JPH01130804A - チタン板およびチタン合金板の冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は優れた表面性状の圧延製品を得るために、新た
な潤滑剤を使用して行う、チタンおよびチタン合金（以
下チタン系金属と称する）の改良された冷間圧延方法に
関する。

（従来の技術） 一般に金属の圧延は何らかの潤滑剤を使用して行われる
が、これは圧延ロールと被圧延材との間の摩擦係数を低
減し、もって発熱の抑制、圧延動力の節減などをはかる
ためであるのはいうまでもない。

しかし、炭素鋼などの場合とちがい、チタン系金属はき
わめて活性が高く、容易に表面に安定な酸化被膜を形成
するため、チタン系金属には潤滑剤が吸着、保持されに
くい特徴がある。また、潤滑状態がわるいと被圧延材で
あるチタン系金属が圧延ロール表面に移着し、ますます
潤滑が行われにくくなるのみならず、圧延製品にも焼付
中ズや光沢むらなどを生ずることにもなる。

かかる理由により、チタン系金属の冷間圧延のために、
従来から°種々の潤滑剤や潤滑方法を用いる圧延方法が
検討されてきた。

しかし、たとえばけん化価１７０以上の圧延油を用いて
行う方法（特開昭５４−１４５３４９）では、薄物圧延
く際し、被圧延材の圧延ロールヘの移着な完全に防止す
るには至っていない。また、圧延前の被圧延材に２００
０又程度の比較的厚い酸化膜を形成後、圧延油を用いて
行う方法（特開昭５４−８８８５８）、積厚延材に酸化
被膜を形成後、金属石けんを用いて行う方法（特開昭５
９−４２１２）、被圧延材と圧延ロールとの間に圧延油
を含む薄膜を介在させて行う方法（特開昭６Ｏ−１４５
２０２）、あるいは被圧延材表面に予め弗化チタン皮膜
や有機高分子皮膜を形成後、圧延油を用いて行う方法（
％開昭６２−３３００５、同６２−３３００６）なども
開発されている。

（発明が解決しようとする問題点） これらの方法、では被圧延材と圧延ロールとの間に固体
または半固体の皮膜を介在させて行うため、圧延中に皮
膜の補充や被膜厚さの調整を行うことができないし、薄
物圧延時に該皮膜が被圧延材の表面積の増加に追随して
適度に展延しないため、潤滑不良ひいては問題の圧延ロ
ールへの移着、はたまた該人工的介在皮膜が圧延表面に
押し込められて生じる、所謂押し込めキズの形成を招い
たりする懸念がある〇 以上のごとく、従来の圧延方法にあっては十分な潤滑状
態が期待できないため、チタン系金属において高品質な
圧延面を得るのに必要な高圧下率圧延の遂行に際しては
、さらに良好な潤滑法を含む新規な圧延方法が必要にな
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、以上のような問題点の改讐を目的とし、発明
者らの長年にわたるチタン系金属圧延用潤滑剤の被圧延
材表面への吸着特性（吸着の難易および吸着力）に係る
研究成果にもとづいてなされたものである。本発明者ら
は、チタン系金属に対する吸着特性の観点から、従来か
ら高負荷潤滑剤（ＥＰ剤）としてその効果が広＜ｉｌｔ
められているリン酸エステルおよび亜リン酸エステルに
着目し、第１表に示すこれらエステルヲ基油（ペースオ
イル）ＶＣ適宜溶解させた油状潤滑剤、あるいはこれを
さらに水に懸濁させたエマルジョン状の潤滑剤を用いて
圧延実験を繰り返し、チタン系金属において優れた圧延
面の得られる新規な圧延方法を得るに至った０その要旨
とするところは、アルキル基またはアリール基またはア
ルキルアリール基の炭素数が６〜１８の亜すン酸エステ
ル’ａｒＸ量チで１〜２０チ含む潤滑油もしくは仁の潤
滑油を分散質として体積チで３〜２０％含むエマルジョ
ンを潤滑剤として使用することを特徴とするチタン板お
よびチタン合金板の冷間圧延方法、もしくは該亜リン酸
エステルが亜リン酸水素ジアルキルエステルである該冷
間圧延方法にある。

（作　用） 次に上記潤滑剤の構成を決定した理由につき説明する〇 リン酸エステル、亜リン酸エステルのうち後者ｔ：ｓん
だのは、これらがいずれも金属表面に吸着しやすいもの
であるとしても、チタン系金属に対しては優者の方が吸
着性、吸着力とも優れているからである（なお、後者の
うちでも亜リン酸水素ジアルキルエステルが特に優れて
いる）。

また亜リン酸エステルを構成するフルキル基、アリール
基、アルキルアリール基の炭素数を６〜１８に限定した
のは、該吸着特性がこの炭素数と密接に関係し、この数
が増すと吸着力が増すが、６未満では吸着力が小さく潤
滑性が不十分で圧延ロールへの被圧延材の移着を完全に
防止できず、１８を越えた場合なお一層の潤滑性を期待
できないのみならず、粘性の急上昇や基油と添加剤との
相互溶解度の低下によるそれらの分離現象にもとづく圧
延面におけるオイルビット（圧延ロールと被圧延丘との
間に高粘性液滴が介在して生じる現象）を生じたりする
からである。

亜リン酸エステルの基油への添加量を重量％で（以下ｗ
ｔ％と称す）１〜２０チとするのは、１ｗｔ％未滴では
十分な潤滑性が期待できないし、添加量が増すくしたが
って潤滑性が向上するとしても、２０ｗｔ％を越えたと
ころではさらに同上しないばかりか、むしろ亜リン酸エ
ステルによる圧延ロールの腐蝕が惹起され、圧延材表面
の粗化ｌ招くからである。

本発明における基油への添加剤（ＥＰ剤）としては第１
表に示すごとき亜リン酸エステル、リン酸エステル類が
有望なものとして挙げられるが、ソ（’）他塩素化ハラ
フィン、トリクロルセタン、塩基化パラフィンなどの塩
素化合物や二硫化ベンジルなどの硫黄化合物あるいはオ
レフィン、ポリイソブチレン、ポリスチロール、不飽和
油、テルペンなどを硫黄処理した化成品などが挙けられ
る。

また、基油としては鉱油、動物性油脂、植物性油脂およ
びエチレン重合油、プロピレン重合油あるいはステアリ
ン酸、バルミチン酸などの脂肪酸エステルなどおよびこ
れらを組合わせたものが用いられる。

なお、亜すン酸エステルン含む潤滑剤はもちろんそのま
まの状態（ニー））でも使用できるが、これをさらに水
などの分散媒に媒質として懸濁させ、エマルジョンの状
態で使用することもできる〇その場合媒質添加輩が体積
チで（以下ｖｏ１％と称す）３〜２０チとされるが、そ
れは３ｖｏ１％未満では十分な潤滑性が得られにくくな
るためで、また２０ｖｏ１％！越えると油分分離を生じ
たり粘稠なスカム（偏析油分や金属摩耗粉から成る油滓
）を生じた抄すること九より、圧延部分によって潤滑性
に差を生じ、均一かつ滑らかな圧延面が得られなくなる
ためである。

（実施例） 発明例と比較例は第２表および第３表に示される。発明
例忙おける優位性は実際にチタン板を圧延してみること
により確かめられた。圧延は鍛鋼ロール（最大表酊粗さ
Ｒｍａｘ＝　０．５μｍ）Ｋより、圧延速度３５　ｍ／
Ｔ１１ｉｎで行った。供試チタン板はＪＩＳ　２種のチ
タン材（サイズ２．５朋厚×３０Ｈ幅Ｘ２００ｍｍ長）
であり、熱延、焼鈍、酸洗、機械的脱スケールを経たも
のである。

発明例はム１〜＆１５であり比較例は４５１〜ムロ３で
ある。潤滑は、被圧延材に予°め潤滑油（扁５１の基油
）ｔ−１０９／−の割合で塗布し、２４時間放置後、さ
らに供試潤滑剤を圧力２．ＯＩＩ　ｆ　／弓２　、流量
１．５　ｌ／　ｍｉ　ｎで供給することにより行った。

ただし、供試潤滑剤のうち屋９〜１５゜４６０〜６３は
水を媒体とするエマルジョンである０なお、第２表、第
３表の亜リン酸およびリン酸エステル添加剤の後に付さ
れた（）内の数値はアルキル基、アリール基あるいはア
ルキルアリール基の炭素数を示す。

試験結果は第２表、第３表に併せて示されるが、表中の
７パス目の平均圧延圧力Ｐｍ（〜ｆ／ｍ２）は次式によ
り求めた。

ここにＰは圧延圧力、ｂｉおよびｂ２はそれぞれ当パス
前後の板幅、ｈｌおよびｈ２はそれぞれ当バス前後の板
厚またＲ′は偏平ロール半径である。

圧延ロールへのチタンの移着ｍＷ（呼／−）は供試チタ
ン板における圧延前の”ＭｔｘＷｏと３ノ（ス圧延彼の
重量Ｗ３から次式により求めた。ただしＳｏは圧延前の
圧延面積（片面のみの）である。

また重量測定Ｉ／ｃ際しては十分脱脂した。

なお、圧延面の最大粗さＲ＠ａｘ（μｍ）は触針式粗さ
計を用いて測定した。測定方向は板幅方向である。

試験結果九対する所見はつぎのとおりである。

（１）発明例４１〜８はいずれも各種亜すン酸エステル
ＶｔＯ＊含むが、これらの場合は比較例扁５１〜５５の
場合、即ち、添加剤を全く含まない場合（４５１）ある
いはリン酸エステル、塩化パラフィン、硫化油脂といっ
た亜リン酸エステル以外の添加剤を含む場合に比べて低
い平均圧延圧力で、より薄い仕上り板厚が得られており
、しかもロールへのチタンの移着が少ない結果、圧延面
の最大粗さも小さくなっている。

（２）発明例ム１．屋６およびム２．屋７の場合は亜リ
ン酸エステルのアルキル基、アリール基の炭素数が本発
明の範囲６〜１８個のそれぞれ下限（６個）′と上限（
１８個）の場合であるが、これらの場合に比べこの範囲
を外れた４５６，４５８（４個）および４５７，４５９
（２０個）の場合には結果的に最大表面粗さが大きくな
っている。

（３）　　発明例Ｉ６９．ム１５および比較例のムロ０
゜４６１の場合はそれぞれエマルジョン濃度が本発明の
範囲３〜２０ｖｏｌチ　に含まれる場合と含まれない場
合であるが、前者と後者ではやはり最大表面粗さに著し
い差が認められる。

（４）発明例Ａ９　、Ａ１５および比較例の墓６２゜扁
６３の場合はそれぞれ亜リン酸エステル値が本発明の範
囲１〜２０ｗｔチに含まれる場合と含まれない場合であ
るが、前者と後者ではやはり最大表面粗さに差が認めら
れる。

（５）発明例の４１〜８の場合はいずれも亜リン酸エス
テルＹＩＯ％ずつ含む場合であるが、これらのうち、亜
すン酸水素ジアルキルエステルヲ含ムＡ５〜ＪＰ６７の
場合は、含まない４１〜Ａ４．ム８の場合に比べ平均圧
延力が低く最大表面粗さが特に小さくなっている。

（６）発明例＆１３〜扁１５の場合は基油配合を大きく
かえ、２種以上の亜すン酸エステルン加えたり、亜リン
酸エステルとリン酸塩あるいは硫化油脂ン複金的に添加
した場合である。このような使用態様であっても、亜リ
ン酸エステルの総含有率が本発明の範囲にある限り、最
大表面粗さが十分小さくなるのがわかる。

（発明の効果） 本発明のチタン板およびチタン合金板の冷間圧延方法に
よれば、圧延ロールへの被圧延材の移着が可及的に軽減
でき、摩擦係数の十分小さな高圧下率圧延が可能になり
、表面品位のきわめて優れた圧延良品を得ることができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルキル基またはアリール基またはアルキルアリ
   ール基の炭素数が６〜１８の亜リン酸エステルを重量％
   で１〜２０％含む潤滑油もしくはこの潤滑油を分散質と
   して体積％で３〜２０％含むエマルジョンを潤滑剤とし
   て使用することを特徴とするチタン板およびチタン合金
   板の冷間圧延方法。
2. （２）亜リン酸エステルが亜リン酸水素ジアルキルエス
   テルである特許請求の範囲第１項記載の冷間圧延方法。