本發(fā)明涉及擴(kuò)口金屬管的制造方法。

本申請(qǐng)基于2014年12月26日在日本申請(qǐng)的日本特愿2014-264337號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

作為制造擴(kuò)口金屬管的方法，已知有一種如下方法：將帶錐度的擴(kuò)管加工用沖頭(punch)從作為坯料的金屬管(毛坯管)的開口端壓入，將所述金屬管向其徑向擴(kuò)張，由此在所述金屬管形成擴(kuò)管部(例如專利文獻(xiàn)1、2)。

然而，在上述的制造方法中，因各種主要原因，會(huì)發(fā)生擴(kuò)管部的裂紋、或擴(kuò)管部的根部的壓曲等成形不良。因此，謀求在從毛坯管制造擴(kuò)口金屬管(對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)管成形)時(shí)，抑制上述的成形不良發(fā)生的技術(shù)方案。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)特許第4798875號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本國(guó)特許第5221910號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明人們關(guān)于作為在金屬管的擴(kuò)管成形(擴(kuò)管加工)中發(fā)生成形不良的主要原因，著眼于毛坯管的周向上的壁厚分布以及硬度分布。

圖10a是示出作為坯料用于擴(kuò)管成形的焊接鋼管301的壁厚分布的一例的橫截面圖，圖10b是示出作為坯料用于擴(kuò)管成形的無縫鋼管302的壁厚分布的一例的橫截面圖。另外，圖11是示出焊接鋼管301的周向上的壁厚分布的圖表。在圖11中，橫軸表示距焊縫的角度、即距形成于焊接鋼管301的焊接部305的角度。

如圖10a以及圖11所示，在焊接鋼管301中，距焊接部305的角度約為60°的部位的壁厚t1、以及上述角度約為150°的部位的壁厚t2比其他的部位的壁厚t3～t5小，產(chǎn)生壁厚偏差。并且，壁厚t1以及t2為壁厚的平均值的98％～99％左右。

另外，如圖10b所示，在無縫鋼管302(無焊縫的鋼管)中，產(chǎn)生壁厚t7<壁厚t8<壁厚t9的壁厚偏差。

圖12是示出焊接鋼管301的周向上的硬度分布(強(qiáng)度分布)的圖表。此外，在圖12中，橫軸表示以焊接鋼管301的焊接部的位置為基準(zhǔn)的周向位置。如圖12所示，在焊接鋼管301中，在焊接部的緊跟前存在haz軟化區(qū)域。該haz軟化區(qū)域與其他區(qū)域相比硬度相對(duì)低，具有相對(duì)于平均硬度90％左右的硬度。

如上所述，焊接鋼管301在周向上具有不均勻的壁厚分布以及硬度分布，無縫鋼管302在周向上具有不均勻的壁厚分布。若將具有這樣的不均勻的分布的焊接鋼管301(或無縫鋼管302)相對(duì)于周向均勻地?cái)U(kuò)口成形(擴(kuò)管成形)，則欲擴(kuò)張焊接鋼管301(或無縫鋼管302)的力相對(duì)于周向均勻地進(jìn)行作用。并且，由于壁厚薄的部分(薄壁部)、以及硬度低的部分(低硬度部)的變形阻力小，所以變形集中于這些部分。結(jié)果，這些部分的壁厚減少率相對(duì)于其他部分的壁厚減少率大，盡管為大幅低于鋼管的變形能力的擴(kuò)管率，也會(huì)容易發(fā)生斷裂等成形不良。

本發(fā)明是鑒于上述情形而做出的，其目的在于提供一種在從具有變形阻力相對(duì)小的部位的中空毛坯管制造擴(kuò)口金屬管時(shí)能夠抑制斷裂等成形不良發(fā)生的擴(kuò)口金屬管的制造方法。

用于解決問題的技術(shù)方案

為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

(1)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的擴(kuò)口金屬管的制造方法是從在沿著周向觀察的情況下具有變形阻力不同的多個(gè)部位的中空毛坯管制造具有擴(kuò)管部的擴(kuò)口金屬管的方法，所述擴(kuò)口金屬管的制造方法具有：第1工序，其將所述多個(gè)部位中的、變形阻力相對(duì)小的部位特定為低變形阻力部，并且將變形阻力比所述低變形阻力部相對(duì)大的部位特定為高變形阻力部；和第2工序，其向所述中空毛坯管壓入擴(kuò)管沖頭，對(duì)所述中空毛坯管進(jìn)行擴(kuò)管，在所述第2工序中，所述低變形阻力部的壁厚減少率比所述高變形阻力部的壁厚減少率小。

(2)在上述(1)所記載的技術(shù)方案中，也可以如以下那樣地構(gòu)成：所述擴(kuò)管沖頭具有：第1抵接面，其與所述中空毛坯管的所述低變形阻力部抵接；和第2抵接面，其與所述中空毛坯管的所述高變形阻力部抵接，所述第1抵接面相對(duì)于所述擴(kuò)管沖頭的中心軸線的傾斜角比所述第2抵接面相對(duì)于所述中心軸線的傾斜角小，在所述第2工序中，一邊使所述擴(kuò)管沖頭的所述第1抵接面與所述中空毛坯管的所述低變形阻力部抵接，并且使所述擴(kuò)管沖頭的所述第2抵接面與所述中空毛坯管的所述高變形阻力部抵接，一邊將所述擴(kuò)管沖頭壓入到所述中空毛坯管。

(3)在上述(2)所記載的技術(shù)方案中，也可以是，所述擴(kuò)管沖頭的所述第1抵接面的所述傾斜角為0°。

(4)在上述(2)或(3)所記載的技術(shù)方案中，也可以如以下那樣地構(gòu)成：所述第2工序具有：擴(kuò)管沖頭壓入工序，其將所述擴(kuò)管沖頭壓入到所述中空毛坯管，從所述中空毛坯管獲得中間成形品；和成形沖頭壓入工序，其向所述中間成形品壓入具有與所述擴(kuò)口金屬管的所述擴(kuò)管部的內(nèi)表面一致的形狀的成形沖頭。

(5)在上述(4)所記載的技術(shù)方案中，也可以是，在所述擴(kuò)管沖頭壓入工序中，以所述中空毛坯管的所述低變形阻力部的擴(kuò)徑量小于所述中空毛坯管的所述高變形阻力部的擴(kuò)徑量的0.5倍的方式，將所述擴(kuò)管沖頭壓入到所述中空毛坯管。

(6)在上述(1)～(5)中任一項(xiàng)所記載的技術(shù)方案中，所述中空毛坯管可以是焊接鋼管或無縫鋼管。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的上述各技術(shù)方案，在從具有變形阻力相對(duì)小的部位的中空毛坯管制造擴(kuò)口金屬管時(shí)，能夠抑制斷裂等成形不良發(fā)生。

附圖說明

圖1a是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的擴(kuò)口金屬管的制造方法所使用的中空毛坯管以及擴(kuò)管沖頭的主視圖。

圖1b是圖1a所示的中空毛坯管以及擴(kuò)管沖頭的a-a剖視圖。

圖1c是示出上述擴(kuò)管沖頭的概略立體圖。

圖2是示出將上述擴(kuò)管沖頭壓入到上述中空毛坯管的狀態(tài)的剖視圖。

圖3是示出向通過使用上述擴(kuò)管沖頭對(duì)中空毛坯管進(jìn)行擴(kuò)管而得到的中間成形品壓入了成形沖頭的狀態(tài)的剖視圖。

圖4a是示出上述擴(kuò)口金屬管的制造方法的第1變形例的剖視圖。

圖4b是示出第1變形例的制造方法的后續(xù)的剖視圖。

圖5a是示出上述擴(kuò)口金屬管的制造方法的第2變形例的剖視圖。

圖5b是示出第2變形例的制造方法的后續(xù)的剖視圖。

圖6a是示出上述擴(kuò)口金屬管的制造方法的第3變形例的圖，并且是示出用于第3變形例的擴(kuò)管沖頭以及中空毛坯管的主視圖。

圖6b是示出上述擴(kuò)管沖頭的概略立體圖。

圖7a是示出上述擴(kuò)口金屬管的制造方法的第4變形例的圖，并且是示出用于第4變形例的擴(kuò)管沖頭以及中空毛坯管的主視圖。

圖7b是示出上述擴(kuò)管沖頭的概略立體圖。

圖8a是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的擴(kuò)口金屬管的制造方法所使用的中空毛坯管以及擴(kuò)管沖頭的剖視圖。

圖8b是用于說明上述擴(kuò)口金屬管的制造方法的圖，并且是示出將上述擴(kuò)管沖頭壓入到中空毛坯管的狀態(tài)的剖視圖。

圖8c是示出上述擴(kuò)口金屬管的制造方法的后續(xù)的剖視圖。

圖9是示出在實(shí)施例2中使用的中空毛坯管的硬度分布的圖。

圖10a是示出焊接鋼管的橫截面圖，并且是示出上述焊接鋼管的壁厚分布的一例的圖。

圖10b是示出無縫鋼管的橫截面圖，并且是示出上述無縫鋼管的壁厚分布的一例的圖。

圖11是示出上述焊接鋼管的周向上的壁厚分布的圖表。

圖12是示出上述焊接鋼管的周向上的硬度分布的圖表。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。此外，在本說明書以及附圖中，通過對(duì)實(shí)質(zhì)上具有同一功能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，來省略它們的重復(fù)說明。

(第1實(shí)施方式)

在本發(fā)明的第1實(shí)施方式的擴(kuò)口金屬管的制造方法中，對(duì)圖1a以及圖1b所示的截面中空?qǐng)A形的中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形，制造圖3所示的擴(kuò)口金屬管20。擴(kuò)口金屬管20具備：直管部21、通過對(duì)中空毛坯管1的端部進(jìn)行擴(kuò)管而形成的擴(kuò)管部23、以及設(shè)置在直管部21與擴(kuò)管部23之間的過渡部22。此外，擴(kuò)口金屬管20例如優(yōu)選用于汽車用部件等。

擴(kuò)口金屬管20的制造所使用的中空毛坯管1的材質(zhì)例如為鐵、鋁、不銹鋼、銅、鈦、鎂、或鋼等金屬。從抑制壓曲發(fā)生并且抑制擴(kuò)管成形所需的按壓力過大的觀點(diǎn)出發(fā)，表示中空毛坯管1的加工硬化系數(shù)(應(yīng)變效應(yīng)指數(shù))的n值優(yōu)選為0.01～0.3。另外，從抑制褶皺發(fā)生并且抑制擴(kuò)管成形所需的按壓力過大的觀點(diǎn)出發(fā)，表示中空毛坯管1的深拉深性的r值優(yōu)選為0.5～3。

并且，中空毛坯管1例如為電焊管、無縫管、通過擠壓成形制造的管、或通過拉拔成形制造的管等。

圖1a以及圖1b是示出中空毛坯管1、以及在對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管時(shí)所使用的擴(kuò)管沖頭50的圖。此外，圖1a是中空毛坯管1以及擴(kuò)管沖頭50的主視圖，圖1b是它們的a-a剖視圖。

如圖1a以及圖1b所示，中空毛坯管1在沿著其周向觀察的情況下，具有壁厚t1和壁厚比壁厚t1大的壁厚t2。即，中空毛坯管1具有：具有壁厚t1的薄壁部1a(低變形阻力部)、和具有壁厚t2的厚壁部1b(高變形阻力部)。

薄壁部1a的壁厚t1例如小于中空毛坯管1的平均壁厚的99％。并且，薄壁部1a由于壁厚比厚壁部1b的壁厚薄，所以成為在進(jìn)行擴(kuò)管成形時(shí)相比厚壁部1b容易變形的部位。換言之，薄壁部1a與厚壁部1b相比，相對(duì)于向徑向擴(kuò)張的力的變形阻力小。

中空毛坯管1的平均壁厚例如為0.5mm～30mm，中空毛坯管1的外徑例如為15mm～700mm。此外，中空毛坯管1的平均壁厚相對(duì)于中空毛坯管1的外徑的比率優(yōu)選為0.005～0.3。在該情況下，能夠從中空毛坯管1高效地制造擴(kuò)口金屬管20。

中空毛坯管1的壁厚例如能夠使用卡尺等計(jì)測(cè)儀器來求出。并且，通過掌握中空毛坯管1的壁厚分布，能夠特定薄壁部1a和厚壁部1b。

如圖1a～圖1c所示，擴(kuò)管沖頭50具有：圓筒部51，其具有比中空毛坯管1的外徑大的直徑；和錐部52，其從上述圓筒部51朝向頂端面50a成為尖細(xì)。錐部52相對(duì)于圓筒部51以預(yù)定的偏心量偏心。即，圓筒部51的中心軸線cl2和錐部52的中心軸線cl3互相平行且分離。

另外，錐部52具有與中空毛坯管1的薄壁部1a抵接的第1錐面52a(第1抵接面)、和與中空毛坯管1的厚壁部1b抵接的第2錐面52b(第2抵接面)。

第1錐面52a具有錐角α(傾斜角)。第2錐面52b具有比錐角α大的錐角，其最大錐角為β。即，錐角α比錐角β小。此外，上述錐角表示在包含中心軸線cl2以及cl3的截面上觀察擴(kuò)管沖頭50的情況下的、錐面相對(duì)于中心軸線cl2以及cl3的傾斜角。

在從中空毛坯管1制造擴(kuò)口金屬管20時(shí)，首先，如圖1a以及圖1b所示，使擴(kuò)管沖頭50沿著中空毛坯管1的中心軸線cl1移動(dòng)，從中空毛坯管1的開口端2插入到中空毛坯管1的內(nèi)部。此時(shí)，以第1錐面52a與中空毛坯管1的薄壁部1a抵接且第2錐面52b與中空毛坯管1的厚壁部1b抵接的方式，將擴(kuò)管沖頭50插入到中空毛坯管1的內(nèi)部。

并且，如圖2所示，將擴(kuò)管沖頭50壓入至中空毛坯管1內(nèi)的預(yù)定位置。此時(shí)，擴(kuò)管沖頭50由于擴(kuò)管沖頭50的錐部52一邊與中空毛坯管1抵接一邊在中空毛坯管1內(nèi)移動(dòng)，所以中空毛坯管1被向其徑向擴(kuò)張，被沿著擴(kuò)管沖頭50的形狀進(jìn)行擴(kuò)管。結(jié)果，能夠從中空毛坯管1獲得圖2所示的中間成形品10。

此外，擴(kuò)管沖頭50能夠通過使用例如液壓缸、氣缸、彈簧、或橡膠等加壓機(jī)構(gòu)，來向中空毛坯管1內(nèi)壓入。

在上述工序中，關(guān)于中空毛坯管1，一邊擴(kuò)管沖頭50的第1錐面52a與中空毛坯管1的薄壁部1a抵接并且擴(kuò)管沖頭50的第2錐面52b與中空毛坯管1的厚壁部1b抵接，一邊被向徑向擴(kuò)張。此時(shí)，由于第2錐面52b的錐角比第1錐面52a的錐角大，所以厚壁部1b相對(duì)于薄壁部1a優(yōu)先被拉伸加工。結(jié)果，能夠使中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚減少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚減少率小。即，在對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管時(shí)，能夠抑制變形集中于薄壁部1a，所以能夠抑制在薄壁部1a發(fā)生斷裂等成形不良。

如圖2所示，中間成形品10具有作為非加工部的直管部11、擴(kuò)管部13、以及設(shè)置在直管部11與擴(kuò)管部13之間的過渡部12。

中間成形品10的擴(kuò)管部13具有與中空毛坯管1的薄壁部1a對(duì)應(yīng)的部位13a、和與中空毛坯管1的厚壁部1b對(duì)應(yīng)的部位13b。另外，中間成形品10的直管部11具有與中空毛坯管1的薄壁部1a相當(dāng)?shù)牟课?1a、和與中空毛坯管1的厚壁部1b相當(dāng)?shù)牟课?1b。

如上所述，在上述工序中，以中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚減少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚減少率小的方式，將中空毛坯管1擴(kuò)管成形。因此，在中間成形品10中，將部位11a的壁厚t1與部位13a的壁厚t1’的差值(中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚減少量)除以壁厚t1所得的值(薄壁部1a的壁厚減少率)，比將部位11b的壁厚t2與部位13b的壁厚t2’的差值(中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚減少量)除以壁厚t2所得的值(厚壁部1b的壁厚減少率)小。

此外，從抑制薄壁部1a的變形量來避免薄壁部1a的斷裂的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，中空毛坯管1的薄壁部1a的擴(kuò)徑量l1小于中空毛坯管1的厚壁部1b的擴(kuò)徑量l2的0.5倍。

在此，“擴(kuò)徑量”是指中空毛坯管1被向徑向擴(kuò)張的長(zhǎng)度，具體而言，是指加工后的擴(kuò)管部的內(nèi)表面與中空毛坯管1的內(nèi)表面之間的尺寸(距離)。即，如圖2所示，“中空毛坯管1的薄壁部1a的擴(kuò)徑量l1”表示中間成形品10的部位11a的內(nèi)表面與中間成形品10的部位13a的內(nèi)表面之間的尺寸。另外，“中空毛坯管1的厚壁部1b的擴(kuò)徑量l2”表示中間成形品10的部位11b的內(nèi)表面與中間成形品10的部位13b的內(nèi)表面之間的尺寸。

接著，也可以是，使用圖3所示的成形沖頭60以及固定模具70來將中間成形品10成形為擴(kuò)口金屬管20。如圖3所示，成形沖頭60具有圓筒部61和從圓筒部61朝向頂端面60a成為尖細(xì)的錐部62。與擴(kuò)管沖頭50不同，在成形沖頭60中，圓筒部61的中心軸線cl4與錐部62的中心軸線一致。即，圓筒部61與錐部62形成為同軸。

圓筒部61具有與擴(kuò)口金屬管20的擴(kuò)管部23的內(nèi)表面形狀一致的外表面形狀。錐部62具有與擴(kuò)口金屬管20的過渡部23的內(nèi)表面一致的外表面形狀并且具有錐角γ。

如圖3所示，固定模具70具有與中間成形品10的直管部11的端面抵接的底壁部71、和與中間成形品10的直管部11的外表面抵接的側(cè)壁部72。并且，側(cè)壁部72的內(nèi)表面形狀與擴(kuò)口金屬管20的外表面形狀一致。

在將中間成形品10成形為擴(kuò)口金屬管20時(shí)，首先，沿著固定模具70的底壁部71以及側(cè)壁部72，將中間成形品10安置于固定模具70。然后，向中間成形品10壓入成形沖頭60。如上所述，成形沖頭60具有沿著擴(kuò)口金屬管20的內(nèi)表面形狀的形狀，固定模具70的側(cè)壁部72具有沿著擴(kuò)口金屬管20的外表面形狀的形狀，所以通過將成形沖頭60壓入到中間成形品10，能夠獲得擴(kuò)口金屬管20。

根據(jù)以上所說明的本實(shí)施方式的擴(kuò)口金屬管20的制造方法，使用擴(kuò)管沖頭50來對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管，所以將中空毛坯管1的厚壁部1b向徑向擴(kuò)張的力變強(qiáng)，另一方面，將中空毛坯管1的薄壁部1a向徑向擴(kuò)張的力變?nèi)?。即，以中空毛坯?的薄壁部1a的壁厚減少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚減少率小的方式對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管，所以能夠抑制變形集中于薄壁部1a，能夠抑制中空坯料1的斷裂等。結(jié)果，能夠制造與以往相比擴(kuò)管率大的擴(kuò)口金屬管。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式的擴(kuò)口金屬管20的制造方法，以中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚減少率比中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚減少率小的方式對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管，所以能夠從具有不均勻的壁厚分布的中空毛坯管1制造具有壁厚均勻的擴(kuò)管部的擴(kuò)口金屬管。

在此，上述的“擴(kuò)管率”是指擴(kuò)管成形后的擴(kuò)管部的外徑相對(duì)于中空毛坯管1的外徑增加的比例。即，在將擴(kuò)管率設(shè)為p(％)，將擴(kuò)管成形后的擴(kuò)管部的外徑設(shè)為d1(mm)，將中空毛坯管1的外徑設(shè)為d2(mm)的情況下，擴(kuò)管率p由下述的式(1)表示。

p＝((d1-d2)/d2)×100…式(1)

此外，在將中空毛坯管1成形為中間成形品10時(shí)，若中間成形品10的擴(kuò)管率小，則中空毛坯管1的薄壁部1a的斷裂抑制效果小。因此，優(yōu)選的是，以中間成形品10的擴(kuò)管率相對(duì)于擴(kuò)口金屬管20的擴(kuò)管率為50％以上的方式，將中空毛坯管1成形為中間成形品10。

另外，中空毛坯管1在材質(zhì)為不銹鋼的情況下，與材質(zhì)為鋁合金的情況相比，容易發(fā)生擴(kuò)管成形時(shí)的成形不良。因此，在中空毛坯管1的材質(zhì)為不銹鋼的情況下，與中空毛坯管1的材質(zhì)為鋁合金的情況相比，薄壁部1a的斷裂抑制效果大。

[第1實(shí)施方式的變形例]

在本實(shí)施方式中，示出了中空毛坯管1具有薄壁部1a和厚壁部1b的情況(即，周向上的壁厚分布不均勻的情況)。然而，例如，也可以從沿著周向具有不均勻的硬度分布的中空毛坯管制造擴(kuò)口金屬管。在該情況下，只要通過拉伸試驗(yàn)或硬度測(cè)定等，從而對(duì)硬度分布進(jìn)行掌握，使擴(kuò)管沖頭50的第1錐面52a與硬度相對(duì)低的低硬度部(低變形阻力部)抵接，使擴(kuò)管沖頭50的第2錐面52b與硬度相對(duì)高的高硬度部(高變形阻力部)抵接即可。此時(shí)，例如，可以將相對(duì)于中空毛坯管的硬度的平均值成為小于95％的硬度的部位特定為低硬度部。

另外，在中空毛坯管具有不均勻的壁厚分布以及硬度分布雙方的情況下，例如，只要將壁厚以及硬度的積值為小于其平均值的95％的部位特定為低變形阻力部，使擴(kuò)管沖頭50的第1錐面52a與該低變形阻力部抵接即可。

另外，在本實(shí)施方式中，示出了擴(kuò)管沖頭50的第1錐面52a具有錐角α的情況(參照?qǐng)D1b等)。然而，如圖4a以及圖4b所示，也可以是，將錐角α為0°的擴(kuò)管沖頭80壓入到中空毛坯管1，將中空毛坯管1成形為中間成形品90。在該情況下，能夠進(jìn)一步抑制薄壁部1a的變形(薄壁部1a的壁厚減少)，所以能夠進(jìn)一步切實(shí)地抑制薄壁部1a的成形不良發(fā)生。

另外，如圖5a以及圖5b所示，也可以是，使用在頂端設(shè)置了缺口部85的擴(kuò)管沖頭80、和具有底壁部101以及側(cè)壁部102的固定模具100，來對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形。在該情況下，由于設(shè)置了缺口部85，所以能夠?qū)U(kuò)管沖頭80順暢地壓入到中空毛坯管1。此外，優(yōu)選的是，第1錐面52a與固定模具100的側(cè)壁部102之間的間隙設(shè)定為中空毛坯管1的壁厚的0.9倍～0.99倍。在該情況下，能夠進(jìn)一步切實(shí)地抑制在薄壁部1a發(fā)生變形。

另外，在本實(shí)施方式中，示出了對(duì)薄壁部1a設(shè)置于一處的中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形的情況。然而，如圖6a所示，也可以是，對(duì)薄壁部1a設(shè)置于兩處的中空毛坯管5進(jìn)行擴(kuò)管成形。在該情況下，通過使用圖6a以及圖6b所示的擴(kuò)管沖頭110，從而與本實(shí)施方式同樣地，能夠抑制薄壁部1a的成形不良發(fā)生。

另外，如圖7a所示，也可以是，對(duì)薄壁部1a設(shè)置于三處的中空毛坯管7進(jìn)行擴(kuò)管成形。在該情況下，通過使用圖7a以及圖7b所示的擴(kuò)管沖頭120，從而與本實(shí)施方式同樣地，能夠抑制薄壁部1a的成形不良發(fā)生。

(第2實(shí)施方式)

接著，說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。

在上述的第1實(shí)施方式中，示出了使用擴(kuò)管沖頭50以及成形沖頭60來從中空毛坯管1制造擴(kuò)口金屬管20的情況。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，使用圖8a所示的擴(kuò)管沖頭250來從中空毛坯管1制造圖8c所示的擴(kuò)口金屬管220。

如圖8a所示，擴(kuò)管沖頭250具有圓筒部251和錐部252。擴(kuò)管沖頭250在圓筒部251和錐部252沿著同一中心軸線cl5而形成的這一點(diǎn)上，與上述第1實(shí)施方式的擴(kuò)管沖頭50不同。

在本實(shí)施方式的擴(kuò)口金屬管220的制造方法中，與上述第1實(shí)施方式的情況同樣地，向中空毛坯管1壓入擴(kuò)管沖頭250。圖8b是示出將擴(kuò)管沖頭250壓入至中空毛坯管1內(nèi)的預(yù)定位置的狀態(tài)的圖。在圖8b所示的狀態(tài)下，中空毛坯管1的厚壁部1b與擴(kuò)管沖頭250的圓筒部251抵接，中空毛坯管1的薄壁部1a與擴(kuò)管沖頭250的錐部252抵接。

圖8c是示出從圖8b所示的狀態(tài)將擴(kuò)管沖頭250進(jìn)一步向中空毛坯管1壓入了的狀態(tài)的圖。如圖8c所示，通過將擴(kuò)管沖頭250向中空毛坯管1壓入直到薄壁部1a與擴(kuò)管沖頭250的圓筒部251抵接為止，能夠獲得擴(kuò)口金屬管220。

在本實(shí)施方式中，與厚壁部1b抵接的第2錐面52b的錐角β比與薄壁部1a抵接的第1錐面52a的角度α大，所以厚壁部1b優(yōu)先被拉伸加工。即，與第1實(shí)施方式的情況同樣地，通過使薄壁部1a的壁厚減少率比厚壁部1b的壁厚減少率小，能夠抑制在薄壁部1a發(fā)生成形不良。

實(shí)施例

接著，對(duì)為了確認(rèn)本發(fā)明的作用效果而進(jìn)行的實(shí)施例進(jìn)行說明。

根據(jù)上述第1實(shí)施方式的制造方法，制造了擴(kuò)管部的直徑不同的3種擴(kuò)口金屬管。另外，為了比較，通過僅使用成形沖頭來制造擴(kuò)口金屬管的現(xiàn)有方法，制造了擴(kuò)口金屬管。關(guān)于這些擴(kuò)口金屬管，通過利用目視確認(rèn)有無斷裂，來評(píng)價(jià)成形不良。

<實(shí)施例1>

(1)中空毛坯管

作為中空毛坯管1，使用了外徑73mm、平均壁厚6mm的無縫鋼管。中空毛坯管1的薄壁部1a的壁厚為5.6mm，中空毛坯管1的厚壁部1b的壁厚為6.4mm。

(2)沖頭

使用了擴(kuò)管沖頭50以及成形沖頭60。

關(guān)于擴(kuò)管沖頭50，錐角α為4.5°，錐角β為24.6°，圓筒部51的直徑為81.2mm。關(guān)于成形沖頭60，錐角γ為15°，圓筒部61的直徑為81.2mm。

(3)固定模具

關(guān)于固定模具70，側(cè)壁部72的內(nèi)徑d(參照?qǐng)D3)為93.2mm。

(4)制造工序

通過向中空毛坯管1壓入擴(kuò)管沖頭50，從而對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形，制造了中間成形品10。此時(shí)，中間成形品10被以圖2所示的l1成為l2的0.17倍的方式制造。

然后，在固定模具70配置中間成形品10，將成形沖頭60壓入到中間成形品10，制造了擴(kuò)口金屬管20。

(5)成形不良的評(píng)價(jià)

在中間成形品10、以及擴(kuò)口金屬管20沒有發(fā)生裂紋等成形不良。另外，擴(kuò)口金屬管20的擴(kuò)管率為30％。

<實(shí)施例2>

(1)中空毛坯管

作為中空毛坯管1，使用了外徑90.0mm、平均壁厚2.8mm的焊接鋼管。該焊接鋼管的拉伸強(qiáng)度ts為80kgf/mm²(785mpa)，周向上的硬度分布為圖9所示的分布。

(2)沖頭

使用了擴(kuò)管沖頭50以及成形沖頭60。

關(guān)于擴(kuò)管沖頭50，錐角α為4.5°，錐角β為24.6°，圓筒部51的直徑為112.4mm。

關(guān)于成形沖頭60，錐角γ為15°，圓筒部61的直徑為112.4mm。

(3)固定模具

關(guān)于固定模具70，側(cè)壁部72的內(nèi)徑d(參照?qǐng)D3)為117mm。

(4)制造工序

通過向中空毛坯管1壓入擴(kuò)管沖頭50，從而對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形，制造了中間成形品10。此時(shí)，中間成形品10被以圖2所示的l1成為l2的0.17倍的方式制造。

然后，在固定模具70配置中間成形品10，將成形沖頭60壓入到中間成形品10，制造了擴(kuò)口金屬管20。

(5)成形不良的評(píng)價(jià)

在中間成形品10、以及擴(kuò)口金屬管20沒有發(fā)生裂紋等成形不良。另外，擴(kuò)口金屬管20的擴(kuò)管率為30％。

<實(shí)施例3>

(1)中空毛坯管

作為中空毛坯管1，使用了與實(shí)施例2相同的焊接鋼管。

(2)沖頭

使用了擴(kuò)管沖頭50以及成形沖頭60。

關(guān)于擴(kuò)管沖頭50，錐角α為7.5°，錐角β為21.9°，圓筒部51的直徑為129.4mm。

關(guān)于成形沖頭60，錐角γ為15°，圓筒部61的直徑為129.4mm。

(3)固定模具

關(guān)于固定模具70，側(cè)壁部72的內(nèi)徑d(參照?qǐng)D3)為135mm。

(4)制造工序

與實(shí)施例1以及實(shí)施例2同樣地制造了中間成形品10。此外，在本實(shí)施例中，中間成形品10被以圖2所示的l1成為l2的0.33倍的方式制造。

(5)成形不良的評(píng)價(jià)

在中間成形品10、以及擴(kuò)口金屬管20沒有發(fā)生裂紋等成形不良。另外，擴(kuò)口金屬管20的擴(kuò)管率為50％。

<參考例1>

(1)中空毛坯管

使用了與實(shí)施例2相同的焊接鋼管。

(2)沖頭

與上述實(shí)施例1～3不同，不使用擴(kuò)管沖頭50而僅使用了成形沖頭60。

(3)固定模具

使用了與實(shí)施例2相同的固定模具70。

(4)制造工序

在固定模具70配置中空毛坯管1，將成形沖頭60壓入，由此對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形，制造了擴(kuò)口金屬管。

(5)成形不良的評(píng)價(jià)

擴(kuò)口金屬管的擴(kuò)管率為30％，在擴(kuò)口金屬管沒有發(fā)生裂紋等成形不良。此外，在本參考例中，擴(kuò)管率低為30％，所以認(rèn)為即使不使用擴(kuò)管沖頭50，也不會(huì)發(fā)生成形不良。

<比較例1>

(1)中空毛坯管

使用了與實(shí)施例2相同的焊接鋼管。

(2)沖頭

與上述實(shí)施例1～3不同，不使用擴(kuò)管沖頭50而僅使用了成形沖頭60(即，與上述參考例1相同)。

(3)模具

使用了與實(shí)施例2相同的固定模具70。

(4)制造工序

在固定模具70配置中空毛坯管1，將成形沖頭60壓入，由此對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行擴(kuò)管成形，制造了擴(kuò)口金屬管。

(5)成形不良的評(píng)價(jià)

擴(kuò)口金屬管的擴(kuò)管率為50％，但在擴(kuò)口金屬管產(chǎn)生了裂紋。

根據(jù)實(shí)施例1～3，盡管在中空毛坯管1存在沿著周向變形阻力小的低變形阻力部、和變形阻力比該低變形阻力部的變形阻力大的高變形阻力部，也能夠以不對(duì)低變形阻力部施加負(fù)擔(dān)的方式抑制裂紋等成形不良。

尤其是，根據(jù)實(shí)施例3與比較例1的比較，能夠確認(rèn)不產(chǎn)生裂紋地制造在現(xiàn)有制法中會(huì)產(chǎn)生裂紋的擴(kuò)管率高的制品。

以上，說明了本發(fā)明的各實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式是作為例子示出，本發(fā)明的范圍并不僅限于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式可以被以其他各種各樣的方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、以及變更。上述實(shí)施方式和/或其變形與包含于發(fā)明的范圍和/或主旨同樣地，包含于權(quán)利要求書所記載的發(fā)明和與其均等的范圍。

例如，在上述第1實(shí)施方式中，示出了使用擴(kuò)管沖頭50來將中空毛坯管1成形為中間成形品10的情況。然而，也可以是，使用具有不同外徑的多個(gè)擴(kuò)管沖頭，來階段性(分為多次)地對(duì)中空毛坯管1進(jìn)行成形。

另外，例如，在上述第1實(shí)施方式中，示出了使用成形沖頭60來將中間成形品10成形為擴(kuò)口金屬管20的情況。然而，也可以是，以不使用成形沖頭60的方式將利用擴(kuò)管沖頭50得到的中間成形品10作為擴(kuò)口金屬管。在該情況下，能夠獲得偏心了的擴(kuò)口金屬管。

工業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在從具有變形阻力相對(duì)小的部位的中空毛坯管制造擴(kuò)口金屬管時(shí)，能夠抑制斷裂等成形不良發(fā)生的擴(kuò)口金屬管的制造方法。

附圖標(biāo)記說明

1：中空毛坯管；

1a：薄壁部(低變形阻力部)；

1b：厚壁部(高變形阻力部)；

10：中間成形品；

20：擴(kuò)口金屬管；

50：擴(kuò)管沖頭；

60：成形沖頭；

70：固定模具。