CN102387873A - 钛板及钛板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备良好的耐烧粘性、耐开裂性且发挥优越的冲压成形性的钛板。本发明的钛板的特征在于，算术平均粗糙度(Ra)是0.15～1.5μm的范围，最大高度(Rz)是1.5～9.0μm的范围，应变率(Rsk)是-3.0～-0.5的范围，且表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，其差为45以下。

Description

钛板及钛板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在热交换器用的部件、相机机体、厨房机器等民生用品或摩托车、汽车等的运输机器部件、家电机器等的外装件等中使用的钛板及钛板的制造方法。

背景技术

钛板由于耐腐蚀性优越，所以用在化学、电力以及食品制造设备等的热交换器中。其中，使用钛板的板式热交换器通过冲压成形将钛板加工成波纹(波目)以增加表面积，由此提高热交换效率。因此，这样的钛板要求用于形成深的波纹的成形性。另外，在钛板被加工成相机的框体或家电产品的外装品、运输用机器用部件等的情况下，也要求有优越的成形性。通常，作为成形性，要求板材自身的加工性和润滑性。

钛板的r值(一轴拉伸变形时板宽度方向的对数应变相对于板厚方向的对数应变之比)高。另外，虽然板材自身的拉深成形性高，但由于是活性金属，所以在成形工序中和成形模具产生烧粘。这成为钛板的成形限界下降的主要原因。因此，一般来说，对于重视拉深加工的成形品，通过防止与工具的烧粘、即提高耐烧粘性，可提高成形性。

例如，在专利文献1中记载有一种钛薄板，其特征在于，在表面具有0.1μm以上、1.0μm以下的厚度的氮化钛层，并在其下层具有氮的扩散层。另外，在专利文献2中记载有一种成形加工用钛薄板，其特征在于，在表面具有富氮层，该富氮层的厚度是0.5μm以上、5μm以下。另外，在专利文献3记载有一种钛板，其特征在于，在衬底钛的表层存在TiC含有层，且该TiC含有层的厚度是以上。

换言之，专利文献1～3记载的主旨是：通过在表面形成硬化层，可以改善耐烧粘性和成形性。

另外，在专利文献4记载了一种工业用纯钛薄板，其特征在于，在钛薄板的表面，荷重50gf的维氏硬度、HVS0.05为180～280，荷重200gf的维氏硬度、HVS0.2为170以下，以JIS Z 2247 B法为基准的埃里克森值是11.5mm以上。而且，记载着专利文献4的工业用纯钛薄板与专利文献1～3的钛板相比，可以适度降低表面硬度。

进而，在专利文献5中记载有一种钛板，其特征在于，与轧制方向平行的方向上的表面的算术平均粗糙度是0.25μm以上、2.5μm以下，相比于表面的试验荷重4.9N的维氏硬度，试验荷重0.098N的维氏硬度高20以上，且试验荷重4.9N的维氏硬度是180以下。专利文献5的钛板记载着通过使钛板的表面粗糙度在某种程度上变粗，从而使冲压成形时向钛板与成形模具之间引入润滑剂的量增大来防止烧粘，可以减少冲压成形后的烧粘的瑕疵。

另外，在专利文献6记载有一种纯钛板的制造方法，其特征在于，对一种纯钛材实施冷轧，其中所述纯钛材若以重量比例算，Fe、Ni以及Cr的含有率满足100ppm≤Fe≤700ppm、100ppm≤Ni+Cr≤700ppm以及200ppm≤Fe+Ni+Cr≤1100ppm，且O(氧)的含有率是900ppm以下，残部由Ti及不可避杂质形成，在对这样的纯钛材实施冷轧后，接着在600～850℃的温度下实施退火处理，使纯钛板的平均结晶粒径为20～80μm，之后，用满足2重量％≤氢氟酸≤7重量％、4重量％≤硝酸≤20重量％、以及1重量％≤硝酸/氢氟酸≤5重量％的硝酸氢氟酸水溶液实施酸洗处理。记载着根据专利文献6的纯钛板的制造方法，冲压等加工时难以产生烧粘，冲压等的成形性好，表面洁净，而且可以制造廉价的纯钛板。

另一方面，作为目前一般进行的突出成形评价，有埃里克森试验(JISB 7729)，存在较多由该埃里克森试验规定的公知的技术。在这种公知的技术的情况下，由于加工圆角较大(冲头φ20)，因此，表面的开裂的问题不明显，通过提高表面的耐烧粘性，可以提高成形性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平10-60620号公报

专利文献2：日本国特开平10-204609号公报

专利文献3：日本国特开2006-291362号公报

专利文献4：日本国专利第3600792号公报

专利文献5：日本国特开2002-3968号公报

专利文献6：日本国特开平10-30160号公报

专利文献1～3记载的钛板由于在表面形成有硬化层，所以优选适用于实施重视耐烧粘性的加工的产品。但是，在这种钛板中，在重视突出成形或弯曲成形的成形中，反而容易产生表面开裂，存在成形性差的问题。

专利文献4记载的钛板存在的问题是，表面硬度高，容易产生开裂，并且表面形态不好，容易产生烧粘。即，在成为严格形状的情况下，存在无法抑制开裂的产生的问题。进而，在为了防止烧粘而在钛板的表面形成氧化皮膜的情况下，存在因氧化皮膜的厚度而产生光的干涉，外观性受损的问题。

专利文献5记载的钛板着眼于为了提高耐烧粘性而提高表面的硬度，所以存在容易产生表面开裂，使成形性变差的问题。另外，该钛板虽然通过提高表面粗糙度来提高冲压成形时的保油性，但由于仅通过Ra来实施表面粗糙度的管理，所以存在无法发挥足够的保油性的情况，为了防止烧粘而需要形成比较厚(即，容易开裂)的氧化皮膜。另外，在该专利文献5中，虽然实施喷丸处理来作为表面粗糙度的控制方法，但是在之后的热处理中钛板容易产生弯曲，需要对其进行矫正，从而存在生产率低的问题。进而，虽然实施的是使用实施了粗研磨的轧辊而对钛板实施冷轧，但在通过该手法将钛板的表面调整为粗面的情况下，钛板的表面存在较多的锐部(凸部)。因此，存在由于各锐部的面压上升而使得容易与工具烧粘的问题，另外，由于凹凸在一方向对齐，所以一旦产生烧粘时烧粘不会中断，容易产生不良品。

另外，在专利文献6记载的钛板的制造方法中，添加的元素妨碍结晶粒的成长，为了得到所希望的粒径需要长时间的热处理，因此生产率低，并且即使在得到希望的粒径的情况下，还存在成形性差的问题。另外，在该制造方法中，在使元素在粒界偏析之后，通过酸洗工序使粒界部优先溶解，所以沿着粒界容易形成许多尖锐缺口那样的凹部。因此，在重视突出成形或弯曲成形的情况下，容易成为开裂产生的起点，存在使成形性变差的问题。

而且，在现有公知的技术中，在板式热交换器部件那样加工圆角小、且成形为成形深度深的形状(深且细的槽形状)的情况下，容易在圆角部产生开裂。这是因为，当为了提高耐烧粘性而形成厚的氧化皮膜或氮化皮膜时，容易产生开裂，使成形性变差。即，可知厚的氧化皮膜或氮化皮膜的形成是决定成形限界的主要因素。

发明内容

本发明是鉴于这种背景而提出的，要解决的问题是提供一种具备良好的耐烧粘性、耐开裂性，且发挥优越的冲压成形性的钛板以及钛板的制造方法。

为了使钛表面难以开裂，将氧化皮膜等硬化层除去是有效的。但是，一般而言，除去了硬化层的钛表面容易与成形模具的表面烧粘。当产生烧粘时，除了成为开裂的起点以外，即使在开裂不发展的情况下，由于在成形模具附着钛，也需要研磨成形模具，从而存在生产率下降的问题。因此，同时兼顾硬化层的除去和耐烧粘性就成为课题。

本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过使表面的凹凸形态更适当化，可以最大限度地发挥冲压成形时的冲压油的润滑效果，可以提高耐烧粘性。而且，本发明人发现：由此可以同时兼顾实现防止表面的开裂和防止钛板与成形模具的烧粘，从而可以解决所述的课题，从而完成本发明。

(1)解决所述课题的本发明的钛板，其特征在于，

算术平均粗糙度(Ra)是0.15～1.5μm的范围，

最大高度(Rz)是1.5～9.0μm的范围，

应变率(Rsk)是-3.0～-0.5的范围，且

表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，其差为45以下。

这样，通过使算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Rz)分别为特定的数值范围，从而可以发挥保油性，并且可以使由缺口效应引起的开裂难以诱发。另外，通过将应变率(Rsk)设为特定的数值范围，从而可以防止对平滑部的面压上升，因此，可以防止局部塑性变形和烧粘。而且，通过使表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，并使它们之差为45以下，换言之，通过不在表面形成硬化层，可以使成形时的表面开裂难以产生。

(2)对于本发明的钛板优选的是：

通过光学显微镜观察根据JIS G 0552规定的切断法切断的截面而得到的结晶粒径以平均切片长度计算为20～80μm的范围。若将结晶粒径的平均切片长度设为这种特定的数值范围，则通过酸洗工序，钛板表面的凹凸适度变粗，所以可以得到更优越的保油性。

(3)对于本发明的钛板优选的是：所述钛板具有1.0mm以下的板厚。若是这种板厚，则可以适当用作热交换器用的部件。

(4)本发明的钛板的制造方法，其特征在于，包括：

对冷轧后的钛板进行大气退火，使得结晶粒径为20～80μm的大气退火工序；

在硝酸/氢氟酸比为1以上、10以下的酸洗浴中对所述大气退火工序后的钛板进行酸洗的酸洗工序；以及

对所述酸洗工序后的钛板以0.2～1.0％的压下率进行表皮光轧的表皮光轧工序。

通过在冷轧后进行的大气退火工序，可使结晶粒径成为希望的大小。而且，使之后对钛板进行的酸洗工序以及表皮光轧工序分别在特定条件下进行，从而可使钛板表面的凹凸成为希望的状态，即成为希望的算术平均粗糙度(Ra)、最大高度(Rz)以及应变率(Rsk)。

发明效果

本发明的钛板通过具有良好的耐烧粘性以及耐开裂性，从而可以发挥良好的冲压成形性。

另外，根据本发明的钛板的制造方法，通过具有良好的耐烧粘性以及耐开裂性，从而可以制造发挥良好的冲压成形性的钛板。

附图说明

图1是说明本发明的钛板的制造方法的流程的流程图。

图2(a)是表示用于进行成形性的评价的成形模具的形状的俯视图，图2(b)是图2(a)的F-F线截面图。

图3(a)是试验体No.7的表面的SEM像，图3(b)是表示在相对于试验体No.7的轧制方向垂直的方向上测量的粗糙度曲线的曲线图。

图4(a)是试验体No.10的表面的SEM像，图4(b)是表示在相对于试验体No.10的轧制方向垂直的方向上测量的粗糙度曲线的曲线图。

具体实施方式

本发明的主旨是：通过着眼于钛板的表面的凹凸的形态和硬度的控制，从而同时兼顾耐烧粘性和耐开裂性，制造发挥优越的成形性的钛板。

在此，本发明的成形性是指除板材的加工性以外，将与冲压工具的润滑性以及相对于工具的耐烧粘性统称起来的意思。

本发明的钛板，其算术平均粗糙度(Ra)是0.15～1.5μm的范围，最大高度(Rz)是1.5～9.0μm的范围，应变率(Rsk)是-3.0～-0.5的范围。进而，本发明的钛板，其表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，其差为45以下。此外，算术平均粗糙度(Ra)、最大高度(Rz)以及应变率(Rsk)以JIS B 0601：2001为基准。

本发明的钛板基本上在表面未形成有硬化层，在相对于表面进行以X射线源为Cu-Kα的入射角1°的基于薄膜法的X射线衍射时，几乎检测不到TiC、TiN的峰值。在此，所谓硬化层是指在环境气体控制条件下的通过热处理有意形成的皮膜，比如氧化皮膜、氮化物皮膜、碳化物皮膜以及含有它们中的一种以上的皮膜。此外，在此，通过酸洗处理形成的氧化皮膜、通过在室温下放置于大气中而自然形成的自然氧化皮膜(钝化皮膜)不是硬化层。硬化层的厚度通过后述的维氏硬度来规定。

而且，在本发明的钛板中，直径10μm以上的凹部不连续地形成在表面上。凹部作为储油部起作用，提高保油性。另外，由于不连续地形成凹部，所以假如即使在某个凸部或平滑部发生烧粘，也可以在凹部阻止烧粘，因此可以防止发展成大的烧粘。另外，由于凹部的深度小于凹部的直径，所以还可以使凹部不作为缺口发挥作用(缺口效应)。进而，在本发明中，在规定凹部的尺寸(大小、深度)、分布状态时，由于明白了仅通过一般作为管理指标采用的算术平均粗糙度(Ra)是不够的，所以将规定凹部的深度的最大高度(Rz)以及规定凹部的分布状态的应变率(Rsk)作为管理指标规定在特定的数值范围。此外，凹部的尺寸可通过SEM(扫描型电子显微镜)观察钛板的表面来判断。

如此，通过将算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Rz)分别设为特定的数值范围，从而可以发挥保油性，并且可以使由缺口效应引起的开裂难以诱发。另外，通过将应变率(Rsk)设为特定的数值范围，从而可以防止对平滑部的面压上升，因此，可以防止局部塑性变形和烧粘。而且，通过使表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，并使它们之差为45以下，换言之，通过在表面不形成硬化层，可以使成形时的表面开裂难以产生。

以下，对于这些规定详细说明。

(组成)

本发明的钛板不限定于特定的组成的钛板，但从确保母材的成形性的观点出发，优选是以下的组成范围。

即，在本发明的钛板中，O的含量被抑制为1500ppm以下，更优选为1000ppm以下，Fe含量被抑制为1500ppm以下，更优选为1000ppm以下，H含量被抑制为130ppm以下，C含量被抑制为800ppm以下，N含量被抑制为300ppm，其他的残部优选是Ti。此外，这些O、Fe、N、C、H是纯钛中含有的一般的杂质元素(并非积极添加的元素)、即是不可避杂质。

(表面粗糙度)

为了对板材表面的平均的摩擦系数给予影响而规定算术平均粗糙度(Ra)，但由于仅通过算术平均粗糙度(Ra)无法表现凹部的深度，所以还一并规定最大高度(Rz)。

另外，算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Rz)也是仅对粗糙度的高度方向(纵向)的信息进行定量化，不包含横向(面内)的形状的信息。因此，为了对表面的凹部的面内的形状以及分布状态进行定量化而规定应变率(Rsk)。

(算术平均粗糙度(Ra))

如前所述，算术平均粗糙度(Ra)是为了对板材表面的平均的摩擦系数给予影响而规定的。当算术平均粗糙度(Ra)小于0.15μm时，无法发挥保油性。另一方面，当算术平均粗糙度(Ra)超过1.5μm时，诱发因缺口效应引起的开裂，存在成形性劣化的可能性，另外，由于摩擦系数的增大，阻碍板材的流动，容易引起局部变形，因此容易产生开裂，进而冲压荷重增大。因此，算术平均粗糙度(Ra)需要在0.15～1.5μm的范围。此外，算术平均粗糙度(Ra)优选在0.2～1.5μm的范围，更优选在0.2～1.0μm的范围。

(最大高度(Rz))

如前所述，最大高度(Rz)规定凹部的深度。当最大高度(Rz)小于1.5μm时，凹部的深度不够，无法发挥良好的保油性，因此成形中容易发生烧粘。另一方面，当最大高度(Rz)超过9.0μm时，因缺口效应而能够成为开裂的起点。因此，最大高度(Rz)需要在1.5～9.0μm的范围。此外，最大高度(Rz)优选在1.8～9.0μm的范围，更优选在1.8～6.0μm的范围。

(应变率(Rsk))

应变率(Rsk)相当于凹部的分布状态·面积率。当应变率(Rsk)小于-3.0时，平滑部的面积减少，对平滑部的面压上升，因此容易产生局部塑性变形以及烧粘。另一方面，当应变率(Rsk)超过-0.5时，即使算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Rz)在规定的范围，凸部或在表面角部变多的情况也多。该凸部或角部在成形时会在成形模具作用下滑动，结果是对凸部的面压上升，因此容易产生表面的局部塑性变形、烧粘。由此，阻碍板材的流入，在流入被阻碍的两点间引起拉伸变形，容易产生断裂。因此，应变率(Rsk)需要在-3.0～-0.5的范围，优选在-3.0～-1.0的范围。

在此，应变率(Rsk)是相对于振幅分布曲线的中心线的对象性参数，其由下式(1)算出。

式1

$\mathrm{Rsk}=\frac{1}{{\mathrm{Rq}}^3}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{Z}^3\left(P\right)\mathrm{dz}$ …式(1)

其中，在式(1)中，

是振幅分布曲线的立方的力矩，

Rq³是方均偏差粗糙度(振幅分布曲线的平方的力矩的平方根)。

应变率(Rsk)在从粗糙度曲线求出的概率密度函数为正态分布(上下方向为对象)的情况下为0，在平滑面分布有凹部的情况下为负(-)的值，在平滑面分布有凸部的情况下为正(+)的值。

为了达成所述的表面形态，在钛板的制造方法中，需要控制钛板的结晶粒径和酸洗条件，实施规定范围的轻压下率的表皮光轧。详细情况在后表述。

(表面硬度)

当在钛表面形成硬化层时，虽然硬度提高，但由于硬度提高，促进表面开裂。为了不促进表面开裂的产生，对表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度与在测量荷重4.9N下的维氏硬度进行测量，并规定它们之差是规定的阈值以下。

通过在测量荷重0.098N(10g)下的维氏硬度，可以评价最表面的硬度，通过在测量荷重4.9N(200g)下的维氏硬度，可以评价材质内部的硬度。另外，通过它们之差可以评价硬化层的形成程度。

当在表面形成氮化物等的硬化层时，它们的维氏硬度之差超过45，在成形时容易产生表面的开裂，成形性差。因此，它们的维氏硬度之差需要是45以下。此外，优选它们的维氏硬度之差是36以下，更优选是35以下。

而且一般而言，维氏硬度即使是均质材料也有荷重越低越可得到高的值的倾向。例如，在后述的本发明的实施例的试验体中，在对化学性地除去足够厚度(单面50μm)的表面部后的板材进行测量时，在测量荷重0.098N下的维氏硬度的测量值显示出比在测量荷重4.9N下的维氏硬度的测量值平均高出12的值。

(结晶粒径的范围)

本发明的钛板优选在由光学显微镜观察通过JIS G 0552规定的切断法切断的截面时的结晶粒径，以平均切片长度算在20～80μm的范围。表面的凹凸由于是在酸洗工序反映结晶粒径的尺寸而形成的，因此通过如此规定结晶粒径的范围，钛板表面的凹凸适度变粗，可得到优越的保油性。

在由光学显微镜观察通过JIS G 0552规定的切断法切断的截面时的结晶粒径，以平均切片长度算小于20μm时，酸洗工序后的表面的凹凸变浅，无法得到希望的粗糙度。另一方面，在由光学显微镜观察通过JIS G 0552规定的切断法切断的截面时的结晶粒径，以平均切片长度算超过80μm时，即使进行酸洗工序，在表面形成的凹凸也浅，而且由于各凹部的间隔变得过宽，所以无法得到希望的粗糙度。因此，得不到优越的保油性，容易引起烧粘，并且一旦产生烧粘，则烧粘难以中断。

因此，如前所述，在由光学显微镜观察通过JIS G 0552规定的切断法切断的截面时的结晶粒径的平均切片长度需要在20～80μm的范围。而且，在由光学显微镜观察通过JIS G 0552规定的切断法切断的截面时的结晶粒径的平均切片长度优选在20～65μm的范围，更优选在35～65μm的范围。

本发明的钛板的厚度可根据处理性或使用用途而适当决定，并不特别限定。在将本发明的钛板用作热交换器用的部件，例如作为散热板适当使用的情况下，优选钛板的板厚为1.0mm以下。

另外，本发明的钛板的使用用途不限于所述的热交换器用的部件，例如也可以用于相机机体、厨房机器等民生用品或摩托车、汽车等运输机器部件、家电机器等的外装件等。

以上，详细说明了本发明的钛板。根据该钛板，由于通过算术平均粗糙度(Ra)、最大高度(Rz)、应变率(Rsk)来适当控制表面的粗糙度，所以可以得到优越的保油性。因此，可以最大限度地发挥冲压成形时的冲压油的润滑效果，结果是可以得到良好的耐烧粘性。另外，通过这样适当控制表面的粗糙度，可以防止缺口效应，可以防止产生表面开裂。进而，由于在钛板的表面未形成硬化层，所以可以使成形时的表面开裂难以产生。因此，本发明的钛板可以发挥优越的冲压成形性。此外，本发明的钛板由于耐烧粘性良好，所以钛难以附着于成形模具，可以降低对成形模具进行研磨的频度，因此可以提高生产率。

以上说明的钛板可通过下面说明的本发明的钛板的制造方法适当制造。

在此，在对本发明的钛板的制造方法进行具体说明之前，介绍两个冷轧后的钛板的代表性的制造工序。

第一是在冷轧后进行真空退火的工序，第二是在冷轧后进行大气退火，且之后进行酸洗的工序。

在前者的制造工序中，在进行冷轧及其以后的真空退火时，在钛板的表面容易形成硬化层。在将真空退火的环境气体设为惰性环境气体，降低氧、氮分压的情况下，会在钛板表面残存冷轧时的润滑油等时，也在表面形成碳化钛，在表面形成硬化层。因此，有可能制造冲压形成时容易产生表面开裂的钛板。

后者的制造工序由于是在酸洗后的钛板中除去表面的硬化层，所以适于制造冲压成形性优越的钛板。但是，根据现有的钛板表面的形态以及制造方法的管理，与成形模具的耐烧粘性不充分，存在容易引起烧粘的可能性。

在本发明中，以后者的制造工序为基础，形成表面的凹凸以提高润滑油的保油性，为了控制其形态而将结晶粒径和酸洗条件设为特定的条件。而且，酸洗后实施特定的条件的表皮光轧。由此，可以不采用硬化层而提高耐烧粘性。

以下，对本发明的钛板的制造方法进行具体说明。

本发明的钛板的制造方法如图1所示，包括大气退火工序S1、酸洗工序S2以及表皮光轧工序S3，并按照该顺序进行各工序。

而且，由于冷轧之前的工序不会对本发明的钛板的表面的形态带来大的影响，因此只要在通常进行的条件下进行铸造工序、均热工序、热粗轧工序、热精加工工序、卷起工序、冷轧工序等即可。

以下，对本发明的钛板的制造方法的各工序进行说明。

(大气退火工序)

大气退火工序S1是对冷轧后的钛板进行大气退火，使得结晶粒径成为20～80μm的工序。当在大气退火工序S1使结晶粒径为20～80μm时，可通过后面的工序即酸洗工序S2在表面以适度的大小(深度)以及分布状态形成凹凸。此外，表面的凹部的深度与最大高度(Rz)有关联，凹部的分布状态与应变率(Rsk)有关联。

在大气退火工序S1中，实施连续退火(处理时间为30秒到5分左右)。一般的大气退火是在700～800℃下实施的，但是在本发明中，为了使结晶粒径成为希望的范围，在750～850℃下实施，这从生产率的观点看是优选的。

而且，结晶粒径依存于退火温度和退火时间。只要是再结晶温度以上(600℃以上)的温度，即使是小于750℃的温度区域，通过进行长时间的大气退火，也可以得到希望的结晶粒径。

在750℃到850℃的温度区域进行大气退火工序S1的情况下，只要退火时间一定，则伴随着退火温度的上升，可以增大结晶粒径。相对于此，如果退火温度超过850℃，则退火中析出β相，因此冷却后结晶粒变微细，在进行数分钟的处理时，有可能变成20μm以下。因此，大气退火工序S1的退火温度需要是850℃以下。

(酸洗工序)

酸洗工序S2是将大气退火工序S1之后的钛板在硝酸/氢氟酸比为1以上10以下的酸洗浴中进行酸洗的工序。所述酸洗工序S2在使用前述的组成范围内的酸洗浴的情况下，通过以液温65℃的大约60秒的处理可以将单面除去约20μm。通过进行这样的酸洗，可以在钛板的表面以希望的形态形成凹凸，并且可以将表面形成的硬化层除去。这样，可使表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，其差为45以下。

若硝酸/氢氟酸比小于1，则钛板的表面的凹凸变得过细，形成许多小且浅的凹凸，因此无法得到保油性效果。另一方面，若硝酸/氢氟酸比超过10，则酸洗速度变慢，难以除去氧化皮(scale)，并且由于平滑地进行酸洗，所以酸洗后形成的凹凸小，或者并未形成，因此无法得到优越的保油性。

酸洗温度没有特别限定。通过改变温度而酸洗速度发生变化，因此，只要在室温到70℃的范围设定浴温，并对应于由生产线的结构决定的酸洗时间来设定温度即可。

酸洗工序S2对钛板的表面的除去量，单面优选为1μm以上。除去量的上限没有特别限定，从生产率和成品率的观点出发，优选单面为20μm以下。

(表皮光轧工序)

表皮光轧工序S3是将酸洗工序S2后的钛板以0.2～1.0％的压下率进行表皮光轧的工序。表皮光轧工序S3可在室温下进行，由此，可使表面形成的凸部平均而制成具备适度的平滑部和凹部的钛板。如此，通过在表面形成适度的平滑部，可以降低局部的面压，并且可以得到减小摩擦系数的效果。

通过进行所述的表皮光轧工序S3，可使钛板表面的表示平均的摩擦系数的算术平均粗糙度(Ra)设在0.15～1.5μm的范围，可使表示凹部的深度的最大高度(Rz)设为1.5～9.0μm的范围，可使表示凹部的分布状态的应变率(Rsk)设为-3.0～-0.5的范围。

但是，由于表皮光轧本身是塑性变形，所以表皮光轧的压下率越高，板材的伸展越减少，并且表面的凹部的面积越减少，因此，应变率(Rsk)接近于0，保油性减少。另一方面，如果表皮光轧的压下率变得过低，则无法在表面设置适度的平滑部。

因此，表皮光轧工序S3的压下率需要为0.2～1.0％。此外，表皮光轧工序S3的压下率优选为0.3～0.8％。

根据以上说明了的本发明的钛板的制造方法，可以适当制造前述的本发明的钛板。

实施例

下面，对比满足本发明要件的实施例和不满足本发明要件的比较例来说明本发明的效果。

本发明的效果的验证是采用与JIS-1种相当的钛材来进行的。但是不言而喻，本发明的效果对于以与JIS-2种相当的钛材为首的其他等级的纯钛材或采用钛合金材的钛板也可以发挥同样的效果。

在本实施例以及比较例中，使用的是工业用纯钛(JIS-1种)的冷轧板。该冷轧板的化学组成是O：450ppm、Fe：250ppm、N：40ppm，残部为Ti和不可避杂质。

首先，在750℃到850℃的温度下，对于在通常条件下实施了冷轧的冷轧板进行大气退火。结晶粒径受该大气退火的退火条件控制。退火条件如表1所示。

之后，在具有表1所示的浓度且被加热到60℃的氢氟酸硝酸混合液中浸渍钛板，进行单面10μm的除去量的酸洗，由此，得到在表面形成有凹凸的试验体1～18。由于酸洗速度根据硝酸/氢氟酸比而改变，所以通过预备实验求出各配合比的溶液的酸洗速度，设定酸洗时间使得成为规定的除去量。

另外，对于试验体1～18的一部分，进行表1所示的压下率的表皮光轧。表皮光轧是在试验体的两侧施加拉伸张力、冷的润滑条件下实施的。

另外，为了用于比较，制作了冷轧后进行了真空退火的试验体(试验体19)。试验体19在冷轧工序之前都与前述相同，但之后，通过对钛板表面进行脱脂清洗，然后进行真空退火，从而得到试验体19。作为真空退火，暂时将腔内的压力减压到1.3×10^-3Pa，之后将炉内加热到650℃，并导入氧气直到成为6.7×10^-3Pa，保持两小时，之后进行冷却。

表1

(结晶粒径的测量)

结晶粒径的测量是通过JIS G 0552规定的切断法将各试验体切断，并通过测量用光学显微镜观察其截面组织的结晶粒径而进行的。此外，结晶粒呈等轴状。

(维氏硬度的测量)

维氏硬度的测量是将测量面设为试验体表面，以JIS Z 2244为基准的方法实施的。测量荷重是以4.9N(200g)以及0.098N(10g)，对于各测量荷重测量10点，采用其平均值作为测量值。

测量荷重4.9N的测量是采用微型维氏硬度试验机(MATSUZAWASEIKI DMH-1)，测量荷重0.098N的测量是采用超微型维氏硬度试验机(AKASHI MVK-G3)。测量荷重4.9N的测量值、测量荷重0.098N与测量荷重4.9N之差如表1所示。

(表面粗糙度的测量)

表面粗糙度的测量使用表面粗糙度形状测量机(东京精密公司制SURFCOM 1400D)，按照以JIS B 0601：2001为基准的方法进行测量。此时，测量距离为7mm，测量速度为0.3mm/sec，在与轧制方向平行方向和垂直方向各测量5点，取其平均值作为表面粗糙度。

(成形性的评价)

成形性的评价是通过进行使用对各试验体模拟了板式热交换器的热交换部分的成膜模具的冲压成形来进行的。

如图2(a)所示，成形模具的形状具有六条成形部为100mm×100mm、间距10mm、最大高度4mm的棱线部，各棱线部在顶点从图2(a)的上朝向下顺次具有R＝0.4、1.8、0.8、1.0、1.4、0.6六种圆角形状。

使用该成形模具并由80ton液压冲压机进行冲压成形。冲压成形是在各试验体的两面涂布动粘度34mm²/s(40℃)的冲压油，以各试验体的轧制方向与图2(a)的上下方向一致的方式，将各试验体配置在下模具上，用板压脚约束凸缘部，之后以冲压速度1mm/s、压入深度3.8mm的条件实施。

然后，在冲压成形后，根据各试验体确认的开裂数来评价成形性。以下说明具体的评价方法。

对于图2(a)所示的棱线部和测量位置A、B、C、C’、D、E的点线的交点计36处，目视观察试验体有无开裂。而且，测量位置C’如图2(b)所示，是位于相邻的棱线部之间的谷部。

对于成为开裂起点的测量位置A、C、C’、E，不能确认开裂也不能确认缩颈的计2点，若确认缩颈则计1点，若确认开裂则计0点，按照该方式施加点数。对于测量位置B、D，不能确认开裂也不能确认缩颈的计1点，若确认缩颈则计0.5点，若确认开裂则计0点，按照该方式施加点数。进而，在各点数上乘以加工R的倒数，将开裂状态数值化，求出其合计。将完全无法确认开裂、缩颈的情况设为100而将该合计值规格化，之后，将依存于温度(T)、润滑油粘度(μ)、试验片板厚(t)的函数F(T、μ、t)以及依存于模具的棱线的角度(α)、间距(p)的函数G(α、p)相乘，作为成形性分数而算出。其中，F以及G取0到1的值。以上的成形性分数算出方法由下述式(2)表示。

成形性分数

＝F×G×∑E(ij)/R(j)/(∑_{A，C，C’，E}2/R(j)+∑_B，D1/R(j))×100

…(式2)

在此，在式(2)中，在A、C、C’、E的情况下，E(ij)＝1.0×(无开裂：2、缩颈：1、开裂：0)而算出；在B、D的情况下，E(ij)＝0.5×(无开裂：2、缩颈：1、开裂：0)而算出。

另外，在本实施例中，由于温度(T)、润滑油粘度(μ)、试验片板厚(t)、模具的棱线的角度(α)以及间距(p)一定，因此为了方便将F×G设为1而算出分数。

表1表示各试验体的成形性的分数。成形性的分数为70点以上的试验体判断为成形性良好，小于70点的试验体判断为成形性差。

如表1所示，在试验体1～7中，得到良好的成形性(实施例)。这认为是因为在表面粗糙度良好的形态下形成，所以保油性提高，耐烧粘性以及耐开裂性变良好。

另一方面，试验体19被认为是由于表面硬度(维氏硬度)高，所以成形时容易产生表面的开裂，成形后的开裂产生量变多，结果是成形性变差(比较例)。

另外，试验体8～11、15～17虽然表面硬度(维氏硬度)低，但没有表现出优越的成形性(比较例)。这认为是因为由于试验体的表面粗糙度没有在良好的形态下形成，因凹凸变浅或凹部间的间隔变宽而导致保油性变差是其原因。

试验体14虽然结晶粒径满足本发明的要件，但成形性差(比较例)。这认为是因为由于酸洗工序后进行的表皮光轧的压下率过高，所以在酸洗工序形成于试验体14表面的良好的凹凸被破坏，变成平滑表面，保油性变差。另外，还认为是由于成形前施加的塑性变形量大，所以在冲压成形的塑性变形量减少，因此无法得到优越的成形性。

试验体18被认为是由于酸洗条件不当，所以表面的凹凸变小，保油性变差，结果是成形性变差(比较例)。

而且，试验体12、13被认为是由于结晶粒径过小，所以在酸洗工序得到的表面的凹凸变浅，保油性变差，结果是成形性变差(比较例)。

图3表示试验体7的表面的SEM像和粗糙度曲线，图4表示试验体10的表面的SEM像和粗糙度曲线。

如图3(a)所示，试验体7的表面在平滑部分散形成有多个凹部。在试验体7中，认为这些凹部作为储油部起作用，因此保油性优越，虽然是酸洗的表面，也可以得到良好的耐烧粘性以及耐开裂性，可得到成形性优越的结果。

另外，如图3(b)所示，在试验体7的表面的任意位置的3mm的宽度，凹部具有适度的分布状态而分散形成，并且几乎没有形成凸部。

相对于此，如图4(a)所示，在试验体10的表面几乎没有形成凹部。因此，认为在试验体10中，保油性变差，耐烧粘性以及耐开裂性变差，结果是成为成形性差的结果。

另外，如图4(b)所示，在试验体10的表面的任意位置的3mm的宽度，几乎没有形成凹部，而形成有许多凸部。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在权利要求记载的范围内可以实施各种变更。本申请基于2009年4月28日申请的日本专利申请(特愿2009-110105)，其内容作为参考引用于此。

符号说明

S1  大气退火工序

S2  酸洗工序

S3  表皮光轧工序

Claims (4)

1.一种钛板，其特征在于，

算术平均粗糙度(Ra)是0.15～1.5μm的范围，

最大高度(Rz)是1.5～9.0μm的范围，

应变率(Rsk)是-3.0～-0.5的范围，且

表面的在测量荷重0.098N下的维氏硬度高于在测量荷重4.9N下的维氏硬度，其差为45以下。

2.如权利要求1所述的钛板，其特征在于，

通过光学显微镜观察根据JIS G 0552规定的切断法切断的截面而得到的结晶粒径以平均切片长度计算为20～80μm的范围。

3.如权利要求1或2所述的钛板，其特征在于，

所述钛板具有1.0mm以下的板厚。

4.一种钛板的制造方法，其特征在于，包括：

对冷轧后的钛板进行大气退火，使得结晶粒径为20～80μm的大气退火工序；

在硝酸/氢氟酸比为1以上、10以下的酸洗浴中对所述大气退火工序后的钛板进行酸洗的酸洗工序；以及

对所述酸洗工序后的钛板以0.2～1.0％的压下率进行表皮光轧的表皮光轧工序。

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