JPH01201451A - Ｔｉ薄板の製造方法 - 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］ 本発明は加工用Ｔｉ薄板の製造方法に関するものであっ
て、詳細には二次加工の際にＴｉ薄板表面に疵がつき難
く耐疵付性の優れたＴｉ薄板を製造する方法に関するも
のである。

尚本明細書においてはＴｉ薄板の二次加工品として、例
えば熱交換器のコンデンサーとして用いられる管を例に
挙げて説明を進めるが、本発明のＴｉ薄板の用途はこの
様な管製造用素材としての利用に限定されるものではな
い。

［従来の技術］ 加工用Ｔｉ薄板（以下単にＴｉ板ということがある）は
、二次力ｐ工製品の表面精度を問題にすることが多く、
その為Ｔｉ板は表面の耐疵付性に関して厳しい要求特性
を満たすことが必要とされる。従ってこの様な耐疵付性
Ｔｉ板を製造する場合には、Ｔｉ材の圧延に際してロー
ル粗度の非常に細かいブライドロールを用いて圧延した
後脱脂・洗浄を行なって表面の油分や汚れを完全に除去
し、次いで真空又は不活性ガス雰囲気下６００〜８００
℃で焼鈍を行なう方法が一般に採用され、このことによ
ってようやく表面が滑らかなＴｉ板が得られていた。こ
の様にして得られたＴｉ板は加工目的に応じた所望幅の
フープにスリットされて二次加工されることとなる。例
えば熱交換器のコンデンサーチューブを製造する場合は
、ロール成形方式等の造管ラインによって造管と溶接々
合が行なわれて製品となる。この場合における溶接はＴ
ＩＧ溶接が一般的であるが、薄板Ｔｉ管の溶接を効率よ
く行なうにはＴｉ表面に水分や汚れが全く存在しないこ
とが必要である。この為造管に際しては従来潤滑剤を全
く使用することなく完全ドライの条件で行なわれていた
。しかしながら潤滑剤なしにロール成形を行なったとき
は表面に疵がつ籾易く、造管疵が簡単に発生してしまう
。このため成形ロールとしては通常の鉄ロールを使用せ
ず、■特殊な銅合金ロールやふっ素樹脂コーティングロ
ールを使用するとか、■局部的な型当たりが生じない様
に成形ロールの形状を工夫するとか、或は■成形ロール
スタンド間でＴｉ板に与える歪が極端に変化しない様に
パスラインを調整する等の試みがなされていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらＴｉは本来非常に活性な金属であって、金
属摩擦を加えると簡単に焼付が発生して表面に疵がつき
易い、このため上記の様なロール材買の変換や加工方法
の工夫等では完全に砥材を防止することができず、また
ロール等の設備費用が増大して製品価格が上昇するとい
う問題があった。本発明はこの様な状況に鑑みてなされ
たものであって、造管等の二次加工に際し耐造管疵付性
が優れ、二次加工費の増大も抑制することができる加工
用Ｔｉ薄板の製造方法を提供しようとするものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明は表面粗度Ｒａ：０．６μｍ以上のロールを用い
てＴｉ材の冷間圧延を行なうことによって得られたＴｉ
薄板を、表面の油分付着量が１０ｍｇ／ｍ２以上の条件
下に非酸化性雰囲気で焼鈍することを要旨とするもので
ある。

［作用］ 本発明者等は造管加工等のＴｉ板二次加工における耐疵
付性の向上をはかることを目的として種々研究・検討を
行なった。その結果、滑らかで疵のないＴｉ板を得る為
に、従来は圧延後アルカリ脱脂、トリクレン脱脂等によ
り完全除去していた圧延潤滑油を、一部残存させたまま
で焼鈍すればＴｉ板表面に薄い表面硬化層が形成される
ことを知見した。そこでこの表面硬化層の組成を検討し
た。

第４図は耐焼付荷重と表面濃縮元素との関係を示す０図
から明らかな様に耐疵付性の優れたＴｉ板では板表面の
炭素濃度か高いことがわかった。

このため表面硬化層がＴｉＣであることを予想して赤外
分光分析法による表面分析を行なった。第５図（Ａ）は
上記表面硬化層の分析結果であり、第５　［ｍ　（Ｂ）
はＴｉＣ粉末の分析結果である。この結果より表面硬化
層はＴｉＣを主成分とするものであることが推定される
。即ちＴｉ材圧延後、圧延潤滑油を残存させた状態で焼
鈍を行ない、潤滑油の熱分解により生じる活性な炭素原
子或は炭化水素とＴｉ板表面の間で熱化学反応を生ぜし
め、Ｔｉ板表面にＴＩＣの表面硬化層を形成しようとす
るものである。この様なＴｉＣの表面硬化層を形成して
耐造管疵付性の向上をはかることに関して実験・研究を
重ねたところ、Ｔｉ材の圧延に際して表面粗度の荒い圧
延ロールを用いて冷間圧延を行なえば良いことを知見し
た。即ち圧延ロールの表面粗度が粗いとＴｉ板表面に凹
凸ができ、その結果焼鈍の際のＣ成分との反応界面が広
がり、強固な表面硬化層が形成される。第１図（Ａ）は
この様にして形成されたＴｉ板の部分断面図であって、
１はＴｉ板、２は表面硬化層であり、第１図（Ｂ）は板
表面に凹凸を形成しない場合のＴｉ板部分断面図である
。またこの場合、圧延により生成するＴｉ徹粉の量が増
加してＴｉ板表面への付着量が増大する。このＴｉ徹粒
粉末圧延潤滑油と混合した状態でＴｉ板表面に付着して
いるのでＣ成分に対する反応界面の増大に寄与すること
となる。更にＴｉ板表面に凹凸が形成されている為、Ｔ
ｉ板を成形するに当たって、成形ロールはＴｉ板表面の
硬度の高いミクロな凸部のみと点接触するから、成形ロ
ールとＴｉ板との接触面積が小さくなり、焼付・砥材の
おそれが著しく軽減されることになる。

この様な表面硬化層を形成する為の圧延ロールの表面粗
度及び油分付着量の範囲を求める為に、ロール径：１６
５ｍ−で各種のロール粗度を有する圧延ロール及び圧延
潤滑油として牛脂系エマルジョン油を用いてＴｉ薄板を
数種製作し、これを用いて熱交換器用コンデンサーチュ
ーブを製造した。まず、潤滑油の油分付着量を１０　ｍ
ｇ／ｍ２として製造したものについてロールの表面粗度
と造管による庇付性の関係を調査した。庇付性は管外周
長さに対する管外周方向の疵の長さの割合を底幅比率と
して、 但し　Ｄ＝管外径 Ｗ；管外周方向の疵の長さ の式で求めた。そしてこの底幅比率の度合を、第１表に
示す造管底ランクに分けて製品評価を行なった。評価槽
における◎、○１口、及び×はそれぞれ次のことをあら
れす。

◎：きわめて優れている　Ｏ：優れているロ：良好　　
　　　　　　×：不良 面ランク数が高い程良好であることを示している（第２
表及び第３図も同じ）。

第１表 ロール表面粗度と造管底ランクの関係を第２図に示す。

次に潤滑油分の油分付着量を様々に変化させた以外は上
記と同じ製造条件で熱交換器用コンデンサーチューブの
ロールの表面粗度、油分付着量及び造管底ランクの関係
を調査した。結果を第３図に示す。

第２図及び第３図の結果より、圧延ロールは表面粗度Ｒ
ａ：０．６μｍ以上のものを使用する必要があることが
わかった。尚表面粗度が粗い程、耐造管疵付性は向上す
る。しかしながらＲａ：２．０μｍを超えると板表面の
ざらつき感が増大し、圧延の際の荷重も上昇する傾向に
ある。従って表面粗度Ｒａ：２．０μｍ以下であること
が好ましい。圧延ロールの表面粗度Ｒａが０．６〜２，
０μｍの場合は、圧延後のＴｉ板の表面粗度Ｒａは０．
３〜１．０μｍとなる。

また第３図を見ると、耐造管疵付性を付与するに足る表
面硬化層を形成する為に必要な潤滑油の油分付着量は１
０　ｍｇ／ｍ２以上であることがわがつた。耐造管疵付
性は油分付着量に比例して増大する。しかし油分付着量
が多すぎると、焼鈍炉が汚染され易く、Ｔｉ板表面に遊
離炭素が残存し、焼鈍後の着色や溶接不良を生じる等の
問題があるので５０　ｍｇ／ｍ’以下であることが好ま
しい。この様な油分付着量の調整は温水スプレー等によ
り洗浄して行なえばよいが、−旦アルカリ等による完全
脱脂を行なってから潤滑油を所定量再塗布してもよい。

以下実施例について説明するが、本発明は下記の実施例
に限定されるものではなく、前・後記の趣旨に徴して適
宜設計変更することは本発明の技術的範囲に含まれる。

［実施例］ 実施例Ｉ Ｔｉ材を圧延・焼鈍して得たＴｉ板を用いて熱交換器用
コンデンサーチューブを製造し、造管底付性の評価を行
なった。第２表に製造条件及び評価結果を示す。尚第２
表において潤滑油種のイ。

口、焼鈍条件欄のａ、ｂ、及び脱脂条件欄のＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄはそれぞれ次の意味をあられす。

潤滑油； イ・・・牛脂系３％エマルジョン油（粒径３μｍ以下） 口・・・牛脂系２．５％エマルジョン油（ケン化価１７
２ｍｇ・にＯ）Ｉ／ｇ） 焼鈍条件： ａ・・・真空焼鈍７００℃×５時間 ｂ・・・真空焼鈍６９０℃×５時間 脱脂条件： Ａ・・・温水スプレー洗浄（不完全脱脂）Ｂ・・・完全
アルカリ脱脂後前塗油 Ｃ・・・圧延まま Ｄ・・・完全アルカリ脱脂 第２表の結果を以下検討する。

本発明の実施例であるＮｏ、１〜５では、いずれも優れ
た造管底評価が得られ、耐洗付性が極めて良好であった
。尚Ｎｏ、５については温水スプレー洗浄による油分付
着量の調整を行なわなかった為、油分付着量が５０　ｍ
ｇ／ｍ’を超え、その結果溶接性がやや劣った。一方Ｎ
ｏ、６は圧延後完全アルカリ脱脂を行なったため、Ｎｏ
、７は圧延ロールの表面粗度が小さかったため、更にＮ
ｏ、８及び９は圧延ロールの表面粗度が小さく、且つ圧
延後完全アルカリ脱脂を行なったため、いずれも必要な
表面硬化層が得られず良好な耐疵付性が得られなかった
。

［発明の効果］ 本発明方法によれば造管等の二次加工に際し優れた耐洗
付性を示すＴｉ薄板を安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）は表面硬化層を形成したＴｉ
薄板の部分拡大断面図、第２図は圧延ロール表面粗度と
造管底ランクの関係を示す図、第３図は圧延ロール表面
粗度、油分付着量及び造管底ランクの関係を示す図、第
４図は耐焼付荷重と表面濃縮元素との関係を示す図、第
５図（Ａ）　、　（Ｂ）は赤外分光分析結果を示す図で
ある。 １・・・Ｔｉ板　　　　　２・・・表面硬化層第１図（
Ａ） 第１図ＣＢ） 第２図 ＥＥ妙ロール７ｆｆｊ１．’ｊ　　Ｒａ　　　＋　ｒｒ
ｍ）憑１←悩略惹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面粗度Ｒａ：０．６μｍ以上のロールを用いてＴｉ材
   の冷間圧延を行なうことによって得られたＴｉ薄板を、
   表面の油分付着量が１０ｍｇ／ｍ＾２以上の条件下に非
   酸化性雰囲気で焼鈍することを特徴とするＴｉ薄板の製
   造方法。