以下、図面を参照し、本発明の実施の形� ��を詳しく説明する。図中同一又は相当部分� ��は同一符号を付してその説明は繰り返さな� ��。

 [冷間引抜装置]
 図1を参照して、本発明の実施の形態による 冷間引抜装置1は、前段ダイス10と、後段ダイ ス11と、プラグ20と、プラグを支える棹21とを 備える。

 前段ダイス10は、冷間引抜装置1の入り側� ��配設される。前段ダイス10の内面は、ダイ� �の入り側から出側に向かって順に、アプロ� �チ部A1、ベアリング部A2、レリーフ部A3で連� �的に構成される。なお、アプローチ部A1より も入り側にベル部を設けてもよい。

 アプローチ部A1は、入り側から出側に向� �って内径が徐々に小さくなる、いわゆるテ� �パ形状を有する。アプローチ部A1は、素管を 縮径する役割を有する。ベアリング部A2の内� ��(つまり、ダイス径)は一定である。ベアリ� �グ部A2は、素管を拘束して素管の外径を一定 にする。

 後段ダイス11は、前段ダイスの後ろに配� �される。つまり、後段ダイスは冷間引抜装� �1の出側に配設される。後段ダイス11は前段� �イス10と同じ軸心CAを有する。後段ダイス11� �、前段ダイス10と同様に、アプローチ部A1、� ��アリング部A2、レリーフ部A3で連続的に構成 される。

 プラグ20は、円柱型のプラグであり、そ� �後端は棹21に固定される。プラグ20は、前段� ��イス10及び後段ダイス11の軸心CAに沿って移� ��できるが、冷間引抜中は所定の場所で固定� ��れる。図1では、プラグ20を円柱型のプラグ� ��したが、プラグ20は玉型であってもよいし� �テーパ型であってもよい。

 後段ダイス11はさらに、0.14~1.0%の外径加� �度RD(%)を有する。外径加工度RDは以下の式(1)� ��求められる。

 外径加工度RD=(D1-D2)/D1×100 (1)
 ここで、図1に示すように、D1は前段ダイス1 0のダイス径であり、D2は後段ダイス11のダイ� ��径である。

 [金属管の製造方法]
 冷間引抜装置1を用いた金属管の製造方法は 以下のとおりである。初めに、素管を準備す る。素管は、たとえば、熱間加工により製造 される。より具体的には、素管は、穿孔圧延 により製造されてもよいし、熱間押出や熱間 鍛造により製造されてもよい。素管の化学組 成は金属であれば特に限定されない。

 準備された素管に対して、冷間引抜加工� ��実施する。初めに、素管の先端部を口絞り� ��工する。続いて、図3に示すように、素管50� ��先端部51を、冷間引抜装置1内の前段ダイス1 0及び後段ダイス11に挿入し、先端部51を後段� ��イス11の後端から抜き出す。そして、抜き� �された先端部51をチャック60で掴む。チャッ� ��60は、図示しないキャリッジに固定されて� �る。キャリッジはフックを備え、回転移動� �るチェーンにキャリッジのフックを掛ける� �とにより、素管50が引き抜かれる。

 先端部51をチャック60で掴んだ後、素管50� ��引き抜く前に、図4に示すように、プラグ20� ��素管50の後端から素管50内に挿入する。

 プラグ20を挿入後、チャック60で固定され た素管50を引き抜き方向(図4中の右方向)に引� ��。このとき、プラグ20を引き抜き方向に押� �進めて、図5に示すように、プラグ20を、前� �ダイス10のベアリング部A2内で固定する。プ� ��グ20を固定した後、素管50を引き抜いて金属 管を製造する。

 図1に示すように2つのダイス(前段ダイス1 0及び後段ダイス11)を前後に配置し、かつ、� �段ダイス11の外径加工度を0.14~1.0%の範囲内と して、上述の製造方法で金属管を製造すれば 、金属管の外面周方向の引張残留応力を従来 よりも低減できる。

 外径加工度を0.14~1.0%の範囲内とすれば、� ��段ダイス11が素管外面に適切なひずみを与� �、素管の外面側と内面側とで変形の程度に� �が生じる。このような変形差が金属管の外� �側で圧縮方向の応力を発生させ、引張残留� �力が低減すると推定される。さらに、外径� �工度が上記範囲内であれば、後段ダイス11に プラグを挿入することなく引き抜いても、製 造後の金属管の内径寸法精度は維持される。 また上述の製造方法により、金属管の横断面 の寸法精度は向上する。特に、金属管の真円 度は高くなる。

 一方、後段ダイス11の外径加工度が0.14%未 満である場合、後段ダイス11が素管外面に与� ��るひずみが小さい。そのため、素管の外面� ��と内面側との変形差は小さく、引張残留応� ��が低減しないものと推定される。また、後� ��ダイス11の外径加工度が1.0%を超える場合、� ��段ダイス11が素管外面に与えるひずみが大� �すぎるため、素管の外面側と内面側とが同� �に変形される。そのため、変形差が生じず� �引張残留応力が低減しないものと推定され� �。

 さらに、2つのダイス(前段ダイス10及び後 段ダイス11)を用いることにより、前段ダイス 10と後段ダイス11との間を通過する素管にバ� �クテンションを与えることができる。その� �め、製造後の金属管外面の周方向の引張残� �応力を低減できる。

 図5では、後段ダイス11内にプラグを挿入� ��ることなく、いわゆる空引きで素管50を引� �抜いた。しかしながら、図6に示すように、� ��段ダイス10内だけでなく、後段ダイス11内に もプラグ20を配置して冷間引抜を実施しても� ��い。この場合であっても、上述と同じ理由� ��より、製造された金属管の外面周方向の引� ��残留応力は低減される。図6では、2つのプ� �グ20を準備し、各々のプラグ20を前段ダイス1 0及び後段ダイス11に挿入して固定したが、軸 方向に長い1つのプラグ20を前段ダイス10から� ��段ダイス11にわたって挿入して固定しても� �い。

 ただし、製造後の金属管の外面周方向の� ��張残留応力だけでなく、圧縮残留応力も低� ��する場合、図5に示すように、前段ダイス10� ��にプラグ20を固定し、後段ダイス11内にはプ ラグ20を挿入することなく、いわゆる空引き� ��素管50を引き抜くのが好ましい。図2に示す� ��おり、外径加工度が0.14~1.0の範囲において� �後段ダイスで空引き(図5、及び、図2中「○� �印)をした方が、プラグ引き(図6、及び、図2� ��「▲」印)をするよりも金属管外面の残留応 力の変動が小さく、かつ、圧縮残留応力(図2� ��の縦軸における負の値)も小さいからである 。プラグ引きの場合に軽加工度域で圧縮応力 が増大する理由については定かではないが、 プラグ引きの場合、ダイスとプラグにより肉 厚方向に圧縮ひずみが与えられ、空引きの場 合と比較して半径方向の変形が大きくなる。 そのため、後段ダイスで空引きした場合と比 較して、半径方向に大きな応力分布が発生す る。その結果、圧縮残留応力が発生するもの と推定される。

 好ましくは、後段ダイスで空引きを実施� ��、かつ、後段ダイスの外径加工度を0.2~0.9%� �する。この場合、図2に示すとおり、残留応� ��比RSが、-0.16~0.26の範囲内となり、引張残留� ��力及び圧縮残留応力が大幅に低下する。さ� ��に好ましくは、後段ダイスの外径加工度を0 .3~0.8%とする。この場合、残留応力比RSは、-0. 16~0の範囲内となり、引張残留応力及び圧縮� �留応力がほぼ発生しなくなる。

 なお、前段ダイス10及び後段ダイス11は、 レリーフ部A3を有してなくてもよい。また、� ��段ダイス10及び後段ダイス11のアプローチ部 A1の縦断形状は、図1に示すように直線状であ ってもよいし、入り側から出側に向かって内 径が徐々に小さくなる曲線であってもよい。