JPH036360A - 表面処理チタン板の製造方法 - 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〕 本発明はチタン板の製造方法に関し、特にぬれ性が良く
大気中でのロウ接が容易なチタン板の表面処理方法に係
わる。

〔従来の技術〕

チタンはステンレス鋼板等に比べて軽量で耐食性が優れ
、また非磁性で熱膨張率も小さい等種々の利点および特
徴を有しているが、 ぬれ性が悪い等のため、メツキ、半田あるいはロウ付は
等が難しい等の欠点も合わせ持つ。したがって、日用雑
貨品、電気製品、乗り物、装身具等の部材として多様な
用途が潜在しているにも係わらず、こうした特性が要求
される分野には未だ広く使用に供されるに至っていない
。

ぬれ性等表面特性を改善する方策としては特開昭５９−
８２１６１号公報等に開示されているようにロウ付は作
業前に予めＮｉ等のメツキを施す等の方法が提案されて
いる。

しかしながら、チタンの表面に密着性の良いＮｉ等のメ
ツキを施すことも難しく、この改善のためのメツキ前処
理方法として例えば特開昭５８１６７７９５号公報等に
開示されている弗化水素酸等を用いた電解研磨等による
活性化前処理等の様々な方法が提案されている。これら
の方法によっても（１） （２） 密着性の良い厚メツキを施すことは困難で、また加工工
程が複雑となるに従って特定の部位にメツキ、半田ある
いはロウ付けを施すことが一層難しくなり、更には薬液
によって製品の外観も損ない易いという問題も派生する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は従来のチタン板における製品加工工程時等の取
り扱い難さ、即ちぬれ性が悪くメツキもしくはロウ付け
が難しい等の問題をチタン板の製造側において抜本的に
解決しようとするものであって、製品加工メーカー等の
需要家側の負担を大巾に軽減する全く新規なチタン板を
提供するためのチタン板の製造方法を確立することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこうした問題を解決するため添加元素効果
あるいは製造前工程での金属被覆効果等について種々検
討し、表面の金属組織相の変化を伴なわない程度の微量
のＮｉの浸透層をチタン板の表面層に形成することがぬ
れ性の改善に有効であることを知見した。そこで、更に
チタン板の製造工程においてこの微量Ｎｉ浸透層を効率
的に形成する方法について検討し、本発明を構成するに
至った。

即ち、本発明は冷延工程前の熱延板もしくは焼鈍工程前
の冷延ままのチタン材にＮｉ被覆を被覆厚が冷延等の最
終加工工程を経て仕上げ板厚とした製品板に換算して２
０ｇｒ７’ｍ’超、６０ｇｒ／ｍ’以下となるように施
し、次いで製品までの間に加熱を受ける工程を行ないＮ
ｉを母材相中に拡散させることを特徴とするぬれ性が良
い焼鈍チタン板の製造方法を提供することにある。

〔作　用〕

以下、本発明の実施方法について詳細に説明する。

本発明に供するチタンの種類およびその組織は純チタン
あるいは合金チタン、換言するとα相あるいはβ相もし
くはこれらの混合組織を有するチ（３） （４） タンのいずれであっても良い。

本発明においては、Ｎｉ被覆はチタン板の製造途中の熱
延板もしくは冷延まま材に施す。

本発明においてＮｉ被覆はその製品までの間に加熱を受
ける工程を行なって母材相中に拡散・浸透させる。

チタン素材へのＮｉ被覆は上述の途中工程において硝弗
酸混合水溶液等によって酸洗処理等を行なった後にその
まま、あるいはアルカリ溶液中で陽極電解処理等を施し
て電気メツキ法、無電解メツキ法等によって行なえば良
いが、・電気メツキ法が被覆の均一性に優れ、薄い被覆
が容易で、また連続操業が図り易い等の面から好ましい
。なお、本発明においてはＮｉの被覆膜の密着性はそれ
程問題となるものでない。この理由は被覆後の焼鈍工程
での加熱処理によって被覆金属であるＮｉの部はチタン
と相互拡散、結果的にチタン内に浸透し、強い密着性が
確保されることによる。

本発明においてはＮｉの被覆量は最終製造工程を経て仕
上板厚とした製品板に換算して２０ｇｒ／ｍ゛超、６Ｑ
ｇｒ／ｒｎ’以下とするものである。したがって途中工
程での板厚減少が大きい場合には当然乍らメツキ等によ
る被覆時の被覆量は多く、即ち被覆厚は厚くする。例え
ば被覆後の工程で板厚が１／４に減少する場合には被覆
時の被覆量は８０ｇｒ／ｍ’超、２４０ｇｒ／ゴ以下、
被覆厚にして約９戸〜２３ｒとすれば良い。

このように本発明においては被覆量を最終工程を経て仕
上げ板厚とした製品板に対して単位面積当たりのＮｉ量
で特定するものである。この理由の第１は勿論製品板に
おけるＮｌ量が一義的に重要なことによるが、他の理由
としては被覆時の板厚が工程によって大巾に異なる、つ
まり板厚減少率が異なるた必被覆時の被覆厚で表示する
ことは厳密でないこと、また被覆後加熱処理によってＮ
ｉの一部がチタン板の表層部に浸透してしまうのでＮｉ
の膜厚で表示することも適切でないことによる。なお、
敢えて本発明において特定する被覆量２０ｇｒ／ｍ″超
、６０ｇｒ／ｍ’以下を被覆厚に換算すると約２３ｎ〜
６．８側となる。

（５） （６） この被覆量が２０ｇｒ／ｍ’以下では真空中でのロウ接
伴の改善には充分であっても大気中でのロウ液性の向上
には不充分で、一方６０ｇｒ／ｍ’を超えると大気中で
のロウ液性の改善効果は飽和しコスト面で不利となる。

また加熱条件、つまり冷延後の焼鈍条件はＮｉ被覆厚お
よび冷延圧下率あるいは用途目的によって異なり一既に
規定し難いが、焼鈍温度範囲としては５５０〜８５０℃
程度とし、また焼鈍保定時間は焼鈍温度が低い場合には
比較的長時間、高い場合には短時間としいずれの場合も
含めて１０秒〜４時間程度とすることが望ましい。焼鈍
条件が５５０℃より低温で短時間保定ではＮｉとＴｉ　
の相互拡散が少なく、また８５０℃より高温で長時間と
なると金属間化合物が厚く生成し、いずれの場合もＮｉ
被覆の密着性が不充分となる他、ロウ液性の改善効果も
不充分となる。

なお、本発明の他の実施形態としてチタン板の最表面層
にＮｉ　の極薄層を積極的に残存させる方法がある。こ
のような状態はＮｉの被覆量を太き定時間を短時間とす
ることによって得られる。ここで熱延板にＮｉ被覆を施
す場合に冷延圧下率を小さくし過ぎると冷延組織が残り
易く焼鈍による軟化が不充分となるか、あるいは高温・
長時間焼鈍を要する。したがって、この場合の冷延圧下
率は少なくとも４０％以上とすることが望ましい。

このようにしてチタン板の最表面層にＮｉの極薄層を積
極的に残存させることによって白色で光沢のある外観と
なり大気中でのロウ液性も格段に向上する。

本発明においては焼鈍は真空中、アルゴン等の不活性ガ
ス雲囲気中あるいは大気中で行なった後、必要に応じて
硝弗酸酸洗あるいはソルト処理等によるデスケールを施
すが、本発明によれば酸化の程度が軽微なため、作業性
およびコスト面でマイナス面の大きいソルト処理の省略
も可能である。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例について述べる。

（７） （８） 実施例−１ 熱延後に８００℃で１分間保定の熱延板焼鈍を施した板
圧３ｍｍの純チタン熱延板を硝弗酸溶液で酸洗した後、
３０ｇｒ　／　ｆｌ　ＮａＯＨと３０ｇｒ／　ｐ　Ｈ２
Ｏ２の混合水溶液中での陽極電解によるメツキ前処理を
施し、次いで電気メツキ法によってワット浴を用いてメ
ッキ厚２０廁のＮｉメツキを両面に施しく板厚０．８　
ｍｍの製品板に換算した被覆量は４７ｇｒ／ｍ’）、更
に冷間圧延を行ない板厚を０．８　ｍｍとした後、アル
ゴン雰囲気中において７５０℃で１分間保定の焼鈍を行
ない、引き続き４％硝酸＋１％ＨＰ溶液中に２分間浸漬
して酸洗処理した。

なおこのように本発明方法によって作製したチタン板の
片面当たりのＮｉ被覆量を残存Ｎｉ相も含めて表面層２
０ｊｍｌについて測定したところ１２ｇｒ／ｍ’であっ
た。

また比較のためＮｉ被覆を施さず上述と同様に処理した
板厚０．８　ｍｍのチタン板も作製した。

これらのチタン板のロウ液性を調査するため、大気中に
おいて低温銀ロウを用いてそれぞれｎ数が２０のロウ付
けを行なったところ、ロウ付は強度は本発明によるチタ
ン板の場合９〜１３ｋｇｆ／ｍｍ２、比較例チタン板の
場合ロウ接は不可能であった。

これらの結果、本発明によるチタン板はロウ付は強度が
高く、また均一なロウ付けが施せることが明らかである
。

実施例−２ 板厚０．８　＋ｎ＋ｎの冷延ままの純チタン板をアルカ
リ溶液中で陽極電解処理した後、電気メツキ法によって
ワット浴を用いてメツキ厚３．６．角、同一板厚の製品
板の被覆量に換算して３２ｇｒ／ｍ’のＮｉ　メツキを
両面に施し、次いでアルゴン雰囲気中において７００℃
で１０分間保定の焼鈍を行ない、引き続き４％硝酸＋２
％弗酸溶液中に１０秒間浸漬し酸洗処理した。

なおこのように本発明方法によって作製したチタン板の
片面当たりのＮｉ被覆量を残−存Ｎｉ相も含めて表面層
５１１ｍについて測定したところ２８ｇｒ／ｍ’であっ
た。

（９） （１０） また比較のためＮｉ被覆を施さず上述と同様に処理した
板厚０．８　ｍｍのチタン板も作製した。

これらのチタン板のロウ付は強度を実施例１と同様の方
法によって各々ｎ数２０で測定した結果、本発明方法に
よって作成したチタン板では１１〜１５ｋｇｆ　／　ｍ
ｍ２、比較例のチタン板ではロウ接は不可能であった。

またメツキ密着性を調査するためアルカリ溶液で電解脱
脂した後、ワット浴を用いて４Ａ／ｄｍ２の電流密度で
Ｎｉメツキを施し、テーピング剥離テストによって限界
剥離メッキ厚を求めた。この結果、比較例チタン板では
メツキが殆ど付着せずまた付着しても２ＩＰｍ程度の膜
厚になると剥離するのに対して、本発明方法によって製
造したチタン板ではメツキ膜厚が１００−まで剥離しな
かった。

以上の結果から、本発明方法によって作製したチタン板
はロウ液性およびメツキ密着性が優れていることが明ら
かである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明方法によって製造されたチタ
ン板は大気中でのロウ接が可能となる他、半田性が優れ
、またメツキ処理が容易に施せること等の利点を有する
ことから、チタン板の使用に際して製品加工メーカー等
の需要家側における負担を大巾に軽減することができ、
関連産業分野に及ぼす便益は極めて大きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷延工程前の熱延板もしくは焼鈍工程前の冷延ま
   まのチタン材に、被覆量が最終工程を経て仕上板厚とし
   た製品板に換算して２０ｇｒ／ｍ＾２超６０ｇｒ／ｍ＾
   ２以下に相当するようにＮｉ被覆を施し、次いで製品ま
   での間に加熱を受ける工程を行ない、Ｎｉを母材相中に
   拡散させることを特徴とする表面処理チタン板の製造方
   法。
2. （２）Ｎｉを母材相中に拡散させるにさいし、一部分は
   Ｎｉ相として残存させることを特徴とする請求項１に記
   載の表面処理チタン板の製造方法。