(57)【要約】【課題】  本発明は、難加工性材料ピアサー穿孔時の内面疵発生を防止する難加工性材料のピアサー穿孔方法を提供する。【解決手段】  難加工性材料をピアサーミルで圧延穿孔し継目無鋼管を製造する方法において、材料温度に対する熱間変形抵抗（σ［ＭＰａ］）との関係式（１）式で表され難加工性材料をピアサー穿孔するに当たり、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔中の材料先進速度（Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）との関係式（２）を満たすように設定することにより、穿孔中のオーバーヒートによる内面疵発生を防止することを特徴とする難加工性材料のピアサー穿孔方法。        σ［ＭＰａ］＝Ａ×ｅｘｐ（Ｄ／Ｔ［Ｋ］）×（ｄε／ｄｔ）m   …  （１）Ｔ［Ｋ］＋（１＋０．００２Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）×Ｋ（Ｔ）＜Ｔ0 ［Ｋ］…  （２）【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
難加工性材料をピアサーミルで圧延穿孔し継目無鋼管を製造する方法において、材料温度に対する熱間変形抵抗（σ［ＭＰａ］）との関係式（１）式で表され難加工性材料をピアサー穿孔するに当たり、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔中の材料先進速度（Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）との関係式（２）を満たすように設定することにより、穿孔中のオーバーヒートによる内面疵発生を防止することを特徴とする難加工性材料のピアサー穿孔方法。
σ［ＭＰａ］＝Ａ×ｅｘｐ（Ｄ／Ｔ［Ｋ］）×（ｄε／ｄｔ）m         …  （１）  
Ｔ［Ｋ］＋（１＋０．００２Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）×Ｋ（Ｔ）＜Ｔ0 ［Ｋ］…  （２）
但し、Ａ：０〜１
Ｄ：実験で得られた鋼種によって決まる値を示す
ｍ：歪み速度感受性指数、鋼種によって決まる値
Ｖ：ピアサー穿孔速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｋ（Ｔ）：鋼種、温度によって決まる値
Ｔ0 ：オーバーヒート温度［Ｋ］であって、グリーブル試験で試験温度を上げたと            きに、絞り値が最大値に対して５％低下するときの温度
【請求項２】
請求項１に記載の穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）との間には式（３）の関係があり、穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）をオーバーヒート温度（Ｔ0 ）より低くすることを特徴とする難加工性材料のピアサー穿孔方法。
Ｔ´［Ｋ］≒Ｔ［Ｋ］＋（１＋０．００２Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）×Ｋ（Ｔ）  …  （３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難加工性材料ピアサー穿孔時の内面疵発生を防止する難加工性材料のピアサー穿孔方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピアサー・ミルで難加工性材料を圧延する際には、丸鋼片を穿孔して得た素管にヒダ状剥離膨れ欠陥や内面疵の発生することが多い。従って、これらのヒダ状剥離膨れ欠陥や内面疵の発生を防止するため、ステンレス鋼管については、穿孔速度を低減し、さらに穿孔温度を低減するなど、穿孔速度及び穿孔温度を規制した穿孔可能範囲が示されている。
【０００３】
また、上記ステンレス鋼以外の難加工性材料においても、ステンレス鋼より変形抵抗は低いが、オーバーヒート温度がステンレス鋼より低いため、従来の穿孔条件ではヒダ状欠陥や内面疵が発生する。さらに、オーバーヒートを避けるために、ビレット加熱温度を下げ過ぎるとピアサー・ミルに咬み込まないので穿孔ができない。そこで、適切なビレット加熱温度および穿孔速度を決定してオーバーヒートを防止する必要がある。
【０００４】
このように、難加工性材料ではピアサー・ミル穿孔時に加工発熱によってオーバーヒートを起こしやすいことが問題である。オーバーヒートによって素管中間部に欠陥が発生し、エロンゲーターミルで欠陥を延伸させ、サイジング・ミルでヒダ状剥離欠陥になる。従って、ヒダ状剥離欠陥や内面疵の発生をなくすには、オーバーヒートを防止するようにピアサー・ミルにより穿孔しなければならない。また、オーバーヒートを防止して穿孔するためには、ビレット加熱温度、搬送時のビレット温度低下、穿孔時間、および穿孔速度を考慮して最適穿孔条件を決定する必要がある。
【０００５】
そこで、ピアサー・ミルで継目無管用管材に穿孔するに際し、オーバーヒートに起因する管内面ヒダ状剥離欠陥を生じさせない継目無管の製造方法として、例えば特開２０００−３０１２１２号公報（特許文献１）に開示さているように、穿孔速度とビレット加熱温度との関係式を満たすビレット温度、圧延速度で難加工性材料を穿孔する管内面ヒダ状剥離膨れ欠陥を防止する難加工性材料の継目無管のピアサー穿孔方法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３０１２１２号公報
【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、特許文献１での特許対象範囲から外れる難加工性材料が存在し、それらの難加工性材料については内面疵発生を防止することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、穿孔前材料温度ないしは穿孔直後材料温度、穿孔速度を制御することにより、穿孔時の材料温度がオーバーヒート温度に到達するのを防止することにより、オーバーヒートによる内面疵を防止することが出来る難加工性材料のピアサー穿孔方法を提供する。
【０００８】
その発明の要旨とするところは、
（１）難加工性材料をピアサーミルで圧延穿孔し継目無鋼管を製造する方法において、材料温度に対する熱間変形抵抗（σ［ＭＰａ］）との関係式（１）式で表され難加工性材料をピアサー穿孔するに当たり、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔中の材料先進速度（Ｖ［ｍｍ／ｓ］）との関係式（２）を満たすように設定することにより、穿孔中のオーバーヒートによる内面疵発生を防止することを特徴とする難加工性材料のピアサー穿孔方法。σ［ＭＰａ］＝Ａ×ｅｘｐ（Ｄ／Ｔ［Ｋ］）×（ｄε／ｄｔ）m         …  （１）
Ｔ［Ｋ］＋（１＋０．００２Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）×Ｋ（Ｔ）＜Ｔ0 ［Ｋ］…  （２）
但し、Ａ：０〜１
Ｄ：実験で得られた鋼種によって決まる値を示す
ｍ：歪み速度感受性指数、鋼種によって決まる値
Ｖ：ピアサー穿孔速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｋ（Ｔ）：鋼種、温度によって決まる値
Ｔ0 ：オーバーヒート温度［Ｋ］であって、グリーブル試験で試験温度を上げたとき          に、絞り値が最大値に対して５％低下するときの温度
（２）前記（１）に記載の穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）との間には式（３）の関係があり、穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）をオーバーヒート温度（Ｔ0 ）より低くすることを特徴とする難加工性材料のピアサー穿孔方法にある。Ｔ´［Ｋ］≒Ｔ［Ｋ］＋（１＋０．００２Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）×Ｋ（Ｔ）…（３）
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、本発明による穿孔直前材料温度ないしは穿孔直後材料温度、穿孔速度を制御することにより、穿孔時の材料温度がオーバーヒート温度に到達するのを防ぎ、内面疵の不良を低減させることが出来る極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
ピアサー・ミル穿孔条件は、ビレット加熱温度、穿孔速度、加工発熱量を考慮して温度解析を行い、ビレット内部の温度はオーバーヒート温度以下で、かつピアサー・ミルに咬み込み穿孔可能な温度以上となるように決められる。オーバーヒート温度はグリーブル試験によって得られる。ピアサー・ミル穿孔後のビレット内部温度分布の計算は公知の有限要素法を用いて解析した。
【００１１】
難加工性材料は、ピアサー・ミルで一般的に穿孔した場合に一般的な合金より変形抵抗が高く、高い熱間延性が得られる温度範囲が狭いため、ビレット加熱温度、穿孔速度等の穿孔可能条件が狭い。そこで、難加工性材料に条件を加え、材料温度に対する熱間変形抵抗（σ［ＭＰａ］）との関係式（１）式で表され難加工性材料に関してのピアサー穿孔をする場合に、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔中の材料先進速度（Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）との関係式（２）を満たすように設定するものである。これにより、穿孔中のオーバーヒートによる内面疵発生を防止するものである。
【００１２】
例えば、オーバーヒート温度（Ｔ0 ）が１２２５℃、熱間変形抵抗（σ［ＭＰａ］）がσ［ＭＰａ］＝０．３×ｅｘｐ（７６００／Ｔ［Ｋ］）×（ｄε／ｄｔ）0.15  で表される材料を穿孔する場合、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）を１０７０℃、穿孔圧延速度を４００ｍｍ／ｓに設定すればオーバーヒートによる内面疵発生を防止することができる。
【００１３】
また、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）との間には式（３）の関係があり、穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）をオーバーヒート温度（Ｔ0 ）より低くすることにより、穿孔中のオーバーヒートによる内面疵発生を防止するものである。Ｔ´［Ｋ］≒Ｔ［Ｋ］＋（１＋０．００２Ｖ［ｍｍ／ｓ］）×Ｋ（Ｔ）  …  （３）
これにより、穿孔直後材料温度を管理することにより、適切なビレット加熱温度および穿孔速度にすることで管内面疵の発生を減少させることができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
オーバーヒート温度（Ｔ0 ）を１５２３（Ｋ）、熱間変形抵抗（σ［ＭＰａ］）を０．３×ｅｘｐ（７６００／Ｔ［Ｋ］）×（ｄε／ｄｔ）0.15  で表される難加工性材料を対象に、ピアサー穿孔を行った。表１に示すように、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）とを変えてピアサー穿孔を行い、ピアサー穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）をサーモトレーザで測定し、穿孔後の材料内面を目視観察して内面疵の有無を調査した。その結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
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表１は、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）とＫ（Ｔ）〔鋼種、温度によって決まる値〕と材料先進速度（Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］）が１００、２００、３００、４００、５００、および６００［ｍｍ／ｓｅｃ］での各穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）を変化させた時の内面疵の発生状態の有無を目視で調査した結果である。
【００１６】
その結果、材料先進速度１００［ｍｍ／ｓｅｃ］〜６００［ｍｍ／ｓｅｃ］の場合には、少なくとも穿孔直後材料温度が１５２６Ｋ以下の場合には疵の発生が生じていない。従って、穿孔直前材料温度（Ｔ［Ｋ］）と穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）の間には式３の関係があることが判明し、この穿孔直後材料温度（Ｔ´［Ｋ］）をオーバーヒート温度（Ｔ0 ）より低くすることにより、オーバーヒートによる内面疵の発生を防止できることが分かる。
【００１７】
上述したように、穿孔直前材料温度と穿孔直後材料温度の間には式３の関係があることが多くの実験により判明したことにより、作業上において穿孔直後材料温度の温度を管理することにより、適切なビレット加熱温度および穿孔速度とすることにより管内面に疵の発生を防止することが可能となり、疵の発生を低減し安定した操業をすることが出来る極めて優れた効果を奏するものである。
特許出願人  山陽特殊製鋼株式会社
代理人    弁理士    椎  名    彊