(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の管端部を加熱する加熱工程を１回以上と、
加熱された前記管端部をマンドレルバー及びダイスを用いてアップセット加工するアップセット加工工程を複数回備え、
２回目以降の前記アップセット加工工程で用いられる前記マンドレルバーの外テーパ部のテーパ角は、その１つ前のアップセット加工工程で用いられる前記マンドレルバーの前記外テーパ部のテーパ角より大きく、
２回目以降の前記アップセット加工工程で用いられる前記マンドレルバーの前記外テーパ部の前端外径は、その１つ前のアップセット加工工程で用いられる前記マンドレルバーの前記外テーパ部の前記前端外径よりも小さい、金属管の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記加熱工程及び前記アップセット加工工程を、
交互に２回行い、
１回目の前記アップセット加工工程で用いられる前記マンドレルバーの前記外テーパ部のテーパ角は、０．３〜０．５度であり、
２回目の前記アップセット加工工程で用いられる前記マンドレルバーの前記外テーパ部のテーパ角は、０．５〜０．７度である、金属管の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製造方法であって、
前記ダイスは、後端から前端に向かって順に、後端ベアリング部、第１内テーパ部、第２内テーパ部、及び、前端ベアリング部を備え、
前記第２内テーパ部は、前記第１内テーパ部よりも小さいテーパ角と、６３．５〜１２７ｍｍの軸方向長さとを有する、金属管の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の製造方法であって、
２回目以降の前記アップセット加工工程で用いられる前記ダイスの前記第２内テーパ部の軸方向長さは、その１つ前のアップセット加工工程で用いられる前記ダイスの前記第２内テーパ部の軸方向長さより長い、金属管の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記金属管は、
質量％で、Ｃｒ：１１〜１９％を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼管である、金属管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属管の製造方法に関する。さらに詳しくは、金属管の管端部をアップセット加工する金属管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油井管に代表される金属管同士を接続する場合、たとえば、金属管端にねじ部が形成される。この場合、ねじ部を有する継手を介して金属管同士が接続されたり、金属管の管端同士がねじ部により接続されたりする。金属管の管端部にねじ部を形成する場合、ねじ部の強度を高めるために、管端部の肉厚を、他の金属管部分の肉厚よりも厚くする。
【０００３】
アップセット加工は、金属管の管端部を増肉する。アップセット加工では、加熱された管端部を有する金属管をダイスに挿入した後、マンドレルバーを用いて管端部を据込鍛造する。
【０００４】
アップセット加工では、据込鍛造により管端部が変形しながら増肉する。このとき、管端部が均一に変形せずに、管端部の内面に凹みが発生する場合がある。このような凹みをアンダーフィルという。金属管の変形抵抗が高い場合（たとえば、金属管が高合金である場合又はアップセット加工時の金属管の加熱温度に制約がある場合等）は特に、アンダーフィルが発生しやすい。
【０００５】
アップセット加工におけるアンダーフィルの発生を抑制する方法が特開平８−１０８８９号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１に開示された製造方法では、管端部における中央部を最高温度とし、中央部から両側に向かうに従って低温となるような温度分布で管端部を加熱した後、アップセット加工する。この場合、管端では変形抵抗が大きく、中央部では変形抵抗が小さい。そのため、増肉が軸方向に均一に起こる、と特許文献１には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、変形抵抗の高い金属管に対してアップセット加工を実施する場合、特許文献１の方法を適用しても、依然としてアンダーフィルが発生する場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、金属管にアンダーフィルが発生するのを抑制できる金属管の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態による金属管の製造方法は、加熱工程を１回以上と、アップセット加工工程を複数回備える。加熱工程では、金属管の管端部を加熱する。アップセット加工工程では、加熱された管端部をマンドレルバー及びダイスを用いてアップセット加工する。２回目以降のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角は、その１つ前のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角より大きい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による金属管の製造方法は、金属管のアンダーフィルを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態の金属管の製造方法に使用される熱間据込鍛造装置の概略図である。
【図２】図２は、図１中のダイスの断面図である。
【図３】図３は、図１中のマンドレルバーの側面図である。
【図４】図４は、本実施形態の金属管の製造方法のフロー図である。
【図５】図５は、図４中のステップＳ２の工程の説明図である。
【図６】図６は、図４中のステップＳ４の工程の説明図である。
【図７】図７は、図４中のステップＳ４の工程の他の説明図である。
【図８】図８は、第２の実施形態の製造方法のステップＳ４の工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態による金属管の製造方法は、加熱工程を１回以上と、アップセット加工工程を複数回備える。加熱工程では、金属管の管端部を加熱する。アップセット加工工程では、加熱された管端部をマンドレルバー及びダイスを用いてアップセット加工する。２回目以降のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角は、その１つ前のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角より大きい。
【００１３】
上述のとおり、ｎ回目以降のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバー（ｎは２以上の自然数である。以下、ｎ回目のアップセット加工工程で用いるマンドレルバーを「第ｎマンドレルバー」という。）の外テーパ部のテーパ角は、その１つ前の［ｎ−１］回目のアップセット加工工程で用いられる第［ｎ−１］マンドレルバーの外テーパ部よりも大きい。そのため、ｎ回目のアップセット加工工程では、第ｎマンドレルバーの外テーパ部の外面と金属管の管端部の内面との間に隙間ができる。この隙間が、再度セットアップ加工時に管端部が変形して移動するための（メタルフローが生じるための）スペースとなる。そのためｎ回目のアップセット加工時にメタルフローが生じやすく、第ｎマンドレルバーを押し込みやすくなる。その結果、アンダーフィルの発生が抑制される。
【００１４】
好ましくは、加熱工程及びアップセット加工工程は、交互に２回行う。１回目のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバー（第１マンドレルバー）の外テーパ部のテーパ角は、０．３〜０．５度である。２回目のアップセット加工工程で用いられるマンドレルバー（第２マンドレルバー）の外テーパ部のテーパ角は０．５〜０．７度である。
【００１５】
好ましくは、ダイスは、後端から前端に向かって順に、後端ベアリング部、第１内テーパ部、第２内テーパ部、及び、前端ベアリング部を備える。第２内テーパ部は、第１内テーパ部よりも小さいテーパ角と、６３．５〜１２７ｍｍの軸方向長さとを有する。
【００１６】
好ましくは、２回目以降のアップセット加工工程で用いられるダイスの第２内テーパ部の軸方向長さは、その１つ前のアップセット加工工程で用いられるダイスの第２内テーパ部よりも長い。
【００１７】
ｎ回目のアップセット加工工程で用いるダイスを「第ｎダイス」という。上述のとおり、第ｎダイスの第２内テーパ部の軸方向長さは、その１つ前の［ｎ−１］回目のアップセット加工工程で用いられる第［ｎ−１］ダイスの第２内テーパ部よりも長い。この場合、ｎ回目のアップセット加工時において、第ｎダイスの第２内テーパ部の内面と、金属管の管端部の外面との間に隙間ができる。この隙間により、再度のアップセット加工時において、メタルフローが生じやすくなる。そのため、第ｎマンドレルバーをさらに押し込みやすくなり、アンダーフィルの発生がさらに抑制される。
【００１８】
本実施形態による金属管の製造方法は、金属管が、質量％で、Ｃｒを１１〜１９％含有するマルテンサイト系ステンレス鋼管である場合に、特に有効である。一般に、加熱温度が高いほど、合金鋼の変形抵抗は小さくなって加工しやすくなる。しかしながら、このようなステンレス鋼管は、変形抵抗の大きな高合金であるにもかかわらず、δフェライト相の発生を避ける必要から、アップセット加工時の加熱温度を高温にすることができない。このような加工が難しい鋼管において、本実施形態の製造方法は特に有用である。
【００１９】
以下、図面を参照して、本実施形態の金属管の製造方法について詳述する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２０】
［第１の実施の形態］
［製造装置］
図１は、本実施形態の金属管の製造方法で用いる熱間据込鍛造装置（アップセッタ）１の概略図である。図１を参照して、アップセッタ１は、マンドレルバー２と、ダイス３と、グリップ５とを備える。
【００２１】
図示しない加熱炉で加熱された金属管４は、ダイス３に挿入される。金属管４の管端部のうち、前端の管端部は、グリップ５により把持され、固定される。金属管４の後端の管端部４１に、マンドレルバー２が挿入され、据込鍛造が実施される。
【００２２】
［ダイス］
図２はダイス３の断面図である。図２を参照して、ダイス３は、金属管４が挿入される後端から前端に向かって順に、後端ベアリング部３１、第１内テーパ部３２、第２内テーパ部３３、及び、前端ベアリング部３４を備える。
【００２３】
後端ベアリング部３１は、ダイス３の後端側（つまり、金属管４が挿入される側）に配置される。後端ベアリング部３１の内径は一定である。つまり、後端ベアリング部３１は円筒状の内面を有する。
【００２４】
第１内テーパ部３２は、後端ベアリング部３１の前端に隣接して配置され、後端ベアリング部３１となめらかにつながる。第１内テーパ部３２はテーパ形状の内面を有する。第１内テーパ部３２の内径は、ダイス３の後端から前端に向かって小さくなる。
【００２５】
第２内テーパ部３３は、第１内テーパ部３２の前端に隣接して配置され、第１内テーパ部となめらかにつながる。第２内テーパ部３３はテーパ形状の内面を有し、その内径は、ダイス３の後端から前端に向かって小さくなる。第２内テーパ部３３のテーパ角Ａ３３（°）は、第１内テーパ部３２のテーパ角Ａ３２よりも小さい。
【００２６】
前端ベアリング部３４は、第２内テーパ部の前端に隣接して配置され、第２内テーパ部３３となめらかにつながる。前端ベアリング部３４の内径は一定であり、後端ベアリングの内径よりも小さい。前端ベアリング部３４も、後端ベアリング部３１と同様に、円筒状の内面を有する。
【００２７】
［マンドレルバー］
図３は、図１中のマンドレルバー２の側面図である。図３を参照して、マンドレルバー２は、後端から先端に向かって順に、ショルダ部２１、外テーパ部２２、及び、先端部２３を備える。
【００２８】
ショルダ部２１は、円筒状の外面２１１と、ショルダ部２１の前面であるショルダ２１２とを含む。ショルダ部２１は、ショルダ２１２を金属管４の管端部４１の後端面に接触させ、管端部４１を前方に押し込む。
【００２９】
外テーパ部２２は、ショルダ部２１の前面に配置される。外テーパ部２２は、テーパ角Ａ２２（°）のテーパ形状を有する。外テーパ部２２の外径は、マンドレルバー２の後端から前端に向かって小さくなる。外テーパ部２２の後端外径は、ショルダ部２１の外径よりも小さい。そのため、ショルダ部２１の前面と外テーパ部との接続部では、段差（ショルダ２１２）が形成される。
【００３０】
先端部２３は、外テーパ部２２の前端に隣接され、外テーパ部２２となめらかにつながる。先端部２３は、外テーパ部２２のテーパ角Ａ２２と同じ、又はテーパ角Ａ２２よりも大きいテーパ角を有する。先端部２３の先端面は丸みを帯びている。先端部２３はなくてもよい。
【００３１】
［製造方法］
上述のアップセッタ１を利用した本実施形態の金属管の製造方法は、次のとおりである。なお、以下では、図４に示される加熱工程とアップセット工程とを交互に２回行う場合（２ヒート２ショットプロセス）について詳しく説明する。他の実施形態については適宜補足的に説明する。
【００３２】
図４は、本実施形態の製造方法のフロー図である。図４を参照して、本実施形態の金属管の製造方法は、金属管４の管端部４１を加熱する工程（Ｓ１）と、管端部４１に対してアップセット加工を実施する工程（Ｓ２）と、アップセット加工後の管端部４１を再加熱する工程（Ｓ３）と、再加熱された管端部４１に対して、再度、アップセット加工を実施する工程（Ｓ４）とを備える。以下、各工程について詳述する。
【００３３】
［加熱工程：Ｓ１］
初めに、金属管４の後端の管端部４１を加熱する（Ｓ１）。たとえば、図示しない高周波誘導加熱炉を用いて、管端部４１を加熱する。
【００３４】
加熱温度は、金属管４の鋼種、及び、サイズ（肉厚等）に応じて適宜設定される。たとえば、金属管４が質量％で、１１〜１９％のＣｒを含有するマルテンサイト系ステンレス鋼である場合、高合金でもあることから変形抵抗の観点からはできるだけ加熱温度を上げたい。しかしながら、加熱温度が高すぎるとδフェライト相が生成しやすい。
【００３５】
例えば、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｎｉ：４．０〜６．０％、Ｃｒ：１１．０〜１４．０％、Ｍｏ：０〜２．０％を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼（前述の成分のほか、製品性能上許容される含有量の添加元素又は不純物を含んでいてもよい）である場合、加熱温度が約１２５０℃を超えると、急激にδフェライト相が生成される。したがって、このような化学組成を有する鋼では、加熱温度は１１５０℃〜１２５０℃、より好ましくは１２００℃〜１２５０℃とする。ただし、本実施形態の金属管は、上記化学組成を有する鋼に限定されない。
【００３６】
［アップセット加工工程：Ｓ２］
加熱後、マンドレルバー２と、ダイス３とを用いて、金属管４の管端部４１に対してアップセット加工を実施する。具体的には、図示しない周知の搬送装置により、金属管４をアップセッタ１に搬送する。図１に示すように、金属管４をダイス３に通して、金属管４の先端の管端部をグリップ５で把持して固定する。
【００３７】
固定後、マンドレルバー２の軸芯を、金属管４の軸芯に合わせる。その後、マンドレルバー２を、管端部４１の後端から金属管４の前端に向かって、軸方向に押し込む。このとき、マンドレルバー２の外テーパ部２２が管端部４１に挿入される。そして、マンドレルバー２のショルダ部２１のショルダ２１２が管端部４１の後端面と接触して、管端部４１を前方に押す。
【００３８】
図５は、アップセット加工時の金属管４及びダイス３の断面図である。図５を参照して、マンドレルバー２のテーパ部２２が金属管４内に挿入され、ショルダ部２１が管端部４を前方に押す。これにより、管端部４１の肉厚が、金属管の径方向外側に向かって増加する。このときさらに、テーパ部２２の外面は、管端部４１の内面に接触する。その結果、管端部４１の内面は、後端から前端に向かって内径が小さくなるテーパ形状となる。
【００３９】
本実施形態では、マンドレルバー２が、テーパ形状を有する外テーパ部２２を有する。そのため、マンドレルバー２を管端部４１に押し込みやすい。
【００４０】
なお、管端部４１の外面は、ダイス３の第１内テーパ部３２及び第２内テーパ部３３により、２段階のテーパ形状を有する。
【００４１】
ステップＳ２のアップセット加工では、管端部４１の肉厚の最終増肉量の半分以上増肉するのが好ましい。この場合、ステップＳ４での２回目のアップセット加工時の増肉量が低減されるため、アンダーフィルがより発生しにくくなる。
【００４２】
［２回目の加熱工程：Ｓ３］
ステップＳ２でのアップセット加工後、金属管４の管端部４１を加熱する。アップセット加工により、管端部４１の温度は低下している。ステップＳ４の再度のアップセット加工を実施するために、管端部４１を再度加熱する。加熱温度はたとえば、ステップＳ１の加熱工程と同じにする。
【００４３】
［２回目のアップセット加工工程：Ｓ４］
ステップＳ３の加熱後、金属管４の管端部４１に対して、再度、アップセット加工を実施する（Ｓ４）。
【００４４】
図６に示すとおり、ステップＳ４のアップセット加工では、ステップＳ２のアップセット加工と比較して、マンドレルバー２に代えてマンドレルバー２０を使用し、ダイス３に代えてダイス３０を使用する。
【００４５】
図２を参照して、ダイス３０は、ダイス３と同様に、ダイス３０の後端から前端に向かって順に、後端ベアリング部３１、第１内テーパ部３２、第２内テーパ部３３、及び、前端ベアリング部３４を備える。図６を参照して、ダイス３０の後端ベアリング部３１の内径は、ダイス３の後端ベアリング部の内径よりも大きい。ダイス３０の第１及び第２内テーパ部３２，３３の内径も、ダイス３の第１及び第２内テーパ部３２，３３の内径よりも大きい。ダイス３に代えてダイス３０を用いることにより、金属管４の管端部４１をさらに増肉することができる。
【００４６】
図３及び図６を参照して、マンドレルバー２０も、マンドレルバー２と同様に、マンドレルバー２０の後端から前端に向かって順に、ショルダ部２１、外テーパ部２２、及び、先端部２３を備える。
【００４７】
しかしながら、マンドレルバー２０の外テーパ部２２のテーパ角Ａ２２（°）は、マンドレルバー２の外テーパ部２２のテーパ角Ａ２２よりも大きい。さらに、マンドレルバー２０の外テーパ部２２の前端の外径（以下、前端外径という）Ｄ２２は、マンドレルバー２の外テーパ部２２の前端外径Ｄ２２よりも小さい。２回目のアップセット加工工程（Ｓ４）において、マンドレルバー２に代えて、マンドレルバー２０を使用することにより、アンダーフィルの発生が抑制される。以下、この点について詳述する。
【００４８】
［アンダーフィル抑制メカニズム］
図６に示すとおり、マンドレルバー２０の外テーパ部２２を管端部４１に挿入し、ショルダ部２１を管端部４１の後端に押し当てる。このとき、管端部４１が据込鍛造され、管端部４１の肉厚が増肉する。
【００４９】
上述のとおりマンドレルバー２０の外テーパ部２２のテーパ角Ａ２２は、マンドレルバー２よりも大きく、かつ、マンドレルバー２０の外テーパ部２２の前端外径Ｄ２２は、マンドレルバー２よりも小さい。
【００５０】
ステップＳ２でのアップセット加工により、金属管４の管端部４１の内径は、マンドレルバー２の外テーパ部２２の外径と同じになっている。そのため、図７に示すとおり、再度のアップセット加工において、管端部４１の内面と、マンドレルバー２０の外テーパ部２２との間には、隙間ＳＰ１が形成される。
【００５１】
仮に、隙間ＳＰ１が形成されない場合、つまり、マンドレルバー２０の外テーパ部２２の外面が、管端部４１の内面と接触する場合、マンドレルバー２０をさらに押し込もうとしても、外テーパ部２２と管端部４１との接触抵抗が大きいため、マンドレルバー２０が前進しない。この場合、マンドレルバー２０による押し込みが不足する。そのため、管端部４１にアンダーフィルが形成される。
【００５２】
しかしながら、本実施形態では、上述のとおり、隙間ＳＰ１が形成される。そのため、マンドレルバー２０の外テーパ部２２の外面は、管端部４１の内面と接触しにくい。したがって、マンドレルバー２０を押し込みやすい。隙間ＳＰ１によりマンドレルバー２０をさらに前進させれば、ショルダ部２１により管端部４１がより増肉される。この場合、メタルフローにより、隙間ＳＰ１にも金属部分（肉）が流れ込む。その結果、アンダーフィルの発生が抑制されつつ、所望の増肉も達成できる。
【００５３】
以上のとおり、本実施の形態では、２回目のアップセット加工（Ｓ４）において、マンドレルバー２に代えて、マンドレルバー２０を用いる。マンドレルバー２０の外テーパ部２２のテーパ角はマンドレルバー２よりも大きく、かつ、マンドレルバー２０の外テーパ部２２の前端外径Ｄ２２は、マンドレルバー２よりも小さい。そのため、再度のアップセット加工（Ｓ４）時において、マンドレルバー２０の外テーパ部２２の外面と、管端部４１の内面との間には隙間ＳＰ１が形成される。そのため、マンドレルバー２０の押し込み不足は解消され、アンダーフィルの発生が抑制される。
【００５４】
好ましくは、マンドレルバー２の外テーパ部２２のテーパ角は、０．３〜０．５°であり、マンドレルバー２０の外テーパ部２２のテーパ角は０．５〜０．７°である。より好ましくは０．５５〜０．６５°である。
【００５５】
さらに、好ましくは、ダイス３及びダイス３０の第２内テーパ部３３の軸方向距離Ｌ３３（図２参照）は、６３．５〜１２７ｍｍである。このような構造のダイスを用いることで、アンダーフィルの発生がさらに抑制しやすくなる。
【００５６】
［第２実施形態］
上述の実施の形態では、ステップＳ４でのアップセット加工において、マンドレルバー２に代えて、マンドレルバー２０を使用した。ステップＳ４において、下記の形状のダイス３０を使用すれば、アンダーフィルの発生をさらに低減することができる。以下、第２の実施の形態について詳述する。
【００５７】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、ステップＳ４での再度のアップセット加工において、次に説明する形状のダイス３０を使用する。
【００５８】
図２を参照して、第２の実施の形態におけるダイス３０は、ダイス３と同様に、ダイス３０の後端から前端に向かって順に、後端ベアリング部３１、第１内テーパ部３２、第２内テーパ部３３、及び、前端ベアリング部３４を備える。
【００５９】
ダイス３０の第２内テーパ部３３の軸方向距離Ｌ３３は、ダイス３の第２内テーパ部３３の軸方向距離Ｌ３３よりも長い。ダイス３０及びダイス３の前端ベアリング３４の内径は同じである。そのため、ダイス３０の第２内テーパ部３３のテーパ角Ａ３３は、ダイス３のテーパ角Ａ３３よりも小さくなる。
【００６０】
第２の実施形態では、上述の形状のダイス３０を用いて、ステップＳ４のアップセット加工を実施する。その他の工程（Ｓ１〜Ｓ３）は、第１の実施の形態と同じである。上記形状のダイス３０を用いることにより、ステップＳ４でのアップセット加工において、アンダーフィルの発生をさらに抑制しやすくなる。以下、この点について詳述する。
【００６１】
［アンダーフィル発生の抑制メカニズム］
上述のとおり、本実施形態では、ダイス３０の第２内テーパ部３３の軸方向距離が、ダイス３よりも長い。より具体的には、図８に示すとおり、ダイス３０の第２内テーパ部３３の軸方向距離Ｌ３３30が、ダイス３の第２内テーパ部３３の軸方向距離Ｌ３３3よりも大きい。そのため、ステップＳ４の再度のアップセット加工時において、ダイス３０と管端部４１との間に隙間ＳＰ２が形成される。そのため、マンドレルバー２０による管端部４１の据込鍛造時において、管端部４１のメタルフローが容易に行われる。そのため、変形抵抗の高い金属からなる金属管４をアップセット加工する場合であっても、管端部４１が変形しやすく、マンドレルバー２０を押し込みやすくなる。そのため、アンダーフィルの発生を抑制しやすくなる。
【００６２】
以上のとおり、第２の実施の形態では、ステップＳ４において使用するダイス３０の第２内テーパ部３３の軸方向長さＬ３３を、ダイス３よりも長くする。この場合、ダイス３０の第２内テーパ部３３のテーパ角は、ダイス３の場合よりも小さくなる。そのため、アップセット加工時において、隙間ＳＰ２が形成される。隙間ＳＰ２により、マンドレルバー２０をより容易に押し込み易くなり、その結果、アンダーフィルの発生をさらに抑制しやすくなる。
【００６３】
本発明の他の実施形態について説明する。
【００６４】
前述の実施形態（２ヒート２ショットプロセス）では加熱工程とアップセット加工工程を交互に２回繰り返すのに対し、これらを３回以上繰り返してもよい（例えば３ヒート３ショットプロセス）。
【００６５】
前述の２ヒート２ショットプロセスでは、１回の加熱工程につき１回のアップセット加工を行う。これに対し、１回の加熱工程で加熱された管端部の温度が下がらない間に形状の異なるマンドレルバーで複数回アップセット加工してもよい（たとえば１ヒート２ショットプロセス）。この場合、たとえば、異なる形状のマンドレルバーを取り付けたアップセッッタを近接して複数台並べた装置を用いて、加熱工程で加熱された管端部の温度が下がりきらない間に、金属管を移動させながら順次アップセット加工する。
【実施例】
【００６６】
表１に示す製造条件に基づいて管端部をアップセット加工した金属管を製造した。製造された金属管のアンダーフィルの有無を調査した。
【００６７】
【表１】
0006414429.tif 000002
【００６８】
表１を参照して、ステップＳ２及びＳ４で使用するダイスの第２内テーパ部の軸方向長さは、比較例では５０ｍｍとし、本発明例では１００ｍｍとした。なお、ステップＳ２及びＳ４で使用するダイスの第１内テーパ部の軸方向長さは、本発明例、比較例ともに、５０ｍｍとした。
【００６９】
さらに、比較例では、ステップＳ２で使用するマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角を、ステップＳ４で使用するマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角と同じとした。一方、本発明例では、ステップＳ４で使用するマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角を、ステップＳ２で使用するマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角よりも大きくした。
【００７０】
なお、本発明例では、ステップＳ４で使用するマンドレルバーの外テーパ部の前端外径は、ステップＳ２で使用するマンドレルバーの外テーパ部の前端外径よりも小さかった。
【００７１】
本実施例で用いた金属管の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．００９％、Ｓｉ：０．２５％、Mn：０．４３％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．００１％、Ｃｕ：０．１８％、Ｃｒ：１１．８％、Ｎｉ：５．４％、Ｍｏ：１．９％、Ｔｉ：０．１０％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３５％、Ｎ：０．００７％を含有し、残部は、Ｆｅ及び不純物であった。金属管の外径は、１１４．３ｍｍであった。肉厚は、１４．２２ｍｍであった。ステップＳ１及びステップＳ３では、金属管の端部から１５０ｍｍの長さの領域が、１２５０℃となるよう加熱した。
【００７２】
ステップＳ２及びＳ４でアップセット加工する金属管の管端部の総増肉量は、６．７５ｍｍとした。最終形状のアップセット長さは、６０ｍｍとした。
【００７３】
ステップＳ４を完了した金属管の管端において、アップセット加工部を、縦断面がわかるように切断し、アンダーフィルの深さと幅を測定した。最大深さが１ｍｍ未満の場合はアンダーフィル「発生なし」、１ｍｍ以上の場合はアンダーフィル「発生」と評価した。
【００７４】
［試験結果］
本発明例では、アンダーフィルが観察されなかった。上述のとおり、ステップＳ４でのマンドレルバーの外テーパ部のテーパ角がステップＳ２でのマンドレルバーよりも大きく、かつ、ステップＳ４での外テーパ部の前端外径がステップＳ２よりも小さかった。また、ダイスの内テーパ部の長さも適切であった。そのため、ステップＳ４の２回目のアップセット加工工程において、管端部とマンドレルバー及びダイスの間に適度な隙間が形成され、アンダーフィルの発生が抑制されたと考えられる。一方、比較例では、アンダーフィルが観察された。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  アップセッタ
２，２０  マンドレルバー
２１  ショルダ
２２  外テーパ部
３，３０  ダイス
３１  後端ベアリング部
３２  第１内テーパ部
３３  第２内テーパ部
３４  前端ベアリング部
【図１】
0006414429.tif 000003
【図２】
0006414429.tif 000004
【図３】
0006414429.tif 000005
【図４】
0006414429.tif 000006
【図５】
0006414429.tif 000007
【図６】
0006414429.tif 000008
【図７】
0006414429.tif 000009
【図８】
0006414429.tif 000010