JPH01234551A - 加工性に優れたチタン材の製造方法 - Google Patents
加工性に優れたチタン材の製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はチタン材表面にTi2N、TiC,T1CN等
の表面硬化層を形成させないことにより、加工性に優れ
たチタン材を得るための製造方法に関する。
の表面硬化層を形成させないことにより、加工性に優れ
たチタン材を得るための製造方法に関する。
チタンはその優れた耐食性のため現在種々の分野に利用
されている。特に、熱交換器、ソーダプラント、化学プ
ラント等には多く使用されているが、これらの分野にお
いて加工性は非常に重要な要因となる。例えば、抜熱交
換器においてはチタン板をプレス成型加工するため、プ
レス割れが生じないチタン板が必要である。また、ソー
ダプラントや化学プラントでは曲げ加工がよく行なわれ
、曲げ部での割れが発生しないチタン板が必要とされる
。
されている。特に、熱交換器、ソーダプラント、化学プ
ラント等には多く使用されているが、これらの分野にお
いて加工性は非常に重要な要因となる。例えば、抜熱交
換器においてはチタン板をプレス成型加工するため、プ
レス割れが生じないチタン板が必要である。また、ソー
ダプラントや化学プラントでは曲げ加工がよく行なわれ
、曲げ部での割れが発生しないチタン板が必要とされる
。
従来はこれらのチタン板の加工に対しては結晶粒度、結
晶方位の調節や不純物濃度を下げる等の方法により優れ
た加工性をもったチタン材を製造してきているが、この
ようなチタン材においても加工時に割れが発生する場合
があり、より加工性の優れたチタン材の開発が望まれて
いた。
晶方位の調節や不純物濃度を下げる等の方法により優れ
た加工性をもったチタン材を製造してきているが、この
ようなチタン材においても加工時に割れが発生する場合
があり、より加工性の優れたチタン材の開発が望まれて
いた。
従来、チタン材の加工時に発生する割れに対処しチタン
の加工性を向上させるために、その結晶粒径や不純物の
抑制ばかりが研究されてきた。本発明者らは割れの起点
であるチタンの表面層に着目して詳細に調査した結果、
第1図に示されているようにチタン表面に非常に硬い層
が形成されているのを発見した。そこで、この硬化層を
X線回折、X線マイクロアナライザー等を用い調べたと
ころ、チタンの酸化皮膜とともに T IN r T
iC+T1CN が形成されていることがわかった。こ
の層を酸洗もしくは研摩により取り去り加工性を調べた
ところ、非常に優れた加工性が得られた。
の加工性を向上させるために、その結晶粒径や不純物の
抑制ばかりが研究されてきた。本発明者らは割れの起点
であるチタンの表面層に着目して詳細に調査した結果、
第1図に示されているようにチタン表面に非常に硬い層
が形成されているのを発見した。そこで、この硬化層を
X線回折、X線マイクロアナライザー等を用い調べたと
ころ、チタンの酸化皮膜とともに T IN r T
iC+T1CN が形成されていることがわかった。こ
の層を酸洗もしくは研摩により取り去り加工性を調べた
ところ、非常に優れた加工性が得られた。
しかしながら、第1図からもわかるように硬化層は数十
μmの厚みをなしており、これを実際の製造において除
去することは多くの経済的負担と歩留り低下につながり
非現実的である。
μmの厚みをなしており、これを実際の製造において除
去することは多くの経済的負担と歩留り低下につながり
非現実的である。
そこで、本発明者らはこの硬化層を形成させないように
するためこの硬化層が製造工程上どのようにして形成さ
れるかを調査した結果、冷間圧延時に焼き付いた圧延油
がその後の熱処理により分解しチタンと反応してTie
、TiN、T1CNができることが判明した。
するためこの硬化層が製造工程上どのようにして形成さ
れるかを調査した結果、冷間圧延時に焼き付いた圧延油
がその後の熱処理により分解しチタンと反応してTie
、TiN、T1CNができることが判明した。
チタンは非常に活性な金属であり冷間圧延時に容易に焼
き付き現象を起こすが、こ九を防ぐ方法として圧延速度
を非常に遅くしたり圧下率を下げる方法が考えられる。
き付き現象を起こすが、こ九を防ぐ方法として圧延速度
を非常に遅くしたり圧下率を下げる方法が考えられる。
しかし、いずれの方法も生産性が著しく低下してしまい
、現実的でない。
、現実的でない。
そこで、冷間圧延の後工程である熱処理方法に着目し検
討を行なったが、冷間圧延により加工硬化したチタン材
を再結晶させ加工性を回復させるためには必ず熱処理を
行なわねばならず、しかも加工性を回復させる必要温度
域においては焼き付けを起こした圧延油は分解しTiC
,TiN。
討を行なったが、冷間圧延により加工硬化したチタン材
を再結晶させ加工性を回復させるためには必ず熱処理を
行なわねばならず、しかも加工性を回復させる必要温度
域においては焼き付けを起こした圧延油は分解しTiC
,TiN。
T1CNを形成してしまうことが判明した。
次に、本発明者らは焼き付いた圧延油を取り去る方法を
種々検討した。最初、トリクロルエチレンやアセトン溶
液をもちいた通常の脱脂方法による除去を試みたが、付
着した圧延油は取れるものの焼き付いた圧延油は全く除
去されなかった。その他、超音波脱脂、ブラシ洗浄、ア
ルカリ脱脂等試みたが、いずれも焼き付いた圧延油は完
全には除去されなかった。
種々検討した。最初、トリクロルエチレンやアセトン溶
液をもちいた通常の脱脂方法による除去を試みたが、付
着した圧延油は取れるものの焼き付いた圧延油は全く除
去されなかった。その他、超音波脱脂、ブラシ洗浄、ア
ルカリ脱脂等試みたが、いずれも焼き付いた圧延油は完
全には除去されなかった。
そこで、焼き付いた圧延油をチタンとともに取り去る酸
洗や研摩を行なったところ、非常にわずかの肉厚減少に
て焼き付いた圧延油が除去され、これを熱処理しても表
面に硬化層は形成されず優れた加工性を有していること
が判明した。
洗や研摩を行なったところ、非常にわずかの肉厚減少に
て焼き付いた圧延油が除去され、これを熱処理しても表
面に硬化層は形成されず優れた加工性を有していること
が判明した。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、チタ
ン材の表面に焼き付いた圧延油を除去し、しかる後に熱
処理することによりチタン材表面にTiC,TjN、T
jCN などの硬化層が形成されないという知見に基づ
いて、非常に簡単な、かつ安価な方法で加工による割れ
を発生させないチタン材の製造方法を提供することを目
的としている。
ン材の表面に焼き付いた圧延油を除去し、しかる後に熱
処理することによりチタン材表面にTiC,TjN、T
jCN などの硬化層が形成されないという知見に基づ
いて、非常に簡単な、かつ安価な方法で加工による割れ
を発生させないチタン材の製造方法を提供することを目
的としている。
本発明は上記の目的を達成するために、チタン材を冷間
圧延後、酸洗もしくは研摩によりチタン表面層を 0.
2μm以上取り去り、しかる後、400℃以上885℃
未満で熱処理することを特徴とする加工性に優れたチタ
ン材の製造方法である。
圧延後、酸洗もしくは研摩によりチタン表面層を 0.
2μm以上取り去り、しかる後、400℃以上885℃
未満で熱処理することを特徴とする加工性に優れたチタ
ン材の製造方法である。
そして、この方法により圧延の際に付着した圧延油をチ
タンとともに取り去り、後の熱処理のときにTiC,T
jN、T1CN などの硬化層を発生させず、さらにそ
の熱処理温度を400℃以上885℃未満とすることに
よってチタン材の組織を再結晶させ、加工に適切な金属
組織のチタン材を製造することができる。
タンとともに取り去り、後の熱処理のときにTiC,T
jN、T1CN などの硬化層を発生させず、さらにそ
の熱処理温度を400℃以上885℃未満とすることに
よってチタン材の組織を再結晶させ、加工に適切な金属
組織のチタン材を製造することができる。
上記発明を実施する方法としては圧延の際に付着した圧
延油を酸洗もしくは研摩によりチタン表面層0.2μm
以上チタンとともに取り去った後、400℃以上885
℃未満の温度で熱処理して冷間圧延により加工硬化した
チタン材を再結晶させ、曲げなどの加工性に優れたチタ
ン材が簡単に得られる。
延油を酸洗もしくは研摩によりチタン表面層0.2μm
以上チタンとともに取り去った後、400℃以上885
℃未満の温度で熱処理して冷間圧延により加工硬化した
チタン材を再結晶させ、曲げなどの加工性に優れたチタ
ン材が簡単に得られる。
次に、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
本実施例の供試材は、純チタンを圧延油を用い200m
/分の圧延速度で3.0m厚から1.Onwn厚に冷間
圧延を行なった材料を、脱脂後種々の条件にてチタン表
面層を取り去り600℃×3時間不活性雰囲気にて熱処
理して製作し、この供試材について曲げ試験、プレス試
験を調べた。その結果を第1表に示す。
/分の圧延速度で3.0m厚から1.Onwn厚に冷間
圧延を行なった材料を、脱脂後種々の条件にてチタン表
面層を取り去り600℃×3時間不活性雰囲気にて熱処
理して製作し、この供試材について曲げ試験、プレス試
験を調べた。その結果を第1表に示す。
第1表 加工性試験結果
×1本発明製造方法によるもの
×2比較例
O・・・・クラック発生せず
△・・・・肌荒れあるがクラックなし
×・・・・クラック発生
第1表において曲げ性評価は供試材を曲げ半径11I[
11にて180°曲げ試験を行ない、曲げ部にクラック
(割れ)が発生しているかどうか調べたものである。そ
してこの第1表からチタン表面層を除去しない供試材(
Nα11)及び0.1μmしか除去しなかった供試材(
Nα1)はいずれもクラックが発生したのに対し、本発
明製造方法によって製造された供試材はいずれもクラッ
クは発生していないのがわかる。
11にて180°曲げ試験を行ない、曲げ部にクラック
(割れ)が発生しているかどうか調べたものである。そ
してこの第1表からチタン表面層を除去しない供試材(
Nα11)及び0.1μmしか除去しなかった供試材(
Nα1)はいずれもクラックが発生したのに対し、本発
明製造方法によって製造された供試材はいずれもクラッ
クは発生していないのがわかる。
チタン表面除去量の下限を 0.2μm以上としたのは
供試材Nα1とNα2の比較より決定された。
供試材Nα1とNα2の比較より決定された。
また、プレス成形性の評価は第2図に示されている型を
用い試験されたものであり、この型は幅251m1、厚
さ8mmのポンチ1の先端部2.5mを中心角がそれぞ
れ90度になるように削り落して尖鋭台部2を形成し、
一方、これに対するダイ(敷台)3はポンチの尖鋭台部
2とほぼ同形の長溝4を有しており、その結果は曲げ試
験と同様な傾向が得られている。
用い試験されたものであり、この型は幅251m1、厚
さ8mmのポンチ1の先端部2.5mを中心角がそれぞ
れ90度になるように削り落して尖鋭台部2を形成し、
一方、これに対するダイ(敷台)3はポンチの尖鋭台部
2とほぼ同形の長溝4を有しており、その結果は曲げ試
験と同様な傾向が得られている。
次に、純チタンを圧延油を用い200m/分の圧延速度
で3.0mm厚から1.0m厚に冷間圧延を行なった材
料を、脱脂後酸洗にてチタン表面層を5μm取り去った
後、種々の温度で熱処理した供試材について第1表と同
様に曲げ試験、プレス試験を行なった。その結果を第2
表に示す。
で3.0mm厚から1.0m厚に冷間圧延を行なった材
料を、脱脂後酸洗にてチタン表面層を5μm取り去った
後、種々の温度で熱処理した供試材について第1表と同
様に曲げ試験、プレス試験を行なった。その結果を第2
表に示す。
第2表 加工性試験結果
×1本発明製造方法によるもの
×2比較例
◎・・・・クラック発生せず
O・・・・肌荒れあるがクラック発生せず△・・・・微
小クラックあり ×・・・・クラック発生 本発明の製造方法によらない比較例であるNα12、N
α13.Nα19の供試材はいずれもクランクが発生し
ており加工性が悪いことがわかる。供試材Nα12.N
α13は組織が加工組織のままで再結晶していないため
加工性が劣り、Nα19はチタンの変態、4(885℃
)を越え熱処理されたことにより組織が針状となり加工
性が劣化した。これらの結果より熱処理条件としては4
00℃以上885℃未満が加工性に良いことがわかった
が、さらに好ましくは600℃以上700 ’C以下の
範囲において良好な加工性が得られる。
小クラックあり ×・・・・クラック発生 本発明の製造方法によらない比較例であるNα12、N
α13.Nα19の供試材はいずれもクランクが発生し
ており加工性が悪いことがわかる。供試材Nα12.N
α13は組織が加工組織のままで再結晶していないため
加工性が劣り、Nα19はチタンの変態、4(885℃
)を越え熱処理されたことにより組織が針状となり加工
性が劣化した。これらの結果より熱処理条件としては4
00℃以上885℃未満が加工性に良いことがわかった
が、さらに好ましくは600℃以上700 ’C以下の
範囲において良好な加工性が得られる。
以上本発明方法により製造されたチタンはその表面に硬
化層を有せず、しかも加工に適切な金属組織を有してい
ることがわかり、従来にないまったく新規な製造方法に
て加工性の良好なチタン材が得られることがわかった。
化層を有せず、しかも加工に適切な金属組織を有してい
ることがわかり、従来にないまったく新規な製造方法に
て加工性の良好なチタン材が得られることがわかった。
なお、本発明方法は純チタンに限らずその成分の多くが
チタンより構成されていればよく、例えばTj−0,1
5%Pd、 Ti−0,05%Ru−0,5%Ni。
チタンより構成されていればよく、例えばTj−0,1
5%Pd、 Ti−0,05%Ru−0,5%Ni。
Ti−0,8%Ni−0,3%M o 、 T i −
5%Ta、Ti−6%AU−4%V、Ti−15%V−
3%Cr−3%5n−3%Afl、Ti−2%N1に対
しても有効であることが確認されている。
5%Ta、Ti−6%AU−4%V、Ti−15%V−
3%Cr−3%5n−3%Afl、Ti−2%N1に対
しても有効であることが確認されている。
上記の本発明によれば、チタン材を冷間圧延後、酸洗も
しくは研摩によりチタン表面層を0.2μm以上取り去
り、しかる後、400℃以上885℃未満で熱処理する
ことにより、チタン材表面にTiC,TiN、T1CN
などの硬化層を発生させずに加工に適切な金属組織と
なすことが可能となり、加工性の優れたチタン材を提供
することができる。
しくは研摩によりチタン表面層を0.2μm以上取り去
り、しかる後、400℃以上885℃未満で熱処理する
ことにより、チタン材表面にTiC,TiN、T1CN
などの硬化層を発生させずに加工に適切な金属組織と
なすことが可能となり、加工性の優れたチタン材を提供
することができる。
第1図は表面硬化層のあるチタン材の表面からの硬さ分
布を示すグラフ、第2図は実施例のプレス成形性評価に
使用したポンチ及びタイの斜視図である。
布を示すグラフ、第2図は実施例のプレス成形性評価に
使用したポンチ及びタイの斜視図である。
Claims (1)
- (1)チタン材を冷間圧延後、酸洗もしくは研摩により
チタン表面層を0.2μm以上取り去り、しかる後、4
00℃以上885℃未満で熱処理することを特徴とする
加工性に優れたチタン材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6084388A JPH01234551A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 加工性に優れたチタン材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6084388A JPH01234551A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 加工性に優れたチタン材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01234551A true JPH01234551A (ja) | 1989-09-19 |
Family
ID=13154050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6084388A Pending JPH01234551A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 加工性に優れたチタン材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01234551A (ja) |
Cited By (5)
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WO2001062999A1 (fr) * | 2000-02-23 | 2001-08-30 | Nippon Steel Corporation | Titane moins prone a la decoloration dans l'atmosphere et procede de production associe |
EP1306468A1 (en) * | 2000-07-28 | 2003-05-02 | Nippon Steel Corporation | Titanium material less susceptible to discoloration and method for production thereof |
CN107760859A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-06 | 云南钛业股份有限公司 | 普通步进式加热炉加热纯钛铸坯均热段温控方法 |
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-
1988
- 1988-03-15 JP JP6084388A patent/JPH01234551A/ja active Pending
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