JP3535027B2 - チタン合金シート材の製造方法 - Google Patents
チタン合金シート材の製造方法Info
- Publication number
- JP3535027B2 JP3535027B2 JP32683398A JP32683398A JP3535027B2 JP 3535027 B2 JP3535027 B2 JP 3535027B2 JP 32683398 A JP32683398 A JP 32683398A JP 32683398 A JP32683398 A JP 32683398A JP 3535027 B2 JP3535027 B2 JP 3535027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- sheet material
- titanium alloy
- polishing
- grinding
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた加工性を有
し、かつ曲げ特性などの加工性の異方性が少ないチタン
合金シート材の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、チタン合金シート材は多段のタン
デムミルを活用した熱間圧延によりコイルとして製造さ
れたり、あるいはこのようなコイルを定尺に切断してシ
ート状に製造されている。また、チタン合金の中でもα
＋β型チタン合金のように比較的加工性の悪い合金で
は、チタン合金素材の少なくとも上下２面を炭素鋼など
で覆い、圧延中の温度低下を抑制して比較的加工性の良
い高温域での圧延を成立させる、いわゆるパック圧延も
行われている。 【０００３】上記いずれの方法においても、大気中にお
いて熱間での圧延を行い、その後圧延加熱中や圧延中に
形成された表面の酸化スケールやその下部の酸素固溶層
をコイルグラインダーやシートグラインダーなどの研削
および研磨工程を活用して除去している。 【０００４】このように表面の酸化スケールやその下部
の酸素固溶層を除去することは、チタン合金シート材の
加工性を良好にするために必須の工程である。これは、
酸化スケールや酸素固溶層が残存したままでは、製品と
しての圧延材の外観上の価値を低下させるだけではな
く、表面近傍が酸化スケールや酸素固溶層によって異常
に硬化しているため、曲げ特性などの加工性の劣化にも
繋がり、シート材の材料特性を含めた品質の低下を招く
ためである。 【０００５】ところで、曲げ特性などの加工性は表面粗
さなどの表面性状の影響を極めて敏感に受けるため、研
削・研磨作業では仕上げ面の表面粗さを制御するために
研磨砥石、研磨ベルトあるいは砥粒を適切に組み合わせ
て使用している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
シート材には、以下の問題点がある。すなわち、圧延製
品の品質向上およびシート材の加工性の改善を目的とし
て酸化スケールや酸素固溶層を除去するためには、圧延
の後にコイルグラインダーやシートグラインダーなどの
研削・研磨作業を活用するが、研削・研磨方向が一方向
となるため、研削・研磨ままではもちろんのこと、酸洗
処理後においても、製造されるシート材では研削・研磨
方向とその方向に直交する方向とでは表面粗さなどの表
面性状が異なる。このため、前述したように表面粗さに
代表される表面性状の影響を敏感に受ける曲げ特性など
の加工性は、研削・研磨方向では良好となるが、それに
直交する方向では研削・研磨方向に比較して著しく低下
する、いわゆる加工性の面内異方性が発生するという不
都合が生じる。 【０００７】現実にシート材などの圧延製品を部材に成
形する場合には、曲げ加工などの工程もあり、曲げ加工
の方向は研削・研磨方向のみとは限らず、研削・研磨方
向と直行する方向、あるいは４５°方向などあらゆる方
向があり、シート材では全ての方向に対して良好な加工
性が要求されるが、現状の一方向のみの研削・研磨工程
によって製造されるシート材ではこれを充分に達成する
ことができない。 【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、優れた加工性を有し、曲げ特性などの加工
性の異方性がなく、しかも部材への成形後の表面性状が
良好なチタン合金シート材の製造方法を提供することを
目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、チタン合金素材を真空チャンバー内で電
子ビーム溶接を用いて組み立て、パック圧延用の複層組
立スラブとする工程と、前記スラブをクロス比０．２以
上５以下でクロス圧延する工程と、圧延されたチタン合
金シートをグラインダーで研削する工程と、研削された
チタン合金シートを１％以上１０％以下のＨＦと１％以
上４０％以下のＨＮＯ３とからなる混酸で酸処理する工
程とにより、表面粗さがいずれの方向においてもＲａ≦
２μｍで、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０μｍのシー
ト材とすることを特徴とするチタン合金シート材の製造
方法を提供する。 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明に係るチタン合金シート材の製造方法
は、チタン合金素材を真空チャンバー内で電子ビーム溶
接を用いて組み立て、パック圧延用の複層組立スラブと
する工程と、前記スラブをクロス比０．２以上５以下で
クロス圧延する工程と、圧延されたチタン合金シートを
グラインダーで研削する工程と、研削されたチタン合金
シートを１％以上１０％以下のＨＦと１％以上４０％以
下のＨＮＯ３とからなる混酸で酸処理する工程とによ
り、表面粗さがいずれの方向においてもＲａ≦２μｍ
で、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０μｍのシート材と
する。シート材の表面粗さがいずれの方向においてもＲ
ａ≦２μｍとなるようにすることによって、シート材を
いかなる方向に対して曲げなどの加工を行っても良好な
加工性を示す。また、表面のうねりをＷＣＡ≦１０μｍ
とすることによって、シート材を部材へ成形した際に、
素材であるシート材の表面性状に起因した部材での肌荒
れを抑制することが可能となる。 【００１２】圧延後の表面仕上げを研削・研磨および酸
洗処理とすることによってこのような表面性状を簡便に
得ることができる。すなわち、研削・研磨によって素材
を所望の寸法にした後に、酸洗処理することにより、上
述したような表面性状が得られる。 【００１３】このような酸洗処理を行う場合には、１％
以上１０％以下のＨＦと１％以上４０％以下のＨＮＯ３
とからなる混酸を用いることが好ましい。このような混
酸を用いることにより、過度の水素吸収を抑制しつつ充
分な脱スケールを達成することが可能となる。ＨＦ濃度
が１％未満であると酸洗能力が低く充分な脱スケールを
達成することができず、またＨＦ濃度が１０％以上ある
いはＨＮＯ３濃度が１％未満であると酸洗処理時の水素
吸収が著しく大きくなり、好ましくない。またＨＮＯ３
濃度が４０％以上ではその効果が飽和するので、経済的
な面で好ましくない。 【００１４】圧延はクロス圧延とすることが好ましい。
クロス圧延を行うことにより、圧延での集合組織形成に
よる加工性の異方性を抑制することができ、その後の表
面仕上げを酸洗処理、あるいは研削・研磨および酸洗処
理とすることにより、より簡便にかつ確実に表面粗さが
いずれの方向においてもＲａ≦２μｍで、かつ表面のう
ねりがＷＣＡ≦１０μｍの状態とすることができる。 【００１５】クロス圧延の際のクロス比は０．２以上５
以下が好ましい。この範囲を外れると、圧延時に形成さ
れる集合組織に起因して、圧延方向とそれに直交する方
向での特性の相違が大きくなる傾向がある。 【００１６】圧延素材は、真空チャンバー内で電子ビー
ム溶接を用いて組み立て、複層組立スラブとしてパック
圧延することが好ましい。このような圧延素材を用いて
パック圧延することにより、圧延加熱中および圧延中に
表面に形成される酸化スケールおよび酸素固溶層の成長
を抑制することが可能となり、表面仕上げ工程を簡略化
することが可能となり、表面粗さがいずれの方向におい
てもＲａ≦２μｍで、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０
μｍの状態のチタン合金シート材を一層簡便に製造する
ことが可能となる。 【００１７】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１） チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ４８９９（Ｔｉ−
４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２％Ｆｅ合金）を用
い、これを８４０℃で加熱し、１５０ｍｍ厚のスラブか
らタンデム圧延機を用いて、３ｍｍ厚のシート材を製造
した。次いで７２０℃の焼鈍を施し、その後コイルグラ
インダーにて＃６０及び＃１８０の番手の研磨を随時行
って表面を仕上げた（表１の番号０１）。 【００１８】そのシート材の表面性状（平均粗さＲａお
よびうねりＷＣＡ）を測定し、また冷間曲げ試験にて求
めた臨界曲げ半径およびＲ＝１５ｍｍの曲げ加工をした
際の加工部分での表面の肌荒れ発生の有無について評価
した。その結果を表２に示す。なお研磨方向は、一方向
でかつ圧延方向と同一である。 【００１９】細かい番手までの研磨にもかかわらず、一
方向のみの研磨であるために、研磨方向（Ｌ方向）に対
して直行する方向（Ｔ方向）の粗さは研磨方向に比較し
て大きく、これに起因してＴ方向の曲げ特性は低かっ
た。ただし、研磨によって表面手入れを行っているた
め、シート材のうねりは小さく、このため曲げ加工後の
肌荒れの発生はなかった。 【００２０】次に、チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ
４８９９（Ｔｉ−４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２
％Ｆｅ合金）およびＡＭＳ４９０７Ｄ（Ｔｉ−６％Ａｌ
−４％Ｖ合金）を用い、１５０ｍｍ厚のスラブから厚板
圧延機を用いたパック圧延によって、３ｍｍ厚のシート
材を製造した。この際、ＡＭＳ４８９９では８４０℃の
加熱にてスラブから２０ｍｍ厚のコア材として、さらに
８２０℃での加熱のパック圧延にて３ｍｍ厚のシート材
とした。またＡＭＳ４９０７では９５０℃の加熱にてス
ラブから２０ｍｍ厚のコア材として、さらに９５０℃で
の加熱のパック圧延にて３ｍｍのシート材とした。この
際のパック圧延は、コア材となるチタン合金の上下２面
のみ炭素鋼にて覆い、スラブとして用いた。次いで７２
０℃の焼鈍を施し、その後表１に示す条件のシートグラ
インダー、ショットブラスト、酸洗などにて表面を仕上
げた（表１の番号０２〜１０）。 【００２１】そのシート材の表面性状（平均粗さＲａお
よびうねりＷＣＡ）を測定し、また冷間曲げ試験にて求
めた臨界曲げ半径およびＲ＝１５ｍｍの曲げ加工をした
際の加工部分での表面の肌荒れ発生の有無について評価
した。その結果を表２に示す。なお研磨方向は、全ての
条件において一方向でかつ圧延方向と同一である。また
圧延時のクロス比は１で、酸洗液は３％ＨＦ＋１０％Ｈ
ＮＯ３で、酸洗時間は１０分である。 【００２２】シートグラインデイングのみでは、細かい
番手までの研磨にもかかわらず、一方向のみの研磨であ
るために、研磨方向に対して直行する方向での粗さは研
磨方向に対して悪く、これに起因してＴ方向の曲げ特性
は低い。ただし、研磨によって表面手入れを行っている
ため、シート材のうねりは小さく、このため曲げ加工後
の肌荒れの発生はなかった（番号０２，０３）。 【００２３】酸洗処理のみの場合には、３０分間の酸洗
時間でも完全に酸化スケール等を除去することができな
かった。そのため、表面性状は酸化スケールが除去でき
た部分において測定した。また長時間の酸洗処理によっ
てシート材表面には大きなうねりが発生し、このため曲
げ加工後の肌荒れが発生した（番号０４，０５）。 【００２４】ショットブラスト後に酸洗処理を行った場
合には、１０分間の酸洗処理にて完全に酸化スケール等
を除去することができ、表面粗さは良好であったが、板
厚が薄いシート材であったためショットブラストによっ
て板歪みが発生した（番号０６，０７）。 【００２５】シートグラインデイング後に酸洗処理を行
った場合には、シートグラインデイングのみに比較し
て、表面粗さが改善された（番号０８，０９，１０）。
＃６０までの研削でシートグランディングの影響が残存
する番号８はＴ方向の粗さが若干大きく、Ｔ方向の曲げ
特性がやや低かったが、＃１８０までシートグラインデ
イングした後に酸洗処理を行った番号９，１０はあらゆ
る方向の表面粗さがＲａ≦２μｍとなり、Ｌ及びＴ方向
の両方向の曲げ特性が良好となった。さらに、うねりに
関しても酸洗処理のみに比較して劣化が小さく、このた
め曲げ加工後の肌荒れの発生はなかった。 【００２６】次に、チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ
４８９９（Ｔｉ−４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２
％Ｆｅ合金）およびＡＭＳ４９０７Ｄ（Ｔｉ−６％Ａｌ
−４％Ｖ合金）を用い、１５０ｍｍ厚のスラブから厚板
圧延機を用いたパック圧延によって、３ｍｍ厚のシート
材を製造した。この際のパック圧延は、コア材となるチ
タン合金の上下２面及び４周側面を炭素鋼にて覆い、真
空チャンバー内で電子ビーム溶接を用いて、その内部が
真空状態であるスラブとして用いた。次いで７２０℃の
焼鈍を施し、その後表１に示す条件のシートグラインダ
ー、ショットブラスト、酸洗などにて表面を仕上げた
（表１の番号１１〜１５）。 【００２７】そのシート材の表面性状（平均粗さＲａお
よびうねりＷＣＡ）を測定し、また冷間曲げ試験にて求
めた臨界曲げ半径、及びＲ＝１５ｍｍの曲げ加工をした
際の加工部分での表面の肌荒れ発生の有無について評価
した。その結果を表２に示す。なお研磨方向は、全ての
条件において一方向でかつ圧延方向と同一である。また
圧延時のクロス比は１で、酸洗液は３％ＨＦ＋１０％Ｈ
ＮＯ３で、酸洗時間は１０分である。 【００２８】シートグラインデイングのみでは、細かい
番手までの研磨にもかかわらず、一方向のみの研磨であ
るために、研磨方向に対して直行する方向での粗さは研
磨方向に対して悪く、これに起因してＴ方向の曲げ特性
は低い。ただし、研磨によって表面手入れを行っている
ため、シート材のうねりは小さく、このため曲げ加工後
の肌荒れの発生はなかった（番号１１，１２）。 【００２９】酸洗処理のみの場合には、内部が真空状態
であるスラブ内にチタン合金をコア材として設置して圧
延したため、１０分間の酸洗処理で完全に酸化スケール
等が除去が可能であった。このように酸洗処理のみにお
いても酸洗時間が短いため、シート材表面には大きなう
ねりは発生せず、このため曲げ加工後の肌荒れは発生し
なかった（番号１３，１４）。シートグラインデイング
後に酸洗処理を行った場合も良好な結果が得られた（番
号１５）。 【００３０】（実施例２） チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ４８９９（Ｔｉ−
４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２％Ｆｅ合金）を用
い、１５０ｍｍ厚のスラブから厚板圧延機を用いたパッ
ク圧延によって、３ｍｍ厚のシート材を製造した。この
際、８４０℃の加熱にてスラブから２０ｍｍ厚のコア材
として、さらに８２０℃での加熱のパック圧延にて３ｍ
ｍ厚のシート材とした。この際のパック圧延は、コア材
となるチタン合金の上下２面および４周側面を炭素鋼に
て覆い、真空チャンバー内で電子ビーム溶接を用いて、
その内部が真空状態であるスラブとして用いた。また１
５０ｍｍから３ｍｍへの圧延に際して、そのクロス比を
表３に示す条件とした。次いで７２０℃の焼鈍を施し、
その後＃６０および＃１８０のシートグラインダーを施
し、さらに３％ＨＦ＋１０％ＨＮＯ３での１０分間の酸
洗処理を施した後、引張試験を行った。その結果も合わ
せて表３に示す。 【００３１】クロス比が０．２以上かつ５以下では良好
な結果が得られたが、その範囲を外れるものでは、圧延
時に形成される集合組織に起因して、圧延方向とその直
交方向での特性が著しく異なり、特にＴ方向での伸びの
低下が観られ、加工性が劣っていた。 【００３２】（実施例３） チタン合金としてのα＋β型のＡＭＳ４８９９（Ｔｉ−
４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２％Ｆｅ合金）を用
い、実施例２と同様の圧延条件のパック圧延によって、
３ｍｍ厚のシート材を製造した。この際のパック圧延も
実施例２と同様にコア材となるチタン合金の上下２面お
よび４周側面を炭素鋼にて覆い、真空チャンバー内で電
子ビーム溶接を用いて、その内部が真空状態であるスラ
ブとして用いた。また、１５０ｍｍから３ｍｍへの圧延
に際して、そのクロス比を１とした。次いで７２０℃の
焼鈍を施し、その後＃６０および＃１８０のシートグラ
インダー、ならびに表４に示す条件で１０分間の酸洗処
理を施し、酸洗処理による水素吸着量の測定および外観
観察を行った。それらの結果を表４に示す。 【００３３】表４に示すようにＨＦ濃度が１％未満であ
ると酸洗能力が低く充分な脱スケールを行うことができ
ず、またＨＦ濃度が１０％以上あるいはＨＮＯ３濃度が
１％未満であると酸洗処理時の水素吸収が著しく大きく
なり、好ましくないことが確認された。またＨＮＯ３濃
度が４０％以上ではその効果が飽和するので、経済的な
面で好ましくないことが確認された。 【００３４】以上のような実施例より、表面粗さがいず
れの方向においてもＲａ≦２μｍで、かつ表面のうねり
がＷＣＡ≦１０μｍであるチタン合金シート材によっ
て、曲げ特性等の加工性の異方性を改善することがで
き、かつシート材を部材へ成形した際に素材であるシー
ト材の表面性状に起因した肌荒れを抑制することが可能
となることが確認された。また、このような表面性状を
有するチタン合金シート材は、圧延後の表面仕上げを研
削・研磨および酸洗処理とすることによって効率よく達
成可能であることが確認された。さらに圧延素材を真空
雰囲気下で電子ビーム溶接等の高エネルギー密度の溶接
方法を用いた複層組立スラブとしてパック圧延すること
によって、ショット処理を省略した短時間の酸洗処理の
みの表面仕上げが可能となることが確認された。またさ
らに、圧延をクロス圧延とすることによって、集合組織
に起因した材料特性の異方性をも改善可能であり、その
際のクロス比が０．２以上５以下であることが好ましい
ことが確認された。さらに、酸洗液を１％以上かつ１０
％以下ＨＦと１％以上かつ４０％以下のＨＮＯ３とから
なる混酸とすることによって、過度の水素吸収を抑制し
つつ、充分な脱スケールを達成することが可能となるこ
とが確認された。 【００３５】 【表１】【００３６】 【表２】【００３７】 【表３】【００３８】 【表４】 【００３９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
優れた加工性を有し、曲げ特性などの加工性の異方性が
なく、しかも部材への成形後の表面性状が良好なチタン
合金シート材を提供することが可能であり、工業上有用
な効果がもたらされる。
し、かつ曲げ特性などの加工性の異方性が少ないチタン
合金シート材の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、チタン合金シート材は多段のタン
デムミルを活用した熱間圧延によりコイルとして製造さ
れたり、あるいはこのようなコイルを定尺に切断してシ
ート状に製造されている。また、チタン合金の中でもα
＋β型チタン合金のように比較的加工性の悪い合金で
は、チタン合金素材の少なくとも上下２面を炭素鋼など
で覆い、圧延中の温度低下を抑制して比較的加工性の良
い高温域での圧延を成立させる、いわゆるパック圧延も
行われている。 【０００３】上記いずれの方法においても、大気中にお
いて熱間での圧延を行い、その後圧延加熱中や圧延中に
形成された表面の酸化スケールやその下部の酸素固溶層
をコイルグラインダーやシートグラインダーなどの研削
および研磨工程を活用して除去している。 【０００４】このように表面の酸化スケールやその下部
の酸素固溶層を除去することは、チタン合金シート材の
加工性を良好にするために必須の工程である。これは、
酸化スケールや酸素固溶層が残存したままでは、製品と
しての圧延材の外観上の価値を低下させるだけではな
く、表面近傍が酸化スケールや酸素固溶層によって異常
に硬化しているため、曲げ特性などの加工性の劣化にも
繋がり、シート材の材料特性を含めた品質の低下を招く
ためである。 【０００５】ところで、曲げ特性などの加工性は表面粗
さなどの表面性状の影響を極めて敏感に受けるため、研
削・研磨作業では仕上げ面の表面粗さを制御するために
研磨砥石、研磨ベルトあるいは砥粒を適切に組み合わせ
て使用している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
シート材には、以下の問題点がある。すなわち、圧延製
品の品質向上およびシート材の加工性の改善を目的とし
て酸化スケールや酸素固溶層を除去するためには、圧延
の後にコイルグラインダーやシートグラインダーなどの
研削・研磨作業を活用するが、研削・研磨方向が一方向
となるため、研削・研磨ままではもちろんのこと、酸洗
処理後においても、製造されるシート材では研削・研磨
方向とその方向に直交する方向とでは表面粗さなどの表
面性状が異なる。このため、前述したように表面粗さに
代表される表面性状の影響を敏感に受ける曲げ特性など
の加工性は、研削・研磨方向では良好となるが、それに
直交する方向では研削・研磨方向に比較して著しく低下
する、いわゆる加工性の面内異方性が発生するという不
都合が生じる。 【０００７】現実にシート材などの圧延製品を部材に成
形する場合には、曲げ加工などの工程もあり、曲げ加工
の方向は研削・研磨方向のみとは限らず、研削・研磨方
向と直行する方向、あるいは４５°方向などあらゆる方
向があり、シート材では全ての方向に対して良好な加工
性が要求されるが、現状の一方向のみの研削・研磨工程
によって製造されるシート材ではこれを充分に達成する
ことができない。 【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、優れた加工性を有し、曲げ特性などの加工
性の異方性がなく、しかも部材への成形後の表面性状が
良好なチタン合金シート材の製造方法を提供することを
目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、チタン合金素材を真空チャンバー内で電
子ビーム溶接を用いて組み立て、パック圧延用の複層組
立スラブとする工程と、前記スラブをクロス比０．２以
上５以下でクロス圧延する工程と、圧延されたチタン合
金シートをグラインダーで研削する工程と、研削された
チタン合金シートを１％以上１０％以下のＨＦと１％以
上４０％以下のＨＮＯ３とからなる混酸で酸処理する工
程とにより、表面粗さがいずれの方向においてもＲａ≦
２μｍで、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０μｍのシー
ト材とすることを特徴とするチタン合金シート材の製造
方法を提供する。 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明に係るチタン合金シート材の製造方法
は、チタン合金素材を真空チャンバー内で電子ビーム溶
接を用いて組み立て、パック圧延用の複層組立スラブと
する工程と、前記スラブをクロス比０．２以上５以下で
クロス圧延する工程と、圧延されたチタン合金シートを
グラインダーで研削する工程と、研削されたチタン合金
シートを１％以上１０％以下のＨＦと１％以上４０％以
下のＨＮＯ３とからなる混酸で酸処理する工程とによ
り、表面粗さがいずれの方向においてもＲａ≦２μｍ
で、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０μｍのシート材と
する。シート材の表面粗さがいずれの方向においてもＲ
ａ≦２μｍとなるようにすることによって、シート材を
いかなる方向に対して曲げなどの加工を行っても良好な
加工性を示す。また、表面のうねりをＷＣＡ≦１０μｍ
とすることによって、シート材を部材へ成形した際に、
素材であるシート材の表面性状に起因した部材での肌荒
れを抑制することが可能となる。 【００１２】圧延後の表面仕上げを研削・研磨および酸
洗処理とすることによってこのような表面性状を簡便に
得ることができる。すなわち、研削・研磨によって素材
を所望の寸法にした後に、酸洗処理することにより、上
述したような表面性状が得られる。 【００１３】このような酸洗処理を行う場合には、１％
以上１０％以下のＨＦと１％以上４０％以下のＨＮＯ３
とからなる混酸を用いることが好ましい。このような混
酸を用いることにより、過度の水素吸収を抑制しつつ充
分な脱スケールを達成することが可能となる。ＨＦ濃度
が１％未満であると酸洗能力が低く充分な脱スケールを
達成することができず、またＨＦ濃度が１０％以上ある
いはＨＮＯ３濃度が１％未満であると酸洗処理時の水素
吸収が著しく大きくなり、好ましくない。またＨＮＯ３
濃度が４０％以上ではその効果が飽和するので、経済的
な面で好ましくない。 【００１４】圧延はクロス圧延とすることが好ましい。
クロス圧延を行うことにより、圧延での集合組織形成に
よる加工性の異方性を抑制することができ、その後の表
面仕上げを酸洗処理、あるいは研削・研磨および酸洗処
理とすることにより、より簡便にかつ確実に表面粗さが
いずれの方向においてもＲａ≦２μｍで、かつ表面のう
ねりがＷＣＡ≦１０μｍの状態とすることができる。 【００１５】クロス圧延の際のクロス比は０．２以上５
以下が好ましい。この範囲を外れると、圧延時に形成さ
れる集合組織に起因して、圧延方向とそれに直交する方
向での特性の相違が大きくなる傾向がある。 【００１６】圧延素材は、真空チャンバー内で電子ビー
ム溶接を用いて組み立て、複層組立スラブとしてパック
圧延することが好ましい。このような圧延素材を用いて
パック圧延することにより、圧延加熱中および圧延中に
表面に形成される酸化スケールおよび酸素固溶層の成長
を抑制することが可能となり、表面仕上げ工程を簡略化
することが可能となり、表面粗さがいずれの方向におい
てもＲａ≦２μｍで、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０
μｍの状態のチタン合金シート材を一層簡便に製造する
ことが可能となる。 【００１７】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１） チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ４８９９（Ｔｉ−
４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２％Ｆｅ合金）を用
い、これを８４０℃で加熱し、１５０ｍｍ厚のスラブか
らタンデム圧延機を用いて、３ｍｍ厚のシート材を製造
した。次いで７２０℃の焼鈍を施し、その後コイルグラ
インダーにて＃６０及び＃１８０の番手の研磨を随時行
って表面を仕上げた（表１の番号０１）。 【００１８】そのシート材の表面性状（平均粗さＲａお
よびうねりＷＣＡ）を測定し、また冷間曲げ試験にて求
めた臨界曲げ半径およびＲ＝１５ｍｍの曲げ加工をした
際の加工部分での表面の肌荒れ発生の有無について評価
した。その結果を表２に示す。なお研磨方向は、一方向
でかつ圧延方向と同一である。 【００１９】細かい番手までの研磨にもかかわらず、一
方向のみの研磨であるために、研磨方向（Ｌ方向）に対
して直行する方向（Ｔ方向）の粗さは研磨方向に比較し
て大きく、これに起因してＴ方向の曲げ特性は低かっ
た。ただし、研磨によって表面手入れを行っているた
め、シート材のうねりは小さく、このため曲げ加工後の
肌荒れの発生はなかった。 【００２０】次に、チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ
４８９９（Ｔｉ−４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２
％Ｆｅ合金）およびＡＭＳ４９０７Ｄ（Ｔｉ−６％Ａｌ
−４％Ｖ合金）を用い、１５０ｍｍ厚のスラブから厚板
圧延機を用いたパック圧延によって、３ｍｍ厚のシート
材を製造した。この際、ＡＭＳ４８９９では８４０℃の
加熱にてスラブから２０ｍｍ厚のコア材として、さらに
８２０℃での加熱のパック圧延にて３ｍｍ厚のシート材
とした。またＡＭＳ４９０７では９５０℃の加熱にてス
ラブから２０ｍｍ厚のコア材として、さらに９５０℃で
の加熱のパック圧延にて３ｍｍのシート材とした。この
際のパック圧延は、コア材となるチタン合金の上下２面
のみ炭素鋼にて覆い、スラブとして用いた。次いで７２
０℃の焼鈍を施し、その後表１に示す条件のシートグラ
インダー、ショットブラスト、酸洗などにて表面を仕上
げた（表１の番号０２〜１０）。 【００２１】そのシート材の表面性状（平均粗さＲａお
よびうねりＷＣＡ）を測定し、また冷間曲げ試験にて求
めた臨界曲げ半径およびＲ＝１５ｍｍの曲げ加工をした
際の加工部分での表面の肌荒れ発生の有無について評価
した。その結果を表２に示す。なお研磨方向は、全ての
条件において一方向でかつ圧延方向と同一である。また
圧延時のクロス比は１で、酸洗液は３％ＨＦ＋１０％Ｈ
ＮＯ３で、酸洗時間は１０分である。 【００２２】シートグラインデイングのみでは、細かい
番手までの研磨にもかかわらず、一方向のみの研磨であ
るために、研磨方向に対して直行する方向での粗さは研
磨方向に対して悪く、これに起因してＴ方向の曲げ特性
は低い。ただし、研磨によって表面手入れを行っている
ため、シート材のうねりは小さく、このため曲げ加工後
の肌荒れの発生はなかった（番号０２，０３）。 【００２３】酸洗処理のみの場合には、３０分間の酸洗
時間でも完全に酸化スケール等を除去することができな
かった。そのため、表面性状は酸化スケールが除去でき
た部分において測定した。また長時間の酸洗処理によっ
てシート材表面には大きなうねりが発生し、このため曲
げ加工後の肌荒れが発生した（番号０４，０５）。 【００２４】ショットブラスト後に酸洗処理を行った場
合には、１０分間の酸洗処理にて完全に酸化スケール等
を除去することができ、表面粗さは良好であったが、板
厚が薄いシート材であったためショットブラストによっ
て板歪みが発生した（番号０６，０７）。 【００２５】シートグラインデイング後に酸洗処理を行
った場合には、シートグラインデイングのみに比較し
て、表面粗さが改善された（番号０８，０９，１０）。
＃６０までの研削でシートグランディングの影響が残存
する番号８はＴ方向の粗さが若干大きく、Ｔ方向の曲げ
特性がやや低かったが、＃１８０までシートグラインデ
イングした後に酸洗処理を行った番号９，１０はあらゆ
る方向の表面粗さがＲａ≦２μｍとなり、Ｌ及びＴ方向
の両方向の曲げ特性が良好となった。さらに、うねりに
関しても酸洗処理のみに比較して劣化が小さく、このた
め曲げ加工後の肌荒れの発生はなかった。 【００２６】次に、チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ
４８９９（Ｔｉ−４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２
％Ｆｅ合金）およびＡＭＳ４９０７Ｄ（Ｔｉ−６％Ａｌ
−４％Ｖ合金）を用い、１５０ｍｍ厚のスラブから厚板
圧延機を用いたパック圧延によって、３ｍｍ厚のシート
材を製造した。この際のパック圧延は、コア材となるチ
タン合金の上下２面及び４周側面を炭素鋼にて覆い、真
空チャンバー内で電子ビーム溶接を用いて、その内部が
真空状態であるスラブとして用いた。次いで７２０℃の
焼鈍を施し、その後表１に示す条件のシートグラインダ
ー、ショットブラスト、酸洗などにて表面を仕上げた
（表１の番号１１〜１５）。 【００２７】そのシート材の表面性状（平均粗さＲａお
よびうねりＷＣＡ）を測定し、また冷間曲げ試験にて求
めた臨界曲げ半径、及びＲ＝１５ｍｍの曲げ加工をした
際の加工部分での表面の肌荒れ発生の有無について評価
した。その結果を表２に示す。なお研磨方向は、全ての
条件において一方向でかつ圧延方向と同一である。また
圧延時のクロス比は１で、酸洗液は３％ＨＦ＋１０％Ｈ
ＮＯ３で、酸洗時間は１０分である。 【００２８】シートグラインデイングのみでは、細かい
番手までの研磨にもかかわらず、一方向のみの研磨であ
るために、研磨方向に対して直行する方向での粗さは研
磨方向に対して悪く、これに起因してＴ方向の曲げ特性
は低い。ただし、研磨によって表面手入れを行っている
ため、シート材のうねりは小さく、このため曲げ加工後
の肌荒れの発生はなかった（番号１１，１２）。 【００２９】酸洗処理のみの場合には、内部が真空状態
であるスラブ内にチタン合金をコア材として設置して圧
延したため、１０分間の酸洗処理で完全に酸化スケール
等が除去が可能であった。このように酸洗処理のみにお
いても酸洗時間が短いため、シート材表面には大きなう
ねりは発生せず、このため曲げ加工後の肌荒れは発生し
なかった（番号１３，１４）。シートグラインデイング
後に酸洗処理を行った場合も良好な結果が得られた（番
号１５）。 【００３０】（実施例２） チタン合金としてα＋β型のＡＭＳ４８９９（Ｔｉ−
４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２％Ｆｅ合金）を用
い、１５０ｍｍ厚のスラブから厚板圧延機を用いたパッ
ク圧延によって、３ｍｍ厚のシート材を製造した。この
際、８４０℃の加熱にてスラブから２０ｍｍ厚のコア材
として、さらに８２０℃での加熱のパック圧延にて３ｍ
ｍ厚のシート材とした。この際のパック圧延は、コア材
となるチタン合金の上下２面および４周側面を炭素鋼に
て覆い、真空チャンバー内で電子ビーム溶接を用いて、
その内部が真空状態であるスラブとして用いた。また１
５０ｍｍから３ｍｍへの圧延に際して、そのクロス比を
表３に示す条件とした。次いで７２０℃の焼鈍を施し、
その後＃６０および＃１８０のシートグラインダーを施
し、さらに３％ＨＦ＋１０％ＨＮＯ３での１０分間の酸
洗処理を施した後、引張試験を行った。その結果も合わ
せて表３に示す。 【００３１】クロス比が０．２以上かつ５以下では良好
な結果が得られたが、その範囲を外れるものでは、圧延
時に形成される集合組織に起因して、圧延方向とその直
交方向での特性が著しく異なり、特にＴ方向での伸びの
低下が観られ、加工性が劣っていた。 【００３２】（実施例３） チタン合金としてのα＋β型のＡＭＳ４８９９（Ｔｉ−
４．５％Ａｌ−３％Ｖ−２％Ｍｏ−２％Ｆｅ合金）を用
い、実施例２と同様の圧延条件のパック圧延によって、
３ｍｍ厚のシート材を製造した。この際のパック圧延も
実施例２と同様にコア材となるチタン合金の上下２面お
よび４周側面を炭素鋼にて覆い、真空チャンバー内で電
子ビーム溶接を用いて、その内部が真空状態であるスラ
ブとして用いた。また、１５０ｍｍから３ｍｍへの圧延
に際して、そのクロス比を１とした。次いで７２０℃の
焼鈍を施し、その後＃６０および＃１８０のシートグラ
インダー、ならびに表４に示す条件で１０分間の酸洗処
理を施し、酸洗処理による水素吸着量の測定および外観
観察を行った。それらの結果を表４に示す。 【００３３】表４に示すようにＨＦ濃度が１％未満であ
ると酸洗能力が低く充分な脱スケールを行うことができ
ず、またＨＦ濃度が１０％以上あるいはＨＮＯ３濃度が
１％未満であると酸洗処理時の水素吸収が著しく大きく
なり、好ましくないことが確認された。またＨＮＯ３濃
度が４０％以上ではその効果が飽和するので、経済的な
面で好ましくないことが確認された。 【００３４】以上のような実施例より、表面粗さがいず
れの方向においてもＲａ≦２μｍで、かつ表面のうねり
がＷＣＡ≦１０μｍであるチタン合金シート材によっ
て、曲げ特性等の加工性の異方性を改善することがで
き、かつシート材を部材へ成形した際に素材であるシー
ト材の表面性状に起因した肌荒れを抑制することが可能
となることが確認された。また、このような表面性状を
有するチタン合金シート材は、圧延後の表面仕上げを研
削・研磨および酸洗処理とすることによって効率よく達
成可能であることが確認された。さらに圧延素材を真空
雰囲気下で電子ビーム溶接等の高エネルギー密度の溶接
方法を用いた複層組立スラブとしてパック圧延すること
によって、ショット処理を省略した短時間の酸洗処理の
みの表面仕上げが可能となることが確認された。またさ
らに、圧延をクロス圧延とすることによって、集合組織
に起因した材料特性の異方性をも改善可能であり、その
際のクロス比が０．２以上５以下であることが好ましい
ことが確認された。さらに、酸洗液を１％以上かつ１０
％以下ＨＦと１％以上かつ４０％以下のＨＮＯ３とから
なる混酸とすることによって、過度の水素吸収を抑制し
つつ、充分な脱スケールを達成することが可能となるこ
とが確認された。 【００３５】 【表１】【００３６】 【表２】【００３７】 【表３】【００３８】 【表４】 【００３９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
優れた加工性を有し、曲げ特性などの加工性の異方性が
なく、しかも部材への成形後の表面性状が良好なチタン
合金シート材を提供することが可能であり、工業上有用
な効果がもたらされる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８０
６８５ ６８５Ｚ
６９４ ６９４Ａ
６９４Ｚ
1/18 1/18 Ｈ
Ｃ２３Ｇ 3/02 Ｃ２３Ｇ 3/02
(56)参考文献 特開 平９−136102（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−263504（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 チタン合金素材を真空チャンバー内で電
子ビーム溶接を用いて組み立て、パック圧延用の複層組
立スラブとする工程と、前記スラブをクロス比０．２以
上５以下でクロス圧延する工程と、圧延されたチタン合
金シートをグラインダーで研削する工程と、研削された
チタン合金シートを１％以上１０％以下のＨＦと１％以
上４０％以下のＨＮＯ３とからなる混酸で酸処理する工
程とにより、表面粗さがいずれの方向においてもＲａ≦
２μｍで、かつ表面のうねりがＷＣＡ≦１０μｍのシー
ト材とすることを特徴とするチタン合金シート材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32683398A JP3535027B2 (ja) | 1997-12-24 | 1998-11-17 | チタン合金シート材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-366067 | 1997-12-24 | ||
| JP36606797 | 1997-12-24 | ||
| JP32683398A JP3535027B2 (ja) | 1997-12-24 | 1998-11-17 | チタン合金シート材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11239805A JPH11239805A (ja) | 1999-09-07 |
| JP3535027B2 true JP3535027B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=26572309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32683398A Expired - Fee Related JP3535027B2 (ja) | 1997-12-24 | 1998-11-17 | チタン合金シート材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3535027B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4584341B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-17 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン板及びチタン板の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-17 JP JP32683398A patent/JP3535027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11239805A (ja) | 1999-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111394615B (zh) | 一种医用高性能ta3g纯钛板材及其制备方法 | |
| JP3535027B2 (ja) | チタン合金シート材の製造方法 | |
| EP0925851B1 (en) | Titanium alloy sheet and production method thereof | |
| JP2001303223A (ja) | 成形性に優れたチタン板の製造方法 | |
| JPH0325487B2 (ja) | ||
| JP4008159B2 (ja) | バフ研磨性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 | |
| CN110878406A (zh) | 一种强化锆合金带材加工方法及锆合金带材 | |
| JPH07180012A (ja) | 表面の美麗なチタン板の製造方法 | |
| JPH07216522A (ja) | 表面性状の優れたチタン板の製造方法 | |
| JPH09176809A (ja) | マクロ模様のないチタンまたはチタン合金板の製造方法 | |
| JP3059376B2 (ja) | 光沢性および耐食性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 | |
| JPH07228958A (ja) | 工業用純チタン板の製造方法 | |
| JPH0938714A (ja) | Ａｌを含有するフェライト系ステンレス鋼帯の製造方法 | |
| JPH09136102A (ja) | α＋β型チタン合金シート材の製造方法 | |
| JP2788341B2 (ja) | Ｂ含有オーステナイト系ステンレス鋼の冷延鋼帯の製造方法 | |
| JP2953331B2 (ja) | Ｂ含有オーステナイトステンレス鋼板の製造方法 | |
| JPH06190402A (ja) | ステンレス冷延鋼帯の製造方法 | |
| JPS62270203A (ja) | 形状記憶合金製薄板のデスケ−リング方法 | |
| JPS60103131A (ja) | Ｆｅ−Νｉ系低熱膨張合金の中板および厚板の製造方法 | |
| JPS62214801A (ja) | チタンスラブの表面手入方法 | |
| JPH06293947A (ja) | チタン熱延焼鈍板およびチタン冷延板の製造方法 | |
| JP2670324B2 (ja) | アルミニウム箔地の製造方法 | |
| JPS59163003A (ja) | 表面性状の優れたステンレス鋼帯の製造方法 | |
| JPH07118819A (ja) | チタン板の製造方法 | |
| JP2752872B2 (ja) | 鉄損の優れた無方向性電磁鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040310 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080319 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090319 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110319 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |