JPS60250809A - 稠密六方晶金属板の冷間圧延方法 - 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】 本発明は稠密六方晶金属板の冷間圧延方法に関し、特に
表面精度の良好な同金属板を高生産性のもとに製造する
ことのできる冷間圧延方法に関するものである。

本発明で冷間圧延の対象となる稠密六方晶金属板とは、
Ｔｉ、、Ｔｉ合金、Ｚｒ合金の様に結晶構造が稠密六方
晶である金属板を総称する。

金属板の冷間圧延においては焼付防止の為圧延油の使用
が必須とされるが、潤滑性の良い圧延油を使用すると圧
延ロールと被圧延材の間が流体潤滑となシ、高圧の圧延
油と接する被圧延材の自由表面に凹凸（所謂オイルビッ
ト）を生じることが知られている。殊に前記稠密六方晶
金属の様に結晶方位によって変形抵抗が著しく異々る金
属では、変形抵抗の低い方位の結晶が容易に変形する為
オイルビットが発生し易く、例えばＴｉ冷延板において
は該ビットの深さが十数ミクロンに達することも稀では
シい。このオイルピットは最終製品の表面精度を著しく
阻害するので、圧延工程で発生するオイルピットを如何
に小さくするかということが、この種の難加工性金属板
の冷間圧延における重要な課題となっている。そしてこ
のオイルピットの許容限界は製品の用途に応じて定めら
れる表面要求精度によっても異々るが、深さにして１〜
２μｍ以下であることが要求されることも少なくない。

一方、オイルピットの発生を防止する為に潤滑性の悪い
圧延油を使用すると、圧延ロールと被圧延材の間が境界
潤滑とな）、ロールバイトにおける摩擦係数が上昇して
圧延荷重が増大すると共に、被圧延材がロールに固着す
る。そしてこの様な状態で圧延を継続すると、ロールに
対する被圧延材の局部的な固着が進行して所謂焼付きが
発生する。

圧延工程でこの様な焼付きが発生するとロールバイト部
での摩擦係数は急激に上昇し、圧延の続行が不可能にな
る。さらに焼付の発生はロールの表面精度が悪くなシＴ
ｉ冷延板の表面精度も著しく低下するため圧延ロールの
再研削が必要となる。

従来は圧延初期の固着は焼付きの発生の原因忙なると考
えられ、圧延初期から極力固着を防止するような圧延操
業が行なわれてきた。また圧延製品の表面に犬きく影響
する最終仕上げパスにおいては、圧延四−ルに焼付現象
が発生した場合はもとよ）、固着だけが生じている場合
でも圧延操業を直ちに中断し、圧延ロールを研磨仕上げ
ロールと交換して操業を再開すると共に、被圧延金属の
固着した圧延ロールを研削補修工程へ送っている。

この様な状況であるから前述の如き金属板の冷間圧延に
おいては、オイルピットをできるだけ抑制し得ると共に
焼付きを生じない様な潤滑油の開発及び操業条件の設定
に主眼を置いて改良研究が進められているが、オイルピ
ットを抑制しようとすると焼付きが発生し、焼付きを防
止（−ようとするとオイルピットが発生し易くなる、と
いう不具合いな傾向がある為、オイルピットと焼付きを
どちらも満足のいく程度壕で改善するととは至難のこと
であると考えられていた。

本発明者等はこうした事情に鑑み、特に稠密六方晶金属
板を対象としてオイルピットの問題と焼付きの問題を同
時に解消し、表面精度の良好な同金属板を得ることので
きる技術を確立しようとして種々研究を進めてきた。そ
の結果、冷間圧延の初期段階で圧延ロールの表面に被圧
延金属をむじな固着金属微粉が一種のコーティングとな
ってオイルピットも焼付きも生じない圧延続行が可能と
なり、表面精度の卓越した同金属板が得られる、という
従来の常識からは到底予測することのできない新たな事
実を知見した。

本発明はかかる知見に基づく研究の結果として舷に提供
するものであ）、その構成は、研削仕上げ済みの圧延ロ
ールを用いて稠密六方晶の金属板を冷間圧延する方法に
おいて、圧延の初期は圧延油を供給しないか或は潤滑性
の悪い圧延油（水でも良い）を供給して圧延するととに
よシ、被圧延金属を圧延ロール表面に均質に固着させ、
しかる後潤滑性の優れた潤滑剤を供給しなから冷間圧延
を行なうところに要旨を有するものである。

従来の一般常識では、前述の如く冷間圧延工程で焼付き
が発生すると圧延荷重が増加して操業性が低下すると共
に、圧延製品の表面精度も著しく劣化すると考えられて
いたが、本発明では、上記の如く或は以下に詳述してい
く様に圧延の初期段階で固着を生じ易い条件を設定し、
一定距離の圧延を継続することによってロール表面に被
圧延金属を均質に固着させ、しかる後通常の冷間圧延を
続行していくものであシ、初期の固着コーティング層の
形成によって、その後はオイルピットの発生や圧延荷重
の増大といった問題を生ずることなく、表面精度の極め
て優秀な稠密六方晶金属板を円滑な操業性及び高生産性
のもとで冷間圧延することができる。

本発明においては、圧延初期段階で圧延ロールの表面に
固着コーティング層を形成する手段として、圧延初期に
は潤滑剤を供給しないか或は潤滑性の悪い圧延油を供給
しなから冷間圧延する方法を採用している。圧延ロール
に被圧延材の微粉が固着するか否かは圧延油の種類によ
って異なシ、例えば１００ｒｎ／分の速度で圧延した場
合、潤滑性の良い牛脂系エマルジョン型潤滑油を使用し
た場合は固着は発生しないが、潤滑性の悪い鉱油を使用
した場合は固着が発生する。また潤滑油を使用しない場
合は急速に固着が進行し、ロール回転数２０回転未満で
均質な固着コーティング層が形成される。なお、鉱油を
使用した場合は圧延速度によって異なるが、５０回転（
圧延速度１０ｍｐｍ）から２００回転（圧延速度１００
　ｍｐｍ　）程度で均質な固着コーティング層が形成さ
れる。この様にして固着コーティング層を形成した後通
常の潤滑剤（最も一般的なのは牛脂系エマルジョン型潤
滑剤）を供給しなから冷間圧延を続行すると、以降はオ
イルピットや焼付きを殆んど生ずることなく表面精度の
極めて高い圧延板を円滑に製造することができる。第１
図はこうした冷間圧延の経緯を概念的に示したものであ
り、圧延開始直後は所謂ダミーテイルを供給し、次いで
冷間圧延を始める。

このとき当初は潤滑剤を供給することなく、或は潤滑性
能の悪い潤滑剤を供給することによって圧延部で積極的
に固着を生じさせて均質なコーティング層を形成する。

この固着工程では第１図に破線で示した如く圧延速度を
若干低めに設定して固着コーティング層形成に要する時
間を短縮するととも有効である。ロール表面に固着コー
ティング層が均質に形成された後は、潤滑性能の優れた
通常の潤滑剤を供給しなから冷間圧延を継続するが、圧
延の初期に固着コーティング層を形成しておけば、以後
はオイルピットや焼付きを殆んど生ずることなく冷間圧
延を円滑に進めて行くことができる。

第２図は小型の２段圧延機を使用し、板厚０．９ｍｍ１
板厚６０ｍ１ｌｌのＴｉ板を冷間圧延したときの、各パ
ス毎の平均圧延圧力と累積ひずみの関係を示したもので
ある。尚使用した圧延ロールの直径は１６０ｍｎ＋で、
研削仕上げ加工を施したままのロールと、同様のロール
にＴｉの固着コーティング層を形成したロール（以下コ
ーティングロールということがある）の２種を使用し、
潤滑剤としては２％濃度の牛脂系エマルジョン潤滑剤（
粘度：６０　ｃｓｔ／　４０℃）を用いた。圧延速度は
２００ｍｐｍである。第３図及び第４図は得られた冷延
板表面の顕微鏡写真を示す。コーティングロールで圧延
された板の表面（第３図）にはオイルピットが全く見ら
れず、優れた表面精度を示すが、研削仕上げロールで圧
延された板の表面（第４図）には深さ８〜１０μの多数
のオイルピットが見られる。

第２図からも明らかな様に、累積圧下率の低いところで
はコーティングロールの方が研削仕上はロールよりもひ
ずみに対する圧延圧力が高く圧延効率は低い。しかし研
削仕上げロールでは、圧下率の増加に伴なう被圧地利の
加工硬化によって平均圧延圧力は徐々に増大して行くの
に対し、コーティングロールを使用した場合は第１パス
、第２パスでは研削仕上げロールの場合よシも平均圧延
圧力は高くなるが、それ以降は逆に低下傾向を示し、被
圧延材の加工硬化（累積ひずみ）が増大するにもかかわ
らず平均圧延圧力は１３０ｋｇ／ｍｍ”伺近で安定して
いる。即ち通常の冷間圧延法では、累積圧下率が高くな
るにつれて圧延圧力が単調に増加していく為、圧延末期
の圧延圧力は極めて大きくなるが、本発明法であれば累
積圧下率が高くなっても圧延圧力は比較的低い値で安定
しているので、圧延末期の圧延効率が極端に低下するこ
となく冷間圧延を最後まで円滑に遂行することができる
。この様にコーティングロールを使用するととによって
圧延の中期乃至後期の圧延圧力が低下する理由は必ずし
も明確にされた訳ではないが、バイト内で圧延材表面か
ら剥離する金属微粉末が潤滑剤と金属石けんを生成し、
これが境界潤滑領域での摩擦抵抗を低減させる為と考え
られる。尚第２図において、コーティングロールを使用
した場合に低累積圧下率領域で圧延圧力が大きい理由も
明確ではない。しかしバイト部での金属石けんの生成は
被圧延材の塑性変形量と関係があり、多量の金属石けん
が生成される為にはある程度の塑性変形量が必要である
との説もあるところから、圧延初期には被圧延材の塑性
変形量が小さいため十分な量の金属石けんが生成しない
為であると推定される。

またコーティングロールを使用するととによってオイル
ピットが著しく抑制される理由としては次の様に考える
ことができる。

オイルピットとは、前述の如くロールバイト内に介在す
る高圧の圧延油によシ、四−ル表面よりも軟質の被圧延
材表面が加圧されて凹凸を生じると考えられているが、
コーテイングロールでは、硬質のロール母材と被圧延材
の間に比較的軟質の金属コーティング層が存在する為、
このコーティング層が優先的に変形して被圧延材の変形
を抑制する。

上記の様な固着コーティング層形成工程は、研削仕上げ
ロールを組込後の第１バスの初期だけで行なえば良く、
第２バス以後および２木目以後のコイルの圧延では不要
である。コーティング層形成工程で圧延される被圧延材
の長さは、潤滑性の悪い圧延油を使用するほど短くて良
く、したがって圧延油を供給しない場合に最も短くなる
。第１バスでロールのコーティング層を形成するために
使用された圧延材の先端部分は圧延時のロールと圧延材
との間の摩擦係数が大きいために他の部分よシも板厚が
若干厚くなるが、この板厚偏差は第２パス、第３パスで
完全になくすことができる範囲のものである。また圧延
材表面も第２パス、第３パスで他の部分と全く同等とな
る／こめ製品ロスとなることはない。

尚上記の様にして固着コーティング層を形成した後は、
以後の圧延を円滑に実施する為潤滑性能の優れた潤滑剤
を使用し、且つ生産性向上という観点から高速度で圧延
操業を行なうのがよい。なお最高速度は設備面の制約、
並びにロールのヒート等圧延技術上の制約で定まるもの
であシ、オイルビットによる表面精度低下が制約となる
ことはない。

本発明は以上の様に構成されており、その効果を要約す
れば次の通シである。

■冷間圧延の開始初期に圧延ロール表面に被圧延金属を
固着コーティングさせることによって、以降の冷間圧延
をオイルビットや焼付きを生ずることなく円滑に実施す
ることができ、表面精度の卓越した稠密六方晶金属圧延
板を得ることができる。

■ＴＩ板等のこれまでの冷間圧延においては、例えば特
開昭５６−１６５５０２号公報にも開示されている様に
、オイルビット等を防止する為には圧延ロールを極力小
径にしてロールと圧延材との接触弧長を短くする等の工
夫が必要であり、太径のロールを用いることは実用上困
難であると考えられていだが、本発明であれば大径の圧
延ロールを使用した場合でもオイルビットや焼付き等を
生ずることなくスムーズに冷間圧延を行々うことができ
、生産性の向上に寄与することができる。

実施例 板厚３．　ＯｍｌＬ幅９０りｎ＋ｍのＴｉ板を使用し、
２００ｍｍφの冷間ロールを用いて下記表の圧下スノ 尚第１バスでは、コイルの先端部５０ｍを圧延する間だ
け圧延油を供給することなくｉｏＯｍ／分の速度で圧延
を行なってロール表面にＴｉを均質にコーティングし、
その後圧延速度を３００ｍ／分に高め圧延油（牛脂系油
の２チェマルジョン、粘度４０℃で６０　ｃｓｔ　）を
スプレー供給しながら圧延を行なった。また２パス目以
降はコイル先端から約３００ｍ／分の速度で圧延油を供
給しながら圧延した。第１バス及び第２パスは圧下率が
１０係弱であるが、３バス目以降は何れも１５饅以上の
圧下率で圧延が行なわれておシ、圧延荷重も６００〜７
００トンの範囲で最終バスまで安定して冷間圧延を行な
うことができた。

第３図はこの方法で得たＴｉ冷延板の表面性状を示しだ
図面代用顕微鏡写真であり、オイルビットの殆んどない
優れた表面精度が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する場合の圧延状況を示す概念説
明図、第２図は冷間圧延時の累積ひずみ及び出側板厚と
平均圧延圧力の関係を示すグラフ、第３図は本発明によ
って得た圧延板（Ｔｉ板）の表面性状を示す図面代用顕
微鏡写真、第４図は従来法で得た圧延板（Ｔｉ板）の表
面性状を示す図面代用顕微鏡写真である。 出願人　株式会社神戸製４＝１所 代理人　弁理士　植木久→パ′、 □　時間 出側板厚（鰭）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 研削仕上げ済み圧延ロールを用いて稠密六方晶の金属板
   を冷間圧延する方法において、圧延の初期は圧延油を供
   給しないか或は潤滑性の悪い圧延油を供給して圧延する
   ことによシ、被圧延金属を圧延ロール表面に均質に付着
   させ、しかる後潤滑性の優れた潤滑剤を供給しなから冷
   間圧延を行表うことを特徴とする稠密六方晶金属板の冷
   間圧延方法。