JPS63128159A - 高強度純チタン薄板の良好な平坦度を得る冷間圧延方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は純チタン材の冷間圧延技術に係り、特に高強度
純チタン薄板を良好な平坦度で冷間圧延可能な方法に関
するものである。

（従来の技術） チタン材は軽量で強度が高く、シかも耐食性に優れ、絞
り加工性が良好であるので、多方面の用途に利用されつ
つある。

しかし、用途によっては厳しい平坦度が要求される場合
もあり、特に航空機用の場合には、軽量化の要請から高
強度の純チタン材を用い、これをより薄くした良好な平
坦度のシート材（薄板）が必要とされている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、純チタン材の薄板には低強度のものと引張強
さが４６ｋｇｆ／ｍｍ”以上の高強度のものとがあるが
、現在量産されているものは低強度の純チタン材である
。しかし、一般に高強度材或いは薄物材になるにしたが
って薄板の平坦度を良好にするのが難しく、高強度純チ
タン材の薄板の製造の歴史が浅いため、平坦度の良好な
高強度純チタン薄板を製造できる圧延条件が確立されて
いないのが現状である。

すなわち、高強度純チタン材の薄板を能率よく冷間圧延
により製造するには、材料に比較的大きな張力を負荷し
小径作業ロールを保有する冷間圧延機で圧延する低強度
純チタン材の薄板製造技術かはゾそのま〜適用されてお
り、例えば、圧延張力が７〜１４　ｋｇｆ　／　ａｍ”
、圧延パススケジュールの各圧下率が７〜１３％、総圧
下率が３０〜７０％の圧延条件を適用した場合、中延び
、耳波が発生するほか、高強度純チタン材特有のヘリン
ボーン、すじ延びが発生してしまい、平坦度の良好な薄
板が得られない。特に小径作業ロールを使用して冷間圧
延した時に上記のような平坦度欠陥が発生しやすい。

そこで、この対策として冷間圧延の後工程の調質圧延を
軽圧下で行ったり、テンションレベラーによって形状矯
正が試みられているが、ヘリンボーン及びすじ延びを矯
正することは不可能である。

そのため、このような形状不良が発生した高強度純チタ
ン薄板については、再焼鈍酸洗−再冷間圧延によって板
厚を変更して転用使用する等の救済法を適用せざるを得
ないのが実情であり、目標板厚にストレートに冷間圧延
できないばかりでなくコスト高を招いていた。

本発明は、か＼る実情に鑑み、冷間圧延により、高強度
純チタンの薄板を中延び、耳波は勿論のこと、ヘリンボ
ーンやすじ延びが発生しない良好な平坦度で製造できる
方法を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、高強度純チタン
の薄板の冷間圧延に際して特にヘリンボーン、すじ延び
が発生する原因の究明に努め、その対策を見い出すべく
鋭意研究を重ねた結果、冷間圧延工程と焼鈍酸洗工程を
繰り返す冷間圧延において、各冷間圧延工程の圧延張力
並びに板厚が小さくなったときの各パスの圧下率をコン
トロールすることにより、平坦度欠陥が全くない高強度
純チタン材の薄板を製造できることを見い出したもので
ある。

すなわち、本発明は、引張強さが４６　ｋｇｆ／ａｍ”
以上の高強度純チタンの熱延板、冷延板等の板材につき
、焼鈍後、冷間圧延工程と焼鈍酸洗工程を繰り返して薄
板を製造するに際し、圧延張力を１５〜３０　ｋｇｆ　
／　ｍａｄ”の範囲にコントロールし、各冷間圧延工程
における総圧下率を１０〜４０％とし、かつ、板厚１．
０ｍｍ以下における各パスの圧下率が１ｏ％以下で後段
パスほど軽圧下とすることを特徴とする高強度純チタン
薄板の良好な平坦度を得る冷間圧延方法を要旨とするも
のである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明者は、高強度純チタン材の薄板の冷間圧延
における最適な圧延条件を見い出すために基礎実験を試
み、各種平坦度欠陥と圧延条件の関係について調べた。

第１図はへリンボーンと圧延張力、圧下率との関係の一
例を示したもので、板厚０．５０＋ｎｍのものを０．３
２ｍｍに冷間圧延した場合である。これによれば、ヘリ
ンボーンが発生しない領域があり。

それは圧下率に関係なく圧延張力（出側張力）が１５ｋ
ｇｆ／ｍｍ”以上であればへり゛ンボーン消滅域となる
。一方、すじ延びと圧延張力、圧下率との関係について
は、第２図にその一例を示す如く、１パスの圧下率が１
０％以下であれば、圧下率に関係なく圧延張力を３０ｋ
ｇ　ｆ　／　ｍｍ２以下にすれば、すじ延び消滅域とな
る。なお、第２図は第１図と同様、板厚０．５０ｍｍの
ものを０．３２ｍｍに冷間圧延した場合である。

このように圧延張力、圧下率との関係については、ヘリ
ンボーンは圧延張力の過小及び圧下の過大が主因で発生
し、すじ延びは圧延張力の過大及び中延びの集積が主因
で発生するので１発生原因が互いに相反する関係にある
が、圧延張力を１５〜３０　ｋｇ　ｆ　／　ｎ＋ｍ２の
範囲にすることによって高強度純チタン薄板特有のヘリ
ンボーンとすじ延びを解消できることが判明した。

なお、圧下率については、１パスの圧下率を１０％以下
にすることが必要であるが、更に詳細に研究を重ねた結
果、高強度純チタン材は、第３図に示すように、低強度
純チタン材に比べて加工硬化率が高いため、圧下率の増
大と共に荷重が増して形状が悪化し、耳割れが発生して
頻繁に板破断が起る。これを防止するには各圧延工程で
の総圧下率を１０〜４０％にする必要があることが判明
した。なお、１０％より低い総圧下率ではいたずらにパ
ス回数が増え経済的でないので好ましくない。

これに伴い、圧延パススケジュールとしては。

パス回数を増加することになるが、特に留意すべきこと
は、板厚が概ね１．０ｎｕａ以下になった場合、荷重を
低くするために１パス当りの圧下率を１０％以下と低く
、かつ、後段パスほど更に低圧下率（軽圧下）にする必
要がある。すなわち、第４図に示す如く低強度純チタン
材の冷間圧延のときは、３．０ｍｍのように厚板のもの
を各パスの圧下率が１０％強ではゾ同率で圧延するパス
スケジュールにより１．５ｍｍのように薄板にすること
ができるが、高強度純チタン材の場合、特に薄板の場合
には、第５図に示す如く各パスの圧下率が１０％以下で
後段パスの圧下率がより低い圧下率で１例えｌｆ５％以
下で圧延しなければ、ヘリンボーン、すじ延びが発生し
やすくなるため、板厚が１，０ｍｍ以下になると上記の
パススケジュールを確実に実施しなければならない。な
お、後段パスの軽圧下としては、パス毎に圧下率を単純
に漸減するパターン（第５図参照）でも或いは段階的に
漸減するパターン（第６図参照）のいずれによってもよ
い。更に好ましくは、最終パスでは圧下量を１０〜１５
μｍ位に抑えることにより、ヘリンボーンの防止が効果
的となる。

なお、高強度純チタン材の冷間圧延では、出発材料とし
て熱延板或いは比較的板厚の大きい冷延板を使用でき、
焼鈍後、冷間圧延工程と引続く焼鈍酸洗工程の繰り返し
により冷間圧延を行うが。

その際、出発材料を概ね１．０ｍｍにまで減厚する冷間
圧延工程では圧延張力をコントロールするものの特に圧
下率を規制する必要はないが、１．０ａｍ以下の如く薄
板に減厚する冷間圧延工程では前述の如く圧下率も規制
する必要がある。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 高強度純チタンの板厚３．０ｍｍの熱延コイルを焼鈍酸
洗し１次いで冷間圧延工程と焼鈍酸洗工程を５回繰り返
して冷間圧延を行った。その際、各回の総圧下率を少く
とも１０％以上４０％の範囲で実施したため、耳割れの
ない冷延コイルを製造できた。また、最終の冷間圧延工
程は０．６３ｆｆ１ｍから０．４２ｍｍに減厚する工程
で、第６図に示す圧延パススケジュールにより各パスと
も１０％以下の圧下率で後段パスにつれて圧下率を低く
して圧延し、最終パス（Ｎα８）では圧下量を約１５μ
回にした。その結果、中延びと耳波が小さく、ヘリンボ
ーン、すじ延びが認められない良好な平坦度のコイルが
得られた。第７図はその平坦度実績を示したもので、中
延び及び耳波のいずれも需要家要求値の急峻度１．５％
以下を十分に満たしている。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、高強度純チタン
材を耳割れ、中延びや耳波、更にはヘリンボーンやすじ
延びがない良好な平坦度の薄板に冷間圧延することがで
きるので、厳しい平坦度が要求される高強度純チタン材
の薄板を確実に且つ安価に提供でき、同時にチタン材の
長所を活がした一層の用途の拡大が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はへリンボーンと圧延張力、圧下率との関係を示
す図。 第２図はすじ延びと圧延張力、圧下率との関係を示す図
。 第３図は高強度純チタン材及び低強度純チタン材の圧下
率による変形抵抗の変化を示す図、第４図及び第５図は
圧延パスにおける圧下率の推移を示す図で、第４図は低
強度純チタン材の場合、第５図は高強度純チタン材の場
合を示し。 第６図は本発明の実施例における圧延パススケジュール
を示す図、 第７図は上記実施例で得られた冷延コイルのトツブ（Ｔ
部）、ミドル（Ｍ部）、ボトム（Ｂ部）の各平坦度実績
を示す図である。 特許出願人　　　日新製鋼株式会社 同　　　　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　　中　　村　　　尚 第１図 圧　　壬　　牽　（ヅ・） 第２図 圧下率（り） 第３図 ｈ　　千　４−　ｃ％ン 第４図 ハ０ス回紋 第５図 ハ０ス回委久

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）引張強さが４６ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の高強度純
   チタンの熱延板、冷延板等の板材につき、焼鈍後、冷間
   圧延工程と焼鈍酸洗工程を繰り返して薄板を製造するに
   際し、圧延張力を１５〜３０ｋｇｆ／ｍｍ＾２の範囲に
   コントロールし、各冷間圧延工程における総圧下率を１
   ０〜４０％とし、かつ、板厚１．０ｍｍ以下における各
   パスの圧下率が１０％以下で後段パスほど軽圧下とする
   ことを特徴とする高強度純チタン薄板の良好な平坦度を
   得る冷間圧延方法。
2. （２）前記後段パスは、圧下率が５％以下で漸減する軽
   圧下により行う特許請求の範囲第１項記載の方法。