JP3348361B2 - プレス成形性の優れたチタン板及びその表面処理方法 - Google Patents
プレス成形性の優れたチタン板及びその表面処理方法Info
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- JP3348361B2 JP3348361B2 JP32824992A JP32824992A JP3348361B2 JP 3348361 B2 JP3348361 B2 JP 3348361B2 JP 32824992 A JP32824992 A JP 32824992A JP 32824992 A JP32824992 A JP 32824992A JP 3348361 B2 JP3348361 B2 JP 3348361B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チタン板の表面に酸化
皮膜を生成させることにより高深絞りプレス成形を可能
とするチタン板及びその表面処理方法に関するものであ
る。
皮膜を生成させることにより高深絞りプレス成形を可能
とするチタン板及びその表面処理方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】チタンは、耐食性に優れ、特に海水に対
しては全く腐食しない特性であることから、海水熱交換
器等に使用されており、中でも板材はプレート式熱交換
器に多く使用されている。このプレート式熱交換器は、
伝熱効率を向上させるため、表面を凹凸形状にするため
のプレス成形を行う。近年、より一層の伝熱効率向上の
ため、板厚の薄肉化、また表面凹凸の複雑化等のニーズ
により、局部的なくびれ或いは割れ防止の観点から、よ
り成形性の優れたものが要求されるようになってきた。
しては全く腐食しない特性であることから、海水熱交換
器等に使用されており、中でも板材はプレート式熱交換
器に多く使用されている。このプレート式熱交換器は、
伝熱効率を向上させるため、表面を凹凸形状にするため
のプレス成形を行う。近年、より一層の伝熱効率向上の
ため、板厚の薄肉化、また表面凹凸の複雑化等のニーズ
により、局部的なくびれ或いは割れ防止の観点から、よ
り成形性の優れたものが要求されるようになってきた。
【０００３】プレス割れを防ぐためには、表面の潤滑を
充分に行う必要がある。この点について、例えば特開昭
６３−１７４７４９号公報が開示されているが、該方法
では潤滑剤キャリアの鉄、亜鉛合金層を形成させ、その
後燐酸亜鉛処理して潤滑剤塗布といった多数の工程が必
要である。また、チタン板の材質面からは、割れの原因
のひとつに、チタンが六方晶であるが故の異方性があ
る。そのため、例えば、特開昭６０−８２２２７号公報
には、通常の圧延方向と直角に圧延して、異方性を低減
する方法がある。しかし、この方法では、コイル状に圧
延した素材板を切断して、再度圧延するという極めて不
効率な方法を取らざるを得ない。
充分に行う必要がある。この点について、例えば特開昭
６３−１７４７４９号公報が開示されているが、該方法
では潤滑剤キャリアの鉄、亜鉛合金層を形成させ、その
後燐酸亜鉛処理して潤滑剤塗布といった多数の工程が必
要である。また、チタン板の材質面からは、割れの原因
のひとつに、チタンが六方晶であるが故の異方性があ
る。そのため、例えば、特開昭６０−８２２２７号公報
には、通常の圧延方向と直角に圧延して、異方性を低減
する方法がある。しかし、この方法では、コイル状に圧
延した素材板を切断して、再度圧延するという極めて不
効率な方法を取らざるを得ない。
【０００４】さらに、一般的に冷間加工性を向上させる
方法として、大気加熱による酸化皮膜が工具との焼き付
け防止に効果があるとの報告（塑性加工学会・第１３回
春季講演大会講演集の第１４３頁）がある。該報告は板
及び線材を冷間加工で製造する上での途中工程における
技術であり、その表面が最終製品表面とは必ずしも一致
しない。そのため、表面の不均一性等には特に言及され
ていない。つまり、大気のような気体雰囲気中での表面
処理方法は表面の不均一性が問題となり、また、その制
御は極めて困難である。従って、本発明のように均一に
表面処理した表面がそのまま最終製品の表面になる場合
には適用できない。さらに、該報告では、表面酸化皮膜
の厚さとプレス成形性との関係には何ら言及されていな
い。
方法として、大気加熱による酸化皮膜が工具との焼き付
け防止に効果があるとの報告（塑性加工学会・第１３回
春季講演大会講演集の第１４３頁）がある。該報告は板
及び線材を冷間加工で製造する上での途中工程における
技術であり、その表面が最終製品表面とは必ずしも一致
しない。そのため、表面の不均一性等には特に言及され
ていない。つまり、大気のような気体雰囲気中での表面
処理方法は表面の不均一性が問題となり、また、その制
御は極めて困難である。従って、本発明のように均一に
表面処理した表面がそのまま最終製品の表面になる場合
には適用できない。さらに、該報告では、表面酸化皮膜
の厚さとプレス成形性との関係には何ら言及されていな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、通常の方法
で製造したチタン板に簡便な処理を施して、表面に酸化
皮膜を生成させることによって、高深絞りプレス成形性
を向上させることを目的とするものである。
で製造したチタン板に簡便な処理を施して、表面に酸化
皮膜を生成させることによって、高深絞りプレス成形性
を向上させることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、チタン板
のプレス成形性を向上させるために種々の検討を行った
結果、以下の知見を見出した。 （１）プレス成形時にくびれ、割れが発生するのは、チ
タン板とプレス金型との潤滑不良により、変形が局部的
に集中するためである。従って、材質的に成形性を向上
させても割れ防止には限界がある。 （２）アルカリ溶液を用いれば、素材表面の汚れ、油脂
等の除去を同時に行い、且つ電流を加えることによっ
て、均一にムラなく表面酸化皮膜を形成することが可能
であり、プレス成形性の優れたチタン板が得られる。 （３）比較的高濃度のアルカリ溶液を用いて、且つ高い
電流密度を加えることによって、短時間に所定の表面酸
化皮膜を形成することが可能である。 （４）表面酸化皮膜の厚さが２５nmから著しくプレス性
が向上して、６０nmになるとその効果が飽和する傾向で
ある。
のプレス成形性を向上させるために種々の検討を行った
結果、以下の知見を見出した。 （１）プレス成形時にくびれ、割れが発生するのは、チ
タン板とプレス金型との潤滑不良により、変形が局部的
に集中するためである。従って、材質的に成形性を向上
させても割れ防止には限界がある。 （２）アルカリ溶液を用いれば、素材表面の汚れ、油脂
等の除去を同時に行い、且つ電流を加えることによっ
て、均一にムラなく表面酸化皮膜を形成することが可能
であり、プレス成形性の優れたチタン板が得られる。 （３）比較的高濃度のアルカリ溶液を用いて、且つ高い
電流密度を加えることによって、短時間に所定の表面酸
化皮膜を形成することが可能である。 （４）表面酸化皮膜の厚さが２５nmから著しくプレス性
が向上して、６０nmになるとその効果が飽和する傾向で
ある。
【０００７】本発明は、上記知見に基づいたものであ
り、その要旨とするところは以下の通りである。 （１）チタン板の製造において、該チタン板をアルカリ
溶質が重量％にて１％以上のアルカリ溶液中に浸漬し、
且つ該チタン板に４０mA／cm2 以上の電流を付加するこ
とによって板の表面に厚さ２５〜６０nmの酸化皮膜を生
成させることを特徴とするプレス成形性の優れたチタン
板の表面処理方法。 （２）チタン板の製造において、該チタン板をアルカリ
溶質が重量％にて１０％以上のアルカリ溶液中に浸漬
し、且つ該チタン板に１００mA／cm2 以上の電流を３０
秒以下付加することによって、板の表面に厚さ２５〜６
０nmの酸化皮膜を生成させることを特徴とするプレス成
形性の優れたチタン板の表面処理方法。 （３）表面に２５〜６０nmの厚さの酸化皮膜を有するこ
とを特徴とするプレス成形性の優れたチタン板。 なお、ここで言う酸化皮膜の厚さとは、表面の酸素富化
層の内、酸素濃度が原子％にて２％以上含有する層の厚
さと定めた。
り、その要旨とするところは以下の通りである。 （１）チタン板の製造において、該チタン板をアルカリ
溶質が重量％にて１％以上のアルカリ溶液中に浸漬し、
且つ該チタン板に４０mA／cm2 以上の電流を付加するこ
とによって板の表面に厚さ２５〜６０nmの酸化皮膜を生
成させることを特徴とするプレス成形性の優れたチタン
板の表面処理方法。 （２）チタン板の製造において、該チタン板をアルカリ
溶質が重量％にて１０％以上のアルカリ溶液中に浸漬
し、且つ該チタン板に１００mA／cm2 以上の電流を３０
秒以下付加することによって、板の表面に厚さ２５〜６
０nmの酸化皮膜を生成させることを特徴とするプレス成
形性の優れたチタン板の表面処理方法。 （３）表面に２５〜６０nmの厚さの酸化皮膜を有するこ
とを特徴とするプレス成形性の優れたチタン板。 なお、ここで言う酸化皮膜の厚さとは、表面の酸素富化
層の内、酸素濃度が原子％にて２％以上含有する層の厚
さと定めた。
【０００８】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。対象となるチ
タン板は、工業用純チタンＪＩＳ１〜３種相当の材料、
またそれらにＰｄを添加した材料、或いはＴｉ−３Ａｌ
−２．５Ｖ，Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ等
の加工性の優れたチタン合金等、プレス成形に供される
あらゆる種類の材料である。また、製造履歴については
特に限定されないが、従来の方法で製造された板に本発
明を適用すればよい。
タン板は、工業用純チタンＪＩＳ１〜３種相当の材料、
またそれらにＰｄを添加した材料、或いはＴｉ−３Ａｌ
−２．５Ｖ，Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ等
の加工性の優れたチタン合金等、プレス成形に供される
あらゆる種類の材料である。また、製造履歴については
特に限定されないが、従来の方法で製造された板に本発
明を適用すればよい。
【０００９】アルカリ溶液中の浸漬、且つチタン板の電
流密度の条件については、所定の酸化皮膜厚さが得られ
る条件であればよい。ただし、アルカリ溶質について
は、水酸化ナトリウム等を用いればよく、その濃度は高
い方が酸化皮膜が厚くなり、１％以上あれば２５nmの酸
化皮膜の付与が可能であり、プレス成形性が著しく向上
する。溶液の温度は、常温でも６０℃等の温度域でもそ
の効果は同じで、特に限定されない。また電流密度に関
しては、４０mA／cm2 未満では目的とする厚さの酸化皮
膜を形成するために相当な長時間を要し工業的に問題が
ある。酸化皮膜が厚い程、その潤滑効果は向上するので
あるが、厚すぎると、外見上、またプレス加工表面に光
沢ムラが生じるため、４００mA／cm2 以下が望ましい。
保持時間については、少なくとも５秒以上が望ましい。
流密度の条件については、所定の酸化皮膜厚さが得られ
る条件であればよい。ただし、アルカリ溶質について
は、水酸化ナトリウム等を用いればよく、その濃度は高
い方が酸化皮膜が厚くなり、１％以上あれば２５nmの酸
化皮膜の付与が可能であり、プレス成形性が著しく向上
する。溶液の温度は、常温でも６０℃等の温度域でもそ
の効果は同じで、特に限定されない。また電流密度に関
しては、４０mA／cm2 未満では目的とする厚さの酸化皮
膜を形成するために相当な長時間を要し工業的に問題が
ある。酸化皮膜が厚い程、その潤滑効果は向上するので
あるが、厚すぎると、外見上、またプレス加工表面に光
沢ムラが生じるため、４００mA／cm2 以下が望ましい。
保持時間については、少なくとも５秒以上が望ましい。
【００１０】上記範囲の処理にて、プレス性はかなり向
上するが、工業的観点から、より短時間処理が望まし
い。従って、アルカリ溶液の濃度及び電流密度を検討し
た結果、アルカリ溶液の濃度が１０％以上で且つ電流密
度が１００mA／cm2 以上であれば、３０秒以下の時間で
も所定の酸化皮膜が生成できることがわかった。必要以
上にアルカリ溶液の高濃度化、また高い電流密度は製造
コストの観点から工業的に望ましくなく、そのためアル
カリ溶液の濃度は５０％以下及び電流密度は３００mA／
cm2 以下が望ましい。
上するが、工業的観点から、より短時間処理が望まし
い。従って、アルカリ溶液の濃度及び電流密度を検討し
た結果、アルカリ溶液の濃度が１０％以上で且つ電流密
度が１００mA／cm2 以上であれば、３０秒以下の時間で
も所定の酸化皮膜が生成できることがわかった。必要以
上にアルカリ溶液の高濃度化、また高い電流密度は製造
コストの観点から工業的に望ましくなく、そのためアル
カリ溶液の濃度は５０％以下及び電流密度は３００mA／
cm2 以下が望ましい。
【００１１】表面の酸化皮膜厚さについては、２５nm未
満ではプレス成形性が向上せず、２５nmから著しく向上
するので、２５nm以上とした。酸化皮膜が厚くなるほど
プレス成形性は向上するのでその上限は特に限定されな
いが、６０nmからその効果は飽和する傾向がある。
満ではプレス成形性が向上せず、２５nmから著しく向上
するので、２５nm以上とした。酸化皮膜が厚くなるほど
プレス成形性は向上するのでその上限は特に限定されな
いが、６０nmからその効果は飽和する傾向がある。
【００１２】
【実施例】工業用純チタンＪＩＳ１種相当の板厚０．５
mmの材料を用いて、水酸化ナトリウム溶液中にて種々の
電流を加えて酸化皮膜を生成させた後、プレス成形性を
エリクセン試験法（ＪＩＳ Ｂ法）によって評価した。
その結果を表１に示す。また、これらの結果から、表面
酸化皮膜とエリクセン値との関係を図１に示す。表１か
ら、表面皮膜厚さが２５nm以上になるとエリクセン値が
格段に向上することがわかる。
mmの材料を用いて、水酸化ナトリウム溶液中にて種々の
電流を加えて酸化皮膜を生成させた後、プレス成形性を
エリクセン試験法（ＪＩＳ Ｂ法）によって評価した。
その結果を表１に示す。また、これらの結果から、表面
酸化皮膜とエリクセン値との関係を図１に示す。表１か
ら、表面皮膜厚さが２５nm以上になるとエリクセン値が
格段に向上することがわかる。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、従来の製造法に簡便な
処理を付与するのみでプレス成形性が格段に向上し、従
来できなかった複雑形状のプレス加工が可能となり、そ
の工業的効果は著しい。
処理を付与するのみでプレス成形性が格段に向上し、従
来できなかった複雑形状のプレス加工が可能となり、そ
の工業的効果は著しい。
【図１】本発明の処理により酸化皮膜を生成した材料の
エリクセン試験によるプレス性評価結果の図表である。
エリクセン試験によるプレス性評価結果の図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草野 昭彦 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (72)発明者 徳野 清則 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (72)発明者 西嶋 知裕 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭57−152488（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−73997（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−341581（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−179484（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 11/26 302
Claims (3)
- 【請求項１】 チタン板の製造において、該チタン板を
アルカリ溶質が重量％にて１％以上のアルカリ溶液中に
浸漬し、且つ該チタン板に４０mA／cm2 以上の電流を付
加することによって、板の表面に厚さ２５〜６０nmの酸
化皮膜を生成させることを特徴とするプレス成形性の優
れたチタン板の表面処理方法。 - 【請求項２】 チタン板をアルカリ溶質が重量％にて１
０％以上のアルカリ溶液中に浸漬し、且つ該チタン板に
１００mA／cm2 以上の電流を３０秒以下付加することに
よって、板の表面に厚さ２５〜６０nmの酸化皮膜を生成
させることを特徴とする請求項１記載のプレス成形性の
優れたチタン板の表面処理方法。 - 【請求項３】 表面に２５〜６０nmの厚さの酸化皮膜を
有することを特徴とするプレス成形性の優れたチタン
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32824992A JP3348361B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | プレス成形性の優れたチタン板及びその表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32824992A JP3348361B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | プレス成形性の優れたチタン板及びその表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173083A JPH06173083A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3348361B2 true JP3348361B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=18208106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32824992A Expired - Fee Related JP3348361B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | プレス成形性の優れたチタン板及びその表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348361B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3566930B2 (ja) | 2000-02-23 | 2004-09-15 | 新日本製鐵株式会社 | 大気環境中において変色を生じにくいチタンおよびその製造方法 |
| JP2002129387A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | R & D Inst Of Metals & Composites For Future Industries | チタン−ニッケル合金材の表面処理方法 |
| JP2002194591A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-10 | Nippon Steel Corp | チタン薄板とその製造方法 |
| JP4125560B2 (ja) * | 2001-08-16 | 2008-07-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐水素吸収性に優れたチタン合金材 |
| KR101325364B1 (ko) | 2008-12-12 | 2013-11-08 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 프레스 성형성과 강도의 밸런스가 우수한 타이타늄 또는 타이타늄 합금판 |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP32824992A patent/JP3348361B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06173083A (ja) | 1994-06-21 |
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