の寸法の管に変換されるまで高温で機械加工することにより、伸長される。伸長ステップの後、コア（１２）を処理することにより、コアの長さ全体が延伸された状態になるが、管（１１）は実質的に延伸しない。コアを管から取り除き、その後、変形可能でないマンドレル上での引抜きパスにより、径及び壁の寸法精度が高まり、ＩＤ及びＯＤの表面品質が向上する。また、コアの除去及び再挿入によって最終寸法を改良し、この結果、より小型で長い管（１１１）を製造できる。
2005502472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継目なし管の製造方法であって、
ａ．アセンブリを用意し、該アセンブリは、
ｉ  金属管ブランクと、
ｉｉ  前記管ブランクによって、間に最小ギャップを有して取り囲まれ、かつ接触される、形状記憶効果材料の細長い金属コアと、を含み、
ｂ．前記管ブランクが所望の寸法の管に変換されるまで、機械加工によって前記アセンブリを伸長し、
ｃ．ステップｂの後、（ｉ）前記コアが長さ全体で延伸された状態になり、（ｉｉ）前記管を実質的に延伸しない処理を前記コアに行い、
ｄ．前記延伸したコアを前記管から取り除く、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
ｅ．引き続き、前記管に対し、変形可能でないマンドレル上での引抜きパスを行い、径及び壁の寸法精度を高め、ＩＤ及びＯＤの表面品質を高める、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、さらに、前記管に対し、遊動プラグ上での引抜きパスを行う、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、さらに、その後、前記管に対して遊動プラグ上での引抜きパスを行うステップを含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、延伸された状態の前記コア金属は、２０℃より高い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記コアは、減少された径に変形され、前記管ブランクに組みつけられ、その後、加熱処理においてＡｆ温度より高温に加熱されると、元の直径の少なくとも一部を回復する、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記コア金属は、周囲温度において少なくとも部分的な超弾性を示し、２０℃より低い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法において、前記コアは、前記Ａｓ温度より低温で、延伸されて前記管ブランクに組み付けられる、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、前記ステップ「ｂ」は熱間引抜きであり、引抜きにおける前記コアと前記管との相対的な伸長を解消する、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記熱間引抜きにおける温度は、前記管と前記コアとの相対伸長差を最小化するために選択される、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法によって製造された継目なし管において、前記引抜き周囲温度は、約２００℃から７００℃である、管。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、前記管はＮｉＴｉであり、前記コアはＮｉＴｉであり、前記コアは前記管と同様の流動特性を有する、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、延伸された状態の前記ＮｉＴｉコア金属は、２０℃より高い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記コアは、前記管ブランクとで形成される、径が減少したアセンブリに変形され、その後、加熱中に前記Ａｆ温度より高温に加熱されると、少なくとも元の径の一部を回復する、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法において、前記コア金属は、周囲温度において少なくとも部分的な超弾性を示し、２０℃より低い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、前記コアは、前記Ａｓ温度より低温で、延伸されて前記管ブランクと組み付けられる、方法。
【請求項１７】
請求項１４または１６に記載の方法において、開始寸法及び仕上げ寸法は、前記コアの直径の形状記憶による回復が前記コアと前記管ブランクとのアセンブリギャップを最小化するように選択される、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法において、前記コアが使用され前記管ブランクに組み付けられ、加熱により前記コアの形状回復力が誘導されて、任意のギャップを最小化するとともに、後続の減少処理において前記コアの直径に抗する管ブランクＩＤのスムーズな減少を可能にするとともに、後続の減少処理においてスムーズなＩＤ仕上げの維持を確保する、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、コア除去の中間ステップの後にコアを再挿入するために、５ステップ目において心なし研磨を用いる、方法。
【請求項２０】
継目なし管を製造する方法であって、
ａ．（ｉ）金属管ブランクと、（ｉｉ）前記管ブランクによって、間に最小ギャップを有して取り囲まれ、かつ接触される、細長い金属コアと、を含むアセンブリ用意し、
ｂ．機械加工によって前記アセンブリを伸長し、
ｃ．ステップ（ｂ）の後、前記コアが長さ全体で延伸された状態になり、前記管を実質的に延伸しない処理を前記コアに行い、
ｄ．前記延伸したコアを前記管から取り除き、
ｅ．ステップ（ｄ）の後、前記処理ステップ（ａ）から（ｄ）を繰り返してより小型の管サイズを実現してもよく、
ｆ．ステップ（ｄ）の最終的なコア除去処理の後であり、かつ最終サイズ以前に、前記管に対して好ましくは変形可能でないマンドレルまたは遊動プラグ上での引抜きパスを引き続き行い、これにより、径及び壁の寸法精度を高め、ＩＤ及びＯＤ表面品質を改良する、
方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載された方法によって製造された継目なし管。
【請求項２２】
請求項１に記載の方法によって製造された継目なし管において、前記変形された状態の前記コア金属は、２０℃より高い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、管。
【請求項２３】
請求項１に記載の方法によって製造された継目なし管において、前記コアは、減少された径に変形され、前記管ブランクに組みつけられ、その後、加熱処理においてＡｆ温度以上に加熱されると、加熱処理中に元の直径の少なくとも一部を回復する、方法。
【請求項２４】
請求項１に記載の方法によって製造された継目なし管において、前記コア金属は、周囲温度において少なくとも部分的な超弾性を示し、２０℃より低い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、管。
【請求項２５】
請求項１に記載の方法によって製造された継目なし管において、前記管はＮｉＴｉであり、前記コアはＮｉＴｉであり、前記コアは前記管と同様の流動特性を有する、管。
【請求項２６】
請求項２５に記載の継目なし管において、変形状態の前記ＮｉＴｉコア金属は、２０℃より高い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、管。
【請求項２７】
請求項２５に記載の継目なし管において、前記コアは、前記管ブランクとで形成される、径が減少したアセンブリに変形され、その後、前記Ａｆ温度以上に加熱されると、加熱中に少なくとも元の径の一部を回復する、管。
【請求項２８】
請求項２５に記載の継目なし管において、前記コア金属は、周囲温度において少なくとも部分的な超弾性を示し、２０℃より低い逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度を有する、管。
【請求項２９】
請求項２８に記載の継目なし管において、前記コアは、前記Ａｓ温度より低温で、延伸されて前記管ブランクと組み付けられる、方法。
【請求項３０】
請求項１に記載の方法において、前記コアと前記管ブランクとの間に潤滑剤が使用される、方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、前記潤滑剤はグラファイト及び／または二硫化モリブデンである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、金属管技術に関し、より詳細には、継目のない、形状記憶金属管、特にニッケル−チタンまたはチタン合金を使用するこれらの金属管の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
継目なし金属管のほとんどが、変形可能でないマンドレル上で管ブランクを加工することにより、及び／または、内部支持部材を用いずにダイスを通して管を引き抜く空引き（sinking）処理を組み合わせて形成される。このような不連続の処理は、時間がかかるとともに高額であり、しかも限定された長さの管しか製造できない。また、コアと管ブランクとのアセンブリを機械加工し、このコアと管ブランクの両方を伸ばし、その後コアを取り除くことによって、均一断面を有する継目なし管を製造することも知られている。コアの除去は、そのコア材料に応じて、管の融点より低い温度で溶融するコアを溶融したり、コアを選択的に溶解したり、または従来の技術に従って、コアの除去を促進すべく、コアを減少した径に機械的に延伸させることにより実現されている。変形可能なマンドレル処理の場合、寸法の正確さ及び内部表面の品質は、より制御しにくいが、これは、コアが管ブランクとは異なる材料で形成されている場合、ブランクとコアでは塑性流動が異なり得るためである。コアと管ブランクとのアセンブリギャップまたは空隙も、内部表面品質の低下の原因となる。コアと管ブランクが同一材料で形成されていても、引抜き摩擦（drawing friction）により、管ブランクとコアとに異なる伸長（elongation）が生じる可能性がある。
【０００３】
英国特許第３６２５３９号は、中空金属体の製造を開示している。
【０００４】
仏国特許第９８０９５７号は、管ブランクのコアとの組み立て、接着を伴わない機械加工減少、長さ方向の除去を実現するためのさらなるコアの伸長及びコアの除去を開示している。
【０００５】
米国特許第２，８０９，７５０号は、押出しプレス用マンドレルを開示している。
【０００６】
米国特許第４，１８６，５８６号は、ビレット及び押出し（forced）塑性変形による管状体の製造方法を開示する。この特許では、中央コア１３と被覆パイプ１２との両方を含むビレットに塑性変形を行う。除去可能な塩溶液層（solution removable salt layer）によって分離された金属管ブランクと金属コアとが液圧共用押出しされる。減少後の塩層が管状のギャップを定め、この結果、塩の溶解後、金属コアを長さ方向に引き出すことができる。
【０００７】
米国特許第４，３００，３７８号は、減少径の断面を有する伸長された物品を生成する方法及び装置を開示する。ビレットは、中実のサンプルであり、マンドレルに関連する管を有さない。この特許は、円錐形マンドレル１０６を中心にした標準的な管の押出し方法を示している。
【０００８】
米国特許第４，６５３，３０５号は、冷間押出しによって金属ブランクから金属物品を形成する方法及び装置を開示する。
【０００９】
“Patent Abstracts of Japan”（１２巻、５２号（Ｍ−６６８）、１９９８年２月１７日）及び特開昭６２−１９９２１８号公報（古河電気工業株式会社、１９８７年９月２日公開）には、形状記憶合金パイプの製造方法が開示されている。すなわち、形状記憶合金で形成された円筒に心金（マンドレル）を挿入し、この円筒と心金を一体的に減面加工し、熱処理後に心金を引抜く。本文献には、管状のニッケル−チタン形状記憶合金ブランクと、ステンレス鋼の芯との、管の材料（圧延し、溶接した、厚さの減少したシート）の形状記憶効果を利用した同時減面加工により、管を膨張させてコアを除去できるようにする技術が開示されている。
【００１０】
米国特許第５，０５６，２０９号は、クラッド金属管（clad metal tubing）の製造方法を開示している。この特許は、同心金属管を共有押出し成形し、クラッドバイメタル管状端部製品を製造する方法を開示する。材料は、外側管としての炭素鋼管状材料と、変形抵抗がより高く、より加工しにくい材料である。米国特許第５，７０９，０２１号は、金属管の製造方法を開示し、管ブランクと金属コアとのアセンブリを機械加工により伸長し、続いてコアを延伸することにより継目なし金属管を形成する。
【００１１】
【特許文献１】
英国特許第３６２５３９号明細書
【特許文献２】
仏国特許第９８０９５７号明細書
【特許文献３】
米国特許第２，８０９，７５０号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，１８６，５８６号明細書
【特許文献５】
米国特許第４，３００，３７８号明細書
【特許文献６】
米国特許第４，６５３，３０５号明細書
【特許文献７】
特開昭６２−１９９２１８号公報
【特許文献８】
米国特許第５，０５６，２０９号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，７０９，０２１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、従来技術の問題を解決し、従来技術より優れた製品を製造することである。これらの目的及び他の目的は、本発明により達成される。本発明は、上記の問題を、以下を用いることにより解決することができる。すなわち、（１）（より小さい構成（format）では）コアとブランクとのアセンブリギャップまたは隙間を減少する形状記憶効果、及び（２）引抜き処理（drawing process）中のコアと管との相対的伸長（relative elongation）を低減または解消する引抜き方法、または（３）上流側減少（up-stream reduction）のための変形可能なマンドレル処理と、最終仕上げパスのための変形可能でないマンドレル処理とを含むハイブリッド方法、を利用して解決できる。処理中に、コアと管との間に潤滑剤を有効に使用してもよい。また、コアの除去（decoring）及び再挿入（reinserting）を利用する効果もあり、これにより、最終寸法をより良く制御するために、比率を最終サイズにより近く微調整する能力を提供し、管とコアとの間に付加される新しい潤滑油層を許容し、これにより小型で長い管に対するコア除去性（decorability）を促進する。
【００１３】
本発明は、広い範囲のサイズを有する形状記憶合金、例えばＮｉＴｉ族合金の管の製造に利用できるが、特に、直径が小さく壁が薄い管、例えば内径が０．００５から１．０インチ（０．１３から２５．４ミリメートル）、例えば０．００５から０．１２５インチ（０．１３から３．２ミリメートル）で、壁厚が０．００１から０．２インチ（０．０２５から５ミリメートル）、例えば０．００２から０．１インチ（０．０５から２．５ミリ）の管の製造に有用である。管の長さは広範囲にわたって変化可能である。よって、本発明は、かなりの長さの管、例えば２０フィート以上、さらには１００フィート以上の長さの管の製造に利用でき、その上限はコアの延伸に利用できる装置により設定される。
【００１４】
より小さい構成では、コアの除去及び再挿入ステップを使用することにより改良が可能である。
【００１５】
他の目的、特性及び効果については、添付の図面に関連する、以下に示す好ましい実施形態の詳細な説明により明白である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
好ましい態様においては、本発明は、形状記憶合金管、例えば二元ＮｉＴｉ合金及びその変性（modified）三元（ternary）及び四元（quarternary）合成物であって、正確に制御された外径（ＯＤ）と内径（ＩＤ）、壁厚、及び改良されたＯＤ及びＩＤ仕上げを有する形状記憶合金管の製造方法を提供する。上記方法は、
１．（ａ）金属管ブランクと、（ｂ）最小ギャップを有してこの管ブランクにより取り囲まれ、これと線接触する、細長い金属コアとを含むアセンブリを提供し、コアと管との間に潤滑剤が有効に用いられてもよく、
２．前記アセンブリを機械的加工により伸張し、これを管ブランクが所望の寸法を有する管に変換されるまで、コアとブランクとが同様の塑性流動速度を有する高温で行ってもよく（熱間加工）、またはアニール状態から冷間引抜きされ、
３．管ブランクの再結晶温度より高い温度にて、長さ方向の圧力下でアセンブリを真直ぐにしながら（straightening）、伸張したアセンブリを加熱処理し、
４．ステップ（３）の後、コアの長さ全体が延伸した状態になり、管は実質的に延伸しない処理をコアに対して行い、
５．延伸したコアを管から取り除き、
６．ステップ（５）の後、処理ステップ（１）から（５）を繰り返してより小さい管サイズを得ることもでき、
７．ステップ（５）の最終コア除去（decore）の後で、かつ仕上げサイズの前に、好ましくは、管に対し、引き続き変形可能でないマンドレルまたは遊動プラグ上を引抜きパス（drawing pass）を行い、及び／または空引き処理と組み合わせて、表面品質を改良するとともに、径及び壁の寸法の精度を高め、
８．ステップ（７）の最終引抜きパスの後、再結晶温度より高い温度で、長さ方向の圧力下にて真直ぐにしながら、管を加熱処理する。
【００１７】
ステップ１−管ブランクを有するアセンブリ
本発明で使用されるコアは満足できる結果を提供しなければならず、同時に、管ブランクとコアとのアセンブリが組み立てられ、アセンブリが機械的に加工され、機械的加工の完了後、コアが延伸された状態に変換される。コアが機械的加工及びコア除去の容易性の要件を満たすようにコア金属を選択する基準が、先行特許（米国特許第５，７０９，０２１号）に記載されている。形状記憶合金、例えばＮｉＴｉの管の製造のために、本発明に開示される改良の基準を満たすには、コア金属も好ましくは、選択された加工条件下で実質的に同じ加工特性を有するＮｉＴｉ合金であり、これにより、コアが管から押出し成形される、または管に引き込まれる程度が制限される。また、ＮｉＴｉコア金属が変形した状態で、２０℃を超える逆マルテンサイト変態開始（Ａｓ）温度（reverse martensitic transformation start temperature）を有することも好ましい。アセンブリを周囲以下温度または低温で延伸して製造することにより、超弾性コアも適当に機能する。このようなＮｉＴｉコアは、減少した径に変形され、管ブランクとともに組み立てられ、その後、アニーリング処理中にＡｆ温度以上に加熱されると、元の径を回復する。また、米国特許第４，６３１，０９４号に記載されるように、元来超弾性のコアは、例えば、回復可能な歪み限界を超えて延伸することによって過剰変形（over-deformed）する可能性もあり、オーステナイト変態温度を一時的に周囲温度以上に上昇させる。このような過剰変形後の元来超弾性のコアは、オーステナイト変態温度以上に加熱されるまで、変形状態において安定したジオメトリを有する。このような処理を用いることで、元来超弾性のコアを、低温まで冷却することなく挿入及び除去できる。開始寸法及び仕上げ寸法を適切に選択することで、形状記憶によるコア直径の回復が、コアと管ブランクとのアセンブリギャップを最小減にする。例えば、直径１．００インチのコアを、内径が１．０２インチのブランクに組み立てると、アセンブリギャップは０．０２インチになる。本発明によれば、ＮｉＴｉコアは、スエージ加工、引抜き加工、または延伸加工により、組み立てが簡単な減少径に冷間加工でき、加熱すると、その直径の２％を回復することができ、１．００インチの仕上げ直径に心なし研磨される。心なし研磨されたＮｉＴｉコアが管ブランクと組み立てられてアセンブリを形成し、その後、加熱されることによりコアの形状回復を誘引する。こうして、コアの２％の直径回復によって０．０２インチのアセンブリギャップが消滅し、後続の減面処理において、管ブランクの内径ＩＤをコアの直径に抗してスムーズに減少することができる。コアの直径にぴったり抗してブランクのＩＤを減少させることで、後続の減少ステップにおけるスムーズなＩＤ仕上げを確実に維持できる。この処理は、コアを除去する中間ステップの後にコア材料を再挿入するために、ステップ（５）においても使用することができる。
【００１８】
本発明における好ましいコア金属には、管ブランクと同様の塑性流動特性を有する形状記憶金属が含まれる。形状記憶金属は、オーステナイト状態及びマルテンサイト状態で存在し、冷却すると、オーステナイト状態からマルテンサイト状態に変化する。この変態は、高温Ｍｓで開始し、より低温Ｍｆにて終了する。ニッケル−チタン合金管及びその三元または四元変性合成物の製造に好ましいコア金属には、二元合金と、ニッケル及びチタンに加えて１つ以上の他の金属、例えば、鉄、コバルト、マンガン、クロム、バナジウム、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、タンタル、タングステン、銅、銀、プラチナ、パラジウム、金及びアルミニウムを１つ以上含む合金とのいずれをも含む。
【００１９】
好ましい二元合金コアは、５４．５から５６．０％、好ましくは５５．５％未満のニッケルと、残りのチタンを含む。これは、この合成範囲の合金が、周囲温度を上回る逆マルテンサイト変態（マルテンサイトからオーステナイト）温度を有するためである。本願明細書を通じ、合金の成分のパーセンテージは、合金の重量に基づく重量によるものである。５５．５％以上のニッケルと残りのチタンを含む二元合金を使用することもできるが、このような合金を使用する場合、米国特許第４，６３１，０９４号に記載されるように、コアをより厳密に変形させてＡｓ及びＡｆ温度を上昇させる必要がある場合もある。
【００２０】
ニッケルチタン合金に付加でき、かつＡｓ及びＡｆ温度を上げることができる元素が存在する。このような元素には、銅、ハフニウム、プラチナ、パラジウム、銀及び金が含まれ、逆変態温度を上げるために、これらの元素は合金中に有効に存在することができる。通常、このような元素は、５５．５％から５６．０％のニッケルと、残りのチタンを含む合金中に、約０．１％から２０％の量で存在する。
【００２１】
別の有用なニッケルチタン合金の種類は、４１から４７％のチタン、０．１から５％のアルミニウム、及び残りのニッケルを含む。アルミニウムの存在により、析出硬化が可能な合金が生成される。
【００２２】
本発明を使用し、管ブランクとコアとを機械的加工により同様の塑性流動速度で伸張できる加工特性を有する任意の金属による管を製造することができる。管金属として使用できるニッケルチタン合金は、コア金属としての使用に適するとここで開示されている合金を含む。他の管金属の例には、チタンと、他の金属、例えばニッケル、アルミ、バナジウム、ニオブ、銅及び鉄の１つ以上とを含む合金が含まれる。このような合金の１タイプでは、チタンが少なくとも８０％、好ましくは８５から９７％の量で存在し、さらにアルミニウムとバナジウムの一方または両方を含む。例えば、約９０％のＴｉ（チタン）、約６％のＡｌ（アルミニウム）及び約４％のＶ（バナジウム）を含む合金、及び約９４．５％のＴｉ（チタン）、約３％のＡｌ（アルミニウム）及び約２．５％のＶ（バナジウム）を含む合金である。このような合金の別のタイプでは、チタンが７６％から９２．５％の量で存在し、さらに、約７．５％から１２％のＭｏ、０から６％のＡｌ、０から４％のＮｂ及び０から２％のＶを含む。このような合金のさらに別のタイプでは、チタンが３５％から４７％の量で存在し、合金はさらに、約４２から約５８％のニッケル、０から約４％の鉄、０から約１３％の銅、及び０から約１７％のニオブを含む。その他の管金属には、特に、チタン、ジルコニウム及びハフニウムを含む、反応性（reactive）金属及び合金（すなわち、空気中で機械的加工を行った場合に酸素及び／または窒素と反応し、したがって、不活性媒体中または例えばステンレス鋼などの非反応性シェル内部で処理しなければならない金属及び合金。不活性媒体または非反応性シェルは、機械加工の完了後、任意の便宜的な段階で除去される）を含む。他の管金属には、金属間化合物、例えば、ニッケルアルミナイド及びチタンアルミナイドを含む。これらの多くは、室温での加工が困難であるため、これらが延性になる高温で加工しなければならない。
【００２３】
アセンブリにおける管ブランク及びコアの寸法は、仕上がった管に要求される寸法及びアセンブリの機械加工に利用できる装置によって決定する。これらは当業者にはよく知られた事項なので、ここで詳細な説明は必要ない。例えば、コア及び管ブランクは、３から１００インチ（７６から２５００ミリメートル）、例えば１２から４８インチ（３００から１２２０ミリメートル）の長さを有することができる。管ブランクの外径は、０．１から２インチ（２．５から５１ミリメートル）、好ましくは１から１．５インチ（２５から４０ミリメートル）にすることができ、コアの直径及び管ブランクの内径は、０．３から１インチ（７．６から２５．５ミリメートル）にすることができる。管の外径の、管の内径に対する比は、１．０１から２．５、好ましくは１．１５から２．０にすることができる。これらの寸法は例であり、本発明の範囲を限定するものであると解釈すべきではない。管製品の内径の、管製品の外径に対する比は、管ブランクの場合と実質的に同じである。
【００２４】
最初のアセンブリにおいて管ブランクとコアとの間に潤滑剤を付加した場合、コアの延伸及び延伸したコアの除去において、改良された結果が得られることがわかった。例えば、より好ましいグラファイト、及び二硫化モリブデンを潤滑剤として使用した。
【００２５】
ステップ２−管ブランクとコアとのアセンブリの機械加工
第１の処理ステップに続き、管ブランクとコアとのアセンブリに、管が所望の最終寸法を有するまでアセンブリを伸張するための機械的加工を施す。このような処理には、高温及び／または低温引抜きステップ後のアニーリングを伴う低温での、徐々に減少する直径のダイスによる複数引抜き（multiple drawing）を含む。本発明では、管ブランクとコアとが同様の塑性流動特性を有するアセンブリであっても、管と引抜きダイスとの間に大きな摩擦が存在するため、通常の引抜き処理では、しばしば、管とコアとの間に異なる伸長を引き起こすことがわかった。さらに、引抜き温度を変えることで、コアと管との相対的な伸長を操作することができ、したがって、適切に最適化された引抜き温度を選択すれば、管とコアとの相対的な伸長差を最低限にして、ＩＤ対ＯＤの比及びＩＤの滑らかさをより良く維持できることもわかった。例えば、Ｔｉ−５５．８ｗｔ．％Ｎｉの管とＴｉ−５４．５ｗｔ．％Ｎｉのコアとによるアセンブリを４００℃未満の温度で引抜くと、常にコアよりも管の方が伸長が大きくなるが、引抜き温度を６００℃に上げると、管とコアとの伸長が同様になる。管を６００℃で引抜くことによりＩＤとＯＤの比がより良く維持され、それより高いまたは低い温度で引抜いた管に比べ、ＩＤ表面がはるかに滑らかになることが認められた。
【００２６】
２００℃から７００℃の範囲の温度が使用できる。さらに、パスあたりの減少、ダイスのデザイン及び／またはある程度までは引抜き速度を変化させることにより、上記の比率を変えたり、修正したり、作用させたりすることができる。上述した温度は炉の温度であり、ダイスにおける実際の引抜き温度ではない。
【００２７】
コア及び管ブランクを熱機械加工によって伸張した後、伸ばされたアセンブリは、利用可能な装置、例えば引抜き台において好都合に処理できる長さに切断される。コアが延伸できる程度に十分に応力のない状態になるように最終機械加工ステップが高温で実行されていない場合には、アセンブリを応力緩和またはアニーリングしなければならない。応力緩和は、アセンブリをセクションに切断する前後いずかに行うことができる。他の減少方法、例えば、押出し、スエージング、及び圧延などを使用することもできる。
【００２８】
ステップ３−上述の熱処理及びストレート（straightening）処理
【００２９】
ステップ４及び５−コアの延伸及び除去
コア除去処理については、米国特許第５，７０９，０２１号に記載されている。
【００３０】
ステップ６−変形可能でないマンドレル及び遊動プラグ処理を用いたサイジング及びフィニッシング
ここに説明した改良を用いたとしても、変形可能なマンドレル処理では寸法の公差、特に壁厚の精度に固有の限界が見られることがわかった。例えば、変形可能なマンドレル処理を用いて１．２５インチのＯＤから０．０５インチのＯＤに引抜いた後のＴｉ−５５．８ｗｔ％Ｎｉ管は、０．８８から０．９２の範囲の一般的な同心度（concentricity）（最小厚さ／最大厚さ）を有する。しかしながら、高い（熱間またはウォーム引抜き）温度と周囲（冷間引抜き）温度のいずれかでの変形可能マンドレル引抜き処理によって製造された管を取り出し、変形可能でないマンドレルの多数回のパスによって管を引抜くことにより同心度及び寸法制御がかなり改良されることが判明した。例えば、変形可能なマンドレル処理を用いて製造され、０．９２の同心度を有する０．２３５インチのＯＤと０．１９６インチのＩＤを有する管を取り出し、続いて、この管を、硬化スチールの固定マンドレルを用いて０．１９２インチＯＤに引抜いた場合、同心度が徐々に０．９５まで改良された。他の例では、変形可能なマンドレル処理によって製造された０．０６２インチＯＤ及び０．０５０８インチＩＤの管は、通常、０．９０２から０．９２６の範囲の同心度を有する。このサイズの管は、同一の変形可能なマンドレル処理によって、まず０．０８３インチＯＤ及び０．０６２６インチＩＤに形成し、コア除去及びアニーリングの後、変形可能でない硬化スチールマンドレルを使用して、０．０６２インチＯＤ及び０．０５０８インチＩＤに引抜くことでも製造できる。このようなハイブリッド引抜き処理によって製造された管は、一貫して、より良く制御された寸法及び一般に０．９４６から０．９７８の範囲の改良された同心度を示す。遊動プラグ引抜き処理を用いても同心度に関して同様の改良が達成されるはずである。変形可能でないマンドレル処理または遊動プラグ処理もまた、ＯＤ及びＩＤ、したがってＯＤ／ＩＤ比をよりよく制御するが、これは、ＯＤが引抜きダイスのサイズによって正確に制御され、ＩＤはマンドレルまたはプラグの径によって正確に寸法決めされるためである。
【００３１】
ステップ７及び８−上述の通り
次に、図面を参照する。図１及び図２は、本発明における開始材料としての使用に適し、コア２を取り囲む管ブランク１を含むアセンブリを示す。管ブランク１とコア２との間には、潤滑剤の非常に薄い層３が設けられている。図３は、図１及び図２に示される初期アセンブリの機械加工によって準備され、管１１と伸長したコア１２とを含む、伸長されたアセンブリを示す。
【００３２】
図４及び図５は、テーパ部分１１１を含む本発明の管を示している。
【００３３】
他の実施形態、改良、詳細及び使用を、前記開示の字義及び精神に従い、かつ本発明の範囲内で行えることが当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の開始時における、コアと管ブランクとのアセンブリの概略的な長さ方向断面図である。
【図２】本発明の開始時における、コアと管ブランクとのアセンブリの概略的な横方向断面図である。
【図３】機械加工によって伸ばされた、アセンブリ全体の長さ方向の概略断面図である。
【図４】本発明のテーパ管の概略的な長さ方向の断面図である。
【図５】本発明のテーパ管の概略的な長さ方向の断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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