JP3715239B2

JP3715239B2 - 据え込み鍛造性に優れるチタン材およびその製造方法

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Publication number: JP3715239B2
Application number: JP2001516689A
Authority: JP
Inventors: 伸弘有本; 忠司小笠原; 功上村; 洋司三谷; 隆大西
Original assignee: 住友チタニウム株式会社
Priority date: 1999-08-16
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: WO2001012358A1; US7014722B1

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、スパッタリング用ターゲット、その他各種加工品などに用いられる、据え込み鍛造性に優れるチタン材とその製造方法に関する。さらに詳しくは、均一な鍛造加工組織を有することから、円柱状鍛伸材を周方向に何ら拘束することなく、長さ方向に圧縮した据え込み鍛造後の断面形状が、限りなく円形に近似する特性を備えるチタン材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
背景技術
従来から、金属チタン材は優れた比強度、さらに高耐食性等の優れた特性から構造材料として広い分野で用いられている。特に、最近において高集積化の進捗が著しい半導体分野では、微細パターン加工の要請にともない、高純度チタン材が具備する低抵抗特性、高強度特性、若しくは窒化チタンのバリヤ特性等が要因となって、高純度チタン材の使用量が急速に増加している。
【０００３】
通常、高純度チタン材を電極材料等の半導体材料として適用する場合には、スパッタリング用ターゲットとして使用されるが、このときの純度はガス不純物を除いて９９．９８％以上の材料が要求される。
【０００４】
スパッタリング用ターゲットを製作する際には、良好なスパッタリング特性を確保するとともに、加工歩留まりを向上させるために、鍛造用素材を円柱状に鍛伸したのち、据え込み鍛造や対称軸圧延が施されている。具体的には、高純度で溶解されたチタンインゴット（例えば、７３０ｍｍφ）を素材として、複数回の円柱鍛伸の工程を繰り返し、所定の仕上外径（例えば、１６５ｍｍφ）まで鍛伸する。
【０００５】
その後、所定の長さに切り出して、鍛伸材の長さ方向に圧縮して据え込み鍛造を行い、所定厚さの円盤状チタン材に加工する。次いで、加工された円盤状チタン材を半径方向へ均一に拡大させるために、対称軸圧延を実施して、さらに薄い円盤形状（例えば、厚さ２５ｍｍ）に加工する。その後、機械切削して所定のスパッタリング用ターゲットとして仕上加工が行われる。
【０００６】
チタン材の金属組織は、その温度環境に応じて、α相の稠密六方晶とβ相の体心立方晶に区分され、α相からβ相への変態は高温域にあるβ変態点で行われる。ところで、その金属組織のうち体心立方晶は、稠密六方晶に較べて加工性は良好であるが、高温環境下では結晶粒の成長が著しくなる。そのため、スパッタリング用ターゲットのように、結晶粒の成長や再結晶を抑える必要がある部材の加工では、その加工温度を制御することが必要になる。特に、高純度チタンの結晶粒の成長は、高温環境下で一層顕著になるため、β変態点以下での加工が必要になる。したがって、上述のターゲットの製作過程での円柱状チタン材の鍛伸には、ある程度の加工性を確保しつつ、結晶粒の成長を抑制するため、β変態点以下での温間鍛造が前提とされる。
【０００７】
図１は、素材インゴットを最終形状として円柱状に鍛伸する従来の温間鍛造の工程を説明する図である。同図に示すように、素材インゴット（例えば、７３０ｍｍφインゴット）から仕上外径１６５ｍｍφに至るまでの鍛伸は、４段階の工程に分けられる。従来の温間鍛造では、最終的に円柱状に鍛伸する場合でも、鍛造の中盤以降、例えば、第３の工程で１７５ｍｍ角に鍛伸するまで、平金型で角柱形状に鍛造している。
【０００８】
具体的な鍛造工程としては、素材インゴットを加熱炉で均一に加熱後、素材を平金型を使用して自由鍛造を施す。具体的な手段として上下方向からプレスを行い、９０°または２７０°に素材を回転させ、上下方向からプレスを行うことを繰り返して、１７５ｍｍ角の中間素材を加工する。その後、中間素材の４頂点をそれぞれプレスして８角、さらに頂点を順次プレスして１６角、３２角と順次円形に近づけていき、仕上外径１６５ｍｍφの円柱状鍛伸材に加工する。
【０００９】
前述の通り、スパッタリング用ターゲットを製作する場合には、最終形状の円柱状チタン材まで鍛伸されると、所定長さに切り出した後、長さ方向に据え込み鍛造が行われ、所定厚さの円盤状チタン材に加工される。しかしながら、図１に示す従来の温間鍛造で鍛伸する場合には、据え込み鍛造後のチタン材の断面が、円形に近似する形状にはならず、半径方向への変形が不揃いになる。
【００１０】
図２は、据え込み鍛造で半径方向の断面変形が不揃いになる例を示す図であり、（ａ）は角形形状に変形した場合を、（ｂ）は楕円形状に変形した場合を示している。この場合には、（ａ）、（ｂ）に示すように、据え込み鍛造後の断面に長径部Ｌ_Aと短径部Ｌ_Bとが現れ、その比（Ｌ_A／Ｌ_B）が１．０をはるかに超えるようになり、円形形状から大きく乖離し、据え込み鍛造性が悪化することになる。この傾向は、据え込み比が大きくなればなるほど顕著になる。
【００１１】
スパッタリンダ用ターゲットの製作において、据え込み鍛造されたチタン材は対称軸圧延で円盤形状に仕上げられるが、一旦、円形形状を損なったチタン材断面は、円盤形状に修正することは困難である。そこで、チタン材の断面が角形若しくは楕円形状のままでターゲット加工を行うと、最終製品までの加工ロスの発生が多大となり、製品歩留まりを著しく低下させることになる。
【００１２】
また、温間鍛造での円柱状鍛伸に際して、高速鍛造を採用する場合もある。特にチタン加工に関して、ＧＦＭ高速鍛造機が開発されているが、この鍛造機では往復運動する４個のハンマーで４方向から同時に材料を鍛造し、ハンマーの前後に備え付けられたチャックヘッドによって、被鍛造材を回転させながら順次送り込む方式のものである。
【００１３】
ところが、このような高速鍛造を採用する場合には、ハンマー等の金型から供給される加工力が素材中心まで十分に伝搬せず、素材表面が優先的に加工される傾向にある。このため、フィッシュテールとよばれる現象が顕著となったり、鍛伸材の加工組織も不均一になりやすく、断面の半径方向で結晶粒径のバラツキが大きくなる。このようなことから、高速鍛造は、スパッタリング用ターゲットの加工手段としては採用することができない。
【００１４】
発明の開示
上述の通り、スパッタリング用ターゲットの加工に際し、図１に示す従来の温間鍛造での鍛伸工程を採用する場合には、最終製品までの加工ロスが多発し、製品歩留まりを低下させることになる。一方、高速鍛造を採用する場合には、ターゲットとして所定の品質が確保できないという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述のスパッタリング用ターゲットの加工に供されるチタン材の鍛伸工程での問題点に鑑みてなされたものであり、最終の仕上外径での円柱状鍛伸に次いで実施される据え込み鍛造の際に、限りなく円形に近似した断面形状が確保できる、据え込み鍛造性に優れるチタン材を提供することを目的としている。
【００１６】
本発明者らは、上述の課題を解決するため、チタン材の温間鍛造に関して種々の検討を加えた結果、円柱状に鍛伸されたチタン材の据え込み鍛造性は、鍛伸材の結晶の配向性に大きく影響を受けることを明らかにした。言い換えると、温間鍛造時の加工条件（素材温度、加工方法）が結晶の配向性に大きく影響を及ぼし、その後の据え込み鍛造での断面形状の変形と密接な関係を有することになる。
【００１７】
そして、鍛伸材の据え込み鍛造性を向上させるには、結晶の配向性分布に規則性を持たせることが必要であることを見出した。
鍛伸材の結晶の配向性を均一、かつ規則的にするには、温間鍛造での初期の加工段階から、最終的な鍛伸材の結晶の配向性を形成するように、加工方向や加工条件を配慮する必要がある。具体的には、温間鍛造の主要な段階において、鍛伸材の最終的な断面形状に相似する形状に加工するとともに、加工力を素材中心部に均一に伝搬するようにする。
【００１８】
これを達成するには、温間鍛造の開始から終了に至るまでの全段階で円柱鍛伸を実施すること、または最終形状として円柱状に仕上鍛伸する前に、少なくとも温間鍛造の初期段階で円柱鍛伸を実施することが有効である。さらに、温間鍛造の全段階で円柱鍛伸に近似する多角鍛造（例えば、八角鍛造）を実施することによっても、所定の据え込み鍛造性を確保することができる。特に、温間鍛造の全段階、または少なくとも初期段階で円柱鍛伸を行う場合には、鍛造用工具として丸金型を用いるのが効果的である。
【００１９】
図３は、本発明で採用した丸金型の１例を示す図である。本発明の丸金型は、楕円形状の穴型部を有する上下一対の金型から構成されており、この穴型部に加熱された素材を挿入して、自由鍛造であって上下方向から空気ハンマー、蒸気ハンマー、または液圧プレスによって加圧し、素材を長手方向に移動させながら均一に鍛伸していくことができる。本発明のチタン材は、図３に示す丸金型を用いることによって、最終形状に相似する形状に加工できるとともに、加工力を素材中心部に均一に伝搬できるので、優れた据え込み鍛造性を発揮することができる。
【００２０】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）のチタン材、および（２）のチタン材の製造方法を要旨としている。
（１）溶解インゴットを出発原料として、温間鍛造で最終形状に鍛伸する丸金型に比べ、穴型部の寸法（形状）が大きい１または２以上の丸金型を用いて途中段階の円柱鍛伸を行い、最終形状として円柱状に鍛伸されたチタン材であって、その長さ方向に圧縮する据え込み鍛造を据え込み比２で行った場合に、鍛造後の断面の長径／短径比が１．１０以下であることを特徴とする据え込み鍛造性に優れるチタン材である。
上記チタン材では、さらに据え込み鍛造を据え込み比４で行った場合に、鍛造後の断面の長径／短径比が１．０５以下であるのが望ましい。
（２）溶解インゴットを出発原料として、温間鍛造で最終形状として円柱状に仕上鍛伸するチタン材の製造方法であって、前記温間鍛造の途中段階において、最終形状に鍛伸する丸金型に比べ、穴型部の寸法（形状）が大きい１または２以上の丸金型を用いて円柱鍛伸を実施することを特徴とする据え込み鍛造性に優れるチタン材の製造方法である。
上記製造方法では、温間鍛造が被鍛造材を３００℃以上、β変態点以下の温度範囲に加熱して行われるようにするのが望ましい。
また、上記（１）、（２）で対象とするチタン材は、その純度がガス不純物を除いて９９．９８％以上の高純度チタン材とするのが望ましい。
【００２１】
本発明において、据え込み鍛造性の判断基準を、据え込み比２で行った鍛造後の断面の長径／短径比が１．１０以下に該当するか否かで判断している。発明者らの検討結果によれば、このような据え込み鍛造性が確保できれば、鍛伸材の形状に起因する、ターゲットの製品歩留まり低下を回避することができるからである。なお、ここで断面の長径／短径比とは、前記図２に示す据え込み鍛造後の断面における長径Ｌ_Aと短径Ｌ_Bとした場合の比（Ｌ_A／Ｌ_B）で表される。
【００２２】
通常、据え込み比が大きくなればなる程、長径／短径比が大きくなり、据え込み鍛造性が悪化する傾向にあるが、本発明では前提となる鍛造条件を据え込み比２として、基準の明確化を図っている。後述する実施例で示すように、基準となる長径／短径比である１．１０以下を満足し、さらに据え込み比４の条件であっても、長径／短径比が１．０５以下を満足するようになれば、一層据え込み鍛造性が確保できるのでさらに望ましい。
【００２３】
また、本発明のチタン材は、高純度チタン材を温間鍛造するものである。ここで、高純度チタン材の純度をガス不純物を除いて９９．９８％以上としているのは、スパッタリングターゲットとして用いられる場合に要求される純度を想定しているためである。そして、温間鍛造での加熱温度を、β変態点（約８８０℃）以下としているのは、高純度チタンにおいては高温での結晶粒成長はさらに顕著になるので、結晶粒の成長を抑制するためである。また、加熱の下限を３００℃としているのは、鍛造加工性を確保するためである。
発明を実施するための最良の形態
【００２４】
図４は、本発明のチタン材を加工するため温間鍛造の全段階で円柱鍛伸を実施する工程を示す図である。同図に示すように、最終外径の鍛伸材を加工するまで４段階の円柱鍛造の工程に区分され、それぞれの円柱鍛伸は、前記図３に示す丸金型を用いた自由鍛造によって行われる。しかし、前述の通り、高速鍛造では鍛伸材の加工組織が不均一になり易いため、本発明の鍛造方法として採用できない。
【００２５】
上記丸金型では上下の金型を組み合わされることによって、長径Ｄ_Aおよび短径Ｄ_Bの穴型部が形成される。しかし、丸金型の穴型部の形状によって、その金型で加工できる素材径と最終加工径が決定されるため、素材外径から最終仕上外径まで順次、丸金型を小径用に交換していく必要がある。
【００２６】
第１の工程では、出発素材として直径７３０ｍｍφのインゴットが使用され、温間鍛造のため加熱された後、丸金型を用いて５９０ｍｍφに鍛伸される。例えば、このとき使用される丸金型の穴型部は、Ｄ_A８００ｍｍ、Ｄ_B５９０ｍｍの寸法のものが使用できる。
次に、第２の工程では、丸金型の穴型部を変更して、素材を３８０ｍｍφに鍛伸する。引き続いて第３の工程では、丸金型で２８０ｍｍφまで鍛伸する。そののち、第４の工程では、丸金型にて最終仕上の１６５ｍｍφ鍛伸材まで鍛伸する。ここで、第１から第４の工程では、チタン材の温度が８５０〜５００℃の範囲に維持されるように、各工程の間で加熱炉で適宜素材を加熱しながら鍛伸を行う。また、鍛伸が進むにつれてチタン材が長くなるため、作業をする上で取り扱いやすい長さに適宜切断しながら鍛伸を行う。
【００２７】
丸金型を用いる円柱鍛伸では、最終仕上の円柱状チタン材が優れた据え込み鍛造性を確保できるように、最終形状に相似する形状に加工するとともに、加工力を素材中心部に均一に伝搬できるようにする必要がある。このため、上下方向の１ストローク（プレス）当りの圧下量は、圧下前の素材直径に対して２５％以下に限定する必要がある。これは、１ストローク（プレス）当りの圧下量が２５％を超えると、加工力を均一に伝搬できなくなるからである。
【００２８】
図５は、本発明のチタン材を加工するため温間鍛造の主要な初期段階で円柱鍛伸を実施する工程を示す図である。具体的には、第１および第２の工程において温間加熱後に円柱鍛伸を前記図３に示す丸金型を用いて実施し、第１の工程で３８０ｍｍφまで鍛伸し、第２の工程で２７０ｍｍφまで鍛伸している。その後は第３の工程で、平金型を用いて四角鍛造を行って、１７５ｍｍ角を鍛伸して、そののち、第４の工程では、丸金型にて最終仕上の１６５ｍｍφ鍛伸材まで加工する。
【００２９】
鍛伸材の結晶配向性は初期の加工段階で形成されやすいため、最終仕上の円柱状チタン材で据え込み鍛造性を確保するには、温間鍛造の初期の加工段階において鍛伸材の結晶の配向性を均一、かつ規則的にすることが有効である。
【００３０】
本発明者らの検討によると、具体的な技術的根拠は見いだせないものの、鍛造開始から断面減少率が少なくとも７０％、望ましくは８０％に至る範囲を丸金型を用いた円柱鍛伸を実施することによって、充分な据え込み鍛造性が確保できることが明らかになる。例えば、鍛造開始から断面減少率が８０％に至る範囲とは、出発素材を７３０ｍｍφである場合には、約３３０ｍｍφに鍛伸する鍛造加工量に相当するものである。
【００３１】
図６は、本発明のチタン材を加工するため温間鍛造の全段階で多角鍛伸を実施する工程を示す図である。同図では、多角鍛伸の例として八角鍛造の場合を示しているが、その他にも１６角鍛造、３２角鍛造も採用することができる。八角鍛造を行う場合も、最終外径の鍛伸材を加工するまでに、４段階の鍛造工程に区分される。
【００３２】
第１の工程では、出発素材として直径７３０ｍｍφの溶解インゴットが使用され、温間加熱の後、平金型を用いて、９０°または２７０°、さらに４５°または１３５°に素材を回転させ３８０ｍｍ八角に鍛伸する。次に、第２の工程では、温間加熱された素材を２７０ｍｍ八角に鍛伸する。引き続いて第３の工程では、温間加熱後、平金型で１７５ｍｍ八角まで鍛伸する。そののち、第４の工程では、丸金型にて最終仕上の１６５ｍｍφ鍛伸材まで加工する。
【００３３】
上記図４〜６に示した温間鍛造のうち、いずれの鍛伸方法を採用しても、本発明が対象とする据え込み鍛造性に優れるチタン材を得ることができる。すなわち、最終外径までに鍛伸されたチタン材を、必要長さに切断して所定温度に加熱後、据え込み鍛造を行うと、鍛造後の断面の長径／短径比が１．１０以下のほぼ円盤状のものが得られる。これを用いてターゲットを製造すると、その後の圧延、機械加工での加工ロスが著しく低減し、製品歩留まりを大幅に向上させることができる。
【００３４】
（実施例）
本発明のチタン材の特性を、高純度チタン材を用いた具体的な実施例に基づいて説明する。実施例に供したチタン材の純度は、いずれもガス不純物を除いて９９．９９５％とした。
【００３５】
（実施例１）
図４に示す温間鍛造の工程によって、丸金型を用い円柱状のチタン材を鍛伸した。出発素材としては、ＶＡＲ溶解インゴットで直径７３０ｍｍφ×長さ２５００ｍｍを使用した。第１の工程では、加熱炉で８５０℃で均一加熱後、５９０ｍｍφに鍛伸し、第２の工程では３８０ｍｍφに鍛伸し、第３の工程では２８０ｍｍφに鍛伸した。次いで、第４の工程では、丸金型にて仕上外径である１６５ｍｍφまで鍛伸した。第１から第４の工程を通じて、素材温度が８５０〜５００℃の温間加工が可能になるように、工程間で均一加熱を行った。鍛伸材は作業をする上で取り扱いやすい長さになるように、適宜切断しながら鍛伸を行った。
【００３６】
仕上外径まで鍛伸されたチタン材は、所定の長さ（例えば、２００ｍｍ）に切断した後、加熱炉中にて６００℃で２時間加熱後、長さ方向に据え込み鍛造して、据え込み比２（鍛造後の長さ１００ｍｍ）および据え込み比４（鍛造後の長さ５０ｍｍ）の鍛造を行った。このときの据え込み鍛造性、すなわち、鍛造後の断面の長径／短径比の測定結果を後述する表２に示す。
また、仕上外径まで鍛伸されたチタン材は、Ｘ線透過による結晶（０００２）面の極図形を評価した。実施例で採用されるＸ線透過法は、下記表１の条件に基づいて行った。
【００３７】
【表１】

【００３８】
実施例で判断する対象を「最密充填面に対して平行な（０００２）面」とした。これは、前述の通り、β変態点以下におけるαチタンは稠密六方晶構造であり、（０００２）面を特定することにより、結晶の配向方向が判断できるからである。そのときの判断基準を「極図形が相対的に複数部に集中することなく同心円状であること」としている。これは、稠密六方晶構造のチタンは、変形の大部分が＜１１−２０＞方向のすべり変形であるため、Ｃ軸方向の変形はすべり系の活動によって得られないためである。（０００２）面が複数部に集中している場合には、Ｃ軸方向に偏りがあることになるため、すべり変形の偏りによる変形が発生する。
【００３９】
したがって、実施例１におけるＸ線透過による結晶（０００２）面の極図形を評価した結果を、図７および表２に示す。さらに、半径方向の結晶粒径の分布を、ＡＳＴＭＥ−１１２切断法で測定し、その結果を表２に示す。
【００４０】
（実施例２）
図５に示す温間鍛造の工程によって、丸金型のよる円柱鍛伸と平金型による四角鍛伸とを組み合わせて、最終形状の円柱状チタンを加工した。出発素材は実施例１の場合と同じであり、第１の工程では、加熱炉で８５０℃で加熱後、丸金型を用いて３８０ｍｍφに鍛伸し、第２の工程では、丸金型を用いて２７０ｍｍφに鍛伸した。その後、第３の工程では平金型を用いて四角鍛造を行い、１７５ｍｍ角を鍛伸した。次に、第４の工程では、丸金型にて仕上外径である１６５ｍｍφまで鍛伸した。第１から第４の工程を通じて、素材温度が８５０〜５００℃の温間加工が可能になるように、工程間で均一加熱を行った。また、鍛伸材は作業をする上で取り扱いやすい長さになるように、適宜切断しながら鍛伸を行った。
仕上外径まで鍛伸されたチタン材は、実施例１の場合と同様に、据え込み比２および据え込み比４の鍛造を行ったときの断面の長径／短径比、Ｘ線透過による結晶面の極図形評価、さらに、結晶粒径の分布を測定した。これらの結果は、後述する表２に示す。
【００４１】
（実施例３）
図６に示す温間鍛造の工程によって、全段階で多角鍛伸を行い、最終形状の円柱状チタンを加工した。出発素材は実施例１の場合と同じであり、第１の工程では、加熱炉で８５０℃で加熱後、平金型を用いて３８０ｍｍ八角に鍛伸し、第２の工程では平金型を用いて２７０ｍｍ八角に鍛伸し、第３の工程では平金型で１７５ｍｍ八角に鍛伸した。第４の工程では、丸金型にて仕上外径である１６５ｍｍφまで鍛伸した。第１から第４の工程を通じて、素材温度が８５０〜５００℃の温間加工が可能になるように、工程間で均一加熱を行った。鍛伸材は作業をする上で取り扱いやすい長さになるように、適宜切断しながら鍛伸を行った。
仕上外径まで鍛伸されたチタン材は、実施例１の場合と同様に、据え込み比２および据え込み比４の鍛造を行ったときの断面の長径／短径比、Ｘ線透過による結晶面の極図形評価、さらに、結晶粒径の分布を測定した。これらの結果は、後述する表２に示す。
【００４２】
（比較例）
図１に示す温間鍛造の工程によって平金型で四角鍛造を行い、最終形状の円柱状チタンを加工した。出発素材は実施例１の場合と同様に、ＶＡＲ溶解インゴットで直径７３０ｍｍφ×長さ２５００ｍｍとした。第１の工程では、加熱炉で８５０℃で加熱後、３６０ｍｍ角に鍛伸し、第２の工程では２５０ｍｍ角に鍛伸し、第３の工程では１７５ｍｍ角に鍛伸した。第４の工程では、丸金型にて仕上外径である１６５ｍｍφまで鍛伸した。第１から第４の工程を通じて、素材温度が８５０〜５００℃の温間加工が可能になるように、工程間で均一加熱を行った。鍛伸材は作業をする上で取り扱いやすい長さになるように、適宜切断しながら鍛伸を行った。
【００４３】
仕上外径まで鍛伸されたチタン材は、実施例１の場合と同様に、据え込み比２および据え込み比４の鍛造を行ったときの断面の長径／短径比の測定を実施するとともに、Ｘ線透過による結晶面の極図形評価を行い、さらに結晶粒径の分布を測定した。これらの結果は、表２に示し、Ｘ線透過による結晶面の極図形を図８に示す。
【００４４】
【表２】

【００４５】
（測定結果および評価結果の比較）
据え込み鍛造後の断面の長径／短径比を測定すると、比較例では据え込み比２であっても１．１３であるに対し、実施例１〜３のいずれであっても１．１０以下を満足している。据え込み比４になると長径／短径比が増加する傾向であるが、優れた据え込み鍛造性であることが分かる。特に、実施例１、２は、据え込み比４であっても１．０５以下を満足している。
【００４６】
Ｘ線透過による結晶面の極図形を評価した結果によれば、比較例では、図８に示すように、最密充填面に対して平行な（０００２）面の配向性分布は局部的に偏った傾向が見られた。一方、実施例１〜３では、最密充填面に対して平行な（０００２）面の配向性分布は局部的に偏ることなく同心円上に分布していることを確認することができた。代表例として、図７に示すように、実施例１の極図形では、最密充填面に対して平行な（０００２）面において相対的に複数部に集中することなく同心円状であることが分かる。
結晶粒径の測定結果によれば、実施例１〜３では、チタン材の表層部と中心部との結晶粒径のバラツキは標準偏差９〜１０μｍであるのに対し、比較例では結晶粒径のバラツキは標準偏差１３μｍと悪化していることが分かる。
【００４７】
上述の結果から明らかなように、実施例１〜３によって加工された本発明のチタン材は、鍛伸材の全長、全面にわたって、均一な鍛造加工組織を有しており、優れた据え込み鍛造性を示すことができる。
【００４８】
産業上の利用の可能性
本発明のチタン材および製造方法によれば、円柱鍛伸材を周囲方向に何ら拘束することなく、長さ方向に据え込み鍛造を据え込み比２で行った場合でも、鍛造後の断面の長径／短径比が１．１０以下の条件を満足し、優れた据え込み鍛造性を発揮することができる。これにより、円盤形状のスパッタ用ターゲットを製造する場合に、圧延および機械加工時の切削ロスを著しく低減し、製品歩留まりを大幅に向上させることができるので、高純度チタン材の電極材料として広範囲に利用することができる。

Claims

溶解インゴットを出発原料として、温間鍛造で最終形状に鍛伸する丸金型に比べ、穴型部の寸法（形状）が大きい１または２以上の丸金型を用いて途中段階の円柱鍛伸を行い、最終形状として円柱状に鍛伸されたチタン材であって、その長さ方向に圧縮する据え込み鍛造を据え込み比２で行った場合に、鍛造後の断面の長径／短径比が１．１０以下であることを特徴とする据え込み鍛造性に優れるチタン材。
さらに据え込み鍛造を据え込み比４で行った場合に、鍛造後の断面の長径／短径比が１．０５以下であることを特徴とする請求項１に記載の据え込み鍛造性に優れるチタン材。
その純度がガス不純物を除いて９９．９８％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の据え込み鍛造性に優れるチタン材。
溶解インゴットを出発原料として、温間鍛造で最終形状として円柱状に仕上鍛伸するチタン材の製造方法であって、前記温間鍛造の途中段階において、最終形状に鍛伸する丸金型に比べ、穴型部の寸法（形状）が大きい１または２以上の丸金型を用いて円柱鍛伸を実施することを特徴とする据え込み鍛造性に優れるチタン材の製造方法。
被鍛造材の純度がガス不純物を除いて９９．９８％以上であることを特徴とする請求項４に記載の据え込み鍛造性に優れるチタン材の製造方法。
上記温間鍛造が被鍛造材を３００℃以上、β変態点以下の温度範囲に加熱して行われることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の据え込み鍛造性に優るチタン材の製造方法。