JPH06207255A - チタニウム合金の熱間加工性の改善方法及び熱間加工用金属構造体 - Google Patents
チタニウム合金の熱間加工性の改善方法及び熱間加工用金属構造体Info
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- JPH06207255A JPH06207255A JP4340791A JP34079192A JPH06207255A JP H06207255 A JPH06207255 A JP H06207255A JP 4340791 A JP4340791 A JP 4340791A JP 34079192 A JP34079192 A JP 34079192A JP H06207255 A JPH06207255 A JP H06207255A
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- C23C4/18—After-treatment
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- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 この発明は、金属又は合金を、熱間加工に先
立って母材合金材料の上に熱間でスプレイコーティング
する方法に関する。より詳しくは、熱間加工性を改善す
るために、チタニウム合金板の上にチタニウムのプラズ
マコーティング層を用いることに関する。 【効果】 この結合によって、割れ感受性の高い母材合
金の圧延に伴う表面又は端部の割れを最小限に抑えるこ
とを可能とする。これに加えて、プラズマスプレイされ
たチタニウムコーティング層を用いることにより、熱間
加工工程において材料を減厚するに必要な圧下力を減少
させることができる。
立って母材合金材料の上に熱間でスプレイコーティング
する方法に関する。より詳しくは、熱間加工性を改善す
るために、チタニウム合金板の上にチタニウムのプラズ
マコーティング層を用いることに関する。 【効果】 この結合によって、割れ感受性の高い母材合
金の圧延に伴う表面又は端部の割れを最小限に抑えるこ
とを可能とする。これに加えて、プラズマスプレイされ
たチタニウムコーティング層を用いることにより、熱間
加工工程において材料を減厚するに必要な圧下力を減少
させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、母材合金の上に金属
又は合金を熱間でコーティングすることによって、母合
金材料の熱間加工性を改善する方法に関する。この発明
のさらに好ましい態様として、熱間加工されるべき材料
である割れ感受性の高いチタニウム合金を母材とする材
料に、チタニウムパウダーをプラズマスプレイコーティ
ングする方法がある。
又は合金を熱間でコーティングすることによって、母合
金材料の熱間加工性を改善する方法に関する。この発明
のさらに好ましい態様として、熱間加工されるべき材料
である割れ感受性の高いチタニウム合金を母材とする材
料に、チタニウムパウダーをプラズマスプレイコーティ
ングする方法がある。
【０００２】
【従来の技術とその課題】チタニウム合金は、加工中に
表面や端部の割れが起きるため、一般に熱間加工するこ
とが難しい。これらの割れにより、最終的に材料の損失
を招き、金属板の加工の困難さをも招く。この割れの問
題を緩和するための１つの実用的な方法として、圧延さ
れるべき材料を溶接により形成した外被に封入するもの
がある。この方法では、溶接された外被材料が内側の材
料より加工が容易であることが必要である。この方法の
主な欠点は、内側の材料の状況が圧延工程の間中知り得
ないことである。そこで、コーティングを除去した後に
やっと断面の減少が大きすぎて大量の材料割れが生じて
いたことが分るような状況になりがちである。もし材料
の割れの程度が大きい場合、封入された材料は、実質的
に手入れが必要であり、その結果材料の損失をもたらす
ことになる。極端な場合には、封入された材料は、救済
することが不可能となり、このためこの方法は製造者に
とって好ましくない、非常に高コストのものとなる。
表面や端部の割れが起きるため、一般に熱間加工するこ
とが難しい。これらの割れにより、最終的に材料の損失
を招き、金属板の加工の困難さをも招く。この割れの問
題を緩和するための１つの実用的な方法として、圧延さ
れるべき材料を溶接により形成した外被に封入するもの
がある。この方法では、溶接された外被材料が内側の材
料より加工が容易であることが必要である。この方法の
主な欠点は、内側の材料の状況が圧延工程の間中知り得
ないことである。そこで、コーティングを除去した後に
やっと断面の減少が大きすぎて大量の材料割れが生じて
いたことが分るような状況になりがちである。もし材料
の割れの程度が大きい場合、封入された材料は、実質的
に手入れが必要であり、その結果材料の損失をもたらす
ことになる。極端な場合には、封入された材料は、救済
することが不可能となり、このためこの方法は製造者に
とって好ましくない、非常に高コストのものとなる。
【０００３】この圧延用の外被を形成する方法に加え、
ガラスセラミックスでコーティングする方法も用いられ
ている。このタイプのコーティングは水素や酸素の上昇
を抑えることで知られているが、しかしながらこの方法
が熱間加工性の改善をもたらすかどうかについての報告
はされていない。このコーティングを利用する場合の非
常に大きな欠点は、その摩擦係数が非常に低いことで、
この結果、コーティングされた材料を加工用のロールで
圧延する際にロールが材料をグリップすることが難しく
なる。このため、多くの圧延機のオペレーターが、ガラ
スセラミックスでコーティングされたものとわかってい
る材料の圧延を避けようとすることになる。
ガラスセラミックスでコーティングする方法も用いられ
ている。このタイプのコーティングは水素や酸素の上昇
を抑えることで知られているが、しかしながらこの方法
が熱間加工性の改善をもたらすかどうかについての報告
はされていない。このコーティングを利用する場合の非
常に大きな欠点は、その摩擦係数が非常に低いことで、
この結果、コーティングされた材料を加工用のロールで
圧延する際にロールが材料をグリップすることが難しく
なる。このため、多くの圧延機のオペレーターが、ガラ
スセラミックスでコーティングされたものとわかってい
る材料の圧延を避けようとすることになる。
【０００４】材料をコーティングするために熱間スプレ
イを用いる技術はよく知られている。この技術は、一般
に、コーティングのための他の技術上の必要性に基づい
て行われる加熱によって形状又は寸法に関してダメージ
を受けやすいような構造体や部分をコーティングすると
きに用いられる技術である。熱間スプレイコーティング
法は、以下の方法のうちの１つを用いて行われる。すな
わち、酸素−アセチレン炎、デトネーション(爆轟)ガ
ン、アーク、プラズマ、レーザ、静電パウダー又はスラ
リーコーティングである。
イを用いる技術はよく知られている。この技術は、一般
に、コーティングのための他の技術上の必要性に基づい
て行われる加熱によって形状又は寸法に関してダメージ
を受けやすいような構造体や部分をコーティングすると
きに用いられる技術である。熱間スプレイコーティング
法は、以下の方法のうちの１つを用いて行われる。すな
わち、酸素−アセチレン炎、デトネーション(爆轟)ガ
ン、アーク、プラズマ、レーザ、静電パウダー又はスラ
リーコーティングである。
【０００５】スラリー及び静電パウダーのコーティング
は、通常、溶融温度まで加熱する必要があり、その部分
を広範囲に加熱するか局所的に加熱するかによって行
う。炎とアークによるスプレイ技術は、設備を現場まで
移動するのが比較的容易であるので、工業的なコーティ
ングの応用分野で最も日常的に行われている方法であ
る。
は、通常、溶融温度まで加熱する必要があり、その部分
を広範囲に加熱するか局所的に加熱するかによって行
う。炎とアークによるスプレイ技術は、設備を現場まで
移動するのが比較的容易であるので、工業的なコーティ
ングの応用分野で最も日常的に行われている方法であ
る。
【０００６】上述したプラズマスプレイ法は、ガスを８
０００゜Ｃを超える温度まで加熱するために、制御され
た電気アークのエネルギーを用いる。アルゴン、窒素又
は水素が通常選択されるガスである。これらのガスは、
環状容器中で加熱され、高速かつ、高温の状態で、特性
炎の中に放出される。金属の又は非金属の粉の粒子が溶
融され、コーティングされる材料に向けて加速される。
この方法によって形成されたコーティング層は、一般に
非常に細かく、密度が高く、疲労に対する抵抗が高く、
そして、特性空孔率が５〜１５％である。大きな粒子は
プラズマ法によって形成された炎を通過してしまうか
ら、最も良好なコーティング結果を得るためには、粒子
の大きさの分布の幅が狭くなっていなければならない。
０００゜Ｃを超える温度まで加熱するために、制御され
た電気アークのエネルギーを用いる。アルゴン、窒素又
は水素が通常選択されるガスである。これらのガスは、
環状容器中で加熱され、高速かつ、高温の状態で、特性
炎の中に放出される。金属の又は非金属の粉の粒子が溶
融され、コーティングされる材料に向けて加速される。
この方法によって形成されたコーティング層は、一般に
非常に細かく、密度が高く、疲労に対する抵抗が高く、
そして、特性空孔率が５〜１５％である。大きな粒子は
プラズマ法によって形成された炎を通過してしまうか
ら、最も良好なコーティング結果を得るためには、粒子
の大きさの分布の幅が狭くなっていなければならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段とその作用】この発明は、
割れ感受性の高いチタニウム合金の熱間加工性を改良す
るための方法に関するもので、熱間加工の前に合金を、
母材合金よりも熱間加工しやすいチタニウム又はチタニ
ウム合金によって熱間でコーティングする工程を含むも
のである。さらに詳しく言えば、この発明は、チタニウ
ム又はチタニウム合金を熱間でスプレイし、母材のチタ
ニウム合金の上にコーティング層を形成してその材料の
熱間加工性を向上させるものである。この方法によれ
ば、重大な製品の損失を発生させることなく、割れを最
小限に抑えながら、母材を圧延することが可能となる。
この発明によれば、チタニウム金属は熱間加工や圧延の
前に母材の上に緊密にコーティングされる。コーティン
グ層は比較的薄いため、この方法によれば熱間加工工程
中母材を監視することができる。これにより、もし割れ
が生じたときは工程を終わらせ、金属は、材料の損失な
しにさらに加工するために、再度条件を整え、再度コー
ティングされる。また、この発明は、割れ感受性の高い
チタニウム合金母材金属を有する熱間加工性のよい金属
構造であって、表面はチタニウムでコーティングされ、
そのコーティング層は少なくとも０．０１インチである
ものをも提供する。
割れ感受性の高いチタニウム合金の熱間加工性を改良す
るための方法に関するもので、熱間加工の前に合金を、
母材合金よりも熱間加工しやすいチタニウム又はチタニ
ウム合金によって熱間でコーティングする工程を含むも
のである。さらに詳しく言えば、この発明は、チタニウ
ム又はチタニウム合金を熱間でスプレイし、母材のチタ
ニウム合金の上にコーティング層を形成してその材料の
熱間加工性を向上させるものである。この方法によれ
ば、重大な製品の損失を発生させることなく、割れを最
小限に抑えながら、母材を圧延することが可能となる。
この発明によれば、チタニウム金属は熱間加工や圧延の
前に母材の上に緊密にコーティングされる。コーティン
グ層は比較的薄いため、この方法によれば熱間加工工程
中母材を監視することができる。これにより、もし割れ
が生じたときは工程を終わらせ、金属は、材料の損失な
しにさらに加工するために、再度条件を整え、再度コー
ティングされる。また、この発明は、割れ感受性の高い
チタニウム合金母材金属を有する熱間加工性のよい金属
構造であって、表面はチタニウムでコーティングされ、
そのコーティング層は少なくとも０．０１インチである
ものをも提供する。
【０００８】この発明は、本質的に、熱間加工工程にお
いて形成される表面や端部の割れのために熱間加工が困
難であるようなチタニウム合金に適用して好適なもので
ある。割れ感受性が強く、熱間加工が困難ないくつかの
チタニウム合金には、以下のようなものが含まれる：す
なわち、アロイＣ(PrattとWhitneyのチタニウム基合
金)、スーパーアルファ(Super Alfa)２アルミニウム化
チタニウム(titanium aluminide)、Ｔｉ−５Ａｌ−２．
５Ｓｎ及びＴｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖである。Ｔｉ−
６Ａｌ−４Ｖでさえ、特定の条件下では実質的に割れる
傾向を示す。
いて形成される表面や端部の割れのために熱間加工が困
難であるようなチタニウム合金に適用して好適なもので
ある。割れ感受性が強く、熱間加工が困難ないくつかの
チタニウム合金には、以下のようなものが含まれる：す
なわち、アロイＣ(PrattとWhitneyのチタニウム基合
金)、スーパーアルファ(Super Alfa)２アルミニウム化
チタニウム(titanium aluminide)、Ｔｉ−５Ａｌ−２．
５Ｓｎ及びＴｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖである。Ｔｉ−
６Ａｌ−４Ｖでさえ、特定の条件下では実質的に割れる
傾向を示す。
【０００９】この発明の好ましい態様として、金属コー
ティングが母材にプラズマスプレイ技術を使って形成さ
れるものがある。コーティング金属はチタニウム又はチ
タニウム合金からなり、一方、母材はチタニウム合金か
らなる。母材上にコーティング層として形成されている
チタニウム合金は、母材よりもよい熱間加工性を有して
いる。上述したような特性を持つこの工程に用いるコー
ティングとして好ましい合金として、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合
金がある。最も好ましい態様として、この発明は、母材
金属をコーティングするために、実質的に純粋なチタニ
ウムを用いる方法を意図している。
ティングが母材にプラズマスプレイ技術を使って形成さ
れるものがある。コーティング金属はチタニウム又はチ
タニウム合金からなり、一方、母材はチタニウム合金か
らなる。母材上にコーティング層として形成されている
チタニウム合金は、母材よりもよい熱間加工性を有して
いる。上述したような特性を持つこの工程に用いるコー
ティングとして好ましい合金として、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合
金がある。最も好ましい態様として、この発明は、母材
金属をコーティングするために、実質的に純粋なチタニ
ウムを用いる方法を意図している。
【００１０】熱間加工の前に母材金属に対して熱的に、
純金属か合金かを問わず金属コーティングを行うことの
１つの機能は、コーティングされた材料から加工用のダ
イ又はロールへ伝導する熱の減少が観察され、それによ
って圧延工程がより簡単になるということである。さら
に重要なのは、金属コーティングが、母材との間で、も
との合金よりも熱間加工が容易な合金が形成されるよう
に選択される点である。また、この金属コーティングは
表面の酸素除去剤として働き、それによって、母材の表
面に不純物を生成したり母材の表面を脆化させる作用を
するＯ2の量を最小限とする。
純金属か合金かを問わず金属コーティングを行うことの
１つの機能は、コーティングされた材料から加工用のダ
イ又はロールへ伝導する熱の減少が観察され、それによ
って圧延工程がより簡単になるということである。さら
に重要なのは、金属コーティングが、母材との間で、も
との合金よりも熱間加工が容易な合金が形成されるよう
に選択される点である。また、この金属コーティングは
表面の酸素除去剤として働き、それによって、母材の表
面に不純物を生成したり母材の表面を脆化させる作用を
するＯ2の量を最小限とする。
【００１１】プラズマスプレイ法によって形成された金
属コーティング層は、母材金属の表面を実質的に均一に
覆って、少なくとも０．０１インチの層を形成する。そ
のコーティングは約０．０３〜０．０４インチの厚さを
持つことが望ましいが、コーティングが０．１インチぐ
らいに達してもよい。寸法又は形状はこの方法に関して
は大きな意味を持たないので、この発明の方法は、どの
ような形状又は寸法の合金にも用いられる。
属コーティング層は、母材金属の表面を実質的に均一に
覆って、少なくとも０．０１インチの層を形成する。そ
のコーティングは約０．０３〜０．０４インチの厚さを
持つことが望ましいが、コーティングが０．１インチぐ
らいに達してもよい。寸法又は形状はこの方法に関して
は大きな意味を持たないので、この発明の方法は、どの
ような形状又は寸法の合金にも用いられる。
【００１２】この合金が一旦コーティングされた後は、
熱間加工が可能となる。この方法は、通常金属片を熱間
圧延する際に採用される温度、つまり、１５００〜２５
００゜Ｆの間の温度で行うことができる。この材料は、
圧延ロール又は金型などの手段によって最終的な寸法に
まで減厚される。
熱間加工が可能となる。この方法は、通常金属片を熱間
圧延する際に採用される温度、つまり、１５００〜２５
００゜Ｆの間の温度で行うことができる。この材料は、
圧延ロール又は金型などの手段によって最終的な寸法に
まで減厚される。
【００１３】この発明のより重要な側面として、母材の
上のコーティングが熱間圧延時において、ロールに必要
とされる圧下力を減少させることが挙げられる。従っ
て、この発明を用いることにより、一回のパスでより大
きな圧下量を得ることができ、また、より広幅の材料を
得ることができる。母材が熱間加工される前にプラズマ
法によりコーティングされたときには、場合によっては
圧下力の約５０％の減少が見られる。
上のコーティングが熱間圧延時において、ロールに必要
とされる圧下力を減少させることが挙げられる。従っ
て、この発明を用いることにより、一回のパスでより大
きな圧下量を得ることができ、また、より広幅の材料を
得ることができる。母材が熱間加工される前にプラズマ
法によりコーティングされたときには、場合によっては
圧下力の約５０％の減少が見られる。
【００１４】熱間加工の後、金属コーティングはグリッ
トブラスティングによって母材から取り除くことができ
る。このようにしてコーティングを除去して製造された
熱間加工材料は、表面と端部の品質が、コーティングさ
れていなかったものに比較して明確な改善がみられる点
は注目すべきことである。金属コーティングがされてい
た最終製品は、このようなコーティングがなかった場合
に比べて実質的に割れが少ない。
トブラスティングによって母材から取り除くことができ
る。このようにしてコーティングを除去して製造された
熱間加工材料は、表面と端部の品質が、コーティングさ
れていなかったものに比較して明確な改善がみられる点
は注目すべきことである。金属コーティングがされてい
た最終製品は、このようなコーティングがなかった場合
に比べて実質的に割れが少ない。
【００１５】
【実施例】加工が困難な合金の熱間加工性を改善するた
めに熱間(プラズマ)スプレイコーティング法を用いるこ
との利点は、以下の実施例に明らかである。これらの実
施例は表面及び端部の品質が改善されていること及び母
材を変形させるために必要な圧下力が減少していること
を示している。以下の実施例は発明の理解のためであ
る。
めに熱間(プラズマ)スプレイコーティング法を用いるこ
との利点は、以下の実施例に明らかである。これらの実
施例は表面及び端部の品質が改善されていること及び母
材を変形させるために必要な圧下力が減少していること
を示している。以下の実施例は発明の理解のためであ
る。
【００１６】（実施例１）図１，図２，図３及び図４
は、１．５インチ厚さのアロイＣの両側(頂部と底部)の
部分を示す。この合金はプラットとホイットニー(Pratt
and Whitney)のチタニウム基合金で、２１００゜Ｆで
炉加熱した後圧延されている。図１と図２は、材料を熱
間加工前にコーティング層が形成されなかった場合の対
照標準を示し、一方、図３，図４はチタニウムパウダー
のプラズマスプレイによって形成された０．０３０〜
０．０４０インチ厚のチタニウム層で覆われた板を示
す。それぞれの場合の板の最初の厚さは３．５インチで
ある。この２つの板は、最終厚(１．５インチ)が得られ
るまでに、各パスにおいて１０％の減厚が行われるよう
に加工された。熱間加工が終了した後は、いずれの場合
においても再加熱はされなかった。これらの２つの図を
比べれば、コーティングされた材料はコーティングされ
なかった板に比べ、表面や端部の割れが目覚ましく減少
していることが明らかに見てとれる。
は、１．５インチ厚さのアロイＣの両側(頂部と底部)の
部分を示す。この合金はプラットとホイットニー(Pratt
and Whitney)のチタニウム基合金で、２１００゜Ｆで
炉加熱した後圧延されている。図１と図２は、材料を熱
間加工前にコーティング層が形成されなかった場合の対
照標準を示し、一方、図３，図４はチタニウムパウダー
のプラズマスプレイによって形成された０．０３０〜
０．０４０インチ厚のチタニウム層で覆われた板を示
す。それぞれの場合の板の最初の厚さは３．５インチで
ある。この２つの板は、最終厚(１．５インチ)が得られ
るまでに、各パスにおいて１０％の減厚が行われるよう
に加工された。熱間加工が終了した後は、いずれの場合
においても再加熱はされなかった。これらの２つの図を
比べれば、コーティングされた材料はコーティングされ
なかった板に比べ、表面や端部の割れが目覚ましく減少
していることが明らかに見てとれる。
【００１７】次に、板からチタニウムコーティングを除
去するために、グリットブラスティングが行われた。図
５，図６は、１．５インチ厚さのアロイＣ材料のこの方
法の後の両側の面を示す。コーティング層が母材の表面
及び端部の割れの発生を防いだことが明確に分る。
去するために、グリットブラスティングが行われた。図
５，図６は、１．５インチ厚さのアロイＣ材料のこの方
法の後の両側の面を示す。コーティング層が母材の表面
及び端部の割れの発生を防いだことが明確に分る。
【００１８】（実施例２）図７，図８(コーティングな
し)及び図９，図１０(コーティングあり)は、１９５０
゜Ｆで炉加熱されて圧延された０．５インチのアロイＣ
の板の両側の面を示す。それぞれの場合、最初の厚さ
は、２．２５インチであった。
し)及び図９，図１０(コーティングあり)は、１９５０
゜Ｆで炉加熱されて圧延された０．５インチのアロイＣ
の板の両側の面を示す。それぞれの場合、最初の厚さ
は、２．２５インチであった。
【００１９】図９，図１０は、熱間加工の前に空気中で
チタニウムパウダーによってプラズマスプレイがされ
て、０．０３０〜０．０４０インチ厚さのコーティング
層が形成されたものである。いずれの材料も１パス当た
り１２％の減厚がされるように圧延された。この方法の
後で再加熱はされなかった。このようなより薄い寸法に
おいて、プラズマコーティングされた材料の端部と表面
の品質の改善は顕著であった。図１１，図１２は、グリ
ットブラスティングによってコーティング層が除去され
た後の結果を示す。また、この図から、コーティング層
が、材料の表面と端部の全面の品質を格段に改善してい
ることが明らかである。
チタニウムパウダーによってプラズマスプレイがされ
て、０．０３０〜０．０４０インチ厚さのコーティング
層が形成されたものである。いずれの材料も１パス当た
り１２％の減厚がされるように圧延された。この方法の
後で再加熱はされなかった。このようなより薄い寸法に
おいて、プラズマコーティングされた材料の端部と表面
の品質の改善は顕著であった。図１１，図１２は、グリ
ットブラスティングによってコーティング層が除去され
た後の結果を示す。また、この図から、コーティング層
が、材料の表面と端部の全面の品質を格段に改善してい
ることが明らかである。
【００２０】（実施例３）最後の実施例は、母材にプラ
ズマチタニウムコーティングをしたことによって達成さ
れた、熱間加工において材料を減厚するために必要とさ
れる圧下力の減少を示した。
ズマチタニウムコーティングをしたことによって達成さ
れた、熱間加工において材料を減厚するために必要とさ
れる圧下力の減少を示した。
【００２１】図１３は、１９５０゜Ｆの炉から出された
０．５インチ厚さのスーパーアルファ２アルミニウム化
チタニウム(titanium aluminide)の圧延の際における各
パスの圧下力を示す。標準となる材料及びコーティング
された材料において１パス当たり約１５％の減厚がなさ
れた。第４番目のパスにおいて、コーティングされなか
った材料は圧下をするために７４０Klb(キロポンド)を
必要とし、ミルの容量が１Mlb(メガポンド)であったた
めに作業を終了しなければならなかった。しかしなが
ら、０．０３０〜０．０４０インチ厚さのチタニウム層
がプラズマスプレイで形成された材料は、４番目のパス
の後においても、３９６Klbしか示していない。コーテ
ィングのない材料の場合に比べて４７．１％の減少が見
られた。プラズマコーティングされた材料は次に最終寸
法である０．２３４インチにするために所望の８回のパ
スの圧延を行ったが、必要な最大ロール圧はただの６６
４Klbであった。
０．５インチ厚さのスーパーアルファ２アルミニウム化
チタニウム(titanium aluminide)の圧延の際における各
パスの圧下力を示す。標準となる材料及びコーティング
された材料において１パス当たり約１５％の減厚がなさ
れた。第４番目のパスにおいて、コーティングされなか
った材料は圧下をするために７４０Klb(キロポンド)を
必要とし、ミルの容量が１Mlb(メガポンド)であったた
めに作業を終了しなければならなかった。しかしなが
ら、０．０３０〜０．０４０インチ厚さのチタニウム層
がプラズマスプレイで形成された材料は、４番目のパス
の後においても、３９６Klbしか示していない。コーテ
ィングのない材料の場合に比べて４７．１％の減少が見
られた。プラズマコーティングされた材料は次に最終寸
法である０．２３４インチにするために所望の８回のパ
スの圧延を行ったが、必要な最大ロール圧はただの６６
４Klbであった。
【００２２】図１４には、圧下力の減少の他の例が示さ
れている。この図は、１９５０゜Ｆで炉加熱した１イン
チ厚さのアロイＣ板を圧延するための各パスのミルの圧
下力を示している。最終厚さを得るために１パス当たり
１２％の減厚をしている。０．０３０〜０．０４０イン
チのチタニウムコーティング材料においては、コーティ
ングなしの合金の場合よりも必要な圧下力が少ないこと
が明らかである。最終パスにおいて、コーティングした
材料は４０４Klbのピーク力しか必要としていないのに
対して、コーティングなしの材料は５３８Klbのピーク
力を必要としている。これは、コーティング法の直接の
効果と考えられる約２４．９％の圧下力の減少を表わし
ている。
れている。この図は、１９５０゜Ｆで炉加熱した１イン
チ厚さのアロイＣ板を圧延するための各パスのミルの圧
下力を示している。最終厚さを得るために１パス当たり
１２％の減厚をしている。０．０３０〜０．０４０イン
チのチタニウムコーティング材料においては、コーティ
ングなしの合金の場合よりも必要な圧下力が少ないこと
が明らかである。最終パスにおいて、コーティングした
材料は４０４Klbのピーク力しか必要としていないのに
対して、コーティングなしの材料は５３８Klbのピーク
力を必要としている。これは、コーティング法の直接の
効果と考えられる約２４．９％の圧下力の減少を表わし
ている。
【００２３】
【発明の効果】この発明によれば、重大な製品の損失を
発生させることなく、割れを最小限に抑えながら、母材
を圧延することが可能となり、熱間加工工程中母材を監
視することができるから、もし割れが生じたときは工程
を終わらせて再加工ができる。また、コーティングされ
た材料から加工用のダイ又はロールへ伝導する熱が減少
し、それによって圧延工程がより簡単になる。さらに、
コーティング金属の適切な選択により、母材との間でも
との合金よりも熱間加工が容易な合金が形成されるとと
もに、金属コーティング層が表面の酸素除去剤として働
き、それによって、母材の表面に不純物を生成したり母
材の表面を脆化させる作用をするＯ2の量を最小限とす
る。また、この発明により、熱間圧延時において、ロー
ルに必要とされる圧下力が減少させられ、これにより、
一回のパスでより大きな圧下量を得ることができるとと
もに、より広幅の材料を得ることができるという効果を
奏することもできる。
発生させることなく、割れを最小限に抑えながら、母材
を圧延することが可能となり、熱間加工工程中母材を監
視することができるから、もし割れが生じたときは工程
を終わらせて再加工ができる。また、コーティングされ
た材料から加工用のダイ又はロールへ伝導する熱が減少
し、それによって圧延工程がより簡単になる。さらに、
コーティング金属の適切な選択により、母材との間でも
との合金よりも熱間加工が容易な合金が形成されるとと
もに、金属コーティング層が表面の酸素除去剤として働
き、それによって、母材の表面に不純物を生成したり母
材の表面を脆化させる作用をするＯ2の量を最小限とす
る。また、この発明により、熱間圧延時において、ロー
ルに必要とされる圧下力が減少させられ、これにより、
一回のパスでより大きな圧下量を得ることができるとと
もに、より広幅の材料を得ることができるという効果を
奏することもできる。
【図１】図１は、初厚３．５インチで、２１００゜Ｆに
炉加熱してコーティングなしで圧延した１．５インチ厚
さのアロイＣの頂部の面を示す。最終寸法を得るために
１回のパス当たり１０％の減厚がされている。
炉加熱してコーティングなしで圧延した１．５インチ厚
さのアロイＣの頂部の面を示す。最終寸法を得るために
１回のパス当たり１０％の減厚がされている。
【図２】図２は、初厚３．５インチで、２１００゜Ｆに
炉加熱してコーティングなしで圧延した１．５インチ厚
さのアロイＣの底部の面を示す。最終寸法を得るために
１回のパス当たり１０％の減厚がされている。
炉加熱してコーティングなしで圧延した１．５インチ厚
さのアロイＣの底部の面を示す。最終寸法を得るために
１回のパス当たり１０％の減厚がされている。
【図３】図３は、１．５インチ厚さのアロイＣの頂部を
示し、これは、チタニウムパウダーによって空気中でプ
ラズマスプレイされ、０．０３０〜０．０４０インチの
厚さのコーティングがされたもので、初厚３．５インチ
を２１００゜Ｆに炉加熱してから熱間圧延した。最終寸
法を得るまでに、１パス当たり１０％の減厚がされた。
示し、これは、チタニウムパウダーによって空気中でプ
ラズマスプレイされ、０．０３０〜０．０４０インチの
厚さのコーティングがされたもので、初厚３．５インチ
を２１００゜Ｆに炉加熱してから熱間圧延した。最終寸
法を得るまでに、１パス当たり１０％の減厚がされた。
【図４】図４は、１．５インチ厚さのアロイＣの底部を
示し、これは、チタニウムパウダーによって空気中でプ
ラズマスプレイされ、０．０３０〜０．０４０インチの
厚さのコーティングがされたもので、初厚３．５インチ
を２１００゜Ｆに炉加熱してから熱間圧延した。最終寸
法を得るまでに、１パス当たり１０％の減厚がされた。
示し、これは、チタニウムパウダーによって空気中でプ
ラズマスプレイされ、０．０３０〜０．０４０インチの
厚さのコーティングがされたもので、初厚３．５インチ
を２１００゜Ｆに炉加熱してから熱間圧延した。最終寸
法を得るまでに、１パス当たり１０％の減厚がされた。
【図５】図５は、図３により説明したものを、グリット
ブラスティングによってチタニウムコーティングを除去
した１．５インチ厚さのアロイＣの頂部が示されてい
る。
ブラスティングによってチタニウムコーティングを除去
した１．５インチ厚さのアロイＣの頂部が示されてい
る。
【図６】図６は、図４により説明したものを、グリット
ブラスティングによってチタニウムコーティングを除去
した１．５インチ厚さのアロイＣの底部が示されてい
る。
ブラスティングによってチタニウムコーティングを除去
した１．５インチ厚さのアロイＣの底部が示されてい
る。
【図７】図７は、コーティングなしで１９５０゜Ｆで炉
加熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの頂
部を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終厚
さを得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされてい
る。
加熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの頂
部を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終厚
さを得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされてい
る。
【図８】図８は、コーティングなしで１９５０゜Ｆで炉
加熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの底
部を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終厚
さを得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされてい
る。
加熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの底
部を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終厚
さを得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされてい
る。
【図９】図９は、コーティングして１９５０゜Ｆで炉加
熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの頂部
を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終厚さ
を得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされている。
コーティングされたアロイＣは、チタニウムパウダーに
より空気中でプラズマスプレイがされ、０．０３０〜
０．０４０インチのコーティング層が形成されたもので
ある。
熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの頂部
を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終厚さ
を得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされている。
コーティングされたアロイＣは、チタニウムパウダーに
より空気中でプラズマスプレイがされ、０．０３０〜
０．０４０インチのコーティング層が形成されたもので
ある。
【図１０】図１０は、コーティングして１９５０゜Ｆで
炉加熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの
底部を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終
厚さを得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされてい
る。コーティングされたアロイＣは、チタニウムパウダ
ーにより空気中でプラズマスプレイがされ、０．０３０
〜０．０４０インチのコーティング層が形成されたもの
である。
炉加熱してから圧延した０．５インチ厚さのアロイＣの
底部を示すもので、各材料は初厚２．２５インチで最終
厚さを得るまでに１パス当たり１２％の減厚がされてい
る。コーティングされたアロイＣは、チタニウムパウダ
ーにより空気中でプラズマスプレイがされ、０．０３０
〜０．０４０インチのコーティング層が形成されたもの
である。
【図１１】図１１は、チタニウムコーティング層を除去
するためにグリットブラスティングがされた後の０．５
インチ厚さのアロイＣの頂部を示す。
するためにグリットブラスティングがされた後の０．５
インチ厚さのアロイＣの頂部を示す。
【図１２】図１２は、チタニウムコーティング層を除去
するためにグリットブラスティングがされた後の０．５
インチ厚さのアロイＣの底部を示す。
するためにグリットブラスティングがされた後の０．５
インチ厚さのアロイＣの底部を示す。
【図１３】図１３は、加工された合金（スーパーアルフ
ァ２）の圧延の各パスにおける圧下力を示す。このグラ
フは、コーティングされた合金とコーティングされなか
った合金の双方を含んでおり、これによって、各熱間加
工の際のコーティングの効果を見ることができる。
ァ２）の圧延の各パスにおける圧下力を示す。このグラ
フは、コーティングされた合金とコーティングされなか
った合金の双方を含んでおり、これによって、各熱間加
工の際のコーティングの効果を見ることができる。
【図１４】図１４は、加工された合金（アロイＣ）の圧
延の各パスにおける圧下力を示す。
延の各パスにおける圧下力を示す。
Claims (10)
- 【請求項１】 割れ感受性の高いチタニウム合金の熱間
加工性を改善するための方法であって、熱間加工する前
の合金を、母材合金よりも熱間加工性の良いチタニウム
又はチタニウム合金の層によって熱間でコーティングす
ることを特徴とするチタニウム合金の熱間加工性の改善
方法。 - 【請求項２】 上記コーティングがプラズマコーティン
グによってなされることを特徴とする請求項１に記載の
チタニウム合金の熱間加工性の改善方法。 - 【請求項３】 上記コーティング層が少なくとも０．０
１インチの厚さを持つことを特徴とする請求項１又は２
に記載のチタニウム合金の熱間加工性の改善方法。 - 【請求項４】 上記金属コーティング層の厚さが０．０
３０〜０．０４０インチである請求項４に記載のチタニ
ウム合金の熱間加工性の改善方法。 - 【請求項５】 上記熱間加工は金型又はロールによって
行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載のチタニウム合金の熱間加工性の改善方法。 - 【請求項６】 上記金属又は合金のコーティングが、上
記コーティング層と母材との境界において合金を形成す
ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
のチタニウム合金の熱間加工性の改善方法。 - 【請求項７】 上記コーティングされた母材は１５００
〜２５００゜Ｆの間の温度で熱間加工されることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれかに記載のチタニウム
合金の熱間加工性の改善方法。 - 【請求項８】 上記金属又は合金のコーティング層は、
母材合金から熱間加工後に除去されることを特徴とする
請求項１ないし７のいずれかに記載のチタニウム合金の
熱間加工性の改善方法。 - 【請求項９】 割れ感受性の高いチタニウム合金の母材
金属の表面がチタニウムでコーティングされ、そのコー
ティング層が少なくとも０．０１インチであることを特
徴とする熱間加工用金属構造体。 - 【請求項１０】 上記金属コーティング層が０．０１〜
０．０５インチの厚さを有することを特徴とする請求項
９の熱間加工用金属構造体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/810,827 US5298095A (en) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Enhancement of hot workability of titanium base alloy by use of thermal spray coatings |
| US810,827 | 1991-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207255A true JPH06207255A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=25204810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4340791A Pending JPH06207255A (ja) | 1991-12-20 | 1992-12-21 | チタニウム合金の熱間加工性の改善方法及び熱間加工用金属構造体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5298095A (ja) |
| JP (1) | JPH06207255A (ja) |
| DE (1) | DE4242773A1 (ja) |
| FR (1) | FR2685227B1 (ja) |
| GB (1) | GB2262540B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013518727A (ja) * | 2010-02-05 | 2013-05-23 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | 合金インゴットを処理するためのシステムおよび方法 |
| JP2013126672A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム合金複合材及びその製造方法、アルミニウム合金鍛造品 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939213A (en) * | 1995-06-06 | 1999-08-17 | Mcdonnell Douglas | Titanium matrix composite laminate |
| RU2145982C1 (ru) * | 1998-09-04 | 2000-02-27 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ защиты поверхности слябов |
| DE10106673A1 (de) * | 2001-02-14 | 2002-08-29 | Rieter Ingolstadt Spinnerei | Verfahren zur Herstellung einer Auflösewalze einer Offenend-Spinnvorrichtung sowie eine mit Hilfe eines solchen Verfahrens hergestellte Auflösewalze |
| RU2199604C2 (ru) * | 2001-04-06 | 2003-02-27 | Полетаев Александр Валерьянович | Способ восстановления изделия и устройство для его осуществления |
| DE10224319B4 (de) * | 2002-05-31 | 2006-04-27 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Strukturbauteils für den Fahrzeugbau |
| RU2338005C2 (ru) * | 2006-12-20 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ комбинированного упрочнения поверхностей деталей |
| DE102008027818A1 (de) | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines verzinkten Profilbauteils aus Stahl |
| DE102008027916B3 (de) * | 2008-06-12 | 2009-08-06 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zum Aufbringen einer festhaftenden metallischen Beschichtung auf ein Stahlblechprodukt |
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| US10207312B2 (en) | 2010-06-14 | 2019-02-19 | Ati Properties Llc | Lubrication processes for enhanced forgeability |
| US8789254B2 (en) | 2011-01-17 | 2014-07-29 | Ati Properties, Inc. | Modifying hot workability of metal alloys via surface coating |
| US20130040757A1 (en) * | 2011-08-10 | 2013-02-14 | Uday V. Deshmukh | Golf club head with multi-material face formed using spray deposition method |
| US9062384B2 (en) | 2012-02-23 | 2015-06-23 | Treadstone Technologies, Inc. | Corrosion resistant and electrically conductive surface of metal |
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| US9539636B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
| RU2677906C1 (ru) * | 2017-11-03 | 2019-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ комбинированного упрочнения поверхностей деталей |
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| GB771501A (en) * | 1954-12-07 | 1957-04-03 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Improvements in or relating to hot-dip coating with aluminium or aluminium alloys |
| GB867860A (en) * | 1957-10-30 | 1961-05-10 | Ici Ltd | A method of cold rolling metals and alloys |
| US3070881A (en) * | 1958-01-22 | 1963-01-01 | Nat Res Dev | Rolling of titanium base alloys |
| GB879212A (en) * | 1958-07-09 | 1961-10-04 | Ici Ltd | A method of reducing titanium-base alloys |
| FR1456754A (fr) * | 1965-08-30 | 1966-07-08 | Electrochimie Soc | Procédé de protection de métaux |
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| DE3767897D1 (de) * | 1986-02-24 | 1991-03-14 | Sumitomo Metal Ind | Mit titan ueberzogener stahl und verfahren zu seiner herstellung. |
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1991
- 1991-12-20 US US07/810,827 patent/US5298095A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-17 DE DE4242773A patent/DE4242773A1/de not_active Withdrawn
- 1992-12-18 GB GB9226458A patent/GB2262540B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-21 JP JP4340791A patent/JPH06207255A/ja active Pending
- 1992-12-21 FR FR9215334A patent/FR2685227B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| FR2685227B1 (fr) | 1995-06-23 |
| GB9226458D0 (en) | 1993-02-10 |
| GB2262540B (en) | 1995-08-30 |
| DE4242773A1 (ja) | 1993-06-24 |
| GB2262540A (en) | 1993-06-23 |
| FR2685227A1 (fr) | 1993-06-25 |
| US5298095A (en) | 1994-03-29 |
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| Date | Code | Title | Description |
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