JPH01201452A - 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
、二次加工製品の表面精度を問題にすることが多（、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Ｔ
ｉ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
てようやく表面の滑らかな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成形と溶接４合
が行なわれて製品となる。この場合における溶接はＴＩ
Ｇ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−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
表面に疵がつき易く、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フ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く
。このため上記の様なロール材質の変換や加工方法の工
夫等では庇付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］ 本発明はケン化価が１７０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ以下の圧延
油を用いてＴｉ材の冷間圧延を行ない、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板板状次加工おける耐疵
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５図は耐焼付荷重と表面濃縮元素との関係を示す。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
炭素濃度が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フた。第６図（Ａ）は
上記表面硬化層の分析結果であり、第６図ＣＢ）はＴｉ
Ｃ粉末の分析結果である。この結果より表面硬化層はＴ
ｉＣ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、圧延油を残存させた状態で焼鈍を行なえ
ば、圧延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板表面の間で反応が起こり、Ｔｉ板表面に
ＴｉＣの表面硬化層が形成されるものと思われる。そこ
でこの様なＴｉＣの表面硬化層を形成することによって
耐造管疵付性の向上をはかることはできないかと考え、
更に実験・研究を重ねたところ、Ｔｉ材を潤滑性の劣る
圧延油を用いて冷間圧延すれば良いことを知見した。即
ち圧延油の潤滑性が悪いと、圧延に際して第１図に部分
拡大断面図で示す様にＴｉ板１の表面に多数のウロコ状
の凹凸２が形成されると共に、Ｔｉ板表面には均質で微
細なＴｉ粉末３が大量に生成して圧延油と混合した状態
で付着する。上記の様なＴｉ板表面の凹凸２は、焼鈍の
際のＣ成分との反応界面を広げることとなり、また生成
した上記Ｔｉ粉末３は圧延油の熱分解により生成する炭
素と効率良く反応し、その結果Ｔｉ板表面にはＴｉＣを
主成分とする強固な表面硬化層が形成される。第２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、４は表面硬化層であり、第２図（Ｂ）はＴｉ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。

Ｔｉ板表面に凹凸を形成する場合は、圧延により生成す
るＴｉ微粉もＴｉｃｉ成量の増大に寄与し、Ｔｉ板表面
に強固な表面硬化層を形成することとなる。更にＴｉ板
表面に凹凸が形成されている為、Ｔｉ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・庇付のおそれも著しく軽減
される。

ところで圧延油の潤滑塵とケン化価は正の相関関係にあ
る。そこでＴｉ板の二次加工に際して耐洗付性の要求特
性を満足するケン化価と油分付着量の範囲を求めるため
に、圧延油としてケン化価の異なる数種の牛脂系２．５
％エマルジョン油を用いてＴｉ板を製作した。圧延の際
の油分付着量は１０ｍｇ／ｍ’、パス回数は１１回とし
た。

この様にして得たＴｉ板を用いて圧延油のケン化価と、
摩擦試験焼付荷重との関係を調査した。

尚試験結果によれば摩擦試験焼付荷重が０．０５ｋｇ／
ｍｍ２以上であれば耐洗付性は良好であることがわかっ
た。調査結果を第３図に示す。

次に圧延油分の油分付着量とケン化価を種々変化させて
Ｔｉ板を製造し、この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てケン化価、油分付着量及び造
管庇付性の関係を調査した。造管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、 疵幅比率雪□ｘｌｏｏ（％） ２　π　Ｄ 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
示す造管疵ランクに分けて製品評価を行なった。評価欄
における◎、Ｏ９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４図も同じ）。

第１表 圧延油のケン化価、油分付着量及び造管疵ランクの関係
の調査結果を第４図に示す。

第３図及び第４図より、ケン化価及び圧延油の油分付着
量を次の様に決定した。

まずケン化価については、ケン化価が１７０以下であれ
ば、第３図からも明らかである様に０．０５ｋｇ／ｍｍ
２以上の摩擦試験焼付荷重を常に確保することができ、
又第４図からも明らかな様に耐洗付性の良好な範囲であ
るランク３以上を常に確保できる。この結果、本発明に
おける圧延油のケン化価は１７０以下と決定した。ケン
化価が低いぼど耐造管疵付性は向上する。しかし実験の
結果ではケン化価が２０より低くなると、圧延ロールへ
のチタンコーティングが急激に増大してコーティング剥
離が発生し易くなり圧延荷重も上昇する傾向がでてくる
。従って圧延油のケン化価は２０以上であることが好ま
しい。

また第４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かる。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／ｍ２以下に抑えることが好ま
しい。この様な油分付着量の調整は温水スプレー等によ
る洗浄の程度等をコントロールすることによフて行なえ
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、造管疵付性の評価を行
なった。第２表に製造条件及び評価結果を示す。尚第２
表において圧延油槽のイ。

口、ハ、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。

圧延油； イ・・・牛脂系・鉱油混合タイプ３％エマルジョン油 口・・・牛脂系３％エマルジョン油 ハ・・・牛脂系２．５％エマルジョン油焼鈍条件； 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
た造管疵評価が得られ、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／ｍ２を超え、その結果溶接性がやや劣るものであっ
た。一方Ｎｏ、６は圧延後完全アルカリ脱脂を行なフた
ため、Ｎｏ、７は圧延油のケン化価が高すぎたため、更
にＮｏ、８及び９は圧延油のケン化価が高すぎてしかも
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、良好な酎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酎疵
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図は潤滑性の劣る圧延油を用いて圧延して得られた
Ｔｉ薄板の部分拡大断面図、第２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３図は圧延油のケン化価と摩擦試験焼付荷重との
関係を示すグラフ、第４図は圧延油のケン化価、油分付
着量及び造管疵ランクの関係を　。 示すグラフ、第５図は耐焼付荷重と表面濃縮元素との関
係を示すグラフ、第６図（Ａ）　、　（Ｂ）は赤外分光
分析結果を示す図である。 １・・・Ｔｉ板　　　　　２・・・Ｔｉ板表面凹凸３・
・・Ｔｉ粉末　　　　４・・・表面硬化層′ｉ 赴裁Ｘ藝ｄ；暉第　＼ 日 、炬宅二砲国叫　＼ よ勢 第５図 ｍｅ付荷重　１ｋＱｆ／ｎ２） 第６図（Ａ） 第６図（Ｂ） み 社 Ｚ反　　数　　（（７Ｎ’）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケン化価が１７０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ以下の圧延油を用い
   てＴｉ材の冷間圧延を行ない、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。