JPH03170686A - 片面チタンクラッド鋼板の脱スケール方法 - Google Patents

片面チタンクラッド鋼板の脱スケール方法

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JPH03170686A
JPH03170686A JP30947789A JP30947789A JPH03170686A JP H03170686 A JPH03170686 A JP H03170686A JP 30947789 A JP30947789 A JP 30947789A JP 30947789 A JP30947789 A JP 30947789A JP H03170686 A JPH03170686 A JP H03170686A
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、片面チタンクランド鋼板の脱スケール方法に
関するものである。
母材に目的とする強度特性に合致した炭素鋼ないしステ
ンレス鋼を利用し、表面に耐食性の優れたチタンを用い
たチタンクラッド鋼板は、爆着法や圧延法などで製造さ
れている。この場合、用途に応じてチタンを両面に接合
したものと、片面のみのものが使い分けられている。
本発明は、片面チタンクランド鋼板の製造過程において
、鋼面の肌荒れを生ずることなく効率よく脱スケールす
る方法を提供することを目的とする。
(口)従来の技術 チタンクラッド鋼板は、安価で良好な機械的、熱的、電
気的特性を有する綱と、著しく優れた耐食性を有ずるチ
タンの両者の特性を活かした材料であり、熱交換器をは
しめとする化学工業プラントや海洋建造物等の苛酷な環
境のみならず、屋根材や家電製品などの分野でも使用さ
れる複合材料である。このチタンクラット鋼板は、高温
ではチタンと鋼の界面に硬質で脆い金属間化合物層が住
成し、かつ常温では除去がきわめて困難な薄い酸化皮膜
(不動態皮膜)が存在し、鋳込み法や冷間接合法による
製造は困難であるため、爆着法(特公昭43−432号
)のような特殊な接合法で製造されてきた。しかし、こ
のような特殊な製造方法では製造コストが著しく大きく
用途が限定されていた。
これに対して、界面の金属間化合物成長を防止したり(
特開昭63−63585号公報)、溶融した金属間化合
物を利用して接合に真空を必要としない熱間圧延法(特
開昭63−144881号公報、特願昭6227782
6号)が開示され、チタンクラッド鋼板のコストが急速
に低下してきた。このように熱間で接合されたチタンク
ラッド鋼板は、製造工程で生した厚い酸化皮膜を除去す
る必要があるが、全体のコストの低減の中で脱スケール
工程のコスト低減の要求が強まってきた。
従来、チタンクラッド鋼板の脱スケールは、研磨(島崎
正英他「チタン・ジルコニウム」34巻3号157頁)
ないしステンレス銅やチタンの脱スケール工程(飯高一
郎、長谷川正義著「金属チタン」日刊工業新聞社330
発行P109)を準用して行なわれ、チタンクラッド鋼
板に通した脱スケール工程の検討はなされていなかった
。すなわち、例えばHN(L3とHFの混酸中での長時
間浸漬による酸洗や、ショット投射後H2SO4酸洗を
行ない次いで}INO 3とHFの混酸酸洗を行なう工
程がそのまま利用されてきた。
この理由は、脱スケールが著しく困難なチタンの脱スケ
ールを確実に実施することを前提としているために、ス
テンレス鋼やチタンの酸洗工程のHNO:+と}IF酸
洗工程を利用するためである。しかし、tlNO3と}
IF酸洗はチタンの脱スケールには有効であるが、鋼の
溶解速度は著しく大きいために、チタンの脱スケールが
完了するまでには鋼の溶解が激しく進行し、鋼例の肌荒
れが進行し表面粗度が劣化する欠点があった。この欠点
は、両面クラッドの場合には問題にならないが、片面ク
ラッドの場合商品価値がかなり低下するのみならず、鋼
例の歩留りの大きな低下に加えて、鋼の必要以上の熔解
のために酸の急速な劣化を招くなど、コストの大きな上
昇要因となっていた。
(ハ)発明が解決しようとする課題 本発明は、片面チタンクランド鋼板の脱スケール工程に
おいて、チタンと鋼の酸への溶解速度の大きな差異を緩
和し、それぞれの脱スケール速度をマッチさせた脱スケ
ール方法を提供するものである。
(二)課題を解決するための手段 従来実施されているステンレス鋼の酸洗脱スケール工程
は、まず安価なH2SO4やHCIIで大半のスケール
除去を行なった後、高価な}INQIとHFの冫昆酸で
残留したスケールと酸洗時の溶解生成物であるスマソト
を除去することを狙いとした酸洗工程である。従って、
HNO:1とHF酸洗までにはスケールの大半は除去さ
れていることになる。この工程に片面のチタンクラッド
鋼板を適用した場合、鋼側は従来同様大半のスケールが
除去されるが、チタン側はH2SO.やHCt中での溶
解は非常に小さいため、かなりの量のスケールが残存し
た状態でHNO3とIFの混酸中に浸漬されることにな
る。このため、チタンの脱スケールが終了するまで鋼は
チタンの溶解速度よりはるかに大きい速度で溶解するこ
ととなるのである。また、従来実施されているチタン(
7)脱スケールはHNO:IとHF酸洗が主体であるた
めに、チタンと同し条件(濃度、温度、時間)で洞を浸
漬した場合、鋼の溶解速度がチタンよりはるかに早いこ
ととなるのである。
以上の点から本発明者らは、チタンと鋼の酸への溶解速
度の大きな差異を緩和し、それぞれの脱スケール速度を
釣合させるにはHNQ,とHFの混酸中での鋼の溶解速
度を低下させることが重要であると考え、本発明を威し
遂げた。従来、脱スケール方法の開発においてはいかに
溶解速度を高くするかという点が肝要であり、そのため
に多くの努力がなされてきたが、本発明は従来のこのよ
うな技術指向とはまったく逆の指向を行なったものであ
る。
lNO3とHFの混酸中にチタンと鋼を同時に浸漬し鋼
の溶解速度を低下させるためには、鋼例の表面に酸との
接触を妨害する皮膜を被覆することが考えられる。しか
し、このために例えば有機皮膜などを塗布すれば工程が
繁雑になるだけでなく、目的とする脱スケールもまた停
止することとなり、適用は不可能である。本発明は、こ
のために脱スケールすべきスケールを溶解の抑制皮膜と
して利用すること、および酸溶液の噴射により片面のみ
の脱スケールを行ない、しかる後他の面の脱スケールを
行なうことを考え出した。このために、従来のステンレ
ス鋼の脱スケール工程で用いられている、まず安価な酸
による酸洗、次いで高価な酸による酸洗の順序を逆にし
、まず高価ではあるがチタンの脱スケールが容易なlH
NO3とHFの混酸にて酸洗し、次いでチタンの脱スケ
ールはほとんど期待できないが鋼の脱スケールには有効
な酸にて酸洗する脱スケール工程とし、本発明を完戒し
た。
すなわち本発明の要旨とするところは下記のとおりであ
る。
(1)母材が鋼、合せ材がチタンまたはチタン合金であ
る片面クラッド鋼板の脱スケール工程において、チタン
またはチタン合金側の片面のみにショットを投射し、そ
の後両面をllNO.+とHFの混酸溶液中に浸漬して
酸洗することを特徴とする片面チタンクラッド鋼板の脱
スケール方法。
(2)  HNO,とHFの混酸で酸洗した後、引続き
両面をH(Jまたは/およびH2So,溶液を噴射また
は核酸あるいは該混酸溶液中に浸漬して酸洗する前項1
記載の片面チタンクラッド鋼板の脱スケール方法。
(3)母材が鋼、合せ材がチタンまたはチタン合金であ
る片面クラッド鋼板の脱スケール工程において、チタン
またはチタン合金側の片面のみにHNO.とHFの混酸
を噴射して酸洗し、引続き両面に1+1JO.とHPの
混酸を噴射または該混酸の溶液中に浸漬して酸洗するこ
とを特徴とする片面チタンクラ?ド鋼板の脱スケール方
法。
(4)チタンまたはチタン合金側の片面のみにHNO.
とHFの混酸を噴射して酸洗する前に、該片面または両
面にショットを投射する前項3記載の片面チタンクラッ
ド鋼板の脱スケール方法。
(5)母材が鋼、合せ材がチタンまたはチタン合金であ
る片面クラッド鋼板の脱スケール工程において、チタン
またはチタン合金側の片面のみにHNO.とHPの混酸
を噴射して酸洗し、引続き両面にH(Jまたは/および
]1■so,を噴射するかまたは核酸あるいは該混酸溶
液中に浸漬して酸洗することを特徴とする片面チタンク
ラッド鋼板の脱スケール方法。
(6)チタンまたはチタン合金側の片面のみに11 N
 0 3とHFの混酸を噴射して酸洗する前に、該片面
または両面にショットを投射する前項5記載の片面チタ
ンクラッド綱板の脱スケール方法。
(7)  II czまたは/およびHZSO.にょる
酸洗後、さらに両面にHNO3あるいはHNO,とHF
の混酸を噴射または該酸あるいは該混酸溶液中に浸漬し
て酸洗する前項2,5.6記載の片面チタンクランド鋼
板の脱スケール方法。
本発明は、熱間圧延後の片面チタンクラ・冫ド鋼板に対
して用いることが最も効果が大きいが、冷延後の焼鈍を
大気中や窒素ガス中で行なった場合にはその後の脱スケ
ール工程に適用しても有効である。
次に本発明の限定条件を示す。
ショットの投射条件は、ショット粒のサイズやショット
投射密度により絶対的な脱スケール速度に影響が表れる
が、本発明の効果はいずれの場合も認められる上に、チ
タン面と鋼面の脱スケール性の差異によっては、絶対的
な脱スケール速度の遅いショット投射条件も選択する可
能性がある。
チタンの脱スケールは、HNO,とHFの混酸が最も効
果が大きいのでこれらの混酸と限定する。
鋼の脱スケールを狙った後は、従来から提唱されている
鋼の脱スケール用酸であるI{αやH2SO.およびこ
れらの混酸が適切であるので、FICJまたはH2SO
.およびこれらの混酸に限定する。
必要に応して脱スケール後に実施する酸洗スマットの除
去のための酸洗は、スマット除去に最も有効なHNO3
とHFの混酸と限定する。
(ホ)作用 請求項1および2記載の方法においては、チタン面のみ
ショット投射により脱スケールを進行させる。その後の
HNO3とHFの混酸中での酸洗では、鋼側にスケール
が皮膜状に残っているためにtQ {!!.+1の溶解
が抑制される。請求項3,4.5および6記載の方法に
おいては、チタン側の片面のみに11N(hとHFの混
酸を噴射することで、調側の熔解を抑制する。請求項2
,5および6記載の方法では、その後にチタンの溶解が
ほとんど起きない+1.so.や110にて鋼側の脱ス
ケールを行なうことが可能である。この工程により、チ
タン側と鋼側の脱スケール性が異なっても両面の脱スケ
ールを確実に実施することが可能となる。
請求項3および5記載の方法においては、酸洗前にショ
ット投射などの機械的脱スケールを併用することはもち
ろん、請求項1および2記載の方法による片面のみのシ
ヨ・ント投射方法についても適用することが可能である
。さらに請求項2.5および6記載の方法において、鋼
例の脱スケールを狙ったHCjまたは/およびH2SO
.の酸洗後に、酸洗スマットの除去のためにl{NO3
とIFの混酸にて酸洗することも可能である。
このように、片面のチタンクラッド鋼板の酸洗脱スケー
ルにおいて、チタン側の脱スケールを促進し、かつ鋼側
に脱スケールを抑制する皮膜状のスケールを残存させ脱
スケールを抑制することが可能となった。
また、本発明方法によりチタンクランド鋼板の品質には
、当然のことながら何等の悪影響はなかった。
なお、HNO,とOFの混酸やHαまたは/およびHR
SO.の酸の濃度、濃度比あるいは温度は、高濃度およ
び高温ほど効果が大きいが、低濃度、低温でも効果が認
められるので、網種や酸洗の浸漬、噴射等の条件による
脱スケール状況で適宜決定すればよい。
(へ)実施例 80μm厚のJIS− 1種の純チタン板を合せ材とし
、O. 1 1 2%のCを含有する炭素鋼を母材とす
る厚さ2.5mmの片面チタンクラッド鋼板を熱延後、
種々の条件で脱スケールを実施した。その結果を第1表
に示した。なお、ショット投射は平均粒径200I!m
のショット粒を用いた。第1表の結果から明らかな通り
、本発明方法ではいずれも脱スケールが完了しており、
しかも鋼面の表面粗度は、ショット投射をしない場合R
maxで10μm以下、ショント投射をした場合でも1
5μm以下と平滑であり、肌荒れなどの表面不良がない
ことが分かる。
(ト)発明の効果 本発明により、片面のチタンクラッド鋼板の酸洗脱スケ
ールにおいて、鋼側のみ溶解が急激に進行するような現
象がなくなり、酸洗後の表面品質が向上した。また、鋼
側の歩留りが著しく向上し、クラッド比の精密な設計制
御が可能となった。この結果、さらにはチタン層の薄手
化も可能となり、チタンクラッド鋼板のコスト低減が進
んだ。一方、高価なHNO,とHFの混酸中での必要以
上の鋼の溶解が大幅に減少したために、酸の原単位も大
幅に低下し、ひいてはチタンクラッド鋼板のコスト低減
に大きく寄与した。
以上示したとおり、本発明によりチタンクラッド鋼板の
製造コストが低下しただけではなく、安価なチタンクラ
ッド鋼板の提供により、チタンの優れた耐食性を低コス
トで享受することが可能となり、資源的経済的な利益は
大きいものである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)母材が鋼、合せ材がチタンまたはチタン合金であ
    る片面クラッド鋼板の脱スケール工程において、チタン
    またはチタン合金側の片面のみにショットを投射し、そ
    の後両面をHNO_3とHFの混酸溶液中に浸漬して酸
    洗することを特徴とする片面チタンクラッド鋼板の脱ス
    ケール方法。
  2. (2)HNO_3とHFの混酸で酸洗した後、引続き両
    面をHClまたは/およびH_2SO_4溶液を噴射ま
    たは該酸あるいは該混酸溶液中に浸漬して酸洗する請求
    項1記載の片面チタンクラッド鋼板の脱スケール方法。
  3. (3)母材が鋼、合せ材がチタンまたはチタン合金であ
    る片面クラッド鋼板の脱スケール工程において、チタン
    またはチタン合金側の片面のみにHNO_3とHFの混
    酸を噴射して酸洗し、引続き両面にHNO_3とHFの
    混酸を噴射または該混酸の溶液中に浸漬して酸洗するこ
    とを特徴とする片面チタンクラッド鋼板の脱スケール方
    法。
  4. (4)チタンまたはチタン合金側の片面のみにHNO_
    3とHFの混酸を噴射して酸洗する前に、該片面または
    両面にショットを投射する請求項3記載の片面チタンク
    ラッド鋼板の脱スケール方法。
  5. (5)母材が鋼、合せ材がチタンまたはチタン合金であ
    る片面クラッド鋼板の脱スケール工程において、チタン
    またはチタン合金側の片面のみにHNO_3とHFの混
    酸を噴射して酸洗し、引続き両面にHClまたは/およ
    びH_2SO_4を噴射するかまたは該酸あるいは該混
    酸溶液中に浸漬して酸洗することを特徴とする片面チタ
    ンクラッド鋼板の脱スケール方法。
  6. (6)チタンまたはチタン合金側の片面のみにHNO_
    3とHFの混酸を噴射して酸洗する前に、該片面または
    両面にショットを投射する請求項5記載の片面チタンク
    ラッド鋼板の脱スケール方法。
  7. (7)HClまたは/およびH_2SO_4による酸洗
    後、さらに両面にHNO_3あるいはHNO_3とHF
    の混酸を噴射または該酸あるいは該混酸溶液中に浸漬し
    て酸洗する請求項2,5,6記載の片面チタンクラッド
    鋼板の脱スケール方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014009363A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Nippon Steel & Sumitomo Metal チタン板の製造方法

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