JP7448859B2 - チタン材 - Google Patents

Description

本発明は、チタン材に関する。本願は、２０２０年１２月２４日に、日本に出願された特願２０２０－２１４６４７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

チタン材は高延性を有しており、プレス成形により様々な形状の製品に加工される。プレス成形性、とりわけ深絞り成形性は、摩擦係数と密接な関係があり、深絞り成形性の改善には摩擦係数の低減が極めて有効である。これは、深絞り成形では、チタン材が金型の一部に強く擦りつけられて加工されるためである。他方、チタンは非常に活性でもある。そのため、チタン材が容易に金型と凝着することを一因として摩擦係数が高くなる。そのため、チタン材の表面性状を制御することが重要である。

表面性状に着目した技術として、例えば、特許文献１には、被接着面の中心線平均傾斜（Ｒθa）の値が０．０３５以上である表面粗さを有する、剪断方向に集中する残留応力の方向を分散させ解放することを特徴とする、接着剤との接着性に優れた非油面接着用の金属板が開示されている。

特許文献２には、表面に微細な凹凸が形成されたチタン製の平板材で構成され、後処理として当該平板材に対してプレス加工が施された後に熱交換用プレートとなる元板材であって、前記凹凸に関し、凸部の高さ（μｍ）×［凹部の幅（μｍ）／隣り合う凸部のピッチ（μｍ）］で定義される形状パラメータが８５μｍ以下となるように、前記元板材の表面の凹凸が設定されていることを特徴とする熱交換用プレートの元板材が開示されている。

特許文献３には、表面に凹凸パターンを有するワークロールを用いた圧延により、チタン板の片面又は両面に凹凸パターンを形成する工程と、上記チタン板を焼鈍及び／又は酸洗する工程と、上記チタン板をテンションレベラーにより０．１％以上１．３％以下の平均伸び率で矯正する工程とを含む片面又は両面に凹凸パターンを有するチタン板の製造方法が開示されている。特許文献３に開示されたチタン板の製造方法により得られるチタン板は、上記凹凸パターンにおける平均凸部最大高さが１５．０μｍ以上である。

特許文献４には、圧延方向と平行な方向における表面の算術平均粗さが０．２５μｍ以上２．５μｍ以下であり、表面における試験荷重４．９Ｎによるビッカース硬さよりも試験荷重０．０９８Ｎによるビッカース硬さの方が２０以上高く、かつ、試験荷重４．９Ｎによるビッカース硬さが１８０以下であることを特徴とするチタン板が開示されている。

特許文献５には、表面に、厚さ０．１０μｍ以上のルチル型ＴｉＯ_２からなる酸化皮膜を有し、前記酸化皮膜の表面性状が、λｓ＝２．５μｍ及びλｃ＝０．０８ｍｍのカットオフ値を適用して得た粗さ曲線の算術平均粗さＲａが０．２０～７．０μｍ、前記粗さ曲線の十点平均粗さＲ_ＺＪＩＳと輪郭曲線要素の平均高さＲ_ｃとの差（Ｒ_ＺＪＩＳ－Ｒ_ｃ）が０．５μｍ以上、前記粗さ曲線の最大山高さＲｐの０．８倍以上を満足する領域に対して、λｓ＝０μｍ及びλｃ＝０ｍｍの条件で測定した二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが２０°以下、を満足することを特徴とするチタン板が開示されている。

日本国特開２００１－１９８６０３号公報 日本国特開２０１３－７６５４８号公報 日本国特開２０１４－５８９号公報 日本国特開２００２－３９６８号公報 日本国特開２０２０－１８３５５１号公報

チタン材の成形では、チタン材と金型との接触を抑制して摩擦係数を低減する潤滑手法が選択され、この潤滑手法がチタン材のプレス成形に極めて重要となる。例えば、摩擦係数を低減するために、チタン材の表面に潤滑剤を設ける潤滑手法がある。潤滑剤としては、例えば、テフロン（登録商標）シートや固体(皮膜型)潤滑剤が適用される。テフロンシートは非常に潤滑性に優れる反面、チタン材への貼付けや除去の工数が大きく、コストが増大する。また、テフロンシートは、一度の成形で破れることが多く、テフロンシートが設けられたチタン材に対して複数回の深絞りを行う場合、都度テフロンシートの貼り直しが必要であり、加工が複雑となる。一方、固体潤滑剤は、塗布、プレス、洗浄除去が連続的に行える反面、深絞りのような厳しい摺動環境では一部が剥離し摩擦係数が増加することがある。

特許文献１～４に開示された技術では、チタン材表面に固体潤滑剤を形成させた場合、固体潤滑剤の密着性が十分でなく、深絞り成形を行った際に固体潤滑剤が剥離し、摩擦係数が増大することがある。その結果、深絞り成形性が低下し、外観不良や深絞り成形時のチタン材の破断が生じる可能性がある。

また、特許文献５に開示された技術は、固体潤滑剤を用いない技術であり、固体潤滑剤を使用した場合のチタン材と固体潤滑剤との密着性は不明である。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、固体潤滑剤が表面に塗布されたチタン材の深絞り成形において、深絞り成形性に優れるチタン材を提供することにある。

本発明者らは、チタン材の表面性状と固体潤滑剤の密着性との関係について詳細に検討し、チタン材の表面性状を制御することで固体潤滑剤の密着性が向上することを見出した。さらに、本発明者らは、チタン材の固体潤滑剤の密着性にはチタン材の表面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが極めて重要であることを見出した。そして、本発明者らは、上記知見に基づき、このようなチタン材を製造する方法を見出し、本発明に至った。

上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］本発明のチタン材は、少なくとも一方の表面において、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超であり、上記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下である場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ）が下記式（１）を満足し、上記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超である場合、上記二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ）が下記式（２）を満足する。
ＲΔｑ≧０．０６０ ・・・式（１）
ＲΔｑ≧２×ＲＳｍ／１００００ ・・・式（２）
［２］上記［１］に記載のチタン材は、上記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが４００μｍ以下であり、かつ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが０．１９０ｒａｄ以下であってもよい。
［３］上記［１］又は［２］に記載のチタン材は、荷重を５０ｇｆとしたときのビッカース硬さが荷重を１０００ｇｆとしたときのビッカース硬さに対して３０ＨＶ以上大きくてもよい。
［４］上記［１］～［３］のいずれかに記載のチタン材は、酸化皮膜又は窒化皮膜を備えていてもよい。
［５］上記［４］に記載のチタン材は、上記酸化皮膜又は上記窒化皮膜の厚さが１．００μｍ未満であってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、固体潤滑剤が表面に塗布されたチタン材の深絞り成形において、深絞り成形性に優れるチタン材を提供することが可能となる。

チタン材の表面性状による固体潤滑剤の密着性の違いを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るチタン材表面における粗さ曲線の一例を示す図である。 実施例１及び実施例２における深絞り試験を説明するための図である。 実施例１における深絞り成形性の評価結果を示すグラフである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

＜チタン材＞
［チタン材の表面性状］
本実施形態に係るチタン材は、少なくとも一方の表面において、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下である場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が下記式（１）を満足し、前記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超である場合、前記二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が下記式（２）を満足する。
ＲΔｑ≧０．０６０ ・・・式（１）
ＲΔｑ≧２×ＲＳｍ／１００００ ・・・式（２）
以下に、本実施形態に係るチタン材について詳細に説明する。

図１を参照して、本発明者らの検討により得られた二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ及び粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍによる固体潤滑剤の密着性の違いを説明する。図１は、チタン材の表面性状による固体潤滑剤の密着性の違いを説明するための図である。

二乗平均平方根傾斜ＲΔｑは、表面の凹凸の傾斜の程度を表しており、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが大きいほど凹凸の傾斜が急である（凹凸が鋭い）ことを示し、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが小さいほど凹凸の傾斜が緩やかであることを示す。

粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、表面の凹凸の間隔を表しており、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが大きいほど凹凸の間隔が大きいことを示し、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さいほど凹凸の間隔が小さいことを示す。

例えば、図１（Ａ）は、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが大きくかつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さい場合のチタン材の表面性状と当該チタン材表面に形成した固体潤滑剤を模式的に示している。この場合、チタン材の表面は、図１（Ａ）に図示したように、凹凸が鋭く、凹凸の間隔が小さい表面であり、固体潤滑剤がチタン材表面の凹凸の凹部にも充填されやすい。二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが大きく、かつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さい場合、鋭い凹凸により固体潤滑剤を固定するアンカー効果及び凹部への固体潤滑剤の充填により、固体潤滑剤の密着性が向上すると考えられる。

図１（Ｂ）は、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが大きく、かつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが大きい場合のチタン材の表面性状と当該チタン材表面に形成した固体潤滑剤を模式的に示している。この場合、チタン材の表面は、図１（Ｂ）に図示したように、凹凸が鋭く、凹凸の間隔が大きい表面である。二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが大きく、かつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが大きい場合、凹部に固体潤滑剤が充填されない部分が生じ、固体潤滑剤の密着性が低下すると考えられる。

図１（Ｃ）は、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが小さく、かつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さい場合のチタン材の表面性状と当該チタン材表面に形成した固体潤滑剤を模式的に示している。また、図１（Ｄ）は、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが小さく、かつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが大きい場合のチタン材の表面性状と当該チタン材表面に形成した固体潤滑剤を模式的に示している。これらの場合、図１（Ｃ）及び図１（Ｄ）に図示したように、チタン材の表面は、凹凸が緩やかな表面である。凹凸が緩やかであるため、十分なアンカー効果が得られず、固体潤滑剤の密着性が低下すると考えられる。

本実施形態に係るチタン材では、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下の場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（１）を満足する。

上述したとおり、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さいと、表面の凹凸の間隔が小さく、凹部に固体潤滑剤が充填されやすいが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ未満であると、凹凸が細かすぎてアンカー効果が得られにくくなり固体潤滑剤の密着性が低下する。その結果、深絞り成形時の摩擦係数が大きくなり、深絞り成形性が低下する。よって、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは８μｍ超である。

粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下であり、かつ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が式（１）を満足すれば、アンカー効果及び凹部への固体潤滑剤の充填により、深絞り成形性が向上する。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下であっても、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが上記式（１）を満足しない場合、凹凸によるアンカー効果が十分に得られず、固体潤滑剤の密着性が低下し、深絞り成形性が低下する。よって、本実施形態に係るチタン材は、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下の場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（１）を満足する。

粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超では、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが上記式（２）を満足すれば、アンカー効果及び凹部への固体潤滑剤の充填により、深絞り成形性が向上する。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超であって、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが上記式（２）を満足しない場合、凹凸によるアンカー効果が十分に得られず、固体潤滑剤の密着性が低下し、深絞り成形性が低下する。よって、本実施形態に係るチタン材は、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超における二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（２）を満足する。

加えて、粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍ、二乗平均平方根傾斜Ｒ△ｑが大きくなりすぎると金型との接触でチタン材の表面の凸部が押しつぶされ、凸部の変形に追従できない固体潤滑剤が割れて剥離する場合がある。この場合、一段目の深絞り加工で摩擦係数が増加し深絞り成形性が悪くなることがある。よって、粗さ曲線要素の平均長さＲｓｍは、好ましくは、５００μｍ以下であり、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑは、好ましくは、０．２５ｒａｄ．以下である。

本実施形態に係るチタン材は、上記条件を満足した上で、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが４００μｍ以下、かつ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが０．１９０ｒａｄ．以下であることがより好ましい。例えば、チタン材に対して球頭ポンチで深絞りを行い、その後円筒ポンチで深絞りを行う多段深絞り成形をした場合、最初の球頭深絞り成形でチタン材の球状となる部分全体にひずみが導入され、当該部分凹部にひずみが集中し固体潤滑剤が割れて剥離する場合がある。固体潤滑剤が割れて剥離した状態で、次工程の円筒深絞り成形をすると摩擦係数が増加し深絞り成形性が低下する場合がある。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが４００μｍ以下、かつ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが０．１９０ｒａｄ．以下であれば、固体潤滑剤の剥離を抑制することができ、多段深絞りにおける成形性が良好となる。

粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ、及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠した方法で２箇所における粗さ曲線を取得し、それぞれの粗さ曲線から算出された値の平均値を用いる。本実施形態に係るチタン材に対してＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠した方法で粗さ曲線を測定すると、例えば、図２に示すような粗さ曲線が得られる。なお、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑの算出の基礎となる粗さ曲線は、圧延幅方向、評価長さ１５ｍｍ、測定速度０．１５ｍｍ／ｓで測定したチタン材表面の測定断面曲線にカットオフ波長λｃ＝０．８ｍｍの低域フィルタを適用して断面曲線を取得し、更にこの断面曲線に、カットオフ波長λｓ＝２５μｍの高域フィルタを適用することによって得られた粗さ曲線とする。λｃは、粗さ成分とうねり成分との境界を定義するフィルタである。λｓは、粗さ成分とそれより短い波長成分との境界を定義するフィルタである。

輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍは、下記式（３）より算出される。

上記式（３）中、ｍは、測定点数であり、Ｘｓｉは、基準長さにおける輪郭曲線要素の長さである。

粗さ曲線要素の二乗平均平方根傾斜ＲΔｑは、下記式（４）より算出される。

上記式（４）中、Ｎは測定点数である。（ｄＺｊ／ｄＸｊ）は、粗さ曲線においてｊ番目の測定点における局部傾斜であり、下記式（５）によって定義される。

上記式（５）中、Ｚ_ｊ＋３は、ｊ＋３番目の測定点における表面の平均線からの高さである。上記同様に、式（５）中、Ｚ_ｊ＋２、Ｚ_ｊ＋１、Ｚ_ｊ－１、Ｚ_ｊ－２、及びＺ_ｊ－３、は、それぞれ、ｊ＋２番目、ｊ＋１番目、ｊ－１番目、ｊ－２番目、ｊ―３番目の測定点における表面の平均面からの高さである。式（５）中、ΔＸは測定間隔である。本実施形態において、測定間隔ΔＸは、以下のようにして定めればよい。すなわち、測定間隔ΔＸは、表面粗さ形状測定機によって設定される値であり、その測定長さＬを測定したとき数値データがＮ点取得された場合、測定間隔でΔＸは平均でＬ／（Ｎ－１）となる。例えば、測定長さ５ｍｍを測定したとき、数値データが２５６０１点取得された場合、ΔＸは５ｍｍ／２５６００点となり平均で約０．１９０５μｍとなる。

［荷重を５０ｇｆとしたときのビッカース硬さが荷重を１０００ｇｆとしたときのビッカース硬さに対して３０ＨＶ以上大きい］
本実施形態に係るチタン材は、荷重を５０ｇｆとしたときのビッカース硬さが荷重を１０００ｇｆとしたときのビッカース硬さに対して３０ＨＶ以上大きいことが好ましい。チタン材の表面が柔らかいと、深絞り成形中に表面が変形して金型との接触面積が大きくなり、摺動抵抗が大きくなりやすい。摺動抵抗が大きくなると、固体潤滑剤が剥離しやすくなる。よって、チタン材のより表面近傍の硬さを示す荷重５０ｇｆのビッカース硬さは、荷重１０００ｇｆのビッカース硬さに対して３０ＨＶ以上大きいことが好ましい。チタン材の内側が表面と同程度に硬すぎる場合、摺動性は良くても成形そのものが困難になり、深絞り時に割れてしまうことがある。一方、チタン材の表面が硬すぎると、深絞り成形が困難になる場合がある。摺動の観点からは、硬さに上限はないが、例えば荷重を５０ｇｆとしたときのビッカース硬さが８００ＨＶを超える場合、硬化層が厚すぎて曲げ加工性の低下が懸念される。そのため、実使用においては荷重を５０ｇｆとしたときのビッカース硬さが８００ＨＶ以下となるのが好ましい。
荷重１０００ｇｆのビッカース硬さは、成形後の強度の観点から、１０５ＨＶ以上であることが好ましく、１１０ＨＶ以上であることがより好ましい。一方、荷重１０００ｇｆのビッカース硬さは、成形性の観点から、３００ＨＶ以下であることが好ましく、２５０ＨＶ以下であることがより好ましい。
ビッカース硬さには、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠した方法で５点ずつ測定された値の平均値を用いる。

上記観点から、本実施形態に係るチタン材は、酸化皮膜又は窒化皮膜を備えていることが好ましい。酸化皮膜又は窒化皮膜の厚さは、１．００μｍ以下であることが好ましい。酸化皮膜及び窒化皮膜は延性が低いため深絞り成形時に割れる可能性があるが、これらの厚さが１．００μｍ未満であればこれらの皮膜の割れを防止することができる。酸化皮膜又は窒化皮膜の厚さは、０．５０μｍ以下であってもよい。
一方、酸化皮膜又は窒化皮膜の厚さの下限は特段制限されない。酸化皮膜又は窒化皮膜の厚さは、例えば、０．０２μｍ以上であってもよいし、０．０６μｍ以上であってもよい。

酸化皮膜又は窒化皮膜の厚さは、グロー放電分光分析法（ＧＤＳ：Ｇｌｏｗ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により得た深さ方向の酸素及び窒素の分布より求めることができる。具体的には、最表面のＯ濃度に対してＯ濃度が半減した位置までの深さ方向の距離を酸化皮膜の厚みとし、最表面のＮ濃度に対してＮ濃度が半減した位置までの深さ方向の距離を窒化皮膜の厚みとする。

本実施形態のチタン材は、特段制限されず、純チタン又はチタン合金であってよい。チタン材は、例えば、Ｔｉ含有量が７０質量％以上の純チタン又はチタン合金である。

純チタンには、例えば、ＪＩＳ規格の１種～４種、及びこれらに対応するＡＳＴＭ規格のＧｒａｄｅ１～４で規定される工業用純チタンを含む。すなわち、本実施形態で対象とする工業用純チタンは、質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．４％以下、Ｎ：０．０７％以下、Ｆｅ：０．５％以下、残部がＴｉ及び不純物からなる。

チタン合金としては、α型チタン合金、α＋β型チタン合金又はβ型チタン合金が挙げられる。

α型チタン合金としては、例えば高耐食性合金（ＪＩＳ規格の１１種～１３種、１７種、１９種～２２種、及びＡＳＴＭ規格のＧｒａｄｅ７、１１、１３、１４、１７、３０、３１で規定されるチタン合金やさらに種々の元素を少量含有させたチタン合金）、Ｔｉ－０．５Ｃｕ、Ｔｉ－１．０Ｃｕ、Ｔｉ－１．０Ｃｕ－０．５Ｎｂ、Ｔｉ－１．０Ｃｕ－１．０Ｓｎ－０．３Ｓｉ－０．２５Ｎｂ、などがある。

α＋β型チタン合金としては、例えば、Ｔｉ－３Ａｌ－２．５Ｖ、Ｔｉ－５Ａｌ－１Ｆｅ、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖなどがある。

β型チタン合金としては、例えば、Ｔｉ－１１．５Ｍｏ－６Ｚｒ－４．５Ｓｎ、Ｔｉ－８Ｖ－３Ａｌ－６Ｃｒ－４Ｍｏ－４Ｚｒ、Ｔｉ－１３Ｖ－１１Ｃｒ－３Ａｌ、Ｔｉ－１５Ｖ－３Ａｌ－３Ｃｒ－３Ｓｎ、Ｔｉ－２０Ｖ－４Ａｌ－１Ｓｎ、Ｔｉ－２２Ｖ－４Ａｌなどがある。

［板厚］
本実施形態に係るチタン材の板厚は、例えば、０．３ｍｍ以上４．５ｍｍ以下である。チタン材の板厚は、０．４ｍｍ以上、又は０．５ｍｍ以上であってもよい。また、チタン材の板厚は、４．３ｍｍ以下、又は４．０ｍｍ以下であってもよい。

本実施形態に係るチタン材は、その少なくとも一方の表面に液体の状態で塗布した後に乾燥させて固体皮膜となる固体潤滑剤を用いて深絞り成形する場合に、優れた深絞り成形性が得られる。
ここまで、本実施形態に係るチタン材を説明した。

次に、本実施形態に係るチタン材の製造方法の一例について説明する。ただし、本実施形態に係るチタン材の製造方法は特に限定されない。上述の要件を満たすチタン材は、その製造方法に関わらず、本実施形態に係るチタン材とみなされる。以下に説明する製造方法は好適な一例にすぎず、本実施形態に係るチタン材を限定するものではない。

＜チタン材の製造方法＞
本実施形態に係るチタン材の製造方法は、チタン素材の少なくとも一方の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程と、真空雰囲気、酸化雰囲気、又は窒化雰囲気の少なくともいずれかの雰囲気で焼鈍を施す焼鈍工程と、を有する。凹凸形成工程では、複数回のダルロールを用いた冷間のスキンパス圧延又はブラスト処理を施す。以下に凹凸形成工程及び焼鈍工程について詳細に説明する。

［凹凸形成工程］
凹凸形成工程では、チタン素材の少なくとも一方の表面に凹凸を形成する。凹凸形成工程では、少なくとも２回のダルロールを用いた冷間のスキンパス圧延を施す。ダルロールは、その表面にダル加工が施されたものであるが、ロール表面のダル加工方法は、特段制限されず、例えば、ショット又はグリットを用いたダル加工であってよい。ショット又はグリットとしては、例えば、ＪＩＳ Ｇ ５９０３：２０１８に準拠したものを用いることができる。具体的には、ＳＧ－５０、ＳＧ－１００、ＳＧ－１４０、ＳＧ－１７０、もしくはＳＧ－２００と呼ばれるスチールグリット等、又は、ＳＳ－２００もしくはＳＳ－２４０と呼ばれるスチールショット等が用いられてよい。２回のスキンパス圧延を施す場合、以下の条件を満たすことが好ましい。
（条件）ＳＧ－５０～ＳＧ－２４０又は、ＳＳ－５０～ＳＳ-２４０のいずれかの投射材を用い、１回目のスキンパス圧延に用いるダルロールの表面粗さＲａを７．０μｍ以上８．０μｍ未満とし、２回目のスキンパス圧延に用いるダルロールの表面粗さＲａを６．０μｍ以上８．５μｍ以下とする。このとき、２回目のスキンパス圧延に用いるダルロールを製造するときの投射材径は、１回目のスキンパス圧延に用いるダルロールを製造するときの投射材径以上となるようにすることが好ましい。また、同一の投射材を用いて製造した異なる表面粗さＲａのダルロールを用いる場合は、１回目のスキンパス圧延に用いるダルロールの表面粗さＲａが、２回目のスキンパス圧延に用いるダルロールの表面粗さＲａよりも小さい方が好ましい。

さらに、上記条件において、ダル加工に用いる最大粒度の投射材をＳＧ－２００又はＳＳ-２００としてもよい。

また、１回目のスキンパス圧延に用いるダルロールの表面粗さＲａが７．０μｍ未満であり、２回目のスキンパス圧延に用いるダルロールの表面粗さＲａが６．０μｍ未満の場合、適度な条件で３回目のスキンパス圧延を実施してもよい。

本実施形態に係るチタン材を得るためには、ダルロールの表面が、細かいピッチで急な斜面を有することが重要である。ダルロールの表面性状は、例えば、ダル加工の方法やダル加工に用いる投射材の種類の影響を受ける。例えば、投射材の粒径を変えて、同一条件でダル加工を行った場合、投射材の粒径が小さい方が、表面粗さＲａが小さいダルロールが製造される。表面粗さＲａが著しく小さいダルロールでは、上記式（１）及び上記式（２）が満足されない場合がある。そのため、本工程では、１回目のスキンパス圧延及び２回目のスキンパス圧延に用いられるダルロールの表面粗さＲａが小さい場合、３回目のスキンパス圧延を施すことが好ましい。

３回目のスキンパス圧延に用いられるダルロールの表面粗さＲａは、例えば、２．９μｍ以上８．５μｍ以下であってよい。しかしながら、３回目のスキンパス圧延に用いられるダルロールの表面粗さは、好ましくは、１回目又は２回目のスキンパス圧延に用いたダルロールの表面粗さの少なくともいずれか以上である。３回目のスキンパス圧延に用いられるダルロールの表面粗さが、１回目又は２回目のスキンパス圧延に用いたダルロールの表面粗さの少なくともいずれか以上であれば、チタン材の表面により細かいピッチで鋭い凹凸が形成される。

上記のとおり、１回目のスキンパス圧延に用いられるダルロール表面粗さＲａが７．０μｍ未満であり、２回目のスキンパス圧延に用いられるダルロール表面粗さＲａが６．０μｍ未満の場合、３回目のスキンパス圧延を、例えば、表面粗さＲａが２．９μｍ以上８．５μｍ以下のダルロールを用いて行う。ただし、同一のダルロールを用いて３回のスキンパス圧延する場合は、ダルロールの表面粗さＲａが４．０μｍ以下のダルロールを用いる。同一のダルロールを用いて３回のスキンパス圧延する場合のダルロールの表面粗さＲａが４．０μｍ超であると、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑと粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとのバランスが適正でなくなり、上記式（１）及び式（２）を満たさない。一方、同一のダルロールを用いて３回のスキンパス圧延する場合のダルロールの表面粗さＲａが小さすぎると、ＲΔｑが小さくなり、式（１）及び式（２）を満たさない。よって、同一のダルロールを用いて３回のスキンパス圧延する場合のダルロールの表面粗さＲａは、好ましくは、２．９μｍ以上である。

また、ダルロールの製造のために使用する投射材が同種であって表面粗さが異なる複数のダルロールを用いてスキンパス圧延する場合、先に表面粗さが小さいダルロールでチタン素材をスキンパス圧延することが好ましい。このようにすることで、チタン材の表面により細かいピッチで鋭い凹凸が形成される。

通常の冷間圧延に使用するブライトロールの表面粗さＲａは０．２μｍ以下であり、凹凸形成工程のスキンパス圧延で用いられるダルロールとは表面粗さＲａの点で異なる。

［焼鈍工程］
焼鈍工程では、チタン素材に対して、真空雰囲気、酸化雰囲気、又は窒化雰囲気の少なくともいずれかの雰囲気で焼鈍を施す。

真空雰囲気は、真空度が、１Ｐａを含み、それよりも圧力が低い雰囲気を言う。また、酸化雰囲気は、酸素を５体積％以上含有する雰囲気であり、例えば、大気雰囲気である。窒化雰囲気は、窒素を９９体積％以上含有する雰囲気である。

焼鈍雰囲気が真空雰囲気である場合、材料の歪みを除去し、冷間加工性を良好にする観点から、焼鈍温度は、５００℃以上であることが好ましく、５５０℃以上であることがより好ましい。焼鈍温度は、結晶の歪みを除去し、冷間加工性を良好にする観点から、８００℃以下であることが好ましい。焼鈍雰囲気が真空雰囲気である場合の焼鈍時間は、例えば、２分以上２４時間以下である。

焼鈍雰囲気が酸化雰囲気又は窒化雰囲気である場合、結晶粒の歪みを除去し、冷間加工性を良好にする観点及び皮膜の厚さが薄くなりすぎないようにするために、焼鈍温度は、５５０℃以上であることが好ましく、６００℃以上であることがより好ましい。また、焼鈍雰囲気が酸化雰囲気である場合、結晶粒の歪みを除去し、冷間加工性を良好にする観点や過剰な厚さの皮膜形成抑制の観点から、焼鈍温度は、８００℃以下であることが好ましく、７７０℃以下であることがより好ましい。焼鈍雰囲気が酸化雰囲気である場合の焼鈍時間は、例えば、２分以上２４時間以下である。酸化雰囲気で焼鈍した場合は、チタン素材の表面を溶削してもよい。

焼鈍雰囲気は、酸化雰囲気又は窒化雰囲気であることが好ましい。焼鈍雰囲気が酸化雰囲気又は窒化雰囲気であれば、酸化皮膜又は窒化皮膜を形成し、荷重が５０ｇｆである場合のビッカース硬さを荷重が１０００ｇｆである場合のビッカース硬さより３０ＨＶ以上大きくすることができる。

本実施形態に係るチタン材の製造方法では、焼鈍工程が凹凸形成工程の前に実施されてもよいし、凹凸形成工程が焼鈍工程の前に実施されてもよい。焼鈍工程が凹凸形成工程の前に実施される場合の焼鈍工程に供するチタン素材には、公知の方法で製造されたものを用いてよい。例えば、スポンジチタンや合金元素を添加するための母合金などを原料として、真空アーク溶解法や電子ビーム溶解法又はプラズマ溶解法等のハース溶解法等の各種溶解法により、上記の成分を有する純チタン又はチタン合金のインゴットを作製する。次に、得られたインゴットを必要に応じて分塊、熱間鍛造してスラブとする。その後、スラブに熱間圧延及び冷間圧延を順に施して上記の組成を有する純チタン又はチタン合金の冷延コイルとする。この冷延コイルを焼鈍してもよい。なお、スラブには、必要に応じて研磨、切削等の前処理が施されていてもよい。又はインゴットを溶解法で熱延可能な矩形とした場合は、分塊や熱間鍛造等を行わず熱間圧延に供してもよい。

また、凹凸形成工程が焼鈍工程の前に実施される場合の凹凸形成工程に供するチタン素材は、公知の方法で製造されたものでよく、上記スラブに熱間圧延を施した熱延コイル又は当該熱延コイルに冷間圧延を施した冷延コイルを凹凸形成工程に供してもよい。

焼鈍工程に供するチタン素材は、上記のとおり、熱間圧延及び冷間圧延を施して製造されるが、当該冷間圧延において、１パスあたりの平均圧下率は、１２％以上であることが好ましい。圧下率が高いと、チタン素材の表面にＣとＴｉの化合物（トライボフィルム）が生じ、当該化合物が焼鈍工程により浸炭して硬くなる。その結果、チタン材の表面が硬くなる。１パスあたりの平均圧下率が１２％以上であると、荷重を５０ｇｆとしたときの最終製品であるチタン材のビッカース硬さが、荷重を１０００ｇｆとしたときの最終製品であるチタン材のビッカース硬さに対して３０ＨＶ以上大きくなる。一方、冷間圧延における１パスあたりの平均圧下率の上限は、冷延後の外観の観点から、例えば、２５％である。

凹凸形成工程が焼鈍工程の後に実施される場合、凹凸形成工程におけるスキンパス圧延の圧下率は、例えば、０．３％以上であればよい。凹凸形成工程が焼鈍工程の後に実施される場合の凹凸形成工程におけるスキンパス圧延の圧下率の上限は特段制限されないが、圧下率が大きすぎると、チタン材に導入されるひずみによって成形性が低下する場合がある。よって、凹凸形成工程が焼鈍工程の後に実施される場合の凹凸形成工程におけるスキンパス圧延の圧下率は、２．０％以下であることが好ましい。
一方、凹凸形成工程が焼鈍工程の前に実施される場合、凹凸形成工程におけるスキンパス圧延の圧下率は、例えば、０．５％以上であればよい。凹凸形成工程が焼鈍工程の後に実施される場合の凹凸形成工程におけるスキンパス圧延の圧下率の上限は特段制限されないが、ダルロールを用いたスキンパス圧延では、圧延時にチタン素材に生じる摩擦力が大きく、圧下率を大きくしようとすると圧延機にかかる負荷が大きくなりすぎ、所望の圧下率で圧下できない場合がある。よって、凹凸形成工程が焼鈍工程の前に実施される場合の凹凸形成工程におけるスキンパス圧延の圧下率は、例えば、７．０％以下である。

凹凸形成工程が焼鈍工程の後に実施される場合、凹凸形成工程では、スキンパス圧延に代えて、ブラスト処理により、チタン素材の少なくとも一方の表面に凹凸を形成してもよい。焼鈍工程後のチタン素材にブラスト処理を施す場合、ブラスト処理の方法は、最終製品のチタン材について、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下の場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（１）を満足し、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超の場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（２）を満足すれば特段制限されない。例えば、ブラスト処理としては、ビーズブラストやウェットブラストが挙げられる。

凹凸形成工程が焼鈍工程の後に実施される場合、当該凹凸形成工程後のチタン材に、真空雰囲気、酸化雰囲気、又は窒化雰囲気の少なくともいずれかの雰囲気で更に焼鈍を施すことが好ましい。焼鈍工程後に凹凸形成工程を実施して凹凸が形成したチタン材は、チタン材の表層に加工層（凹凸形成で顕著にひずみが導入された表層）が形成する。この加工層では、延性が低下することがあり、その場合、深絞り成形をした際に破断することがある。この破断を抑制するために、凹凸形成工程後のチタン材に、真空雰囲気、酸化雰囲気、又は窒化雰囲気の少なくともいずれかの雰囲気でチタン素材に更に焼鈍を施すことが好ましい。凹凸形成工程後の焼鈍条件は、上記の焼鈍工程と同様の条件であってよい。

凹凸形成工程及び焼鈍工程を経たチタン材は、必要に応じて、機械的特性を調整するための調質圧延又は形状を矯正するための引張矯正が施されてもよい。
以上、本実施形態に係るチタン材の製造方法について説明した。

以下に、実施例を示しながら、本発明の実施形態について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明のあくまでも一例であって、本発明が、下記の例に限定されるものではない。

（実施例１）
本実施例では、表１に示した成分を有するＪＩＳ Ｈ ４６００：２０１２に準拠した、ＪＩＳ１種～ＪＩＳ３種に相当する純チタンのスラブ、ＪＩＳ１２種、ＪＩＳ１７種及びＪＩＳ２１種に相当するチタン合金のスラブ、Ｔｉ－１．０Ｃｕで表されるＴｉ－１．０Ｃｕ合金のスラブ、Ｔｉ－１．０Ｃｕ－１．０Ｓｎ－０．３Ｓｉ－０．２５Ｎｂで表されるＴｉ－１．０Ｃｕ－１．０Ｓｎ－０．３Ｓｉ－０．２５Ｎｂ合金のスラブを熱間圧延した後、スケール除去を施し、板厚４ｍｍの熱間圧延板とした。表１中の「－」は、意図的に添加していないことを示す。

熱間圧延板を表２に示す圧下率で冷間圧延して板厚１．５ｍｍの冷間圧延板を製造し、表２に示す条件で焼鈍工程を行った。大気雰囲気で焼鈍を行った場合、溶削して酸化皮膜を除去したチタン素材と、酸化皮膜を残したチタン素材を製造した。焼鈍工程後のチタン素材に対して、凹凸形成工程を実施した。表２中のダルロール圧延Ａ～Ｗ及びダルロール圧延ａ～ｃは、表３に記載のダル圧延（スキンパス圧延）条件に対応する。表３に示した投射材は、ダル加工に用いた投射材を示している。表３に示したＲａは、ダル加工後のロール（ダルロール）表面の表面粗さＲａを示している。
比較例１では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－５０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが２．１μｍのダルロールを用いて１回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｏ）。
比較例２では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－２００)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが８．３μｍのダルロールを用いて２回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｐ）。
比較例３では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－１４０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが７．３μｍのダルロールを用いて１回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｑ）。
比較例４では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－１７０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが７．４μｍのダルロールを用いて１回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｒ）。
比較例５では、凹凸形成工程として、１回目のスキンパス圧延に、スチールショット（ＳＳ－２００)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが８．３μｍのダルロールを用い、２回目のスキンパス圧延に、スチールショット（ＳＳ－２００)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが５．６μｍのダルロールを用いた（ダルロール圧延Ｓ）。
比較例６では、凹凸形成工程として、スチールショット（ＳＳ－２００)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが８．３μｍのダルロールを用いて２回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｔ）。
比較例７では、凹凸形成工程として、スチールショット（ＳＳ－２４０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが８．１μｍのダルロールを用いて２回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｕ）。
比較例８では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－５０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが２．１μｍのダルロールを用いて２回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｖ）。
比較例９では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－１７０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが２．９μｍのダルロールを用いて２回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延Ｗ）。
比較例１０、１４では、凹凸形成工程としてのスキンパス圧延は行わず、冷間圧延板の表面を片面当たり１００μｍ溶削した。
比較例１１では、凹凸形成工程としてのスキンパス圧延は行わず、冷間圧延板の表面を片面当たり１０μｍ溶削した。比較例１０、１１、１４における溶削は、硝フッ酸（ＨＦ：２ｍａｓｓ％、ＨＮＯ_３：８ｍａｓｓ％）を用いて行った。
比較例１２では、凹凸形成工程は行わず、冷間圧延板の表面を鏡面研磨した。
比較例１３で、凹凸形成工程は行わなかった例であり、焼鈍工程後の冷間圧延板の表面状態が維持されたものである。
比較例１５では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－１００)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが３．１μｍのダルロールを用いて２回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延ｂ）。
比較例１６では、凹凸形成工程として、スチールグリット（ＳＧ－１７０)を用いて加工したダルロールの表面粗さＲａが４．４μｍのダルロールを用いて３回のスキンパス圧延を行った（ダルロール圧延ｃ）。
また、表２中の凹凸形成工程の項目に示したビーズブラストは、ジルコニアビーズＦ４０を用いて圧力０．３ＭＰａ、投射距離２００ｍｍ、投射時間、１ｍｉｎの条件でビーズブラストを行ったことを示し、ウェットブラストは、アルミナグリットＦ２３０を用いてグリッドの体積割合１５ｖｏｌ％としたスラリーを、流速１５ｍ／ｓ、ラインスピード０．２ｍ／ｓの条件でウェットブラストを行ったことを示している。

本発明例２５～２８については、凹凸形成工程後のチタン材に対して表２に示す条件で更に焼鈍を行った。

製造されたたチタン材の、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑを、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠し、以下の条件で測定した。
装置機器：表面粗さ形状測定機（（株）東京精密製 ＳＵＲＦＣＯＭ４８０Ｂ－１２、解析ソフトウェア：ＳＵＲＦＣＯＭ４８０Ｂ Ｖｅｒ.７．０６）
触針：（株）東京精密製形状測定子（型式：ＤＴ４３８０１）
パラメータ算出規格：ＪＩＳ－０１規格
測定種別：粗さ測定
カットオフ種別：ガウシアン
測定間隔Δｘ：０．４μｍ
傾斜補正：両端
評価長さ：１５．０ｍｍ
測定速度：０．１５ｍｍ／ｓｅｃ
測定レンジ：４００μｍ
カットオフ波長λｃ：０．８ｍｍ
λsカットオフ波長：２５μｍ

上記条件で２箇所について算出された値の平均値を粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑとした。

酸化皮膜、窒化皮膜の厚さはグロー放電分光分析法によって測定した。グロー放電分光分析法でチタン材の表面からＯ、Ｃ、Ｎ及びＴｉの分析を行い、酸化皮膜の厚さは測定されるＯ濃度、窒化皮膜の厚さはＮ濃度によって求めた。具体的には、最表面のＯ濃度に対してＯ濃度が半減した位置までの深さ方向の距離を酸化皮膜の厚みとし、最表面のＮ濃度に対してＮ濃度が半減した位置までの深さ方向の距離を窒化皮膜の厚みとした。

ビッカース硬さには、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠した方法で荷重５０ｇｆ、１０００ｇｆ、保持時間１５ｓでそれぞれ５点測定し、測定された値の平均値を用いた。得られたチタン材の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ、ビッカース硬さ及び皮膜の厚さを表４に示す。

得られたチタン材について、一段の深絞り試験及び多段深絞り試験を行った。図３は、実施例における深絞り試験を説明するための図である。図３では、円筒ポンチ用いた深絞り試験を示している。

得られたチタン材からφ１２０ｍｍの円形のブランクを切り出した。固体潤滑剤として日油株式会社製ミルボンド（登録商標）と水を体積比で３：１として混合し、これを切り出されたブランクの表面にバーコーターで塗布した。固体潤滑剤が塗布されたブランクを６０℃で２時間乾燥させた。固体潤滑剤の厚さは３～５μｍであった。

固体潤滑剤が形成したブランクを下ダイスと上ダイスで保持した。上ダイスのブランク側の端部を曲率半径が５ｍｍの曲線とした。このときの下ダイスと上ダイスとの、ブランクの延在方向のクリアランスは２～４ｍｍであった。そして、保持されたブランクに下ダイス側から荷重を加えた。

一段の深絞り試験では、φ６０ｍｍの球頭ポンチを用い、絞り深さが４０ｍｍになるまで荷重を加えた。多段深絞り試験では、３回の深絞りを行った。一段目の深絞りにはφ６０ｍｍの球頭ポンチを用いて絞り深さが４０ｍｍになるまで荷重を加え、二段目の深絞りにはφ５０ｍｍの球頭ポンチを用いて絞り深さが５０ｍｍになるまで荷重を加え、三段目の深絞りにはφ４５ｍｍの円筒ポンチを用いて絞り深さが６５ｍｍになるまで荷重を加えた。円筒ポンチのポンチ肩の曲率半径は５ｍｍであった。深絞り速度は１００ｍｍ／分とした。

深絞り試験後の供試体について、目視にて外観検査を行った。
固体潤滑剤が剥離し、焼き付き跡が認められたもの又は１０本以上の線状の疵が認められたものを不良（Ｃ）、一部固体潤滑剤が剥離し、焼き付き跡がなく、６～９本の線状の疵が認められたものを可（Ｂ）、固体潤滑剤の剥離が認められず、焼き付き跡がなく、線状の疵が５本以下であったものを良好（Ａ）と評価した。

また、深絞り成形性の評価指標として下記式（６）で板厚減少率を算出した。板厚減少率は、深絞り後の供試体について、深絞りされた底面から高さ２０ｍｍ程度の位置を３６０°ポイントマイクロメーターで厚さを測定し、最も薄い部位の値を試験後の厚さとして用いた。
板厚減少率（％）＝｛１-（試験後の厚さ/試験前の厚さ）｝×１００ …式（６）

一段の深絞り試験では板厚減少率が２０％未満である場合を合格とし、多段深絞り試験では板厚減少率が３０％未満である場合を合格とした。ブランクが破断した場合も不合格であり、表中には破断と記載した。評価結果を表５に示す。また、図４に、深絞り成形性の評価結果と、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑとの関係を示す。図４中の〇は、一段の深絞り試験及び多段深絞り試験のいずれにおいても深絞り成形後の外観が可以上であった条件であり、△は、一段の深絞り試験のみでの深絞り成形後の外観が可以上であった条件であり、×は、一段の深絞り試験及び多段深絞り試験のいずれにおいても深絞り成形性が不良又はブランクが破断した条件である。

表５及び図４に示すように、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下である場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（１）を満足し、前記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超である場合、前記二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（２）を満足するときに、そうでない場合と比較して、一段の深絞り試験後の外観及び深絞り成形性に優れていた。また、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが４００μｍ以下であり、かつ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが０．１９０ｒａｄ．以下である場合に、そうでない場合と比較して、多段深絞り試験後の外観及び深絞り成形性に優れていた。

（実施例２）
本実施例では、表１に示した成分を有するＪＩＳ Ｈ ４６００：２０１２に準拠したＪＩＳ１種に相当する純チタンのスラブを熱間圧延した後、スケール除去を施し、板厚４ｍｍの熱間圧延板とした。

熱間圧延板に対し、平均圧下率を１０％として冷間圧延して板厚１．５ｍｍの冷間圧延板を製造し、表６に示す条件でスキンパス圧延して凹凸を形成した。凹凸が形成されたチタン素材に対し、表６に示す条件で焼鈍工程を行った。大気雰囲気で焼鈍を行った場合、溶削して酸化皮膜を除去したチタン素材と、酸化皮膜を残したチタン素材を製造した。焼鈍工程後のチタン素材に対して、凹凸形成工程を実施した。表６に示す凹凸形成の項目のダルロール圧延Ａ、Ｅ、Ｆは、それぞれ、表３に示すダルロール圧延Ａ、Ｅ、Ｆである。

上記の方法で製造されたチタン材について、実施例１と同様にして、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び二乗平均平方根傾斜ＲΔｑの測定、酸化皮膜及び窒化皮膜の厚さの測定、ビッカース硬さの測定、一段の深絞り試験、多段深絞り試験、並びに、外観検査及び深絞り成形性の評価を行った。評価結果を表６に示す。

表６に示すように、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下である場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（１）を満足し、前記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超である場合、前記二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ．）が上記式（２）を満足するとき、式（１）及び式（２）の双方を満たさない場合と比較して、一段の深絞り試験後の外観及び深絞り成形性が優れていた。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims (5)

1. 少なくとも一方の表面において、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超であり、前記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが８μｍ超３００μｍ以下である場合、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ）が下記式（１）を満足し、前記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３００μｍ超である場合、前記二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ（ｒａｄ）が下記式（２）を満足する、チタン材。
   ＲΔｑ≧０．０６０ ・・・式（１）
   ＲΔｑ≧２×ＲＳｍ／１００００ ・・・式（２）
2. 前記粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが４００μｍ以下であり、かつ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが０．１９０ｒａｄ以下である、請求項１に記載のチタン材。
3. 荷重を５０ｇｆとしたときのビッカース硬さが荷重を１０００ｇｆとしたときのビッカース硬さに対して３０ＨＶ以上大きい、請求項１又は２に記載のチタン材。
4. 酸化皮膜又は窒化皮膜を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載のチタン材。
5. 前記酸化皮膜又は前記窒化皮膜の厚さが１．００μｍ未満である、請求項４に記載のチタン材。

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