JPH01162502A - チタンおよびチタン合金の積層圧延方法 - 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、チタンの薄板あるいはチタンクラッド板の製
造方法に関し、詳しくはチタンの薄板あるいはチタンク
ラッド板の熱間圧延においては、薄くすることを目的と
して、あるいは変形能や変形抵抗の厚さ方向の非対称性
をカバーするために積層圧延を行ない、圧延後に剥離し
て薄板とする。

本発明は、このようなチタンの積層圧延において圧延中
の剥離がなく圧延後の剥離が容易な積層圧延方法に関す
るものである。

（従来の技術） チタンの薄板は、通常熱間圧延及び冷間圧延で製造する
。熱間圧延では圧延機の性能にもよるが、せいぜい２皿
厚程度が限界で、それ以下の厚さに圧延するには冷間圧
延を行なう。冷間圧延は表面の仕上が精細であるが、大
きなミルパワーが必要であり、製造コストも高い。これ
に対して熱間圧延は加熱費用が必要で、圧延表面は冷延
に比べて粗い仕上であるが、比較的小さなミルパワーで
十分なために特に大量に圧延する一場合はコスト的に有
利である。表面仕上程度は熱延表面で良いが、薄くする
必要のある場合は従来より積み重ね圧延が行われて来た
。

（発明が解決しようとする問題点） 積み重ね圧延は、薄くすることに関しては優れているも
のの、界面が接合してしまい圧延後に剥離することが困
難になるという大きな欠点があった。特にチタンやチタ
ン合金の場合はこの接合が特に強かったために、剥離が
著しく困難であった。

一方積み重ね圧延は、片面のチタンクラッド鋼板などに
おいて非対象圧延による反りの応力発生を回避するため
に、チタン面を突き合わせて行うことがある。（「チタ
ン・ジルコニウム」Ｖｏｌ、３５Ｎｏ、１　２３真１９
８７年発行）。この場合も、チタン面で強固に接合し剥
離が非常に困難であった。

従来このような界面の凝着接合防止のために、界面にセ
ラミックス系の粉体をぬること、および界面の酸化が行
われていた。セラミックス系の粉体としては、例えばＡ
１□０３やＣａＯなどを含むフラックスや酸化防止剤な
どが流用されていた。これらのセラミックス系の粉体に
よる凝着の防止は、界面に確実に残留しさえすれば効果
が確実であるが、当然のことながら圧延中に剥離する危
険が著しく大きくなる。従ってこれらの方法では、接合
させながら凝着防止を狙わざるを得ないという矛盾した
特性を要求されるために、結果的にどちらの特性も不十
分とならざるを得ない。このように適切な剥離剤がない
ために、極薄材の製造には有利な積層圧延は広く普及し
なかった。

本発明は上記問題点を解決し、剥離しないよう接合させ
つつ剥離を容易にするという要求を同時にしかも工業的
に満足させた積層圧延方法を提供する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、チタンないしチタン合金の鋳片を積層して熱
間圧延し、しかる後剥離する板材の製造において、積層
界面に０．５ｍｍ以下の厚さの鉄、０．１％以下のＣを
含む鋼、銅、ニッケルおよびこれらを基材とした合金の
箔ないし薄板を挟んで熱間圧延することを特徴とする圧
延中の剥離がなく圧延後の剥離が容易なチタンおよびチ
タン合金の積層圧延方法である。

本発明者らは、接合させることと剥離を容易にするとい
う矛盾した要求特性も、それぞれの特性を必要とする時
期が異なることに着目した。すなわち、接合させる必要
のある時期は熱間圧延時であり、剥離が容易である必要
のある時期は熱延冷却後である。熱間圧延時は接合して
いないと２枚割れ状に剥離してしまい、積層圧延ができ
ずその利点も生かせない。熱延後に積層圧延材を剥離す
ることになるが、この場合は圧延時より低温である。も
ちろん高温に加熱して剥離することも実行可能であるが
、加熱費用などを考慮すれば低温それも常温で剥離する
方がはるかに有利である。

以上の考えに基づき、高温で接合性にすぐれ低温では剥
離性に優れた材料を探索した結果、金属間化合物がその
条件を満たすことを見出した。すなわちほとんどの金属
間化合物は、高温では延性を有しながら常温ではほとん
ど延性がなく、著しく脆い性質を示す。従って、高温で
はチタン、チタン合金および鉄と接合性が良好な金属間
化合物を界面に挟むことによって、接合させることとＭ
ＩＪ離を容易にするという矛盾した要求特性を同時に満
たすことが可能となるのである。

次に種々の金属間化合物について、チタンおよび鉄との
高温での接合性を検討したところ、鉄とチタン、銅とチ
タン、ニッケルとチタンなどの金属間化合物が適切であ
ることが判明した。これらの金属間化合物は、単に重ね
て加熱するだけで容易に生成が可能であることから、圧
延前に金属間化合物として挟む必要がない。すなわち、
熱延後剥離する必要のあるチタンとチタンの界面に鉄、
銅ないしニッケルを挟んで圧延するだけで加熱熱延中に
生成させることができる。しかも、チタンは既に存在し
ているのであらためて鉄などとともに挟む必要はない。

この他にも、例えば鉄とアルミニウムなどの多くの金属
間化合物が高温ではかなり延性があり、かつチタンや鉄
との接合性が良好であり、低温では脆化する特性を示し
、本願発明の目的を達成することが可能であるが、チタ
ンとの化合物ではないので構成する２種類以上の金属を
全て挟み込む必要がある。

次に、本発明の限定条件を説明する。

チタンないしチタン合金の積層界面に挟み込む金属はチ
タンないしチタン合金と反応してチタンの金属間化合物
を生成し、高温では接合性と延性を有し低温では脆化す
る必要があるので、鉄、０．１％以下のＣを含む鋼、銅
、ニッケル及びこれらを基材とした合金に限定する。ア
ルミニウムも適用の可能性があるが、アルミニウムその
ものの融点が低く金属間化合物生成前に溶融する危険性
があるので除外した。

チタンないしチタン合金の積層界面に鋏み込む鉄などの
金属の厚さは、できるかぎり薄いことが望ましいので下
限は限定しない。しかし厚さが０　、５　ｍｍを超える
と、圧延材であるチタンないしチタン合金の歩留まりが
低下するとともに、剥離後除去する必要のある界面の金
属間化合物の量が増加し、そのための工程コストが増加
することから上限とした。

（作　用） 以上示したとおりチタンの積み重ね圧延において、積み
重ね界面に０　、５　ｍｍ以下の厚さの鉄、０．１％以
下のＣを含む鋼、銅、ニッケルおよびこれらを基材とし
た合金を挟んで圧延することによって、熱間圧延時は接
合材として機能し、圧延後の常温では剥離を促進する剥
離剤として機能する金属間化合物が積み重ね面に生成さ
れるので、圧延時には剥離の懸念がなくかつ剥離が容易
である積み重ね圧延が可能となる。

剥離後の界面には金属間化合物が残存しているが、これ
は剥離後に酸洗や研磨などの常法によって除去すること
が可能である。

なお本発明の応用例として、第１図に示す合せ　　・材
２がチタンないしチタン合金であり、合せ材の面を突き
合わせて積層して熱間圧延し、しかる後剥離するクラツ
ド鋼板の製造にも通用が可能である。５図中、■は母材
３は剥離剤、４は補強のための補間材である。

（実施例） 厚さ３０ｍｍのＪＩＳ　　１種の純チタン鍛造鋳片を、
２枚積み重ね８５０°Ｃに加熱して重ね状態で２．５Ｉ
Ｉ１ｍまで熱間圧延を行った。次いで常温で、約５％の
軽圧下を行なって剥離した。この際、鍛造鋳片の積み重
ね面に種々の剥離剤を塗りあるいは挟み実施した。圧延
及び剥離結果を第１表に示す。第１表から明らかなよう
に、本発明方法では圧延中の剥離もなく熱延後の軽圧下
による剥離も容易に実施できた。比較に使用したアルミ
ニウム板の場合は、圧延中に溶融して剥離し、セラミッ
ク系の剥離剤の場合は、薄塗りでは剥離できず、厚塗り
では圧延中に剥離した。また、０．７ｍｍ厚さの薄鋼板
の場合は圧延も剥離も可能であったが、界面の金属間化
合物の厚さが約０．３　ｍｍに達しチタンの歩留りが著
しく低下していた。

次に、第１図に示す圧延前クラッド鋼の組立スラブで合
せ材２として３．０ｍｍ厚さのＪＩＳ　１種の純チタン
板を、母材１として１９．２％のＣｒ、０．４％λ のＣｕ、０．６ｍｍのＮｂおよび０．００８％のＣを含
有する３０ｎ＋ｍ厚のステンレス鋼鋳片としたチタンク
ランド鋼の鋼片をチタン面を合わせて対称に重ね、８８
０″Ｃに加熱して重ね状態で４　ｍまで熱間圧延を行な
った。次いで常温で約５％の軽圧下を行なって剥離した
。この際チタンとチタンの重ね面に、種々の剥離剤を塗
りあるいは鋏み実施した。圧延及び剥離結果を第２表に
示した。第２表から明らかなように、本発明方法では圧
延中の剥離もなく熱延後の軽圧下による剥離も容易に実
施できた。

比較に使用したアルミニウム板の場合は、圧延中に溶融
して剥離し、セラミック系の剥離剤の場合は、薄塗りで
は剥離できず、厚塗りでは圧延中に剥離した。また１胴
厚さの銅板の場合は圧延も剥離も可能であったが、剥離
接界面の金属間化合物を除去したところ、合せ材のチタ
ンが消失していた。

（発明の効果） 本発明により、圧延前に金属箔ないし薄板を挟んでおく
だけで、圧延時には剥離の懸念がなくかつ剥離が容易で
あるチタンの積み重ね圧延やチタンクラッド鋼の積み重
ね圧延が可能となる。この結果、冷延材に代替可能な薄
肉の熱延材の製造や、板厚方向が非対称の片面チタンク
ラッド材の圧延が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の応用例を示すクラツド鋼の圧圀 延部の組立スラブの断面京である。 １・・・母材、２・・・合せ材、３・・・剥離剤、４・
・・補間材 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタンないしチタン合金の鋳片を積層して熱間圧
   延し、しかる後剥離する板材の製造において、積層界面
   に０．５以下の厚さの鉄、０．１％以下のＣを含む鋼、
   銅、ニッケルおよびこれらを基材とした合金の箔ないし
   薄板を挟んで熱間圧延することを特徴とする圧延中の剥
   離がなく圧延後の剥離が容易なチタンおよびチタン合金
   の積層圧延方法。