JPS6123697A - 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
オイルビットが殆んどなく表面品質の良好力量金属板を
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
、Ｔ　Ｊ　、Ｔ　１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
四−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な
い。このオイルビ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ビットを如何に
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
オイルビットの許容限界は製品の用途によって異なる表
面要求精度によっても異なるが、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。

ところでオイルビットは、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
えられておシ、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やＺｒ及びそ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ゼットが発
生し、一方オイルビ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、稠密六方晶の金属
板を対象として、潤滑剤の供給量過多によるオイルピッ
トの発生及び潤滑剤の油膜勧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
やけん化価並びに圧延速度の影響等を中心にして種々研
究を進めてきた。本発明はかかる研究の結果完成された
ものであって、その構成祉、中心粒径が５〜１゜μｍ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、１００ｍ／分以下の速度で稠
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エマルジョン型潤滑剤を構成する
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すである。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
ン型潤滑剤の潤滑性能は、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儒しい
影響を受ける」という知見が得られたので、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
の異なる色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５％）を調製し、各潤滑剤を用い
て圧延実験を行ない、累積圧Ｔｉｃ　ｔｉ＝ｌｎ（ｈａ
／、。）、！：、ＦＭＩＥ［ＢＥカ、。、　　　　）の
関係を調べた。但し他の圧延条件は下記の通シとした。

〔圧延条件〕

ワークロール径；２５４關 圧延速度　　　；１２ｍ／ｍ 圧下率　　　　；１０チ／パス 素板厚さ　　　；１．Ｏｍｍ 仕上板厚　　　；０．５肛 その結果は第１図に示した通ってあり、累積圧下率の増
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シ、けん化価が零のものでは極く
僅かな累積圧下率でも圧延圧力が急激に高まり、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
るが、圧延圧力はけん化価が８０である潤滑剤を使用゛
したときに観測される圧力が実操業上の限界であシ、８
０未満のものでは圧延圧力が高くな多すぎて実操業が困
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
力は約１７０ｋｇ／ｍ＋＋＋’程度以下で頭打ちの状態
となシ、圧下率を嵩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、
圧延時の圧延圧力の過度の増大を抑えて冷間圧延を円滑
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８０以上のものを選択す
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（ａ）　、　
（ｂ）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
（５０７ｚｍ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調製し、直径２００ｍｍの
圧延ロールを用いＴｉ板（結晶粒径：約５μｍ）の圧延
速度を変えて冷間圧延したときの圧延板とオイルピット
深さを比較した。

′　結果は第１表に示す通ルであシ、分散質の中心粒径
が５μｍ以下であるエマルジョン製潤滑剤を使用すると
、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、この点を特
徴的要件とする発明については別途特許出願を済ませて
いる。−男中心粒径が１０μｍを超えるエマルジョン型
潤滑剤を使用した場合は、圧延速度を５０ｍ／分まで落
としてもオイルビットを十分に小さくすることができな
い。これらに対し中心粒径が５〜１０μｍのエマルジョ
ン型潤滑剤を使用すると、圧延速度を２ｏｏｍ／分以上
の高速に設定した場合はオイルビットを十分に抑制する
ことができないが、圧延速度を１００ｍ／分以下に設定
した場合はオイルビットを２〜３μｍ以下に抑えること
ができる。

即ち本発明では、エマルジョン型潤滑剤として油性分散
質の中心粒径が５〜１０μｍであるものを使用すると共
に、圧延速度を１００ｍ／分以下に設定することによっ
てオイルビットを抑制する点に最大の特徴を有するもの
である。尚とつした目的は中心粒径が５μｍ以下で奉る
エマルジョン型潤滑剤を使用することによっても当然に
達成される。しかし第１表からも明らかな如くその様な
微小粒径のエマルジョン型潤滑剤であれば圧延速度に制
約されることなく常にオイルピット抑制効果を享受し得
るものであシ、前記した別途特許出願の内容に属するも
のであって、適正圧延速度との組合せを必須とする本発
明の構成とは異なるものと言うべきである。

第１表 単位＝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て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　−５ｆｏｎ
　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｆｉｌｅ　Ｉｎｄ
ｅｘ）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、次の実験を行なった。即ちオイルビット・の発生量
及び深さが急変する７、５μｍを基準にして、［（７，
５μｍ超のものの含有率）／（７，５μｍ以下のものの
含有率）〕で与えられる比率の異なるエマルジョン型潤
滑剤を色々調製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／分又は１００ｍ／
分、エマルジョン濃度：１チ、圧延−−ル：＃３２０エ
メリー研磨ロール、２００Ｍφ）、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。

結果は第３図に示す通シであシ、この結果より次の様に
考えることができる。即ち圧延速度が２００ｍ／分では
ＥＤＰＩが１以上になると急激にオイルビットが深くな
っている。これに対し圧延速度を１００ｍ／分以下に設
定すると、ＥＤＰ　Ｉが１を超えた場合でもオイルビッ
ト深さを２〜３μｍ以下に抑えることができる。尚オイ
ルビット深さが２〜３μｍ以下のものは、実質的に問題
のない表面肌と評価して差支えない。換言すれば、圧延
速度を１００ｍ／分以下に設定すると、前記比率が１〜
４のものであってもオイルビットを十分低レベル咳抑え
得るものであシ、エマルジョン型潤滑剤の判定基準とし
て前記比率を採用することも有意義である。

第４，５図はＴｉ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）であシ、第４図は牛脂系油を
分散質とする中心粒径８〜１０μｍ１濃度２チのエマル
ジョン型潤滑剤を使用し、速度２００ｍ／分で冷間圧延
した場合（比較例）、第５図は上記と同じエマルジョン
型エマルジョｙｆｉ潤滑剤を使用し、速度５０ｍ／分で
冷間圧延した場合（本発明）を夫々示している。これら
の写真を比較すれば明らかな様に、同じ中心粒径（８〜
１０μｍ）のエマルジョン型潤滑剤を使用した場合で本
、圧延速度が２００ｍ／分の場合（第４図：比較例）は
オイルビットが深く且つ全面に多量発生しているのに対
し、圧延速度を５０ｍ／分に設定したもの（第５図：本
発明例）では、オイルビットの数が少なく且つ極めて浅
くなっていることが確認できる。

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並びに圧延速度が厳密に規定
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従来から知られたエ
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チの範囲であ
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ル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　　　　　　ｉ
的にはパーム油、ラード油等の天然油脂或はグイマー酸
の様な合成脂肪酸など）を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
粒子が水粒子に囲まれて、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り、或社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ル、所望のエマルジョ
ン粒子径のものを得ることができる。

本発明は以上の様に構成されてお）、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及び適正な圧延速度の設定とも相ま
って圧延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ビットの発
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
。

【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
ン潤滑剤を使用した場合における圧下率Ｃｔｉ−Ａｉｎ
（ｈｏ／ｈｉ）］と平均圧延圧力（Ｐ　ｍ　）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図は７．５μｍを基準とするその前・後の粒子の
含有比がオイルビツト深さに与える影響を示すグラフ、
第４，５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である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心粒径が５〜１０μｍでけん化価が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、１００
   ｍ／分以下の速度で冷間圧延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。