JPH01162503A - チタンおよびチタン合金の積層圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チタンの薄板あるいはチタンクラッド板の製
造方法に関し、詳しくはチタンの薄板あるいはチタンク
ラッド板の熱間圧延においては、薄くすることを目的と
して、あるいは変形能や変形抵抗の厚さ方向の非対称性
をカバーするために積層圧延を行ない、圧延後に剥離し
て薄板とする。

本発明は、このようなチタンの積層圧延において圧延中
の剥離がなく圧延後の剥離が容易な積層圧延方法を提供
するものである。

（従来の技術） チタンの薄板は、通常熱間圧延及び冷間圧延で製造する
。熱間圧延では圧延機の性能にもよるが、せいぜい２ｍ
ｍ厚程度が限界で、それ以下の厚さに圧延するには冷間
圧延を行なう。冷間圧延は表面の仕上が精細であるが、
大きなミルパワーが必要であり、製造コストも高い。こ
れに対して熱間圧・延は加熱費用が必要で、圧延表面は
冷延に比べて粗い仕上であるが、比較的小さなミルパワ
ーで十分なために特に大量に圧延する場合はコスト的に
有利である。表面仕上程度は熱延表面で良いが、薄くす
る必要のある場合は従来より積み重ね圧延が行われて来
た。

（発明が解決しようとする問題点） 積み重ね圧延は、薄くすることに関しては優れているも
のの、界面が接合してしまい圧延後に剥離することが困
難になるという大きな欠点があった。特にチタンやチタ
ン合金の場合はこの接合が特に強かったために、剥離が
著しく困難であった。

一方積み重ね圧延は、片面のチタンクラッド鋼板などに
おいて非対象圧延による反りの応力発生を回避するため
に、チタン面を突き合わせて行うことがある。（「チタ
ン・ジルコニウムＪ　Ｖｏｌ、３５Ｎｏ、１　２３９１
９８７年発行）。この場合も、チタン面で強固に接合し
剥離が非常に困難であった。

従来このような界面の凝着接合防止のために、界面にセ
ラミックス系の粉体をぬること、および界面の酸化が行
なわれていた。セラミックス系の粉体としては、例えば
ＡＩＺＯ，やＣａＯなどを含むフシックスや酸化防止剤
などが流用されていた。これらのセラミックス系の粉体
による凝着の防止は、界面に確実に残留しさえすれば効
果は確実であるが、当然のことながら圧延中に剥離する
危険が著しく大きくなる。従ってこれらの方法では、接
合させながら凝着防止を狙わざるを得ないという矛盾し
た特性を要求されるために、結果的にどちらの特性も不
十分とならざるを得ない。このように適切な剥離剤がな
いために、極薄材の製造には有利な積層圧延は広く普及
しなかった。

本発明は上記問題点を解決し、剥離しないよう接合させ
つつ剥離を容易にするという要求を同時にしかも工業的
に満足させた積層圧延方法を提供する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、チタンないしチタン合金の鋳片を積層して熱
間圧延し、しかる後剥離する板材の製造において、積層
界面に０．２ｍｍ以下の厚さの紙ないしＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎ
からなる有機化合物フィルムを挟んで熱間圧延すること
を特徴とするチタンおよびチタン合金の積層圧延方法で
ある。

本発明者らは、接合させることと剥離を容易にするとい
う矛盾した要求特性も、それぞれの特性を必要とする時
期が異なることに着目した。すなわち、接合させる必要
のある時期は熱間圧延時であり、剥離が容易である必要
のある時期は熱延冷却後である。熱間圧延時は接合して
いないと２枚割れ状に剥離してしまい、積層圧延ができ
ずその利点も生かせない。熱延後に積層圧延材を剥離す
ることになるが、この場合は圧延時より低温である。も
ちろん高温に加熱して剥離することも実行可能であるが
、加熱費用などを考慮すれば低温それも常温で剥離する
方がはるかに有利である。

以上の考えに基づき、高温で接合性にすぐれ低温では剥
離性に優れた材料を探索した結果、炭化物窒化物および
酸化物がその条件を満たすことを見出した。すなわちチ
タンの炭化物窒化物酸化物は、高温では一部固溶するた
めに比較的良好に接合を維持するが、常温では多量析出
して介在物と同様の挙動するために、その面は脆化する
ことになる。従って、高温ではチタン、チタン合金のあ
るいは鉄との界面には致命的な剥離要因がないにもかか
わらず、低温ではクラスター状の炭化物窒酸化物を≠＃
＝挟むことによって、接合させることと剥離を容易にす
るという矛盾した要求特性を同時に満たすことが可能と
なるのである。

次に、本発明の限定条件を説明する。

チタンないしチタン合金の積層界面に挾む炭素。

窒素および酸素源は、Ｃ，Ｎ、　Ｏ以外に特別に有害な
元素を含まないフィルム状物質であれば問題がないので
、紙ないしＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎからなる有機化合物フィルム
に限定する。水素はチタン中へ固溶することから少ない
方が望ましいが、現実には同時に含まれている酸素によ
って酸化するので紙ないしＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎからなる有機
化合物フィルムの厚さは、できるかぎり薄いことが望ま
しいので下限は限定しない。しかし厚さが０．２ｍｍを
超えると、生成する炭化物窒化物および酸化物の量が増
加し、圧延中の接合性が低下するだけでなく、圧延材で
あるチタンないしチタン合金中への固溶量が増えて硬化
するので上限とした。

（作　用） 以上示したとおりチタンの積み重ね圧延において、積み
重ね界面に０　、２　ｍｍ以下の厚さの紙ないしＣ，Ｈ
，Ｏ，Ｎからなる有機化合物フィルムを挟んで圧延する
ことによって、熱間圧延時は害が少なく、圧延後の常温
では剥離を促進する剥離剤として機能する炭化物窒化酸
化物が積み重ね面に生成されるので、圧延時には剥離の
懸念がなくかつ剥離が容易である積み重ね圧延が可能と
なる。

剥離後の界面には炭化物窒化物酸化物が残存しているが
、これは剥離後に酸洗や研磨などの常法によって除去す
ることが可能である。

なお本発明の応用例として、第１図に示す合せ材２がチ
タンないしチタン合金であり、合せ材の面を突き合わせ
て積層して熱間圧延し、しかる後剥離するクラツド鋼板
の製造にも適用が可能である。図中、■、は母材３は剥
離剤、４は補強のための補間材である。

（実施例） 厚さ３０ｍｍのＪＩ３１種の純チタン鍛造鋳片を、２枚
積み重ね８５０°Ｃに加熱して重ね状態で２．５ｍｍま
で熱間圧延を行った。次いで常温で、約５％の軽圧下を
行なって剥離した。この際、鍛造鋳片の積み重ね面に種
々の剥離剤を塗りあるいは挟み実施した。圧延及び剥離
結果を第１表に示す。第１表から明らかなように、本発
明方法では圧延中の剥離もなく熱延後の軽圧下による剥
離も容易に実施できた。比較に使用したアルミニウム板
の場合は、圧延中に溶融して剥離し、セラミック系の剥
離剤の場合は、薄塗りでは剥離できず、厚塗りでは圧延
中に剥離した。また、０．３ｍｍ厚さの紙の場合は圧延
も剥離も可能であったが、チタン中へのＣおよびＯの固
溶が増し、表面の硬化が激しく品質が劣化した。０．７
ｍｍ厚さの紙の場合は圧延中に剥離した。

次に、第１図に示す圧延前クラッド鋼の組立スラブで合
せ材２として３．０ｍｍ厚さのＪＴＳ　１種の純チタン
板を、母材１として１９．２％のＣｒ、０．４％のＣｕ
、０．６％のＮｂおよび０．００８％のＣを含有する３
０ｎｎｂ厚のステンレス鋼鋳片としたチタンクラッド鋼
の鋼片とチタン面を合わせて対称に重ね、８８０℃に加
熱して重ね状態で４　ｍｍまで熱間圧延を行なった。次
いで常温で約５％の軽圧下を行なって剥離した。この際
チタンとチタンの重ね面に、種々の剥離剤を塗りあるい
は挟み実施した。圧延及び剥離結果を第２表に示した。

第２表から明らかなように、本発明方法では圧延中の剥
離もなく熱延後の軽圧下による剥離も容易に実施できた
。

比較に使用したアルミニウム板の場合は、圧延中に溶融
して剥離し、セラミック系の剥離剤の場合は、薄塗りで
は剥離できず、厚塗りでは圧延中に剥離した。また０、
３ｍｍ厚さの紙の場合は圧延も剥離も可能であったが、
炭化物酸化物の生成量多くこの除去を行なったところ、
合せ板のチタン層が局部的に消失した。０．７ｍｍ厚さ
の紙の場合は圧延（発明の効果） 本発明により、圧延前に紙ないしＣ，Ｈ，Ｏ。

Ｎからなる有機化合物フィルムを挟んでおくだけで、圧
延時には剥離の懸念がなくかつ剥離が容易であるチタン
の積み重ね圧延やチタンクラッド鋼の積み重ね圧延が可
能となる。この結果、圧延工程が簡略化するだけでなく
、冷延材に代替可能な薄肉の熱延材の製造や、板厚方向
が非対称の片面チタンクラッド材の圧延が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の応用例を示すクラツド鋼の圧延前の組
立スラブの断面図である。 １・・・母材、２・・・合せ材、３・・・剥離剤、４・
・・補間材 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタンないしチタン合金の鋳片を積層して熱間圧
   延し、しかる後剥離する板材の製造において、積層界面
   に０．２ｍｍ以下の厚さの紙ないしＣ、Ｈ、Ｏ、Ｎから
   なる有機化合物フィルムを挟んで熱間圧延することを特
   徴とするチタンおよびチタン合金の積層圧延方法。