[发明专利]无缝管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无缝管的制造方法，更具体地涉及一种使用穿孔机对坯料进行穿孔轧制而制成无缝管的无缝管制造方法。

背景技术

无缝管通常利用穿孔机对实心圆形坯料进行穿孔轧制来制造。穿孔机包含：推进机(pusher)，其沿着轧制线配置在进入侧；顶头(plug)，其沿着轧制线配置在移出侧；以及多个倾斜轧辊，其夹着顶头而相对置地配置。

首先，将由加热炉加热的坯料配置于轧制线上。接着，利用推进机推压坯料的后端而沿着轧制线向多个倾斜轧辊之间输送坯料。总之，推进机具有输送坯料的作用。当坯料被咬入多个倾斜轧辊间时，停止推进机的动作。使咬入多个倾斜轧辊间的坯料一边螺旋状地前进一边进行穿孔轧制，这样形成了中空管坯。

在上述穿孔轧制中，由于受旋转锻造效果以及所付加的剪切变形的影响，存在在穿孔轧制后的中空管坯的内表面上产生叶状、鱼鳍状或鳞状折叠(以下将内表面上产生的这些缺陷称为内表面缺陷)的问题。因此，自以往起便开始研究抑制内表面缺陷发生的对策。

抑制穿孔轧制中发生内表面缺陷的方法被日本特开2000-246311号公报(以下称为专利文献1)、日本特开2001-162306号公报(以下称为专利文献2)以及日本专利第3503552号公报(以下称为专利文献3)公开。在这些文献中，通过以比以往小的压下率对坯料进行穿孔轧制来抑制内表面缺陷的发生。若以较小的压下率进行穿孔轧制，则坯料向倾斜轧辊的咬入变得不稳定，但在这些文献中，在咬入不稳定的情况下，利用推进机从后方推压坯料，来防止咬入不良。总之，在这些文献中，为了改善因减小压下率而可能造成的坯料的咬入不良，利用了推进机。

具体而言，如图7(相当于专利文献1的图4以及专利文献2的图4(c))所示，在时刻t1使坯料与倾斜轧辊以及顶头接触时，使图中实线所示的轧辊负荷(施加于倾斜轧辊的轧制方向的负荷)、以图中虚线所示的顶头负荷(顶头的推力负荷)增大。但是，因为坯料的咬入不稳定，因此在时刻t1～t3会使轧辊负荷以及顶头负荷下降。即，该期间处于发生咬入不良、坯料打滑(slip)的状态。由于坯料的咬入不稳定，因此在时刻t3时，利用推进机从后方推压坯料。由此，坯料被倾斜轧辊咬入，使轧辊负荷和顶头负荷增大。在咬入变稳定的时刻t6，结束利用推进机对推压坯料。由于坯料已经稳定地被倾斜轧辊咬入，因此之后轧辊负荷和顶头负荷逐渐增大，在时刻t7以及t8以后，轧辊负荷和顶头负荷大致恒定，穿孔轧制处于稳定状态。在这些文献中，使推进机的移动速度小于穿孔轧制处于稳定状态时的坯料的轧制方向速度。利用推进机是为了改善咬入的不良，在由于咬入不良而使坯料前进效率变低时，即由于咬入不良而使坯料的行进速度下降或停滞时，利用推进机对坯料进行推压即可。

在这样的穿孔轧制方法中，如图8(相当于专利文献1的图5)所示，坯料的轧制方向速度在从开始咬入时到推进机开始推压的时刻t3的期间内几乎不上升，在时刻t3推进机开始推压坯料后，坯料的轧制方向速度逐渐上升。并且，当利用推进机的推压而使坯料稳定地被咬入之后，坯料离开推进机，轧制方向速度上升。并且，穿孔轧制达到稳定状态后，轧制方向速度变为恒定。

但是，即使采用这些文献公开的方法对坯料进行穿孔轧制而制成中空管坯，也会产生与中空管坯的中央部分相比，在中空管坯的顶端部分发生更多内表面缺陷的问题。若利用切断装置切除发生内表面缺陷的顶端部分，则可减少残存于无缝管上的内表面缺陷，但仅是切除会造成成品率的降低。因此，优选能够抑制顶端部分发生内表面缺陷而不将发生内表面缺陷的顶端部分切除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可抑制穿孔轧制后的中空管坯顶端部发生内表面缺陷的无缝管的制造方法。

本发明人为了对在中空管坯的顶端部分比中央部分多发生内表面缺陷的原因进行研讨，对穿孔轧制时的坯料的行进速度(轧制方向速度)以及穿孔轧制时坯料沿圆周方向的转速进行了测定。

作为试验材料，准备了外径70mm、S45C的实心圆形坯料。将所准备的坯料加热至1200℃后，使用穿孔机对已加热的坯料进行穿孔轧制。具体而言，以倾斜轧辊的倾斜角度为10°、倾斜轧辊的圆凿部(gorge)的轧辊间隔为61mm、自倾斜轧辊的圆凿部到顶头顶端的轴向距离的顶头顶端伸进量为38mm来对坯料进行穿孔轧制，制作成外径为75mm、壁厚为6mm的中空管坯。此时，未利用推进机对坯料进行推压。