JPH01279A - Coloring method for titanium and titanium alloy materials - Google Patents

Coloring method for titanium and titanium alloy materials

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JPH01279A
JPH01279A JP62-156264A JP15626487A JPH01279A JP H01279 A JPH01279 A JP H01279A JP 15626487 A JP15626487 A JP 15626487A JP H01279 A JPH01279 A JP H01279A
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titanium
coloring
color
materials
bath
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Inventor
滋 木谷
賢一 御所窪
角地 秀介
Original Assignee
住友金属工業株式会社
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、チタンおよびチタン合金材の着色方法、特に
比較的簡単な操作で連続的に処理でき、着色後の成形加
工に耐える安定した均一な着色表面を形成することので
きるチタンおよびチタン合金材の着色方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for coloring titanium and titanium alloy materials, in particular a method for coloring titanium and titanium alloy materials, which can be processed continuously with relatively simple operations, and has a stable uniformity that can withstand molding processing after coloring. The present invention relates to a method for coloring titanium and titanium alloy materials that can form a colored surface.

(従来の技術) チタンおよびチタン合金材(以下、これらを総称して単
に「チタン材」という)は、軽量で比強度が高く、しか
も耐食性が極めて優秀であることから、屋根材や建材と
して使用するのに適した材料であるが、高価格の上に板
材の簡単で堅牢な着色方法が普及していないために、こ
れら大量消費型の用途に使用されるには到っていない、
しかし、チタン材が大量に使用されるようになると、価
格低減が可能となり、屋根材や建材としても使用できる
ように吐ると考えられ、その意味でチタン材の連続操業
可能な簡単な着色方法の開発が要請されている。
(Prior art) Titanium and titanium alloy materials (hereinafter collectively referred to as "titanium materials") are used as roofing and building materials because they are lightweight, have high specific strength, and have extremely excellent corrosion resistance. However, due to its high price and the lack of a widespread method for easily and robustly coloring plate materials, it has not been used for these mass-consumption applications.
However, if titanium materials come to be used in large quantities, it will be possible to reduce the price and it will be possible to use them as roofing and building materials. development is required.

−aに、金属材の着色方法としては、陽極酸化法、大気
酸化法、および窒化法が知られている。
-a, known methods for coloring metal materials include anodic oxidation, atmospheric oxidation, and nitridation.

しかし、これらの方法をチタン材に適用すると次に述べ
るような問題点がある。
However, when these methods are applied to titanium materials, there are problems as described below.

陽極酸化法は、種々の色の着色が可能であるが、電気分
解設備が必要であり、設備費が高くなる上に、帯状の板
、すなわち帯材を連続的に着色処理することが技術的に
難しい。
The anodic oxidation method allows coloring in various colors, but it requires electrolysis equipment, which increases equipment costs, and it is technically difficult to continuously color the strip-shaped plate, that is, the strip material. It's difficult.

大気酸化法は、単に大気中で加熱して酸化させるだけで
あるので、比較的簡単に着色が可能であるが、チタン材
の場合、着色が不均一になりやすい欠点がある。
The atmospheric oxidation method simply oxidizes the material by heating in the air, so it is relatively easy to color the material, but in the case of titanium materials, it has the disadvantage that the coloring tends to be non-uniform.

、窒化法は、非酸化性含窒素雰囲気中で加熱して表面に
TiNを生成させることにより着色する方法であるが、
酸化被膜と異なり窒化被膜では黄金色にしか着色できず
、しかも窒化層が脆いので、処理後の加工性が著しく悪
化し、加工処理が困難となる。そのため、各種用途への
使用は大幅に制限される。
The nitriding method is a method of coloring by heating in a non-oxidizing nitrogen-containing atmosphere to generate TiN on the surface.
Unlike an oxide film, a nitride film can only be colored golden yellow, and the nitride layer is brittle, so the workability after processing is significantly deteriorated, making processing difficult. Therefore, its use for various purposes is greatly restricted.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、比較的簡単に、連続的に処理できるチ
タン材、すなわちチタンおよびチタン合金材の着色方法
を開発することである。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to develop a method for coloring titanium materials, that is, titanium and titanium alloy materials, which can be relatively easily and continuously processed.

本発明の別の目的は、各種色調の安定した均一な着色が
可能なチタン材の着色方法を開発することである。
Another object of the present invention is to develop a method for coloring titanium materials that allows stable and uniform coloring of various tones.

本発明のさらに別の目的は、着色後に成形加工しても、
着色表面が損なわれることのないチタン材の着色方法を
開発することである。
Yet another object of the present invention is that even if molded after coloring,
The object of the present invention is to develop a method for coloring titanium materials that does not damage the colored surface.

(問題点を解決するための手段) 上述した従来の着色方法のうち、陽極酸化法と窒化法は
その固有の欠点から上記の目的達成には適していないと
判断されたため、本発明者は、大気酸化法に着目し、こ
の方法で均一な着色が得られにくい原因について検討し
た。その結果、後で詳しく説明するように、大気による
加熱では板材を均一に加熱できないことが色ムラの原因
ではないかと考え、チタン材を均一に加熱するために、
熱容量が大きく、熱伝導性のよい熱媒体を用いた酸化法
を求めて研究した結果、硝酸塩などの酸化性の塩を含有
する溶融物を熱媒体兼酸化剤とすることにより、チタン
材を黄金色、紫色、青色、褐色、黒色などの種々の色に
着色でき、しかもこのような過酷な腐食性条件下でも、
チタン材であれば耐食性がまったく劣化しないことを見
出し、本発明を完成させた。
(Means for Solving the Problems) Among the conventional coloring methods described above, it was determined that the anodic oxidation method and the nitriding method were not suitable for achieving the above object due to their inherent drawbacks. We focused on the atmospheric oxidation method and investigated the reasons why it is difficult to obtain uniform coloring with this method. As a result, as will be explained in detail later, we thought that the cause of the uneven coloring was that the plate material could not be heated uniformly by heating in the atmosphere, so in order to uniformly heat the titanium material, we
As a result of research into an oxidation method using a heat medium with a large heat capacity and good thermal conductivity, we found that by using a molten material containing oxidizing salts such as nitrates as a heat medium and oxidizing agent, titanium materials could be made into gold. It can be colored in various colors such as purple, blue, brown, and black, and even under such harsh corrosive conditions,
They discovered that the corrosion resistance of titanium materials does not deteriorate at all, and completed the present invention.

ここに、本発明は、酸化性の溶融物浴中にチタンまたは
チタン合金材を浸漬することを特徴とする、チタンおよ
びチタン合金材の着色方法である。
Here, the present invention is a method for coloring titanium and titanium alloy materials, which is characterized by immersing titanium or titanium alloy materials in an oxidizing melt bath.

(作用) 本発明で着色処理するのは、純チタン材もしくはTi−
6χ^!−4χVのようなチタン合金材であり、形状は
、板材、帯材(ストリップ材)、管材、棒材なと特に制
限されない。
(Function) The material to be colored in the present invention is pure titanium material or Ti-
6χ^! It is a titanium alloy material such as -4χV, and its shape is not particularly limited, and may be a plate material, a band material (strip material), a tube material, or a bar material.

本発明においてチタン材の着色に使用する溶融物の組成
は、硝酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩などのよう
に、溶融状態で強い酸化力を有するものを含有するもの
であればよく、特に制限されないが、硝酸ナトリウム(
融点308°C)、硝酸カリウム(融点339°C)、
重クロム酸ナトリウム(融点356℃)、重クロム酸カ
リウム(融点398°C)、過マンガン酸カリウム、過
マンガン酸ナトリウムを主成分とするものが、融点が低
いこと、チタン材を腐食しないこと、酸化力が強いこと
、および温材コストの面で好ましい、また、融点を下げ
るために、水酸化ナトリウム(融点318°C)や水酸
化カリウム(融点360°C)を主成分とし、これに酸
化力の強い、過マンガン酸塩などを適量、混合したもの
でもよい、融点が低いと、操業に要する熱エネルギー曹
が低減し、被処理材の劣化の危険も少なくなるので有利
である。
The composition of the melt used for coloring the titanium material in the present invention may be any composition containing substances that have strong oxidizing power in the molten state, such as nitrates, dichromates, permanganates, etc. Although not particularly limited, sodium nitrate (
(melting point 308°C), potassium nitrate (melting point 339°C),
The main ingredients are sodium dichromate (melting point 356°C), potassium dichromate (melting point 398°C), potassium permanganate, and sodium permanganate, which have a low melting point and do not corrode titanium materials. It is preferable in terms of strong oxidizing power and heating material cost, and in order to lower the melting point, the main ingredients are sodium hydroxide (melting point 318°C) and potassium hydroxide (melting point 360°C), and oxidized It may be a mixture of an appropriate amount of a strong permanganate or the like. A low melting point is advantageous because it reduces the amount of thermal energy required for operation and reduces the risk of deterioration of the material to be treated.

最も単純な酸化性溶融塩浴として硝酸ナトリウムまたは
硝酸カリウムの単独浴も使用できるが、これらを混合す
ると融点が低下して、同じ温度での流動性が増し、被処
理材に付着して槽から持ち出される温材の量が少なくな
るので、混合浴の方が一般に経済的に有利である。硝酸
ナトリウムおよび/または硝酸カリウムに、他の硝酸塩
(例、硝酸アンモニウム、硝酸カルシウム、硝酸リチウ
ムなど)、重クロム酸塩(例、重クロム酸ナトリウム、
重クロム酸カリウムなど)、過マンガン酸塩(例、過マ
ンガン酸カリウムなど)などの酸化性の塩を混合するこ
とができ、また、その他のアルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属塩(例、硫酸塩、炭酸塩、塩化物など)、さ
らには水酸化物(例、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなど)を混合することもできる。なお、本発明におけ
るチタン材の着色は、表面酸化により達成されるため、
溶融浴の成分として、酸化力のある物質が不可欠である
が、その含有量は酸化力によって異なり、例えば硝酸塩
であれば数10%以上、過マンガン酸塩であれば数%以
上が必要である。
A single bath of sodium nitrate or potassium nitrate can also be used as the simplest oxidizing molten salt bath, but mixing them lowers the melting point and increases fluidity at the same temperature, causing the material to adhere to the treated material and be removed from the bath. Mixed baths are generally more economically advantageous because less hot material is required. Sodium nitrate and/or potassium nitrate, as well as other nitrates (e.g., ammonium nitrate, calcium nitrate, lithium nitrate, etc.), dichromates (e.g., sodium dichromate,
Oxidizing salts such as potassium dichromate (e.g., potassium dichromate), permanganates (e.g., potassium permanganate), and other alkali metal or alkaline earth metal salts (e.g., sulfates) can be mixed. , carbonates, chlorides, etc.), and even hydroxides (eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.). In addition, since the coloring of the titanium material in the present invention is achieved by surface oxidation,
A substance with oxidizing power is essential as a component of the molten bath, but its content varies depending on the oxidizing power; for example, nitrate requires several tens of percent or more, and permanganate requires several percent or more. .

上記溶融物浴の温度は、使用する物質が適当な流動性の
溶融状態となる温度であればよく、浴組成により変動す
るが、硝酸ナトリウムおよび/または硝酸カリウムを主
成分とする浴の場合には、一般に300〜550°C1
好ましくは400〜500°Cの範囲内である。処理時
間は、チタン材の種類、溶融塩の浴組成および浴温度、
および所望の色により変動するが、一般に約30秒〜6
0分の範囲内である。たとえば、硝酸ナトリウム/61
!I酸カリウムの混合塩浴にチタン材を浸漬すると、実
施例に示すように着色は浸漬時間が長くなるにつれて黄
金色から青を経て紫色に変化していく、シたがって、浸
漬処理時間の調整により着色の色調を変化させることが
できる。なお、硝酸塩浴によるチタン材の着色は、陽極
酸化法や大気酸化法と同様に、表面に形成されたTiO
2膜の干渉による色であるが、色調は大気酸化法で得ら
れるものとやや異なり、溶融塩浴酸化法に特有な色が得
られる。また、過マンガン酸塩を用いると、褐色ないし
は黒色の着色が得られるが、これはTi酸化物自身の色
であると推測される。
The temperature of the above-mentioned melt bath may be any temperature at which the substance used is in a suitably fluid molten state, and varies depending on the bath composition. , generally 300-550°C1
Preferably it is within the range of 400 to 500°C. The processing time depends on the type of titanium material, molten salt bath composition and bath temperature,
and varies depending on the desired color, but generally about 30 seconds to 6 seconds.
It is within the range of 0 minutes. For example, sodium nitrate/61
! When a titanium material is immersed in a mixed salt bath of potassium I acid, the color changes from golden yellow to blue to purple as the immersion time increases, as shown in the example. Therefore, the immersion treatment time can be adjusted. The color tone can be changed by changing the color tone. Note that the coloring of titanium materials using a nitrate bath is similar to the anodic oxidation method and the atmospheric oxidation method.
Although the color is due to interference between the two films, the color tone is slightly different from that obtained by the atmospheric oxidation method, and a color unique to the molten salt bath oxidation method is obtained. Further, when permanganate is used, a brown or black coloring is obtained, but this is presumed to be the color of the Ti oxide itself.

本発明の方法により、酸化性溶融塩浴への浸漬処理によ
り着色すると、大気酸化法で認められるような板材の端
部と中央部での着色の不均一さ(色ムラ)はほぼ解消さ
れる。これは次の理由によるものと考えられる。
By the method of the present invention, when colored by immersion treatment in an oxidizing molten salt bath, the non-uniformity of coloring (color unevenness) at the edges and center of the board, which is observed in the atmospheric oxidation method, is almost eliminated. . This is considered to be due to the following reasons.

チタン材、特にチタン板を高温の大気中で加熱して着色
すると、板の端部と中央部とでは色調が異なり、色ムラ
が生ずるが、これは仮の端部が中央部より昇温速度がか
なり速く、より多く酸化されるためと考えられる。すな
わち、大気酸化による着色は、チタン材表面に生成した
Ti0z膜の干渉作用に起因するが、酸化の程度が多い
ほど110g膜が厚くなり、色調が変化してくるのであ
る。仮の端部は、中央部に比べて、接触する高温大気の
量が多い、逆に言うと、冷たいチタン板を高温大気中に
導入した場合、同じ量の高温大気が加熱するチタン板の
量は端部に比べて中央部の方がかなり多(なる、このチ
タン板の加熱により大気の熱が奪われて冷却されるため
、チタン板を高温大気で加熱する過程において、チタン
仮周囲の高温大気にはチタン板に近いほど大気の温度が
低くなる温度勾配が生じるのであるが、板の中央部では
端部に比べてこの温度勾配、すなわちチタン板近傍での
大気の温度低下が大きくなり、板の昇温が遅れるのであ
る。
When titanium materials, especially titanium plates, are heated and colored in a high-temperature atmosphere, the color tone differs between the edges and the center of the plate, resulting in color unevenness, but this is because the temperature rises faster at the edges than at the center. This is thought to be because it is oxidized much faster and more. That is, the coloring due to atmospheric oxidation is caused by the interference effect of the Ti0z film formed on the surface of the titanium material, but the greater the degree of oxidation, the thicker the 110g film becomes and the color tone changes. The tentative ends come into contact with a larger amount of high-temperature air than the center. Conversely, if a cold titanium plate is introduced into high-temperature air, the same amount of high-temperature air will heat up the titanium plate. is considerably higher in the center than at the edges (because heating the titanium plate removes heat from the atmosphere and cools it down, in the process of heating the titanium plate in the high-temperature atmosphere, the high temperature around the titanium temporarily increases). A temperature gradient occurs in the atmosphere, where the temperature of the atmosphere decreases the closer it is to the titanium plate, but this temperature gradient, that is, the temperature drop of the atmosphere near the titanium plate, is greater at the center of the plate than at the edges. This delays the temperature rise of the plate.

つまり、板の中央部と端部とで昇温か均一でないことが
色ムラの原因と考えられるが、これは、熱媒体である大
気の熱容量が小さすぎることと熱伝導性が悪いことに本
来的に起因するので、大気を熱媒体とする限り避けるこ
とができない。
In other words, it is thought that the cause of the uneven color is that the heating temperature is not uniform between the center and edges of the plate, but this is due to the fact that the heat capacity of the atmosphere, which is the heat medium, is too small and the thermal conductivity is poor. As long as the atmosphere is used as a heat medium, it cannot be avoided.

一方、既知の熱容量のデータにより体積基準で比較する
と、1気圧6000K(327℃)の窒素ガス1dを1
°に昇温または降温させるのに必要な熱量は約0、00
061ジユールであり、同じ温度の溶融状態の硝酸ナト
リウム1mgについてのそれは3.47ジユールである
。すなわち、窒素ガスに比べて溶融硝酸ナトリウムは約
5ooo〜6000倍の熱容量を持つ、また、熱伝導性
は気体に比べて液体の方が通常はるかに良好である0本
発明では、熱媒体兼酸化剤として、空気ではなく、熱容
量と熱伝導性がはるかに大きい酸化性の溶融塩を使用す
るので、前述したようなチタン材表面近傍での温度勾配
はほぼ無くなり、被処理材の全面にわたってほぼ均一に
加熱・酸化されるため、着色が均一になると考えられる
On the other hand, when comparing on a volume basis using known heat capacity data, 1 d of nitrogen gas at 1 atm 6000 K (327°C) is
The amount of heat required to raise or lower the temperature to approximately 0.00°
061 Joules, and for 1 mg of sodium nitrate in the molten state at the same temperature is 3.47 Joules. That is, compared to nitrogen gas, molten sodium nitrate has a heat capacity of about 500 to 6000 times, and the thermal conductivity of a liquid is usually much better than that of a gas. Since we use an oxidizing molten salt, which has a much higher heat capacity and thermal conductivity, as the agent instead of air, the temperature gradient near the surface of the titanium material as mentioned above is almost eliminated, and the temperature is almost uniform over the entire surface of the material to be treated. It is thought that the coloring becomes uniform because it is heated and oxidized.

加熱の均一性を一層高める意味で、溶融塩浴を撹拌する
と、着色をより均一にするのに効果があることも判明し
た。
It has also been found that stirring the molten salt bath to further improve the uniformity of heating is effective in making the coloring more uniform.

本発明の方法は、単に被処理材を溶融塩浴に浸漬するだ
けで実施できるので、帯材を処理する場合には容易に連
続的に実施できる。また、装置も既存の帯材浸漬処理ラ
イン、たとえば、酸洗処理ラインを転用して実施できる
点も有利である。
Since the method of the present invention can be carried out by simply immersing the material to be treated in a molten salt bath, it can easily be carried out continuously when treating a strip material. Another advantage is that the apparatus can be implemented by reusing an existing strip dipping treatment line, for example, a pickling treatment line.

帯材を本発明の方法により連続的に処理する場合、浴が
高温であり、その粘度がかなり高いことから、チタン材
の板が歪むことがあり、板厚が薄い場合には平坦度が悪
化しやすいことが認められた。この連続処理中の平坦度
の悪化を防止するには、帯状のチタン材の長さ方向に張
力を加えながら処理することが有効であることが判明し
た。張力を付与する方法は特に制限されないが、たとえ
ば、添付図面に示すように、被処理帯材1を送り出すブ
レーキ付きペイオフリール2と処理後の帯材を巻き取る
テンシランリール3の間に溶融塩槽4や水洗槽5を配置
し、5〜20kg/sa”程度あるいはそれ以上の張力
を帯材に加えるようにすると、平坦度の極めて優れた着
色チタン材が得られる。
When strips are continuously treated by the method of the present invention, the high temperature of the bath and its rather high viscosity may cause the titanium plates to become distorted and, in the case of thin plates, to deteriorate the flatness. It was found to be easy to do. In order to prevent the flatness from deteriorating during the continuous processing, it has been found that it is effective to process the titanium strip while applying tension in the longitudinal direction. The method of applying tension is not particularly limited, but for example, as shown in the attached drawings, molten salt is used between the brake-equipped payoff reel 2 that sends out the treated strip 1 and the tensilan reel 3 that winds up the treated strip. By arranging the tank 4 and the washing tank 5 and applying a tension of about 5 to 20 kg/sa" or more to the strip material, a colored titanium material with extremely excellent flatness can be obtained.

図中、6はすすぎ用の水シヤワー、7は乾燥用のエアー
ブローである。
In the figure, 6 is a water shower for rinsing, and 7 is an air blower for drying.

また、実施例に示すように、ステンレス鋼板は本発明の
着色処理によって、地金中のクロムが優先酸化するため
に耐食性がかなり劣化したのに対し、チタン材の場合に
は全く耐食性が劣化しなかった。したがって、本発明の
方法は、耐食性が極めて良好なチタン材の着色に特に適
した方法である。
Furthermore, as shown in the examples, the corrosion resistance of stainless steel sheets deteriorated considerably due to the coloring treatment of the present invention due to preferential oxidation of chromium in the base metal, whereas the corrosion resistance of titanium materials did not deteriorate at all. There wasn't. Therefore, the method of the present invention is particularly suitable for coloring titanium materials that have extremely good corrosion resistance.

また、本発明の方法で得られた着色材は、窒化被膜と異
なり表面が脆化していないので、着色処理後に曲げなど
の加工を受けても、着色面が損なわれることはなく、加
工性に優れている。
In addition, unlike nitrided coatings, the surface of the coloring material obtained by the method of the present invention is not brittle, so even if it is subjected to processing such as bending after coloring, the colored surface will not be damaged and the workability will be affected. Are better.

以下、実施例により本発明をさらに説明するが1、本発
明の方法はこれらに制限されるものではない。
The present invention will be further explained below with reference to examples, but the method of the present invention is not limited thereto.

裏旌透土 工業用純チタン(JIS 2種)およびチタン合金(T
i−6χA1−4χV)の薄板を、NaN0s(硝酸ナ
トリウム)とKNOs (硝酸カリウム)の混合溶融塩
浴等各種溶融物浴中に浸漬し、浸漬時間、温度を変える
ことによって種々の色に着色した。処理条件と着色結果
を下記の第1表にまとめて示す。
Industrial pure titanium (JIS Class 2) and titanium alloy (T
A thin plate of i-6χA1-4χV) was immersed in various molten baths, such as a mixed molten salt bath of NaNOs (sodium nitrate) and KNOs (potassium nitrate), and colored in various colors by changing the immersion time and temperature. The processing conditions and coloring results are summarized in Table 1 below.

阻1〜4および8〜20ならびに22〜24は、0.4
X 70 X 150閣の純チタンの切板もしくは0.
5X70×150腫のチタン合金の切板を寞験室的に処
理した試験であり、具体的には内径1501、深さ35
0■のNi製ポットに試験片の浸漬に十分な量の上記混
合物を入れ、ニクロム線電熱ヒーターで所定温度に加熱
して溶融物浴を調製した。浴の撹拌を行う場合、撹拌は
電動モーターを用いた撹拌機により1100rpの回転
数で行った。
1-4 and 8-20 and 22-24 are 0.4
x 70 x 150 pure titanium cut plate or 0.
This is a test in which a titanium alloy cut plate with a size of 5 x 70 x 150 mm was treated in a laboratory, and specifically, the inner diameter was 1501 mm and the depth was 35 mm.
An amount of the above mixture sufficient for immersing a test piece was placed in a 0.0 mm Ni pot and heated to a predetermined temperature with a nichrome wire electric heater to prepare a molten bath. When stirring the bath, stirring was carried out using a stirrer using an electric motor at a rotational speed of 1100 rpm.

石5〜7は、帯状の長尺純チタン材を、添付図面に示す
ような小規模な連続着色装置を用いて処理した試験であ
り、N[L7はこの連続処理において溶融塩槽の代わり
に電気炉を配置して、大気酸化法により連続着色した比
較試験である。隘10は、上と同じ寸法のチタン合金の
切板を、電気炉で大気酸化した比較試験である0階21
.25はチタン材そのものの対照材である。
Stones 5 to 7 are tests in which a strip-shaped long pure titanium material was treated using a small-scale continuous coloring device as shown in the attached drawing. This is a comparative test in which an electric furnace was installed and continuous coloring was performed using an atmospheric oxidation method. 10 is a comparative test in which a titanium alloy cut plate with the same dimensions as above was oxidized in the atmosphere in an electric furnace.
.. 25 is a control material of titanium material itself.

第1表の結果から明らかなように、本発明の溶融塩浴酸
化法は、比較用の大気酸化法に比べて色ムラが少な(、
また同じ金色を得る時間で比較すると処理時間も大気酸
化法より短くなる0色調は、大気酸化法とは異なる溶融
塩浴特有の色調が得られる。たとえば、例階7の大気酸
化法で得られた金色は明るい黄色に近い金色であるが、
溶融塩浴酸化法の阻6の金色はやや黒味がかった落ち着
いた惑じの金色である。
As is clear from the results in Table 1, the molten salt bath oxidation method of the present invention has less color unevenness than the comparative atmospheric oxidation method (
Furthermore, when comparing the time required to obtain the same golden color, the treatment time is shorter than that of the atmospheric oxidation method.The 0 color tone is different from the atmospheric oxidation method and produces a color tone unique to a molten salt bath. For example, the gold color obtained by the atmospheric oxidation method in Example 7 is a bright yellow gold color, but
The gold color obtained by the molten salt bath oxidation method is a calm and mysterious gold color with a slightly blackish tinge.

浴の撹拌を行った魔4の試験では、色・ムラがさらに減
少し、全く色ムラが認められなかった。これに対し、°
大気酸化法の患7および10は、中央部が金色であるに
もかかわらず、端部付近は酸化が進んで、赤〜紫色を呈
していた。
In the Demon 4 test in which the bath was stirred, the color and unevenness were further reduced, and no color unevenness was observed at all. On the other hand, °
Cases 7 and 10 obtained by the atmospheric oxidation method had a golden color in the center, but the oxidation progressed near the edges, giving them a red to purple color.

帯材を連続的に処理した場合、長さ方向に張力を加えな
い試験(lIi[L5)では板の一平坦度がやや悪化し
たが、適度の張力を加えた試験(N116 )では平坦
度が非常に良好であった。
When the strip material was processed continuously, the flatness of the plate deteriorated slightly in the test in which no tension was applied in the longitudinal direction (lIi[L5), but the flatness deteriorated slightly in the test in which moderate tension was applied (N116). It was very good.

阻11〜14は重クロム酸塩と硝酸塩の浴による着色例
であるが、金色や紫色の干渉色が得られた。
Samples Nos. 11 to 14 are examples of coloring using a bath of dichromate and nitrate, and gold and purple interference colors were obtained.

阻15〜17は硝酸塩に過マンガン酸塩を添加した浴に
よる着色例であるが、硝酸塩のみの場合に比べて処理時
間が大幅に短縮されることがわかった。
Samples Nos. 15 to 17 are examples of coloring using a bath in which permanganate was added to nitrate, and it was found that the treatment time was significantly shorter than when using only nitrate.

これは、過マンガン酸塩の酸化力が強いためと推測され
る。阻18〜20は水酸化物(アルカリ)に過マンガン
酸塩を添加した浴による着色例であるが、この場合には
、灰色、褐色、黒色の着色が可能である。また、いずれ
の着色材も曲げ試験による割れは発生せず、元の素材(
無処理材)と同等の加工性を有していた。
This is presumably due to the strong oxidizing power of permanganate. Nos. 18 to 20 are examples of coloring using a bath in which permanganate is added to hydroxide (alkali), and in this case, it is possible to color gray, brown, or black. In addition, none of the coloring materials cracked during the bending test, and the original material (
It had the same workability as untreated material).

1隻糎主 溶融塩浴酸化処理によるチタン材の劣化を調べるために
、実施例1の試験距lの着色試験片の耐食性をCASS
試験(JIS 00201−1964)により評価し、
未処理の純チタン試験片での結果と併せて次の第2表に
示す、比較のために、ステンレス鋼の5US304(1
8χCr−8XNi)  とSUS 430(16,5
χCr)のBA材(光輝焼鈍材、板厚0.4aa)を、
実施例1の試験Nα1の処理条件(ただし、処理時間は
1分)で着色したのち、その耐食性を未処理の試験材料
と共に同様に評価した結果も第2表に示す。
In order to investigate the deterioration of titanium material due to oxidation treatment in a molten salt bath, the corrosion resistance of the colored test piece of Example 1 with a test distance of 1 was measured by CASS.
Evaluated by test (JIS 00201-1964),
For comparison, stainless steel 5US304 (1
8χCr-8XNi) and SUS 430 (16,5
χCr) BA material (bright annealing material, plate thickness 0.4aa),
Table 2 also shows the results of coloring under the treatment conditions of test Nα1 in Example 1 (however, the treatment time was 1 minute) and evaluating the corrosion resistance in the same manner as with the untreated test materials.

第2表 第2表に示すように、ステンレス鋼を本発明の方法で着
色処理すると、条件が過酷なために耐食性がかなり劣化
するのに対し、耐食性の極めて優秀なチタンは全く劣化
せず、未処理材と同じ耐食性を示す。
Table 2 As shown in Table 2, when stainless steel is colored using the method of the present invention, its corrosion resistance deteriorates considerably due to the harsh conditions, whereas titanium, which has extremely excellent corrosion resistance, does not deteriorate at all. Shows the same corrosion resistance as untreated material.

(発明の効果) ■短時間で安定して均一なチタン材の着色ができ、処理
温度や、特に処理時間の11節により種々の色調を得る
ことができる。着色が均一であると、ロスが少なくなり
、特に帯材の連続処理においては有利である0着色均一
性の一層の向上には、溶融塩浴の撹拌が有効である。
(Effects of the Invention) - Titanium materials can be colored stably and uniformly in a short period of time, and various color tones can be obtained by changing the processing temperature and especially the processing time. Uniform coloring reduces loss, and stirring of the molten salt bath is effective for further improving coloring uniformity, which is particularly advantageous in continuous processing of strips.

■単に溶融塩浴に被処理材を浸漬するだけで処理できる
ので、設備や操作が簡単であり、帯材を容易に連続処理
することができる。また、既存の処理ラインを転用して
実施できる。連続処理の場合、帯材に適度の張力を加え
て処理すると、良好な平坦度を維持することができる。
■Since the treatment can be carried out by simply immersing the material to be treated in a molten salt bath, the equipment and operation are simple, and the strip material can be easily and continuously processed. Additionally, existing processing lines can be repurposed for implementation. In the case of continuous processing, good flatness can be maintained by applying appropriate tension to the strip material.

■処理条件が過酷であるにもかかわらず、着色表面が脆
化していないので、成形性も良好であり、成形加工して
も着色表面が損なわれない。また、処理後の耐食性の劣
化も認められない、したがって、成形加工を施して各種
用途に使用することができる。
(2) Despite the harsh processing conditions, the colored surface is not brittle, so moldability is good, and the colored surface is not damaged even during molding. In addition, no deterioration in corrosion resistance is observed after treatment, so it can be molded and used for various purposes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は、本発明の方法により帯材を着色処理する場
合に採用できる連続処理ラインの1例を模式的に示す。 1帯状チタン材    2 ペイオフリール3テンシヨ
ンリール  4 溶融塩槽 5水洗槽 出願人 日本ステンレス株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 章 − Δへ
The accompanying drawing schematically shows an example of a continuous processing line that can be employed when coloring a strip according to the method of the present invention. 1. Band-shaped titanium material 2. Pay-off reel 3. Tension reel 4. Molten salt tank 5. Washing tank Applicant: Japan Stainless Co., Ltd. Agent Patent attorney Akira Hirose - To Δ

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)酸化性の溶融物浴中にチタンまたはチタン合金材
を浸漬することを特徴とする、チタンおよびチタン合金
材の着色方法。
(1) A method for coloring titanium and titanium alloy materials, which comprises immersing titanium or titanium alloy materials in an oxidizing melt bath.
(2)前記溶融物が硝酸塩、重クロム酸塩、過マンガン
酸塩、水酸化物の一種または二種以上の混合物である、
特許請求の範囲第1項記載の方法。
(2) the melt is one or a mixture of two or more of nitrates, dichromates, permanganates, and hydroxides;
A method according to claim 1.
(3)前記溶融物浴を撹拌しながら浸漬を行う、特許請
求の範囲第1項または第2項記載の方法。
(3) The method according to claim 1 or 2, wherein the immersion is performed while stirring the melt bath.
(4)前記チタンまたはチタン合金材が帯材であり、こ
の帯材を長さ方向に張力を加えながら連続的に前記溶融
物浴に浸漬する、特許請求の範囲第1項ないし第3項の
いずれかに記載の方法。
(4) The titanium or titanium alloy material is a strip material, and the strip material is continuously immersed in the melt bath while applying tension in the longitudinal direction. Any method described.
JP62-156264A 1987-06-23 Coloring method for titanium and titanium alloy materials Granted JPH01279A (en)

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JPH01279A true JPH01279A (en) 1989-01-05
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