JPH0135068B2 - - Google Patents
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- JPH0135068B2 JPH0135068B2 JP7180885A JP7180885A JPH0135068B2 JP H0135068 B2 JPH0135068 B2 JP H0135068B2 JP 7180885 A JP7180885 A JP 7180885A JP 7180885 A JP7180885 A JP 7180885A JP H0135068 B2 JPH0135068 B2 JP H0135068B2
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Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は表面品質並びに寸法精度の優れたα＋
β型Ti合金線材を製造する方法に関するもので
ある。 ［従来の技術］ α＋β型Ti合金は比強度が高く耐食性に優れ
ているところから航空機や宇宙機器等の広い分野
に適用されている。しかるにα＋β型Ti合金は
Ti合金全般に当てはまることではあるが加工性
が極めて悪いという欠点があり所望形状に仕上げ
ることが難しく、特にTi合金線材の製造には多
くの困難を伴ない表面品質並びに寸法精度の優れ
た線材を得ることができなかつた。尚α＋β型
Ti合金の例としてはTi−6Al−4V合金をはじめ
としてTi−3Al−2.5V合金、Ti−8Mn合金、Ti
−8Al−1Mo−1V合金、Ti−6Al−6V−2Sn合
金、Ti−6Al−2Sn−4Zr−2Mo合金等が挙げら
れる。 即ちα＋β型Ti合金線材を製造するに当たつ
ては、該Ti合金を真空溶解して得た鋳塊を分塊
圧延してビレツトとし、これを更に圧延して粗線
材とする。次いで粗線材を焼鈍処理（通常700〜
750℃に加熱後、空冷）に付して焼鈍線材を得、
これを成形加工して所望径のTi合金線材とする。
ところで上記成形加工手段として伸線加工を適用
することができれば問題は少ないが、上述の焼鈍
線材を伸線しようとする途中で断線してしまい伸
線することができない。そこで止むを得ず皮削加
工によつて所望線径に仕上げている。この原因の
１つはTi合金材を圧延および熱処理する際に表
面に強靭なスケールが発生するだけでなくTi合
金中に酸素が侵入してαケースと呼ばれる硬化層
が生成するからであると言われている。従つて伸
線加工する前に上記スケールや硬化層を除去する
必要があるが、現状では有効な除去手段が見出さ
れていない。また伸線加工を困難にしている原因
は上記スケールや硬化層の存在だけではなく、焼
鈍線材自身の塑性加工性が悪いことが大きなウエ
ートを占めていると考えなければならないと思わ
れる。そこで焼鈍処理後、皮削加工に付して得た
Ti合金線材を引張試験に供し、その諸特性を調
べてみると第２図に示す通りであつて、降伏比が
90％を超えており塑性加工性が非常に悪いのも当
然であることが判明した。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如く、従来法では伸線加工という手段を
採用することができない為焼鈍線材を皮削加工し
ているが、皮削加工自体の精度の悪さに加えてス
ケールや硬化層の存在する焼鈍線材を皮削りする
ことや圧延表面の残つている焼鈍線材を直接皮削
りすること等の為に皮削位置が不安定となり、そ
れらの結果表面品質並びに寸法精度の優れたTi
合金線材を得ることができなかつた。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はこうした事情に着目し鋭意検討を重ね
た結果完成されたものであつて、その要旨は、α
＋β型Ti合金鋳塊を圧延して得た線材を800〜
900℃に加熱し、直ちに浸水冷却処理を行なつた
後伸線加工に付し、次いで皮削加工を行なう点に
存在する。 ［作用］ 本発明者等は、表面品質並びに寸法精度の優れ
たTi合金線材を得るために、(1)材料自体の塑性
加工性を向上させると共に、(2)スケールや硬化層
の生成をできる限り抑える必要があると考え、熱
処理条件の見直しを行なつた。 即ち伸線加工に際し塑性加工性を向上させる手
段としては従来焼鈍処理を行なうことが望ましい
とされていたが、α＋β型Ti合金の場合には前
述の如く焼鈍処理では塑性加工性を上げる（降伏
比を下げる）ことができず、しかもこのときに材
料表層にスケールや硬化層が生成しており、熱処
理条件に問題があつた。こうした状況から本発明
者等はスケールや硬化層の発生を最小限に抑えつ
つ降伏比を下げることができる様な熱処理条件に
ついて種々検討を重ねた結果前記構成に到達し
た。 即ち本発明においてはα＋β型Ti合金を溶解
して得た鋳塊を圧延して素線材を製造し、これを
800〜900℃に加熱した後直ちに浸水冷却処理を行
なう。これによりスケールや硬化層の生成が僅か
で且つ降伏比の低い熱処理線材を得ることができ
る。即ち上記熱処理温度が800℃より低い場合に
は降伏比の低下度が少なく満足し得る塑性加工性
を得ることができない。一方熱処理温度が900℃
を超えると降伏比の低下度が少ないだけでなく引
張強さ並びに耐力が上昇して塑性加工性が悪化す
る。従つて熱処理温度は800〜900℃とする必要が
ある。尚熱処理時間は線径の中心部が所定の温度
に達するに要する時間であれば十分である。即ち
空中加熱の場合あまり長時間加熱すれば酸化スケ
ールが厚くなる等の不都合なことが生じる。した
がつて加熱時間の目安としては直径８mmのとき10
〜30分とすることが望ましい。また熱処理は従来
と同様空気中で行なえばよいが、スケール等の生
成をより確実に抑える為にはArやCO2等の不活
性ガス雰囲気中で行なうことが望ましい。次いで
加熱した素線材を冷却するに当たつては熱処理完
了後直ちに素線材を冷却水中に浸漬する。これに
より加熱素線材が急冷されて機械的性質の改善が
進むと共に空気との接触を防止してスケールおよ
び硬化層の生成を抑制する。 尚上記熱処理・急冷によつて降伏比が低下する
理由は明確にし得た訳ではないが、焼入れ処理に
よつて不安定β相が残留したことによるものと考
えられる。この不安定β相は別の温度で焼入れた
ときに得られるβ相より小さい応力で変態をとも
なつて変形をはじめるため降伏応力が最も低くな
るものと考えられる。そしてこの最適不安定β相
が得られる焼入れ温度が合金組成に依存すること
は言う迄もない。 こうして得た熱処理素線材は塑性加工性に優れ
ており、これを伸線加工に付すことによつて表面
状態を平滑で寸法精度の優れたα＋β型Ti合金
線材を得ることができる。次いで該伸線材を皮削
りすると表層に僅かに残つているスケールや硬化
層が比較的簡単に除去され、表面品質並びに寸法
精度の優れたα＋β型Ti合金線材を得ることが
できる。尚上記皮削加工においては被皮削材の表
面が平滑化されているので皮削位置が安定し、表
面精度の低下をまねくことがない。 本発明の基本構成は上記の通りである。ところ
で本発明課題とは別の問題であるが、従来は厚い
スケールや硬化層を有する材料を皮削りしていた
為に皮削工具（鋼の場合に切削性がよいという経
験からJIS−Ｓ種Ti含有超硬工具がそのまま使用
されていた）が激しく損耗するという問題があつ
た。即ち工具の損傷による線材寸法精度の低下お
よび工具交換による生産性の低下を解消すること
が別の要請として存在していた。しかるに本発明
の完成により、被皮削材料はスケールや硬化層を
僅かに有するだけでしかも表面性状の平滑な材料
となつたので皮削用切削工具の損耗も小さくなり
寸法精度の低下および生産性の低下を防止するこ
とができる様になつた。 尚本発明者等は皮削工具の種類についても検討
を加えた結果、α＋β型Ti合金線材の皮削に当
たつてはTiを含まない切削工具［JIS−Ｇ種や
JIS−Ｄ種の超硬工具（第１表参照）、セラミツク
製工具等］の方が耐摩耗性に優れ、損傷し難いこ
とを見出し、またこれらの切削工具を用いること
によつて長期に亘り工具交換を行なうことなし
に、寸法精度の優れたα＋β型Ti合金線材を得
ることに成功した。
β型Ti合金線材を製造する方法に関するもので
ある。 ［従来の技術］ α＋β型Ti合金は比強度が高く耐食性に優れ
ているところから航空機や宇宙機器等の広い分野
に適用されている。しかるにα＋β型Ti合金は
Ti合金全般に当てはまることではあるが加工性
が極めて悪いという欠点があり所望形状に仕上げ
ることが難しく、特にTi合金線材の製造には多
くの困難を伴ない表面品質並びに寸法精度の優れ
た線材を得ることができなかつた。尚α＋β型
Ti合金の例としてはTi−6Al−4V合金をはじめ
としてTi−3Al−2.5V合金、Ti−8Mn合金、Ti
−8Al−1Mo−1V合金、Ti−6Al−6V−2Sn合
金、Ti−6Al−2Sn−4Zr−2Mo合金等が挙げら
れる。 即ちα＋β型Ti合金線材を製造するに当たつ
ては、該Ti合金を真空溶解して得た鋳塊を分塊
圧延してビレツトとし、これを更に圧延して粗線
材とする。次いで粗線材を焼鈍処理（通常700〜
750℃に加熱後、空冷）に付して焼鈍線材を得、
これを成形加工して所望径のTi合金線材とする。
ところで上記成形加工手段として伸線加工を適用
することができれば問題は少ないが、上述の焼鈍
線材を伸線しようとする途中で断線してしまい伸
線することができない。そこで止むを得ず皮削加
工によつて所望線径に仕上げている。この原因の
１つはTi合金材を圧延および熱処理する際に表
面に強靭なスケールが発生するだけでなくTi合
金中に酸素が侵入してαケースと呼ばれる硬化層
が生成するからであると言われている。従つて伸
線加工する前に上記スケールや硬化層を除去する
必要があるが、現状では有効な除去手段が見出さ
れていない。また伸線加工を困難にしている原因
は上記スケールや硬化層の存在だけではなく、焼
鈍線材自身の塑性加工性が悪いことが大きなウエ
ートを占めていると考えなければならないと思わ
れる。そこで焼鈍処理後、皮削加工に付して得た
Ti合金線材を引張試験に供し、その諸特性を調
べてみると第２図に示す通りであつて、降伏比が
90％を超えており塑性加工性が非常に悪いのも当
然であることが判明した。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如く、従来法では伸線加工という手段を
採用することができない為焼鈍線材を皮削加工し
ているが、皮削加工自体の精度の悪さに加えてス
ケールや硬化層の存在する焼鈍線材を皮削りする
ことや圧延表面の残つている焼鈍線材を直接皮削
りすること等の為に皮削位置が不安定となり、そ
れらの結果表面品質並びに寸法精度の優れたTi
合金線材を得ることができなかつた。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はこうした事情に着目し鋭意検討を重ね
た結果完成されたものであつて、その要旨は、α
＋β型Ti合金鋳塊を圧延して得た線材を800〜
900℃に加熱し、直ちに浸水冷却処理を行なつた
後伸線加工に付し、次いで皮削加工を行なう点に
存在する。 ［作用］ 本発明者等は、表面品質並びに寸法精度の優れ
たTi合金線材を得るために、(1)材料自体の塑性
加工性を向上させると共に、(2)スケールや硬化層
の生成をできる限り抑える必要があると考え、熱
処理条件の見直しを行なつた。 即ち伸線加工に際し塑性加工性を向上させる手
段としては従来焼鈍処理を行なうことが望ましい
とされていたが、α＋β型Ti合金の場合には前
述の如く焼鈍処理では塑性加工性を上げる（降伏
比を下げる）ことができず、しかもこのときに材
料表層にスケールや硬化層が生成しており、熱処
理条件に問題があつた。こうした状況から本発明
者等はスケールや硬化層の発生を最小限に抑えつ
つ降伏比を下げることができる様な熱処理条件に
ついて種々検討を重ねた結果前記構成に到達し
た。 即ち本発明においてはα＋β型Ti合金を溶解
して得た鋳塊を圧延して素線材を製造し、これを
800〜900℃に加熱した後直ちに浸水冷却処理を行
なう。これによりスケールや硬化層の生成が僅か
で且つ降伏比の低い熱処理線材を得ることができ
る。即ち上記熱処理温度が800℃より低い場合に
は降伏比の低下度が少なく満足し得る塑性加工性
を得ることができない。一方熱処理温度が900℃
を超えると降伏比の低下度が少ないだけでなく引
張強さ並びに耐力が上昇して塑性加工性が悪化す
る。従つて熱処理温度は800〜900℃とする必要が
ある。尚熱処理時間は線径の中心部が所定の温度
に達するに要する時間であれば十分である。即ち
空中加熱の場合あまり長時間加熱すれば酸化スケ
ールが厚くなる等の不都合なことが生じる。した
がつて加熱時間の目安としては直径８mmのとき10
〜30分とすることが望ましい。また熱処理は従来
と同様空気中で行なえばよいが、スケール等の生
成をより確実に抑える為にはArやCO2等の不活
性ガス雰囲気中で行なうことが望ましい。次いで
加熱した素線材を冷却するに当たつては熱処理完
了後直ちに素線材を冷却水中に浸漬する。これに
より加熱素線材が急冷されて機械的性質の改善が
進むと共に空気との接触を防止してスケールおよ
び硬化層の生成を抑制する。 尚上記熱処理・急冷によつて降伏比が低下する
理由は明確にし得た訳ではないが、焼入れ処理に
よつて不安定β相が残留したことによるものと考
えられる。この不安定β相は別の温度で焼入れた
ときに得られるβ相より小さい応力で変態をとも
なつて変形をはじめるため降伏応力が最も低くな
るものと考えられる。そしてこの最適不安定β相
が得られる焼入れ温度が合金組成に依存すること
は言う迄もない。 こうして得た熱処理素線材は塑性加工性に優れ
ており、これを伸線加工に付すことによつて表面
状態を平滑で寸法精度の優れたα＋β型Ti合金
線材を得ることができる。次いで該伸線材を皮削
りすると表層に僅かに残つているスケールや硬化
層が比較的簡単に除去され、表面品質並びに寸法
精度の優れたα＋β型Ti合金線材を得ることが
できる。尚上記皮削加工においては被皮削材の表
面が平滑化されているので皮削位置が安定し、表
面精度の低下をまねくことがない。 本発明の基本構成は上記の通りである。ところ
で本発明課題とは別の問題であるが、従来は厚い
スケールや硬化層を有する材料を皮削りしていた
為に皮削工具（鋼の場合に切削性がよいという経
験からJIS−Ｓ種Ti含有超硬工具がそのまま使用
されていた）が激しく損耗するという問題があつ
た。即ち工具の損傷による線材寸法精度の低下お
よび工具交換による生産性の低下を解消すること
が別の要請として存在していた。しかるに本発明
の完成により、被皮削材料はスケールや硬化層を
僅かに有するだけでしかも表面性状の平滑な材料
となつたので皮削用切削工具の損耗も小さくなり
寸法精度の低下および生産性の低下を防止するこ
とができる様になつた。 尚本発明者等は皮削工具の種類についても検討
を加えた結果、α＋β型Ti合金線材の皮削に当
たつてはTiを含まない切削工具［JIS−Ｇ種や
JIS−Ｄ種の超硬工具（第１表参照）、セラミツク
製工具等］の方が耐摩耗性に優れ、損傷し難いこ
とを見出し、またこれらの切削工具を用いること
によつて長期に亘り工具交換を行なうことなし
に、寸法精度の優れたα＋β型Ti合金線材を得
ることに成功した。
【表】
［実施例］
Ti−6Al−4V合金鋳塊を圧延して得た線材を、
700〜950℃の範囲で30分間熱処理した後、直ちに
水槽へ投入して冷却した。得られた線材の機械的
性質を夫々調べたところ第１図に示す結果が得ら
れた。 第１図に示す様に、800〜900℃殊に850℃で熱
処理したとき、降伏比も低下は顕著であり優れた
塑性加工性を得ることができることが確認され
た。 実施例 Ti−6Al−4V合金を真空アーク溶解して鋳解
（5t）を溶製し、続いて分塊圧延により120mm角の
ビレツトとし、表面疵を除去した後８mm〓の線材
に圧延した。該圧延線材を大気中にて850℃で30
分加熱後、水中で冷却して得た線材の機械的性質
を調べたところ第２表に示す結果が得られた。比
較例として上記圧延線材を700℃で２時間加熱後、
空冷して得た線材の機械的性質を調べ第２表に併
記した。
700〜950℃の範囲で30分間熱処理した後、直ちに
水槽へ投入して冷却した。得られた線材の機械的
性質を夫々調べたところ第１図に示す結果が得ら
れた。 第１図に示す様に、800〜900℃殊に850℃で熱
処理したとき、降伏比も低下は顕著であり優れた
塑性加工性を得ることができることが確認され
た。 実施例 Ti−6Al−4V合金を真空アーク溶解して鋳解
（5t）を溶製し、続いて分塊圧延により120mm角の
ビレツトとし、表面疵を除去した後８mm〓の線材
に圧延した。該圧延線材を大気中にて850℃で30
分加熱後、水中で冷却して得た線材の機械的性質
を調べたところ第２表に示す結果が得られた。比
較例として上記圧延線材を700℃で２時間加熱後、
空冷して得た線材の機械的性質を調べ第２表に併
記した。
【表】
第２表に示す様に、比較例線材の降伏比は93％
と高く伸線加工が困難であるのに対し、本発明線
材の降伏比は74％と低く塑性加工性が良好であ
り、以後の工程で伸線加工によるサイジングを行
なうことができる。 次に上述の本発明線材および比較例線材を下記
スケジユールに従つて加工し、工具の摩耗状況を
調べたところ第３表に示す結果が得られた。尚本
発明例においては皮削工具としてJIS−Ｇ種２号
およびJIS−Ｓ種２号を使用し、比較例ではJIS−
Ｓ種２号を使用した。 （加工スケジユール） 本発明 ８mm〓伸線 ――→ 7.75mm〓皮削 ――→ 7.45mm〓再皮削 ――――→ 7.15mm〓 比較例 ８mm〓皮削 ――→ 7.70mm〓
と高く伸線加工が困難であるのに対し、本発明線
材の降伏比は74％と低く塑性加工性が良好であ
り、以後の工程で伸線加工によるサイジングを行
なうことができる。 次に上述の本発明線材および比較例線材を下記
スケジユールに従つて加工し、工具の摩耗状況を
調べたところ第３表に示す結果が得られた。尚本
発明例においては皮削工具としてJIS−Ｇ種２号
およびJIS−Ｓ種２号を使用し、比較例ではJIS−
Ｓ種２号を使用した。 （加工スケジユール） 本発明 ８mm〓伸線 ――→ 7.75mm〓皮削 ――→ 7.45mm〓再皮削 ――――→ 7.15mm〓 比較例 ８mm〓皮削 ――→ 7.70mm〓
【表】
第３表に示す様に本発明では不都合なしに伸線
加工を行なうことができたが、比較例では伸線し
ようとすると断線が起こる為止むを得ず皮削加工
のみを行なつた。また本発明においてJIS−Ｇ種
２号の切削工具を用いた場合（No.１〜３）には皮
削加工中の線径の増大は殆んど見られなかつた
が、JIS−Ｓ種２号の切削工具を用いたNo.４では
若干の線径増大並びに焼付きが見られた。これら
に対しNo.５、６（比較例）では切削工具の摩耗が
激しく皮削加工中の線径増大は加工量が18.0〜
22.5Kgと少量であるにもかかわらず0.08〜0.09mm
と激しく焼付きや工具の欠損が発生した。即ち本
発明では寸法精度並びに表面品質の優れた線材を
得ることができたが、比較例では寸法精度の悪化
と共に線材表面品質も劣悪であつた。 ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、表面品質
並びに寸法精度の優れたα＋β型Ti合金線材を
得ることができる。
加工を行なうことができたが、比較例では伸線し
ようとすると断線が起こる為止むを得ず皮削加工
のみを行なつた。また本発明においてJIS−Ｇ種
２号の切削工具を用いた場合（No.１〜３）には皮
削加工中の線径の増大は殆んど見られなかつた
が、JIS−Ｓ種２号の切削工具を用いたNo.４では
若干の線径増大並びに焼付きが見られた。これら
に対しNo.５、６（比較例）では切削工具の摩耗が
激しく皮削加工中の線径増大は加工量が18.0〜
22.5Kgと少量であるにもかかわらず0.08〜0.09mm
と激しく焼付きや工具の欠損が発生した。即ち本
発明では寸法精度並びに表面品質の優れた線材を
得ることができたが、比較例では寸法精度の悪化
と共に線材表面品質も劣悪であつた。 ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、表面品質
並びに寸法精度の優れたα＋β型Ti合金線材を
得ることができる。
第１図は熱処理条件を求めるために行なつた実
験の結果を示すグラフ、第２図は700℃および850
℃焼鈍材の機械的性質を示すグラフである。
験の結果を示すグラフ、第２図は700℃および850
℃焼鈍材の機械的性質を示すグラフである。
Claims (1)
- １ α＋β型Ti合金鋳塊を圧延して得た線材を
800〜900℃に加熱し、直ちに浸水冷却処理を行な
つた後伸線加工に付し、次いで皮削加工を行なう
ことを特徴とする表面品質並びに寸法精度の優れ
たTi合金線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180885A JPS61231150A (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Ｔｉ合金線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180885A JPS61231150A (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Ｔｉ合金線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61231150A JPS61231150A (ja) | 1986-10-15 |
| JPH0135068B2 true JPH0135068B2 (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=13471235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180885A Granted JPS61231150A (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | Ｔｉ合金線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61231150A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| RU2682071C1 (ru) * | 2017-02-17 | 2019-03-14 | Хермит Эдванст Технолоджиз ГмбХ | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - |
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| RU2655482C1 (ru) * | 2017-02-17 | 2018-05-28 | Хермит Эдванст Технолоджиз ГмбХ | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ И КОНТРОЛЕМ ПРОЦЕССА МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ |
| RU2691815C1 (ru) * | 2018-03-05 | 2019-06-18 | Хермит Эдванст Технолоджиз ГмбХ | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С КОНТРОЛЕМ ПОЛЯ ДОПУСКА ТЕМПЕРАТУРЫ ДЕФОРМАЦИИ |
-
1985
- 1985-04-04 JP JP7180885A patent/JPS61231150A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61231150A (ja) | 1986-10-15 |
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