JP2776256B2 - 熱間加工用表面処理工具 - Google Patents
熱間加工用表面処理工具Info
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工用表面処理工
具、特に熱間押出方式で継目無管を製造する際のマンド
レルやダイ、マンネスマン法で熱間継目無管を製造する
際のマンドレルバーやプラグ、さらには熱間圧延用ロー
ルなどの熱間加工用表面処理工具に関するものである。
具、特に熱間押出方式で継目無管を製造する際のマンド
レルやダイ、マンネスマン法で熱間継目無管を製造する
際のマンドレルバーやプラグ、さらには熱間圧延用ロー
ルなどの熱間加工用表面処理工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、継目無管の工業的な製造法とし
て、熱間押出製管法やマンネスマン製管法 (マンドレル
ミル方式、プラグミル方式など) 等の手段が一般に知ら
れているが、前記熱間押出製管法で使用されるマンドレ
ルやダイ、マンネスマン法で使用されるマンドレルバー
やプラグ、ロール等の熱間製管工具は表面温度や面圧な
どの何れをとっても使用条件が極めて苛酷であり、その
ため工具の摩耗や変形、焼付などの損傷が生じ易く、そ
の寿命延長が大きな課題となっていた。また、鋼板や形
鋼、条鋼等の熱間圧延に使用されるロールについても同
様の工具損傷の改善が課題となっていた。
て、熱間押出製管法やマンネスマン製管法 (マンドレル
ミル方式、プラグミル方式など) 等の手段が一般に知ら
れているが、前記熱間押出製管法で使用されるマンドレ
ルやダイ、マンネスマン法で使用されるマンドレルバー
やプラグ、ロール等の熱間製管工具は表面温度や面圧な
どの何れをとっても使用条件が極めて苛酷であり、その
ため工具の摩耗や変形、焼付などの損傷が生じ易く、そ
の寿命延長が大きな課題となっていた。また、鋼板や形
鋼、条鋼等の熱間圧延に使用されるロールについても同
様の工具損傷の改善が課題となっていた。
【０００３】その中でも工具に対する負荷の高い熱間押
出製管法として代表的なユジーン法を例に挙げると、ま
ず、加熱した中空ビレットをコンテナ内に収容し、その
中空ビレットの心孔にマンドレルを挿入した状態でステ
ムにより中空ビレットを前方へ押圧する。コンテナの前
方にはダイがセットされており、その内部には前記マン
ドレルの先端部が所定のギャップをもって挿入されてい
る。従って、ステムで前方へ押圧された中空ビレット
は、ダイとマンドレルとの間の環状の隙間から前方に向
かって管状に押し出される。この方法によると、ステン
レス鋼はもとより、それより更に加工性の悪い高合金ま
で製管することができる。
出製管法として代表的なユジーン法を例に挙げると、ま
ず、加熱した中空ビレットをコンテナ内に収容し、その
中空ビレットの心孔にマンドレルを挿入した状態でステ
ムにより中空ビレットを前方へ押圧する。コンテナの前
方にはダイがセットされており、その内部には前記マン
ドレルの先端部が所定のギャップをもって挿入されてい
る。従って、ステムで前方へ押圧された中空ビレット
は、ダイとマンドレルとの間の環状の隙間から前方に向
かって管状に押し出される。この方法によると、ステン
レス鋼はもとより、それより更に加工性の悪い高合金ま
で製管することができる。
【０００４】ここで使用されるマンドレルは、1200℃、
20〜30kgf/mm2 という高温高面圧の苛酷な摩擦環境にさ
らされる。そのため素材としてJIS G4404 に規定される
熱間合金工具鋼が使用され、これをマンドレル形状に機
械加工した後に焼入れ・焼戻しを施し、さらにその表面
に硬質Crメッキを施している。硬質Crメッキは、マンド
レルの表面硬度を高くし、耐摩耗性を向上させるための
処理である。また、同様の目的で表面に窒化処理を施し
て耐摩耗性を高めたマンドレル (特開平５−253613号公
報) も提案されている。
20〜30kgf/mm2 という高温高面圧の苛酷な摩擦環境にさ
らされる。そのため素材としてJIS G4404 に規定される
熱間合金工具鋼が使用され、これをマンドレル形状に機
械加工した後に焼入れ・焼戻しを施し、さらにその表面
に硬質Crメッキを施している。硬質Crメッキは、マンド
レルの表面硬度を高くし、耐摩耗性を向上させるための
処理である。また、同様の目的で表面に窒化処理を施し
て耐摩耗性を高めたマンドレル (特開平５−253613号公
報) も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の押出
し材料の高合金化に伴う加工性の悪化や、歩留向上のた
めの高加工度化により、熱間押出用マンドレルの使用環
境は極度に苛酷化しており、硬質Crメッキや窒化処理で
は対応が困難な状況になってきた。すなわち、これらの
表面処理被膜を施したマンドレルでは、早期に被膜の摩
耗や剥離が生じて使用不能となるうえ、これが原因とな
って管内面の品質や寸法精度にも悪影響を及ぼすなどの
問題があった。
し材料の高合金化に伴う加工性の悪化や、歩留向上のた
めの高加工度化により、熱間押出用マンドレルの使用環
境は極度に苛酷化しており、硬質Crメッキや窒化処理で
は対応が困難な状況になってきた。すなわち、これらの
表面処理被膜を施したマンドレルでは、早期に被膜の摩
耗や剥離が生じて使用不能となるうえ、これが原因とな
って管内面の品質や寸法精度にも悪影響を及ぼすなどの
問題があった。
【０００６】よって、本発明の目的は、従来の硬質Crめ
っきあるいは窒化処理に代えたより一層すぐれた表面処
理被膜を備えた熱間加工用表面処理工具を提供すること
である。
っきあるいは窒化処理に代えたより一層すぐれた表面処
理被膜を備えた熱間加工用表面処理工具を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は上
記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、次のような
知見を得ることができた。
記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、次のような
知見を得ることができた。
【０００８】マンドレルの高温での摩耗や変形等の損
傷を防止するためには高温における強度が必要である。
従来のCrメッキや窒化処理は、確かに常温ではビッカー
ス硬度で1000前後と極めて高い硬度を有するが、700 ℃
以上の高温になると極端に硬度が低下するために摩耗や
変形などの損傷を生じる。
傷を防止するためには高温における強度が必要である。
従来のCrメッキや窒化処理は、確かに常温ではビッカー
ス硬度で1000前後と極めて高い硬度を有するが、700 ℃
以上の高温になると極端に硬度が低下するために摩耗や
変形などの損傷を生じる。
【０００９】これらにかわる表面処理被膜として種々
の材質を検討した結果、特定量のＷを含有するNi基合金
から成る表面処理被膜は、常温硬度はビッカース硬度で
400 〜500 程度であり、さほど高くないが、700 ℃以上
の高温域ではCrめっきや窒化処理被膜に比べて極めて高
い硬度を持つ。すなわち、使用に際して700 ℃以上の温
度域に昇温されることによって、ビッカース硬度で1000
前後にまで硬化し、熱間加工用工具の摩耗や変形等の損
傷を防止する効果が極めて高い。
の材質を検討した結果、特定量のＷを含有するNi基合金
から成る表面処理被膜は、常温硬度はビッカース硬度で
400 〜500 程度であり、さほど高くないが、700 ℃以上
の高温域ではCrめっきや窒化処理被膜に比べて極めて高
い硬度を持つ。すなわち、使用に際して700 ℃以上の温
度域に昇温されることによって、ビッカース硬度で1000
前後にまで硬化し、熱間加工用工具の摩耗や変形等の損
傷を防止する効果が極めて高い。
【００１０】上記材質の表面処理を施す際、下地母材
が軟らかすぎると被膜の剥離が生じ易くなる。剥離を生
じないためには下地硬さをビッカース硬度で350 以上と
しなければならない。
が軟らかすぎると被膜の剥離が生じ易くなる。剥離を生
じないためには下地硬さをビッカース硬度で350 以上と
しなければならない。
【００１１】同様に、被膜の耐剥離性に対して下地母
材の表面粗さが影響する。下地の表面粗さが小さすぎて
も大きすぎても被膜剥離が生じ易いため、下地を適正な
粗さに仕上げることが必要である。
材の表面粗さが影響する。下地の表面粗さが小さすぎて
も大きすぎても被膜剥離が生じ易いため、下地を適正な
粗さに仕上げることが必要である。
【００１２】このような組成は合金として溶製可能で
あるが、そのままではＷの偏析が著しく、その結果、高
温強度や常温靱性が劣化し、工具として使用することが
極めて困難である。
あるが、そのままではＷの偏析が著しく、その結果、高
温強度や常温靱性が劣化し、工具として使用することが
極めて困難である。
【００１３】ここに、本発明の要旨とするところは、工
具母材とその表面に形成した表面処理被膜から成り、以
下の要件を満足することを特徴とする熱間加工用表面処
理工具である。
具母材とその表面に形成した表面処理被膜から成り、以
下の要件を満足することを特徴とする熱間加工用表面処
理工具である。
【００１４】工具母材の表面硬度がビッカース硬度で
350 以上であること。 工具母材の表面粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で0.30μ
ｍ以上、4.0 μｍ以下であること。 工具母材表面に形成される前記表面処理被膜が、重量
比で、W:30〜55％、残部NiであるNi基合金から成るこ
と。 本発明の好適態様によれば、表面処理被膜を構成する前
記Ni基合金は、重量比で、Cr:2〜15％、W:30〜50％、残
部実質的にNiである。
350 以上であること。 工具母材の表面粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で0.30μ
ｍ以上、4.0 μｍ以下であること。 工具母材表面に形成される前記表面処理被膜が、重量
比で、W:30〜55％、残部NiであるNi基合金から成るこ
と。 本発明の好適態様によれば、表面処理被膜を構成する前
記Ni基合金は、重量比で、Cr:2〜15％、W:30〜50％、残
部実質的にNiである。
【００１５】
【作用】次に、本発明において上述のように限定した理
由についてその作用とともに詳述する。
由についてその作用とともに詳述する。
【００１６】[被膜組成の限定理由] Ni基合金：本発明にかかる工具に設ける表面処理被膜は
Ｗの添加によって高温強度を高めたものであるが、その
特性を有効に作用させるためには、基質自体がある程度
の強度を有し、かつ延性・靱性に優れた合金でなければ
ならない。また添加したＷと反応して脆い金属間化合物
を形成する合金であってはならない。これらの性質を満
足するため、ベースはNiとする。さらに、Niの他に被膜
の強靱性を高める成分、例えばCr等を15％以下の範囲で
添加しても良い。従って、本発明のNi合金被膜の組成
は、Niをベースとし、15％以下のCrおよび不可避不純物
を含有するNi基合金であってもよい。
Ｗの添加によって高温強度を高めたものであるが、その
特性を有効に作用させるためには、基質自体がある程度
の強度を有し、かつ延性・靱性に優れた合金でなければ
ならない。また添加したＷと反応して脆い金属間化合物
を形成する合金であってはならない。これらの性質を満
足するため、ベースはNiとする。さらに、Niの他に被膜
の強靱性を高める成分、例えばCr等を15％以下の範囲で
添加しても良い。従って、本発明のNi合金被膜の組成
は、Niをベースとし、15％以下のCrおよび不可避不純物
を含有するNi基合金であってもよい。
【００１７】Ｗ：Ｗは高融点金属であり、Ni基合金に添
加されて被膜の高温強度を高める役割を果たし、図１に
示すようにＷ≧30％で高い高温硬度が得られる。W が少
ないとその効果は固溶強化程度に留まり、硬度向上効果
が不十分である。図１は後述する実施例の鋼種Ａを基本
組成とし、Ｗ含有量と1000℃におけるビッカース硬度と
の関係を示すものである。
加されて被膜の高温強度を高める役割を果たし、図１に
示すようにＷ≧30％で高い高温硬度が得られる。W が少
ないとその効果は固溶強化程度に留まり、硬度向上効果
が不十分である。図１は後述する実施例の鋼種Ａを基本
組成とし、Ｗ含有量と1000℃におけるビッカース硬度と
の関係を示すものである。
【００１８】すなわち、30％以上のW を含有するNi基合
金を、通常の溶解法で製造すると、W が凝固中に偏析
し、高温での強度上昇効果は極く僅かでしかないが、電
気化学的なメッキ法あるいは2000℃以上の超高温域から
溶融金属を被処理材表面に吹き付けるプラズマ溶射法等
によって母材表面に被膜を形成させる場合には、W の偏
析が極めて少なくなるか、もしくはアモルファス状とな
り、その後、一旦その使用前または使用中に、700 ℃以
上の温度域に加熱昇温または曝すと、W 粒子( αW)が主
で、一部がNiとW との金属間化合物(Ni4W)として均一に
微細分散析出する結果、室温下においてビッカース硬度
で1000前後の硬度を有し、700 ℃以上の高温域において
も高い硬度を有するようになると共に、マトリックスの
延性低下がないから母材に対する密着性( 耐剥離性) に
も優れる。一方、過度に含有してもその効果が飽和する
うえに被膜の延性・靱性を損なってクラックが発生し、
被膜内部や下地母材との界面で剥離が生じ易くなる。そ
のためＷの含有量を30〜55％(重量比) に限定する。後
述するCrを配合する場合、好ましくはＷ：30〜50％であ
る。いずれの場合もＷの含有量は、より好ましくは、40
〜50％である。
金を、通常の溶解法で製造すると、W が凝固中に偏析
し、高温での強度上昇効果は極く僅かでしかないが、電
気化学的なメッキ法あるいは2000℃以上の超高温域から
溶融金属を被処理材表面に吹き付けるプラズマ溶射法等
によって母材表面に被膜を形成させる場合には、W の偏
析が極めて少なくなるか、もしくはアモルファス状とな
り、その後、一旦その使用前または使用中に、700 ℃以
上の温度域に加熱昇温または曝すと、W 粒子( αW)が主
で、一部がNiとW との金属間化合物(Ni4W)として均一に
微細分散析出する結果、室温下においてビッカース硬度
で1000前後の硬度を有し、700 ℃以上の高温域において
も高い硬度を有するようになると共に、マトリックスの
延性低下がないから母材に対する密着性( 耐剥離性) に
も優れる。一方、過度に含有してもその効果が飽和する
うえに被膜の延性・靱性を損なってクラックが発生し、
被膜内部や下地母材との界面で剥離が生じ易くなる。そ
のためＷの含有量を30〜55％(重量比) に限定する。後
述するCrを配合する場合、好ましくはＷ：30〜50％であ
る。いずれの場合もＷの含有量は、より好ましくは、40
〜50％である。
【００１９】Cr:Crは耐酸化性を改善するとともに、前
記のNiとW との金属間化合物( Ni4W) 析出およびその成
長粗大化を抑制し、本発明の被膜形成合金の脆化を防止
する効果があるが、15％超では合金の融点が低下し、高
温強度の確保ができなくなる。なお、前記効果を確実に
発揮させるためには、２％以上添加するのが望ましい。
好ましくは、５〜10％である。
記のNiとW との金属間化合物( Ni4W) 析出およびその成
長粗大化を抑制し、本発明の被膜形成合金の脆化を防止
する効果があるが、15％超では合金の融点が低下し、高
温強度の確保ができなくなる。なお、前記効果を確実に
発揮させるためには、２％以上添加するのが望ましい。
好ましくは、５〜10％である。
【００２０】[被膜処理方法]表面処理被膜を形成させる
方法としては、特定組成のメッキ浴中で下地母材表面に
電気メッキする方法、上記組成の粉末を溶射する方法な
ど、何れの方法でも良いが、なかでも電気メッキ法を用
いれば比較的低コストで被膜処理をすることができ、最
も好ましい。
方法としては、特定組成のメッキ浴中で下地母材表面に
電気メッキする方法、上記組成の粉末を溶射する方法な
ど、何れの方法でも良いが、なかでも電気メッキ法を用
いれば比較的低コストで被膜処理をすることができ、最
も好ましい。
【００２１】なお、被膜処理厚さについても特に制限な
いが、電気メッキ法、および溶射法により形成されるこ
とから、一般には厚さ10〜100 μｍである。余り薄いと
効果がないが、一方余り厚いと耐剥離性の点で十分でな
い。
いが、電気メッキ法、および溶射法により形成されるこ
とから、一般には厚さ10〜100 μｍである。余り薄いと
効果がないが、一方余り厚いと耐剥離性の点で十分でな
い。
【００２２】[下地工具母材の硬度限定理由]上記合金被
膜を形成させた際の、被膜の耐剥離性に及ぼす下地母材
の硬さの影響を西原式転動試験で評価した。
膜を形成させた際の、被膜の耐剥離性に及ぼす下地母材
の硬さの影響を西原式転動試験で評価した。
【００２３】供試材 下地母材材質：SKD61 下地母材硬度：熱処理によってビッカース硬度を250 〜
650 に調整 下地母材形状：φ30×８ｔ、転動面はＲ30に曲面加工 下地母材粗さ：中心線平均粗さ(Ra)で0.8 μｍ 表面処理法 ：電気メッキ法 被膜組成 ：Ni−50％Ｗ (および不可避不純物) なお、メッキ条件は次の通りであった。
650 に調整 下地母材形状：φ30×８ｔ、転動面はＲ30に曲面加工 下地母材粗さ：中心線平均粗さ(Ra)で0.8 μｍ 表面処理法 ：電気メッキ法 被膜組成 ：Ni−50％Ｗ (および不可避不純物) なお、メッキ条件は次の通りであった。
【００２４】浴組成 NiSO4・7H2O ： 30 g/l Na2WO4・2H2O ： 60 g/l クエン酸 ： 100 g/l pH = 6 液温 ： 50 ℃ 電流密度 ： 10 A/dm2。
【００２５】相手材 材質 ： SUJ2 硬度 ： 熱処理によってビッカース硬度を650 に調整 形状 ： φ30×８ｔ、転動面はＲ30に曲面加工。
【００２６】試験条件 面圧 ： 150 kgf/mm2 回転数： 800 rpm すべり率： 10 ％ なお、本試験は無潤滑の状態で行った。
【００２７】評価方法 転動回数１万回ごとに被膜剥離状況を目視および顕微鏡
で観察し、10万回まで繰り返した際の剥離発生転動回数
で耐剥離性を評価した。試験結果を図２にグラフで示
す。
で観察し、10万回まで繰り返した際の剥離発生転動回数
で耐剥離性を評価した。試験結果を図２にグラフで示
す。
【００２８】図２から明らかなように、被膜処理する下
地母材の硬さがビッカース硬度で350 以上とすることに
よって、耐剥離性に優れた表面処理被膜が得られる。下
地母材の表面硬度がビッカース硬度で350 に満たない場
合に被膜剥離が生じるのは、相手材と高面圧で接触した
際に、被膜の強度・密着性などとの関係で下地母材まで
変形が及び、被膜−母材間にクラックが発生、進展し易
いためである。
地母材の硬さがビッカース硬度で350 以上とすることに
よって、耐剥離性に優れた表面処理被膜が得られる。下
地母材の表面硬度がビッカース硬度で350 に満たない場
合に被膜剥離が生じるのは、相手材と高面圧で接触した
際に、被膜の強度・密着性などとの関係で下地母材まで
変形が及び、被膜−母材間にクラックが発生、進展し易
いためである。
【００２９】[下地工具母材の表面粗さ限定理由]上記合
金被膜を形成させた際の、被膜の耐剥離性に及ぼす下地
母材の表面粗さの影響を西原式転動試験で評価した。
金被膜を形成させた際の、被膜の耐剥離性に及ぼす下地
母材の表面粗さの影響を西原式転動試験で評価した。
【００３０】供試材 下地母材材質：SKD61 下地母材硬度：熱処理によってビッカース硬度を400 に
調整 下地母材形状：φ30×８ｔ、転動面はＲ30に曲面加工 下地母材粗さ：加工方法によって中心線平均粗さ(Ra)を
0.1 〜5.0 μｍに調整 表面処理法 ：電気メッキ法 被膜組成 ：Ni−40％Ｗ−10％Cr (および不可避不純
物) なお、メッキ条件は次の通りであった。
調整 下地母材形状：φ30×８ｔ、転動面はＲ30に曲面加工 下地母材粗さ：加工方法によって中心線平均粗さ(Ra)を
0.1 〜5.0 μｍに調整 表面処理法 ：電気メッキ法 被膜組成 ：Ni−40％Ｗ−10％Cr (および不可避不純
物) なお、メッキ条件は次の通りであった。
【００３１】浴組成 NiSO4・7H2O ： 30 g/l Na2WO4・2H2O ： 60 g/l Cr2(SO4)3・15H2O ： 30 g/l エチレングリコール： 20 g/l クエン酸 ： 100 g/l ｐＨ＝６ 液温 ： 50 ℃ 電流密度 ： 10 A/dm2。
【００３２】相手材 材質 ： SUJ2 硬度 ： 熱処理によってビッカース硬度を650 に調整 形状 ： φ30×８ｔ、転動面はＲ30に曲面加工。
【００３３】試験条件 面圧 ： 150 kgf/mm2 回転数： 800 rpm すべり率： 10 ％ なお、本試験は無潤滑の状態で行った。
【００３４】評価方法 転動回数１万回ごとに被膜剥離状況を目視および顕微鏡
で観察し、10万回まで繰り返した際の剥離発生転動回数
で耐剥離性を評価した。試験結果を図３にグラフで示
す。
で観察し、10万回まで繰り返した際の剥離発生転動回数
で耐剥離性を評価した。試験結果を図３にグラフで示
す。
【００３５】図３から明らかなように、被膜処理する下
地母材の表面粗さが中心線平均粗さ(Ra)で0.30μｍに満
たない場合にも、また4.0 μｍより大きい場合にも、被
膜の剥離が生じた。これに対し、表面粗さを0.30μｍ以
上4.0 μｍ以下とすることにより、耐剥離性に優れた表
面処理被膜が得られる。好ましくは0.50〜2.0 μｍであ
る。
地母材の表面粗さが中心線平均粗さ(Ra)で0.30μｍに満
たない場合にも、また4.0 μｍより大きい場合にも、被
膜の剥離が生じた。これに対し、表面粗さを0.30μｍ以
上4.0 μｍ以下とすることにより、耐剥離性に優れた表
面処理被膜が得られる。好ましくは0.50〜2.0 μｍであ
る。
【００３６】[工具母材材質]工具母材材質については特
に限定するものではなく、工具母材として必要最低限の
強度と靱性を持つものであれば何れの材料を使用しても
良いが、一般的には、その性能とコストの点から、JIS
で規定されたSKD6やSKD61 、SKD62 などの熱間合金工具
鋼を用いるのが好ましい。次に、本発明の作用効果につ
いて実施例に関連させてさらに具体的に説明する。
に限定するものではなく、工具母材として必要最低限の
強度と靱性を持つものであれば何れの材料を使用しても
良いが、一般的には、その性能とコストの点から、JIS
で規定されたSKD6やSKD61 、SKD62 などの熱間合金工具
鋼を用いるのが好ましい。次に、本発明の作用効果につ
いて実施例に関連させてさらに具体的に説明する。
【００３７】
【実施例】JIS に規定されたSKD61 相当の熱間合金工具
鋼を母材として、種々の表面処理被膜を形成させたユー
ジン押出し用マンドレル (圧延部長さ：1200mm、圧延部
径：35mm) を各５本作製し、オーステナイト系ステンレ
ス鋼(SUS304)の熱間押出し(押出し温度：1220℃、押出
し比：40) に使用してマンドレルの平均寿命を評価し
た。
鋼を母材として、種々の表面処理被膜を形成させたユー
ジン押出し用マンドレル (圧延部長さ：1200mm、圧延部
径：35mm) を各５本作製し、オーステナイト系ステンレ
ス鋼(SUS304)の熱間押出し(押出し温度：1220℃、押出
し比：40) に使用してマンドレルの平均寿命を評価し
た。
【００３８】本例における被膜処理条件および実際の装
置で熱間加工したときの評価を表１にまとめて示す。こ
こでの評価は、従来のCrメッキマンドレルの寿命 (損傷
が生じて使用不能となるまでの製管本数) に対する各表
面処理マンドレルの寿命比として示した。
置で熱間加工したときの評価を表１にまとめて示す。こ
こでの評価は、従来のCrメッキマンドレルの寿命 (損傷
が生じて使用不能となるまでの製管本数) に対する各表
面処理マンドレルの寿命比として示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１から明らかなように、本発明の条件を
満たす表面処理マンドレル (Ａ〜Ｉ) は、従来のCrメッ
キや窒化処理を施したマンドレルに比べ２倍前後の長寿
命を有していることが判る。これに対し、本発明の範囲
外の条件で表面処理したマンドレルは表面被膜の摩耗や
剥離が早期に発生し、長寿命化の効果は得られなかっ
た。
満たす表面処理マンドレル (Ａ〜Ｉ) は、従来のCrメッ
キや窒化処理を施したマンドレルに比べ２倍前後の長寿
命を有していることが判る。これに対し、本発明の範囲
外の条件で表面処理したマンドレルは表面被膜の摩耗や
剥離が早期に発生し、長寿命化の効果は得られなかっ
た。
【００４１】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明にかかる表面
処理工具は高温硬度が高く、かつ耐剥離性にも優れてい
るために長寿命であり、管内面品質の向上にも多大な効
果を発揮するものである。また、本発明の表面処理工具
は、熱間押出し法で使用されるマンドレルのみならず熱
間押出し用ダイ、マンネスマン法で使用されるマンドレ
ルバーやプラグ、圧延ロール等に適用しても同様の効果
を発揮することは云うまでもない。
処理工具は高温硬度が高く、かつ耐剥離性にも優れてい
るために長寿命であり、管内面品質の向上にも多大な効
果を発揮するものである。また、本発明の表面処理工具
は、熱間押出し法で使用されるマンドレルのみならず熱
間押出し用ダイ、マンネスマン法で使用されるマンドレ
ルバーやプラグ、圧延ロール等に適用しても同様の効果
を発揮することは云うまでもない。
【図１】Ni基合金被膜中のＷの含有量と1000℃の高温硬
さの関係を示すグラフである。
さの関係を示すグラフである。
【図２】表面処理被膜の耐剥離性に及ぼす下地母材の表
面硬さの影響を示すグラフである。
面硬さの影響を示すグラフである。
【図３】表面処理被膜の耐剥離性に及ぼす下地母材の表
面粗さの影響を示すグラフである。
面粗さの影響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 19/03 Ｃ２２Ｃ 19/03 Ｊ 19/05 19/05 Ｄ (56)参考文献 特開 平５−253613（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−99216（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−112805（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−60731（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−62289（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21C 25/00 B21B 27/00
Claims (2)
- 【請求項１】 工具母材とその表面に形成した表面処理
被膜から成り、以下の要件を満足することを特徴とする
熱間加工用表面処理工具。 工具母材の表面硬度がビッカース硬度で350 以上であ
ること。 工具母材の表面粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で0.30μ
ｍ以上、4.0 μｍ以下であること。 工具母材表面に形成される前記表面処理被膜が、重量
比で、W:30〜55％、残部実質的にNiであるをNi基合金か
ら成ること。 - 【請求項２】 表面処理被膜を構成する前記Ni基合金
が、重量比で、Cr:2〜15％、W:30〜55％、残部実質的に
Niである請求項１記載の熱間加工用表面処理工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18609194A JP2776256B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 熱間加工用表面処理工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18609194A JP2776256B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 熱間加工用表面処理工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847714A JPH0847714A (ja) | 1996-02-20 |
| JP2776256B2 true JP2776256B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=16182216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18609194A Expired - Fee Related JP2776256B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 熱間加工用表面処理工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776256B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103521724A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 济南东方结晶器有限公司 | 一种圆形外模 |
| WO2019087510A1 (ja) | 2017-11-02 | 2019-05-09 | 日本製鉄株式会社 | ピアサープラグ及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013115138A1 (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間加工用工具及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP18609194A patent/JP2776256B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103521724A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 济南东方结晶器有限公司 | 一种圆形外模 |
| WO2019087510A1 (ja) | 2017-11-02 | 2019-05-09 | 日本製鉄株式会社 | ピアサープラグ及びその製造方法 |
| US11214855B2 (en) | 2017-11-02 | 2022-01-04 | Nippon Steel Corporation | Piercer plug and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0847714A (ja) | 1996-02-20 |
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