JPS609866A - 均一微細なマクロ模様を有するチタン及びチタン合金板の製造方法 - 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】 この発明は、微細で、かつ一様なマクロ模様を有し、実
質的にマクロ不良の無いチタン及びチタ　１− ン合金板を製造する方法に門するものである。

一般に、チタン及びチタン合金板は極めて優れた耐食性
並びに耐熱性を示すものであり、しかも高い比強度を有
していることから、近年、その需要は増加の一途をたど
ってきており、量産技術の進歩とともにその適用分野も
極めて多岐にわたるようになってきた。

ところで、従来、チタン及びチタン合金板は、という工
程か、或いは、更にこの後冷間圧延を行ってから再度焼
鈍・酸洗を施すという工程のいずれかによって製造され
るのが普通であり、その使用にあたっては、酸洗仕上げ
のままか、又はせいぜい調質圧延を施した２Ｂ仕上げの
−１まの材料が供されるに過ぎず、それ以上の表面加工
を施されることは極めて稀なことであった。

しかしながら、上述のような方法で型造されたチタン及
びチタン合金板には殆ど例外なく組織のマクロ的不均−
（以下、マクロ不良と称す）が存在し、これを除くこと
が極めて困惟であるという問題点があったのである。

もつとも、従来は、上述のように酸洗仕上げのま脣か又
は調質圧シ瓜をＪＪ＠　したま・）・で使用されていた
関係上、チタン及びチタン合金板にマクロ不良が存在し
たとしても夕（、ｆ７ｉ、Ｊ、−トは一様にしか見えず
、格別に程度の悪いマクロ不良でない限りは欠陥として
問題視されることがなかったので、マクロ不良改、；、
′に対する検討もそれ１所ど切実に行われてい々かった
のが実状であった。

ところ〆バ、最近に至って、チタン及びチタン合金板が
鏡面に近い研磨やエツチングを施す用途に供されること
も多く々つたことから、光沢ムラやエツチンダムラを生
ずるマクロ不良は、その程度が軽微であっても重大な問
題とされるように寿ってきたのである。

例えば、銅箔製造装置の電着ドラム材は従来ステンレス
鋼板で作られていたう；、製品銅箔の性能向上とドラム
の耐久年数向上のため、最近では次第にチタン材が用い
られるように々つてきた。そして、この場合には前記ド
ラムは鏡面研磨されることと々るので、ドラム材にマク
ロ不良があると光沢ムラを生ずることとなってその商品
価値が問題とされるばかりでなく、マクロ不良そのもの
が銅箔にそのままプリントされて銅箔品質上の致命的欠
陥となるため、チタン及びチタン合金板に通常に認めら
れる程度の栢く軽度のマクロ不良であっても、１ｆめて
厳重にチェックされ、決して容認されることが々い。

このように、峻近でにチタン及びチタン合金板のマクロ
不良に対する認識は従来と大きく異なってきており、マ
クロ不良の熱いチタン及びチタン合金板を安定して量産
し得る方法の確立が急務とされていたのである。

本発明者等は、上述のような観点から、微細でかつ一様
なマクロ模様を有し、実質的にマクロ不良の無いチタン
及びチタン合金板を、既存設備の使用のみで安定（〜て
量産する方法を見出すべく、オー４′″、各種のチタン
及びチタン合金板に現われるマクロ不良の形態を仔細に
検討しつつ、基偕的な研究を行ったところ、 チタン及びチタン合金板のマクロ不良ににＬ複数のタイ
プが存在し、これを分類すると、（Ａ）　ε）１布組織
残留によるマクロ不良、ＣＰ、）変態組織只′・留によ
るマクロ不良、＜ｃ）ｒ＋＋大結晶粒の存在によるマク
ロ不良、■）圧・灰によって生ずる、圧延方向に平行な
バンド状のマクロ不良、 の４つに大別することプ・９できるとの結論に達したの
である。

そこで本発明者等は、チタン及びチタン合金板のマクロ
不良を完全に防市するためには前記４種類のマクロ不良
原因をそれぞれ取り除くことが不可欠であるとの観点に
立って、それらの発生原因のより詳？Ｉｎな究明とその
改善を目指し、ラボテスト等を繰ミホしながら研究を重
ねた結果、以下（ａ）〜（ｆ）に示される如き知見を得
るに至ったのである。

即ち、 ＩＡ）前記タイプ■のマクロ不良は、鋳造組織が板材製
造工程中に十分破壊されず、部分的に最終製品板にまで
残留することに起因するものであるが、チタン及びチタ
ン合金の鋳造組織破壊の度合は、分塊鍛造及び熱延の際
の加熱温度に強く影響されるものであって、この加熱温
度を特定値以上にすると鋳造組織の破壊が極めて円滑に
進行すること。

第１表は、分塊鍛造及び熱延の際の加熱温度がマクロ模
様に及ぼす影響をラボ的に試験した結果を示すものであ
り、試験は、１２０φの純チタンインゴットを用い、こ
れを５０ｍｍ厚にまで鍛造した後、更に２５ｍｍ厚まで
熱延してマクロ模様を観察するという方法によって実施
されたものであるが、該第１表からも明らかなように、
鍛造又は熱延の加熱温度が低いと鋳造組織が一部残留す
るのに対して、該温度が９５０℃以上に々ると、インゴ
ットを２５Ｍ厚程度にまで鍛造・熱延するのみで鋳造組
織が完全に破壊されてしまって、タイプ（ト）のマクロ
不良が解消されることがわかる。

（注）○印は「鋳造組織なし」を、Ｘ印は「鋳造組織残
留ｊを示す。

第１表 （ｂ）　前記タイプの）のマクロ不良は、変態組織が焼
鈍後も正常なα粒とならず、最終製品板にまで残留する
ことに起因するものであるが、これは仕上熱延における
加熱温度を変態点以下とすることによって十分に防止で
きること。

（ｃ）　前記タイプ（０のマクロ不良は、ミクロ的に粗
大力α結晶粒の存在する、いわゆる混粒状態の組織に起
因するものであるが、この朴大α粒が混入する傾向は仕
上熱延における加熱温度が高いほど顕著にカリ、逆に該
加熱温度が７００Ｃ以下になると粗大α粒は姿を消して
しまい、タイプＣ）のマクロ不良が生じなくなること。

第１図は、熱延加熱温度及び熱延方向と、板材のマクロ
模様との関係を調査したラブ試験結果を示すものであり
、試験は、第１表における試験番号２によって得られた
２５膿原素材を用い、これを１０ｍｍ厚にまで仕上熱延
してマクロ模様を観察するという方法によって実施され
たものである。

（ｄ）熱延の終！Ｌ温度（−１：マクロ模様にほとんど
影響しないこと。

（ｅ）　前記タイプ（Ｄ）のマクロ不良は、圧延方向に
平行に伸びたバンド状の光沢ムラであるが、これをミク
ロ的に観察すると、１つのバンド内に存在する結晶粒と
隣接するバンド内のそれとの粒径が若干光っており、こ
れが光沢ムラの原因と々つていて、このタイプのマクロ
不良は、前記第１図からも明らかなように熱延における
加熱温度又４は終止温度を変えても改善されることがな
い。ところが、熱延工程中に、好ましくは粗熱延と仕上
熱延の間で圧延方向をほぼ９０度変えるクロス熱延を実
施すると、このタイプ■）のマクロ不良は著しく改善さ
れること。

（ｆ）従って、分塊鍛造及び粗熱延の加熱温度を９５０
℃以上、仕上熱延の加熱温度を７００　℃以下とし、更
に、熱延形式を、粗熱延と仕上熱延とをクロスさせたク
ロス熱延とすれば、各種タイプのマクロ不良が有効に防
止されて、微細でかつ一様なマクロ模様を有するチタン
又はチタン合金熱延板が確実に得られ、しかもこれに冷
間圧延を施したとしてもマクロ模様には何の悪影響も現
われず、品質の良い冷延板が得られること。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 分塊鍛造、粗熱延及び仕上熱延を順次施す工程を含む通
常のチタン及びチタン合金熱延板又は冷延板製造工程に
おいて、分塊鍛造及び粗熱延における加熱温度を９５０
℃以上にするとともに、仕上熱延における加熱温度を７
００℃以下とし、かつ粗熱延と仕上熱延との圧延方向を
変換したクロス熱延を実施することにより、均一微細な
マクロ模様を有し、実質的にマクロ不良の無いチタン及
びチタン合金板を安定して製造することに特徴を有する
ものである。

力お、この発明において対象とするチタン及びチタン合
金には格別な制限は々く、通常の純チタン、Ｔｉ−Ｍｎ
合金、Ｔｉ　−Ｍｎ−Ａｔ合金、Ｔｉ−Ｆｅ−Ａｔ合金
、Ｔｉ−Ａｔ−Ｖ合金、Ｔｉ−Ａｔ−ＶＳｎ合金、Ｔｉ
−Ａ２−８ｎ　−Ｚｒ−Ｍｏ合金等、いずれを対象とし
ても十分な効果を得ることができる。

また、この発明の方法において、分塊鍛造及び粗熱延の
際の加熱温度を９５０℃以上に限定したのは、該加熱温
度が９５０℃未満では鍛造及び熱延によっても鋳造組織
が完全に破壊されることがなく、これに基づく前記タイ
プ（４）のマクロ不良を生ずるように々るとの理由から
である。そして、通常のチタン及びチタン合金板の製造
においては、まず、分塊鍛造と粗熱延によってインゴッ
トから２５謔厚程度の中間ブ製品を得るという工程がと
られているが、この際の分塊鍛造と粗熱延の加熱温度を
９５０℃以上とすることで、前記工程終了までに鋳造組
織が確実に破壊されてしまってタイプ（Ａ）のマクロ不
良を効率良く抑えることができる。

このととは、前記第１表に示される結果からも十分明ら
かなことである、 更に、仕上熱延における加熱温度を７００℃以下に限定
したのは、該加熱温度が７００℃を越えると板材製品に
粗大なα結晶粒が混入するように−ｙって前記タイプ０
のマクロ不良を生ずるようになるとの理由からである。

そして、仕上熱延における加熱温度を７００℃以下とす
ることでタイプ（０のマクロ不良が防止されるばかりで
なく、前記加熱温度を７００℃以下にするということは
とりも直さず変態点以下の加熱温度にするということで
もあるので、変態組織残留による前記タイプ■）のマク
ロ不良も有効に防止できることとなるのである。このこ
とは、前記第１図からも明らかなことである。

次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。

実施例　１ まず、重量割合で、Ｆｅ：０．０４　％　、　Ｏ：　０
．０４％、Ｃ：０．０１％、Ｎ：０．０１％、Ｈ：０．
００１０チを含み、残りが実質的にＴｉである成分組成
の純チタンインゴット（２８０φで、重量：１ｔ）を用
意し、これを、 の工程、又はこれを更に冷間圧延してから焼鈍・酸洗す
る工程により、第２表に示される板厚の純チタン熱延板
又は冷延板を製造した。

このときの製造条件は、同じく第２表に示される如きも
のであった。

次に、このようにして得られた各純チタン板についてそ
のマクロ模様を観察し、その結果を第２表に併せて示し
た。

第２表に示される結果からも明らかなように、本発明方
法１〜６によって製造された純チタン板にはいずれもマ
クロ不良が全く認められず、微細でかつ一様なマクロ模
様を呈していたのに対して、分塊鍛造及び粗熱延の加熱
温度を本発明の条件よりも低くした比較法７及び８によ
って得られた純チタン板にはいずれもタイプ（ハ）を主
体としたマクロ不良が生じており、仕上熱延の加熱温度
を９５０℃と変態点以上にした比較法９及び１０によっ
て得られた純チタン板にはいずれもタイプω）を主体と
したマクロ不良が、そして仕上熱延の加熱温度を変態点
よシも低いが７００℃よυも高い温度にした比較法１１
〜１３によって得られた純チタン板にはいずれもタイプ
（０を主体としたマクロ不良が、更にクロス熱延を行わ
力かった比較法１４及び１５によって得られた純チタン
板にはタイプ０のマクロ不良が形成されていることがわ
かる。

力お、第２図、第３図、第４図及び第５図に示されるも
のは、それぞれ第２表における試験番号４．９．１２及
び１４の方法によって得られた純チタン熱延板のマクロ
組織を示す写真図であシ、各図に示される３つの区画は
底面を同一基準面として、左からそれぞれ１０ｍｍ厚、
７ｍ厚及び５ｆｉ厚にまで切削したものを示していて、
板厚方向によってマクロ組織が変化していないことが確
認できるものである。

実施例　２ 壕ず、重量割合で、Ａｔ：６．１５チ、　Ｖ　：　４．
２１％、Ｆｅ：０．１１’％、Ｃ：０．０１％、Ｎ：０
．０１％。

０　：　０．１７チ、Ｈ：　０．０００６チを含み、残
シが実質的にＴｉである成分組成の６Ａｔ−４Ｖ系チタ
ン合金インゴット（４２０φで、重量：１ｔ）を用意し
、実施例１におけると同様、 の工程で板厚：５瓢の熱延板を製造した。

このときの製造条件は、第３表に示される如きものであ
った。

第３表に示される結果からも、本発明方法１６及び１７
によって製造されたチタン合金熱延板にはマクロ不良が
全く認められず、微細でかつ一様なマクロ模様を呈して
いたのに対して、比較法１８によるものはストレート熱
延のため、比較法１９によるものは粗熱延の加熱温度が
９００℃と低いため、そして比較法２０によるものは仕
上熱延の加熱温度が９５０℃と高いために、それぞれタ
イプ０、タイプ（４）、及びタイプ（Ｂ）を主体とした
マクロ不良を生じていることが明らかである。

上述のように、この発明によれば、微細でかつ一様なマ
クロ模様を有し、マクロ不良が存在しないチタン及びチ
タン合金板を、簡単・容易に安定して量産することがで
き、鏡面研磨やエツチングが必要な機器類にも十分に適
用できるチタン及びチタン合金板を低コストで供給する
ことが可能となるガど、工業−ヒ有用な効果がもたらさ
れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は仕上熱延加熱温度と得られる熱延板のマクロ模
様との関係を示す図、第２図は本発明方法によって得ら
れた純チタン熱延板のマクロ組織写真図、第３図、第４
図及び第５図はそれぞれ別の比較法によって得られた純
チタン熱延板のマクロ組織写真図である。 出願人　日本ステンレス株式会社 伏理人　富　１）和　夫　ほか１名 鍵２図 第３図 １横昭ＧＧ−９８６Ｇ　（７） 第４図 ≠５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分塊鍛造、粗熱延及び仕上熱延を順次施す工程を含む方
   法にてチタン及びチタン合金板を製造するに際して、分
   塊鍛造及び拐熱延における加熱温度を９５０℃以上にす
   るとともに、仕上熱延における加熱温度’ｔ７００℃以
   下とし、かつ粗熱延と仕上熱延との圧延方向を変換した
   クロス熱延を実施することを特徴とする、均一微細なマ
   クロ模様を有するチタン及びチタン合金板の製造方法。