JPH0525563B2 - - Google Patents

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JPH0525563B2
JPH0525563B2 JP1990389A JP1990389A JPH0525563B2 JP H0525563 B2 JPH0525563 B2 JP H0525563B2 JP 1990389 A JP1990389 A JP 1990389A JP 1990389 A JP1990389 A JP 1990389A JP H0525563 B2 JPH0525563 B2 JP H0525563B2
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JP
Japan
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titanium alloy
cold
plate
cold rolling
leader
Prior art date
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JP1990389A
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JPH02200303A (ja
Inventor
Taiji Hase
Tadao Ogawa
Seiichi Soeda
Masayoshi Kondo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明はチタン合金冷延極薄板の製造方法に関
する。チタン合金は軽量でかつ優れた耐食性や強
度を有するため、航空宇宙産業や海洋産業等の広
い分野で使用されている。本発明はこのチタン合
金の冷延極薄板の製造方法に関する。 [従来の技術] 本明細書でチタン合金とは、冷えばTi+6Al−
2Sn−4Mo−2Zr合金、Ti−6Al−4V合金等のα
−βチタン合金をいう。 チタン合金は、優れた耐食性や強度を有する
が、塑性加工性が悪い難加工材である。従つて通
常の熱間圧延では厚さが6mm以下の板は製造が困
難である。更に薄いチタン合金の板は、熱間圧延
で製造した板を数枚重ね合せて特殊なスラブを形
成して、更に熱間圧延する、いわゆるパツク圧延
で製造するが、この方法でも厚さが0.4mm以下の
薄板の圧延は困難であり、またこの方法で圧延し
たチタン薄板は板圧のばらつきが大きく表面の平
滑度も悪い。 更に薄いチタン合金の極薄板は、通常は熱間圧
延で製造した板の表面を研削あるいは溶削して製
造するが、表面を均一な厚さに研削あるいは溶削
する事は技術上不安定であり、又能率的ではな
い。特開昭63−177905号はα+βチタン合金板の
冷間圧延方法に関する。この公報にはチタン合金
の例えば板厚が5mm〜10mmの切板を、通常の冷間
圧延法で、総圧下率30%以下で冷間圧延し、以後
焼鈍する方法が記載されている。 しかし切板の冷延では、巻き取り機がないた
め、板厚の薄い極薄板を形状よく製造する事は困
難であるし、得られる板厚には限界がある。また
板厚が5〜10mmの材料を総圧下率を30%如何に制
限した冷間圧延では、中間焼鈍の回数が増えて、
板厚の薄いチタン合金の極薄板の製造は極めて煩
瑣となる。 [発明が解決しようとする課題] 本発明はチタン合金の極薄板を、冷間圧延で、
高能率に製造し、かつ形状の優れた極薄板とする
方法を提供するものである。 [課題を解決するための手段および作用] 請求項1の発明を先ず説明する。チタン合金板
を、例えばゼンジミア冷間圧延機を用いて、板に
張力を与え小径ロールで圧延できると、一パス当
りの圧下率を大きくして能率よく冷間圧延する事
ができる。板に張力を与えるには冷間圧延機の前
面と後面のテンシヨンロールにチタン合金板を巻
きつける事が考えられる。しかしこの冷間圧延に
供するチタン合金板は、例えばTi−6Al−2Sn−
4Mo−2Zr合金では引張強さが約110Kgf/mm2
高強度であるため、テンシヨンリールへ巻きつけ
難い。チタン合金板の前部と後部とに炭素鋼やス
テンレス鋼のリーダーコイルを接合して、リーダ
ーコイルを介してテンシヨンリールに巻きつける
事が考えられるが、チタン合金板と炭素鋼や、あ
るいはチタン合金板とステンレス鋼を溶接する
と、溶接部に脆弱な金属間化合物が生成して溶接
部は著しく脆く、一般的な意味で溶接は不可能で
あるためチタン合金板に張力を与えて圧延する事
ができない。また、リベツト等の機械的接合で
は、接合特性的には満足されるが、薄板にドリル
で穴をあけリベツトで接合するために、その接合
部が巻取りロールに接触した際にリベツトのドリ
ル穴が大きくなり、リベツトがはずれたり、又ド
リル穴より切断するために満足な接合法とはいえ
ない。 本発明者等は、チタン合金板の前部と後部とに
純チタンのリーダーコイルを溶接し、冷間圧延機
の前面と後面に設けたテンシヨンリールに該リー
ダーコイルをそれぞれ巻きつけて、リーダーコイ
ルを介してチタン合金板に張力を加えて通板圧延
したが、純チタンは引張り強さが約45Kgf/mm2
軟質であるために、テンシヨンリールへの巻きつ
けが容易であつた。またチタン合金と純チタンの
リーダーコイルとは溶接による接合部は十分な延
性が確保できて、チタン合金板に所望のテンシヨ
ンを与えて冷間圧延する事ができた。 チタン合金と純チタンのリーダーコイルとの溶
接は、例えばTIG溶接や抵抗溶接やMIG溶接で
行うと、安定した接合部が得られる。 本発明者等は板厚が0.4〜3mmのチタン合金板
を用いて、この方法によつて冷間圧延したが、1
パス当りの圧下率も大きく、かつ合計冷間圧延率
で40%以下の冷間圧延が達成できた。 第1図は、Ti−6Al−4V合金板(厚さ:0.4mm)
に張力を加えて冷間圧延した際のエツジクラツク
の発生状況に及ぼす圧延張力と合計冷間圧延率の
関係を示す図である。 40%以下の合計圧延率で冷間圧延したチタン合
金材は、熱処理、精整して冷延コイルとした。 従来は、0.4mmよりも薄い、チタン合金の冷間
圧延コイルは製造されていなかつたが、本発明の
方法も用いると能率よく製造する事ができる。更
に薄い冷延板や箔を製造する際は、次に述べる、
請求項2に記載の処理を行う。 既に述べた如く、チタン合金は塑性加工性が悪
く、冷間圧延に際してエツジクラツクを発生させ
易いために、請求項1の冷間圧延で合計冷間圧延
率を40%以下に制限し、冷間圧延後は冷間圧延性
を回復させる処理を行う。 チタン合金の冷間圧延性を回復させる処理とし
ては、冷間圧延材を600℃〜950℃で中間焼鈍(熱
処理)する。この熱処理によつて金属組織は再結
晶し、また冷間圧延による加工歪が除去されて、
冷延コイルの冷間圧延性は回復するといわれてい
る。しかし本発明者等の知見によると、冷延した
冷延コイルはこの熱処理によつて、圧延組織や機
械的性質は改善されるが、エツジ部はこの熱処理
のみでは冷間加工性の回復が不十分で、次の冷間
圧延でエツジクラツクを発生させ易い。本発明者
等は、この熱処理に際してサイドトリミングを施
したが、このサイドトリミングによつてエツジク
ラツクが発生し易い冷延コイルのエツジ部が除去
されるため、次回の冷間圧延でエツジクラツクの
発生を防止する事ができる。 第2図は、この効果の例を示す図で、エツジク
ラツクの発生に及ぼすトリミングの影響を示して
いる。尚第2図で圧延張力は10〜15Kg/mm2で板厚
は0.47mm→0.08mmtである。本発明者等は、Ti−
6Al−2Sn−4Mo−2Zr合金板(板巾:380mm)を、
請求項1の方法で合計冷間圧延率が40%になるよ
うに冷間圧延し、熱処理前に冷延コイルの両サイ
ドを3mm宛サイドトリムを行つたコイルと行わな
かつた冷延コイルを製作した。これ等の冷延コイ
ルはいずれも、熱処理を行ない、その後、請求項
1に記載したと同様に、チタン合金コイルに張力
を加えながら通材して冷間圧延した。第2図にみ
られる如く、サイドトリミングを行わなかつたコ
イルは合計冷間圧延率が約20%を超えるとサイド
クラツクが発生し易いが、サイドトリミングを行
つたコイルは、合計冷間圧延率が40%に達しても
サイドクラツクの発生はなかつた。サイドトリミ
ングは熱処理の後で行つてもよいが、熱処理後の
板は形状が悪くサイドトリミングを正確な寸法で
行う事は困難であるし、またサイドトリミングの
応力がエツジ部に残るため、サイドトリミングは
熱処理前に行う事が望ましい。請求項2の冷間圧
延も、請求項1と同様に、チタン合金の冷延材に
張力を加えて通板圧延する。 請求項2の工程を繰り返して行うと、所望の板
厚の高強度チタン合金の極薄板が得られるが、こ
の方法では圧延後の極薄板はコイル状に巻きとら
れるため、切板の冷間圧延とは異なり、厚さの薄
い長尺品の製造が可能でまた形状も優れている。 [実施例] 第1表に示すTi−6Al−4V及びTi−6Al−2Mo
−4Zr−2Sn合金の薄板を380mm幅に切断したもの
を素材とし、0.4mm厚みのJIS2種(TP35C)冷延
板を同幅に切断したものをリーダー材とし、端部
をTIG溶接機により突合せ溶接によりコイル化し
た。製造したコイルの概略構成図を第3図に示
す。 第3図aは供試合金薄板の前後にリーダー用の
純チタン板を突合せTIG溶接によりコイル化した
もので、冷間圧延範囲は純チタン板と供試合金溶
接部より供試験合金板側に約25mm入つたところの
ため、供試合金板長さから50mm除いた範囲とな
る。 また、bは供試合金板AとBを突合せTIG溶接
によりまず接合し、その前後にリーダー用の純チ
タン板を突合せ、TIG溶接によりコイル化したも
ので、冷間圧延範囲はaと同様に、純チタンと
【表】 供試合金板の接合部より供試合金側に約25mm入つ
たところとなり、中間の供試合金板と供試合金板
の溶接部は冷間圧延した。本コイル化に当つての
供試合金板AとBとは同一種類とした。 このようにして製造したコイルはゼンジミア圧
延機のリールヘのセツト性は非常に良好であつ
た。冷間圧延はワークロール径55mmφの合金ロー
ルのゼンジミア圧延機を用い、初期張力を10Kg/
mm2とし、総荷重20Tonで形状矯正し、荷重を5To
きざみで増加させ圧延荷重まで増加させ、合計冷
間圧延率35%で圧延した。 荷重を5Tonきざみで増加させた理由は張力−
荷重のアンバランスに起因する形状悪化を防止す
ると共に、それに伴う、絞り防止を防ぐためであ
る。 冷間圧延したコイルには耳割れ発生を防止する
ため、両耳部を3mm幅/片側づつスリツトし、圧
延油等を溶媒洗浄した後、コイルをルーズ巻とし
830℃×1Hr保定の真空焼鈍した。 ついで、合計冷間圧延率を35〜40%とし→スリ
ツト→真空焼鈍のサイクルを2サイクル繰返し、
0.1mmt×375mmW×Cのチタン合金極薄板を製造
した。製造したチタン合金極薄板の特性を表2に
示すが、AMS 4911Kを十分に満足すると共に、
形状的にも0.5mm/500mmの平坦度が確保され、板
厚バラツキも±5μm程度と非常に高精度のチタ
ン合金箔板を製造した。 製造した極薄板を航空機用のハニカム材へ適用
した結果も良好で、今後、活発な展開が予想され
る宇宙開発、海洋開発等の高耐食、高比強度、非
磁性等チタン合金の優れた特性を利用する分野に
大きな貢献ができるものと考えている。
【表】 [発明の結果] 本発明を実施する事により、表面美麗で寸法精
度が優れ、かつ厚さの薄い高強度チタン合金の冷
延薄板を、能率よく製造する事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はチタン合金板の冷間圧延の際のエツジ
クラツクの発生状況と圧延張力と合計冷間圧延率
の関係を示す図、第2図は、Ti−6Al−4Mo−
2Zr−2Sn合金板のサイドトリミングの効果の例
を示す図、第3図は、実施例のコイルの構成の説
明図。である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 チタン合金板の前部と後部とに純チタンのリ
    ーダーコイルを溶接し、冷間圧延機の前面と後面
    に設けたテンシヨンリールに該リーダーコイルを
    それぞれ巻きつけて、リーダーコイルを介してチ
    タン合金板に張力を加えて通板圧延して、40%以
    下の合計冷間圧延率で冷間圧延する事を特徴とす
    る、チタン合金極薄板の冷間圧延方法。 2 前部と後部とに純チタンのリーダーコイルを
    有する冷間圧延されたチタン合金材に、サイドト
    リミングと焼鈍を施し、冷間圧延材の前面と後面
    に設けたテンシヨンリールに該リーダーコイルを
    それぞれ巻きつけて、リーダーコイルを介してチ
    タン合金板に張力を加えて通板圧延して、40%以
    下の合計冷間圧延率で冷間圧延する処理工程を、
    1回又は2回以上繰り返す事を特徴とする、チタ
    ン合金極薄板の冷間圧延方法。
JP1990389A 1989-01-31 1989-01-31 チタン合金極薄板の冷間圧延方法 Granted JPH02200303A (ja)

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