JPH0688049B2 - 内面平滑性に優れた継目無管の製造方法 - Google Patents
内面平滑性に優れた継目無管の製造方法Info
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- JPH0688049B2 JPH0688049B2 JP27933087A JP27933087A JPH0688049B2 JP H0688049 B2 JPH0688049 B2 JP H0688049B2 JP 27933087 A JP27933087 A JP 27933087A JP 27933087 A JP27933087 A JP 27933087A JP H0688049 B2 JPH0688049 B2 JP H0688049B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造に用いられているクリーンルーム
内の配管、超高真空機器に用いられている配管等、管内
面が超平滑であることを要求される継目無管の製造方法
に関する。
内の配管、超高真空機器に用いられている配管等、管内
面が超平滑であることを要求される継目無管の製造方法
に関する。
半導体製造にクリーンルームが広く用いられている。こ
のクリーンルームの清浄度の要求は、半導体の集積規模
の増大等に対応して最近富に高まる傾向にあり、問題と
なる微粒子（パーテイクル）の大きさも既に0.1μｍ以
下になつている。特にクリーンルームの超クリーン化の
ポイントは原料ガスをユースポイントまで供給する配管
の内面が高度な平滑性を有する点である。すなわち、配
管の内面に疵があるとパーテイクルが付着していたり、
ガスが停留するデツド・ゾーンとなり、パーテイクル発
生の原因となる。このため従来では、この種の配管には
管内面の平滑度が良好なステンレス製の精密細管が用い
られており、特に半導体関係のクリーンルーム用の配管
についてはRmax≦１μｍの内面平滑度を得るため、管内
面は、第３図に示す従来のクリーンルーム用鋼管の製造
工程中内面研磨工程で電解研磨処理が施されている。
のクリーンルームの清浄度の要求は、半導体の集積規模
の増大等に対応して最近富に高まる傾向にあり、問題と
なる微粒子（パーテイクル）の大きさも既に0.1μｍ以
下になつている。特にクリーンルームの超クリーン化の
ポイントは原料ガスをユースポイントまで供給する配管
の内面が高度な平滑性を有する点である。すなわち、配
管の内面に疵があるとパーテイクルが付着していたり、
ガスが停留するデツド・ゾーンとなり、パーテイクル発
生の原因となる。このため従来では、この種の配管には
管内面の平滑度が良好なステンレス製の精密細管が用い
られており、特に半導体関係のクリーンルーム用の配管
についてはRmax≦１μｍの内面平滑度を得るため、管内
面は、第３図に示す従来のクリーンルーム用鋼管の製造
工程中内面研磨工程で電解研磨処理が施されている。
このようなクリーンルーム用鋼管の製造工程中特に仕上
抽伸工程ではプラグ抽伸又はバー抽伸が行なわれている
（そのうち管内面の平滑度を高める場合はバー抽伸が採
用される）が、両抽伸法とも管の軸方向に力がかかる伸
管であり特にバー抽伸の場合は一回の加工率が高くなる
（最大50〜55％）。
抽伸工程ではプラグ抽伸又はバー抽伸が行なわれている
（そのうち管内面の平滑度を高める場合はバー抽伸が採
用される）が、両抽伸法とも管の軸方向に力がかかる伸
管であり特にバー抽伸の場合は一回の加工率が高くなる
（最大50〜55％）。
鋼管を抽伸するのに一回の加工率を高くとる場合や、繰
り返し抽伸するのに中間熱処理による軟化が不充分な場
合は、鋼中の非金属介在物と母材との界面に割れを生じ
る。
り返し抽伸するのに中間熱処理による軟化が不充分な場
合は、鋼中の非金属介在物と母材との界面に割れを生じ
る。
この場合、最終電解研磨後の管内面表層に存在する非金
属介在物は母材との界面が離れているため、配管施工時
に曲げ加工を行つた際に脱落しパーテイクルの原因とな
る。
属介在物は母材との界面が離れているため、配管施工時
に曲げ加工を行つた際に脱落しパーテイクルの原因とな
る。
さらに脱落の有無にかかわらず、非金属介在物の周囲が
ピンホールになり、内部流体が停留するデツド・ゾーン
となる。管内部の非金属介在物周囲にも微小な空洞が生
じるため材料自体の含んでいるガス成分の滞り場にな
る。そのためガス配管系からの放出ガスを除去するため
のガス抜き作業に長時間を要することになる。
ピンホールになり、内部流体が停留するデツド・ゾーン
となる。管内部の非金属介在物周囲にも微小な空洞が生
じるため材料自体の含んでいるガス成分の滞り場にな
る。そのためガス配管系からの放出ガスを除去するため
のガス抜き作業に長時間を要することになる。
本発明は、従来技術の以上の様な問題を解決するためな
されたもので、上記の割れ発生の原因を追究し、押出素
管から最終製品寸法までの冷間加工の工程において、そ
の加工法に工夫を加えることにより、非金属介在物と母
材との界面に生じる微小な亀裂の発生を防止し、管内面
平滑度がRmax≦１μｍとなる継目無管を製造せんとする
ものである。
されたもので、上記の割れ発生の原因を追究し、押出素
管から最終製品寸法までの冷間加工の工程において、そ
の加工法に工夫を加えることにより、非金属介在物と母
材との界面に生じる微小な亀裂の発生を防止し、管内面
平滑度がRmax≦１μｍとなる継目無管を製造せんとする
ものである。
そのため本発明は、熱間押出し継目無素管に冷間加工を
施し、内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管を製造するに
際し、前記素管を一回の減面率が50％以下の圧延法によ
り冷間加工することを基本特徴としている。
施し、内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管を製造するに
際し、前記素管を一回の減面率が50％以下の圧延法によ
り冷間加工することを基本特徴としている。
また第２発明は、熱間押出し継目無素管に冷間加工を施
し、内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管を製造するに際
し、コールドピルガミルを用いて一回の減面率が50％以
下となる範囲で前記素管を圧延し、更に減面率５〜20％
の抽伸法により冷間加工するものである。
し、内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管を製造するに際
し、コールドピルガミルを用いて一回の減面率が50％以
下となる範囲で前記素管を圧延し、更に減面率５〜20％
の抽伸法により冷間加工するものである。
以下、本発明法を詳細に説明する。
前述の如く、従来の工程（第３図）により製造された精
密鋼管の母材中に存在する非金属介在物と母材との界面
には微小亀裂が生じている。これは押出素管から最終製
品寸法までの冷間加工の工程にて抽伸法を繰り返し用い
ること、若しくは、一回の加工度が20％を超える抽伸を
行うことによる。
密鋼管の母材中に存在する非金属介在物と母材との界面
には微小亀裂が生じている。これは押出素管から最終製
品寸法までの冷間加工の工程にて抽伸法を繰り返し用い
ること、若しくは、一回の加工度が20％を超える抽伸を
行うことによる。
従つて、押出素管から最終製品寸法までの冷間加工を圧
延法を用いて行うこと、若しくは圧延法に加えて加工度
を制限した抽伸法を組み合せて行うこと、更にはこれら
に内面機械研削法を併用することにより鋼中の非金属介
在物と母材との界面に亀裂が生じない鋼管を製造でき
る。
延法を用いて行うこと、若しくは圧延法に加えて加工度
を制限した抽伸法を組み合せて行うこと、更にはこれら
に内面機械研削法を併用することにより鋼中の非金属介
在物と母材との界面に亀裂が生じない鋼管を製造でき
る。
本発明による製造方法の工程を第１図に示す。製鋼から
押出素管までの製造工程は従来のままで変更の必要がな
い。押出素管を用いて冷間加工により最終製品寸法まで
製管するが、この場合の冷間加工として第１に冷間圧延
法のみを用いるのである。冷間圧延機として、マンネス
マン式コールドピルガミル（略称CP）とか、ソ連式コー
ルドピルガミル（略称HPT）及びスリーロール圧延ミル
を用いる。これらの冷間圧延法の特徴は圧延加工のため
材料にかかる引張応力が少ないところにある。即ち、冷
間抽伸法においては鋼中の非金属介在物と母材との界面
に引張応力が働くが、加工度を高くとると界面の接合力
を上回る引張応力が働くことにより、非金属介在物と地
鉄との界面に亀裂が生じることになる。これに対し冷間
圧延法ではこの引張応力が充分に少ないので非金属介在
物と母材との界面の亀裂が生じないのである。
押出素管までの製造工程は従来のままで変更の必要がな
い。押出素管を用いて冷間加工により最終製品寸法まで
製管するが、この場合の冷間加工として第１に冷間圧延
法のみを用いるのである。冷間圧延機として、マンネス
マン式コールドピルガミル（略称CP）とか、ソ連式コー
ルドピルガミル（略称HPT）及びスリーロール圧延ミル
を用いる。これらの冷間圧延法の特徴は圧延加工のため
材料にかかる引張応力が少ないところにある。即ち、冷
間抽伸法においては鋼中の非金属介在物と母材との界面
に引張応力が働くが、加工度を高くとると界面の接合力
を上回る引張応力が働くことにより、非金属介在物と地
鉄との界面に亀裂が生じることになる。これに対し冷間
圧延法ではこの引張応力が充分に少ないので非金属介在
物と母材との界面の亀裂が生じないのである。
押出素管を用いて行う第一回目の冷間圧延には、生産能
率の点から減面率を大きくとることが有利である。従来
の圧延機で例えばステンレス鋼を冷間圧延する場合、減
面率は最大75％程度である。しかし50％を超える減面率
で冷間圧延すると圧延途中で管内面にしわが発生し、こ
れがそのまま圧延されるため管内面肌が荒れやすくな
る。この肌荒れは最終製品寸法まで冷間圧延しても取り
除かれず、電解研磨作業による最終仕上げに長時間を要
することになる。そこでこの肌荒れを防止するために各
冷間圧延工程での一回の減面率は最大50％までとする。
率の点から減面率を大きくとることが有利である。従来
の圧延機で例えばステンレス鋼を冷間圧延する場合、減
面率は最大75％程度である。しかし50％を超える減面率
で冷間圧延すると圧延途中で管内面にしわが発生し、こ
れがそのまま圧延されるため管内面肌が荒れやすくな
る。この肌荒れは最終製品寸法まで冷間圧延しても取り
除かれず、電解研磨作業による最終仕上げに長時間を要
することになる。そこでこの肌荒れを防止するために各
冷間圧延工程での一回の減面率は最大50％までとする。
一方、コールドピルガミルを用いて冷間圧延を行う場
合、圧延はロールスタンドが往復運動し、かつ回転しな
がら圧延する方式のため、管が１往復による圧延により
一定量前進することになる。このため軸方向に一定量ご
とに微小な段が生じる。この微小な段は管内面機械研削
工程で取り除くことができ、また低減面率の圧延ならば
問題にならない程度である。この場合の機械研削は、例
えばエメリー研磨、バフ研磨でよい。従つて、最終仕上
圧延を40％以下の減面率で行うことにより良好な内面を
得る。また低減面率圧延には３ロール圧延を用いること
が作業性から望ましい。
合、圧延はロールスタンドが往復運動し、かつ回転しな
がら圧延する方式のため、管が１往復による圧延により
一定量前進することになる。このため軸方向に一定量ご
とに微小な段が生じる。この微小な段は管内面機械研削
工程で取り除くことができ、また低減面率の圧延ならば
問題にならない程度である。この場合の機械研削は、例
えばエメリー研磨、バフ研磨でよい。従つて、最終仕上
圧延を40％以下の減面率で行うことにより良好な内面を
得る。また低減面率圧延には３ロール圧延を用いること
が作業性から望ましい。
ところで、前述のコールドピルガミルにより生じる微小
な段を取り除くには、冷間抽伸を行うのが最も手軽い方
法である。従つて、押出素管を用いて冷間加工により最
終製品寸法まで製管する場合の第２の方法として、冷間
圧延法に加えて加工度を制限した冷間抽伸法を組み合せ
て行う方法を用いるのがよい。即ち、コールドピルガミ
ルを用いて一回の減面率が50％以下となる範囲で素管を
圧延し、更に減面率５〜20％の抽伸法により冷間加工を
行う構成である。冷間抽伸法でも20％以下の加工度なら
ば、非金属介在物と母材との間に亀裂は生じない。また
コールドピルガミルにより生じる微小な段も、５〜20％
程度の冷間抽伸により除去することができる。尚、繰り
返し抽伸を行う場合は熱処理により母材を充分に軟化さ
せ前工程での冷間加工の影響を取り除いておく必要があ
る。
な段を取り除くには、冷間抽伸を行うのが最も手軽い方
法である。従つて、押出素管を用いて冷間加工により最
終製品寸法まで製管する場合の第２の方法として、冷間
圧延法に加えて加工度を制限した冷間抽伸法を組み合せ
て行う方法を用いるのがよい。即ち、コールドピルガミ
ルを用いて一回の減面率が50％以下となる範囲で素管を
圧延し、更に減面率５〜20％の抽伸法により冷間加工を
行う構成である。冷間抽伸法でも20％以下の加工度なら
ば、非金属介在物と母材との間に亀裂は生じない。また
コールドピルガミルにより生じる微小な段も、５〜20％
程度の冷間抽伸により除去することができる。尚、繰り
返し抽伸を行う場合は熱処理により母材を充分に軟化さ
せ前工程での冷間加工の影響を取り除いておく必要があ
る。
対称とする内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管として
は、例えばクリーンルーム用として、半導体製造用ガス
供給配管、オージエ電子分光分析機器・Ｘ線光電子分光
分析機器等の超高真空機器配管として使用される。オー
ステナイト系ステンレス鋼全般・純ニツケル・純チタン
による管が考えられる。
は、例えばクリーンルーム用として、半導体製造用ガス
供給配管、オージエ電子分光分析機器・Ｘ線光電子分光
分析機器等の超高真空機器配管として使用される。オー
ステナイト系ステンレス鋼全般・純ニツケル・純チタン
による管が考えられる。
以下本発明の具体的実施例につき、説明する。
下記第１表に示す組成のSUS 316L鋼を溶製した後、造
塊、圧延後ビレツトとし、熱間押出により外径89.1mm、
肉厚9.0mmの押出素管とした。
塊、圧延後ビレツトとし、熱間押出により外径89.1mm、
肉厚9.0mmの押出素管とした。
この押出素管を用い、次の第２表に示す冷間加工工程に
より外径6.35〜12.7mm、肉厚0.89〜1.25mmの管とした。
その後内面を電解研磨加工により仕上げた。
より外径6.35〜12.7mm、肉厚0.89〜1.25mmの管とした。
その後内面を電解研磨加工により仕上げた。
これらの精密細管の内表面粗さ測定結果を下記第３表に
示す。
示す。
粗さ測定条件：カツトオフ値 0.8mm 測定長さ 2.5mm Rmax:最大高さ Ra:中心線平均粗さ Rz:十点平均粗さ いずれもRmax＜0.8μｍであり良好である。更に同表に
は内表面を走査電顕により1000倍で観察し非金属介在物
と地鉄との界面の亀裂の有無を調査した結果についても
示されている。この電顕観察結果では、本発明による製
造方法により製管した管には亀裂は認められなかつたの
に対し、従来方法により製管した管にはすべて亀裂が認
められた。第２図はこの亀裂の例を示す金属組織の電顕
写真である。
は内表面を走査電顕により1000倍で観察し非金属介在物
と地鉄との界面の亀裂の有無を調査した結果についても
示されている。この電顕観察結果では、本発明による製
造方法により製管した管には亀裂は認められなかつたの
に対し、従来方法により製管した管にはすべて亀裂が認
められた。第２図はこの亀裂の例を示す金属組織の電顕
写真である。
これらの管に曲げ半径5Rという曲げ加工を与えたのち、
発生したパーテイクルの数を調査した。その結果を次の
第４表に示す。
発生したパーテイクルの数を調査した。その結果を次の
第４表に示す。
パーテイクル測定条件： 使用ガス:N2（0.05μｍフイルター通過） 管内流速:3〜8m/sec 曲げ部:5R曲げ１ケ所 アウトガス測定条件： 使用ガス:He（99.9999％以上の純度） 加熱温度:300℃ 放置時間:24時間 本発明による製造方法により製管した管では、この程度
の曲げ加工では0.1μｍ以上のパーテイクルが発生して
いない。一方、従来方法により製管した管では、非金属
介在物と地鉄との界面の亀裂に存在していたと考えられ
るパーテイクルが軽度の曲げ加工でも剥離したため、0.
1μｍ以上のパーテイクルがカウントされた。
の曲げ加工では0.1μｍ以上のパーテイクルが発生して
いない。一方、従来方法により製管した管では、非金属
介在物と地鉄との界面の亀裂に存在していたと考えられ
るパーテイクルが軽度の曲げ加工でも剥離したため、0.
1μｍ以上のパーテイクルがカウントされた。
次に、これらの管を300℃に加熱して管内部を減圧し、2
4時間放置後、高純度Heガスにてパージを行い、高純度H
eガス中のN2,CO2,H2の分圧変化を調査した。結果を上記
第４表に示す。本発明法により製管した管は、従来方法
により製管した管に比べアウトガス性能が著しく優れた
結果を示した。
4時間放置後、高純度Heガスにてパージを行い、高純度H
eガス中のN2,CO2,H2の分圧変化を調査した。結果を上記
第４表に示す。本発明法により製管した管は、従来方法
により製管した管に比べアウトガス性能が著しく優れた
結果を示した。
本発明による製造方法によれば、超高清浄度を有するク
リーンルーム内の配管等として管内面平滑度がRmax≦１
μｍであり、内表面の非金属介在物と母材との界面が密
着している高性能管が得られる。この鋼管をクリーンル
ーム内の配管、即ち半導体製造用高純度ガスの供給配管
に用いることによつて、パーテイクルの発生がなく、ガ
ス等の停留するデツドゾーンも存在せず、更に、ガス抜
き作業が容易となる等極めて好適な配管を得ることがで
きる。
リーンルーム内の配管等として管内面平滑度がRmax≦１
μｍであり、内表面の非金属介在物と母材との界面が密
着している高性能管が得られる。この鋼管をクリーンル
ーム内の配管、即ち半導体製造用高純度ガスの供給配管
に用いることによつて、パーテイクルの発生がなく、ガ
ス等の停留するデツドゾーンも存在せず、更に、ガス抜
き作業が容易となる等極めて好適な配管を得ることがで
きる。
第１図は本発明による製造工程を示すフローチヤート
図、第２図は本発明の実施例と共に従来法を実施した時
に得られた金属組織の電顕写真、第３図は従来のクリー
ンルーム用鋼管の製造工程を示すフローチヤート図であ
る。
図、第２図は本発明の実施例と共に従来法を実施した時
に得られた金属組織の電顕写真、第３図は従来のクリー
ンルーム用鋼管の製造工程を示すフローチヤート図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 山田 武海 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 滝沢 広保 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 「わが国における最近の鋼管製造技術の 進歩」日本鉄鋼協会発行（昭49−７−20) Ｐ．315〜318
Claims (6)
- 【請求項１】熱間押出し継目無素管に冷間加工を施し、
内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管を製造するに際し、
前記素管を一回の減面率が50％以下の圧延法により冷間
加工することを特徴とする内面平滑性に優れた継目無管
の製造方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の内面平滑性に
優れた継目無管の製造方法において、コールドピルガミ
ルを用いて前記素管の圧延が行われた場合に、最終仕上
圧延については減面率40％以下で行うことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の内面平滑性に優れた継目無
管の製造方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の内面平滑性に
優れた継目無管の製造方法において、その最終仕上圧延
につき、３ロール圧延を用いて行うことを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の内面平滑性に優れた継目無管
の製造方法。 - 【請求項４】熱間押出し継目無素管に冷間加工を施し、
内面平滑度Rmax≦１μｍの継目無管を製造するに際し、
コールドピルガミルを用いて一回の減面率が50％以下と
なる範囲で前記素管を圧延し、更に減面率５〜20％の抽
伸法により冷間加工することを特徴とする内面平滑性に
優れた継目無管の製造方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の内面平滑性に
優れた継目無管の製造方法において、最終仕上圧延につ
いては減面率40％以下で行うことを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の内面平滑性に優れた継目無管の製造
方法。 - 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の内面平滑性に
優れた継目無管の製造方法において、その最終仕上圧延
につき、３ロール圧延を用いて行うことを特徴とする特
許請求の範囲第５項記載の内面平滑性に優れた継目無管
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27933087A JPH0688049B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 内面平滑性に優れた継目無管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27933087A JPH0688049B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 内面平滑性に優れた継目無管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122608A JPH01122608A (ja) | 1989-05-15 |
| JPH0688049B2 true JPH0688049B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=17609674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27933087A Expired - Fee Related JPH0688049B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 内面平滑性に優れた継目無管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688049B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| FR2683890A1 (fr) * | 1991-11-14 | 1993-05-21 | Air Liquide | Installation de distribution d'azote a tres haute purete et procede de mise en óoeuvre. |
| AR042932A1 (es) * | 2003-01-31 | 2005-07-06 | Sumitomo Metal Ind | Tubo de acero sin costura para arbol de transmision y procedinmiento para fabricarlo |
| JP4980111B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2012-07-18 | 日本金属株式会社 | 純ニッケルパイプの製造方法及び純ニッケルパイプ |
| DE102015122297A1 (de) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Sandvik Materials Technology Deutschland Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Hochdruckrohres |
| JP7508630B1 (ja) * | 2023-03-27 | 2024-07-01 | 株式会社古河テクノマテリアル | 管材および管材の製造方法、ならびにステント、ガイドワイヤおよびプレッシャーガイドワイヤ |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP27933087A patent/JPH0688049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「わが国における最近の鋼管製造技術の進歩」日本鉄鋼協会発行（昭４９−７−２０）Ｐ．３１５〜３１８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01122608A (ja) | 1989-05-15 |
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