JPH0215801A - Ｔｉ合金製溝形材の製造方法 - 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］ 本発明は孔型熱間圧延加工と温間加工とにより、ビレッ
ト等のＴｉ合金素材から平行なフランジ部とフランジ部
に対して直角で平坦なウェブ部を有するＴｉ合金製溝形
材を表面疵を抑制しながら製造する方法に関する。

［従来の、技術］ Ｔｉ合金、特にα＋β型Ｔｉ合金は比強度（引張強度／
比重）が高く耐食性に優れているので、航空機材や宇宙
開発機材等に使用されている。しがし、このα＋β型Ｔ
ｉ合金を含めてＴｉ合金は一般に変形抵抗が高く加工性
が極めて悪いという欠点がある上、加工後の製品に必要
な延性を付与するために−は一定の組織としなければな
らない。

すなわち、α＋β型Ｔｉ合金の代表例であるＴｉ−６Ａ
Ｉ−４Ｖ合金では約１０００℃以下の温度ではα＋βの
２相から成り、それ以上ではβ単相となる。高温で加工
を行なうほうが変形抵抗が少な、いということから、β
・相領域で熱部加工を行うことが好ましいが、１１００
℃以上のβ相単相領域における圧延または加熱では温度
が高すぎてβ結晶粒の粗大化が起こり、この■大粒焼な
ましまたは固溶化熱処理を施しても粗大針状結晶が残留
し延性の低下をもたらす、α＋β領域で加工を行えば焼
なましまたは固溶化熱処理と時効処理により等軸α＋β
組織を得ることが出来るが、α＋β領域での加工は変形
抵抗が大きく、圧延中における温度低下によりα相が析
出し過ぎて延びが少なくなる。

このようなことから、Ｔ１合金製の形材を圧延で製造す
ることは従来行なわれておらず、またＴｉ合金は冷間成
形性が悪く、折り曲げによって成形することは困難であ
った。そこで押し出し成形によって製造していたが、こ
の押し出し成形品は肉厚に制約があり肉厚の薄いものが
製造できず、そのため従来からＴｉ合金製の形材を圧延
で製造する方法の出現が望まれていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はＴｉ合金製の形材の前記のごとき問題点に鑑み
てなされたもので、Ｔｉ合金製の所望の肉厚の溝形材を
圧延により製造することのできる製造方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等はＴｉ合金が他の材料にに比べて変形能が悪
く、かつ高温での変形抵抗が高く、容易に焼付きが発生
し易いという材料的要因と、圧延時フランジ部において
ロール周速に大きな差が生じ、フランジ部に焼付きが発
生し易い成形上の要因について考慮し、本発明を完成し
た。

本発明の溝形材の製造方法は、一対のフランジ部とウェ
ブ部とより形成されるＴｉ合金製溝形材の製造において
、前記Ｔｉ合金からなる圧延素材を１０００〜１１００
℃に加熱し、所定の孔型を形成した複数組の圧延ロール
でもって圧延加工し、その断面形状が一対のフランジ部
およびウェブ部が直線状で、かつフランジ部とウェブ部
とが連結する隈角部に相当する箇所にほぼ直角な突出部
を形成し、さらに突出部の裏面側に曲率半径がフランジ
部の板厚の２倍以上の凹部を形成した半製品を製造し、
ついで前記半製品を成形ロールにより温間加工を施し、
平行なフランジ部と平坦なウェブ部を有する溝形材を形
成することを特徴とする［作用コ Ｔｉ合金からなる圧延素材は先ず１０００〜１１００℃
に加熱される。圧延素材の加熱温度を前記温度にしたの
は、１０００℃以下であると変形抵抗が大きく圧延加工
が困難であると同時にまた圧延製品の焼なまし後の延び
が低くなるためであり、１１００℃を越えると針状β相
の残留により延性が低下するからである。

そして、本発明はビレットなどの圧延素材から横断面が
前記のような半製品を孔型圧延によって成形するに、互
いに平行に配設され、少なくとも一方が駆動装置によっ
て回転させられる複数組のロールを用い、フランジ部に
おけるロール周速差を小さくするため、フランジ部をウ
ェブ部と同様に直線状となすものである。

さらに、本発明は前記半製品から互いに平行なフランジ
部と直角で平坦なウェブ部を有する溝形鋼を冷間ロール
加工するに、被、加工材であるＴｉ合金は冷間加工によ
り著しく加工硬化する特性があり、かつ１パスで所望の
加工量が得られないことを考慮し、互いに平行に配設さ
せられた温間ロールによるパス回数を少なくとも２パス
以上とし、ウェブ部と同様に直線状のフランジ部を段階
的に成形し、フランジ部とウェブ部が連結する隈角部を
直角に近い角度まで折り曲げるもので、ついで最終仕上
げ加工において、フランジ部が外側に開くのを防止する
ため、ウェブ部に対して１〜２゜程度フランジ部が内側
に傾斜する溝形材を製造するに、前記ウェブ部およびフ
ランジ部を同時に一対の水平ロールと、一対の垂直ロー
ルで成形するものであり、不適当な加工により半製品が
部分的に厚み変化を生じたり、製品にきすが生じるのを
防止するものである。

また、孔形熱間加工において半製品のフランジ部とウェ
ブ部と直線状にとしたのは、フランジ部におけるロール
周速差を小さくし、フランジ部に焼付きが発生ずるのを
防止するためである６さらに、半製品のフランジ部とウ
ェブ部が連結する隈角部に相当す箇所にほぼ直角な突出
部を形成したのは、温間成形においては肉の張り出しが
少なく成形が困難であるためであり、また、突出部の裏
面側に曲率半径がフランジ部の板厚の２倍以上の凹部を
形成したのは、これ以下では温間ロール加工においてフ
ランジ部をウェブ部に対して直角に加工する時に、成形
初期に・局部的に加工硬化が生じ、良好な隈角部°が得
られないためである。

また、温間ロール加工において、必要に応じて温間ロー
ルの前後をピンチローラを設けるものである。これは半
製品の噛み込みを改善したり、成形ロールのスリップを
防止するもである。

［実施例］ 以下に本発明をその一実施例に基づいて説明する。

本発明は、はじめに互いに平行に配設され、少なくとも
一方が駆動装置によって回転させられる所定の孔型を形
成した複数組の圧延ローラを用いて、ビレットから半製
品を成形するものである。

１はビレットで、２は一対のフランジ部３およびウェブ
部４が直線状で、かつフランジ部３とウェブ部４とが連
結する隈角部５に相当する箇所に直角な突出部６と、突
出部６の裏面側に凹部７を形成した半製品である。

第１図は前記の半製品２を成形する、互いに平行に配設
され、下方が図示しない駆動装置によって回転させられ
る所定の孔型を形成した最終圧延ロールを示したもので
、８は上ロールで、９は駆動ロールで、１０は孔型であ
る。

第２図は半製品２を温間ロール加工するに用いる、互い
に平行に配設され所望のロール形状をした複数組の成形
ロールを配設した概略図であり、１１は入側のピンチロ
ーラ、１２は出側のピンチローラで、１３は上方に設け
た凸型ロールで、１４は下方に設けた凹型ロールである
。第３ｒＭは半製品を加工する凸型ロール１３と凹型ロ
ール１４のローラ形状を示す側面図である。

第６図は、最終仕上加工において半製品２からウェブ部
４に対してほぼ直角なフランジ部３と−はぼ平坦なウェ
ブ部４を有する製品２０を成形する一対の水平ロール１
６と、一対の垂直ロールである。

そして、初めに断面が５０角、長さ１０００ｍｍのＴｉ
合金ビレット１を１０５０℃に加熱し、ついでビレット
１を図示しないローラで圧延ローラまで移送し、ビレッ
ト１を順次加工し、フランジ部３およびウェブ部４の肉
厚が製品寸法と同一の厚さで一対のフランジ部３および
ウェブ部が直線状で、かつフランジ部３とウェブ部４と
が連結する隈角部５に相当する箇所に直角な突出部６を
形成し、かつ突出部６の裏面側に曲率半径がフランジ部
３の板厚の２倍以上の四部７を形成した第１の中間製品
２を製造した。

ついで、第１工程で成形した半製品２をピンチローラ１
１で挟持し、上下に配設した凹型ローラ１３と、凸型ロ
ーラ１４問に噛み込ませて、フランジ部３を段階的に成
形し、厚、み変化を生じることなくウェブ部４に対して
温間で直角に近い角度に折り曲げた。

引き続き、最終仕上加工において半製品２を一対の水平
ロール１６と一対の垂直ロール１７とで、同時にウェブ
部４とフランジ部３とを成形し、よって一対のフランジ
部３を垂線に対して１．５°内側に傾斜し、かつ平坦な
ウェブ部４を有するＴ；合金衷情形材２０を製造した。

［発明の効果］ 本発明のＴｉ合金Ｈ講形材の製造方法は以上説明したよ
うに、等軸α＋β組織が得られる温度に加熱して熱間圧
延を行うものであって、得られた製品に必要な延性を付
与することができるものである。また、本発明は孔型熱
間圧延加工において横断面が直線状の半製品を製造する
ことによって、Ｔｉ合金のように変形能が悪く、かつ非
常に焼付きが発生し易い合金においても表面疵が発生す
ることなく熱間圧延加工ができ、かつ温間ロール加工に
おいても凸型ローラと、凹型ローラを組み合わせて用い
ることにより半製品に厚みに変化を与えることなく平行
なフランジ部を有するＴｉ合金製溝型材を安価に製造し
得るものである。

その上、熱間孔型圧延から取り出した半製品を直ちにそ
のまま温間で、ウェブ部と同様に直線状のフランジ部を
段階的に成形し、フランジ部とウェブ部が連結する隈角
部を直角に近い角度まで折り曲げるもので、変形抵抗が
少なく、ローラの損耗することがなく、かつ加工硬化を
防ぎ良好なる頂角部を得ることができ、従来方法では得
られなかった圧延によるＴｉ合金製の溝形材を製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は最終圧延ロールの形状を示す側面図、第２図は
冷間ロール加工に用いるロールおよびピンチローラの配
列を示した概略図で、第３図は温間ロール加工に用いる
凸型ローラと凹型ローラ形状を示す側面図、第４図はビ
レットの側面図、第５図は半製品の横断面図、第６図は
最終仕上加工で用いる水平ロールと垂直ロールの側面図
である。 １・・・ビレット、２・・・半製品、３・・・フランジ
部、４・・・ウェブ部、５・・・隈角部、６・・・突出
部、７・・・凹部、８・・・上ロール、９・・・下ロー
ル、１０・・・孔型、１１および１２・・・ピンチロー
ラ、１３・・・凸型ローラ、１４ −ル、 ・凹型ローラ、 ・垂直ロール。 ・水平口 第 図 第３０ 第２回 第５図 第４０ 第６０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のフランジ部とウェブ部とより形成されるＴ
   ｉ合金製溝形材の製造において、前記Ｔｉ合金からなる
   圧延素材を１０００〜１１００℃に加熱し、所定の孔型
   を形成した複数組の圧延ロールでもって圧延加工し、そ
   の断面形状が一対のフランジ部およびウェブ部が直線状
   で、かつフランジ部とウェブ部とが連結する隈角部に相
   当する箇所にほぼ直角な突出部を形成し、さらに突出部
   の裏面側に曲率半径がフランジ部の板厚の２倍以上の凹
   部を形成した半製品を製造し、ついで前記半製品を成形
   ロールにより温間加工を施し、平行なフランジ部と平坦
   なウェブ部を有する溝形材を形成することを特徴とする
   Ｔｉ合金製溝形材の製造方法。