(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビレットの穿孔に用いられるプラグの製造方法であって、
鉄及び鉄酸化物を含有し、前記プラグの表層を形成する皮膜が表面上に形成されたプラグ本体を準備する工程と、
前記皮膜が形成されたプラグ本体を７００〜１２５０℃で１０分以上保持して、前記皮膜と前記プラグ本体との間で相互拡散を生じさせる工程と、
を備える、プラグの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラグの製造方法であって、
前記皮膜のうち前記プラグ本体の先端部上に配置されている部分は、１３００μｍ以上の厚みを有する、プラグの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラグの製造方法であって、
前記準備する工程は、鉄線材を用いたアーク溶射を行って前記プラグ本体の表面上に前記皮膜を形成する工程を含む、プラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラグに関し、より詳しくは、ビレットの穿孔に用いられるプラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マンネスマン製管法は、継目無管の製造方法として広く採用されている。マンネスマン製管法では、所定温度に加熱されたビレットを穿孔機で穿孔圧延する。穿孔機は、一対の傾斜ロールと、プラグとを備える。プラグは、一対の傾斜ロールの間であって、パスライン上に配置される。穿孔機は、傾斜ロールによってビレットを周方向に回転させながらプラグに押し込み、ビレットを穿孔圧延して中空素管にする。
【０００３】
従来のプラグは、ビレットの穿孔圧延に際し、予め母材の表面に酸化スケールの皮膜が形成される。酸化スケールの皮膜は、プラグに熱処理を施すことによって形成される。これにより、プラグの表面の遮熱性、潤滑性、及び耐焼き付き性を確保することができる。
【０００４】
酸化スケールの皮膜は、繰り返しの穿孔圧延によって次第に摩耗する。皮膜は、穿孔圧延を行う毎（パス毎）に摩耗する。皮膜が完全に摩耗して失われると、プラグの母材が露出する。この場合、母材の露出部分での溶損や、プラグと相手材であるビレットとの焼き付き等が生じ、プラグが寿命に至る。
【０００５】
特に、ステンレス鋼からなるビレットを穿孔する場合、酸化スケールの皮膜の摩耗が顕著であるため、プラグの寿命は非常に短い。ステンレス鋼からなるビレットを穿孔する場合、通常、数パスで皮膜が摩耗してしまう。皮膜が摩耗するたびに、プラグの母材の表面に酸化スケールを生成するための熱処理が必要となる。熱処理は、一般に、数時間から数１０時間を要する。よって、酸化スケールの皮膜の形成能率は低い。
【０００６】
これに対し、特許文献１及び２では、鉄及び酸化物からなる皮膜をアーク溶射によってプラグの母材の表面に形成する技術が提案されている。アーク溶射の場合、皮膜の原料は鉄線材のみであり、皮膜の形成に要する時間は数分から数１０分程度と短い。よって、低コスト且つ高能率で、母材の表面に皮膜を形成することができる。また、溶射皮膜は、酸化スケールの皮膜と比較して、母材との密着性及び耐摩耗性が高い。このため、プラグの寿命を長くすることができる。
【０００７】
溶射皮膜は、プラグの母材との密着性及び耐摩耗性に優れている。しかしながら、例えば、高合金からなる高強度のビレットを穿孔する場合や、ビレットの穿孔長が非常に長い場合等には、穿孔中に母材の表面から溶射皮膜が剥離することがある。溶射皮膜の剥離によって母材が露出すると、露出部分を起点として、プラグの溶損やプラグに対するビレットの焼き付きが生じる。
【０００８】
特許文献３には、溶射皮膜を剥離しにくくするために、溶射皮膜が形成されたプラグ本体に熱処理を施すことが開示されている。特許文献３には、熱処理温度を４００〜５５０℃とすることにより、溶射皮膜中の鉄比率及びマグネタイト比率が高くなり、プラグ本体に対する溶射皮膜の密着性が高まると記載されている。
【０００９】
特許文献４には、プラグ本体と溶射皮膜との接着層としてＮｉ−Ｃｒ層を形成し、プラグ本体に対する溶射皮膜の密着性を高めることが開示されている。特許文献３では、Ｎｉ−Ｃｒ層及び溶射皮膜が形成されたプラグ本体に熱処理を施すことにより、プラグ本体に対する溶射皮膜の密着性をさらに向上させている。
【００１０】
特許文献５〜７には、ビレットの穿孔用のプラグに適用されるものではないが、熱処理によって基材に対する皮膜の密着性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４２７９３５０号公報
【特許文献２】特許第５１６９９８２号公報
【特許文献３】特開２０１３−２４８６１９号公報
【特許文献４】国際公開第２０１４／０１３９６３号
【特許文献５】特開昭６４−１１９５６号公報
【特許文献６】特開平３−２７７７６４号公報
【特許文献７】国際公開第２０１１／１５１９２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、プラグ本体から皮膜が剥離した場合、プラグの溶損やプラグに対するビレットの焼き付きが発生する。このような事態を防止するため、プラグ本体に対する皮膜の密着性は、極力高いことが好ましい。
【００１３】
本開示は、プラグ本体に対する皮膜の密着性を向上させることができるプラグの製造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】
【００１４】
本開示は、ビレットの穿孔に用いられるプラグの製造方法に関する。プラグの製造方法は、鉄及び鉄酸化物を含有する皮膜が表面上に形成されたプラグ本体を準備する工程と、皮膜が形成されたプラグ本体を７００〜１２５０℃で１０分以上保持して、皮膜とプラグ本体との間で相互拡散を生じさせる工程とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本開示に係るプラグの製造方法によれば、プラグ本体に対する皮膜の密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態に係るプラグの部分断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るプラグの製造方法の一工程を説明するための図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施形態による効果を説明するための図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施形態による効果を説明するための図である。
【図４】図４は、上記実施形態の変形例に係るプラグの部分断面図である。
【図５】図５は、上記実施形態の他の変形例に係るプラグの部分断面図である。
【図６】図６は、実施例１及び比較例１に係る各試験片の皮膜部分の断面のミクロ観察画像である。
【図７】図７は、実施例１及び比較例１に係る各試験片について、皮膜と基材とのせん断密着力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施形態に係るプラグの製造方法は、鉄及び鉄酸化物を含有する皮膜が表面上に形成されたプラグ本体を準備する工程と、皮膜が形成されたプラグ本体を７００〜１２５０℃で１０分以上保持して、皮膜とプラグ本体との間で相互拡散を生じさせる工程とを備える（第１の構成）。
【００１８】
第１の構成によれば、皮膜が形成されたプラグ本体に対し、７００〜１２５０℃で１０分以上保持する熱処理を施す。これにより、皮膜とプラグ本体との界面において、皮膜に含まれる原子とプラグ本体に含まれる原子との相互拡散が生じる。よって、プラグ本体に対する皮膜の密着性を向上させることができる。
【００１９】
皮膜のうちプラグ本体の先端部上に配置されている部分は、１３００μｍ以上の厚みを有していてもよい（第２の構成）。
【００２０】
プラグ本体の先端部では、穿孔時における負荷が大きいため、皮膜の厚みが大きいことが好ましい。しかしながら、一般に、皮膜の厚みを大きくした場合、プラグ本体から皮膜が剥離しやすくなる。第２の構成によれば、プラグ本体の先端部上の皮膜の厚みが１３００μｍ以上と大きいが、プラグ本体と皮膜との間の相互拡散によってプラグ本体に対する皮膜の密着性が高くなっている。このため、皮膜によってプラグ本体の先端部を効果的に保護しつつ、プラグ本体から皮膜が剥離するのを抑制することができる。
【００２１】
上記準備する工程は、鉄線材を用いたアーク溶射を行ってプラグ本体の表面上に皮膜を形成する工程を含んでいてもよい（第３の構成）。
【００２２】
第３の構成によれば、密着性及び耐摩耗性に優れた皮膜を、プラグ本体の表面上に容易に形成することができる。
【００２３】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。説明の便宜上、各図において、構成を簡略化又は模式化して示したり、一部の構成を省略して示したりする場合がある。
【００２４】
［プラグの構造］
まず、プラグの構造について説明する。図１は、実施形態に係るプラグ１０の縦断面図である。図１に示すように、プラグ１０は、プラグ本体１１と、皮膜１２とを備える。
【００２５】
プラグ本体１１は、横断形状が円形状であり、その外径は、プラグ本体１１の先端から後端に向かって大きくなる。要するに、プラグ本体１１の形状は、略砲弾形状である。プラグ本体１１は、例えば、鉄基合金で構成される。
【００２６】
皮膜１２は、プラグ本体１１の表面上に形成される。皮膜１２は、プラグ本体１１の後端面を除き、プラグ本体１１の表面の全体を覆っている。皮膜１２の厚みは、全体にわたって一定でなくてもよい。本実施形態に係る皮膜１２において、プラグ本体１１の先端部１１ａ上に配置されている部分の厚みは、プラグ本体１１の胴部１１ｂ上に配置されている部分の厚みよりも大きくなっている。
【００２７】
先端部１１ａ上における皮膜１２の厚みＴは、１３００μｍ以上であることが好ましい。厚みＴは、好ましくは３０００μｍ以下である。厚みＴは、先端部１１ａの最先端における膜厚で評価する。
【００２８】
皮膜１２は、鉄及び鉄酸化物を含有する。皮膜１２は、主として鉄及び鉄酸化物で構成されているが、鉄及び鉄酸化物以外の元素及び／又は化合物をわずかに含む場合もある。皮膜１２では、プラグ本体１１側から表層側に向かうにつれて鉄の含有率が低く、鉄酸化物の含有率が高くなっていることが好ましい。
【００２９】
図示を省略するが、プラグ本体１１と皮膜１２との界面には、拡散層が形成されている。拡散層は、後述する拡散熱処理により、プラグ本体１１と皮膜１２との間で原子が相互に移動して形成される層である。
【００３０】
［プラグの製造方法］
次に、プラグ１０の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、表面上に皮膜１２が形成されたプラグ本体１１を準備する。皮膜１２は、アーク溶射によってプラグ本体１１の表面上に形成することができる。ただし、アーク溶射以外の方法で、プラグ本体１１の表面上に皮膜１２を形成してもよい。
【００３２】
アーク溶射は、例えば、図２に示すアーク溶射装置４を用いて行うことができる。アーク溶射装置４は、溶射ガン４１と、回転台４２とを備える。溶射ガン４１は、溶射用の線材をアークによって溶融させ、圧縮空気によってノズルから噴霧する。本実施形態では、溶射用の線材として、鉄線材を使用する。鉄線材は、鉄（Ｆｅ）を主成分とする炭素鋼（普通鋼）の線材である。典型的には、Ｆｅを主成分とし、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）及び不純物からなる、いわゆる普通鋼であるが、タングステン（Ｗ）等の元素を含有していてもよい。
【００３３】
皮膜１２の形成に際し、プラグ本体１１をアーク溶射装置４の回転台４２に配置する。そして、回転台４２によってプラグ本体１１を軸周りに回転させながら、このプラグ本体１１に対して鉄線材のアーク溶射を行う。これにより、鉄及び鉄酸化物を含有する皮膜１２がプラグ本体１１の表面上に形成される。皮膜１２の形成は、所望の厚みの材料がプラグ本体１１の表面上に堆積された時点で終了する。プラグ本体１１の先端部１１ａ上には、１３００μｍ以上の厚みの材料が堆積されることが好ましい。先端部１１ａ上に堆積された材料の厚みは、３０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
皮膜１２は、溶射距離を徐々に長くしながら形成されることが好ましい。溶射距離とは、溶射ガン４１のノズルの先端から溶射対象物の表面までの最短距離を指す。皮膜１２は、プラグ本体１１から所定の距離に溶射ガン４１を配置してアーク溶射を開始し、溶射ガン４１をプラグ本体１１から徐々に遠ざけながらアーク溶射を継続することで形成することができる。
【００３５】
溶射距離が長くなれば皮膜１２における溶射材料の酸化物の含有率は高くなる。よって、溶射距離を徐々に長くしながら皮膜１２を形成すれば、皮膜１２において、プラグ本体１１側から表層側に向かうにつれて、鉄の含有率が低く、鉄酸化物の含有率が高くなる。これにより、プラグ本体１１と皮膜１２との密着性が向上する一方で、皮膜１２のうち表層側の熱伝導率が低くなって遮熱性が向上し、プラグ１０に対するビレットの焼き付きが抑制される。ただし、皮膜１２の形成中、溶射距離を一定に保つこともできる。
【００３６】
次に、皮膜１２が形成されたプラグ本体１１に対し、拡散熱処理を施す。拡散熱処理は、公知の熱処理炉を用いて実施することができる。具体的には、皮膜１２が形成されたプラグ本体１１を熱処理炉内に配置し、７００〜１２５０℃で１０分以上保持する。拡散熱処理において、より好ましい保持温度（処理温度）は１０００〜１２００℃、より好ましい保持時間（処理時間）は１〜６時間である。
【００３７】
拡散熱処理は、皮膜１２の酸化が進行しにくい雰囲気で行ってもよい。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で、拡散熱処理を行うこともできる。
【００３８】
拡散熱処理は、大気雰囲気（大気中）で行ってもよい。拡散熱処理を大気雰囲気で行う場合、処理時間は２０分以下であることが好ましい。
【００３９】
皮膜１２が形成されたプラグ本体１１を７００〜１２５０℃で１０分以上保持することにより、皮膜１２とプラグ本体１１との界面に拡散層が形成される。これにより、実施形態に係るプラグ１０が完成する。
【００４０】
［効果］
本実施形態では、皮膜１２が形成されたプラグ本体１１に対し、拡散熱処理が施される。これにより、皮膜１２とプラグ本体１１との間で相互拡散が生じ、プラグ本体１１に対する皮膜１２の密着性を向上させることができる。この効果について、図３Ａ及び図３Ｂを参照しつつ、より詳細に説明する。
【００４１】
図３Ａは、拡散熱処理を行う前のプラグ本体１１の表面付近の断面を模式的に示す図である。プラグ本体１１の表面上には、皮膜１２が形成されている。
【００４２】
皮膜１２が形成されたプラグ本体１１に対し、７００〜１２５０℃で１０分以上保持する拡散熱処理を施すことにより、図３Ｂに示すように、プラグ本体１１と皮膜１２との間で原子が相互に拡散し、プラグ本体１１と皮膜１２との界面に拡散層が形成される。よって、プラグ本体１１と皮膜１２との密着性が高くなり、皮膜１２がプラグ本体１１から剥離するのを抑制することができる。
【００４３】
本実施形態において、プラグ本体１１の先端部１１ａ上における皮膜１２の厚みＴは、好ましくは１３００μｍ以上である。従来のプラグでは、先端部の皮膜の厚みを１３００μｍ以上まで大きくした場合、皮膜が剥離しやすくなるという問題が生じていた。しかしながら、本実施形態では、相互拡散によってプラグ本体１１に対する皮膜１２の密着性を向上させているため、先端部１１ａ上の皮膜１２の厚みＴを１３００μｍ以上としても、プラグ本体１１からの皮膜１２の剥離が生じにくい。すなわち、プラグ本体１１からの皮膜１２の剥離を抑制しつつ、先端部１１ａを効果的に保護することができる。
【００４４】
先端部１１ａ上の皮膜１２の厚みＴは、溶射中の皮膜１２の内部への残留応力の蓄積に起因するクラックの発生や、皮膜１２の剥離の発生等を抑制する観点から、３０００μｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
本実施形態において、拡散熱処理は、大気雰囲気で実施されてもよい。この場合、拡散熱処理の雰囲気を制御する必要がないため、拡散熱処理を行うための設備を簡素化することができる。また、拡散熱処理を大気雰囲気で実施する場合、処理時間を２０分以下とすることが好ましい。これにより、拡散熱処理中に皮膜１２が酸化するのを抑制することができる。
【００４６】
本実施形態において、皮膜１２は、鉄線材を用いたアーク溶射を行ってプラグ本体１１の表面上に形成されることが好ましい。アーク溶射は、鉄線材のみを原料とし、短時間で皮膜１２を形成することができる。よって、低コスト且つ高能率でプラグ１０を製造することができる。また、アーク溶射によって皮膜１２を形成することにより、皮膜１２の密着性及び耐摩耗性を高めることができる。
【００４７】
以上、実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、略砲弾形状のプラグ本体１１を用いているが、他の形状を有するプラグ本体を用いることもできる。
【００４９】
図４に示すプラグ２０は、先端突出形状のプラグ本体２１を備える。プラグ本体２１において、先端部２１ａは、図１に示すプラグ本体１１と同様、胴部２１ｂと連続する。ただし、プラグ本体１１では先端部１１ａと胴部１１ｂとが滑らかに連続しているのに対し、プラグ本体２１では先端部２１ａと胴部２１ｂとの間に比較的明確な境界が存在する。先端突出形状のプラグ本体２１の先端部２１ａは、略砲弾状のプラグ本体１１の先端部１１ａよりも円柱に近い形状となっている。
【００５０】
プラグ本体２１の胴部２１ｂの側面は、皮膜１２によって覆われている。皮膜１２は、プラグ本体２１の先端部２１ａ上にも配置されている。より詳細には、皮膜１２は、先端部２１ａの先端面上に形成され、先端部２１ａの側面には形成されていない。このような皮膜１２は、先端部２１ａの側面をマスキングしてアーク溶射を行うことにより形成することができる。
【００５１】
図５に示すプラグ３０は、分割形状のプラグ本体３１を備える。プラグ本体３１において、先端部３１ａは、胴部３１ｂに対して着脱自在に構成されている。
【００５２】
先端部３１ａは、その後端面を除き、表面全体が皮膜１２によって覆われている。胴部３１ｂも、その後端面を除き、表面全体が皮膜１２によって覆われている。拡散熱処理は、プラグ本体３１の全体に施されていてもよいし、プラグ本体３１の一部に施されていてもよい。例えば、穿孔中における負荷が大きい先端部３１ａにのみ拡散熱処理を施すことができる。つまり、皮膜１２が形成された先端部３１ａを胴部３１ｂから取り外し、先端部３１ｂだけを７００〜１２５０℃で１０分以上保持することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
＜１．基材と皮膜との密着性の評価＞
板状鋼材の試験片（基材）を２つ準備し、表１に示す条件で鉄線材を用いたアーク溶射を行って各試験片に皮膜を形成した。一方の試験片について、皮膜形成の後処理として、アルゴン（Ａｒ）雰囲気及び大気圧下、処理温度：１１８０℃、処理時間：３時間の拡散熱処理を施した（実施例１）。他方の試験片については、皮膜形成の後処理を実施しなかった（比較例１）。
【００５４】
【表１】
0006540441.tif 000002
【００５５】
実施例１及び比較例１に係る各試験片について、皮膜部分の断面のミクロ観察画像を取得した。各ミクロ観察画像を図６に示す。図６より、実施例１の試験片では、基材と皮膜との界面において相互拡散が生じていることがわかる。
【００５６】
図７は、実施例１及び比較例１における基材と皮膜とのせん断密着力を示すグラフである。せん断密着力は、基材に形成された皮膜に対してせん断方向に負荷をかけ、基材から剥離させたときの応力である。図７より、皮膜の形成後に拡散熱処理を実施した実施例１では、皮膜形成後に何ら処理を実施しなかった比較例１よりも、せん断密着力が大幅に上昇していることがわかる。
【００５７】
よって、基材に皮膜を形成した後に拡散熱処理を実施すれば、皮膜と基材とのせん断密着力が著しく向上することを確認できた。
【００５８】
＜２．プラグの性能評価（１）＞
実施例２、比較例２−１、比較例２−２、及び比較例２−３の各々について、図４に示す先端突出形状のプラグ本体（２１）を準備した。各プラグ本体（２１）の最大径は５６．４ｍｍ、全長は１２９．２ｍｍ、材質はＣ：０．１５質量％、Ｗ：３．５質量％を含有する鋼である。
【００５９】
実施例２において、鉄線材を用いたアーク溶射により、プラグ本体（２１）の表面上に皮膜（１２）を形成した。実施例２では、皮膜（１２）の形成後、プラグ本体（２１）に対し、アルゴン（Ａｒ）雰囲気及び大気圧下、処理温度：１１８０℃、処理時間：３時間の拡散熱処理を実施した。実施例２では、先端部（２１ａ）上における皮膜（１２）の厚み（Ｔ）を１５００μｍとした。
【００６０】
比較例２−１〜２−３でも、鉄線材を用いたアーク溶射により、プラグ本体（２１）の表面上に皮膜（１２）を形成した。比較例２−１及び２−３では、皮膜（１２）の形成後、プラグ本体（２１）に対して特に処理を行わなかった。比較例２−２では、皮膜（１２）の形成後、プラグ本体（２１）に対し、アルゴン（Ａｒ）雰囲気及び大気圧下、処理温度：５００℃、処理時間：３時間の熱処理を実施した。比較例２−１及び２−２では、先端部（２１ａ）上における皮膜（１２）の厚み（Ｔ）を１２００μｍとしたが、比較例２−３では、実施例２と同様、厚み（Ｔ）を１５００μｍとした。
【００６１】
実施例２及び比較例２−１〜２−３に係るプラグの各々を用いて、１２３０℃に加熱した直径：７０ｍｍ、長さ：４００ｍｍのＳＵＳ３０４製のビレットの穿孔圧延を繰り返し実施した。実施例２及び比較例２−１〜２−３の各々について、プラグが損傷するまでの穿孔回数（寿命パス数）と、皮膜の剥離状況とを確認した。その結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
0006540441.tif 000003
【００６３】
比較例２−１に係るプラグでは、２パス終了後、胴部（２１ｂ）において皮膜（１２）が大きく剥離した。比較例２−２に係るプラグでも、３パス終了後、胴部（２１ｂ）において皮膜（１２）の剥離が発生した。比較例２−３に係るプラグでは、１パス終了後、先端部（２１ａ）において皮膜（１２）の剥離が発生した。一方、実施例２に係るプラグでは、５パス終了後も、皮膜（１２）の剥離は生じていなかった。よって、拡散熱処理によってプラグ本体（２１）に対する皮膜（１２）の密着性が向上し、皮膜（１２）の剥離が抑制されることがわかる。
【００６４】
先端部（２１ａ）における皮膜（１２）の厚み（Ｔ）が１３００μｍ未満の比較例２−１及び２−２では、先端部（２１ａ）における皮膜（１２）の剥離は発生しなかったが、厚み（Ｔ）が１３００μｍ以上の比較例２−３では、先端部（２１ａ）における皮膜（１２）の剥離が発生した。比較例２−３では、先端部（２１ａ）の変形も発生した。この変形は、先端部（２１ａ）において皮膜（１２）が剥離した結果、遮熱性が失われ、先端部（２１ａ）が熱によるダメージを受けて溶損したために生じたものと考えられる。このように、拡散熱処理が施されていない従来のプラグでは、厚み（Ｔ）を１３００μｍ以上にすることは難しい。
【００６５】
一方、実施例２では、厚み（Ｔ）が１３００μｍ以上であるにもかかわらず、先端部（２１ａ）における皮膜（１２）の剥離が発生しなかった。よって、皮膜（１２）の形成後に拡散熱処理を実施すれば、先端部（２１ａ）における皮膜（１２）の厚み（Ｔ）を１３００μｍ以上とすることができ、且つ先端部（２１ａ）における皮膜（１２）の剥離を抑制することができる。
【００６６】
＜３．プラグの性能評価（２）＞
実施例３及び比較例３の各々について、図５に示す分割形状のプラグ本体（３１）を準備した。各プラグ本体（３１）の最大径は７６．９ｍｍ、全長は２２９．４ｍｍである。各プラグ本体（３１）の材質は、先端部（３１ａ）がＮｉ基合金、胴部（３１ｂ）がＣ：０．１５質量％、Ｗ：３．５質量％を含有する鋼である。
【００６７】
実施例３及び比較例３の各々において、鉄線材を用いたアーク溶射により、プラグ本体（３１）の表面上に皮膜（１２）を形成した。実施例３及び比較例３のいずれも、先端部（３１ａ）における皮膜（１２）の厚み（Ｔ）は１５００μｍである。実施例３では、皮膜（１２）の形成後、プラグ本体（３１）に対し、アルゴン（Ａｒ）雰囲気及び大気圧下、処理温度：１１８０℃、処理時間：３時間の拡散熱処理を実施した。比較例３では、皮膜（１２）の形成後、プラグ本体（３１）に対して特に処理を行わなかった。
【００６８】
実施例３及び比較例３に係るプラグの各々を用いて、１２００℃に加熱した、直径：６５ｍｍ、長さ：６００ｍｍであって２５質量％のＣｒ及び３５質量％のＮｉを含有するビレットの穿孔圧延を繰り返し実施した。実施例３及び比較例３の各々について、プラグが損傷するまでの穿孔回数（寿命パス数）と、皮膜の剥離状況とを確認した。その結果を表３に示す。
【００６９】
【表３】
0006540441.tif 000004
【００７０】
比較例３に係るプラグでは、１パス終了後、胴部（３１ｂ）上で先端部（３１ａ）寄りの部分、すなわち皮膜（１２）の不連続部分において剥離が発生した。一方、実施例３に係るプラグでは、２パス終了後に先端部（３１ａ）が変形したため、３パス目の継続穿孔は不可と判断したが、先端部（３１ａ）及び胴部（３１ｂ）の双方において皮膜（１２）の剥離は生じていなかった。この結果からも、拡散熱処理によってプラグ本体（３１）に対する皮膜（１２）の密着性が向上し、皮膜（１２）の剥離を抑制できることがわかる。
【符号の説明】
【００７１】
１０，２０，３０：プラグ
１１，２１，３１：プラグ本体
１１ａ，２１ａ，３１ａ：先端部
１２：皮膜
【図１】
0006540441.tif 000005
【図２】
0006540441.tif 000006
【図３Ａ】
0006540441.tif 000007
【図３Ｂ】
0006540441.tif 000008
【図４】
0006540441.tif 000009
【図５】
0006540441.tif 000010
【図６】
0006540441.tif 000011
【図７】
0006540441.tif 000012