JP3071361B2 - Method of forming film on inner surface of pipe - Google Patents
Method of forming film on inner surface of pipeInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、管内面への皮膜の形
成方法、特に、プラスチック射出成形機用シリンダー、
その他の耐熱、耐摩耗性を要求される小径管等の内面に
耐熱性および耐摩耗性に優れた皮膜を形成することがで
きる、管内面への皮膜の形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a coating on the inner surface of a pipe, and more particularly to a cylinder for a plastic injection molding machine.
The present invention also relates to a method for forming a film on the inner surface of a tube, which can form a film having excellent heat resistance and abrasion resistance on the inner surface of a small-diameter tube or the like that requires heat resistance and abrasion resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、耐熱性あるいは耐摩耗性等が要
求される部品に対しては、全体あるいは必要な部分のみ
が、要求される機能を有する材料で形成される。特に一
部分を、要求機能を有する材料で形成する方法について
は、部品の形状、機能を要求される部位、要求機能を満
たす材料の特性等により、種々の方法が提案されてい
る。2. Description of the Related Art Generally, for parts requiring heat resistance or wear resistance, the whole or only necessary parts are formed of a material having a required function. In particular, as for a method of forming a part of the material having a required function, various methods have been proposed depending on the shape of a part, a part requiring a function, characteristics of a material satisfying a required function, and the like.
【0003】本発明が対象としているのは、管状の形状
を有し、その内面に耐熱性および耐摩耗性が要求される
ような部品である。また、耐熱性あるいは耐摩耗性が激
しく要求される用途においては、セラミックスあるいは
セラミックスを添加した金属基材料が優れた性能を発揮
することが、一般に知られている。[0003] The present invention is directed to a component having a tubular shape and requiring heat resistance and wear resistance on its inner surface. It is generally known that ceramics or a metal-based material to which ceramics are added exhibit excellent performance in applications where heat resistance or wear resistance is extremely required.
【0004】このような対象分野においては、従来技術
として種々の発明が提案されているが、発明者等が特に
着目している技術は、我々自身が出願した特願平3−3
51633号「発明の名称;管内面への皮膜の形成方
法」である(以下、「先行技術1」という)。[0004] In such a target field, various inventions have been proposed as prior art, but the technology which the inventors have paid particular attention to is the technology of Japanese Patent Application No. 3-3 filed by ourselves.
No. 51633, entitled "Title of Invention; Method for Forming Film on Inner Surface of Tube" (hereinafter referred to as "prior art 1").
【0005】先行技術1の概要は以下の如くである。図
1に示すように、ステンレス等の金属管からなる芯管3
の外面に、セラミックス添加合金等の皮膜4を形成した
ものを素材1(以下、「内管1」という)とする。ま
た、炭素鋼等の金属管を素材2(以下、「外管2」とい
う)とする。図2に示すように、外管2の内側にインサ
ートメタル5を介して内管1を嵌合し、フタ板7をシー
ル溶接した上で、熱間静水圧加圧装置(HIP装置とい
う)により外側から圧力を加えるとともに加熱し、内管
1と外管2とを液相接合する。接合後、図3に示すよう
に、内管1の芯管部分3を切削刃6等により除去するこ
とで、最終的に管材内面に皮膜を形成する。先行技術1
は、延性に欠けるセラミックスあるいはセラミックス添
加合金を、管材の内面に経済的に形成する方法としては
極めて合理的な方法である。The outline of the prior art 1 is as follows. As shown in FIG. 1, a core tube 3 made of a metal tube such as stainless steel.
A material 1 (hereinafter, referred to as "inner tube 1") is formed by forming a coating 4 such as a ceramic-added alloy on the outer surface of the material. In addition, a metal pipe such as carbon steel is used as a material 2 (hereinafter, referred to as “outer pipe 2”). As shown in FIG. 2, the inner pipe 1 is fitted inside the outer pipe 2 via the insert metal 5, the lid plate 7 is seal-welded, and then the hot isostatic press (HIP apparatus) is used. The inner tube 1 and the outer tube 2 are liquid-phase joined while applying pressure and heating from the outside. After the joining, as shown in FIG. 3, the core tube portion 3 of the inner tube 1 is removed by a cutting blade 6 or the like, so that a film is finally formed on the inner surface of the tube. Prior art 1
Is a very reasonable method for economically forming ceramics or a ceramic-added alloy lacking ductility on the inner surface of a pipe.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】先行技術1を実施する
と、しばしば、インサートメタル凝固層の中において割
れを入ることが、判明した。このような割れは必ず生じ
るものでは無く、ある頻度で生じるものである。しかし
ながら、製品歩留りの観点から、経済上許容できる程度
の低い頻度にまで割れの発生を低減することが必要であ
る。When the prior art 1 was practiced, it was found that cracks often occurred in the solidified insert metal layer. Such cracks do not necessarily occur, but occur at a certain frequency. However, from the viewpoint of product yield, it is necessary to reduce the occurrence of cracks to a frequency that is economically acceptable.
【0007】従って、本発明の目的は、インサートメタ
ルの割れを生じにくい条件を提供し、その割れを極力低
く抑えることができ、経済的に有利な、管内面への皮膜
の形成方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a condition for hardly causing cracks in an insert metal, to suppress the cracks as much as possible, and to provide an economically advantageous method for forming a film on the inner surface of a pipe. It is in.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の管内面への皮
膜の形成方法は、芯管の外面に皮膜を形成して内管を調
製し、次いで、前記内管をインサートメタルを介して外
管内に挿入し、次いで、前記外管の両端に円板状の蓋板
をシール溶接し、次いで、前記内管が挿入された前記外
管に対して前記外管の外側からのみ加圧する熱間静水圧
加圧処理を施して、前記内管と前記外管とを前記インサ
ートメタルを介して接合し、次いで、前記芯管を除去す
る工程からなり、前記インサートメタルは、液相線温度
が500〜1100℃の範囲の共晶系低融点合金からな
る箔と、前記共晶系低融点合金に50wt.%以上含ま
れるベース金属からなる箔との複数枚を積層して合計厚
さを1mm以下とした材料からなり、且つ、前記ベース
金属からなる箔の合計厚が前記共晶系低融点合金からな
る箔の合計厚以上であり、前記熱間静水圧加圧処理は、
処理温度を前記共晶系低融点合金の液相線温度よりも5
0〜150℃高い温度範囲とする処理条件によって実施
することに特徴を有するものである。According to the method of forming a film on the inner surface of a tube according to the present invention, a film is formed on the outer surface of a core tube to prepare an inner tube, and then the inner tube is removed via an insert metal. A hot insert that is inserted into the pipe, then seal-welded a disc-shaped lid plate to both ends of the outer pipe, and then presses the outer pipe into which the inner pipe has been inserted only from the outside of the outer pipe. Applying a hydrostatic pressure treatment to join the inner pipe and the outer pipe via the insert metal, and then removing the core pipe, wherein the insert metal has a liquidus temperature of 500 And a foil made of a eutectic low-melting alloy in the range of 1 to 1100 ° C. and 50 wt. % And a foil having a total thickness of 1 mm or less by laminating a plurality of foils with a foil of a base metal contained in the alloy, and the total thickness of the foil of the base metal is made of the eutectic low melting point alloy. Not less than the total thickness of the foil, the hot isostatic pressing
The treatment temperature is set to be lower than the liquidus temperature of the eutectic low melting point alloy by 5
The present invention is characterized in that the process is performed under processing conditions in which the temperature range is 0 to 150 ° C. higher.
【0009】また、上記の管内面への皮膜の形成方法に
おいて、前記インサートメタルは、前記ベース金属から
なる箔上に、前記共晶系低融点合金からなる皮膜が形成
されたものを1枚または複数枚積層して合計厚さを1m
m以下とした材料からなり、且つ、前記ベース金属から
なる箔の合計厚が前記共晶系低融点合金からなる皮膜の
合計厚以上であるものを使用してもよい。In the above method for forming a coating on the inner surface of a pipe, the insert metal may be one or more of the above-mentioned base metal foil and a coating made of the eutectic low melting point alloy formed thereon. Multiple layers are stacked to a total thickness of 1m
m, and the total thickness of the foil made of the base metal is not less than the total thickness of the film made of the eutectic low melting point alloy.
【0010】[0010]
【作用】本発明により、インサートメタル部の割れが防
止される理由を以下に詳細に説明する。インサートメタ
ルが単純な1種類の低融点合金で構成されている場合、
インサートメタルすべてが溶融凝固層となる。一方、接
合終了後の冷却により、外管と内管それぞれの熱膨張率
の違いにより接合界面には熱応力が発生する。また、接
合時に加えられていた外側からの圧力も開放される。こ
の結果、外管と内管との界面には、垂直方向の残留応力
が発生する。熱応力は、圧縮応力として、外部圧力開放
は引張応力に影響するが、最終的には、残留応力は引張
応力となる。The reason why the present invention prevents cracking of the insert metal portion will be described in detail below. If the insert metal is composed of one simple low melting point alloy,
All of the insert metal becomes a melt-solidified layer. On the other hand, due to the cooling after the end of the joining, a thermal stress is generated at the joining interface due to a difference in thermal expansion coefficient between the outer tube and the inner tube. In addition, the external pressure applied during joining is also released. As a result, a vertical residual stress is generated at the interface between the outer tube and the inner tube. Although the thermal stress is a compressive stress, the release of external pressure affects the tensile stress, but ultimately, the residual stress becomes a tensile stress.
【0011】従って、外管と内管との間に存在するイン
サートメタル凝固部には、引張応力が作用するが、イン
サートメタルを構成する低融点合金の多くは共晶系であ
り、凝固後の共晶組織材料は、引張負荷に対し一般に延
性に欠ける。特に、先行技術1に提案されているNi基
およびFe基のインサートメタルはこれに該当する、低
延性の材料である。Accordingly, tensile stress acts on the solidified portion of the insert metal existing between the outer tube and the inner tube, but most of the low melting point alloy constituting the insert metal is eutectic, and after the solidification, Eutectic materials generally lack ductility to tensile loads. In particular, Ni-base and Fe-base insert metals proposed in Prior Art 1 are low-ductility materials corresponding to this.
【0012】次に、本発明でのインサートメタルの作用
を図4により説明する。本発明は、インサートメタルの
共晶凝固金属が、外管と内管との界面に平行にならない
ような考案である。Next, the operation of the insert metal in the present invention will be described with reference to FIG. The present invention is a device in which the eutectic solidification metal of the insert metal is not parallel to the interface between the outer tube and the inner tube.
【0013】図4の(1)は最初のインサートメタルの
配置を示す。インサートメタルは、共晶系低融点合金か
らなる箔(合金箔9)と、前記共晶系低融点合金に50
wt.%以上含まれるベース金属からなる箔(ベース金
属箔10)とからなっている。ベース金属箔10は、ベ
ース金属Xからなっており、合金箔9は共晶系低融点合
金XY合金からなっている。XにYを添加した場合の相
状態図を図5に示す。ここで使用した組成はYがaw
t.%の共晶組成とする。FIG. 4A shows the arrangement of the first insert metal. The insert metal is composed of a foil (alloy foil 9) made of a eutectic low melting point alloy and 50% of the eutectic low melting point alloy.
wt. % Of base metal (base metal foil 10). The base metal foil 10 is made of a base metal X, and the alloy foil 9 is made of a eutectic low melting point alloy XY alloy. FIG. 5 shows a phase diagram when Y is added to X. In the composition used here, Y is aw
t. % Eutectic composition.
【0014】図4の(2)は、接合温度T1に加熱した
直後の状態を示す。XY合金は液相となっているが、外
側から加圧力が加わっているため、外部に絞り出され、
残存液相は当初のXY合金箔の量よりも少なくなる。FIG. 4B shows a state immediately after heating to the bonding temperature T1. Although the XY alloy is in a liquid phase, since the pressing force is applied from the outside, it is squeezed out to the outside,
The remaining liquid phase becomes smaller than the initial amount of the XY alloy foil.
【0015】図4の(3)は、接合温度T1に保持し続
けた場合である。残存した液相部と固相部が反応し、液
相部分は拡大していく。この場合、反応は固相部の結晶
粒界等、反応容易方向に生じるため、液状部分は網目状
となる。また、液相部分の拡大に伴い、液相組成はY成
分が減少する方向に進む。Y成分の組成が図5のaとc
の中間組成bにあると、外管と内管の界面に平行な部分
は常に加圧力による絞り出し効果により、厚さが薄くな
るが、垂直方向ではこのような現象はなく、前者に比べ
厚さが厚いのが特徴である。FIG. 4C shows the case where the junction temperature is kept at T1. The remaining liquid phase and solid phase react, and the liquid phase expands. In this case, the reaction takes place in a direction in which the reaction is easy, such as a crystal grain boundary of the solid phase portion, so that the liquid portion becomes a network. Further, as the liquid phase portion expands, the liquid phase composition proceeds in a direction in which the Y component decreases. The composition of the Y component is as shown in FIGS.
In the intermediate composition b, the portion parallel to the interface between the outer tube and the inner tube always becomes thinner due to the squeezing effect by the pressing force, but such a phenomenon does not occur in the vertical direction. Is characterized by being thick.
【0016】図4の(4)は、冷却により液相が凝固し
た状態を示す。凝固は100wt.%Xの固相が初晶と
して生じ、冷却中晶出を続ける。図5から明らかなよう
に、残存する液相のY成分は次第に高くなり、共晶点温
度T2において、Y成分の組成はaになると同時に、共
晶凝固する。外管と内管の界面に平行な液相は厚さが薄
いため、すべてが晶出したXに置換される。この結果、
共晶凝固金属は界面に垂直方向のみになる。初晶金属X
は、図4の(3)の固相部分と組成が同一であるから、
相的には区別がつかず、最終的に凝固する共晶金属部が
図4の(4)に示すように観察される。FIG. 4 (4) shows a state in which the liquid phase has solidified by cooling. Coagulation is 100 wt. % X solid phase forms as primary crystals and continues to crystallize during cooling. As is clear from FIG. 5, the Y component of the remaining liquid phase gradually increases, and at the eutectic point temperature T2, the composition of the Y component becomes a and the eutectic solidification occurs at the same time. Since the liquid phase parallel to the interface between the outer tube and the inner tube has a small thickness, all of the liquid phase is replaced by crystallized X. As a result,
The eutectic solidification metal is only in the direction perpendicular to the interface. Primary crystal X
Has the same composition as the solid phase portion of (3) in FIG.
A eutectic metal part which is indistinguishable and finally solidifies is observed as shown in FIG. 4 (4).
【0017】このような状態においては、界面に垂直方
向に引張残留応力が存在しても、脆弱な共晶凝固金属は
延性に富むX金属に囲われているため、割れが入ること
がない。In such a state, even if there is a residual tensile stress in the direction perpendicular to the interface, the brittle eutectic solidified metal is surrounded by the highly ductile X metal, so that no crack is formed.
【0018】これら現象を、残留応力の加わらないよう
に工夫した、実験室的再現サンプルにより確認した。サ
ンプルの断面写真を図7、図8、図9、図10に示す。
図7および図9は試作シリンダの接合部、図8および図
10は真空炉中で試作した接合部である。ここで、使用
したインサート材は、厚さ50μの純Ni箔2枚を重ね
たものの表裏面と内側界面にそれぞれ厚さ10μのNi
P合金を重ねたものである。また、図9、図10のNi
P合金は、8wt.%P−Niであり、固相線温度88
0℃、液相線温度1010℃である。接合温度950℃
では、固液2相状態にあり流動性が悪いため、絞り出し
効果が生じにくく、図9、図10の中央部の横方向に、
界面と平行に共晶凝固組織が見られる(接合不良材)。
一方、図7、図8では、NiP合金は11wt.%P−
Niであり、液相線温度は880℃である。接合温度9
50℃では、完全液相になるため、絞り出し効果が生じ
易く、界面と平行方向には共晶凝固組織は見られない
(接合良好材)。These phenomena were confirmed by a laboratory reproduction sample designed so as not to apply a residual stress. FIGS. 7, 8, 9 and 10 show cross-sectional photographs of the sample.
7 and 9 show the joints of the prototype cylinder, and FIGS. 8 and 10 show the joints produced in a vacuum furnace. Here, the insert material used is a laminate of two 50 μm-thick pure Ni foils, each having a 10 μm-thick Ni
It is a stack of P alloys. 9 and FIG.
P alloy is 8 wt. % P-Ni and a solidus temperature of 88
0 ° C., liquidus temperature 1010 ° C. Joining temperature 950 ° C
In this case, since the liquid is in a solid-liquid two-phase state and has poor fluidity, the squeezing effect is unlikely to occur, and in the lateral direction at the center of FIGS.
A eutectic solidification structure is observed parallel to the interface (poor joining material).
On the other hand, in FIG. 7 and FIG. % P-
Ni and the liquidus temperature is 880 ° C. Joining temperature 9
At 50 ° C., a complete liquid phase is obtained, so that the squeezing effect is apt to occur, and no eutectic solidification structure is observed in the direction parallel to the interface (good joining material).
【0019】なお、図6は、上記の8wt.%P−Ni
について、図4と対応させた図面である。FIG. 6 shows the above-mentioned 8 wt. % P-Ni
5 is a drawing corresponding to FIG.
【0020】以上のような、共晶凝固金属の分布形態を
制御するに必要な因子を改めてまとめると次のようにな
る。 (1) 加圧力による液体金属の絞り出し。 (2) ベース金属との反応による液相部分の網目状拡
大。 (3) 加圧力による液体金属の絞り出しによる界面に
平行な液相厚さ低減。 (4) 冷却によるベース金属の晶出。 (5) 液体金属の界面垂直方向への残存。 (6) 共晶凝固金属の界面垂直方向への分布。The factors necessary for controlling the distribution form of the eutectic solidification metal as described above are summarized as follows. (1) Squeeze out liquid metal by pressing force. (2) Network-like enlargement of the liquid phase due to the reaction with the base metal. (3) Reduction of the liquid phase thickness parallel to the interface by squeezing the liquid metal by the pressing force. (4) Crystallization of base metal by cooling. (5) Liquid metal remaining in the direction perpendicular to the interface. (6) Distribution of the eutectic solidified metal in the direction perpendicular to the interface.
【0021】これら、因子と、請求項との関連を以下に
示す。(1)と(3)とは、加圧力が必要な過程であ
り、加圧力が不可欠な因子となる。(2)は、液体金属
と反応し易い金属と、低融点合金の共存が不可欠なこと
を意味し、ベース金属箔の存在の根拠となる。また、網
目状とならず、全面的に液相になっては目的が達せられ
ないので、ベース金属は低融点合金に対し、ある限度以
上必要である。一方、接合温度を液相線温度から高くす
るほど反応による液相が増す。接合される外管と内管の
材質劣化を考慮すると、接合温度はより低い方がよい。
このため、温度分布の均一性を考慮して安定して制御で
きる温度として、低融点合金の液相線温度の50℃以
上、150℃以下の温度を接合温度とした。このような
温度を前提とし、網目状の液相分布が得られるベース金
属の厚さ下限として、実験より低融点合金の1倍以上と
の数値が決定された。The relationship between these factors and the claims is shown below. (1) and (3) are processes that require a pressing force, and the pressing force is an essential factor. (2) means that the coexistence of a metal that easily reacts with the liquid metal and a low melting point alloy is indispensable, and is the basis for the existence of the base metal foil. In addition, since the object cannot be achieved if the entire surface is in a liquid phase without forming a network, the base metal is required to have a certain limit or more for the low melting point alloy. On the other hand, as the joining temperature is increased from the liquidus temperature, the liquid phase due to the reaction increases. Considering the deterioration of the materials of the outer tube and the inner tube to be joined, the lower the joining temperature, the better.
For this reason, as a temperature that can be stably controlled in consideration of the uniformity of the temperature distribution, a temperature equal to or higher than 50 ° C. and equal to or lower than 150 ° C. of the liquidus temperature of the low melting point alloy is set as the bonding temperature. On the premise of such a temperature, a numerical value of 1 or more times that of the low melting point alloy was determined from experiments as the lower limit of the thickness of the base metal capable of obtaining a network-like liquid phase distribution.
【0022】以上の条件が得られれば、(4)、
(5)、(6)の条件は自動的に達成される。なお、本
発明ではインサートメタルの液相線温度より高い温度を
使用している。液相線温度と固相線温度の中間温度で
は、低融点合金は固液2相状態にあり流動性が低いた
め、圧力による絞り出し効果が生じにくい。If the above conditions are obtained, (4)
The conditions (5) and (6) are automatically achieved. In the present invention, a temperature higher than the liquidus temperature of the insert metal is used. At an intermediate temperature between the liquidus temperature and the solidus temperature, the low-melting alloy is in a solid-liquid two-phase state and has low fluidity, so that the squeezing effect by pressure is unlikely to occur.
【0023】[0023]
【実施例】次に、この発明を実施例によって、図1〜図
3を参照しながら説明する。図1に示すように、長さ
0.2m、外径26mm、内径約22mm、肉厚2mm
のステンレス(SUS304)製の芯管3の外面に、厚
さ3mmのセラミックス添加合金(40VCvol.%
−Co)の皮膜4を粉体肉盛溶接によって形成した。次
に、図2に示すように、このように調製された内管1
を、所定の条件(表1参照)のインサートメタル5を介
して、ニッケルクロムモリブデン鋼(SNCM439)
からなる外管2に挿入した。なお、ここで供したインサ
ートメタル5は、ベース金属箔と低融点合金箔とを積層
したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described by way of embodiments with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, length 0.2 m, outer diameter 26 mm, inner diameter about 22 mm, wall thickness 2 mm
3 mm thick ceramic-added alloy (40 VCvol.%) On the outer surface of the stainless steel (SUS304) core tube 3.
-Co) film 4 was formed by powder overlay welding. Next, as shown in FIG.
Through a nickel chrome molybdenum steel (SNCM439) through an insert metal 5 under predetermined conditions (see Table 1).
Was inserted into the outer tube 2 consisting of The insert metal 5 provided here is obtained by laminating a base metal foil and a low melting point alloy foil.
【0024】[0024]
【表1】 [Table 1]
【0025】次に、上記のようにして内管1をその内部
に配置した外管2の両端に円板状のフタ板7をシール溶
接する。その後、管体内部を真空引きし密封する。この
ようにして組み立てられた管体をHIP装置内に収納し
て、(800℃×500気圧×1時間)→(接合温度×
350気圧×1時間)の2段階HIP処理を行い、内管
1と外管2とを一体化した。ここで、1断目の処理は内
外管を予備的に密着させる工程であり、接合工程は2断
目の処理によりなされる。Next, a disc-shaped lid plate 7 is seal-welded to both ends of the outer tube 2 in which the inner tube 1 is disposed as described above. Thereafter, the inside of the tube is evacuated and sealed. The tube assembled in this manner is housed in a HIP device, and (800 ° C. × 500 atm × 1 hour) → (joining temperature ×
A two-stage HIP process (350 atm × 1 hour) was performed, and the inner tube 1 and the outer tube 2 were integrated. Here, the first cut is a step of preliminarily bringing the inner and outer tubes into close contact with each other, and the joining step is performed by the second cut.
【0026】次に、処理終了後の管体について、外面よ
り超音波探傷試験を実施し、インサートメタル接合部に
おける界面平行方向の割れを調べた。試験の結果を表1
に示す。Next, an ultrasonic flaw detection test was performed from the outer surface of the tube after the treatment, and cracks in the interface parallel direction at the insert metal joint were examined. Table 1 shows the test results.
Shown in
【0027】接合温度が液相線温度より50〜150℃
高い温度にある場合、ベース金属箔の合計厚が低融点合
金箔または皮膜の合計厚の1倍以上であれば、低融点合
金の材料の如何にかかわらず良好な接合のできることが
確認された。また、接合温度が液相線温度より50℃高
い温度未満の場合、および、液相線温度より150℃を
超える場合には、良好な接合の得られないことも本試験
結果から確認される。The joining temperature is 50 to 150 ° C. below the liquidus temperature.
It has been confirmed that at a high temperature, good bonding can be achieved regardless of the material of the low melting point alloy if the total thickness of the base metal foil is at least one time the total thickness of the low melting point alloy foil or the coating. It is also confirmed from the test results that good bonding cannot be obtained when the bonding temperature is lower than a temperature higher than the liquidus temperature by 50 ° C. or when the bonding temperature exceeds 150 ° C. than the liquidus temperature.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、小径管の内面に、耐熱性および耐摩耗性に優れた皮
膜(被覆層)を容易に形成することができる熱間静水圧
加圧処理を伴う管内面への皮膜の形成方法において、従
来問題となっていたインサートメタルの割れの発生を排
除し、歩留り向上に寄与し、かくして、工業上有用な効
果がもたらされる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily form a coating (coating layer) having excellent heat resistance and abrasion resistance on the inner surface of a small diameter pipe. In the method of forming a film on the inner surface of the pipe accompanied by pressure treatment, the occurrence of cracks in the insert metal, which has been a problem in the past, is eliminated, which contributes to an improvement in yield, and thus has an industrially useful effect.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】この発明の工程を説明する斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating a process of the present invention.
【図2】この発明の工程を説明する断面図である。FIG. 2 is a sectional view illustrating a process of the present invention.
【図3】この発明の工程を説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a process of the present invention.
【図4】この発明の方法に係るインサートメタルの作用
を説明する模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the operation of the insert metal according to the method of the present invention.
【図5】インサートメタルの相状態図である。FIG. 5 is a phase diagram of an insert metal.
【図6】この発明の範囲外の方法に係るインサートメタ
ルの作用を図4と対応させて説明する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the insert metal according to a method outside the scope of the present invention in correspondence with FIG. 4;
【図7】この発明の方法に係るインサートメタルの金属
組織を示す顕微鏡写真である。FIG. 7 is a micrograph showing a metal structure of an insert metal according to the method of the present invention.
【図8】この発明の方法に係るインサートメタルの金属
組織を示す顕微鏡写真である。FIG. 8 is a micrograph showing the metal structure of the insert metal according to the method of the present invention.
【図9】この発明の範囲外の方法に係るインサートメタ
ルの金属組織を示す顕微鏡写真である。FIG. 9 is a micrograph showing a metallographic structure of an insert metal according to a method outside the scope of the present invention.
【図10】この発明の範囲外の方法に係るインサートメ
タルの金属組織を示す顕微鏡写真である。FIG. 10 is a micrograph showing the metallographic structure of an insert metal according to a method outside the scope of the present invention.
1 内管 2 外管 3 芯管 4 皮膜 5 インサートメタル 6 切削刃 7 フタ板 8 シール溶接部 9 合金箔 10 ベース金属箔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner tube 2 Outer tube 3 Core tube 4 Coating 5 Insert metal 6 Cutting blade 7 Lid plate 8 Seal welded part 9 Alloy foil 10 Base metal foil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 4/16 C23C 4/16 (72)発明者 佐々木 恭一 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (72)発明者 川口 直孝 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 平6−218556(JP,A) 特開 平5−138239(JP,A) 特開 平4−317476(JP,A) 特開 平3−234380(JP,A) 特開 平3−234381(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 20/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C23C 4/16 C23C 4/16 (72) Inventor Kyoichi Sasaki 2068 Ooka, Numazu-shi, Shizuoka Pref. 72) Inventor Naotaka Kawaguchi 2068-3 Ooka, Numazu-shi, Shizuoka Pref. Toshiba Machine Co., Ltd. Numazu Office (56) References JP-A-6-218556 (JP, A) JP-A-5-138239 (JP, A) JP-A-4-317476 (JP, A) JP-A-3-234380 (JP, A) JP-A-3-234381 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 20 / 00
Claims (8)
し、次いで、前記内管をインサートメタルを介して外管
内に挿入し、次いで、前記外管の両端に円板状の蓋板を
シール溶接し、次いで、前記内管が挿入された前記外管
に対して前記外管の外側からのみ加圧する熱間静水圧加
圧処理を施して、前記内管と前記外管とを前記インサー
トメタルを介して接合し、次いで、前記芯管を除去する
工程からなり、 前記インサートメタルは、液相線温度が500〜110
0℃の範囲の共晶系低融点合金からなる箔と、前記共晶
系低融点合金に50wt.%以上含まれるベース金属か
らなる箔との複数枚を積層して合計厚さを1mm以下と
した材料からなり、且つ、前記ベース金属からなる箔の
合計厚が前記共晶系低融点合金からなる箔の合計厚以上
であり、 前記熱間静水圧加圧処理は、処理温度を前記共晶系低融
点合金の液相線温度よりも50〜150℃高い温度範囲
とする処理条件によって実施することを特徴とする管内
面への皮膜の形成方法。1. An inner tube is prepared by forming a film on the outer surface of a core tube, and then inserting the inner tube into the outer tube via an insert metal. The cover plate is seal-welded, and then subjected to a hot isostatic pressurizing process that presses the outer tube into which the inner tube has been inserted only from the outside of the outer tube, and the inner tube and the outer tube Is bonded through the insert metal, and then the core tube is removed. The insert metal has a liquidus temperature of 500 to 110.
A foil made of a eutectic low melting point alloy in the range of 0 ° C .; % And a foil having a total thickness of 1 mm or less by laminating a plurality of foils with a foil of a base metal contained in the alloy, and the total thickness of the foil of the base metal is made of the eutectic low melting point alloy. Not less than the total thickness of the foil, and the hot isostatic pressing is performed under processing conditions in which the processing temperature is set to a temperature range higher by 50 to 150 ° C. than the liquidus temperature of the eutectic low melting point alloy. A method for forming a film on the inner surface of a pipe, characterized by the following.
属からなる箔上に、前記共晶系低融点合金からなる皮膜
が形成されたものを1枚または複数枚積層して合計厚さ
を1mm以下とした材料からなり、且つ、前記ベース金
属からなる箔の合計厚が前記共晶系低融点合金からなる
皮膜の合計厚以上である請求項1記載の管内面への皮膜
の形成方法。2. The insert metal is formed by laminating one or a plurality of eutectic low-melting alloy films formed on the base metal foil to a total thickness of 1 mm or less. The method for forming a coating on the inner surface of a pipe according to claim 1, wherein the total thickness of the foil made of the base metal is equal to or greater than the total thickness of the coating made of the eutectic low melting point alloy.
形成する請求項1または2記載の管内面への皮膜の形成
方法。3. The method according to claim 1, wherein the coating is formed on the outer surface of the core tube by overlay welding.
る請求項1または2記載の管内面への皮膜の形成方法。4. The method according to claim 1, wherein the coating is formed on the outer surface of the core tube by thermal spraying.
またはステンレス鋼からなり、そして、前記外管は炭素
鋼、低合金鋼またはステンレス鋼からなっている請求項
1または2記載の管内面への皮膜の形成方法。5. The core tube of the inner tube is made of carbon steel, low alloy steel or stainless steel, and the outer tube is made of carbon steel, low alloy steel or stainless steel. Method of forming a film on the inner surface of a tube.
Fe基合金等の金属、または、酸化物、炭化物、窒化物ま
たは硼化物等のセラミックス、または、前記金属と1種
または2種以上の前記セラミックスとの複合材からなっ
ている請求項1または2記載の管内面への皮膜の形成方
法。6. The coating according to claim 1, wherein the coating is a Co-based alloy, a Ni-based alloy or
3. A metal material such as an Fe-based alloy, or a ceramic material such as an oxide, a carbide, a nitride or a boride, or a composite material of the metal and one or more of the ceramics. The method for forming a film on the inner surface of a pipe as described in the above.
よびSiのうちの1種または2種以上を含有した合金また
はFeにB およびSiのうちの1種または2種以上をを含有
した合金からなっている請求項1または2記載の管内面
への皮膜の形成方法。7. The insert metal is an alloy containing one or more of P, B and Si in Ni or an alloy containing one or more of B and Si in Fe. 3. The method for forming a coating on the inner surface of a pipe according to claim 1, comprising:
前記芯管材料、前記外管材料および前記皮膜材料のいず
れの材料の固相線温度よりも低い温度である請求項7記
載の管内面への皮膜の形成方法。8. The liquidus temperature of the insert metal is:
The method for forming a film on the inner surface of a tube according to claim 7, wherein the temperature is lower than the solidus temperature of any of the core tube material, the outer tube material, and the film material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131021A JP3071361B2 (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Method of forming film on inner surface of pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131021A JP3071361B2 (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Method of forming film on inner surface of pipe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07314160A JPH07314160A (en) | 1995-12-05 |
| JP3071361B2 true JP3071361B2 (en) | 2000-07-31 |
Family
ID=15048152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP6131021A Expired - Lifetime JP3071361B2 (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Method of forming film on inner surface of pipe |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012213776A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Toyo Kohan Co Ltd | Method and device for manufacturing laminated tube |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP6131021A patent/JP3071361B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07314160A (en) | 1995-12-05 |
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