專利名稱：金屬管的冷軋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用皮爾格軋制進(jìn)行的金屬管的冷軋方法，更詳細(xì)地講，涉及一種用皮爾格軋制進(jìn)行最終加工后的尺寸精度、特別是管內(nèi)表面的尺寸形狀(圓度)及平面特性優(yōu)良、在進(jìn)行管內(nèi)表面?zhèn)鹊臏u流探傷時(shí)可獲取足夠大的S/N比的金屬管的冷軋方法。
背景技術(shù)：
通常，作為金屬管的冷加工法，慣用由拉拔機(jī)進(jìn)行的冷拔法和由皮爾格無縫鋼管軋機(jī)進(jìn)行的冷軋法。特別是，由皮爾格無縫鋼管軋機(jī)進(jìn)行的冷軋法與冷拔法相比，具有可在高加工度下冷加工管坯的特征，從而在使用高強(qiáng)度材料的、難加工性管坯的金屬管制造中，通常使用皮爾格無縫鋼管軋機(jī)(皮爾格軋制)進(jìn)行的冷軋法。
圖1為皮爾格軋制中使用的一對(duì)軋輥的整體結(jié)構(gòu)的說明圖。在皮爾格軋制中，設(shè)有在周面形成有孔型的上下一對(duì)軋輥，具有在軋輥之間越朝向前端直徑越小的錐形芯棒。軋輥10為在其周面形成孔型11，由設(shè)置于軸心的旋轉(zhuǎn)軸支承于軋輥機(jī)架12。在旋轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)直徑與軋輥10的外徑大致相同的小齒輪13，該小齒輪13呈與水平的齒條14嚙合的狀態(tài)。
軋輥10通過小齒輪13隨著朝箭頭A方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的齒條14的驅(qū)動(dòng)而朝箭頭B方向往復(fù)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，形成于軋輥10周面上的孔型11隨著軋輥10的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，對(duì)成為被加工材料的管坯進(jìn)行軋制。
圖2是為說明由皮爾格軋制來軋制管坯的方法，而展開了軋輥孔型的圖。該圖示出了軋輥10的孔型底11e壓下管坯1的同時(shí)，沿從軋輥的上止點(diǎn)Sa到下止點(diǎn)Sb的全長(zhǎng)展開的狀態(tài)。
形成于軋輥10周面的孔型11由截面形狀為使長(zhǎng)徑側(cè)成為孔型寬度方向的大致橢圓形構(gòu)成，由孔型直徑從加工開始點(diǎn)a向加工結(jié)束點(diǎn)b連續(xù)變小的加工部11a和與加工部11a相連續(xù)的孔型直徑從加工結(jié)束點(diǎn)b到加工結(jié)束點(diǎn)c相等的精軋部11b構(gòu)成，在這些加工部11a和精軋部11b的兩端，在上止點(diǎn)Sa側(cè)形成退讓部11d和在下止點(diǎn)Sb側(cè)形成退讓部11c。
在一對(duì)軋輥10之間，設(shè)置具有越朝向前端外徑越小的加工部21和精軋部22的芯棒20，加工部21由錐度θ1構(gòu)成，精軋部22由錐度θ2構(gòu)成。使該芯棒20和精軋部22與孔型11的加工部11a和精軋部11b的移動(dòng)區(qū)域相對(duì)配置。
另外，對(duì)于作為被加工材料的管坯1，在軋輥10進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)期間(每一軋輥往復(fù)工序)施加規(guī)定的送進(jìn)量，同時(shí)，一邊僅以規(guī)定角度旋轉(zhuǎn)一邊順次進(jìn)行減徑和減壁厚加工。即，在設(shè)置于軋輥10上的孔型11的加工部11a與芯棒20的加工部21之間，實(shí)施減徑和減壁厚加工，之后，在孔型11的精軋部11b和芯棒20的精軋部22進(jìn)行精軋。此時(shí)，冷軋的管坯1根據(jù)軋制伸縮和軋制送進(jìn)量而伸管，最終精軋成目標(biāo)的成品尺寸。
皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋由上述圖1、2所示的軋制機(jī)構(gòu)構(gòu)成，從而可在被加工材料上施加高加工度，正如前述，與冷拔法相比，能以高加工度冷加工管坯。通常，在皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋中，為了確保生產(chǎn)率和實(shí)施高加工度，是在管坯的送進(jìn)量F較大的條件下例如每一軋輥往復(fù)工序?yàn)?mm左右，截面縮減率(以下稱作“截面Rd”)在70～90％的范圍。另外，作為一般的技術(shù)常識(shí)，無需管理內(nèi)徑縮減率(以下稱作“內(nèi)徑Rd”)。
圖3是表示軋輥的孔型設(shè)計(jì)上使用的軋輥模型圖。在該圖中，示出了軋輥10的孔型底11e將由芯棒20保持內(nèi)表面的管坯1壓下的狀態(tài)。在該軋輥的孔型設(shè)計(jì)中，作為影響到由皮爾格軋制進(jìn)行的最終精軋后的尺寸精度的主要原因，涉及到圖3所示的孔型直徑Dx和側(cè)溢出量Fx。
在由皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋中，孔型直徑Dx根據(jù)軋制方案選擇，側(cè)溢出量Fx通常設(shè)計(jì)成其比率為2％左右，以防止管外面產(chǎn)生飛邊狀突起即所謂的過充滿。另外，使用的芯棒的基本錐度即加工部的錐度θ1和精軋部的錐度θ2設(shè)計(jì)成為0.3°，使芯棒加工部和精軋部的邊界成為加工結(jié)束點(diǎn)。
可是，在由皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋中，不僅能以高加工度冷加工管坯，而且要求與所加工金屬管的用途相應(yīng)的尺寸精度或平面特性。為此，提出了一種使用以往的各種裝置以提高冷軋金屬管的尺寸精度等的方案。
例如，在專利文獻(xiàn)1中，提出了一種在設(shè)于軋輥上的加工管導(dǎo)引件之后，設(shè)有加工管的壓入整形用模的皮爾格式冷軋管機(jī)的方案。該整形用模即使從加工管的通過路徑稍偏心，因在軸垂直方向可位移，可自動(dòng)修正和可旋轉(zhuǎn)，因此成為與加工管一同旋轉(zhuǎn)而不影響加工管旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。為此，在皮爾格式冷軋管機(jī)進(jìn)行的軋制加工中，通過組合所提出的壓入整形用模，即使不進(jìn)行冷拔加工，也能夠以同程度良好精度地加工管。
另外，在專利文獻(xiàn)2中，提出了一種使用預(yù)先采用低頻感應(yīng)加熱器加熱到冷軋時(shí)恒定溫度的軋輥的冷軋方法。即，為了使軋輥成為冷軋加工時(shí)的恒定溫度，預(yù)知從聯(lián)機(jī)裝配到軋制開始的自然冷卻的溫度，預(yù)先在脫機(jī)下加熱到恒定溫度以上進(jìn)行軋制的方法，模具的尺寸不變化，被軋制材的尺寸也能夠不變化，從而能夠獲得尺寸精度優(yōu)良的管。
但是，在專利文獻(xiàn)1、2所提出的皮爾格式冷軋管機(jī)或冷軋方法中，需要新的壓入整形裝置或感應(yīng)加熱裝置。為此，將其適用于皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋，盡管可確保規(guī)定的尺寸精度，但需要新的設(shè)備改造，成為增加了冷軋金屬管的制造成本的因素。
專利文獻(xiàn)1日本實(shí)開平06-19902號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2001-105009號(hào)公報(bào)作為使用皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋進(jìn)行精軋的金屬管，具有核動(dòng)力發(fā)電設(shè)備用的蒸汽發(fā)生管(SG管)。該蒸汽發(fā)生管為精軋外徑為23mm以下的小直徑管，從而也可采用拉拔機(jī)進(jìn)行的冷拔法進(jìn)行精軋，但冷拔時(shí)容易發(fā)生滑動(dòng)或粘附，存在著加工不良所致的產(chǎn)品成品率降低的問題。為此，蒸汽發(fā)生管需要通過皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋高效率地制造。
圖4為示出適用于核動(dòng)力發(fā)電設(shè)備用的蒸汽發(fā)生管的定期檢查的內(nèi)表面渦流探傷的模型構(gòu)成圖。在上述蒸汽發(fā)生管中，使圖4所示的渦流探傷裝置2(由探頭2a和線圈2b構(gòu)成)在管內(nèi)表面行走，來定期地檢查管內(nèi)表面有無缺陷的，但內(nèi)表面渦流探傷時(shí)，因管內(nèi)表面的平面特性惡化例如內(nèi)表面形成凹凸時(shí)會(huì)生噪音，本質(zhì)上的缺陷信號(hào)會(huì)隱藏于噪音中，從而有可能漏過有害缺陷。
為此，在進(jìn)行內(nèi)表面渦流探傷時(shí)，如以S/N比(人工缺陷信號(hào)和噪音信號(hào)之比)較大的條件即噪音信號(hào)小的條件下進(jìn)行探傷，則能夠可靠地檢測(cè)出本質(zhì)上的缺陷信號(hào)，不會(huì)漏過有害的缺陷。作為其標(biāo)準(zhǔn)，正如上述圖4所示，在參考管3中設(shè)置φ0.66mm的貫通鉆孔3a，將其作為缺陷信號(hào)時(shí)，需要S/N比為15以上。
針對(duì)由皮爾格軋制進(jìn)行冷軋的金屬管的內(nèi)表面渦流探傷中產(chǎn)生的噪音，本發(fā)明人詳細(xì)調(diào)查、研究的結(jié)果可知，下面的第1和第2主要原因產(chǎn)生的管長(zhǎng)度方向的尺寸變化是噪音發(fā)生的原因。
如前述圖1、圖2所示裝置構(gòu)成所說明的，第1主要原因是，在皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋中，因用軋輥間歇地往復(fù)運(yùn)動(dòng)軋制管坯，所以在管長(zhǎng)度方向的內(nèi)表面會(huì)形成一定間距的鋸齒狀的微小凹凸，由于這樣的凹凸，內(nèi)表面渦流探傷時(shí)S/N比變差。
圖5為示意地示出由皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋下、形成于管內(nèi)表面的鋸齒狀微小凹凸的圖。鋸齒狀的微小凹凸4由于是基于軋輥間歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，因此會(huì)相應(yīng)于軋輥的往復(fù)間距產(chǎn)生。為此，為了確保高S/N比，需要減少或消除形成于管內(nèi)表面的凹凸。
同樣如使用前述圖1、圖2說明的，第2主要原因是，在皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋中，因作為被軋制材的管坯一邊在管周向旋轉(zhuǎn)一邊被送進(jìn)而被軋制，從而管內(nèi)表面成橢圓形狀，該橢圓形狀在管長(zhǎng)度方向的全長(zhǎng)范圍中以螺旋狀遷移。如此，由于使管內(nèi)表面成橢圓形狀，從而在內(nèi)表面渦流探傷時(shí)，S/N比變差。此時(shí)，要加大S/N比，需要使管更接近正圓。
正如上述，要加大由皮爾格軋制冷軋的金屬管的S/N比，需要抑制形成于管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸、和確保正圓。為此，雖然能夠直到中途工序，一直進(jìn)行皮爾格軋制的冷軋，并在最終精軋中實(shí)施冷拔加工，但冷拔時(shí)，往往容易發(fā)生潤滑性能引起的滑動(dòng)或粘附，增加了加工不良。另外，也研究了專利文獻(xiàn)1提出的加壓整形裝置，但也存在著要增加新的設(shè)備改造或增加制造成本等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種無需新的設(shè)備裝置，不會(huì)降低產(chǎn)品成品率和不會(huì)增加制造成本，由皮爾格軋制進(jìn)行的最終精軋后的尺寸精度、特別是管內(nèi)表面的尺寸形狀和平面形狀優(yōu)良、在內(nèi)表面渦流探傷時(shí)可獲得足夠大的S/N比的金屬管的冷軋方法。
為此，本發(fā)明者為了解決上述的技術(shù)問題，對(duì)工具形狀(軋輥、芯棒)和軋制方案的條件進(jìn)行各種研究后，結(jié)果著眼于要保持皮爾格軋制進(jìn)行的最終精軋后的管內(nèi)表面的尺寸形狀(圓度)、確保優(yōu)良的平面特性，可以將這些工具形狀和軋制方案的選擇作為抑制管內(nèi)表面的橢圓形狀的條件和抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀的凹凸的條件，謀求各自的最佳化，這是有效的。
具體而言，作為抑制管內(nèi)表面的橢圓形狀的條件，必須使軋輥的側(cè)溢出率SR最佳，作為抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸的條件，有降低內(nèi)徑Rd、使送進(jìn)量F最適化，進(jìn)而使芯棒上的加工部和精軋部低錐度化這些條件。
本發(fā)明根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)而作出的，以下述的(1)和(2)的金屬管的冷軋方法為要點(diǎn)。
(1)一種金屬管的冷軋方法，由使用由孔型直徑Dx和側(cè)溢出量Fx構(gòu)成的孔型組成的一對(duì)軋輥、在該軋輥間具有芯棒的皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋方法，其特征在于，使由所述軋輥的下述(1)式表示的側(cè)溢出率SR為0.5～1.0％的范圍，作為軋制方案，使由下述(2)式表示的截面Rd為70～90％，且使下述(3)式表示的內(nèi)徑Rd為25～40％，此外，使被加工材料的送進(jìn)量(每1軋輥往復(fù)工序)為1.0～3.0mm，從而進(jìn)行最終精軋，SR(％)＝{(2×Fx)/(2×Fx+Dx)}×100...(1)截面Rd(％)＝{1-(加工后的截面積/加工前的截面積)}×100..(2)內(nèi)徑Rd(％)＝{1-(加工后的內(nèi)徑/加工前的內(nèi)徑)}×100...(3)。
(2)在(1)所述的金屬管的冷軋方法中，最好使所述芯棒中的加工部錐度θ1為0.2°以下，使該芯棒中的精軋部錐度θ2為0.1°以下，來進(jìn)行最終精軋。
根據(jù)本發(fā)明的金屬管的冷軋方法，通過使軋輥的側(cè)溢出率SR、作為軋制方案的截面Rd、內(nèi)徑Rd和被加工材料的送進(jìn)量F最佳化，進(jìn)而通過合適地選擇芯棒中的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2，從而可無需新的設(shè)備裝置，且不會(huì)降低產(chǎn)品成品率和增加制造成本，即可保持皮爾格軋制進(jìn)行的最終精軋后的管內(nèi)表面的尺寸形狀(正圓形狀)，確保優(yōu)良的平面特性。由此，在核動(dòng)力發(fā)電設(shè)備用的蒸汽發(fā)生管的內(nèi)表面渦流探傷時(shí)，能夠確保足夠大的S/N比。


圖1為說明皮爾格軋制使用的一對(duì)軋輥的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2為用于說明通過皮爾格軋制來軋制管坯的方法而將軋輥的孔型展開的圖。
圖3為示出軋輥的孔型設(shè)計(jì)中使用的軋輥模型圖。
圖4為示出適用于核動(dòng)力發(fā)電設(shè)備用的蒸汽發(fā)生管定期檢查的內(nèi)表面渦流探傷的模型構(gòu)成圖。
圖5為示意地示出在皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋下、形成于管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸的視圖。
圖6為示出由實(shí)施例1調(diào)查的S/N比的結(jié)果圖。
圖7為示出由實(shí)施例2調(diào)查的S/N比的結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的冷軋方法的特征在于，為了保持皮爾格軋制進(jìn)行的最終精軋后的管內(nèi)表面的尺寸形狀(圓度)、確保優(yōu)良的平面特性，對(duì)每個(gè)抑制管內(nèi)表面的橢圓形狀的條件和抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸的條件，區(qū)分其主要原因，使各因素最佳化。以下，說明其內(nèi)容。
(抑制管內(nèi)表面的橢圓形狀的條件)作為抑制管內(nèi)表面的橢圓形狀的條件是使軋輥的側(cè)溢出率SR最佳。如前述圖3所示，在本發(fā)明中規(guī)定的側(cè)溢出率SR用孔型直徑Dx和側(cè)溢出量Fx表示時(shí)，由下述(1)表示，且需要使該側(cè)溢出率SR范圍為0.5～1.0％。
側(cè)溢出率SR不到0.5％時(shí)，管外表面產(chǎn)生飛邊狀突起，引起所謂的過充滿，不能進(jìn)行冷軋。另外，側(cè)溢出率SR超過1.0％時(shí)，管內(nèi)表面的橢圓形狀顯著，S/N比變差。
SR(％)＝{(2×Fx)/(2×Fx+Dx)}×100...(1)在本發(fā)明中規(guī)定的側(cè)溢出率SR，只要是根據(jù)至少在相當(dāng)于軋輥的最終軋制部的位置、即前述圖2所示的加工結(jié)束點(diǎn)b處的孔型形狀(Dx、Fx)算出即可。在其他軋輥的加工范圍沒有特別規(guī)定，但最好側(cè)溢出率SR為0.5～1.0％。
(抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸的條件)作為抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸的條件，需要使下述(3)式所示的內(nèi)徑Rd為25～40％。此時(shí)，為了確保在皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋下的加工度，以使下述(2)式所示的截面Rd為70～90％為前提。
截面Rd(％)＝{1-(加工后的截面積/加工前的截面積)}×100...(2)內(nèi)徑Rd(％)＝{1-(加工后的內(nèi)徑/加工前的內(nèi)徑)}×100...(3)即，在本發(fā)明的冷軋方法中，需要在使截面Rd為高加工度的同時(shí)，降低內(nèi)徑Rd。軋輥的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的對(duì)管內(nèi)表面的鋸齒狀的凹凸復(fù)制由于受到管坯的內(nèi)徑壓下的影響，通過降低內(nèi)徑Rd，減輕成為噪音原因的、對(duì)管內(nèi)表面的鋸齒狀凹凸的復(fù)制，抑制形成微小凹凸。由此，能夠加大精軋后的管內(nèi)表面的S/N比。
為此，雖然需要將內(nèi)徑Rd降低到40％以下，但在軋制方案的設(shè)計(jì)中，在以高加工度將截面Rd維持在70～90％的狀態(tài)下，要進(jìn)一步降低內(nèi)徑Rd是有界限的，同時(shí)有隨著內(nèi)徑Rd的降低而被軋制管的圓度變差的傾向，因此其下限為25％。優(yōu)選的內(nèi)徑Rd的范圍為30～38％。
接著，作為抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀微小凹凸的條件，需要使被加工材料的送進(jìn)量F(每個(gè)軋輥往復(fù)工序)適當(dāng)。降低被加工材料的送進(jìn)量F時(shí)，就能夠抑制對(duì)管內(nèi)表面形成微小凹凸的，但生產(chǎn)率會(huì)下降，不能成為生產(chǎn)基準(zhǔn)。另外，增加送進(jìn)量F時(shí)，雖然能夠提高生產(chǎn)率，但形成于管內(nèi)表面的微小凹凸會(huì)變大，S/N比變小。為此，在本發(fā)明的冷軋方法中，被加工材料的送進(jìn)量F為1.0～3.0mm。此外，優(yōu)選的送進(jìn)量為1.0～2.5mm。
再者，為了抑制管內(nèi)表面的鋸齒狀的微小凹凸，最好使芯棒中的加工部的錐度θ1為0.2°以下，該芯棒中的精軋部的錐度θ2為0.1°以下。如前述圖2所示，芯棒的加工部和精軋部連續(xù)地具有錐度時(shí)，每次軋輥往復(fù)軋制進(jìn)行對(duì)管內(nèi)表面的鋸齒狀凹凸的復(fù)制，越使各自的錐度變小，則可抑制形成微小凹凸，獲得高S/N比。
在本發(fā)明的冷軋方法中，使芯棒的加工部錐度θ1和精軋部的錐度θ2的下限為0°，但對(duì)于加工部錐度θ1，由于在管坯的減徑加工之際，沿著芯棒的加工部的形狀進(jìn)行加工，可確保高尺寸精度，因此維持錐度形狀是合適的。為此，更優(yōu)選是使加工部錐度θ1的下限為0.1°。
另外，即使對(duì)于精軋部錐度θ2，只要成為稍許錐形，則也會(huì)有效地防止軋制加工后的管內(nèi)表面與芯棒接觸所產(chǎn)生的燒傷傷痕或擦傷。為此，更優(yōu)選是使精軋部錐度θ2的下限為0.01°。
實(shí)施例(實(shí)施例1)在實(shí)施例1中，使用最終精軋中改變了側(cè)溢出率SR的軋輥，在確保以往的截面Rd(80％左右)的狀態(tài)下，調(diào)查使內(nèi)徑Rd變化時(shí)的S/N比。準(zhǔn)備相當(dāng)于JIS規(guī)格的NCF690TB的鋼(30Cr-60Ni)的鋼坯作為試件，用熱擠壓制成外徑55mm×內(nèi)徑32mm的管后，實(shí)施外表面研磨，加工成外徑54.75mm×內(nèi)徑32mm的皮爾格軋制用管坯。
作為本發(fā)明方法(試驗(yàn)No.1、2)的軋制方案，是將獲得的管坯一次軋制而成外徑23mm×內(nèi)徑16.4mm的中間管坯。此時(shí)的內(nèi)徑Rd為48.8％，截面Rd為86.8％。
在此后的最終精軋中，使用將側(cè)溢出率SR變更為0％、0.5％、1.0％、1.5％和2.0％(5種)的軋輥，以及使加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2變化的芯棒，精軋成外徑12.85mm×內(nèi)徑10.67mm的金屬管。表1示出最終精軋下的截面Rd、內(nèi)徑Rd、芯棒的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2以及送進(jìn)量F。
作為以往方法(試驗(yàn)No.3)的軋制方案，是將獲得的管坯一次軋制而成外徑25mm×內(nèi)徑19mm的中間管坯。此時(shí)的內(nèi)徑Rd為40.6％，截面Rd為86.6％。
同樣的，在最終精軋中，使用將側(cè)溢出率SR變更為0％、0.5％、1.0％、1.5％和2.0％(5種)的軋輥，精軋成外徑12.85mm×內(nèi)徑10.67mm的金屬管。表1示出最終精軋中的截面Rd、內(nèi)徑Rd、芯棒的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2以及送進(jìn)量F。但是，側(cè)溢出率SR為0％時(shí)，都會(huì)發(fā)生過充滿，不能進(jìn)行冷軋。
表1(最終精軋軋制方案)

注表中帶*的數(shù)據(jù)表示超出本發(fā)明的規(guī)定范圍。
在表1所示的條件下，在頻率為750kHz、自比較型的條件下對(duì)最終精軋金屬管的內(nèi)表面進(jìn)行渦流探傷，以φ0.66mm的貫通鉆孔作為基準(zhǔn)的人工缺陷，調(diào)查各自的S/N比。
圖6為示出實(shí)施例1中調(diào)查的S/N比結(jié)果的圖。在實(shí)施例1中，使送進(jìn)量F為2.5mm，為較低速(以往為4mm)，但在以往方法(試驗(yàn)No.3)的軋制方案中，與側(cè)溢出率SR無關(guān)，S/N比不到15，但在本發(fā)明方法(試驗(yàn)No.1、2)的軋制方案中，在確保高的截面Rd狀態(tài)下，通過降低內(nèi)徑Rd，確認(rèn)可獲得更高的S/N比。
根據(jù)本發(fā)明方法(試驗(yàn)No.1、2)的軋制方案，通過使側(cè)溢出率SR處于0.5～1.0％的范圍，可使S/N比為15以上。此外，在本發(fā)明方法的試驗(yàn)No.2中，通過使芯棒的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2變小，可獲得更高的S/N比。
(實(shí)施例2)在實(shí)施例2中，調(diào)查最終精軋時(shí)使芯棒的加工部錐度θ1變化、并且對(duì)送進(jìn)量F進(jìn)行各種改變時(shí)的S/N比。與實(shí)施例1同樣地，準(zhǔn)備相當(dāng)于JIS標(biāo)準(zhǔn)的NCF690TB的鋼(30Cr-60Ni)的鋼坯作為試件，用熱擠壓制成外徑為55mm×內(nèi)徑32mm的管后，實(shí)施外表面研磨，加工成外徑54.75mm×內(nèi)徑32mm的皮爾格軋制用管坯。
實(shí)施例2(試驗(yàn)No.4、5)中的軋制方案與實(shí)施例1的本發(fā)明方法(試驗(yàn)No.1、2)相同，通過一次軋制加工成外徑23mm×內(nèi)徑16.4mm的中間管坯(內(nèi)徑Rd為48.8％，截面Rd為86.8％)。
在最終精軋中，使用側(cè)溢出率SR為0.5％的軋輥，以及使加工部錐度θ1變化的芯棒，將送進(jìn)量F變更為1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm和3.5mm(5種)，精軋成外徑12.85mm×內(nèi)徑10.67mm的金屬管。表2示出最終精軋下的側(cè)溢出率SR、截面Rd、內(nèi)徑Rd、芯棒的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2以及送進(jìn)量F。
表2(最終精軋軋制方案)

注表中帶*的數(shù)據(jù)表示超出本發(fā)明的規(guī)定范圍。
在表2所示的條件下，與實(shí)施例1情況相同地在頻率為750kHz、自比較型的條件下對(duì)最終精軋金屬管的內(nèi)表面進(jìn)行渦流探傷，以φ0.66mm的貫通鉆孔作為基準(zhǔn)的人工缺陷，調(diào)查各自的S/N比。
圖7為示出實(shí)施例2中調(diào)查的S/N比結(jié)果的圖。根據(jù)該圖的結(jié)果可知，通過在內(nèi)徑Rd為34.9％的軋制方案下進(jìn)行軋制，若送進(jìn)量F為3.0mm以下，則S/N比可維持在超過15的較高水準(zhǔn)。因此，在本發(fā)明的軋制方案中，為了維持生產(chǎn)率并確保較高的S/N比，使送進(jìn)量F為1.0～3.0mm。
此外，根據(jù)圖7所示的結(jié)果，可確認(rèn)到通過使芯棒的加工部錐度θ1變小，可獲得更高的S/N比。
(實(shí)施例3)在實(shí)施例3中，調(diào)查在最終精軋中分別變更芯棒的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2時(shí)的S/N比。與實(shí)施例1同樣地，準(zhǔn)備相當(dāng)于JIS標(biāo)準(zhǔn)的NC F690TB的鋼(30Cr-60Ni)的鋼坯作為試件，用熱擠壓制成外徑為55mm×內(nèi)徑32mm的管后，實(shí)施外表面研磨，加工成外徑54.75mm×內(nèi)徑32mm的皮爾格軋制用管坯。
實(shí)施例3(試驗(yàn)No.6)的軋制方案與實(shí)施例1的本發(fā)明方法(試驗(yàn)No.1、2)相同，是通過一次軋制加工成外徑23mm×內(nèi)徑16.4mm的中間管坯(內(nèi)徑Rd為48.8％，截面Rd為86.8％)，在最終精軋中，使用使加工部錐度θ1變化為0.1°～0.3°(4種)和使精軋部錐度θ2變化為0.01°～0.3°(4種)的芯棒，精軋成外徑12.85mm×內(nèi)徑10.67mm的金屬管。表3示出最終精軋中的側(cè)溢出率SR、截面Rd、內(nèi)徑Rd、芯棒的加工部錐度θ1和精軋部錐度θ2以及送進(jìn)量F。
表3(最終精軋軋制方案)

在表3所示的條件下，與實(shí)施例1情況下相同，在頻率為750kHz、自比較型的條件下對(duì)最終精軋金屬管的內(nèi)表面進(jìn)行渦流探傷，以φ0.66mm的貫通鉆孔作為基準(zhǔn)的人工缺陷，調(diào)查各自的S/N比。其調(diào)查結(jié)果由表4所示。
表4(試驗(yàn)No.6的試驗(yàn)結(jié)果)

注表中的θ1和θ2用(°)表示。
根據(jù)表4的結(jié)果，滿足本發(fā)明規(guī)定的孔型形狀(側(cè)溢出率SR為0.5％)和軋制方案(內(nèi)徑Rd為34.9％)時(shí)，即使使用以往采用的加工部錐度θ1為0.3°和精軋部錐度θ2為0.3°的芯棒，S/N比也可成為15以上的高水準(zhǔn)。
此外，由于使各錐度越小，獲得的S/N比越高，因此優(yōu)選是使加工部錐度θ1為0.2°以下，精軋部錐度θ2為0.1°以下。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的金屬管的冷軋方法，通過使軋輥的側(cè)溢出率SR、作為軋制方案的截面Rd、內(nèi)徑Rd和被加工材料的送進(jìn)量F最佳化，進(jìn)而通過合適地選擇芯棒中的加工部的錐度θ1和精軋部的錐度θ2，不需要新的設(shè)備裝置，不會(huì)使產(chǎn)品成品率降低或不會(huì)增加制造成本，就能夠保持皮爾格軋制產(chǎn)生的最終軋制后的管內(nèi)表面的尺寸形狀(正圓形狀)，能夠確保優(yōu)良的平面特性。由此，能夠廣泛地適用于制造在內(nèi)表面渦流探傷時(shí)發(fā)揮較大的S/N比的蒸汽發(fā)生管。
權(quán)利要求
1.一種金屬管的冷軋方法，由使用由孔型直徑Dx和側(cè)溢出量Fx構(gòu)成的孔型組成的一對(duì)軋輥、在該軋輥之間具有芯棒的皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋方法，其特征在于，使由所述軋輥的下述(1)式表示的側(cè)溢出率SR為0.5～1.0％的范圍；作為軋制方案，使由下述(2)式表示的截面縮減率為70～90％，且使下述(3)式表示的內(nèi)徑縮減率為25～40％，此外，使被加工材料的送進(jìn)量(每1軋輥往復(fù)工序)為1.0～3.0mm，進(jìn)行最終精軋，SR(％)＝{(2×Fx)/(2×Fx+Dx)}×100…(1)截面縮減率(％)＝{1-(加工后的截面積/加工前的截面積)}×100…(2)內(nèi)徑縮減率(％)＝{1-(加工后的內(nèi)徑/加工前的內(nèi)徑)}×100…(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管的冷軋方法，其特征在于，使所述芯棒中的加工部錐度θ1為0.2°以下、該芯棒中的精軋部錐度θ2為0.1°以下，來進(jìn)行最終精軋。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使由皮爾格軋制進(jìn)行的最終精軋后的管內(nèi)表面的尺寸形狀(圓度)和平面特性優(yōu)良、可保證內(nèi)表面渦流探傷時(shí)S/N比的金屬管的冷軋方法，由使用由孔型直徑Dx和側(cè)溢出量Fx構(gòu)成的孔型組成的一對(duì)軋輥、在該軋輥之間具有芯棒的皮爾格軋制進(jìn)行的冷軋方法，使由所述軋輥的下述(1)式表示的側(cè)溢出率SR為0.5～1.0％的范圍；作為軋制方案，使截面Rd為70～90％，且使內(nèi)徑Rd為2 5～40％，此外，使被加工材料的送進(jìn)量(每1軋輥往復(fù)工序)為1.0～3.0mm，從而進(jìn)行最終精軋，SR(％)＝{(2×Fx)/(2×Fx+Dx)}×100…(1)。
文檔編號(hào)B21B27/02GK1891364SQ200610090719
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者露口聰史, 小野敏秀 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社