[发明专利]金属管的拉拔加工方法及使用该方法的金属管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及对金属管在将其内外表面强制润滑的状态下进行拉拔的金属管的拉拔加工方法以及使用该方法的金属管的制造方法。具体而言，涉及可以抑制对管坯实施拉拔加工时产生的烧结、振动的金属管的拉拔加工方法以及使用该方法的金属管的制造方法。

需要说明的是，只要没有另外记载，则本说明书中的用语的定义如下所述。

“粘压系数”为由作为常压下的运动粘度的常压粘度和算出高压粘度的压力算出作为高压下的运动粘度的高压粘度的下述(1)式中使用的系数。

η=η₀exp(αP)    (1)

其中，η为40℃下的高压粘度(mm²/s)、η₀为40℃下的常压粘度(mm²/s)、α为粘压系数(GPa^－1)、P为算出高压粘度η的压力(GPa)。

背景技术

金属管的冷拔加工中，为了使作为被加工材的管坯与拉模、芯头这些工具接触而产生的摩擦降低，防止产生烧结、振动，而实施润滑处理。润滑处理通常使用在管坯的内外表面上形成化学转化处理润滑覆膜的方法。但是，通过拉拔加工得到小直径长管时，由于管坯也长，在管坯上形成化学转化处理润滑覆膜时，必须注意充分处理至管坯的内表面。因此，该处理需要非常多的工时，并且所使用的药剂价格比较昂贵，存在作业成本升高的情况。

另外，由Ni基高合金形成的金属管在原子能发电站的蒸汽发生器中多用作传热管。由Ni基高合金形成的管坯由于难以在表面上形成化学转化处理润滑覆膜，因此通过冷拔加工制造由Ni基高合金形成的金属管时，化学转化处理润滑覆膜的形成处理所需的作业成本进一步升高。

因此，开发了强制润滑拉拔法(高压拉拔法)。强制润滑拉拔法为通过油润滑覆膜进行润滑处理的冷拔加工的一种，实现冷拔加工的稳定化，并且对拉拔而得的金属管的品质提高发挥大的效果。

通过强制润滑拉拔法进行的金属管的拉拔加工通常按照以下步骤进行：

(1)向插入有作为被加工材的管坯的高压容器中充满润滑油后，通过增压机将润滑油升压，

(2)升压后的润滑油在管坯与拉模及芯头之间形成润滑油膜，所述拉模与高压容器的开放端密合，所述芯头固定在加工位置，

(3)以通过所形成的润滑油膜将管坯的内外表面强制润滑的状态对管坯进行拉拔，通过工具精加工为规定的尺寸，得到金属管。

关于通过这种强制润滑拉拔法进行的拉拔加工，一直以来提出了各种提案，例如有专利文献1和专利文献2。专利文献1涉及强制润滑拉拔法中使用的强制润滑拉拔装置。专利文献1中提出的强制润滑拉拔装置具备：前端与拉模背面密合、收纳管坯的高压容器，在轴向上能够移动地内装在高压容器内的芯头支承棒，和向高压容器内供给润滑油的装置。

对于这种结构的强制润滑拉拔装置而言，以形成高压容器前端部在轴向上能够伸缩的可伸缩结构且高压容器前端的可动部分形成前部比后部的内径小的外径的结构、可动部分通过高压容器内的润滑油压力而挤压拉模背面的方式构成，并且以高压容器整体能够向处于拉拔作业线之外的管坯的插入位置缩回的方式构成。因此，通过使用专利文献1中记载的强制润滑拉拔装置的拉拔加工方法，可以简单且切实地利用强制润滑拉拔法对金属管进行拉拔加工。

专利文献2中提出了金属管的拉拔加工方法，其为使用强制润滑拉拔法并利用冷加工制造小直径长管的方法，其中，伴随有减厚加工的至少最终的冷加工为利用500kgf/cm³以上的极压润滑油进行的芯头拉拔。专利文献2中，通过使伴随有减厚加工的至少最终的冷加工为利用极压润滑油进行的强制润滑拉拔，所得到的金属管中不会产生烧结，可以减小管轴方向的尺寸变动。

在此，制造在蒸汽发生器中用作传热管的金属管时，通常通过内表面涡流探伤对金属管的内表面缺陷进行检查。在专利文献2记载的金属管的拉拔加工方法中，由于所得到的金属管的管轴方向的尺寸变动小，因此内表面涡流探伤中与金属管的尺寸变动相伴随的噪音得到抑制，可以基于探伤装置的输出正确地检出内表面缺陷。

使用通过专利文献1或2中记载的强制润滑拉拔法进行的拉拔加工方法，在管坯与工具之间强制性地形成润滑油膜来进行润滑，从而大多数情况下可以防止工具与金属管的烧结。但是，即使使用通过专利文献1或2中记载的强制润滑拉拔法进行的拉拔加工方法，也有可能产生烧结。另外，对由Ni基合金形成的管坯实施拉拔加工时，由于产生于芯头与管坯之间的摩擦而有可能产生振动。