(57)【要約】【要  約】【課  題】  従来の技術では、鋼管の製造過程や搬送過程等で生じた表面疵が、異形断面２次加工時の曲げ加工度の大きい部位の引張ひずみ側に位置した場合、その表面疵を起点に亀裂が発生するのを防止できない。【解決手段】  曲げひずみ２０％以上の小さな曲率半径に加工される部位が形成するように２次加工される異形断面２次加工用鋼管であって、前記小さな曲率半径に加工される部位となる箇所の引張ひずみ側の管表面が、前記２次加工前に、研磨によりＲｚ３０μｍ以下に粗さ調整されてなるものとした。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の長手方向の一部もしくは全部にわたり管周方向の一箇所もしくは複数箇所が曲げひずみ２０％以上の小さな曲率半径に加工される部位となるように２次加工される異形断面２次加工用鋼管であって、前記小さな曲率半径に加工される部位となる箇所の引張ひずみ側の管表面が、前記２次加工前に、研磨によりＲｚ３０μｍ以下に粗さ調整されたことを特徴とする異形断面２次加工用鋼管。
【請求項２】
前記粗さ調整は、前記小さな曲率半径に加工される部位になる箇所の引張ひずみ側の管表面のみに施されるものであることを特徴とする請求項１に記載の異形断面２次加工用鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異形断面２次加工用鋼管に関し、詳しくは、円管を異形断面管へ塑性加工する２次加工の素管として用いる異形断面２次加工用鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品の軽量化を図るため、自動車車体の足まわり部材には、円形断面の鋼管を塑性加工して異形断面に成形した２次加工鋼管がよく用いられる。
特許文献１には、２次加工鋼管の１種であるトーションビームを得る２次加工中に圧縮ひずみ付加部にしわが発生するのを防止するために、２次加工前に、素管の内周を研磨することが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、鋼管の圧縮ひずみが生じる部位の最大高さ粗さＲｚを所定値（１０μｍ）以下とすることで、素管の疲労強度に対する２次加工鋼管の疲労強度低下を抑制できることが記載されている。
【特許文献１】特開2005-289258号公報
【特許文献２】特開2005-271061号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術には、鋼管の製造過程や搬送過程等で生じた表面疵が、異形断面２次加工時の曲げ加工度の大きい部位の引張ひずみ側に位置した場合、その表面疵を起点に亀裂が発生するのを防止できないという課題があった。上記のような亀裂は、例えば自動車構造用部品であるトーションビームの耳部やシートフレームのコーナＲ部などに突発的に発生し、製品歩留り低下の一因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の要旨構成になる本発明をなした。
（請求項１）
鋼管の長手方向の一部もしくは全部にわたり管周方向の一箇所もしくは複数箇所が曲げひずみ２０％以上の小さな曲率半径に加工される部位となるように２次加工される異形断面２次加工用鋼管であって、前記小さな曲率半径に加工される部位となる箇所の引張ひずみ側の管表面が、前記２次加工前に、研磨によりＲｚ３０μｍ以下に粗さ調整されたことを特徴とする異形断面２次加工用鋼管。
（請求項２）
前記粗さ調整は、前記小さな曲率半径に加工される部位になる箇所の引張ひずみ側の管表面のみに施されるものであることを特徴とする請求項１に記載の異形断面２次加工用鋼管。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、２次加工前の鋼管（素管）の小さな曲率半径に加工される部位に、上流工程で導入された表面疵が位置したとしても、該表面疵は２次加工前に除去されるので、２次加工時には前記小さな曲率半径に加工される部位における亀裂の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において、曲げひずみは、鋼管の肉厚ｔおよび曲げ加工部の曲率半径Ｒの関数として、曲げひずみ＝（ｔ/２）/Ｒ×１００（％）、なる式で定義される。また、Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１の４．１．３箇条に規定される“最大高さ粗さ”（粗さ曲線の最大高さ）の記号である。
発明者らは、扁平加工における割れ発生限界調査実験により、本発明の基礎となる知見を得た。この実験では、供試材として、ＳＴＫＭ２０Ａ相当鋼種のφ６３．５×ｔ３．２（外径６３．５ｍｍ、肉厚３．２ｍｍの意、以下同じ）サイズの鋼管を用いた。図１(a)、(b)に示すように鋼管１を扁平加工用治具２で挟んで扁平高さｈまで押しつぶし、図１(c)に示す小さな曲率半径に加工された部位の曲率半径Ｒを測定した。このＲと肉厚ｔを曲げひずみの定義式にあてはめて曲げひずみを計算した。このとき扁平高さｈを種々変更することにより曲げひずみを変化させた。また、図１(c)に示した小さな曲率半径に加工された部位の引張ひずみ側の管表面に相当する扁平加工前の鋼管（素管）の管表面（この“小さな曲率半径に加工された部位の‥‥扁平加工前の‥‥管表面”を素管SRBT面と略称する）を研磨紙で研磨し、研磨紙の番定＃を変更することにより、素管SRBT面の表面粗さを変化させた。
【０００８】
各供試材について、素管SRBT面の粗さ曲線を測定した。また、加工後の鋼管１の小さな曲率半径に加工された部位の断面を観察し、図１(d)に示すように管外周面に亀裂（割れ）の発生があった場合は、亀裂深さを測定した。
その結果、亀裂深さと曲げひずみの関係曲線は、図２に示すように、粗さパラメータとしてＲｚを採用すると、Ｒｚの違いにより明確に分離する。Ｒｚ以外の粗さパラメータを採用したのではこのような明確な分離は得られない。図２より、曲げひずみ１０％以下であれば、素管SRBT面に、表面疵（この表面疵部の表面性状が、Ｒｚ１５０μｍ超になることはほとんどない）が存在していても、扁平加工時に割れが発生するまでには至らないことがわかる。
【０００９】
また、図２のデータを用い、素管SRBT面のＲｚに対して、各Ｒｚでの亀裂深さ０μｍと亀裂深さ０μｍ超のうち最小値とにそれぞれ対応する曲げひずみ（前者を○、後者を●とした）をプロットすると、図３に示すように、○のプロット位置と●のプロット位置を按分する最尤曲線が、Ｒｚに対する亀裂発生限界曲げひずみを表す曲線Cとして決定できる。図３において、曲線Cより右上側の領域が割れ発生領域、曲線Cより左下側の領域が割れなしの領域となる。図３より、素管SRBT面をＲｚ３０μｍ以上に研磨しておくことにより、扁平加工で形成される小さな曲率半径に加工される部位の亀裂発生を防止できることがわかる。この点は、小さな曲率半径に加工される部位が、扁平加工以外の、例えばプレスによる角断面加工やプレスによる馬蹄形断面加工で、形成される場合でも、同様であると考えられる。
【００１０】
以上の実験事実に基づき、本発明では、小さな曲率半径に加工される部位となる箇所の引張ひずみ側の管表面が、２次加工前に、研磨によりＲｚ３０μｍ以下に粗さ調整されたものである旨限定した。
また、図３より、２次加工による曲げ加工部の曲げひずみが１０％程度以下であれば、素管SRBT面に表面疵があっても亀裂は発生しないこともわかるのであるが、通常の２次加工において、曲げ加工部の曲げひずみが２０％未満となるケースは少ない。このことに鑑み、本発明では、研磨される素管SRBT面に対応する小さな曲率半径に加工される部位は、曲げひずみ２０％以上の小さな曲率半径に加工される部位である旨限定した。
【００１１】
本発明では、素管SRBT面に対して行うのと同様の粗さ調整（研磨）を素管表面全部に対して行うことは禁止されない。とはいえ、管表面全部を研磨するのは、生産性が著しく低下し、製造コストが大幅に増えるため得策ではない。したがって、前記粗さ調整は、素管SRBT面のみに施すこと（請求項２）が好ましい。より好ましくは、２次加工前の素管段階で厳格に検査（自動または目視）して表面疵の有無を判別し、表面疵有りと判別された素管のみに、素管SRBT面のみへの前記粗さ調整を施すことである。
【実施例】
【００１２】
表１に示す供試材（鋼管）を、同表に示す２次加工条件で２次加工した。２次加工前に、一部の鋼管に対し、番定＃の相異なる研磨紙で研磨して粗さ調整を行った。該粗さ調整をした鋼管およびしなかった鋼管について、２次加工前に素管SRBT面のＲｚを測定し、表１に示す値を得た。２次加工後、小さな曲率半径に加工された部位の表面を拡大観察し、亀裂発生の有無を調べた。その結果を表１に示す。表１より、比較例では小さな曲率半径に加工された部位に亀裂が発生したのに対し、本発明例では小さな曲率半径に加工された部位に亀裂が発生しておらず、本発明により、小さな曲率半径に加工される部位の亀裂発生が有効に防止されたことが明らかである。
【００１３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の基礎となる知見を得た割れ発生限界調査実験の概要を示す説明図である。
【図２】素管SRBT面のＲｚ、扁平加工後の鋼管の小さな曲率半径に加工された部位における亀裂長さ、曲げひずみの関係を示すグラフである。
【図３】亀裂発生限界曲げひずみと素管SRBT面のＲｚの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１５】
１  鋼管
２  扁平加工用治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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