JPS6347521B2 - - Google Patents
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- JPS6347521B2 JPS6347521B2 JP6728980A JP6728980A JPS6347521B2 JP S6347521 B2 JPS6347521 B2 JP S6347521B2 JP 6728980 A JP6728980 A JP 6728980A JP 6728980 A JP6728980 A JP 6728980A JP S6347521 B2 JPS6347521 B2 JP S6347521B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- titanium
- rolling
- forging
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
- B21B1/026—Rolling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は、チタン・スラブの製造方法に関する
ものである。 従来、チタン・スラブを製造する方法として
は、チタン鋳塊を鍛造（プレス・ハンマ等で）す
る方法が用いられていた。チタン鋳塊は、真空溶
解炉で溶解されたチタンを丸形鋳型で鋳造する
か、またはプラズマ・ビーム炉で溶解されたチタ
ンを偏平鋳型で鋳造することによつてつくられ
る。 真空溶解によつてつくられた丸形チタン鋳塊
は、鍛造によつてスラブに成形される。しかし、
この方法は鍛造工程中に材料を２〜３回再加熱す
る必要があり、また、成品の寸法精度、形状、表
面疵等の点で満足すべきものが得られにくいとい
つた欠点があつた。 プラズマ・ビーム炉によつてつくられた偏平チ
タン鋳塊は、鍛造またはプレス分塊によつてスラ
ブに成形される。この方法は寸法および形状が悪
いために歩留が低く、また、能率が悪いために作
業費が高いといつた欠点があつた。 したがつて、本発明の目的は、従来法の欠点を
改善し、安価にチタン・スラブを製造することに
ある。 本発明のチタン・スラブの製造方法は、チタン
鋳塊を700〜980℃の温度に加熱し、１パス当りの
圧下量を１〜25％でかつ最終仕上圧延温度400〜
900℃の温度範囲で分塊圧延を行うことを特徴と
している。 チタン鋳塊の加熱は従来の均熱炉または加熱炉
を用いる。しかし、一般の分塊工場における均熱
炉は鋼塊加熱に使用されるので、加熱温度は通常
1300℃前後である。したがつて、チタン鋳塊を加
熱するときには、加熱温度を700〜980℃になるよ
うに炉の温度を制御する必要がある。 加熱温度を700〜980℃と限定したのは、次の理
由による。加熱温度が700℃以下では後述するよ
うにチタンの熱間加工性が著しく低下し、表面疵
（割れ）が増加するとともに熱間変形抵抗が大き
くなるため圧延が困難になる。一方、加熱温度が
980℃以上（特にチタンのα−β変態点883℃以
上）で長時間加熱した場合には、チタン鋳塊の表
面が酸化されてチタン酸化物、窒化物等の硬化層
が生成し、圧延時の表面疵発生の原因となり、結
晶粒の異常成長による表面疵の原因となり、高温
では熱間変形抵抗が小さく押込みやカキ疵等の原
因となる。 第１図は、チタン材の外表面における酸化量を
示すもので、酸化層の増加による硬度の増加率
は、加熱温度が高いほどまた加熱時間が長いほど
大きいことを示している。第１図において、供試
材は直径５mmのチタン材を大気中にて加熱した場
合でＡは低温加熱材（100〜600℃）についてのま
た、Ｂは高温加熱材（700〜1000℃）についての
実験結果をそれぞれ示す。第１図ＡおよびＢにお
ける記号と加熱条件の関係を次の第１表および第
２表にそれぞれ示す。
ものである。 従来、チタン・スラブを製造する方法として
は、チタン鋳塊を鍛造（プレス・ハンマ等で）す
る方法が用いられていた。チタン鋳塊は、真空溶
解炉で溶解されたチタンを丸形鋳型で鋳造する
か、またはプラズマ・ビーム炉で溶解されたチタ
ンを偏平鋳型で鋳造することによつてつくられ
る。 真空溶解によつてつくられた丸形チタン鋳塊
は、鍛造によつてスラブに成形される。しかし、
この方法は鍛造工程中に材料を２〜３回再加熱す
る必要があり、また、成品の寸法精度、形状、表
面疵等の点で満足すべきものが得られにくいとい
つた欠点があつた。 プラズマ・ビーム炉によつてつくられた偏平チ
タン鋳塊は、鍛造またはプレス分塊によつてスラ
ブに成形される。この方法は寸法および形状が悪
いために歩留が低く、また、能率が悪いために作
業費が高いといつた欠点があつた。 したがつて、本発明の目的は、従来法の欠点を
改善し、安価にチタン・スラブを製造することに
ある。 本発明のチタン・スラブの製造方法は、チタン
鋳塊を700〜980℃の温度に加熱し、１パス当りの
圧下量を１〜25％でかつ最終仕上圧延温度400〜
900℃の温度範囲で分塊圧延を行うことを特徴と
している。 チタン鋳塊の加熱は従来の均熱炉または加熱炉
を用いる。しかし、一般の分塊工場における均熱
炉は鋼塊加熱に使用されるので、加熱温度は通常
1300℃前後である。したがつて、チタン鋳塊を加
熱するときには、加熱温度を700〜980℃になるよ
うに炉の温度を制御する必要がある。 加熱温度を700〜980℃と限定したのは、次の理
由による。加熱温度が700℃以下では後述するよ
うにチタンの熱間加工性が著しく低下し、表面疵
（割れ）が増加するとともに熱間変形抵抗が大き
くなるため圧延が困難になる。一方、加熱温度が
980℃以上（特にチタンのα−β変態点883℃以
上）で長時間加熱した場合には、チタン鋳塊の表
面が酸化されてチタン酸化物、窒化物等の硬化層
が生成し、圧延時の表面疵発生の原因となり、結
晶粒の異常成長による表面疵の原因となり、高温
では熱間変形抵抗が小さく押込みやカキ疵等の原
因となる。 第１図は、チタン材の外表面における酸化量を
示すもので、酸化層の増加による硬度の増加率
は、加熱温度が高いほどまた加熱時間が長いほど
大きいことを示している。第１図において、供試
材は直径５mmのチタン材を大気中にて加熱した場
合でＡは低温加熱材（100〜600℃）についてのま
た、Ｂは高温加熱材（700〜1000℃）についての
実験結果をそれぞれ示す。第１図ＡおよびＢにお
ける記号と加熱条件の関係を次の第１表および第
２表にそれぞれ示す。
【表】
【表】
【表】
第２図はチタン材料の高温におけるねじり回数
を示す。第２図からわかるように、α−β変態点
（883℃）以上、すなわち883〜930℃のβ相域で圧
延することが好ましい。しかし、この温度範囲で
圧延を完了させるためには、加熱温度が上がりす
ぎ、鋳塊に酸化皮膜が増加し、スラブの表面疵の
原因になる。 分塊圧延は、従来のユニバーサル・ミルまたは
厚板ミルによつて行う。ユニバーサル・ミルによ
る分塊圧延の場合は、水平ロールと垂直ロールと
により材料の厚みおよび幅方向の圧下がほぼ同時
に行われる。従来の鍛造法プレス分塊法では厚み
および幅方向の圧下が交互に行われるので、スラ
ブの表面疵、寸法精度、形状等の品質が劣つてい
たが、ユニバーサル・ミルによる場合には、この
ような欠点が格段に改善される。一方、厚板ミル
による場合には、幅方向の圧下ができないので、
幅精度が劣り、側面疵が発生しやすい欠点はある
が幅出し圧延が可能であるなどの効果は大きい。
最終仕上圧延温度を400〜900℃に限定したのは次
の理由による。最終仕上圧延温度が400℃以下で
は圧延が難しく、寸法精度、形状が悪化し、さら
に表面疵が増加する。さらに具体的には、１スタ
ンドの圧延機で鋼塊をリバースさせながら、所定
厚みのスラブとするための圧延は600℃以上で圧
延を終了させ、その後形状修正のためのならし圧
延を行い、終了温度が400℃以下にならないよう
に管理することが重要である。最終仕上圧延温度
の上限900℃は、前述したように加熱温度の上限
によつて制約される。 第３図は、チタン材料の熱間変形抵抗を示した
もので、低温になるに従つて熱間変形抵抗が低下
することを示している。第４図は、チタン材料の
熱間加工性を示すもので、低温になると、伸びお
よび絞り特性が劣化し、熱間加工性の低下するこ
とを示している。第３図および第４図に示すチタ
ン材料の供試材成分を次の第３表に示す。
を示す。第２図からわかるように、α−β変態点
（883℃）以上、すなわち883〜930℃のβ相域で圧
延することが好ましい。しかし、この温度範囲で
圧延を完了させるためには、加熱温度が上がりす
ぎ、鋳塊に酸化皮膜が増加し、スラブの表面疵の
原因になる。 分塊圧延は、従来のユニバーサル・ミルまたは
厚板ミルによつて行う。ユニバーサル・ミルによ
る分塊圧延の場合は、水平ロールと垂直ロールと
により材料の厚みおよび幅方向の圧下がほぼ同時
に行われる。従来の鍛造法プレス分塊法では厚み
および幅方向の圧下が交互に行われるので、スラ
ブの表面疵、寸法精度、形状等の品質が劣つてい
たが、ユニバーサル・ミルによる場合には、この
ような欠点が格段に改善される。一方、厚板ミル
による場合には、幅方向の圧下ができないので、
幅精度が劣り、側面疵が発生しやすい欠点はある
が幅出し圧延が可能であるなどの効果は大きい。
最終仕上圧延温度を400〜900℃に限定したのは次
の理由による。最終仕上圧延温度が400℃以下で
は圧延が難しく、寸法精度、形状が悪化し、さら
に表面疵が増加する。さらに具体的には、１スタ
ンドの圧延機で鋼塊をリバースさせながら、所定
厚みのスラブとするための圧延は600℃以上で圧
延を終了させ、その後形状修正のためのならし圧
延を行い、終了温度が400℃以下にならないよう
に管理することが重要である。最終仕上圧延温度
の上限900℃は、前述したように加熱温度の上限
によつて制約される。 第３図は、チタン材料の熱間変形抵抗を示した
もので、低温になるに従つて熱間変形抵抗が低下
することを示している。第４図は、チタン材料の
熱間加工性を示すもので、低温になると、伸びお
よび絞り特性が劣化し、熱間加工性の低下するこ
とを示している。第３図および第４図に示すチタ
ン材料の供試材成分を次の第３表に示す。
【表】
圧下量を１パス当り１〜25％としたのは、次の
理由による。圧下量１％以下では、大型分塊ミル
によつては寸法制御が難しく、圧延能率を著しく
低下させる。圧下量25％以上では表面疵（割れ）
の発生が頻発するので１パス当りの圧下量は１〜
25％とした。 第５図は、１パス当りの圧下量と、スラブ表面
疵との関係を示したもので、縦軸は疵の発生程度
を５段階の評点で表わしたものである。図におい
て記号，，，は下記の事項を表す。 ：経済的に成り立たない領域 ：スラブ表面の良好な領域 ：スラブ表面、形状不良領域 ：圧延不可領域 圧下率が25％を越えるとスラブ表面が悪化し、
スラブ疵が発生することを示している。 次に本発明の方法の実施例について説明する。 実施例 １ プラズマ・ビーム炉によつてつくられた厚み
300mm、幅100mmの偏平チタン鋳塊（純チタン
JISH4600一種に相当する。 Ｈ：0.013％以下、Ｏ：0.15％以下、Ｎ：0.05％
以下、Fi：0.20％以下、Ｃ：0.01％以下、残部
Ti）を在炉時間10時間50分で均熱温度900℃、均
熱時間５時間30分で加熱均熱後、本発明法による
ユニバーサル・ミルおよび厚板ミルを使用した分
塊圧延と、従来法のプレスによる鍛造により、次
に示す各条件で厚み150mm、幅1000mmのスラブを
製造した。その結果を第４表に示す。 (1) ユニバーサル・ミルおよび厚板ミル圧延温
度： 圧延開始温度 850℃ 減肉圧延終了温度 600℃ 形状修正圧延終了温度 520℃ 圧下量： 圧延温度 １〜４パス（軽圧下）１パス当り3.3〜3.7％
（850℃） ５〜６パス（強圧下）１パス当り14.8〜17.8％
（850℃） ７〜10パス（軽圧下）１パス当り5.3〜6.3％
（600℃） 形状修正圧延（０圧下） （520℃） 総圧下量：50％ (2) プレス鍛造 鍛造温度：鍛造開始温度 850℃ 鍛造終了温度 500℃ 圧下量：７回 １回当りのプレス量6.6〜11.7％ 総圧下量：50％
理由による。圧下量１％以下では、大型分塊ミル
によつては寸法制御が難しく、圧延能率を著しく
低下させる。圧下量25％以上では表面疵（割れ）
の発生が頻発するので１パス当りの圧下量は１〜
25％とした。 第５図は、１パス当りの圧下量と、スラブ表面
疵との関係を示したもので、縦軸は疵の発生程度
を５段階の評点で表わしたものである。図におい
て記号，，，は下記の事項を表す。 ：経済的に成り立たない領域 ：スラブ表面の良好な領域 ：スラブ表面、形状不良領域 ：圧延不可領域 圧下率が25％を越えるとスラブ表面が悪化し、
スラブ疵が発生することを示している。 次に本発明の方法の実施例について説明する。 実施例 １ プラズマ・ビーム炉によつてつくられた厚み
300mm、幅100mmの偏平チタン鋳塊（純チタン
JISH4600一種に相当する。 Ｈ：0.013％以下、Ｏ：0.15％以下、Ｎ：0.05％
以下、Fi：0.20％以下、Ｃ：0.01％以下、残部
Ti）を在炉時間10時間50分で均熱温度900℃、均
熱時間５時間30分で加熱均熱後、本発明法による
ユニバーサル・ミルおよび厚板ミルを使用した分
塊圧延と、従来法のプレスによる鍛造により、次
に示す各条件で厚み150mm、幅1000mmのスラブを
製造した。その結果を第４表に示す。 (1) ユニバーサル・ミルおよび厚板ミル圧延温
度： 圧延開始温度 850℃ 減肉圧延終了温度 600℃ 形状修正圧延終了温度 520℃ 圧下量： 圧延温度 １〜４パス（軽圧下）１パス当り3.3〜3.7％
（850℃） ５〜６パス（強圧下）１パス当り14.8〜17.8％
（850℃） ７〜10パス（軽圧下）１パス当り5.3〜6.3％
（600℃） 形状修正圧延（０圧下） （520℃） 総圧下量：50％ (2) プレス鍛造 鍛造温度：鍛造開始温度 850℃ 鍛造終了温度 500℃ 圧下量：７回 １回当りのプレス量6.6〜11.7％ 総圧下量：50％
【表】
実施例 ２
供試材は、実施例１と同様にプラズマ・ビーム
炉によつてつくられた厚み300mm、幅1000mmの偏
平チタン合金鋳塊（ASTM、B265 Gr2に相当す
る。Ｏ：0.20％以下、Ｎ：0.05以下、Fe：0.30％
以下、Ｃ：0.10％以下、Mn：0.015％以下、Ｖ：
3.5〜4.5％、Al＝5.5〜6.75％、残部Ti）を在炉時
間７時間で均熱温度900℃、均熱時間３時間30分
で加熱均熱後、本発明法によるユニバーサル・ミ
ルおよび厚板ミルを使用した分塊圧延と、従来法
のプレスによる鍛造により、次に示す。 各条件で厚み150mm、幅1000mmのスラブを製造
した。その結果を第５表に示す。 (1) ユニバーサルミルおよび厚板ミル 圧延温度： 圧延開始温度 850℃ 減肉圧延終了温度 650℃ 形状修正圧延終了温度 530℃ 圧下量： 圧延温度 １〜４パス（軽圧下）１パス当り3.3〜3.7％
（850℃） ５〜６パス（強圧下）１パス当り21.7〜25％
（850℃） ７〜９パス（軽圧下）１パス当り5.3〜6.3％
（650℃） 形状修正圧延（０圧下） （530℃） 総圧下量：50％ (2) プレス鍛造 鍛造温度： 鍛造開始温度 850℃ 鍛造終了温度 550℃ 圧下量： ５回 １回当りのプレス量10.0〜17.0％ 総圧下量：50％
炉によつてつくられた厚み300mm、幅1000mmの偏
平チタン合金鋳塊（ASTM、B265 Gr2に相当す
る。Ｏ：0.20％以下、Ｎ：0.05以下、Fe：0.30％
以下、Ｃ：0.10％以下、Mn：0.015％以下、Ｖ：
3.5〜4.5％、Al＝5.5〜6.75％、残部Ti）を在炉時
間７時間で均熱温度900℃、均熱時間３時間30分
で加熱均熱後、本発明法によるユニバーサル・ミ
ルおよび厚板ミルを使用した分塊圧延と、従来法
のプレスによる鍛造により、次に示す。 各条件で厚み150mm、幅1000mmのスラブを製造
した。その結果を第５表に示す。 (1) ユニバーサルミルおよび厚板ミル 圧延温度： 圧延開始温度 850℃ 減肉圧延終了温度 650℃ 形状修正圧延終了温度 530℃ 圧下量： 圧延温度 １〜４パス（軽圧下）１パス当り3.3〜3.7％
（850℃） ５〜６パス（強圧下）１パス当り21.7〜25％
（850℃） ７〜９パス（軽圧下）１パス当り5.3〜6.3％
（650℃） 形状修正圧延（０圧下） （530℃） 総圧下量：50％ (2) プレス鍛造 鍛造温度： 鍛造開始温度 850℃ 鍛造終了温度 550℃ 圧下量： ５回 １回当りのプレス量10.0〜17.0％ 総圧下量：50％
【表】
以上の説明から明らかなように、本発明の方法
によれば、表面性状の改善と、チタン・スラブを
安価に効率よく製造することができる。
によれば、表面性状の改善と、チタン・スラブを
安価に効率よく製造することができる。
第１図はチタン材料の外表面と硬度との関係を
示すグラフ。第２図はチタン材料のねじり回数と
温度との関係を示すグラフ。第３図はチタン材料
の変形抵抗と温度との関係を示すグラフ。第４図
はチタン材料の引張強さおよび伸びと温度との関
係を示すグラフ。第５図は１パス当りの圧下量と
スラブ表面評点との関係を示すグラフ。
示すグラフ。第２図はチタン材料のねじり回数と
温度との関係を示すグラフ。第３図はチタン材料
の変形抵抗と温度との関係を示すグラフ。第４図
はチタン材料の引張強さおよび伸びと温度との関
係を示すグラフ。第５図は１パス当りの圧下量と
スラブ表面評点との関係を示すグラフ。
Claims (1)
- １ チタン鋳塊を700〜980℃の温度で加熱し、１
パス当りの圧下量を１〜25％でかつ最終仕上圧延
温度400〜900℃で分塊圧延を行うことを特徴とし
たチタン・スラブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6728980A JPS56163001A (en) | 1980-05-21 | 1980-05-21 | Manufacture of titanium slab |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6728980A JPS56163001A (en) | 1980-05-21 | 1980-05-21 | Manufacture of titanium slab |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56163001A JPS56163001A (en) | 1981-12-15 |
| JPS6347521B2 true JPS6347521B2 (ja) | 1988-09-22 |
Family
ID=13340664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6728980A Granted JPS56163001A (en) | 1980-05-21 | 1980-05-21 | Manufacture of titanium slab |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56163001A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105951016A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-21 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种舰船用ta5钛合金中厚板材的短流程制备方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS645606A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-10 | Aichi Steel Works Ltd | Rolling method for pure titanium material |
| JP2841766B2 (ja) * | 1990-07-13 | 1998-12-24 | 住友金属工業株式会社 | 耐食性チタン合金溶接管の製造方法 |
| JP5298368B2 (ja) * | 2008-07-28 | 2013-09-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度かつ成形性に優れたチタン合金板とその製造方法 |
-
1980
- 1980-05-21 JP JP6728980A patent/JPS56163001A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105951016A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-21 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种舰船用ta5钛合金中厚板材的短流程制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56163001A (en) | 1981-12-15 |
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