JPH02187212A - チタン極細線の製造方法 - Google Patents

チタン極細線の製造方法

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JPH02187212A
JPH02187212A JP448989A JP448989A JPH02187212A JP H02187212 A JPH02187212 A JP H02187212A JP 448989 A JP448989 A JP 448989A JP 448989 A JP448989 A JP 448989A JP H02187212 A JPH02187212 A JP H02187212A
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高津 明彦
Wataru Takahashi
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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、チタン極細線の製造方法に関するものである
。
〔従来の技術〕
チタン極細線は、その優れた耐食性などにより、化学物
質用フィルター、複合材料用繊維または電磁波シールド
材など多くの用途が考えられている。
従来、この種のTi極細線の製造方法としては、特開昭
62−185893号公報のように、熱間圧延によって
製造した5、5鰭φのTi線材を、その表面にNiメツ
キを施し、このNiメツキを潤滑皮膜として、冷間伸線
し、最終的に極細線を得るためには、酸洗−焼鈍一酸洗
−Niメツキ−冷間伸線の工程を何度も繰り返していた
(以下先行法1という)。
他方、熱間圧延線材を用いて金属細線を得る方法として
は、特開昭51−17163号公報の方法(先行法2と
いう)や特開昭61−137623号公報の方法(先行
法3という)がある。
先行法2は、[外層が普通鋼で内部がファイバー用金属
素材から成る熱間押出し用ビレットを製作し、熱間押出
によJ/J線材圧延用ビレットとなし、該ビレットを熱
間線材圧延し、内部がファイバー用金属素材で、外層部
が普通鋼からなる複合線材を得、該複合線材の集合体を
内層とし、外層を普通鋼として更に1回以上の熱間押出
しと熱間線材圧延を行うことを特徴とする多数本のファ
イバー用金属細線を内包する線材の製造方法」として示
され、束ね圧延法とされている。この線材を冷間伸線方
法洗し、ファイバーとするものである。この方法は冷間
伸線のみで極細線とする方法に比べて、製造コストは低
いと思われる。
また、先行法3は、[ステンレス長繊維を得るにあたり
、ステンレス綿状材を炭素1tO,008wt%以下の
極低炭素銅帯で被覆して複合線状材を得しめ、この複合
線状材の多数本をステンレス線状材よりも炭素含有量の
少ない炭素鋼管に挿入して熱間圧延し、冷間伸線と焼鈍
処理を繰り返して細線化し、化学的に上記両炭素鋼を除
去することを特徴とし」複合線材を得るのに極低炭素鋼
帯を金属線材外周部に巻くことを主要点としている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前記先行法lでは、前記工程を多数回必
要があるため、必然的に製造コストが嵩むものであった
。
他方、先行法2および3によって、たとえばステンレス
極細線を製造する場合には、通常の鉄の熱間圧延条件で
問題なく圧延でき、しかも得られた内部にステンレス極
細線を含んだ線材を、鉄のみを溶解する酸、たとえば硝
酸を用いて酸洗することにより、最終的にステンレス極
細線を得ることができる。
しかし、本発明が対象とするチタン線の場合においては
、TiとFeとで容易に低融点の化合物(溶融点107
0℃)を生成するため、通常の熱間圧延条件(1100
℃以上)では、Fe−Ti化合物がチタン線全面にでき
てしまう。この化合物は硝酸に溶解してしまうため、チ
タンの極細線を得ることができない。さらに高い温度に
加熱し圧延し、巻取りを行うとFeがTi中に拡散し、
同しくFe−Ti化合物をつくり、同様にこの化合物は
、硝酸に溶解するので、所定径のチタン極細線をうろこ
とができない。
そこで、本発明の目的は、製造コストが高くなることが
ない、むしろ安価になるとともに、しかも品質的に良好
なチタン極細線を得ることができる製造方法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、チタン線材の外周を低炭素鋼で被覆した複
合線材の集合体を内層とし、外層部を低炭素鋼としたビ
レットを、1000℃以下で加熱し、次いで950℃以
下で熱間線材圧延を行った後、1℃/秒以上の冷却速度
で冷却し、内部に多数本のチタン極細線を内包した線材
を得た後、この線材の低炭素鋼部分を酸を用いて溶解除
去することで解決できる。
〔作 用〕
本発明にしたがって得た複合ビレットを、加熱温度を1
000℃以下、圧延温度を950℃以下で熱間圧延し、
圧延後の冷却速度を1℃/秒以上とすることで、Fe−
Ti化合物層の厚みを圧延後直径の20%以内に抑える
ことができる。
使用するチタン線材を低炭素鋼で被覆するようにすると
、隔離材として、コスト的に安いものとなり、かつ酸化
スケールを付けたチタン複合線材の製造が容易となる。
〔発明の具体的構成〕
以下本発明をさらに詳説する。
本発明におけるTi線材とは、純Ti等のα相Ti、T
i−6八N−4V等の(α+β)型T1合金、Ti−3
A/8V  6Cr−4Mo  4Zr、Ti−15V
−3Cr3Sn−3A1等のβ型Ti合金が対象である
。
Ti外外部部低炭素鋼を被覆する迄のTiの冷間伸線方
法としては、ローラーダイス、穴ダイスを用いることが
できる。伸線時の潤滑下地として、酸化スケールをTi
材表面に生成させれば、スケールが潤滑剤の役目と、隔
離材であるFeのTi中への拡散を防げる働きをするの
で、スケールを生成させるのが望ましい態様である。T
i線材の外周を低炭素鋼で被覆するのは、Ti線材同志
の融着を防止するためであるが、特開昭61−1376
23号では、炭素量0.008wt%以下の極低炭素鋼
を用いるとなっているがTii材の場合、拡散した炭素
がTi材表面でTiと結合し、TiCとなり、Ti材内
部にはあまり拡散しないので、用いる低炭素鋼の炭素は
0.1%以下であればよい。
Tj線材外周部に低炭素鋼を被覆する方法は公知の多く
の方法があり、本発明においていずれも採用できる。す
なわち、Tiの丸鋼を内部に入れた低炭素鋼バイブを熱
間押出しにて圧着し、それを熱間圧延もしくは穴ダイス
伸線にて加工する方法(先行法4とする)も有り、T1
丸鋼を内部に入れた低炭素鋼パイプを冷間穴ダイス伸線
をして所定の直径のクラッド線とする方法(先行法5と
する)等が有る。
この時内部に入れるTi丸鋼の表面には酸化スケールが
あるのが望ましい。酸化スケールを生成させる条件はT
i合金の種類によって異なるが、600〜b 行うとよい。酸化スケール厚さは、1〜5μm程度生成
させるのが望ましい。このようにして、低炭素鋼で被覆
した複合線材は、これを所定長さに切断し、外層材とし
ての低炭素鋼管などの外層材に密に詰め込み、熱間圧延
を行う。外層材の炭素鋼の炭素量も0.1wt%以下で
よい。
次に本発明における熱間圧延条件の限定理由を示す。
加熱温度を1000℃以下としたのは、1000℃を超
えると、Fe−Ti化合物層の融点(1070℃)に近
すぎること、およびFe−Ti化合物層が異常に厚くな
るからである。加熱時間はビレットが均一されるための
最も短い時間が望ましく、通常2時間以内である。
圧延温度を950℃以下としたのは、圧延することによ
ってTi線の線径は非常に小さくなる。しかるに、Fe
−Ti化合物層の厚さは、温度と時間の関数であり、線
径が小さくなった分だけ、線径に占めるPe−Ti化合
物層の比率は大きくなり、Ti極細線が得られなくなる
。それゆえ、圧延温度は、950°C以下とした。圧延
時間は2〜3分以内が望ましい。例えば880℃〜83
0℃で圧延比100、圧延時間3分で2℃/秒で冷却し
たところ、Fe−Ti化合物層の厚さは8μmであった
。
950℃を超える温度での圧延の場合には、圧延時間を
短く、圧延後の冷却速度を早くしても、FeTi化合物
層を15μm以下に抑えることが難しい。
熱間圧延後の冷却速度を1℃/秒以上としたのは、この
速度以下ではPe0Ti中における拡散速度が早い温度
範囲となっている時間が長くなるので、Fe−Ti化合
物層が厚くなり、表面粗度、寸法精度良好なTi極細線
が得られるのである。
熱間圧延によって、一般的に5.5〜10龍φ程度の線
材となす。この線材を酸を用いて、隔離材である低炭素
鋼を溶解し、φ100〜200μm程度のTi極細線を
得ることができる。酸の種類は硝酸が望ましい。これは
、鉄のみを溶解し、Tiは溶解しないからである。濃度
は20〜40%が望ましい。20%未満では溶解能力が
劣り、酸洗時間を多く必要とする。また40%を超える
場合は、溶解反応時、液が沸騰しやすく、安全上問題が
ある。処理温度も50℃以下が望ましく、50°Cを超
える温度では溶解反応時液が沸騰しやすく、安全−L問
題がある。
またさらに細いTi線を得る場合には、熱間圧延複合線
材を冷間伸線する。1龍φ程度迄伸線すれば10μmφ
程度のTi極細線が得られる。この際、何回かの焼鈍を
行うが、焼鈍温度、時間はFe−Ti化合物層の拡大を
防止するため、700 ’C以下、2時間以内が望まし
い。
〔実施例〕
次に実施例を示し本発明の効果を明らかにする。
(実施例1) 直径11. On+ ψ(7)$47ivAA ト5.
:JJ、1m680°CX30分=A、C,の条件にて
表面に酸化スケールを生成させた直径11.0龍φの純
Ti線Bとを用意する。両者とも外径21.7 +u内
径12.3 m−の低炭素鋼管に挿入する。長さは1〜
6m程度とする。
しかる後に内径19.4鰭φの穴ダイスを通ずことによ
り外径19.4 smφの低炭素鋼、中身11.0mm
φの純Tiのクラツド材を得る。しかる後にこれを順次
穴ダイスを通すことにより外径3.51φの低炭素鋼、
中身2. Omφとした。
純Ti線の化学成分、被覆用の低炭素鋼の化学成分を第
1および第2表に示す。複合線材を矯正した後3mに切
断した。つづいて外径φ135、内径φ50の低炭素鋼
管に140本詰め、熱間圧延ビレットを2木製作した。
第3表に低炭素鋼管の化学成分を示す。
第1表 (wt%) 第2表 (vt%) 第3表 (wt%) ついで、共に9.00℃X2Hr加熱後、850℃で熱
延し、9.5龍φの線材A’、B’となし、850〜5
00℃間を3℃/秒で風冷したくA材の圧延品をA’、
B材のそれをB′とする)。
9.5鶴φ線材の横断面のミクロ組織より、A′B′複
合線材中のT i 線材の径は約140μmであり、R
e−Ti化合物層の厚さはA′は7μm、B’は4.0
μであり、表面に酸化スケールを生成させたB材を用い
ることで、その化合物層を薄くすることができる。
A’、B’複合線材を処理温度45℃、40%wt%l
lNOsで酸洗することで、A′からは約120μ、B
′からは約130μの純Ti線が得られた。
(実施例2) 実施例1のA′複合線材を、外径4mlφ迄冷間冷間し
た後、680℃xロ1rの焼鈍処理を施し、更に外径φ
2迄冷間伸線した後、680℃X1llrの焼鈍処理を
施し、更に外径φ1迄冷間伸線した。
次いで、実施例1と同一条件の酸洗条件で酸洗し、外径
14μmの純Ti極細線140本を得た。Fe −Ti
拡散層は酸洗で除去された。
(実施例3) 実施例1のA純Ti線を用いた熱間圧延ビレ、2トを熱
間圧延条件を種々変化させて、φ9.5線材に圧延した
際のFe−Ti化合物層の厚さを測定した結果を第4表
に示す。
加熱時間は2時間、圧延時間阻1〜7は2〜3分、NO
3は10分とした。
第4表に示すごとく、本発明例では、Fe−Ti化合物
層の厚さは薄く、良好なTi極細線をつくることができ
たが、比較例では、Fe−Ti化合物層が厚(、Ti極
細線の表面粗度が悪く、かつ、歩留が低かった。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、品質的に良好なチタン極
細線を安価なコストで製造できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)チタン線材の外周を低炭素鋼で被覆した複合線材
    の集合体を内層とし、外層部を低炭素鋼としたビレット
    を、1000℃以下で加熱し、次いで950℃以下で熱
    間線材圧延を行った後、1℃/秒以上の冷却速度で冷却
    し、内部に多数本のチタン極細線を内包した線材を得た
    後、この線材の低炭素鋼部分を酸を用いて溶解除去する
    ことを特徴とするチタン極細線の製造方法。
  2. (2)内部に多数本のチタン極細線を内包した線材を得
    た後、冷間引抜きを行い、続いてその線材の低炭素鋼部
    分を酸を用いて溶解除去する請求項1記載の方法。
  3. (3)チタンの表面に酸化スケールを生成しているもの
    を用いる請求項1または2記載の方法。
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