JPS6123696A - 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
オイルピットが殆んどなく表面品質の良好な同金属板を
生産性良く製造することのできる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の金属板とは
、Ｔｉ５Ｔｉ合金、Ｚｒ、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、反面圧延油を供給しす゛ぎると、圧
延ロールと被圧延材の間が流体潤滑となり、高圧の圧延
油と接する被圧延材の自由表面に凹凸（所謂オイルピッ
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なる金
属では、変形抵抗の低い方位の結晶が容易に変形する為
オイルピットが発生し易く、例えばＴｉ冷延板において
は該ピットの深さが十数ミクロンに達することも稀では
ない。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、ｉ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よって異々
る表面要求精度によっても異なるが、深さにして１〜２
μｍ以下であることが要求されることも少なくない。

ところでオイルピットは、前述の如く過剰量の潤滑油が
ロールと被圧延材との間に介入する為に生じるものと考
えられており、引込まれる潤滑油量を極限まで少なくし
且つ均一にすることができればオイルピットを極限状態
まで浅くなし得るものと考えられる。但しこの場合、圧
延中に油膜切れが起こると焼付きの問題が発生するので
、特にＴｉ＋Ｚｒ或はこれらの合金の様に焼付き易い金
属板の圧延においては、必要最小限の量の油を被加工板
の表面全域に均一に付着させることが極めて重要な課題
となる。しかしながら従来の潤滑剤では、焼付きを生じ
ない程度の量の潤滑剤を使用するとオイルビットが発生
し、一方オイルピットが発生しない程度まで潤滑油供給
量を減少すると油膜切れを起こして焼付きの問題が発生
し、上記２つの問題を同時に解消することはできなかっ
た。

本発明者等はこうした事情に着目し、稠密六方晶金属板
を対象として、潤滑剤の供給量過多によるオイルビット
の発生及び潤滑剤の油膜切れによる焼付きの発生という
２つの問題を同時に解消することのできる様な冷間圧延
法を確立しようとして、エマルジョン潤滑剤の粒子径や
けん化価、圧延速度等を主体にして種々研究を進めてき
た。本発明社かかる研究の結果完成されたものであって
、その構成は、中心粒径が６μｍ以下で且つけん化価が
８０以上である油性分散質、を含むエマルジョン型潤滑
剤を使用し、稠密六方晶金属板を冷間圧延するところに
要旨を有するものである。

本発明では上記の如く特にエマルジョン截潤滑剤を構成
する分散質の粒径及びけん化価を厳密に規定しているが
、その理由は以下に詳述する通シである。即ち本発明者
等が種々の予備実験を行なったところによると、エマル
ジョン型潤滑油の潤滑ａ能ａ、エマルジョン濃度もさる
ことながら、「分散質のけん化価及び粒子径によって著
しい影響を受ける」という知見が得られためで、これら
の点を定量的に明確にすべく研究を進めた。そしてけん
化価の異なる種々の牛脂系油を分散質とするエマルジョ
ン型潤滑剤（濃度１チ又は０．５％）を調製し、各潤滑
剤を用いて圧延実験を行ない、圧下率Ｃｔ　Ｉ　＝／ｎ
（ｂ、ｏ／ｈ　ｉ　）　）と平均圧延圧力（Ｐｍ）の関
係を調べた。但し圧延条件は次の通シとしワークロール
径２５４ｍｍ＋圧延速度１２ｍ／ｍで１パスあたりの圧
下率を１０チとし厚さ１．０　Ｉ！ｌｆｆ１の純チタン
板を厚さ０．５＋＋＋ｍｔで圧延した。その結果は第１
図に示した通シであシ、圧下率の増大に伴なう平均圧延
圧力の増加傾向は牛脂系油のけん化価によって著しく異
な）、けん化価が零のものでは極〈僅かな圧下率でも圧
延圧力は急激に高ｔカ、圧延操業は実質上困難になると
考えられる。そして牛脂系油のけん化価が高くなるほど
圧延圧力の増加傾向は小さくなぁか、圧延圧力はけん化
価が８０の潤滑剤を使用したときに観測される圧力が実
操業上の限界で゛あシ、８０未満の４のでは圧延圧力が
高くなシすぎて実操業が困難になる。そして８０以上の
牛脂系油を使用したものでは前記増加傾向が比較的緩慢
になると共に、平均圧延圧力社約１７０ψが程度以下で
頭打ちの状態となシ、圧下率を高めてもそれ以上に平均
圧延圧力が増大することはない。これらの結果からも明
らかな様に、圧延時の通板抵抗を抑えて冷間通板を円滑
に遂行していく為には、エマルジョン型潤滑剤を構成す
る油性分散質としてけん化価が８０ＡＬ上のものを選択
すべきであることが分かる。

次に油性分散質の粒径及び濃度が潤滑性能に与える影響
を明確にする高次の実験を行なった。但し本発明に言う
油性分散質の中心粒径とは、例えば第２図に示す様なエ
マルジョン粒径分布におけるピーク位置の粒子径を言い
、粒径分布はコールタ−カウンター（５０μｍのアパチ
ャーチューブ使用）によって測定する。

実験に当たっては、油性分散質として牛脂系油（けん化
価は１８５）を使用し、分散質の中心粒径及び濃度の異
なるエマルジョン型潤滑剤をｖ４製し、直径２００ｍｍ
の圧延ロールを用いＴｉ板（結晶粒径：約５μｍ）の通
板速度を変えて冷間圧延したときの圧延板とオイルビッ
ト深さを比較した。

結果は第１表に示す通シであシ、分散質の中心粒径が６
μｍ以下であるエマルジョン型潤滑剤を使用スると、エ
マルジョン濃度や圧延速度に関係なくオイルビット深さ
を１〜２μｍ以下に抑えることができる。これに対し中
心粒径が１０μｍを超えるエマルジョン型潤滑剤を使用
すると、圧延速度を５０ｍ／分まで落とした場合でもオ
イルビットを小さくすることができない。また中心粒径
が６〜１０μｍのエマルジョン潤滑剤を使用すると、圧
延速度を低くした場合にはオイルビットを小レベルに抑
えることができるものの、実際の冷間圧延で採用される
２００ｍ／分以上の速度ではオイルビットが極めて深い
ものとなる。尚中心粒径が６μｍ以下であるエマルジョ
ン型潤滑剤を使用した場合、オイルビット深さは２００
　ｍ／分の圧延速度で＃ｌぼ飽和状態に達し、圧延速度
をそれ以上に高めてもオイルビットが深くなることはな
い。換言すれば本発明の規定要件を満たすエマルジョン
型潤滑剤を使用すれば、圧延速度に関係なくオイルビッ
ト深さを極めて小さくすることができ、圧延速度アップ
による生産性向上という要請にも十分に対応して行くこ
とができる。

また第３，４図はＴ（圧延板の表面性状を示す図面代用
顕微鏡写真（何れも４００倍）でｓｂ、第３図は牛脂系
油を分散質とする中心粒径８〜１０μｍ、濃度２チのエ
マルジョン型潤滑剤を使用した場合（比較例）、第４図
は同じく牛脂系油を分散質とし中心粒径が２〜３μｍ、
濃度が２−〇エマルジョン型潤滑剤を使用した場合（本
発明例）を夫々示している。これらの写真を比較すれば
明らか々様に、中心粒径の大きいエマルジョン型潤滑剤
を使用した場合の圧延板表面に生じるオイルビットは極
めて著しいが（第３図）、本発明の規定要件を満たす中
心粒径の小さいエマルジョン潤滑剤を用いた場合のオイ
ルビットは格段に少なく且つ深さも１〜２μｍと浅くな
っている（ｇ、４図）。

単位二μｍ 尚エマルジョンの粒度構成を判断する為の他の基準とし
て、特定粒径のものを境界とし該粒径を超えるものと該
粒径以下の含有量のものに分けそれらの含有率比（体積
比：　Ｅ、Ｄ、Ｐ、Ｉ：Ｅｍｕｌ−ｅｉｏｎ　Ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｆｉｌｅ　　Ｉｎｄｅｘ）で
比較する方法が考えられる。そこで本発明者等はこうし
た判断要素に基づく好適粒度構成を明確にする為、次の
実験を行々った。即ちオイルビットの発生量及び深さが
急変する６μｍを基準にして、〔（６μｍ超のものの含
有率）／（６μｍ以下あものの含有率）〕の比率の異な
るエマルジョン型潤滑剤を色々準備し、各潤滑剤を使用
してＴｉ板の冷間圧延を行ない（圧延速度：２００ｍ／
分、エマルジョン濃度：ｘ％、圧延ロール：＃３２゜エ
メリー研磨ロール、２００ｍｍφ）、圧延板表面に形成
されるオイルビットの深さと前記比率の関係を調べた。

結果祉第５図〔図中０書で示した数値は中心粒径を示す
〕に示した通ルであ勺、前記比率が１を超えるとオイル
ビットは急激に深くする傾向が見られるが、１以下のも
のではオイルビット深さを１〜２μｍ以下に抑えること
ができる。

この様にエマルジョン型潤滑剤の判定要素として前記比
率を採用することも有意義である。

以上の様に本発明では、その目的を達成する為油性分散
質のけん化価及び中心粒径が厳密に規定されるが、その
他の要件は格別特殊なものではない。例えばエマルジョ
ン型潤滑剤の濃度は梶来がら知られたエマルジョン型潤
滑剤の好適濃度と殆んど同じであシ、０．５〜１０％、
よシ好ましくは０．５〜５％の範囲である。また前述の
説明では油性分散質として最も一般的な牛脂系油を用い
た例を示したが、油性分散質は前記好適けん化価を有す
るものである限シ牛脂系油に限られるものではなく、他
の油脂や脂肪酸等（具体的にはパーム油、ラード油等の
天然油脂或はダイマー駿の様な合成脂肪酸部片使用する
ことも勿論可能である。

また上記の様な中心粒径のエマルジョン潤滑剤を製造す
る方法も特に限定されず、例えばアニオン系、カチオン
系或は両系の親水基を有する界面活性剤または非イオン
系の界面活性剤（乳化剤）を油に加えることによシ、油
粒子のまわルが水に囲まれて、油粒子が水に均一に分散
されたエマルジョンとすることができる。そして乳化剤
の種類や量を変えることによ）、またエマルジョンにし
た後の攪拌条件を適切に選ぶことにより所期のエマルジ
ョン粒子径を得ることができる。

本発明は以上の様に構成されておシ、その効果を要約す
れば次の通シである。

■油性潤滑剤はけん化価が高く金属との親和性が良好で
あるので、被加工板の表面に薄い油膜を形成し易い。従
って微細な中心粒径とも相まって圧鷲ロールのバイト部
で均質な極薄油膜を確実に形成することができ、潤滑剤
過多によるオイルピットの発生を可及的に抑制すること
ができる。しかも油膜切れを起こし難いので焼付き現象
を生じることも少なく、稠密六方晶金属板の冷間圧延を
支障なく遂行することができる。

■前記第１表でも示した様に、圧延速度を高めてもオイ
ルピットは浅いものであシ、また高速圧延のもとで焼付
きも一層生じ難くなるので、表面精度の良好な冷間圧延
板を生産性良く製造することができる。

■Ｔｉ板等の冷間圧矩においては、これまではえば特開
昭５６−１６５５０２号公報にも開示されている様に、
オイルピットを防止する為には圧延ロールを極力小径に
してバイト部を狭くする等の工夫が必要であシ、大径の
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
たが、本発明の規定要件を満たすエマルジョン潤滑剤を
使用すれば、かなル太径の圧延日−ルを採用しても支障
なく冷間圧延を行なうことができ、生産性の向上に寄与
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、濃度及びけん化価の異なる牛脂系エマルジョ
ン泊滑剤を使用した場合における圧下率（ｔｉ−１ｌｎ
（ｈｏ／ｈｉ）：ｌと平均圧延圧力（Ｐｍ）の関係を示
すグラフ、第２図は中心粒径の意味を説明する為の図、
第３，４図は冷間圧延実験で得たＴｉ板の表面性状を示
す図面代用顕微鏡写真、第５図杜６μｍを基準とするそ
の前後の大きさを有する油粒子の含有比がオイルピット
深さに与える影響を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心粒径が６μｍ以下でけん化価が８０以上の油性分散
   質を含むエマルジョン型潤滑剤を使用することを特徴と
   する稠密六方晶金属板の冷間圧延方法。