JP2964920B2 - 電析箔製造のための電着ドラム用チタン材 - Google Patents
電析箔製造のための電着ドラム用チタン材Info
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Description
析箔)の製造に用いられる電着ドラム用チタン材に関す
るものである。
進展に伴って電析箔の需要が急増しており、特に銅箔の
需要は益々増大する兆しを見せている。ところで、この
ような用途に供せられる銅箔等の電析箔は、現在、生産
性等の面からロ−ル状の電解析出用電極(電着ドラム)
に析出させて製造する手段が一般的に採用されている
が、この電着ドラムは電解液にさらされる環境で用いら
れることから十分な耐食性が必要であり、そのため通常
は外表面に高耐食性導電材料であるチタン製リングを複
合させたものが適用されている。
突き合わせ端を溶接継ぎする, b) 鋳塊の鍛造によって得られたチタンの孔あき素材を
リングロ−リングミルによって所定の外径となるよう環
状圧延する, という2つの方法の何れかによって作成されるのが一般
的であり、電析箔製造用の電着ドラムは、このようにし
て作成されたチタン製リングを炭素鋼等のインナ−ドラ
ムに焼き嵌めして組み立てられ、表面研磨工程を経て電
析箔の製造に供される。
述の如くチタン製リングの表面を研磨すると、研磨仕上
げされたチタン製リング表面には大なり小なり目視的に
不規則な研磨模様(明暗模様)が出現する傾向があり、
この研磨模様が電析箔にプリントされてしまうという問
題があった。
比較的顕著な不規則研磨模様が現れることは特開昭60
−9866号公報にも記述されているように良く知られ
ており、従って、これまでも電着ドラム用チタン製リン
グ材にはマクロ組織やミクロ組織が極力均一で微細なも
のが選ばれて研磨模様の改善が図られてきた。そのた
め、従来のチタンリングも、目視的研磨模様は皆無では
ないものの極めて軽微であり、電着ドラム用として実用
的に十分満足できるものとして使用されてきた。
者の目は一段と厳しくなってきており、従来は問題とさ
れることがなかった“極めて軽微で僅かに目視される程
度の単なる明暗模様”でも電着ドラム用チタン製リング
材としての価値評価を大きく落とす要因になる懸念が出
始めてきた。
のは、表面研磨を行っても前述したような“単なる明暗
模様程度の極めて軽微な目視的不規則研磨模様”すら生
じない電着ドラム用チタンリング材を提供することであ
る。
達成すべく鋭意研究を行った結果、次に示すような一連
の知見を得ることができた。 (a) 再結晶焼鈍等の組織的な調整によってマクロ組織や
ミクロ組織を十分に均一微細化しても、電着ドラム用チ
タンリング材には表面研磨を施すと極く軽微な目視的不
規則研磨模様が生じることがあるが、この目視的研磨模
様は材料表面における光沢度の違いから生じる光沢模様
であり、表面研磨の際にこのような模様が生じる理由
は、チタン材に“六方晶のC軸方向が板面垂直に近い方
向に向いた結晶粒の集合体”が存在していて、この部位
が他の部位に比べて硬いことに起因して研磨性に僅かな
差が生じる点にある,
た種々のチタン材について一定条件下で表面の硬さ分布
を測定すると、“上記目視的研磨模様発生の有無”と
“硬さ分布”との間には明瞭な関係があり、硬さ分布に
おける最大硬さと最小硬さの差が10以下では実質的に
研磨模様は生じなくなる。 (c) しかも、硬さ分布における最大硬さと最小硬さの差
が10以下のチタン材を安定・確実に実現することがで
きる処理方法が存在する。
れたものであり、「電析箔製造のための電着ドラム用チ
タン材を、 厚さが4〜30mmで、 かつ表面を平均粗さ(R
a):0.3μm以下にまで研磨仕上げしたときの“該表面の
任意方向に0.3〜1mmピッチで10点以上の位置におい
て実施した荷重1kg以下でのビッカ−ス硬さ測定値”の
最大硬さと最小硬さの差が10以下である如くに構成す
ることにより、 極く軽微な不規則表面研磨模様すら生じ
ない良好な表面性状を付与し得るようにした点」に大き
な特徴を有している。
格のH4600に規定される工業用純チタンのほか、数
重量%又はそれ以下のPd,Ru,Pt,Ta,Ni,Co,Mo,W
等を添加したα型チタン合金を総称したものであり、チ
タン材は板状であってもリング状であっても構わない。
厚さ,表面粗度並びに表面の硬さ分布を前記の如くに限
定した理由を、その作用と共に説明する。まず、チタン
材の厚さを4〜30mmと限定した理由は、その厚さが4
mm未満であると発熱等のために電析時に十分な電流密度
を与えられないので効率的な電析を行うことができず、
一方、厚さが30mmを超えると十分な加工度が取れない
ために組織不均一に基づく不均一研磨模様の防止が困難
となり、従って何れも電着ドラム材として不適切である
と判断されたからである。
表面の硬さ分布については、表面を平均粗さ(Ra):0.3μ
m以下にまで研磨仕上げした条件下で、“該表面の任意
方向に 0.3〜1mmピッチで10点以上の位置において実
施した荷重1kg以下でのビッカ−ス硬さ測定値”の最大
硬さと最小硬さの差が10以下となるように調整される
が、これは、前記“最大硬さと最小硬さの差が10以
下”となって初めて極く軽微な表面の不規則明暗研磨模
様までもが安定して抑制され、実質的に研磨模様は生じ
なくなるからである。
くに規定したのは次の理由による。即ち、チタン材の表
面粗度が平均粗さ(Ra)で 0.3μmを超えると粗さの影響
で測定誤差が大きくなり、また測定点のピッチが 0.3mm
未満ではビッカ−ス硬さ測定時の圧痕同士が重なったり
圧痕同士が接近しすぎて加工硬化の影響が出たりするた
め正確な測定ができず、一方、測定点のピッチが1mmを
超えたり、あるいは測定点(測定位置)数が10未満で
あると硬い前記“結晶粒の集合体”の部位を避けて測定
してしまう確立が高まるため、やはり正確な測定ができ
ないからである。また、測定荷重が1kgを超えると圧痕
が大きくなり過ぎて硬い“結晶粒の集合体”の部位と他
の部位を同時に測定してしまう結果となりがちで、この
場合も硬さ分布の正確な測定ができなくなる。
めた最大硬さと最小硬さの差が10以下となる“硬さ分
布の極めて均一な本発明に係るチタン材”は、「鋳塊の
鋳込みから板状あるいはリング状チタン材を製造する工
程の間に1000℃/h以上の冷却速度でβ変態点(添加
元素の存在や種別によっても異なるが通常は950〜8
50℃)を通過させる冷却工程を確保し、 該冷却工程後
の処理(加工処理や熱処理)をβ変態点未満の温度域で
実施する方法」により安定して製造することができる。
孔あき素材とされた中間材をβ変態点以上に加熱後水冷
し、その後はβ変態点未満のα温度域での板圧延又は環
状圧延及び熱処理によって板状又はリング状チタン材を
製造する工程は、前記条件を満足し実製造で採用され得
る具体的な手法として推奨できるものである。
り表面の硬さ分布が均一な板状又はリング状チタン材が
得られる理由の全ては十分に明らかではないが、最も大
きな理由として考えられるのは、β変態点通過時の冷却
速度を1000℃/h以上とすることによりチタンがマル
テンサイト変態し、これに伴って結晶方位がランダム化
され、前述した“六方晶のC軸方向が板面垂線に近い方
向に向いた結晶粒の集合体”の形成が抑制されるのでは
ないかということである。
比しながら更に具体的に説明する。
は重量%とする),H:0.001 %以下,N:0.01%以
下,O:0.03〜0.07%,Fe:0.02〜0.05%を含み残部が
実質的にTiであるJIS H4600に規定の1種相当純チ
タン板(板厚:4.5〜18mm)について、表面硬さ分布と
表面不規則研磨模様との関係を調査した。
を経た“本発明チタン板”と“比較チタン板”を試験材
として用いた。 本発明チタン板:鋳塊→分塊鍛造(1000℃加熱)→ 150
mm厚スラブ→ 950℃加熱・水冷→圧延(800℃加熱)→熱
処理(670℃×15分保持), 比較チタン板: 鋳塊→分塊鍛造(1000℃加熱)→ 150
mm厚スラブ→圧延(800℃加熱)→熱処理(670℃×15分保
持) 。
で950℃に加熱した後水冷(平均冷却速度:1100
℃/h)の熱処理が実施されているのに対して、比較チタ
ン板ではこの処理が適用されておらず、この点のみが両
者の製造工程での相違点である。
板から30mm×30mmの試験片を切り出し、湿式研磨に
より表面を平均粗さ(Ra)で 0.2μm程度に仕上げた後、
荷重1kgのビッカ−ス硬度計にて測定ピッチ 0.5mm,測
定点数20の条件で実施し、硬さ分布における最大値と
最小値の差を求めた。そして、これに続いて各々の板の
表面を約150mm×300mmの面積だけPVA砥石によ
り#600まで研磨した後、目視により不規則研磨模様
の有無をも観察した。この結果を表1に示す。
る最大値と最小値の差が10を超える比較チタン板(試
験番号5,6,7,8)では目視的な不規則研磨模様が
発生するのに対し、この差が10以下の本発明チタン板
(試験番号1,2,3,4)では不規則研磨模様は全く
発生しない。
C:0.01%以下,H:0.002 %以下,N:0.01%以下,
O:0.04〜0.06%,Fe:0.04〜0.07%,Pd:0.16〜0.18
%を含み残部が実質的にTiであるJIS H4605に規定
の11種相当チタン合金板(板厚:8〜16mm)、及びC:0.
01%以下,H:0.001 %以下,N:0.01%以下,O:0.
10〜0.12%,Fe:0.07〜0.09%,Mo:0.26〜0.30%,N
i:0.70〜0.80%を含み残部が実質的にTiであるAST
Mの Gr.12相当チタン合金板(板厚:5〜16mm)につ
いて実施した。なお、適用した“本発明チタン板”及び
“比較チタン板”とも製造工程は実施例1の場合と全く
同様である。
以外は実施例1と全く同じ条件を採用したが、硬さ分布
の測定については、実施例1と同様に試験片の調整を行
うと共に、ビッカ−ス硬度計の荷重を500gとし、測
定ピッチ1mm,測定点数15の条件で実施した。このよ
うにして測定した硬さ分布における最大値と最小値の差
と、目視による不規則研磨模様の有無の判定結果を表2
に示す。
ける最大値と最小値の差が10を境に、これを超える比
較例(試験番号13,14,15,16)では不規則研磨模様が
発生し、上記差が10以下の本発明例(試験番号9,1
0,11,12)では不規則研磨模様が発生しないことが分
かる。
分組成のJIS H4600に規定の1種に相当する肉厚:
7.5〜28mmの純チタン環状圧延材について、表面硬さ
分布と表面不規則研磨模様の関係を調査した。
を経た“本発明チタン環状圧延材”と“比較チタン環状
圧延材”を試験材として用いた。 本発明チタン環状圧延材:鋳塊→鍛造(1050℃加熱)→
孔明き素材(外径:580mm,肉厚:95mm )→ 950℃加熱・
水冷→環状圧延(700℃加熱)→熱処理(670℃×15分保
持), 比較チタン環状圧延材:鋳塊→鍛造(1050℃加熱)→孔
明き素材(外径:580mm,肉厚:95mm )→環状圧延(700℃
加熱)→熱処理(670℃×15分保持) 。
塊から鍛造により造られた孔あき素材(外径:580mm,肉
厚:95mm )に関し950℃に加熱した後水冷(平均冷却
速度:1500℃/h)の熱処理が実施されているのに対
して、比較チタン環状圧延材ではこの処理が適用されて
おらず、この点のみが両者の製造工程での相違点であ
る。
環状圧延材から30mm×30mmの試験片を切り出して行
ったが、測定方法は実施例1と全く同じとした。そし
て、これに続いてやはり実施例1の場合と同様に各々の
チタン環状圧延材表面を約150mm×300mmの面積だ
けPVA砥石により#600まで研磨した後、目視によ
り不規則研磨模様の有無を観察した。この結果を表3に
示す。
圧延材と同様に硬さ分布における最大値と最小値の差が
10を超える比較チタン環状圧延材(試験番号21,22,
23,24)では不規則研磨模様が発生するのに対して、こ
の差が10以下の本発明チタン環状圧延材(試験番号1
9,20,21,22)では研磨模様は発生しないことが分か
る。
ば、表面研磨を行っても極く軽微な目視的不規則研磨模
様すら生じない、極めて高品質の電析箔製造のための電
着ドラム用チタン材を安定・確実に供給することができ
るなど、産業上有用な効果がもたらされる。
Claims (1)
- 【請求項1】 厚さが4〜30mmで、かつ表面を平均粗
さ(Ra):0.3μm以下にまで研磨仕上げしたときの“該表
面の任意方向に 0.3〜1mmピッチで10点以上の位置に
おいて実施した荷重1kg以下でのビッカ−ス硬さ測定
値”の最大硬さと最小硬さの差が10以下であることを
特徴とする、不規則な表面研磨模様を生じない電析箔製
造のための電着ドラム用チタン材。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19111195A JP2964920B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 電析箔製造のための電着ドラム用チタン材 |
US08/675,482 US5712046A (en) | 1995-07-04 | 1996-07-03 | Titanium ring for an electrodeposition drum and a method for its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19111195A JP2964920B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 電析箔製造のための電着ドラム用チタン材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0920990A JPH0920990A (ja) | 1997-01-21 |
JP2964920B2 true JP2964920B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16269047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19111195A Expired - Lifetime JP2964920B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 電析箔製造のための電着ドラム用チタン材 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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JP5505214B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2014-05-28 | 新日鐵住金株式会社 | 圧延方向の0.2%耐力が大きい高耐食チタン合金とその製造方法 |
WO2017038992A1 (ja) * | 2015-09-05 | 2017-03-09 | 株式会社Uacj | 電解アルミニウム箔の製造方法 |
-
1995
- 1995-07-04 JP JP19111195A patent/JP2964920B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH0920990A (ja) | 1997-01-21 |
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