CN102470407A - 钛板及钛板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钛板，其从表面至200nm的区域中的C浓度的最大值为6at％以下，以及N浓度的最大值在7at％以下，表面的氧化皮膜的厚度在3～15nm的范围内，表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.25μm以下，表面的最大高度(Rz)在2.0μm以下。该钛板具有良好的耐热胶着性、耐裂纹性，并且表面平滑，从而发挥出优异的挤压成形性和清洗性。

Description

钛板及钛板的制造方法

技术领域

本发明涉及挤压成形性和润滑油的清洗性优异的钛板及钛板的制造方法。

背景技术

钛板因为耐腐蚀性优异，所以被广泛用于化学、电力和食品加工厂等的热交换器用构件、照相机体、厨房设备等的民用品、以及摩托车、汽车等运输机械构件、家电设备等的外壳。其中，板式热交换器通过挤压成形而将钛板加工成波纹状，以增加表面积，从而提高热交换率。因此，为了使钛板留下更深的波纹而需要优异的成形性。另外，将钛板加工成照相机的框体、家电制品的外壳和面向厨房设备的构件等时，也要求优异的成形性，并且要求润滑油的洗清性。

钛板r值(Lankford值(塑性应变比)：单轴拉伸变形时板宽方向的对数应变对于板厚方向的对数应变的比)高，板材本身的拉深成形性高。但是，因为是活性的金属，所以在成形工序中会发生与成形金属模具的热胶着，这成为不能深深地加工波纹等使成形极限降低的要因。因此，特别是在重视拉深加工的成形品的领域，一直以来都在尝试防止与成形金属模具的热胶着而使成表性提高。

例如，在专利文献1～5中提出，为了防止与成形金属模具的热胶着，在钛板表面形成反应性低的表面硬质层。

在专利文献1中提出，在钛板表面形成0.1μm以上、1.0μm以下的氮化钛层，在其下层形成氮的扩散层。另外在专利文献2中提出，在钛板表面形成0.5μm以上、5.0μm以下的富氮层。另外在专利文献3中提出，在钛板表面生成250埃以上的氧化皮膜。另外在专利文献4中提出，将钛板表面的氮浓度控制在规定范围内，使板表面的平均粗糙度Ra处于0.05～0.5μm。另外在专利文献5中提出，在钛板的表面邻域形成含碳化钛层，并且将该含碳化钛层的厚度控制在300埃以上。

此外在专利文献6、7中提出，为了使形成有表面硬质层的钛板的成形性提高，适度地降低钛板的表面硬度。

在专利文献6中提出，使钛板表面的载荷50gf的维氏硬度为180～280，使载荷200gf的维氏硬度在170以下，使埃氏杯突深度值在11.5mm以上。另外在专利文献7中提出，使钛板表面的载荷200gf的维氏硬度为170以下，氧化皮膜的厚度为150埃以上。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-60620号公报

专利文献2：日本特开平10-204609号公报

专利文献3：日本特开平6-248404号公报

专利文献4：日本特开2004-244671号公报

专利文献5：日本特开2006-291362号公报

专利文献6：日本专利第3600792号公报

专利文献7：日本特开2002-194591号公报

但是，专利文献1～5所述的钛板，虽然优选适用于实施重视耐热胶着性的制品，但在重视拉伸成形和弯曲成形的成形中，反而容易发生表面的裂纹，有成形性差的问题。

另外，专利文献6、7所述的钛板，在冷轧后实施酸洗处理，在钛板表面形成凹凸，因此在挤压成形时使用的润滑油进入到该凹凸中，存在挤压成形后的润滑油的清洗费时的问题。因此，至今为止尚不存在耐热胶着性、成形性和润滑油的清洗性全都兼具的钛板。

如前述，若在钛板的表面形成氧化皮膜等的表面硬质层，则在拉伸成形、弯曲成形时容易发生裂纹。特别是在冷轧和真空退火的工序中，容易在钛板表面形成碳化钛，例如在表面均匀地形成碳化钛层时，裂纹的发生率进一步增大。

另外，在冷轧工序中，若钛板与轧辊发生热胶着，则钛表面与润滑油反应而形成碳化钛。另外，润滑油进入到由于热胶着而在钛板表面形成的微细的凹凸中，清洗除去润滑油有困难。在其后的真空退火工序中还会形成碳化钛。如果在表面形成碳化钛，则在真空退火工序中阻碍氧化钛的形成。

另外，在钛板表面形成碳化钛层也成为与成形金属模具发生热胶着的原因。即，因为碳化钛层比氧化皮膜硬度高，所以仅仅控制表面硬度，如果在表面形成硬度更高的碳化钛层，则表面硬质层的厚度相对性地变薄。因此，在挤压成形时基体的钛露出，与成形金属模具接触而容易发生热胶着。

在挤压成形工序中，为了防止这样的热胶着而使用粘度高的润滑油，但是若提高润滑油的粘度，则其清洗除去更加困难，存在阻碍生产率这样的问题(特别是面向食品相关构件等要求高清洁度的用途使用时)。

还有，为了在钛板表面不形成碳化钛，并且形成具有适度的表面硬度的氧化皮膜，还考虑在冷轧或真空退火后实施酸洗处理，一度除去表面层，但是在钛板表面形成有凹凸，阻碍清洗性，并且工艺复杂，因此不为优选。

发明内容

本发明在这样的背景下诞生，其目的在于，在不需要复杂工艺的前提下，提供一种具有良好的耐热胶着性、耐裂纹性、平滑的表面，挤压成形性和润滑油的清洗性优异的钛板。

为了解决前述课题，第一发明的钛板其构成为，从表面至200nm的区域中的C浓度的最大值为6at％以下，以及N浓度的最大值在7at％以下，表面的氧化皮膜的厚度在3～15nm的范围内，表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.25μm以下，表面的最大高度(Rz)在2.0μm以下。

具有这一构成的钛板，通过使钛板表面的C浓度和N浓度达到规定以下，使氧化皮膜的厚度处在规定范围内，能够调节表面的硬度而使成形性提高。另外，通过使表面的算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Rz)处在规定范围内，能够得到没有积油部(凹凸部)的平滑的表面。

另外，第二发明的钛板其构成为，表面的测量载荷0.098N下的维氏硬度，比测量载荷4.9N下的维氏硬度高，其差在30～60的范围内。

具有这一构成的钛板，通过使表面的测量载荷0.098N下的维氏硬度，比测量载荷4.9N下的维氏硬度高，并且使其差在规定范围内，能够将钛板表面的硬度调节至适当的范围而使成形性更优异。

另外，第三发明的钛板其构成为，以光学显微镜观察依据JIS G 0552规定的切断法切割的断面时，以平均切片长度计，晶粒直径在20～80μm的范围内。

具有这一构成的钛板，通过将晶粒直径的大小控制在规定范围内，能够取得钛板的加工硬化指数和强度的平衡。

另外，第四发明的钛板其构成为，板厚在1.0mm以下。

具有这一构成的钛板，能够适合作为热交换器用的构件使用。

而且，第五发明的钛板的制造方法，是制造第一至第四发明的任一项所述的钛板的方法，其构成为，具有如下工序：使用外径为150mm以上的轧辊和由酯油或油脂构成的润滑油，以轧制速度15m/min以上、每一道次的压下率15％以下进行冷轧的冷轧工序；在真空度为5×10^-4torr以下，或氩气氛的惰性环境下进行真空退火的退火工序。

具有这一构成的钛板的制造方法，通过将轧辊的外径、润滑油的种类、轧制速度、压下率限制在规定范围，能够在冷轧中使导入板表面的润滑油的量增大，抑制冷轧中的温度上升。另外，通过实施真空退火，能够释放冷轧的应变，促进再结晶，得到充分的延伸率。另外，通过使真空退火的真空度处在规定数值以下，能够调整氧化皮膜厚度。

根据第一发明的钛板，使钛板表面的C浓度和N浓度达到规定以下，使氧化皮膜的厚度处在规定范围内，能够发挥出优异的成形性。另外，通过使表面的算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Rz)处在规定范围内而得到平滑的表面，能够防止与轧辊和成形金属模具的热胶着，并且使润滑油的清洗性提高。

根据第二发明的钛板，通过将钛板表面的硬度调节至适当的范围而使成形性更优异，能够适当地防止成形时的裂纹。

根据第三发明的钛板，通过将晶粒直径的大小控制在规定范围内而取得钛板的加工硬化指数和强度的平衡，能够使成形性提高。

根据第四发明的钛板，能够适当地使用成形性和清洗性优异的钛板作为热交换器用的构件。

根据第五发明的钛板，通过使轧辊的外径、润滑油的种类、轧制速度、压下率适当化至规定范围，在冷轧中使导入板表面的润滑油的量增大，能够防止冷轧中的热胶着。另外，通过使真空退火的真空度处在规定数值以下而调整氧化皮膜厚度，能够使钛板的成形性提高。

附图说明

图1(a)是表示用于进行成形性的评价的成形金属模具的形状的俯视图。(b)是(a)的F-F剖面图。

具体实施方式

在本发明中，着眼于钛板表面的C浓度和N浓度、表面粗糙度等的表面状态的控制，从而提供兼具耐热胶着性、成形性及润滑油的清洗性的钛板。在此，所谓成形性是原材的加工性、耐裂纹性、对于挤压成形金属模具的耐热胶着性等的统称。以下，对于本发明的钛板详细地进行说明。

(组成)

本发明没有限定为特定的组成的钛板，但作为一例，可列举由Ti和不可避免的杂质构成的纯钛板。作为上述不可避免的杂质，可列举例如O、Fe、H、C、N等，但从确保母材的成形性的观点出发，优选为将O抑制在1500ppm以下，更优选抑制在1000ppm以下，将Fe抑制在1500ppm以下，更优选抑制在1000ppm以下，将H抑制在130ppm以下，将C抑制在800ppm以下，将N抑制在300ppm。

(表面状态)

为了兼具耐热胶着性和耐裂纹性，而形成由氧化钛构成的规定的厚度范围的氧化皮膜(表面硬质层)。在此，若氧化皮膜过薄，则成形工序中原材被延展时，氧化皮膜破裂，基体露出，容易与成形金属模具发生热胶着。另一方面，若氧化皮膜过厚，则在成形工序中裂纹容易发生/进展，成形性受到阻碍。还有，本发明的钛板的所谓“表面”，是指从钛板的最表面至200nm的深度范围。

本实施例的钛板的表面状态，具体来说以如下方式规定。

(1)C浓度、N浓度

在钛板表面在规定量以上含有硬度高的碳化钛、氮化钛时，认为特别容易发生裂纹。因此，表面的C浓度为6at％以下，优选为5at％以下，更优选为3at％以下。另外，表面的N浓度为7at％以下，优选为6at％以下。还有，钛板表面的C浓度如后述，能够通过使冷轧工序的轧辊直径、轧制速度、每一道次的压下率、润滑油适当化来进行控制。另外，N浓度如后述，能够通过使真空退火时的气氛适当化而进行控制。

(2)氧化皮膜的厚度

若钛板表面的氧化皮膜的厚度过薄，则容易发生与工具的热胶着，若过厚则容易发生裂纹，成形性降低。因此，氧化皮膜的厚度(深度)为3～15nm。另外，优选为5～15nm，更优选为5～10nm。还有，氧化皮膜的厚度如后述，能够通过抑制轧制时的碳化物的生成，并且使真空退烧火时的气氛的真空度适当化来进行控制。

在此，C浓度、N浓度和氧化皮膜的厚度，采用的是由X射线光电子能谱分析得到的原子轮廓的结果。即，测量从钛板的最表面至200nm的深度范围，将该测量范围内的C浓度和N浓度的最高值规定在上述的值以下。另外，氧化皮膜的厚度由钛板表面和O的浓度从峰值减半的深度位置之间的距离定义。

还有，X射线光电子能谱分析的测量条件为，X射线源为单色化Al-Kα，X射线输出功率43.7W，光电子飞离角为45°，Ar+溅射速度以SiO2换算约4.6nm/min。

(表面粗糙度)

若钛板的表面平滑，则容易清洗润滑油，因此规定表面粗糙度。表面粗糙度如后述，能够通过使冷轧工序的轧辊直径、轧制速度、每一道次的压下率、润滑油适当化来进行控制。因为钛板容易形成与轧制方向平行伸长的凹凸，所以表面粗糙度的测量值是沿着与轧制方向垂直的方向测量的值。另外，表面粗糙度具体来说是由以下两个值规定。

(1)算术平均粗糙度(Ra)

算术平均粗糙度(Ra)规定板材表面的平均的凹凸。在此，若算术平均粗糙度(Ra)超过0.25μm，则润滑油进入凹凸的间隙，通过清洗除去润滑油困难。因此，算术平均粗糙度(Ra)在0.25μm以下。还有，算术平均粗糙度(Ra)优选在0.22μm以下，更优选在0.20μm以下。算术平均粗糙度(Ra)的下限值没有特别规定，但现实中为0.05μm以上。

(2)最大高度(Rz)

最大高度(Rz)规定板材表面的凹部的深度。在此，若最大高度(Rz)超过2.0μm，则润滑油进入到凹凸中，清洗除去困难。因此最大高度(Rz)为2.0μm以下。还有，最大高度(Rz)优选为1.8μm以下，更优选为1.7μm以下。最大高度(Rz)的下限值没有特别规定，但现实中为1.0μm以上。

算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Rz)的测量，例如使用表面粗糙度形状测量仪，依据JISB 0601：2001的方法测量。这时，将测量距离和测量速度设定为规定的值，在与轧制方向垂直的方向上测量5点，以其平均值作为测量值。

(维氏硬度(表面硬度))

为了兼具耐热胶着性和耐裂纹性，测量钛板表面的测量载荷0.098N下的维氏硬度和测量载荷4.9N下的维氏硬度，其差限制在规定的范围内。在本发明中，如后述，通过调整冷轧和真空退火条件而将钛板的表面状态限制在规定范围，能够控制维氏硬度。

在此，测量载荷0.098N(10g)下的维氏硬度能够评价钛板的最表面的硬度，测量载荷4.9N(500g)下的维氏硬度，能够评价材质内部的硬度。另外，能够取其差来评价硬质层的形成程度。

若在钛板表面形成氧化皮膜，则随着其厚度的增加，维氏硬度也上升。而且，若测量载荷0.098N下的维氏硬度和测量载荷4.9N下的维氏硬度的差低于30，则存在与工具发生热胶着的情况。另一方面，若测量载荷0.098N下的维氏硬度和测量载荷4.9N下的维氏硬度的差超过60，则成形时容易发生表面的裂纹，有成形性劣化的情况。因此，测量载荷0.098N下的维氏硬度和测量载荷4.9N下的维氏硬度的差的差优选处于30～60的范围内。还有，更优选在40～60的范围内，进一步优选为40～55的范围内。

维氏硬度的测量，例如测量面为钛板表面，以依据JISZ 2244的方法实施。这时，使测量载荷为4.9N和0.098N，在各测量载荷下测量10个点，采用其平均值作为测量值。在测量载荷为4.9N的测量中，使用显微维氏硬度实验机，在测量载荷0.098N的测量中，使用超显微维氏硬度试验机。然后，计算测量载荷为4.9N下的维氏硬度和测量载荷为0.098N下的维氏硬度的差。

(晶粒直径)

本发明的钛板，以光学显微镜观察依据JIS G 0552规定的切断法切割的断面时，以平均切片长度计，优选晶粒直径在20～80μm的范围内。晶粒直径的平均切片长度低于20μm时，加工硬化指数低，有得不到优异的拉伸成形性的情况。另一方面，若晶粒直径的平均切片长度超过80μm，则有材料强度降低的情况。因此，从钛板的成形性和强度特性的观点出发，晶粒直径的平均切片长度优选在上述范围内。还有，更优选为35～80μm的范围内。钛板的晶粒直径能够通过冷轧时的压下率，以及其后的真空退火工序中的保持温度和保持时间进行控制。

本发明的钛板，优选板厚在1.0mm以下。如果处于这样的板厚，则能够适用于热交换器用的构件，例如适合作为放射板使用。还有，板厚当然并不限定于此，根据处理性和使用用途，也可以增加板厚。

另外，本发明的钛板的使用用途并不限定为前述的热交换器用的构件，例如也能够用于照相机体、厨房设备等的民用品、摩托车、汽车等运输机械构件、家电设备等的外壳等。

以上，对于本发明的钛板进行了详细地说明。根据这一钛板，因为通过C浓度、N浓度、算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Rz)适当控制了表面状态，所以能够发挥优异的耐热胶着性、耐裂纹性、成形性和润滑油的清洗性。另外，本发明的钛板，对于表面通过X射线源为Cu-Kα、入射角1°的薄膜法进行X射线衍射时，没有检测到碳化钛、氮化钛的峰值。即，在表面未形成碳化钛、氮化钛等表面硬质层，挤压成形时裂纹的发生得到抑制，并且可抑制与金属模具的热胶着。

以上说明的钛板，能够根据以下说明的本发明的钛板的制造方法恰当地制造。在此，对于本发明的钛板的制造方法具体说明之前，先介绍两个冷轧后的钛板代表性的制造工序。第一个是在冷轧后进行真空退火，第二个是在冷轧后进行大气退火，其后实施酸洗处理。

后者的情况因为进行酸洗处理，所以难以简便地获得平滑的表面。因此在本发明中，以前者的制造工序为基础，在冷轧工序和真空退火工序中，降低钛板的表面粗糙度而成为平滑的表面，并且防止碳化钛的形成，并且在钛板表面形成规定厚度的氧化皮膜，从而可以制造兼具耐热胶着性、耐裂纹性和清洗性的钛板。

具体来说，在冷轧工序中，通过使轧辊直径、轧制速度、每一道次的压下率、润滑油适当化，能够抑制与轧辊发生热胶着和碳化钛的形成，得到平滑的表面。另外，在其后的真空退火工序中，通过使温度、保持时间、气氛适当化，能够控制钛板的表面状态和晶粒直径。以下，对于本发明的钛板的制造方法详细地进行说明。

本发明的钛板，例如经过熔融工序、铸造工序、热轧工序、冷轧工序、退火工序而制造。在此，熔融工序、铸造工序、热轧工序能够采用从业者周知的技术进行。然后在本发明中，通过使冷轧工序、退火工序的条件适当化，制造挤压成形性和润滑油的清洗性优异的钛板。

冷轧的条件如下。

(轧辊直径)

轧辊直径小的程度下，钛板与轧率接触的距离短，虽然也认为难以发生热胶着，但是实际上判明，轧辊直径大的程度下，在碳化钛层的形成抑制上优选。因此，轧辊直径为150mm以上，优选为200mm以上。

这被认为是由于，若使轧辊直径在上述数值以上的基础上实施轧制，则轧制中导入板表面的润滑油的量增加，并且能够抑制轧制中的温度上升。因此，能够抑制钛板与轧辊的热胶着，抑制碳化钛层的形成，并且能够将表面粗糙度、维氏硬度控制在前述的规定范围内。另外，为了不形成碳化钛，在钛板表面形成氧化皮膜。此外，为了在钛板表面不发生热胶着，也可以把钛板表面精加工得平滑。另一方面，若轧辊直径在上述数值以下，则在钛板表面发生热胶着，碳化钛层容易形成，C浓度上升。

(轧制速度)

轧制速度优选为15m/min以上。另外，更优选为20m/min以上，进一步优选为40m/min以上。若轧制速度低于15m/min，则冷轧时容易发生热胶着，表面的C浓度上升。这被认为是由于，在轧辊与原材表面间容易形成润滑油的油膜。另外，难以将表面粗糙度、维氏硬度控制在上述的规定范围内。

(每一道次的压下率)

优选以每一道次15％的压下率进行轧制。若每一道次的压下率超过15％，则在冷轧时发生热胶着，表面的C浓度上升。另外，难以将表面粗糙度、维氏硬度控制在上述的规定范围内。还有，每一道次的压下率更优选为10％以下。

(润滑油)

若使用以净油(neat oil)等的矿物油为基础的润滑油，则钛板与轧辊发生热胶着，表面的C浓度上升。另外，难以将表面粗糙度、维氏硬度控制在上述的规定范围内。因此作为润滑油，例如优选使用合成酯油或油脂。

真空退火的条件如下。

(温度和保持时间)

真空退火的温度优选为600～750℃。若退火温度低于600℃，则再结晶无法充分发生(冷轧的应变未被释放)，有得不到充分的延伸率的情况。另外，因为真空退火是分批处理，所以不能在短时间内进行处理。因此，若退火温度超过750℃，则保持时间即使只有数分钟，粒径仍有可能超过80μm。还有，保持时间优选为5分钟以上、5小时以下。

如果真空退火的温度在600～750℃的范围内，则在哪个温度域处理都可以，为了控制氧化皮膜的厚度和晶粒直径的大小，能够根据保持温度适宜选择保持时间。例如，如果真空退火的温度为650℃，则保持时间为2小时左右。

(气氛)

为了控制钛板表面的氧化皮膜的厚度和N浓度，真空退火时的气氛很重要。虽然氧化皮膜的厚度和N浓度也会受到真空退火的温度和保持时间的影响，但仍要使真空度(热处理炉内的气压)为5×10^-4torr以下。若真空度超过5×10^-4torr，则钛板与气氛中的氧反应，表面的氧化皮膜容易超过15nm。另外，钛板表面的N浓度容易超过7at％。还有，真空度更优选为2×10^-4torr以下。

在此，在本发明中显示出规定的真空度的热处理炉内，氧、氮所占的压力为氧分压、氮分压，气氛的组成基本上与大气相同，按氮∶酸素为4∶1构成。然后，通过使真空度在规定值以下，降低热处理炉内的氧分压、氮分压，能够将钛板表面的氧化皮膜的厚度和N浓度控制在规定范围内。还有，使退火气氛为氮等氮化气氛时，在钛板表面形成氮化物，表面硬度提高，容易产生裂纹，因此优选使退火气氛不是氮化气氛而进行调节。

关于真空度的下限值，可考虑现实的热处理炉的排气能力，没有特别规定。还有，进行真空排气至规定的压力后，在导入氩等不与钛反应的惰性气体的气氛下进行空真退火，也能够得到上述同样的效果。

实施例

接着，将满足本发明的要件的实施例和不满足本发明的要件的比较例进行对比，说明本发明的效果。在本试验中，使用相当于JIS-1类的钛材进行，但本发明的效果在使用了以相当于JIS-2类的钛材为首的其他级别的纯钛材和钛合金材的钛板中，当然也发挥同出样的效果。

作为原材，使用工业用纯钛板(JIS-1类)。化学组成为O：450ppm、Fe：250ppm、N：40ppm，其他余量：Ti和不可避免的杂质。该钛板是对于钛原料实施从业者周知的熔融工序、铸造工序、热轧工序而得到的。然后，将通过酸洗处理除去氧化皮的轧卷成为原材料。

[表1]

表1中显示冷轧和真空退火的条件。在本实施例中，以表1所示的条件实施冷轧直至板厚0.5mm并进行清洗后，以同表所示的条件实施真空退火，得到试验体No.1～14。还有，微调最终道次的压下率，使板厚成为0.5mm。

另外，为了比较，在冷轧后进行大气退火，其后实施酸洗处理，制作试验体。至冷轧工序为止，如前述，其后将钛板浸在氢氟酸硝酸混合液中，实施厚度减量单面10μm的酸洗处理，得到试验体No.15。

[表2]

表2中显示以表1的条件进行冷轧和真空退火的试验体No.1～15特性的测量结果。

(表面状态的测量)

测量各试验体的表面状态。具体来说，是通过X射线电子能谱分析，以前述的条件测量各试验体表面的C浓度、N浓度、氧化皮膜厚度。

(表面粗糙度的测量)

测量各试验的算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Rz)。测量中使用表面粗糙度形状测量仪(东京精密社制サ一フコム1400D)，以依据JIS B0601：2001的方法进行测量。这时，测量距离为7mm，测量速度为0.3mm/秒，在与轧制方向垂直的方向上测量5点，以其平均值作为测量值。

(维氏硬度的测量)

维氏硬度的测量，是使测量面为试验体的表面，以依据JIS Z 2244的方法实施。使测量载荷为4.9N(500g)和0.098N(10g)，在各测量载荷下测量10点，使用其平均值作为测量值。在测量载荷4.9N的测量中，使用显微维氏硬度试验机(MATSUZAWASEIKI DMH-1)，在测量载荷0.098N的测量中，使用超显微维氏硬度试验机(AKASHIMVK-G3)。另外，计算测量载荷4.9N下的维氏硬度和测量载荷0.098N下的维氏硬度的差。

(晶粒直径的测量)

晶粒直径的测量，其进行是以依据JIS G 0552的切断法的方法切断各试验体，测量以光学显微镜观察该断面组织时的晶粒直径。还有，晶粒呈等轴状。

(成形性的评价)

成形性的评价，是对于各试验体，使用模拟了板式热交换器的热交换部分的成形金属模具，进行挤压试验，评价成形性。如图1(a)所示，成形金属模具的形状为，具有成形部为100mm×100mm，间距为10mm，最大高度为4mm的6个棱线部，各棱线部在顶点，从图1(a)的上方朝向下方顺序具有R＝0.4、1.8、0.8、1.0、1.4、0.6这6种R形状。还有，如图1(b)所示，测量位置C是通过金属模具中央的线的峰侧，测量位置C’是通过金属模具中央的线的谷侧。

使用该成形金属模具，以80t液压机进行挤压成形。挤压成形是在各试验体的两面涂布运动粘度34mm²/s(温度40℃)的挤压油，使各试验体的轧制方向与图1(a)的上下方向一致而配置在下金属模具上，以坯缘压板拘束突缘后，以挤压速度1mm/s、压入深度3.6mm的条件来实施。邂逅，成形性的评价是在挤压成形后，根据各试验体上确认到的裂纹的数量进行评价。具体的评价方法如下。

在图1(a)所示的棱线部与点线(峰侧5个，谷侧1个)的交点数共计36处，目测观察各试验体有无裂纹。然后，在作为裂纹起点的测量位置A、C、C’、E，未确认到裂纹时为2点，确认到缩颈时为1点，确认到裂纹时为0点而赋予点数。另外，在其他测量位置B、D，未确认到裂纹时为1点，确认到缩颈时为0.5点，确认到裂纹时为0点而赋予点数。然后，各点数乘以加工R的倒数，将裂纹的状态数值化，求其合计。将完全没有确认到裂纹、缩颈的情况设为100而使该合计值规格化后，乘以依存于温度(T)、润滑油粘度(μ)、试验片板厚(t)的函数F(T、μ、t)和依存于金属模具的棱线的角度(α)、间距(p)的函数G(α、p)，进行计算作为成形性得分。还有，F和G取从0到1的值。以上的成形性得分算出方法由下式(1)表示。

成形性得分＝F×G×∑E(ij)/R(j)/(∑A、C、C’、E2/R(j)+∑B、D1/R(j))×100 …式(1)

在此，在式(1)中，

A、C、C’、E的情况下，作为E(ij)＝1.0×(无裂纹：2、缩颈：1、裂纹：0)计算，

B、D的情况下，作为E(ij)＝0.5×(无裂纹：2、缩颈：1、裂纹：0)计算。

另外，在本实施例中，为了使温度(T)、润滑油粘度(μ)、试验片板厚(t)、金属模具的棱线的角度(α)和间距(p)一定，策略性地将F×G作为1计算得分。

各试验体的成形性得到显示在表2中。成形性得分65点以上为成形性良好，低于65点为成形性差。

(清洗性)

将各试验体切割成20×25mm²，进行丙酮清洗，进行质量测定后，在各试验体的单面涂布动粘度34mm²/s(温度40℃)的挤压油25μl。然后，以搅拌器搅拌加温至70℃的纯水2L，其中浸渍各试验体3分钟并取出。其后，使各试验体干燥，测定质量，根据与挤压油涂布前的质量的差，评价残留的油分量，残留油分在0.5mg/cm²以下时为清洗性良好，超过0.5mg/cm²时为清洗性差。

如表2所示可知，冷轧条件和真空退火条件满足本发明的必要条件的试验体No.1～7(实施例)，表面状态、维氏硬度(测量载荷0.098N和4.9N的差)、表面粗糙度、晶粒直径能够限制在本发明规定的范围内，成形性、清洗性良好。

另一方面，冷轧条件和真空退火条件的某一项不满足本发明的必要条件地试验体No.8～15(比较例)，不能将表面状态、维氏硬度、表面粗糙度、晶粒直径的某一项限制在规定范围内，可知成形性、清洗性差。

试验体8、9因为在冷轧的润滑油中使用矿物油基础的净油，所以在冷轧时试验体与轧辊发生热胶着，表面的C浓度、表面粗糙度和维氏硬度高，成形性和清洗性均不良。特别是轧辊直径小，轧制速度为10m/min的试验体9，这一倾向显著。

试验体10因为轧制速度为10m/min，每一道次的压下率为30％，所以在冷轧时发生热胶着，表面的C浓度高而成为高硬度，并且表面粗糙度和维氏硬度大。因此成形性和清洗性均不良。

试验体11、12因为使用直径小的轧辊，所以在冷轧时发生热胶着，表面的C浓度高而成为高硬度，并且表面粗糙度和维氏硬度大。因此成形性和清洗性均不良。

试验体13、14因为冷轧条件在适当范围，所以冷轧时未发生热胶着，表面的C浓度和N浓度低，另外能够得到平滑的表面。但是，在其后的真空退火时，真空度超过规定值，因此表面氧化被膜过厚，维氏硬度变大。因此成形性不良。

试验体15，因为在冷轧后实施酸洗处理，所以表面的C浓度和N浓度低，但是试验体表面的凹凸大，润滑油进入该凹凸，因此表面粗糙度大，维氏硬度小。因此清洗性不良。

详细地并参照特定的实施方式说明了本发明，但是，能够不脱离本发明的精神和范围而施加各种变更和修改，对于从业者来说应该清楚。

本申请基于2009年7月15日申请的日本专利申请(专利申请2009-166319)，其内容在些参照并援引。

产业上的可利用性

本发明的钛板，适合例如化学、电力和食品加工厂等的热交换器用构件、照相机体、厨房设备等的民用品、以及摩托车、汽车等运输机械构件、家电设备等的外壳。

Claims (5)

1.一种钛板，其特征在于，从表面至深度为200nm的区域中的C浓度的最大值为6at％以下，以及N浓度的最大值为7at％以下，

表面的氧化皮膜的厚度在3～15nm的范围内，

表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.25μm以下，

表面的最大高度(Rz)在2.0μm以下。

2.根据权利要求1所述的钛板，其特征在于，表面的测量载荷为0.098N的维氏硬度比测量载荷为4.9N的维氏硬度高，其差在30～60的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的钛板，其特征在于，用光学显微镜观察依据JIS G 0552规定的切断法切断的断面时观察到的晶粒直径，以平均切片长度计在20～80μm的范围内。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的钛板，其特征在于，板厚在1.0mm以下。

5.一种钛板的制造方法，其特征在于，是制造权利要求1～4中任一项所述的钛板的方法，其中，具有：

使用外径为150mm以上的轧辊和由酯油或油脂构成的润滑油，以轧制速度为15m/min以上、每一道次的压下率为15％以下进行冷轧的冷轧工序；

在真空度为5×10^-4torr以下或氩气氛的惰性环境下进行真空退火的退火工序。

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