純ニッケルパイプの製造方法及び純ニッケルパイプ
【課題】純Ｎｉパイプの製造において、成形途中での傷、変形、扁平および伸びによる破断に起因する生産能率低下を回避すること、並びに、限られた直管長さによる生産能率低下および歩留りの低下を回避すること。
【解決手段】帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するコイル状パイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱してコイル状パイプに巻き取る半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくしてコイル状パイプに巻き取る引抜き工程とを具備することを特徴とするコイル状純ニッケルパイプの製造方法。
【解決手段】帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するコイル状パイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱してコイル状パイプに巻き取る半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくしてコイル状パイプに巻き取る引抜き工程とを具備することを特徴とするコイル状純ニッケルパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純ニッケル（Ｎｉ含有量が９９質量％以上含有するＮｉ主体の金属を本願では、純Ｎｉと呼ぶ）パイプの製造方法及び純Ｎｉパイプに関し、特に液晶のバックライト部品や真空装置のゲッター部品として利用可能な純Ｎｉパイプとその製造方法にかかるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶のバックライト部品や真空装置のゲッター部品として使用される純Ｎｉパイプは、後述する理由により、長くても高々４m程度の直管の形で、取引（素材メーカーから組立会社に供給）されるのが常であった。こうした組立会社においては、純Ｎｉパイプを例えば液晶バックライトに使用する場合、該直管を自動切断機により、更に数ｍｍ〜数十ｍｍ程度に細断し、バリ取り等の処理を行った後、液晶バックライト等に部品として組み込むこととなる。
【０００３】
直管を自動切断機にて細断する場合、当該直管の長さが長い程、段取り時間が短縮でき、部品の生産能率が向上するのは明白である。また、近年ニッケル価格が急激に高騰していることから、加工機械、例えば自動切断機の材料支持部等に残って、部品としての使用に供さない無駄な部分を可能な限り無くす努力、つまり、歩留りの向上が求められている。
【０００４】
純Ｎｉパイプの製造方法としては、所定の長さに切断した、シームレス管またはセミシームレス管の内側に、ロッドと呼ばれる丸棒を挿入しドローベンチで直線状に引き抜いて製造する「ロッド引き」、または、プラグと呼ばれる内面加工具をマンドレルと呼ばれる丸棒の先にねじ止めして挿入しドローベンチで直線状に引き抜いて製造する「固定プラグ引き」のいずれかを採用するのが一般的である。ドローベンチで引抜ける管の長さは長いもので数１０ｍのものも考えられるが、例えそれが可能であったとしても、運送上の制約があるため、実際に製品または半製品として出荷される場合は４mの直線状の管となってしまう。
【０００５】
一方、純Ｎｉパイプの中でも直径の小さい，所謂小径管を生産する場合は、引抜きにより材料が加工硬化するため、顧客の要求する外径寸法まで、引抜き，洗浄、焼鈍の各工程を何回も繰り返す必要がある。この場合、引抜きと焼鈍の間に洗浄を入れる理由は、焼鈍の前に、引抜きで使用した潤滑剤や切粉を洗浄しておかなければ、焼鈍で潤滑剤が燃えたり切粉が管の外面および内面に焼付いたりして不良となることを防止するためである。
【０００６】
更に、前記の引抜き，洗浄，焼鈍の各工程のうちの引抜き工程では、小さい内径のパイプには、プラグをねじ止めできないという理由から固定プラグ引きは無理で、ロッド引きでしか生産ができない。しかしながら、このロッド引きでは、引抜きを終了した時点では、管材料の内側にロッドが密着して容易に抜き取りできない状態となる。そのため、「抜きロール機」と呼ばれるロッドを抜くための設備により、ロッドの抜取り工程を必要とするため生産性が非常に低い。
また、直線状の管の場合、次工程の洗浄、切断および矯正の各工程においても、正味の製造時間より段取りに時間を要し、非能率な生産を余儀なくされているのが現状である。
【０００７】
ところで、純Ｎｉは、一般的なステンレス鋼等と比較すると硬度が低い。焼鈍した状態のビッカース硬さで比較すると、例えば、ステンレス鋼の一般的なＳＵＳ３０４がＨｖ１６０〜１８０であるのに対し、純ＮｉはＨｖ８０〜９０である。そのため純Ｎｉパイプの製造工程、とりわけ引抜き工程においては、傷の発生，変形，扁平及び破断が生じることが多く、当業者の間では４m以上の長い純Ｎｉパイプの製造は実際上不可能であった。
【０００８】
従来、ステンレス鋼帯から、セミシームレス管（溶接管）を製造する技術は良く知られているが、純Ｎｉパイプのセミシームレス管を製造する技術を開示した特許文献は見出せない。但し、従来技術の例として、純Ｎｉパイプを引抜きにより製造する技術は、例えば非特許文献１に開示されている。
【０００９】
ここで、本発明と比較する意味で、ステンレス鋼（ここではＳＵＳ３０４とする）セミシームレス管の一般的な製造方法について説明する。
ステンレス鋼のセミシームレス管は、造管，引抜き，洗浄，コイル焼鈍，リーク試験，矯正，切断，洗浄，梱包の各工程を順次経て出荷される。引抜き，洗浄，コイル焼鈍の部分は必要に応じて数回繰り返すこともある。
【００１０】
ここで、造管とは、帯状でコイル状に巻いたＳＵＳ３０４のＢＡ（光輝焼鈍）、２Ｂまたは２Ｄ仕上げ等のいずれも焼鈍材の一端から連続的にロールフォーミングにて長手に直角な方向に丸めて断面形状を略円形にし、その突合せ部をＴＩＧ溶接等で接合して管状にした後、その長い管をコイル状に巻き取る工程である。出来上がった管の形態はコイル状に巻かれた状態である。
【００１１】
コイル引抜きとは、造管されコイル状に巻かれた溶接管の一端から連続的に、ダイスを通過させることにより当該管の少なくとも外径を小さくしてセミシームレス管を形成する工程である。ダイスを通過するとき、少なくとも管の外側は潤滑されることは言うまでもない。出来上がった管の形態はコイル状である。
【００１２】
コイル焼鈍とは、コイル状の管の一端から連続的に、所定温度に加熱された還元性雰囲気の加熱炉を通過させて、リールに巻き取る工程である。コイル焼鈍後の管の形態はやはりコイル状である。
【００１３】
矯正とは、コイル状パイプの一端から連続的に、曲げ及び曲げ戻しによる歪や捩れによる歪を与えることで、コイル状のパイプから直管に形態を変化させる工程をいう。矯正は、スピナー矯正機や多ロール矯正機にて行なう。矯正工程を終了した部分は、続く切断機で所定長さに切断される。その後、最終的な洗浄工程、リーク試験工程や梱包工程等を経て、出荷される。
【００１４】
また、客先の要望によりコイル焼鈍を施し、コイル状のパイプでリーク試験を行い、梱包を経て出荷される場合（半製品）もある。特に、客先での次工程設備が自動加工機の場合は、生産能率を向上させるために、コイル状のパイプを要求されることが少なくない。
以上が、ステンレス鋼でセミシームレス管を製造する工程の概略である。
【非特許文献１】「引抜き加工」，ｐ．２２１〜２１２，日本塑性加工学会編，コロナ社，１９９４年１０月２５日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、製造工程中、とりわけ引抜き等の工程中で傷，変形，扁平及び破断を回避し得る純Ｎｉパイプの製造方法および純Ｎｉパイプを提供することを目的とする。また、本発明は、コイル状純Ｎｉパイプの半製品を提供することを目的とする。更に、本発明は、４ｍ以上の長いパイプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
(1) 本発明のコイル状純ニッケルパイプの製造方法は、帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するコイル状パイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱してコイル状パイプに巻き取る半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくしてコイル状パイプに巻き取る引抜き工程とを具備することを特徴とする。
この発明において、「コイル状」とは、一つの軸に連続的に巻き付けて丸く纏まった状態を言う。「造管工程」とは、具体的には、帯状の純Ｎｉ材料の一端から連続的にロールフォーミングにて長手に直角な方向に断面が円形となるように丸め、その突合わせ部をＴＩＧ溶接等で管状にした後、その長い管を巻き取る工程を意味する。「半焼鈍工程」とは、具体的には、造管工程によってできたコイル状の管の一端から連続的に６５０〜７５０℃に加熱された還元性雰囲気で加熱材料を加熱してコイル状パイプをリールに巻き取る工程を意味する。「引抜き工程」とは、具体的には、焼鈍されコイル状に巻かれたセミシームレス管の一端から連続的に、ダイスを通過させることにより当該管の少なくとも外径を小さくする引抜き工程を意味する。
【００１７】
(2) 本発明のコイル状純ニッケルパイプの製造方法は、前記（１）において、前記引抜き工程直後のコイル状パイプの断面積は、前記造管工程直後のパイプの断面積に対し、２０〜４０％減少させることを特徴とする。
(3) 本発明のコイル状純ニッケルパイプの製造方法は、前記（１）または（２）の製造方法で前記引抜き工程後に、コイル状パイプを洗浄する工程、半焼鈍工程を経て、コイル状パイプのリーク試験を行なうことを特徴とする。
(4) 本発明のコイル状純ニッケルパイプは、前記（１）乃至（３）のいずれかの製造方法で製造したことを特徴とする。
【００１８】
(5) 本発明の直管状純ニッケルパイプの製造方法は、帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するパイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱する半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくする引抜き工程と、該引抜きしたコイル状パイプを洗浄後、矯正にて、直線状のパイプ即ち直管とし、所定長さに切断する切断工程を経て、還元性雰囲気で加熱する直管焼鈍工程を具備することを特徴とする（請求項５記載）。
【００１９】
この発明において、「直管」とは、コイル状のパイプの一端を引き出して矯正機等で直線状の状態にしたパイプを呼ぶこととし、コイル状のパイプと区別することとする。
【００２０】
(6) 本発明の直管状純ニッケルパイプの製造方法は、前記（５）の製造方法で、前記直管焼鈍は７５０℃以上９５０℃以下の還元性雰囲気で行うことを特徴とする。
(7) 本発明の直管状純ニッケルパイプは、前記（５）または（６）の製造方法で製造したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の純Ｎｉパイプの製造方法によれば、純Ｎｉ帯状材料を造管した後、６５０〜７５０℃に加熱された還元性雰囲気で材料を連続的に加熱して焼鈍することにより、純Ｎｉパイプが引抜きに耐えられる機械的特性を維持するため、ドローベンチなどのバッチ的な直管引抜きとは区別される「コイル引抜き」が可能となり、生産能率の向上が図れ、引抜き工程での傷、変形、扁平および破断をも防止できる。また、コイル形態での供給により、客先での部品への後工程においても生産能率を飛躍的に向上させる効果がある。更に、４ｍ以上の長いＮｉパイプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の純Ｎｉパイプの製造方法及び純Ｎｉパイプについて詳しく説明する。本発明の純Ｎｉの製造方法は、上記したように、造管工程と、コイル焼鈍工程と、引抜き工程を必須の構成要件とする。
造管工程では、長尺の帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接等で接合して所定の外径および厚みを有するコイル状長尺パイプを形成する。造管では焼鈍材を使用するのではなく、半硬質または硬質の材料が好ましい。この種の材料を用いることにより、強度を確保し、傷を防止すると共に、巻き取り時の扁平変形を防止できる。
【００２３】
コイル焼鈍では、例えば加熱炉でコイル状パイプの一端から連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で材料を加熱するのが良い。本願において６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で材料を加熱して焼鈍することを「半焼鈍」と呼ぶこととする。ここで、材料の焼鈍温度は、加熱材料に熱電対を配置して測定した。焼鈍温度を上記に設定する理由は、図１および図２に基づく。図１は焼鈍温度（熱処理温度）と、パイプの断面硬さとの関係を示す。図２は、焼鈍温度と材料強度および伸びとの関係を示したものである。図２中、（ａ）は伸びを、（ｂ）は０．２％耐力を、（ｃ）は抗張力を表す。上記焼鈍温度を上記の範囲に設定したのは、次の理由による。即ち、７５０℃以上の温度域では、０．２%耐力が１００MPａ以下の完全焼鈍状態となり、結晶粒の粗大化と共に機械的性質も低下する。また、６５０℃未満では再結晶組織が得られず、０．２％耐力および抗張力が大きく、硬さも硬いため引抜き工程で破断等が発生する。従って、焼鈍温度範囲を６５０〜７５０℃とした。
こうして完全焼鈍ではなく、いわば、「半焼鈍」で得られたパイプは、図２から判るように抗張力と０．２％耐力の差、即ち、加工幅が広く適度の硬さを有するため次の引抜き工程で有利となる。
【００２４】
引抜き工程では、前記パイプの少なくとも外径を小さくする。ここで、引抜き前の長手に直角な切断面におけるパイプの断面積に対する、引抜き終了後の長手に直角なパイプの断面積の減少分の割合、即ち、減面率は２０〜４０％であることが好ましい。この理由は、減面率が２０％未満では、パイプ内面を加工するフローティングプラグが、パイプの進行方向とは逆の方向に飛び出してしまい、所定の内径に加工することができないためである。また、減面率が４０％を超えると、引抜き力が材料強度を上回るため、引抜きの途中でパイプが破断してしまうからである。このような理由から減面率を２０〜４０％に設定することが好ましい。
【００２５】
ここで、コイル引抜き機について図３（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図３（Ａ）は引抜き機を模式的に表した図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の一構成であるダイスボックスを拡大して示す説明図である。
図中の符番１はコイル状に巻かれたパイプを示し、アンコイラ２上に水平にセットされている。アンコイラ２は中心部に軸受けを持ち、ベース３の軸３ａの回りを回転できるよう軸支している。従って、コイル状に巻かれたパイプ１の一端を持って引っ張るとアンコイラ２が回転し、コイル状に巻かれたパイプ１は連続的に引っ張り出される。ガイドロール４は、パイプ１が所定のラインから外れないようにするため各所に設置されている。一部のガイドロール４間には、アンコイラ２から出されたパイプ１をダイスに真っ直ぐ入れるためのレベラ５、あるいはダイスボックス６が配置されている。
【００２６】
ダイスボックス６の内側には、図３（Ｂ）に示すように、レベラ５を通過させたパイプ７を縮径するためのダイス８が配置されている。また、ダイスボックス６内側には、潤滑剤１０が図示しない潤滑剤ポンプにより循環するようになっている。この潤滑剤１０により、パイプの引抜き加工にて発生する温度を抜熱しつつ、ダイス８とパイプ７との焼付きを防止する。前記パイプ７内には、引抜きの際、パイプ７の内面も所定寸法に仕上げるためフローティングプラグ（内面加工具）９が潤滑剤とともに挿入されている。前記ダイスボックス６の下流側には、図３（Ａ）に垂直な方向に一定の幅を持ったドラム状をしたキャプスタン（牽引機）１１が配置されている。このキャプスタン１１は、ダイスボックス６を経たパイプ１２を３６０°以上の角度で巻き付けるものである。キャプスタン１１は、矢印Ｘ方向に回転しながら、パイプ１２を引っ張るとともに、その引張り張力が巻取リール１３に伝わらないようにドラム周面の摩擦力で引張り張力を打消す役目も担っている。
【００２７】
こうした構成のコイル引抜き機の動作は、次の通りである。
即ち、まず、コイル状に巻かれたパイプ１をアンコイラ２に水平にセットする。アンコイラ２から出されたパイプ１は、ダイスに真っ直ぐ入れるためのレベラ５を通す。レベラ５を通過したパイプ７は、ダイスボックス６でダイス８により外径が縮径されるとともに、内面はフローティングプラグ９により所定寸法に仕上げられる。ダイスボックス６を通過したパイプ１２は、キャプスタン１１に３６０°以上の角度で巻き付けられている。その後、ダイス６とキャプスタン入り口との間に発生している引張り張力から開放されたパイプ１４は、連続的に矢印方向Ｙに巻取リール１３に巻き取られる。
【００２８】
一般には、上記の引抜き機にて、実際にパイプを引っ張る役割を担うキャプスタンのドラム上で、引抜き直後のパイプが変形、扁平を生じることがある。しかしながら、半焼鈍を施したパイプでは引抜きでの傷、変形、扁平及び破断が生じず、コイル状態のまま巻き取ることが可能となる。
【００２９】
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例について説明する。なお、本実施例は下記に述べる内容に限定されない。
（実施例１）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚０．６ｍｍ、幅２４．３ｍｍの純Ｎｉの帯材（約５５ｋｇで約４５０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であつた。次に、前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して所定の外径および厚みを有する第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプをコイル状パイプの一端から連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して７００℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ１００〜１２０であつた。
【００３０】
更に、コイル焼鈍したコイル状パイプを引抜き機で引抜き、外径７．００ｍｍ、板厚０．５０ｍｍの第２のコイル状パイプを形成した（引抜き工程）。この引抜き後のコイル状パイプの減面率は２７％であった。この後、第２のコイル状パイプを洗浄し（洗浄工程）、ヘリウムガスによるリーク試験を行なった。つづいて、スピナー矯正して直管とした（矯正工程）後、スピナー矯正機に続く切断機にて４ｍの長さに切断し直管パイプとした（切断工程）。次に、水素雰囲気の直管加熱炉に数本ずつ通して８００℃に加熱して直管焼鈍した（直管焼鈍工程）。その後、多ロール矯正機にて矯正を行なって純Ｎｉの直管パイプを製造した。このときのビッカース硬さはＨｖ９０〜１００であった。
【００３１】
実施例１によれば、造管後に前記温度でコイル焼鈍を行なったため、完全焼鈍したパイプより硬度が高いので、引抜き工程終了後も傷、変形、扁平が生じず、破断も起らなかったことが判る。また、４ｍの純Ｎｉの直管パイプを得ることができる。
【００３２】
（実施例２）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚１．１０mm、幅２９．５mmの純Ｎｉの帯材（約１５ｋｇで約５５ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であった。次に、前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して外径１０．０mm、厚さ１．１０mmの第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプをコイル状パイプの一端から連続的に還元性雰囲気の加熱炉に通して７００℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ１００〜１２０であった。
【００３３】
更に、コイル焼鈍したコイル状パイプを引抜き機で引抜き、外径８．００mm、厚さ１．００mmの第２のコイル状パイプを形成した（引抜き工程）。この引抜き後のコイル状パイプの減面率は２９％であつた。この後、引抜きしたコイル状パイプを洗浄し（洗浄工程）、ヘリウムガスによるリーク試験を行なった。つづいて、スピナー矯正して直管とした（矯正工程）後、スピナー矯正機に続く切断機にて４ｍの長さに切断し直管パイプとした（切断工程）。次に、水素雰囲気の直管加熱炉に数本ずつ通して８００℃に加熱して直管焼鈍した（直管焼鈍工程）。この時のビッカース硬さはＨｖ９０〜１００であつた。その後、多ロール矯正機にて矯正を行なって純Ｎｉの直管パイプを製造した。
実施例２によれば、引抜き工程以降は傷、変形、扁平が生じず、破断も起らなかった。また、４ｍの純Ｎｉの直管パイプを得ることができる。
【００３４】
（実施例３）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚０．９５mm、幅３５．５mmの純Ｎｉの帯材（２０ｋｇで約７０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であった。次に前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して外径１２．０mm、厚さ０．９５mmの第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプの一端から連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して７００℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ１００〜１２０であつた。
【００３５】
更に、コイル焼鈍したコイル状パイプの引抜きを３回行なった。１パス目終了時は、外径１０．５mm、厚さ０．７１mm（減面率３４％）、２パス目終了時は、外径８．００mm、厚さ０．５７mm（減面率２９％）、３パス目終了時は、外径７．００mm、厚さ０．５０mm（減面率３４％）とした。各パス間では洗浄および焼鈍を行なったことは言うまでもない。こうして第２のコイル状パイプを形成した（引抜き工程）。この引抜き後のコイル状パイプを洗浄し（コイル洗浄工程）、ヘリウムガスによるリーク試験を行なった。つづいて、スピナー矯正して直管とした（矯正工程）後、スピナー矯正機に続く切断機にて４ｍの長さに切断し直管パイプとした（切断工程）。次に、水素雰囲気の直管加熱炉に数本ずつ通して８００℃に加熱して直管焼鈍した（直管焼鈍工程）。この時のビッカース硬さはＨｖ９０〜１００であつた。その後、多ロール矯正機にて矯正を行なって純Ｎｉの直管パイプを製造した。
【００３６】
実施例３によれば、引抜き工程以降は傷、変形、扁平が生じず破断も起らなかった。全長約２００ｍに穴や割れは皆無であった。また、４ｍの純Ｎｉの直管パイプを得ることができる。
【００３７】
（実施例４）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、板厚０．２０ｍｍ、幅１２．７ｍｍの純Ｎｉの帯材（約４ｋｇで約１８０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であった。次に、前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をプラズマ溶接で接合して外径４．０ｍｍ、板厚０．２ｍｍの第1のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、このコイル状パイプを引抜き機で引抜き（1パス目）、外径３．１ｍｍ、板厚０．１７ｍｍのコイル状パイプを形成した（減面率３４．５％）。この後、引抜きしたコイル状パイプを洗浄し、パイプの一端より、連続的に水素雰囲気の加熱炉で、材料温度が７００℃になるようにコイル焼鈍した。更にコイル焼鈍したコイル状パイプの引抜きを３回行った。２パス目終了時は外径２．４４ｍｍ、板厚０．１４ｍｍ（減面率３５．４％）、3パス目終了時は外径１．９０ｍｍ、板厚０．１２ｍｍ（減面率３３．７％）、4パス目終了時は１．５０ｍｍ、板厚０．１０ｍｍ（減面率３４．５％）とした。各パス間では洗浄および焼鈍を行ったことは言うまでもない。このコイル状パイプを洗浄し焼鈍した後、窒素ガスによる水中リーク試験を行った。その後コイル状パイプを整列巻きし、半製品とした（約３．１ｋｇ、約８００ｍ）。
実施例４によれば、引抜き工程以降は傷、変形、扁平が生じず破断も起らなかった。
【００３８】
（比較例）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚０．６０mm、幅２４．３mmの純Ｎｉの帯材（約３０ｋｇで約２４０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であつた。次に該帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して外径８．００mm、厚さ０．６０mmの第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプの一端から連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して１０５０℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ８０〜９０であった。
【００３９】
こうして得られたコイル状パイプを引抜き、外径７．００mm、厚さ０．５０mmの第２のコイル状パイプを形成しようとしたが、引抜き機のダイス出側で、材料の伸びにより意図する外径より小さくなる、所謂、引細りが生じ、また、キャプスタン上では上下に潰れる扁平が生じた（引抜き工程）。このときの減面率は２７％であった。不良が発生したので、減面率を２３％と小さくし引抜いて第２のコイル状のパイプとし、再度、連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して１０５０℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。その後、スピナー矯正して直管にしようとしたがスピナー矯正機内で破断してしまいテストを中止せざるを得なかった。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。具体的には、例えばコイル焼鈍工程における焼鈍温度は上記実施例に記載された温度に限定されない。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００４１】
本願は、純Ｎｉセミシームレスパイプに限らず、造管工程を取り除けば、シームレスパイプにも適用できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】造管した後のパイプに係る熱処理温度と断面硬さとの関係を示す図である。
【図２】造管した後のパイプに係る熱処理温度と伸び、０．２％耐力および抗張力との関係を示す図である。
【図３】本発明に係る引抜き機を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，７，１２，１４…パイプ、２…アンコイラ、３…ベース、４…ガイドロール、５…レベラ、６…ダイスボックス、８…ダイス、９…フローティングプラグ、１０…潤滑剤、１１…キャプスタン、１３…巻取りリール。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純ニッケル（Ｎｉ含有量が９９質量％以上含有するＮｉ主体の金属を本願では、純Ｎｉと呼ぶ）パイプの製造方法及び純Ｎｉパイプに関し、特に液晶のバックライト部品や真空装置のゲッター部品として利用可能な純Ｎｉパイプとその製造方法にかかるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶のバックライト部品や真空装置のゲッター部品として使用される純Ｎｉパイプは、後述する理由により、長くても高々４m程度の直管の形で、取引（素材メーカーから組立会社に供給）されるのが常であった。こうした組立会社においては、純Ｎｉパイプを例えば液晶バックライトに使用する場合、該直管を自動切断機により、更に数ｍｍ〜数十ｍｍ程度に細断し、バリ取り等の処理を行った後、液晶バックライト等に部品として組み込むこととなる。
【０００３】
直管を自動切断機にて細断する場合、当該直管の長さが長い程、段取り時間が短縮でき、部品の生産能率が向上するのは明白である。また、近年ニッケル価格が急激に高騰していることから、加工機械、例えば自動切断機の材料支持部等に残って、部品としての使用に供さない無駄な部分を可能な限り無くす努力、つまり、歩留りの向上が求められている。
【０００４】
純Ｎｉパイプの製造方法としては、所定の長さに切断した、シームレス管またはセミシームレス管の内側に、ロッドと呼ばれる丸棒を挿入しドローベンチで直線状に引き抜いて製造する「ロッド引き」、または、プラグと呼ばれる内面加工具をマンドレルと呼ばれる丸棒の先にねじ止めして挿入しドローベンチで直線状に引き抜いて製造する「固定プラグ引き」のいずれかを採用するのが一般的である。ドローベンチで引抜ける管の長さは長いもので数１０ｍのものも考えられるが、例えそれが可能であったとしても、運送上の制約があるため、実際に製品または半製品として出荷される場合は４mの直線状の管となってしまう。
【０００５】
一方、純Ｎｉパイプの中でも直径の小さい，所謂小径管を生産する場合は、引抜きにより材料が加工硬化するため、顧客の要求する外径寸法まで、引抜き，洗浄、焼鈍の各工程を何回も繰り返す必要がある。この場合、引抜きと焼鈍の間に洗浄を入れる理由は、焼鈍の前に、引抜きで使用した潤滑剤や切粉を洗浄しておかなければ、焼鈍で潤滑剤が燃えたり切粉が管の外面および内面に焼付いたりして不良となることを防止するためである。
【０００６】
更に、前記の引抜き，洗浄，焼鈍の各工程のうちの引抜き工程では、小さい内径のパイプには、プラグをねじ止めできないという理由から固定プラグ引きは無理で、ロッド引きでしか生産ができない。しかしながら、このロッド引きでは、引抜きを終了した時点では、管材料の内側にロッドが密着して容易に抜き取りできない状態となる。そのため、「抜きロール機」と呼ばれるロッドを抜くための設備により、ロッドの抜取り工程を必要とするため生産性が非常に低い。
また、直線状の管の場合、次工程の洗浄、切断および矯正の各工程においても、正味の製造時間より段取りに時間を要し、非能率な生産を余儀なくされているのが現状である。
【０００７】
ところで、純Ｎｉは、一般的なステンレス鋼等と比較すると硬度が低い。焼鈍した状態のビッカース硬さで比較すると、例えば、ステンレス鋼の一般的なＳＵＳ３０４がＨｖ１６０〜１８０であるのに対し、純ＮｉはＨｖ８０〜９０である。そのため純Ｎｉパイプの製造工程、とりわけ引抜き工程においては、傷の発生，変形，扁平及び破断が生じることが多く、当業者の間では４m以上の長い純Ｎｉパイプの製造は実際上不可能であった。
【０００８】
従来、ステンレス鋼帯から、セミシームレス管（溶接管）を製造する技術は良く知られているが、純Ｎｉパイプのセミシームレス管を製造する技術を開示した特許文献は見出せない。但し、従来技術の例として、純Ｎｉパイプを引抜きにより製造する技術は、例えば非特許文献１に開示されている。
【０００９】
ここで、本発明と比較する意味で、ステンレス鋼（ここではＳＵＳ３０４とする）セミシームレス管の一般的な製造方法について説明する。
ステンレス鋼のセミシームレス管は、造管，引抜き，洗浄，コイル焼鈍，リーク試験，矯正，切断，洗浄，梱包の各工程を順次経て出荷される。引抜き，洗浄，コイル焼鈍の部分は必要に応じて数回繰り返すこともある。
【００１０】
ここで、造管とは、帯状でコイル状に巻いたＳＵＳ３０４のＢＡ（光輝焼鈍）、２Ｂまたは２Ｄ仕上げ等のいずれも焼鈍材の一端から連続的にロールフォーミングにて長手に直角な方向に丸めて断面形状を略円形にし、その突合せ部をＴＩＧ溶接等で接合して管状にした後、その長い管をコイル状に巻き取る工程である。出来上がった管の形態はコイル状に巻かれた状態である。
【００１１】
コイル引抜きとは、造管されコイル状に巻かれた溶接管の一端から連続的に、ダイスを通過させることにより当該管の少なくとも外径を小さくしてセミシームレス管を形成する工程である。ダイスを通過するとき、少なくとも管の外側は潤滑されることは言うまでもない。出来上がった管の形態はコイル状である。
【００１２】
コイル焼鈍とは、コイル状の管の一端から連続的に、所定温度に加熱された還元性雰囲気の加熱炉を通過させて、リールに巻き取る工程である。コイル焼鈍後の管の形態はやはりコイル状である。
【００１３】
矯正とは、コイル状パイプの一端から連続的に、曲げ及び曲げ戻しによる歪や捩れによる歪を与えることで、コイル状のパイプから直管に形態を変化させる工程をいう。矯正は、スピナー矯正機や多ロール矯正機にて行なう。矯正工程を終了した部分は、続く切断機で所定長さに切断される。その後、最終的な洗浄工程、リーク試験工程や梱包工程等を経て、出荷される。
【００１４】
また、客先の要望によりコイル焼鈍を施し、コイル状のパイプでリーク試験を行い、梱包を経て出荷される場合（半製品）もある。特に、客先での次工程設備が自動加工機の場合は、生産能率を向上させるために、コイル状のパイプを要求されることが少なくない。
以上が、ステンレス鋼でセミシームレス管を製造する工程の概略である。
【非特許文献１】「引抜き加工」，ｐ．２２１〜２１２，日本塑性加工学会編，コロナ社，１９９４年１０月２５日発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、製造工程中、とりわけ引抜き等の工程中で傷，変形，扁平及び破断を回避し得る純Ｎｉパイプの製造方法および純Ｎｉパイプを提供することを目的とする。また、本発明は、コイル状純Ｎｉパイプの半製品を提供することを目的とする。更に、本発明は、４ｍ以上の長いパイプを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
(1) 本発明のコイル状純ニッケルパイプの製造方法は、帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するコイル状パイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱してコイル状パイプに巻き取る半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくしてコイル状パイプに巻き取る引抜き工程とを具備することを特徴とする。
この発明において、「コイル状」とは、一つの軸に連続的に巻き付けて丸く纏まった状態を言う。「造管工程」とは、具体的には、帯状の純Ｎｉ材料の一端から連続的にロールフォーミングにて長手に直角な方向に断面が円形となるように丸め、その突合わせ部をＴＩＧ溶接等で管状にした後、その長い管を巻き取る工程を意味する。「半焼鈍工程」とは、具体的には、造管工程によってできたコイル状の管の一端から連続的に６５０〜７５０℃に加熱された還元性雰囲気で加熱材料を加熱してコイル状パイプをリールに巻き取る工程を意味する。「引抜き工程」とは、具体的には、焼鈍されコイル状に巻かれたセミシームレス管の一端から連続的に、ダイスを通過させることにより当該管の少なくとも外径を小さくする引抜き工程を意味する。
【００１７】
(2) 本発明のコイル状純ニッケルパイプの製造方法は、前記（１）において、前記引抜き工程直後のコイル状パイプの断面積は、前記造管工程直後のパイプの断面積に対し、２０〜４０％減少させることを特徴とする。
(3) 本発明のコイル状純ニッケルパイプの製造方法は、前記（１）または（２）の製造方法で前記引抜き工程後に、コイル状パイプを洗浄する工程、半焼鈍工程を経て、コイル状パイプのリーク試験を行なうことを特徴とする。
(4) 本発明のコイル状純ニッケルパイプは、前記（１）乃至（３）のいずれかの製造方法で製造したことを特徴とする。
【００１８】
(5) 本発明の直管状純ニッケルパイプの製造方法は、帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するパイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱する半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくする引抜き工程と、該引抜きしたコイル状パイプを洗浄後、矯正にて、直線状のパイプ即ち直管とし、所定長さに切断する切断工程を経て、還元性雰囲気で加熱する直管焼鈍工程を具備することを特徴とする（請求項５記載）。
【００１９】
この発明において、「直管」とは、コイル状のパイプの一端を引き出して矯正機等で直線状の状態にしたパイプを呼ぶこととし、コイル状のパイプと区別することとする。
【００２０】
(6) 本発明の直管状純ニッケルパイプの製造方法は、前記（５）の製造方法で、前記直管焼鈍は７５０℃以上９５０℃以下の還元性雰囲気で行うことを特徴とする。
(7) 本発明の直管状純ニッケルパイプは、前記（５）または（６）の製造方法で製造したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の純Ｎｉパイプの製造方法によれば、純Ｎｉ帯状材料を造管した後、６５０〜７５０℃に加熱された還元性雰囲気で材料を連続的に加熱して焼鈍することにより、純Ｎｉパイプが引抜きに耐えられる機械的特性を維持するため、ドローベンチなどのバッチ的な直管引抜きとは区別される「コイル引抜き」が可能となり、生産能率の向上が図れ、引抜き工程での傷、変形、扁平および破断をも防止できる。また、コイル形態での供給により、客先での部品への後工程においても生産能率を飛躍的に向上させる効果がある。更に、４ｍ以上の長いＮｉパイプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の純Ｎｉパイプの製造方法及び純Ｎｉパイプについて詳しく説明する。本発明の純Ｎｉの製造方法は、上記したように、造管工程と、コイル焼鈍工程と、引抜き工程を必須の構成要件とする。
造管工程では、長尺の帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接等で接合して所定の外径および厚みを有するコイル状長尺パイプを形成する。造管では焼鈍材を使用するのではなく、半硬質または硬質の材料が好ましい。この種の材料を用いることにより、強度を確保し、傷を防止すると共に、巻き取り時の扁平変形を防止できる。
【００２３】
コイル焼鈍では、例えば加熱炉でコイル状パイプの一端から連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で材料を加熱するのが良い。本願において６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で材料を加熱して焼鈍することを「半焼鈍」と呼ぶこととする。ここで、材料の焼鈍温度は、加熱材料に熱電対を配置して測定した。焼鈍温度を上記に設定する理由は、図１および図２に基づく。図１は焼鈍温度（熱処理温度）と、パイプの断面硬さとの関係を示す。図２は、焼鈍温度と材料強度および伸びとの関係を示したものである。図２中、（ａ）は伸びを、（ｂ）は０．２％耐力を、（ｃ）は抗張力を表す。上記焼鈍温度を上記の範囲に設定したのは、次の理由による。即ち、７５０℃以上の温度域では、０．２%耐力が１００MPａ以下の完全焼鈍状態となり、結晶粒の粗大化と共に機械的性質も低下する。また、６５０℃未満では再結晶組織が得られず、０．２％耐力および抗張力が大きく、硬さも硬いため引抜き工程で破断等が発生する。従って、焼鈍温度範囲を６５０〜７５０℃とした。
こうして完全焼鈍ではなく、いわば、「半焼鈍」で得られたパイプは、図２から判るように抗張力と０．２％耐力の差、即ち、加工幅が広く適度の硬さを有するため次の引抜き工程で有利となる。
【００２４】
引抜き工程では、前記パイプの少なくとも外径を小さくする。ここで、引抜き前の長手に直角な切断面におけるパイプの断面積に対する、引抜き終了後の長手に直角なパイプの断面積の減少分の割合、即ち、減面率は２０〜４０％であることが好ましい。この理由は、減面率が２０％未満では、パイプ内面を加工するフローティングプラグが、パイプの進行方向とは逆の方向に飛び出してしまい、所定の内径に加工することができないためである。また、減面率が４０％を超えると、引抜き力が材料強度を上回るため、引抜きの途中でパイプが破断してしまうからである。このような理由から減面率を２０〜４０％に設定することが好ましい。
【００２５】
ここで、コイル引抜き機について図３（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図３（Ａ）は引抜き機を模式的に表した図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の一構成であるダイスボックスを拡大して示す説明図である。
図中の符番１はコイル状に巻かれたパイプを示し、アンコイラ２上に水平にセットされている。アンコイラ２は中心部に軸受けを持ち、ベース３の軸３ａの回りを回転できるよう軸支している。従って、コイル状に巻かれたパイプ１の一端を持って引っ張るとアンコイラ２が回転し、コイル状に巻かれたパイプ１は連続的に引っ張り出される。ガイドロール４は、パイプ１が所定のラインから外れないようにするため各所に設置されている。一部のガイドロール４間には、アンコイラ２から出されたパイプ１をダイスに真っ直ぐ入れるためのレベラ５、あるいはダイスボックス６が配置されている。
【００２６】
ダイスボックス６の内側には、図３（Ｂ）に示すように、レベラ５を通過させたパイプ７を縮径するためのダイス８が配置されている。また、ダイスボックス６内側には、潤滑剤１０が図示しない潤滑剤ポンプにより循環するようになっている。この潤滑剤１０により、パイプの引抜き加工にて発生する温度を抜熱しつつ、ダイス８とパイプ７との焼付きを防止する。前記パイプ７内には、引抜きの際、パイプ７の内面も所定寸法に仕上げるためフローティングプラグ（内面加工具）９が潤滑剤とともに挿入されている。前記ダイスボックス６の下流側には、図３（Ａ）に垂直な方向に一定の幅を持ったドラム状をしたキャプスタン（牽引機）１１が配置されている。このキャプスタン１１は、ダイスボックス６を経たパイプ１２を３６０°以上の角度で巻き付けるものである。キャプスタン１１は、矢印Ｘ方向に回転しながら、パイプ１２を引っ張るとともに、その引張り張力が巻取リール１３に伝わらないようにドラム周面の摩擦力で引張り張力を打消す役目も担っている。
【００２７】
こうした構成のコイル引抜き機の動作は、次の通りである。
即ち、まず、コイル状に巻かれたパイプ１をアンコイラ２に水平にセットする。アンコイラ２から出されたパイプ１は、ダイスに真っ直ぐ入れるためのレベラ５を通す。レベラ５を通過したパイプ７は、ダイスボックス６でダイス８により外径が縮径されるとともに、内面はフローティングプラグ９により所定寸法に仕上げられる。ダイスボックス６を通過したパイプ１２は、キャプスタン１１に３６０°以上の角度で巻き付けられている。その後、ダイス６とキャプスタン入り口との間に発生している引張り張力から開放されたパイプ１４は、連続的に矢印方向Ｙに巻取リール１３に巻き取られる。
【００２８】
一般には、上記の引抜き機にて、実際にパイプを引っ張る役割を担うキャプスタンのドラム上で、引抜き直後のパイプが変形、扁平を生じることがある。しかしながら、半焼鈍を施したパイプでは引抜きでの傷、変形、扁平及び破断が生じず、コイル状態のまま巻き取ることが可能となる。
【００２９】
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例について説明する。なお、本実施例は下記に述べる内容に限定されない。
（実施例１）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚０．６ｍｍ、幅２４．３ｍｍの純Ｎｉの帯材（約５５ｋｇで約４５０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であつた。次に、前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して所定の外径および厚みを有する第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプをコイル状パイプの一端から連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して７００℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ１００〜１２０であつた。
【００３０】
更に、コイル焼鈍したコイル状パイプを引抜き機で引抜き、外径７．００ｍｍ、板厚０．５０ｍｍの第２のコイル状パイプを形成した（引抜き工程）。この引抜き後のコイル状パイプの減面率は２７％であった。この後、第２のコイル状パイプを洗浄し（洗浄工程）、ヘリウムガスによるリーク試験を行なった。つづいて、スピナー矯正して直管とした（矯正工程）後、スピナー矯正機に続く切断機にて４ｍの長さに切断し直管パイプとした（切断工程）。次に、水素雰囲気の直管加熱炉に数本ずつ通して８００℃に加熱して直管焼鈍した（直管焼鈍工程）。その後、多ロール矯正機にて矯正を行なって純Ｎｉの直管パイプを製造した。このときのビッカース硬さはＨｖ９０〜１００であった。
【００３１】
実施例１によれば、造管後に前記温度でコイル焼鈍を行なったため、完全焼鈍したパイプより硬度が高いので、引抜き工程終了後も傷、変形、扁平が生じず、破断も起らなかったことが判る。また、４ｍの純Ｎｉの直管パイプを得ることができる。
【００３２】
（実施例２）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚１．１０mm、幅２９．５mmの純Ｎｉの帯材（約１５ｋｇで約５５ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であった。次に、前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して外径１０．０mm、厚さ１．１０mmの第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプをコイル状パイプの一端から連続的に還元性雰囲気の加熱炉に通して７００℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ１００〜１２０であった。
【００３３】
更に、コイル焼鈍したコイル状パイプを引抜き機で引抜き、外径８．００mm、厚さ１．００mmの第２のコイル状パイプを形成した（引抜き工程）。この引抜き後のコイル状パイプの減面率は２９％であつた。この後、引抜きしたコイル状パイプを洗浄し（洗浄工程）、ヘリウムガスによるリーク試験を行なった。つづいて、スピナー矯正して直管とした（矯正工程）後、スピナー矯正機に続く切断機にて４ｍの長さに切断し直管パイプとした（切断工程）。次に、水素雰囲気の直管加熱炉に数本ずつ通して８００℃に加熱して直管焼鈍した（直管焼鈍工程）。この時のビッカース硬さはＨｖ９０〜１００であつた。その後、多ロール矯正機にて矯正を行なって純Ｎｉの直管パイプを製造した。
実施例２によれば、引抜き工程以降は傷、変形、扁平が生じず、破断も起らなかった。また、４ｍの純Ｎｉの直管パイプを得ることができる。
【００３４】
（実施例３）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚０．９５mm、幅３５．５mmの純Ｎｉの帯材（２０ｋｇで約７０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であった。次に前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して外径１２．０mm、厚さ０．９５mmの第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプの一端から連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して７００℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ１００〜１２０であつた。
【００３５】
更に、コイル焼鈍したコイル状パイプの引抜きを３回行なった。１パス目終了時は、外径１０．５mm、厚さ０．７１mm（減面率３４％）、２パス目終了時は、外径８．００mm、厚さ０．５７mm（減面率２９％）、３パス目終了時は、外径７．００mm、厚さ０．５０mm（減面率３４％）とした。各パス間では洗浄および焼鈍を行なったことは言うまでもない。こうして第２のコイル状パイプを形成した（引抜き工程）。この引抜き後のコイル状パイプを洗浄し（コイル洗浄工程）、ヘリウムガスによるリーク試験を行なった。つづいて、スピナー矯正して直管とした（矯正工程）後、スピナー矯正機に続く切断機にて４ｍの長さに切断し直管パイプとした（切断工程）。次に、水素雰囲気の直管加熱炉に数本ずつ通して８００℃に加熱して直管焼鈍した（直管焼鈍工程）。この時のビッカース硬さはＨｖ９０〜１００であつた。その後、多ロール矯正機にて矯正を行なって純Ｎｉの直管パイプを製造した。
【００３６】
実施例３によれば、引抜き工程以降は傷、変形、扁平が生じず破断も起らなかった。全長約２００ｍに穴や割れは皆無であった。また、４ｍの純Ｎｉの直管パイプを得ることができる。
【００３７】
（実施例４）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、板厚０．２０ｍｍ、幅１２．７ｍｍの純Ｎｉの帯材（約４ｋｇで約１８０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であった。次に、前記帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をプラズマ溶接で接合して外径４．０ｍｍ、板厚０．２ｍｍの第1のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、このコイル状パイプを引抜き機で引抜き（1パス目）、外径３．１ｍｍ、板厚０．１７ｍｍのコイル状パイプを形成した（減面率３４．５％）。この後、引抜きしたコイル状パイプを洗浄し、パイプの一端より、連続的に水素雰囲気の加熱炉で、材料温度が７００℃になるようにコイル焼鈍した。更にコイル焼鈍したコイル状パイプの引抜きを３回行った。２パス目終了時は外径２．４４ｍｍ、板厚０．１４ｍｍ（減面率３５．４％）、3パス目終了時は外径１．９０ｍｍ、板厚０．１２ｍｍ（減面率３３．７％）、4パス目終了時は１．５０ｍｍ、板厚０．１０ｍｍ（減面率３４．５％）とした。各パス間では洗浄および焼鈍を行ったことは言うまでもない。このコイル状パイプを洗浄し焼鈍した後、窒素ガスによる水中リーク試験を行った。その後コイル状パイプを整列巻きし、半製品とした（約３．１ｋｇ、約８００ｍ）。
実施例４によれば、引抜き工程以降は傷、変形、扁平が生じず破断も起らなかった。
【００３８】
（比較例）
まず、材料としてＪＩＳ・ＮＷ２２０１、半硬質で板厚０．６０mm、幅２４．３mmの純Ｎｉの帯材（約３０ｋｇで約２４０ｍ）を用意した。この材料のビッカース硬さはＨｖ１４０〜１５０であつた。次に該帯材をロールフォーミングにより長手に直角な方向に円形に丸めた後、突合せ部をＴＩＧ溶接で接合して外径８．００mm、厚さ０．６０mmの第１のパイプ（コイル状長尺パイプ）を形成した（造管工程）。つづいて、この第１のパイプの一端から連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して１０５０℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。コイル焼鈍後のビッカース硬さはＨｖ８０〜９０であった。
【００３９】
こうして得られたコイル状パイプを引抜き、外径７．００mm、厚さ０．５０mmの第２のコイル状パイプを形成しようとしたが、引抜き機のダイス出側で、材料の伸びにより意図する外径より小さくなる、所謂、引細りが生じ、また、キャプスタン上では上下に潰れる扁平が生じた（引抜き工程）。このときの減面率は２７％であった。不良が発生したので、減面率を２３％と小さくし引抜いて第２のコイル状のパイプとし、再度、連続的に水素雰囲気の加熱炉に通して１０５０℃に加熱してコイル焼鈍した（コイル焼鈍工程）。その後、スピナー矯正して直管にしようとしたがスピナー矯正機内で破断してしまいテストを中止せざるを得なかった。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。具体的には、例えばコイル焼鈍工程における焼鈍温度は上記実施例に記載された温度に限定されない。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００４１】
本願は、純Ｎｉセミシームレスパイプに限らず、造管工程を取り除けば、シームレスパイプにも適用できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】造管した後のパイプに係る熱処理温度と断面硬さとの関係を示す図である。
【図２】造管した後のパイプに係る熱処理温度と伸び、０．２％耐力および抗張力との関係を示す図である。
【図３】本発明に係る引抜き機を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，７，１２，１４…パイプ、２…アンコイラ、３…ベース、４…ガイドロール、５…レベラ、６…ダイスボックス、８…ダイス、９…フローティングプラグ、１０…潤滑剤、１１…キャプスタン、１３…巻取りリール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するコイル状パイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱してコイル状パイプに巻き取る半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくしてコイル状パイプに巻き取る引抜き工程とを具備することを特徴とするコイル状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項２】
前記引抜き工程直後のコイル状パイプの断面積は、前記造管工程直後のパイプの断面積に対し、２０〜４０％減少させることを特徴とする請求項１記載の純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項３】
前記引抜き工程後に、コイル状パイプを洗浄する工程、半焼鈍工程を経て、コイル状パイプのリーク試験を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコイル状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法で製造したことを特徴とするコイル状純ニッケルパイプ。
【請求項５】
帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するパイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱する半焼鈍工程と、半焼鈍したパイプの少なくとも外径を小さくする引抜き工程と、引抜きしたコイル状パイプを洗浄後、矯正にて、直線状のパイプ即ち直管とし、所定長さに切断する切断工程を経て、還元性雰囲気で加熱する直管焼鈍工程を具備することを特徴とする直管状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項６】
前記直管焼鈍は７５０℃以上９５０℃以下の還元性雰囲気で行うことを特徴とした請求項５に記載の直管状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項７】
請求項５もしくは請求項６のいずれかに記載の製造方法で製造したことを特徴とする直管状純ニッケルパイプ。
【請求項１】
帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するコイル状パイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱してコイル状パイプに巻き取る半焼鈍工程と、該焼鈍済みパイプの少なくとも外径を小さくしてコイル状パイプに巻き取る引抜き工程とを具備することを特徴とするコイル状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項２】
前記引抜き工程直後のコイル状パイプの断面積は、前記造管工程直後のパイプの断面積に対し、２０〜４０％減少させることを特徴とする請求項１記載の純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項３】
前記引抜き工程後に、コイル状パイプを洗浄する工程、半焼鈍工程を経て、コイル状パイプのリーク試験を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコイル状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法で製造したことを特徴とするコイル状純ニッケルパイプ。
【請求項５】
帯材を長手に直角な方向に円形に成形した後、突合せ部を溶接して所定の外径及び厚みを有するパイプに形成する造管工程と、該パイプを連続的に６５０〜７５０℃の還元性雰囲気で加熱する半焼鈍工程と、半焼鈍したパイプの少なくとも外径を小さくする引抜き工程と、引抜きしたコイル状パイプを洗浄後、矯正にて、直線状のパイプ即ち直管とし、所定長さに切断する切断工程を経て、還元性雰囲気で加熱する直管焼鈍工程を具備することを特徴とする直管状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項６】
前記直管焼鈍は７５０℃以上９５０℃以下の還元性雰囲気で行うことを特徴とした請求項５に記載の直管状純ニッケルパイプの製造方法。
【請求項７】
請求項５もしくは請求項６のいずれかに記載の製造方法で製造したことを特徴とする直管状純ニッケルパイプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２３８２４６（Ｐ２００８−２３８２４６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８５６８６（Ｐ２００７−８５６８６）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００２３０８６９）日本金属株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００２３０８６９）日本金属株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
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