JP2005349451A - Mandrel bar for hot seamless pipes - Google Patents
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Abstract
【課題】熱間継目無製管用マンドレルバーの耐用寿命を、熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延であっても、確実に大幅に改善する。
【解決手段】表面に、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有するとともに表面の中心線平均粗さRaが0.05μm 以上5μm 以下である、厚みが5μm 以上50μm 以下である第１層と、この第１層の上に、10質量％以上80質量％以下の粒子状の酸化物系層状化合物と残部が硼酸のアルカリ金属塩又はアミン塩の１種以上とからなる厚みが10μm 以上500μm 以下である無機被膜からなる第２層とを備える熱間継目無製管用マンドレルバーである。
【選択図】なしTo reliably improve the service life of a mandrel bar for hot seamless pipes even when rolling seamless steel pipes made of stainless steel with severe hot rolling conditions.
The surface contains at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO or FeCr 2 O 4 and has a surface centerline average roughness Ra of 0.05 μm or more and 5 μm or less. A first layer of 5 μm or more and 50 μm or less, a particulate oxide layered compound of 10% by weight to 80% by weight on the first layer, and an alkali metal salt or amine salt of boric acid as the balance A hot-manufactured mandrel bar comprising a second layer made of an inorganic coating having a thickness of 10 μm or more and 500 μm or less.
[Selection figure] None
Description
本発明は、熱間継目無製管用マンドレルバーに関する。 The present invention relates to a mandrel bar for hot seamless pipe production.
一般に、継目無鋼管の製造工程で行われるマンドレルミルによる圧延では、マンドレルバーの表面と圧延される素管の内面との接触面は、極めて厳しいすべり摩擦状態にある。このため、マンドレルバーの表面には、摩耗、焼き付き、肌荒れさらにはヒートクラック等の欠陥が生じる。循環して使用されるマンドレルバーの表面状態が使用回数の増加に伴って劣化してくると、このマンドレルバーをライン外へ一旦搬出して表面手入れを行うこととなる。特に、継目無ステンレス鋼管の圧延ではマンドレルバーの表面手入れの頻度が高く、生産性を低下させる一因となっている。このため、マンドレルバーの耐用寿命を延長することによりこの表面手入れの頻度を低減する必要がある。 In general, in rolling by a mandrel mill performed in the manufacturing process of a seamless steel pipe, the contact surface between the surface of the mandrel bar and the inner surface of the rolled raw pipe is in a very severe sliding friction state. For this reason, defects such as wear, seizure, rough skin, and heat cracks occur on the surface of the mandrel bar. When the surface state of the mandrel bar used in a circulating manner deteriorates as the number of uses increases, the mandrel bar is once taken out of the line and the surface is cleaned. In particular, in the rolling of seamless stainless steel pipes, the surface of the mandrel bar is frequently cleaned, which is a factor in reducing productivity. For this reason, it is necessary to reduce the frequency of this surface care by extending the service life of the mandrel bar.
特許文献1には、マンドレルバーの表面における熱疲労亀裂の発生を低減するために、マンドレルバーにNbを適量添加することにより組織制御を行う発明が開示され、特許文献2には、Cu、AlさらにはZn等の金属又はそれらの合金をマンドレルバーの表面に溶融拡散させる発明が開示されている。 Patent Document 1 discloses an invention for controlling the structure by adding an appropriate amount of Nb to the mandrel bar in order to reduce the occurrence of thermal fatigue cracks on the surface of the mandrel bar, and Patent Document 2 discloses Cu, Al. Furthermore, an invention is disclosed in which a metal such as Zn or an alloy thereof is melted and diffused on the surface of a mandrel bar.
特許文献3には、マンドレルバーの表面を円周方向に研磨した後、中心線平均粗さRaが4.0〜12.0μm となるように軸方向へ仕上げ研磨を行ってマンドレルバーを表面処理する発明が開示されている。一方、特許文献4には、円周方向の中心線平均粗さRaが1.0〜4.0μm であるマンドレルバーが提案されている。 Patent Document 3 discloses an invention in which the surface of the mandrel bar is surface-treated by polishing the surface of the mandrel bar in the circumferential direction and then performing final polishing in the axial direction so that the center line average roughness Ra is 4.0 to 12.0 μm. It is disclosed. On the other hand, Patent Document 4 proposes a mandrel bar having a center line average roughness Ra in the circumferential direction of 1.0 to 4.0 μm.
特許文献5には、ショットブラストを行ってから熱処理(焼き入れ及び焼き戻し)を行うことによりマンドレルバーの表面を調整する発明が開示されている。
さらに、特許文献6には、マンドレルバーの表面に錆を付与した後にスケールを生成させる方法が開示されている。
Patent Document 5 discloses an invention in which the surface of a mandrel bar is adjusted by performing heat treatment (quenching and tempering) after performing shot blasting.
Further, Patent Document 6 discloses a method for generating scale after imparting rust to the surface of a mandrel bar.
特許文献1〜6により開示された発明は、マンドレルバーの延命効果をある程度得ることは可能であるものの、大幅な耐用寿命向上を図ることは困難であり、特に熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延では、マンドレルバーの延命効果は殆ど認められない。 Although the inventions disclosed by Patent Documents 1 to 6 can obtain a mandrel bar life extension effect to some extent, it is difficult to achieve a significant improvement in service life, especially from stainless steel with severe hot rolling conditions. In the rolling of the seamless steel pipe, the life extension effect of the mandrel bar is hardly recognized.
特許文献1、2に記載された発明は、マンドレルバー自体にNb等の合金元素を添加することを要するため、新規に製作されるマンドレルバーには適用できるが、現在既に実操業に使用されているマンドレルバーには適用できない。 Since the inventions described in Patent Documents 1 and 2 require the addition of alloy elements such as Nb to the mandrel bar itself, it can be applied to a newly manufactured mandrel bar, but is already used in actual operation. Not applicable to existing mandrel bars.
特許文献3により開示された発明では、中心線平均粗さRaが4.0〜12.0μm の表面粗さを与えるために表面の凸部の面圧が高まり過ぎ、圧延時に、この凸部を起点として焼付きが発生し易い。 In the invention disclosed in Patent Document 3, the surface pressure of the convex portion on the surface is excessively increased to give the surface roughness of the center line average roughness Ra of 4.0 to 12.0 μm. Sticking is likely to occur.
一方、特許文献4により開示された発明では、潤滑剤の保持力が弱いために圧延時の摩擦抵抗が高くなり、使用環境の厳しいステンレス製管用のマンドレルバーに対しては殆ど延命効果が認められない。 On the other hand, in the invention disclosed in Patent Document 4, since the retention force of the lubricant is weak, the frictional resistance during rolling is high, and a life extension effect is almost recognized for mandrel bars for stainless steel pipes that are used in severe environments. Absent.
特許文献5により開示された発明では、焼き入れ時のスケールが厚く生成されるためこのスケールが剥離し易い。
さらに、特許文献6により開示された発明では、錆及びスケールの相乗効果によって場合によってはスケール層が100μm 以上と極めて厚く生成してしまう。このため、この発明は、熱間圧延条件が緩い炭素鋼からなる継目無鋼管の圧延では効果が認められるものの、熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延では効果は認められない。
In the invention disclosed in Patent Document 5, since the scale at the time of quenching is generated thick, the scale is easily peeled off.
Furthermore, in the invention disclosed in Patent Document 6, the scale layer is generated as extremely thick as 100 μm or more depending on the synergistic effect of rust and scale. For this reason, the present invention is effective in rolling seamless steel pipes made of carbon steel with mild hot rolling conditions, but is not effective in rolling seamless steel pipes made of stainless steel with severe hot rolling conditions. .
また、これらの発明において使用される潤滑剤は主に黒鉛系潤滑剤であり、これを、マンドレルミルによる圧延の直前にマンドレルバーの表面に噴霧している。しかし、これでは、潤滑剤を均一に塗布することが難しく、また噴霧されて形成された潤滑剤被膜のマンドレルバーへの密着性も安定しないため、特に熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延ではマノレルバーの損傷が多発してしまう。 In addition, the lubricant used in these inventions is mainly a graphite-based lubricant, which is sprayed on the surface of the mandrel bar immediately before rolling by the mandrel mill. However, in this case, it is difficult to apply the lubricant uniformly, and the adhesion of the lubricant film formed by spraying to the mandrel bar is not stable. In rolling steelless pipes, the manorel bar is frequently damaged.
本発明は、熱間継目無製管用マンドレルバーの耐用寿命を、熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延であっても、確実に大幅に改善することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention provides a technique capable of reliably and greatly improving the service life of a mandrel bar for hot seamless pipe production even when rolling a seamless steel pipe made of stainless steel with severe hot rolling conditions. For the purpose.
本発明は、表面に、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有する厚みが5μm 以上50μm 以下である第１層と、この第１層の上に、10質量％以上80質量％以下の粒子状の酸化物系層状化合物と残部が硼酸のアルカリ金属塩又はアミン塩の１種以上とからなる厚みが10μm 以上500μm 以下である無機被膜からなる第２層とを備えることを特徴とする熱間継目無製管用マンドレルバーである。 The present invention provides a first layer containing at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO or FeCr 2 O 4 on the surface and having a thickness of 5 μm or more and 50 μm or less, and on the first layer. A second layer comprising an inorganic coating having a thickness of 10 μm or more and 80 μ% or less of a particulate oxide layered compound and the balance consisting of at least one of an alkali metal salt or amine salt of boric acid and a thickness of 10 μm to 500 μm. It is a mandrel bar for hot seamless pipes characterized by including a layer.
この本発明に係る熱間継目無製管用マンドレルバーでは、第1層の表面の中心線平均粗さRaが0.05μm 以上5μm 以下であることが望ましい。 In the mandrel bar for hot seamless pipes according to the present invention, it is desirable that the center line average roughness Ra of the surface of the first layer is 0.05 μm or more and 5 μm or less.
本発明により、熱間継目無製管用マンドレルバーの耐用寿命を、熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延であっても、確実に大幅に改善することができる。 According to the present invention, the service life of a mandrel bar for a hot seamless pipe can be reliably and greatly improved even when rolling a seamless steel pipe made of stainless steel with severe hot rolling conditions.
以下、本発明に係る熱間継目無製管用マンドレルバーを実施するための最良の形態を詳細に説明する。
[基礎的知見]
熱間継目無製管用マンドレルバー(以下単に「マンドレルバー」という)の耐用寿命を大幅に延長することができる本発明の基となる知見について簡単に説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the mandrel bar for hot seamless pipe production according to the present invention will be described in detail.
[Basic knowledge]
The knowledge underlying the present invention that can significantly extend the useful life of a mandrel bar for hot seamless pipes (hereinafter simply referred to as “mandrel bar”) will be briefly described.
使用されるマンドレルバーが損傷する原因は、素管の内面との間における焼付き、及びマンドレルバーの表面の塑性流動による変形である。焼き付きは、マンドレルバーの表面における潤滑剤の性能（付着性や潤滑性等）が不足している場合に発生する。一方、塑性流動は、潤滑不足により激しい摩擦発熱による温度上昇に対してマンドレルバー本体の高温強度が不足している場合に発生する。 The cause of damage to the mandrel bar used is seizure between the inner surface of the blank tube and deformation due to plastic flow on the surface of the mandrel bar. The seizure occurs when the performance (adhesion, lubricity, etc.) of the lubricant on the surface of the mandrel bar is insufficient. On the other hand, the plastic flow occurs when the high temperature strength of the mandrel bar main body is insufficient with respect to the temperature rise due to intense frictional heat generation due to insufficient lubrication.
上述したように、従来、マンドレルバーの潤滑は、マンドレルミルによる圧延の直前に黒鉛系潤滑剤をマンドレルバーの表面に噴霧することによって確保しようとしてきたが、噴霧されて形成された黒鉛系潤滑剤の被膜のマンドレルバーへの密着性も安定しないため、特に熱間圧延条件が厳しいステンレス鋼からなる継目無鋼管の圧延ではマンドレルバーの焼き付きが多発してしまう。 As described above, conventionally, the lubrication of the mandrel bar has been attempted to be ensured by spraying the graphite-based lubricant on the surface of the mandrel bar immediately before rolling by the mandrel mill, but the graphite-based lubricant formed by spraying. Since the adhesion of the coating to the mandrel bar is not stable, the mandrel bar is often seized particularly in the rolling of a seamless steel pipe made of stainless steel having severe hot rolling conditions.
これに対し、黒鉛系潤滑剤からなる被膜よりも優れた摩擦特性を示すマイカを含有する被膜を予めマンドレルバーの表面に成膜させておくことによって極めて優れた密着性及び潤滑性をともに確保することができ、マンドレルバーの寿命を著しく向上できる。しかし、マイカを含有する被膜をマンドレルバーの表面に安定して成膜するには、マンドレルバーの表面に適切な下地処理として、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有する厚みが5μm 以上50μm 以下である第１層を形成しておくことが必要である。 On the other hand, both excellent adhesion and lubricity are ensured by pre-depositing a film containing mica, which exhibits better friction characteristics than a film made of a graphite-based lubricant, on the surface of the mandrel bar. The life of the mandrel bar can be significantly improved. However, in order to stably form a film containing mica on the surface of the mandrel bar, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO or FeCr 2 O 4 is used as an appropriate base treatment on the surface of the mandrel bar. It is necessary to form a first layer containing at least one kind and having a thickness of 5 μm to 50 μm.
さらに、この第1層の表面粗さをショット等により特定の範囲に定めれば、マンドレルバーのさらなる延命効果が得られる。
このように、本実施の形態では、マンドレルバーの表面に、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有する厚みが5μm 以上50μm 以下である第１層と、この第１層の上に、10質量％以上80質量％以下の粒子状の酸化物系層状化合物と残部が硼酸のアルカリ金属塩又はアミン塩の１種以上とからなる厚みが10μm 以上500μm 以下である無機被膜からなる第２層とを形成する。そこで、以下、第1層及び第2層について順次説明する。
Furthermore, if the surface roughness of the first layer is set within a specific range by shots or the like, the life extension effect of the mandrel bar can be obtained.
As described above, in the present embodiment, on the surface of the mandrel bar, the first layer containing at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO, or FeCr 2 O 4 is 5 μm or more and 50 μm or less. And a thickness of 10 μm or more and 500 μm or more of a particulate oxide layered compound of 10% by mass or more and 80% by mass or less on the first layer and the balance of one or more of alkali metal salts or amine salts of boric acid. A second layer made of an inorganic coating that is the following is formed. Therefore, hereinafter, the first layer and the second layer will be sequentially described.
[第1層]
本実施の形態における素材となるマンドレルバーは、熱間継目無製管用として用いられるものであれば如何なるものであってもよく、特定の種類のものには限定されない。また、このマンドレルバーは、当然のことながら、新規に製作されるマンドレルバーであってもよいが、現在既に実操業に使用されているマンドレルバーであってもよい。既に使用されているマンドレルバーに対して適用する場合には、このマンドレルバーに適宜表面手入れを行っておくことが望ましい。
[First layer]
The mandrel bar as a material in the present embodiment may be any material as long as it is used for hot seamless pipes, and is not limited to a specific type. The mandrel bar may be a mandrel bar that is newly manufactured as a matter of course, or may be a mandrel bar that is already used in actual operation. When applied to a mandrel bar that has already been used, it is desirable that the mandrel bar is appropriately surface-treated.
本実施の形態では、このマンドレルバーの表面に、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有する厚みが5μm 以上50μm 以下である第1層を形成する。
本実施の形態では、上述したように、マイカを含有する被膜からなる第2層をマンドレルバーに成膜させることによって極めて優れた密着性及び潤滑性をともに確保する。しかし、無機被膜からなる第2層の密着性は、地金であるマンドレルバーの表面状態に大きく影響される。具体的には、マンドレルバーの表面が金属面であるとこの金属面の上に直接第2層を形成しても、この第2層と金属面との親和性が悪く、マンドレルバーの延命効果を得られる程度の十分な第2層の密着性を確保することはできない。
In the present embodiment, a first layer containing at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO or FeCr 2 O 4 and having a thickness of 5 μm or more and 50 μm or less is formed on the surface of the mandrel bar. .
In the present embodiment, as described above, both the excellent adhesion and lubricity are ensured by forming the second layer made of a film containing mica on the mandrel bar. However, the adhesion of the second layer made of an inorganic coating is greatly influenced by the surface state of the mandrel bar, which is a bare metal. Specifically, if the surface of the mandrel bar is a metal surface, even if the second layer is formed directly on the metal surface, the affinity between the second layer and the metal surface is poor, and the life extension effect of the mandrel bar It is not possible to ensure sufficient adhesion of the second layer to the extent that it can be obtained.
そこで、本実施の形態では、この第2層の密着性を十分に確保するために、マンドレルバーの表面にまず第1層として、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有する酸化物被膜を形成する。酸化物被膜としては、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有するものであればよい。 Therefore, in this embodiment, in order to sufficiently secure the adhesion of the second layer, the first layer is first formed on the surface of the mandrel bar as Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO or FeCr 2 O 4. An oxide film containing at least one of the above is formed. Any oxide film may be used as long as it contains at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO, and FeCr 2 O 4 .
この第1層を形成する手段は何ら限定を要さない。例えば、処理するマンドレルバー全体を熱処理炉に装入して加熱することや、処理するマンドレルバーの表面をバーナーや高周波加熱炉を用いて昇温すること、あるいは処理するマンドレルバーを製管ラインで予備使用すること等のいずれの方法によることが例示される。 The means for forming the first layer is not limited at all. For example, the entire mandrel bar to be treated is charged into a heat treatment furnace and heated, the surface of the mandrel bar to be treated is heated using a burner or a high-frequency heating furnace, or the mandrel bar to be treated is formed on a pipe production line. It is exemplified by any method such as preliminary use.
また、この第1層の厚みが5μm 未満であると、圧延中に第2層との間における密着性を十分に確保することができず、マンドレルミルによる製管時に第2層が剥離し、所望の潤滑特性を確保できない。一方、第1層の厚みが50μm を超えると圧延中に第1層を起点とする層間剥離が発生してしまい、やはり所望の潤滑特性を確保できなくなる。そこで、本実施の形態では、第1層の厚みは5μm 以上50μm 以下と限定する。同様の観点から、第1層の厚みの下限は6μm であることが望ましく、上限は20μm であることが望ましい。 Further, if the thickness of the first layer is less than 5 μm, it is not possible to ensure sufficient adhesion between the second layer during rolling, the second layer is peeled off during pipe making by a mandrel mill, Desired lubrication characteristics cannot be ensured. On the other hand, if the thickness of the first layer exceeds 50 μm, delamination starting from the first layer occurs during rolling, and it is no longer possible to ensure desired lubrication characteristics. Therefore, in the present embodiment, the thickness of the first layer is limited to 5 μm or more and 50 μm or less. From the same viewpoint, the lower limit of the thickness of the first layer is preferably 6 μm, and the upper limit is preferably 20 μm.
さらに、本実施の形態では、この第1層の表面の中心線平均粗さRaを0.05μm 以上5μm 以下とした。第1層の表面に中心線平均粗さRaが0.05μm 以上5μm 以下である凹凸を設けることによって、アンカリング効果が発揮され、第2層の第1層に対する密着力をより一層向上することができ、これにより、マンドレルバーのさらなる延命効果を図ることができる。 Further, in the present embodiment, the center line average roughness Ra of the surface of the first layer is set to 0.05 μm or more and 5 μm or less. By providing irregularities with a center line average roughness Ra of 0.05 μm or more and 5 μm or less on the surface of the first layer, the anchoring effect is exhibited and the adhesion of the second layer to the first layer can be further improved. Thus, the life extension effect of the mandrel bar can be improved.
このような凹凸を第1層の表面に設ける手段は何ら限定を要さない。例えば、第1層の被膜を成膜する前に、地金であるマンドレルバーの表面にグラインダ加工やショット加工等を行うことや、第1層を成膜した後に第1層の表面にグラスピ−ニング等を行うことが例示される。 The means for providing such irregularities on the surface of the first layer is not limited. For example, before the first layer film is formed, the surface of the mandrel bar, which is a bare metal, is subjected to grinder processing, shot processing, or the like. For example, performing the ning or the like.
第1層の表面の中心線平均粗さRaが0.05μm未満であると、十分なアンカリング効果を得られない。一方、 第1層の表面の中心線平均粗さRaが5μm 超であると、マンドレルミルによる圧延の際に凸部の面圧が著しく上昇して第2層が損傷するため、マンドレルバーのさらなる延命効果を期待できなくなる。
本実施の形態における第1層は、以上のように構成される。
When the center line average roughness Ra of the surface of the first layer is less than 0.05 μm, a sufficient anchoring effect cannot be obtained. On the other hand, if the center line average roughness Ra of the surface of the first layer is more than 5 μm, the surface pressure of the convex portion is significantly increased during rolling by the mandrel mill, and the second layer is damaged. Life expectancy can no longer be expected.
The first layer in the present embodiment is configured as described above.
[第2層]
本実施の形態では、上述した第１層の上に、第2層として、10質量％以上80質量％以下の粒子状の酸化物系層状化合物と、残部が硼酸のアルカリ金属塩又はアミン塩の１種以上とからなる厚みが10μm 以上500μm 以下である無機被膜を形成する。
[Second layer]
In the present embodiment, a particulate oxide-based layered compound of 10% by mass or more and 80% by mass or less as a second layer on the first layer described above, and an alkali metal salt or amine salt of boric acid as the remainder. An inorganic film having a thickness of 10 μm or more and 500 μm or less is formed.
本実施の形態では、「粒子状の酸化物系層状化合物」として、潤滑特性に優れた物質であるマイカを用いた。本明細書におけるマイカとは、例えば天然または人工のマイカのいずれでもよい。具体的には、カリウム四珪素マイカ｛KMg2.5 (Si4 O10)F2 ｝、ナトリウム四珪素マイカ｛NaMg2.5(SiO4 O10）F2 ｝、天然金マイカ｛MKg3(AlSi2 1010)(OH)2 ｝が例示される。 In the present embodiment, mica, which is a substance having excellent lubrication characteristics, is used as the “particulate oxide-based layered compound”. The mica in the present specification may be, for example, natural or artificial mica. Specifically, potassium tetrasilicon mica {KMg 2.5 (Si 4 O 10 ) F 2 }, sodium tetrasilicon mica {NaMg 2.5 (SiO 4 O 10 ) F 2 }, natural gold mica {MKg 3 (AlSi 2 10 10 ) (OH) 2 }.
このマイカを無機バインダー中に分散させてからマンドレルバーの表面に成膜するには、マイカと無機バインダーを含んだ液体をマンドレルバーの表面に塗布した後マンドレルバーを80℃以上150℃以下に加熱することによりバインダー中の水分を除去して付着性を向上させることが例示される。 In order to disperse this mica in an inorganic binder and form a film on the surface of the mandrel bar, a liquid containing mica and an inorganic binder is applied to the surface of the mandrel bar, and then the mandrel bar is heated to 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. By doing so, it is exemplified that moisture in the binder is removed to improve adhesion.
また、これ以外の成膜法としては、予めマンドレルバーを80℃以上150℃以下に加熱した状態で、マイカと無機バインダーを含んだ液体をスプレ塗布又は刷毛塗布し、十分に乾燥することとしてもよい。 As another film forming method, a liquid containing mica and an inorganic binder may be applied by spraying or brushing in a state where the mandrel bar is heated to 80 ° C. or more and 150 ° C. or less in advance and sufficiently dried. Good.
第2層におけるマイカの含有量が10質量％未満であると潤滑特性が不足し、焼き付きが発生する。一方、マイカの含有量が80質量％を超えると被膜の機械的強度が低下し、圧延中に被膜が剥離して焼き付きが発生する。そこで、第2層におけるマイカの含有量は10質量％以上80質量％以下と限定する。同様の観点から、マイカの含有量の下限は30質量％であることが望ましく、上限は70質量％であることが望ましい。 When the content of mica in the second layer is less than 10% by mass, the lubrication characteristics are insufficient and seizure occurs. On the other hand, when the content of mica exceeds 80% by mass, the mechanical strength of the coating is lowered, and the coating is peeled off during rolling to cause seizure. Therefore, the mica content in the second layer is limited to 10 mass% or more and 80 mass% or less. From the same viewpoint, the lower limit of the mica content is desirably 30% by mass, and the upper limit is desirably 70% by mass.
また、第2層の厚みが10μm 未満であると、圧延中に第2層の被膜が早期に摩滅してしまい十分な潤滑性を確保できない。一方、第2層の厚みが500μm を超えると、圧延中に第2層を起点として層間剥離が発生し、十分な潤滑性を確保できない。そこで、本実施の形態では、第2層の厚みは10μm 以上500μm以下と限定する。同様の観点から、第2層の厚みの下限は50μm であることが望ましく、上限は200μm であることが望ましい。
本実施の形態における第2層は、以上のように構成される。
上述した第1層及び第2層を備える本実施の形態のマンドレルバーは、以上のように構成される。
On the other hand, if the thickness of the second layer is less than 10 μm, the coating of the second layer is quickly worn during rolling, and sufficient lubricity cannot be ensured. On the other hand, if the thickness of the second layer exceeds 500 μm, delamination occurs from the second layer during rolling, and sufficient lubricity cannot be ensured. Therefore, in the present embodiment, the thickness of the second layer is limited to 10 μm or more and 500 μm or less. From the same viewpoint, the lower limit of the thickness of the second layer is preferably 50 μm, and the upper limit is preferably 200 μm.
The second layer in the present embodiment is configured as described above.
The mandrel bar of the present embodiment including the first layer and the second layer described above is configured as described above.
本実施の形態では、マイカを含有する被膜を第2層としてマンドレルバーに成膜させるため、極めて優れた密着性及び潤滑性をともに確保することができ、マンドレルバーの寿命を著しく向上できる。 In the present embodiment, since the coating containing mica is formed on the mandrel bar as the second layer, both extremely excellent adhesion and lubricity can be ensured, and the life of the mandrel bar can be significantly improved.
また、本実施の形態では、マンドレルバーの表面に第1層として、Fe2O3、Fe3O4、FeO又はFeCr2O4の少なくとも１種類を含有する被膜を成膜するため、この上に成膜する第2層の密着力を十分に確保して第2層をマンドレルバーの表面に安定して成膜することができる。 Further, in the present embodiment, a film containing at least one of Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO or FeCr 2 O 4 is formed as a first layer on the surface of the mandrel bar. The second layer can be stably deposited on the surface of the mandrel bar by sufficiently securing the adhesion of the second layer.
さらに、本実施の形態では、第1層の表面粗さを例えばショットブラスト等を行うことによって中心線平均粗さRa：0.05μm 以上5μm 以下とするため、マンドレルバーのさらなる延命効果が得られる。 Furthermore, in the present embodiment, the surface roughness of the first layer is made, for example, by shot blasting or the like, so that the center line average roughness Ra is 0.05 μm or more and 5 μm or less, so that the life extension effect of the mandrel bar can be obtained.
JISに規定されるSKD6からなる、外径300mm、長さ24mmのマンドレルバーを準備し、表1に示す条件でマンドレルバーの表面に、第2層のみ、又は第1層及び第2層を形成した。そして、これらのマンドレルバーをマンドレルミルに適用して圧延素材に延伸圧延を行い、さらにサイザーを用いて定径圧延を行うことにより、13Cr鋼管を製造した。 Prepare a mandrel bar with an outer diameter of 300 mm and a length of 24 mm made of SKD6 as defined in JIS, and form only the second layer or the first and second layers on the surface of the mandrel bar under the conditions shown in Table 1. did. Then, these mandrel bars were applied to a mandrel mill, the rolled material was stretch-rolled, and further, constant diameter rolling was performed using a sizer to produce a 13Cr steel pipe.
そして、 マンドレルバーの損傷状況を目視にて調査し寿命を評価した。結果を表１にあわせて示す。 Then, the mandrel bar was visually inspected for damage and evaluated for life. The results are shown in Table 1.
表1において、番号1〜7が本発明で規定する範囲を満足しない比較例であり、番号8〜11が本発明例である。 In Table 1, numbers 1 to 7 are comparative examples that do not satisfy the range defined by the present invention, and numbers 8 to 11 are examples of the present invention.
番号1は、第1層を形成しないために第2層の密着力が不足しており、5パスで圧延を継続することができなくなった。
番号2は、第1層の厚みが本発明で規定する範囲の下限を下回っているために第2層の密着力が不足しており、20パスで圧延を継続することができなくなった。
In No. 1, since the first layer was not formed, the adhesion of the second layer was insufficient, and rolling could not be continued in 5 passes.
In No. 2, since the thickness of the first layer was below the lower limit of the range defined in the present invention, the adhesion of the second layer was insufficient, and rolling could not be continued in 20 passes.
番号3は、第2層のマイカの含有量が本発明で規定する範囲の下限を下回っているために第2層の密着力が不足しており、21パスで圧延を継続することができなくなった。
番号4は、第2層のマイカの含有量が本発明で規定する範囲の上限を上回っているために第2層の機械的強度が不足し、第2層が剥離し焼き付きが発生し、10パスで圧延を継続することができなくなった。
No. 3 is that the mica content of the second layer is below the lower limit of the range defined in the present invention, so the adhesion of the second layer is insufficient, and rolling cannot be continued in 21 passes. It was.
No. 4, the mica content of the second layer exceeds the upper limit of the range specified in the present invention, the mechanical strength of the second layer is insufficient, the second layer peels off and seizure occurs, 10 Rolling can no longer be continued with the pass.
番号5は、第2層の厚みが本発明で規定する範囲の下限を下回っているために第2層の潤滑性が不足し、21パスで圧延を継続することができなくなった。
番号6は、第2層の厚みが本発明で規定する範囲の上限を上回っているために第2層を起点として層間剥離が発生し、19パスで圧延を継続することができなくなった。
In No. 5, since the thickness of the second layer was below the lower limit of the range defined in the present invention, the lubricity of the second layer was insufficient, and rolling could not be continued in 21 passes.
In No. 6, since the thickness of the second layer exceeded the upper limit of the range defined in the present invention, delamination occurred starting from the second layer, and rolling could not be continued in 19 passes.
番号7は、第1層の厚みが本発明で規定する範囲の上限を上回っているために第1層を起点として層間剥離が発生し、26パスで圧延を継続することができなくなった。つまり、比較例の番号1〜7の圧延可能パス数の平均値は18パスであるのに対し、本発明例の番号8〜11の圧延可能パス数の平均値は約188パスであり、本発明で規定する事項を全て満足すれば、これを一つでも満足しない場合に比較して、10倍以上のマンドレルバーの圧延可能パス数という当業者の予想をはるかに超えた、極めて優れた耐用性が得られた。
このような効果は、本発明で規定する数値範囲とすることにより、第2層による断熱効果が有効に働き、圧延中にマンドレルバーの表面の温度上昇が著しく抑制されたために、マンドレルバ−の損傷が減少し、その寿命が著しく向上したものと思われる。
In No. 7, since the thickness of the first layer exceeded the upper limit of the range defined in the present invention, delamination occurred starting from the first layer, and rolling could not be continued in 26 passes. That is, the average value of the number of rollable passes of Nos. 1 to 7 in the comparative example is 18 passes, whereas the average value of the number of rollable passes of Nos. 8 to 11 in the present invention example is about 188 passes. If all the matters specified in the invention are satisfied, it is extremely superior in service life, far exceeding the expectation of those skilled in the art of mandrel bar rolling number of 10 times or more compared to the case of not satisfying even one of them. Sex was obtained.
By making the effect within the numerical range defined in the present invention, the heat insulation effect by the second layer works effectively, and the temperature rise on the surface of the mandrel bar is significantly suppressed during rolling, so that the mandrel bar is damaged. It seems that the lifespan is significantly improved.
Claims (2)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009045632A (en) * | 2007-08-14 | 2009-03-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Mandrel bar for hot seamless pipes and surface treatment method thereof |
| US8125659B2 (en) | 2007-02-26 | 2012-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus disclosure information transmission method and disclosure information display method |
-
2004
- 2004-06-11 JP JP2004174316A patent/JP2005349451A/en active Pending
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