JPH03294471A - チタン板の製造方法 - Google Patents
チタン板の製造方法Info
- Publication number
- JPH03294471A JPH03294471A JP89339137A JP33913789A JPH03294471A JP H03294471 A JPH03294471 A JP H03294471A JP 89339137 A JP89339137 A JP 89339137A JP 33913789 A JP33913789 A JP 33913789A JP H03294471 A JPH03294471 A JP H03294471A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium sheet
- film
- annealing
- oxidative
- oxide film
- Prior art date
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- Pending
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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。
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］
本発明はロール成形やプレス成形などの成形加工が施さ
れる際の耐焼付き性に優れ、しかも均一な金属光沢を有
するチタン板の製造方法に関するものである。
れる際の耐焼付き性に優れ、しかも均一な金属光沢を有
するチタン板の製造方法に関するものである。
［従来の技術］
チタンは前記成形加工に際し焼付きを生じ易い性質を持
２ているので、通常は潤滑剤が使用されている。しかし
例えば成形後溶接加工されるような場合で且つ設備的、
工程的理由により脱脂作業が制約される場合には潤滑剤
が使用できない。そこでこのような場合には予め酸化や
窒化、或は炭化等の表面硬化処理を施しておくことが行
なわれている。この表面硬化処理材はストリップ表面に
酸化処理（大気酸化又は陽極酸化）、窒化処理（窒素ガ
ス中で高温長時間保持）或は炭化処理（含炭素ガス雰囲
気下で高温長時間保持）を施すことによって製造されて
いるが、処理に伴う着色や金属光沢の消失を避けること
ができない。また、広幅の長尺ストリップにおいて全面
均一な外観を得ることは技術面（洗浄度、粗度等の表面
前処理の均一性）でも、また設備面（高温長時間保持す
る場合のコスト）でも著しい困難を伴う。
２ているので、通常は潤滑剤が使用されている。しかし
例えば成形後溶接加工されるような場合で且つ設備的、
工程的理由により脱脂作業が制約される場合には潤滑剤
が使用できない。そこでこのような場合には予め酸化や
窒化、或は炭化等の表面硬化処理を施しておくことが行
なわれている。この表面硬化処理材はストリップ表面に
酸化処理（大気酸化又は陽極酸化）、窒化処理（窒素ガ
ス中で高温長時間保持）或は炭化処理（含炭素ガス雰囲
気下で高温長時間保持）を施すことによって製造されて
いるが、処理に伴う着色や金属光沢の消失を避けること
ができない。また、広幅の長尺ストリップにおいて全面
均一な外観を得ることは技術面（洗浄度、粗度等の表面
前処理の均一性）でも、また設備面（高温長時間保持す
る場合のコスト）でも著しい困難を伴う。
［発明が解決しようとする課［１
本発明は広幅且つ長尺のチタンストリップであっても、
従来の光輝焼鈍材と同等の均一な金属光沢を付与すると
共に、焼付きの軽減に効果的な表面硬化層を付与する方
法を提供することを目的としている。
従来の光輝焼鈍材と同等の均一な金属光沢を付与すると
共に、焼付きの軽減に効果的な表面硬化層を付与する方
法を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］
本発明の要点はチタン板の表面に膜厚２００Ａ以上の酸
化被膜を形成させた後、非酸化性雰囲気下で焼鈍する点
に存在する。
化被膜を形成させた後、非酸化性雰囲気下で焼鈍する点
に存在する。
［作用及び実施例］
従来よりＪＩＳ２種規格のチタン板は冷間圧延後、脱脂
工程を経て真空焼鈍することによって製造されている。
工程を経て真空焼鈍することによって製造されている。
そして前述の表面硬化処理は、上記真空焼鈍後に行なわ
れていた。本発明者らは工程数を増やすことなく、耐焼
付き性と金属光沢性を同時に満足することのできる表面
硬化処理方法を確立すべく鋭意研究を重ねた結果、本発
明を完成させるに至った。すなわち、従来の脱脂と同時
に或は脱脂後に一旦酸化被膜を形成させ、次いで真空焼
鈍を行なう方法であり、真空焼鈍によって酸化物被膜中
の酸素を表層部内へ拡散させ、最表面部の金属光沢を復
活させると共に表層郡全体を硬化させるものである。
れていた。本発明者らは工程数を増やすことなく、耐焼
付き性と金属光沢性を同時に満足することのできる表面
硬化処理方法を確立すべく鋭意研究を重ねた結果、本発
明を完成させるに至った。すなわち、従来の脱脂と同時
に或は脱脂後に一旦酸化被膜を形成させ、次いで真空焼
鈍を行なう方法であり、真空焼鈍によって酸化物被膜中
の酸素を表層部内へ拡散させ、最表面部の金属光沢を復
活させると共に表層郡全体を硬化させるものである。
酸化被膜を形成する方法は大気酸化、陽極酸化等の如何
を問わないが、陽極酸化は脱脂と同時に実施できるので
生産性が低下しない点、また既存の電解脱脂ラインをそ
のまま利用できるので設備に過大な費用がかからない点
等から特に優れている。以下、陽極酸化を例にとって種
々検討した結果を説明するが、本発明は下記例示的説明
によって制限されるものではなく、前・後記の趣旨に反
しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術的範
囲に含まれる。
を問わないが、陽極酸化は脱脂と同時に実施できるので
生産性が低下しない点、また既存の電解脱脂ラインをそ
のまま利用できるので設備に過大な費用がかからない点
等から特に優れている。以下、陽極酸化を例にとって種
々検討した結果を説明するが、本発明は下記例示的説明
によって制限されるものではなく、前・後記の趣旨に反
しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術的範
囲に含まれる。
陽極酸化は、脱脂槽内でチタンストリップが陽極となる
ように陰電極を配置し電圧を印加して実施した。この場
合、通板速度が変化すると帯電量が変化するため黄金色
から薄青色に着色したが、この不均一性はその後の真空
焼鈍で金属光沢が表面に表われることにより解消された
。第１図に陽極酸化電圧と酸化被膜厚さの関係及び陽極
酸化後に６７０℃、５ｈｒの真空焼鈍を行なった時の陽
極酸化電圧と焼付発生応力の関係を示す。陽極酸化電圧
が高くなるほど、すなわち酸化被膜が厚くなるほど焼付
発生応力は高くなり、電圧３０ｖ（酸化被膜厚さが約４
０ ＯＡ）では未処理材の２倍以上の値を示した。尚、
焼付発生応力は銅合金（通常チタンの成形に用いられる
金型材料）を相手金属とする摩擦試験における焼付発生
応力で示した。
ように陰電極を配置し電圧を印加して実施した。この場
合、通板速度が変化すると帯電量が変化するため黄金色
から薄青色に着色したが、この不均一性はその後の真空
焼鈍で金属光沢が表面に表われることにより解消された
。第１図に陽極酸化電圧と酸化被膜厚さの関係及び陽極
酸化後に６７０℃、５ｈｒの真空焼鈍を行なった時の陽
極酸化電圧と焼付発生応力の関係を示す。陽極酸化電圧
が高くなるほど、すなわち酸化被膜が厚くなるほど焼付
発生応力は高くなり、電圧３０ｖ（酸化被膜厚さが約４
０ ＯＡ）では未処理材の２倍以上の値を示した。尚、
焼付発生応力は銅合金（通常チタンの成形に用いられる
金型材料）を相手金属とする摩擦試験における焼付発生
応力で示した。
次に、上記処理を行なったチタン板の表面が金属光沢を
有しているにもかかわらず、言い換えると最表面に硬い
酸化被膜が存在しないにも関わらず、焼付発生応力が高
くなる理由を調べた。第２図は表面近傍の板厚方向断面
硬度分布を示す。図より表面近傍に硬化層が存在してい
ることがわかる。また、陽極酸化電圧をパラメーターと
して見れば、該電圧が高いほど全体的に硬くなっている
。これは陽極酸化により形成された酸化被膜がその後の
真空焼鈍で内部に拡散し、表面近傍のかなり深い部分ま
で硬化層を形成した結果であると思われる。またチタン
板の表面が金属光沢を示すようになったのは酸化被膜が
内部に拡散したためであり、酸素の存在形態はＴｉＯ２
やＴｉＯではなく、Ｔｉ、Ｏ，といった非化学量論的組
成の０がＴｉに固溶した状態であると考えられる。
有しているにもかかわらず、言い換えると最表面に硬い
酸化被膜が存在しないにも関わらず、焼付発生応力が高
くなる理由を調べた。第２図は表面近傍の板厚方向断面
硬度分布を示す。図より表面近傍に硬化層が存在してい
ることがわかる。また、陽極酸化電圧をパラメーターと
して見れば、該電圧が高いほど全体的に硬くなっている
。これは陽極酸化により形成された酸化被膜がその後の
真空焼鈍で内部に拡散し、表面近傍のかなり深い部分ま
で硬化層を形成した結果であると思われる。またチタン
板の表面が金属光沢を示すようになったのは酸化被膜が
内部に拡散したためであり、酸素の存在形態はＴｉＯ２
やＴｉＯではなく、Ｔｉ、Ｏ，といった非化学量論的組
成の０がＴｉに固溶した状態であると考えられる。
次に、真空焼鈍後のチタン板を用いて銅合金ロールによ
り無潤滑で成形加工を行ない耐焼付き性を調べた。チタ
ン板は各種条件で陽極酸化を行ない、その後６５０℃Ｘ
５ｈｒで真空焼鈍を行なったものを使用した。評価はロ
ール成形後の疵の幅で行なった。第３図に陽極酸化電圧
と疵の幅の関係を示す。グラフより、陽極酸化電圧が１
５Ｖ未満（第１図より酸化被膜厚さは２００Ａ未満と推
定される）では、疵の幅が５）以上（ランクＣ）である
のに対し、１５〜２５ｖ（第１図より酸化皮膜厚さは２
００〜３５０Ａと推定される）では疵の幅が３〜４ｍｌ
１１（ランクＢ）と少なく、２５Ｖ以上（第１図より酸
化被膜厚は３５０Ａ以上と推定される）になると疵の幅
は０〜２ｍｍ（ランクＡ）となり極めて表面品質の良好
な成形品が得られた。
り無潤滑で成形加工を行ない耐焼付き性を調べた。チタ
ン板は各種条件で陽極酸化を行ない、その後６５０℃Ｘ
５ｈｒで真空焼鈍を行なったものを使用した。評価はロ
ール成形後の疵の幅で行なった。第３図に陽極酸化電圧
と疵の幅の関係を示す。グラフより、陽極酸化電圧が１
５Ｖ未満（第１図より酸化被膜厚さは２００Ａ未満と推
定される）では、疵の幅が５）以上（ランクＣ）である
のに対し、１５〜２５ｖ（第１図より酸化皮膜厚さは２
００〜３５０Ａと推定される）では疵の幅が３〜４ｍｌ
１１（ランクＢ）と少なく、２５Ｖ以上（第１図より酸
化被膜厚は３５０Ａ以上と推定される）になると疵の幅
は０〜２ｍｍ（ランクＡ）となり極めて表面品質の良好
な成形品が得られた。
以上の結果より、十分な効果を得るには酸化被膜の膜厚
を２００Ａ以上好ましくは３５０Ａ以上形成する必要が
あることがわかった。
を２００Ａ以上好ましくは３５０Ａ以上形成する必要が
あることがわかった。
真空焼鈍の条件は特に限定されるものではなく、例えば
６００〜８００℃（通例７００±５０ｔ）、Ｉｈｒ以上
の通常のタイトコイル焼鈍条件で真空焼鈍を実施すれば
よい、保持時間の長時間側制約も特に設ける必要はない
が、最も昇温速度の遅いコイル巻厚中央部がｌｈｒ以上
保持されれば十分であり、それ以上の長時間焼鈍は不必
要である。尚連続焼鈍法を採用することも可能である。
６００〜８００℃（通例７００±５０ｔ）、Ｉｈｒ以上
の通常のタイトコイル焼鈍条件で真空焼鈍を実施すれば
よい、保持時間の長時間側制約も特に設ける必要はない
が、最も昇温速度の遅いコイル巻厚中央部がｌｈｒ以上
保持されれば十分であり、それ以上の長時間焼鈍は不必
要である。尚連続焼鈍法を採用することも可能である。
また、真空焼鈍ではなくアルゴンガス雰囲気下等の非酸
化性雰囲気下で焼鈍することが可能である。
化性雰囲気下で焼鈍することが可能である。
最後に本発明によって作られたチタン材と従来の真空焼
鈍材の組成及び機械的性質を調べた結果を第１表に示す
。
鈍材の組成及び機械的性質を調べた結果を第１表に示す
。
いずれの特性においても差は無く、本発明のチタン板は
良好なＪＩＳ２種材であることが確認された。また外観
においても同等の金属光沢を呈していた。
良好なＪＩＳ２種材であることが確認された。また外観
においても同等の金属光沢を呈していた。
［発明の効果コ
本発明によって得られるチタン板は金属光沢を有し、且
つ耐焼付性に優れている。しかも、本発明の工程は従来
工程に組み込むことが可能であり、安い費用で実施する
ことができる。
つ耐焼付性に優れている。しかも、本発明の工程は従来
工程に組み込むことが可能であり、安い費用で実施する
ことができる。
第１図は陽極酸化電圧と酸化被膜厚さおよび焼付発生応
力の関係を示すグラフ、第２図は表面近傍における断面
硬度分布を示すグラフ、第３図は陽極酸化電圧と焼付発
生応力及び疵の幅を示すグラフである。 第１
力の関係を示すグラフ、第２図は表面近傍における断面
硬度分布を示すグラフ、第３図は陽極酸化電圧と焼付発
生応力及び疵の幅を示すグラフである。 第１
Claims (1)
- （１）チタン板の表面に膜厚２００Å以上の酸化被膜を
形成させた後、非酸化性雰囲気下で焼鈍することを特徴
とする耐焼付き性に優れ、且つ均一な金属光沢を有する
チタン板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP89339137A JPH03294471A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | チタン板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP89339137A JPH03294471A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | チタン板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294471A true JPH03294471A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=18324591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP89339137A Pending JPH03294471A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | チタン板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03294471A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004055A1 (en) * | 1997-07-19 | 1999-01-28 | The University Of Birmingham | Method of case hardening |
| JP2003073796A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Fuji Oozx Inc | チタン系材料の表面処理方法 |
| JP2006037231A (ja) * | 2004-07-24 | 2006-02-09 | Km Europ Metal Ag | 製作物の表面に無機系被覆層を生じさせる方法および板状またはベルト状製品 |
| WO2018123690A1 (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 新日鐵住金株式会社 | チタン材、セパレータ、セル、および固体高分子形燃料電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS612747A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Toshiba Corp | 電気絶縁材料の製造方法 |
| JPS61207568A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Nippon Steel Corp | チタン又はチタン合金の表面処理方法 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP89339137A patent/JPH03294471A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS612747A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Toshiba Corp | 電気絶縁材料の製造方法 |
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| KR20190095472A (ko) | 2016-12-28 | 2019-08-14 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 티탄재, 세퍼레이터, 셀, 및 고체 고분자형 연료 전지 |
| US11764368B2 (en) | 2016-12-28 | 2023-09-19 | Nippon Steel Corporation | Titanium material, separator, cell, and polymer electrolyte fuel cell stack |
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