JPH01138006A - チタン材の冷間圧延方法 - 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） 本発明はチタン材の冷間圧延方法に関し、かつ特に経済
性に勝れかつ生産性の高いチタン材、特にチタン板やチ
タン箔を得るための冷間圧延方法に関する。

（従来の技術） チタン材、特にチタン板の冷間圧延は、通常、ステンレ
ス鋼板の冷間圧延設備、即ちゼンジマーミルと言われる
小径多段ロールの圧延機によって行われており、圧延用
潤滑剤として鉱油を主成分とした低鹸化値のものがニー
ト油又は水分散型の■マルジョンで用いられている。

チタン板の圧延にゼンジマーミルが用いられる理由は、
チタンの加工硬化特性がステンレス鋼のそれに類似して
いることと、チタン板が圧延時にワークロールに極めて
ビルドアップ（焼付き）し易い性質を有し、このビルド
アップが生じると摩擦係数が大幅に上がるために、一般
に鋼の圧延に用いられる大径ロールのタンデムミルやリ
バースミルでチタン板を冷間圧延することが不可能であ
ることとにある。

しかしながら、チタン板をゼンジマーミルで冷間圧延す
る場合でも、チタン板のワークロールへのビルドアップ
し易い性質のため、１０−ルパス当りの圧下率を高く設
定することが困難であり、またチタン板を比較的低い圧
下率で圧延する場合でも、高速度圧延が不可能であり、
このためチタン板の冷間圧延は、ゼンジマーミルで行う
場合でも、１０−ルパス当り１５％以下及び圧延速度１
００　ｍ／＋＋＋ｉｎ以下の条件で行われなければなら
ず、ステンレス鋼の圧延の場合に較べて著しく生産性が
低く、特に仕上げ厚さが０．１ｓ以下の極めて薄いチタ
ン板、即ちチタン箔を圧延により得る場合には膨大な工
数を必要とする。

これらの問題に対処するために、（１）チタン板を加熱
してその表面に薄い酸化膜を形成し、チタン板のワーク
ロールへのビルドアップを防止する方法、（２）圧延用
の潤滑剤の鹸化値を高くする方法、（３）圧延用の潤滑
剤にグラファイト等の固体潤滑剤を分散させる方法等が
提案されている。しかしながら、上記（１）の方法は酸
化膜の延びに対する追随性が悪く、高い圧下率の圧延に
耐えることができず、また（２）及び（３）の方法はビ
ルドアップを防止する効果が低く、このためいずれの方
法も実用化に至っていない。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、本発明は、上記した従来の技術の問題点を解決
するためになされたものであり、チタン材の冷間圧延に
おいてワークロールへのチタン材のビルドアップを防止
し、Ｗ、擦係数を大幅に低減し、優れた潤滑性を発揮づ
るチタン材の冷間圧延方法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明によるチタン材の冷間圧延り法は、圧延さ
れるチタン材の表面に銅メッキを施してチタン材の表面
に銅皮膜を形成する段階と、銅皮膜の表面に銅以外の金
属のメッキを施して該金属の皮膜を銅皮膜の表面に形成
する段階と、銅皮膜及び銅以外の金属皮膜を形成したチ
タン材を圧延用の潤滑剤の存在下で冷間圧延する段階と
を有する。

チタン材の表面に銅皮膜を形成する段階で行われる銅メ
ッキには、いろいろなメッキ方法を適用することができ
るが、チタン母材への密着性の良い銅皮膜を得るために
は電気銅メッキ法が好ましく、特にマーシャル法と言わ
れている電気銅メッキ法が適している。このマーシャル
法によれば、（ロ）まず圧延しようとするチタン板等の
チタン材の表面を軽石、エメリー研磨紙、パフ等の研磨
剤を用いて研磨する工程、０次にチタン材表面を水酸化
ナトリウム、オルン珪酸ソーダ等の強アルカリ液の洗浄
液で洗浄する工程、（ハ）次にチタン材を水洗する工程
、＠次にチタン材表面を塩化白金酸を少量添加した濃塩
酸のエツチング液でエツチングする工程、（ｅ）その後
直ちにチタン材表面を酒石酸カリウムナトリウム液の洗
浄液で洗浄する工程、（ｆ）次にチタン材表面を硫酸銅
、酒石酸カリウムナトリウム及び水酸化ナトリウムのメ
ッキ溶液中で低電流密度で電気銅メッキする工程、Ｏ）
この電気銅メッキしたチタン材を水洗する工程を経て、
チタン材表面に銅メッキ皮膜を形成する。この場合、銅
メッキ皮膜は銅皮膜がチタン母材の表面にかなり強固に
付着しかつ塑性変形を加えても容易に剥離しない程度の
厚さを有するように形成される必要があり、このため銅
メッキ皮膜の厚さは一般的には約０．２〜２μｍの範囲
に調節されることが好ましく、０．２μ卯より小さいと
銅メッキ皮膜がチタン材の表面を完全に覆いきれず、後
述する銅以外の金属のメッキが不完全となる危険があり
、また２μｍより大きくしてもそれ以上の効果は得られ
ず、不経済である。

このようにしてチタン材の表面に形成された銅メッキ皮
膜の表面に銅以外の金属のメッキを施して銅メッキ皮膜
の表面に銅以外の金属皮膜を形成する段階では、そこで
用いられる銅以外の金属として、銅以外の殆ど全ての金
属を用いることができるが、鋼と凝着し難い金属、例え
ば亜鉛、錫、ニッケル、クロム又はそれらの合金等を用
いることが好ましく、かつ特に亜鉛が潤滑皮膜としての
性能及びコストの点を考慮すると最も好ましい。

この場合、銅以外の金属メッキ皮膜の厚さは約０．５〜
３μ而の範囲に調節されることが好ましい。また、この
場合には、チタン材の表面に直接にメッキする場合と異
なり、強固な酸化膜が存在しない銅皮膜の表面にメッキ
するので、通常−船釣に知られているメッキ方法を採用
することができるが、電気メッキ方法を採用することが
好ましい。

また、冷間圧延段階で用いられる圧延用の潤滑剤は、ゼ
ンジマーミルでステンレス鋼を圧延する場合に用いられ
る圧延油と同じ種類の液体を使用することができる。即
ち、鉱物油を主成分とし、これに少量のエステルを添加
した低鹸化価低粘度の液体である。これを適用する方法
は水に分散したエマルジョンでも又はニート油でもよい
が、苛酷な冷間圧延をする場合には多量の熱を発生する
ので、冷却効率を上げるために水分散エマルジョンを用
いることが望ましい。なお、圧延用の潤滑剤は上述した
ように低鹸化価で低粘度の液体を用いることが望ましい
が、これに限定する必要はない。

（作用） 前述したように、チタン材を冷間圧延する場合、チタン
はワークロールに極めてビルドアップし易い性質を有し
ている。これはチタンが鋼製のワークロールと直接に接
触し、高い血圧が加わった時に凝着し易い性質を有する
ためであり、これはいかなる圧延用の潤滑剤を使用して
も完全に防げるものではない。

本発明方法は、圧延されるチタン材の表面に銅メッキ皮
膜を形成しかつ更にその上に銅以外の金属のメッキ皮膜
を形成し、この金属メッキ皮膜がチタン材の冷間圧延段
階においてワークロールとの間に介在するので、チタン
と鋼の直接接触を妨げてビルドアップの発生を防止する
。また、比較的軟質でありかつ剪断抵抗が小さい銅皮膜
及び亜鉛等の金属皮膜の存在によって、冷間圧延の際の
ロールバイト内での摩擦抵抗を緩和し、チタン材の塑性
変形を容易にする作用をする。しかしながら、金属の作
用だけで摩擦抵抗を下げることには眼疾があり、これを
補うために前述した圧延用の潤滑剤が用いられ、潤滑剤
は金属メッキ皮膜とワークロールとの間に液膜を形成し
て冷間圧延時のロールバイト内に、低い摩擦係数を確保
し、たとえ液膜の局部的な切れが作業中に生じても、上
記した金属の作用によって摩擦係数の大きな上昇を生じ
ることはなく、更に潤滑剤の冷却作用によって冷間圧延
中に発生した熱を除去することができる。

（実施例） 例１ 幅２０履、長さ２００１１１１及び厚さ１．２８ｊｗｍ
の純チタン板（ＪＩＳ１種）を用意し、このこのチタン
板に、前述した（２）工程〜（９）工程を含む電気銅メ
ッキ方法で厚さ１μ而の銅メッキ皮膜を形成した。この
場合、（ロ）工程における研磨としてスコッチブライト
によるパフ研磨を採用し、０工程では洗浄液としてファ
インクリーナ４３６０　（日本パー力ライジング社製）
を２０’Ｊ／１を含む湿度９０℃の洗浄液を調製し、そ
の中にチタン板を約１５分間浸漬し、ゆ工程では塩化白
金酸０．０５ｇ／、ｉ！を含有する比重１．１８の塩酸
を調製し、その中にチタン板を常温で約３０分間浸漬し
、０工程では酒石酸カリウムナトリウム５０ｇ／ｌを含
む洗浄液を調製し、その中にチタン板を常温で約１０秒
間浸漬し、更に（０工程ではメッキ溶液として硫酸銅６
０ｇ／Ｉ、酒石酸カリウムナトリウム１６０ｇ／ｌ、水
酸化ナトリウム５０　ｇ／ｌを含むメッキ溶液、を調製
し、その中でチタン板を電流密度０．４Ａ／ｄｓ＋２で
常温において約１０分間電気銅メッキしてチタン板の表
面に厚さ１μｍの銅メッキ皮膜を形成した。

この銅メッキ皮膜の表面に電気亜鉛メッキ方法で厚さ２
μの亜鉛メッキ皮膜を形成した。この場合のメッキ方法
は、硫酸亜鉛６０９／１及び硫酸ナトリウム８５　ｇ／
ｌを含む溶液を調製し、その中に銅メッキ皮膜を有する
チタン板を電流密皮２Ａ／ｄＩ６２で常温において約２
分間電気亜鉛メッキして銅皮膜の表面に厚さ２μｍの亜
鉛メッキ皮膜を形成した。このようにして銅メッキ皮膜
及び亜鉛メッキ皮膜を表面に形成したチタン板を、ワー
クロール系１００ｍ、圧延速度１０Ｔｒ１．／−１ｎ、
ロールパス回数６回、圧下率５．８〜２４．４％（ブラ
ンク材で）の圧延条件で、かつ圧延用の潤滑剤としてフ
ァインロール７０４−３　（日本パー力ライジング社製
）を濃疫１０％含む潤滑剤を用いて、常温で圧延した。

その結果、良好なチタン板が得られた。

例２ 例１における純チタン板と同じ純チタン板を用意し、こ
のチタン板の表面に、例１で用いた電気銅メッキ方法の
（ｆ）工程にお１ノるメッキ時間を２０分間にした以外
は例１での電気メッキ方法と同じメッキ条件で、厚さ２
μ瓦の銅メッキ皮膜を形成し、かつ更にこの銅メッキ皮
膜の表面に、例１で用いた電気亜鉛メッキ方法で厚さ２
μｍの亜鉛メッキ皮膜を形成した。この同メッキ皮膜及
びメッキ皮膜を形成したチタン板を、例１における圧延
条件と同じ圧延条件で圧延した。その結果、良好なチタ
ン板が得られた。

次に、上記した例１及び例２で得たチタン板の圧延性を
従来技術で得たチタン板の比較例と比較して評価した。

比較例は例１で使用した純チタン板と同じ純チタン板を
銅メッキ及び亜鉛メッキの処理をせずに例１の圧延条件
で冷間圧延したものである。また、圧延性の評価は次式
、 Σ％／トン＝各ロールパスでの％／Ｔ（圧下率／単位幅
当りの圧延荷重） を積算した値によって評価した。

この評価結果を添付図面に示す。この図面から明らかな
ように、本発明の例１及び例２で得られたチタン板はい
ずれも比較例に較べて圧延性が大幅に向上している。特
に板厚が薄くなり、加工硬化する後段のロールパスにお
いては、比較例のチタン板がロールパス３回目からビル
ドアップを起こして圧延性が著しく悪化しているのに対
して、本発明の例１及び例２のチタン板はいずれも６回
の全ロールパス回数にわたって全くビルドアップせず、
高い圧延性を有することが理解されよう。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、圧延されるチタン材の
表面に銅メッキを施してチタン材の表面゛　　に銅皮膜
を形成し、次にこの銅皮膜の表面に銅以外の金属のメッ
キを施して該金属の皮膜を銅皮膜の表面に形成し、次に
この金属皮膜を形成したチタン材を圧延用の潤滑剤の存
在下で冷間圧延することにより、優れた潤滑性を発揮し
、かつ生産性を大幅に向上させるなど著しい効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法で得たチタン材の圧延性を従来方法
で得たチタン材と比較して示したグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延されるチタン材の表面に銅メッキを施して該
   チタン材の表面に銅皮膜を形成する段階と、前記銅皮膜
   の表面に銅以外の金属のメッキを施して該金属の皮膜を
   前記銅皮膜の表面に形成する段階と、 前記銅皮膜及び前記銅以外の金属皮膜を形成したチタン
   材を圧延用潤滑剤の存在下で冷間圧延する段階と、 を有するチタン材の冷間圧延方法。
2. （２）銅皮膜形成段階においてチタン材の表面に厚さ０
   ．２〜２μｍの範囲の銅皮膜を電気銅メッキによつて形
   成する特許請求の範囲第１項記載のチタン材の冷間圧延
   方法。
3. （３）銅以外の金属皮膜の形成段階において銅皮膜の表
   面に厚さ０．５〜３μｍの範囲の銅以外の金属皮膜を電
   気メッキによつて形成する特許請求の範囲第１項記載の
   チタン材の冷間圧延方法。
4. （４）銅以外の金属が亜鉛、錫、ニッケル、クロム又は
   それらの合金である特許請求の範囲第１項又は第３項に
   記載のチタン材の冷間圧延方法。
5. （５）前記冷間圧延段階で用いられる圧延用潤滑剤が水
   に油を分散させたエマルジョン又はニート油である特許
   請求の範囲第１項記載のチタン材の冷間圧延方法。