JPH0196362A - 純チタン薄板 - 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］ 本発明は主として建築物の屋根、外壁或は内装パネル等
の建材用途に使用される純チタン薄板に関し、特に成形
時にベコと呼ばれる波打ち状の歪が発生しない様な純チ
タン薄板に関するものである。

［従来の技術］ 純チタン薄板は冷間圧延工程後に真空焼鈍を行なって製
造されるのが一般的であり、この様な焼鈍方法で製造さ
れた純チタン薄板（以下単にチタン板ということがある
）を例えば屋根板や壁材等に使用する場合には、チタン
板に成形加工を施こす際に前述のベコと呼ばれる表面欠
陥が生じ易いということが指摘されている。ベコが発生
・すると屋根や壁の外観が著しく損なわれ、チタンや着
色チタンの折角の特色が失なわれてしまう。

この様なベコが発生する原因としては、成形時において
折曲部分が長手方向に縮み、圧縮による内部応力が平坦
部に生じることに起因すると考えられており、ベコの発
生はプレス曲げ成形を行なう場合に比べて、ロール成形
を行なう場合の方がより顕著である。

ベコの発生を防止する手段としては従来から下記の様な
各種の方法が採用されている。

（１）ロール成形におけるパススケジュールを最適化す
るという着想のもとで、成形ロールの段数を増加し、−
段当たりの成形量を少なくする。

（２）ベコは元々素材平坦部の座屈現、象によって生ず
るものであることから素材の板厚を厚くして座屈の発生
を抑制する。

（３）ベコの発生を防止する目的で素材の材質を改善す
る［薄鋼板について検討した例：塑成と加工Ｖｏｌ　２
Ｇ、　ＮＯ，２２５（１９７９）　Ｐ、９３３］等があ
り、それによれば （３−イ）素材の比例限を３５　ｋｇ／ｍｍ２以上に高
める（３−０）素材の歪比（引張りと直角方向の縮み歪
／引張り方向の伸び歪）を低くする （３−Ａ）素材の降伏伸び（ＹＥ）を大きくする等の提
案がなされている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記の従来技術には以下の様な問題がある
。

（１）について 屋根施工の作業の様に、現地成形を行なうことが多い用
途では、成形機のロール段数を増やすことによる総重量
増加や必要スペースの増加は作業性の面で大きな負担と
なり、勿論設備コストの増大も顕著である。またチタン
板は軟鋼板に比べてもはるかにベコが発生し易い材質で
あるところから、従来軟鋼板用として使用されてきた成
形機でバススケジュールを変更するといった上述の手段
だけではチタン板のベコ発生防止の根木的且つ有効な方
法とはなり得ない。

（２）について チタン板は材料コストが高いので、チタン板を厚くする
方法はコスト抑制の面から採用し難い。

（３）について 薄鋼板の素材々質を改善する上記方法をチタン板に転用
することは次の理由により採用し難い。

前記（３−イ）の場合 チタンは不純物元素を多くすれば比例限が大となるが、
現地施工を容易にする必要があり、またチタンのヤング
率は鋼の２分の１程度と小さい為、成形及び施工時のス
プリングバックが大きくなる傾向にあって、これを防止
することも必要である。この様な理由から不純物元素含
有量が少ない軟質材が使用されるのが通例であり、比例
限も高々２５　ｋｇ／ｍｍ２程度のものであることがら
ベコの防止は達成できない。

前記（３−口）の場合 等方性に近い材質である鋼は歪比を小さくすることはで
きるが、チタンは異方性が強いので鋼はどに歪比を小さ
くすることはできない。

前記（３−Ａ）の場合 降伏伸びが６〜８％であればベコ防止に有利であるとさ
れる。鋼の降伏伸びは極めて大きいので（３−Ａ）の方
法は有力であろうがチタンは鋼はどのの降伏伸びを示さ
ないので有効性は期待されない。

本発明はこの様な状況に鑑みてなされたものであって、
その目的は従来技術の上記問題点をことごとく解決して
、成形時におけるベコの発生を極力抑制することができ
るチタン板を提供することにある。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明は冷間圧延及び連続焼鈍を行なうことによって製
造される成形加工用純チタン薄板であって、平均結晶粒
径が５〜２８１μｍであると共に、少なくとも圧延方向
に対して直角方向に変形した際に降伏現象を示すことを
要旨とするものである。

［作用］ 本発明者等はチタン板の成形時におけるベコの発生原因
を研究・検討して素材の変形初期の変形挙動とベコ発生
との関係を追跡した。その結果素材の降伏現象の有無が
ベコ発生と密接に関連していることを知った。即ち例え
ば第１図に示す様にチタン板１を折曲部２及び２′でそ
れぞれ矢印Ｐ及びＰ′方向に折曲加工する場合に、折曲
部２及び２′が降伏現象を示せば、折曲に伴って生ずる
内部応力はチタン板平坦部１′中心部Ｑ方向、つまり矢
印Ｒ及びＲ′方向へそれ以上伝播することがない。従っ
てチタン板平坦部１′に対して、折曲線方向すなわち第
１図の矢印Ｒ及びＲ′方向と直角方向の圧縮応力を生じ
ずベコの発生が防止されることとなる。降伏現象はチタ
ン板の折曲方向、つまり第１図でいえば折曲部２に対し
て矢印Ｐ方向に生じることが必要である。従ってチタン
板が圧延方向からの折曲げを受ける場合は、この方向か
らの降伏現象が必要であるが、チタン板の成形加工にお
いて特にベコが発生し易いロール成形では、折曲げ方向
はチタン板の圧延方向に対して直角方向になるのが一般
的である。本発明者等の研究によれば、この場合チタン
板の平均結晶粒径を５〜２８μｍに調整すればシャープ
な降伏現象を示すこと示わかった。５μｍ未満でも降伏
現象が現われ、ベコ防止効果はあるが平均結晶粒子径が
小さくなりすぎると延性が劣化して、施工時の折曲げ加
工の際に割れが発生するおそれがある。このため特に建
材用などの用途に使用する場合５μｍ以上であ菰ことが
望ましい。尚降伏現象を生じるには焼鈍直後から加工成
形化の間にチタンに弾性限を超える様な変形が与えられ
ないことが必要である。

この様なチタン板の製造方法を検討したところ、チタン
板を連続焼鈍した後、更に酸洗すればよく、この場合板
表面を平坦に保った状態で加熱・冷却することが有効で
あることがわかった。

そして平均結晶粒子径を５μｍ以上とするには焼鈍温度
が６００℃以上、一方２８μｍ以下とするには７５０℃
以下であることが望ましく、焼鈍時間は（２〜６）分と
することが適正条件であることもわがりた。最終の連続
焼鈍と酸洗は薄板を連続的に走行させて同一速度で行な
うものであるから、所要時間が６分を超える様な遅い搬
送速度であると後続の酸洗時間も長くなって酸洗過剰と
なり、歩留りの低下や表面荒れを招く。尚従来行なわれ
ている真空焼鈍によっても平均結晶粒径５〜２５μｍの
ものを得ることはできる。しかしながら真空焼鈍では大
型コイルに巻いた状態で加熱・冷却を行なうのでコイル
全体に均一な微細結晶粒を形成することが困難である。

また焼鈍後コイルに巻き癖がついているために平坦度を
上げる目的でスキンバスやレベリングが行なわれるのが
一般的であり、その結果シャープな降伏現象が消失して
しまう傾向がある。更に連続焼鈍＋酸洗したものは光沢
が抑えられる結果ベコは目立ちにくいが、真空焼鈍を施
したものは光沢があり、ベコが目立ちやすい。

以下実施例について説明するが、本発明は下記実施例に
限定されるものではなく、前・後記の趣旨に徴して適宜
設計変更することは本発明の技術範囲に含まれる。

［実施例］ 製造条件を種々変化させたチタンコイルを供試材として
圧延方向（ロール成形方向）と直角方向への引張試験を
行ない、降伏現象の有無とロール成形を行なった後のベ
コの発生状況の関係を調査した。この場合製造条件は次
の様に変化させた。

（イ）最終焼鈍方法：真空焼鈍（ＶＡ）又は連続焼鈍＋
酸洗（ＡＰ） （ロ）焼鈍温度二６５０〜８３０℃ （Ａ）焼鈍後のスキンバス：有又は無 ＡＰ工程においては、加熱及び冷却ゾーンで板を水平に
保ち、冷却ゾーンを十分に長くして搬送ロールへの接触
に際しては弾性限界を超える変形を与えないようにした
。酸洗工程の前にソルトバスによる加熱を行なったがこ
の場合も弾性限界を超える変形を与えなかった。第１表
に製造条件と試験結果を示す。

第１表より明らかな様に本発明例の供試材（１）〜（５
）は成形時にいずれも降伏現象を示し、ベコはほとんど
発生しなかった。一方比較例の供試材（６）〜（８）及
び（１１）〜（１５）は平均結晶粒径が２５μｍを超え
るため変形時に降伏現象を生じず、その結果いずれもベ
コが発生し、特に真空焼鈍及びスキンパスを行なった（
１１）〜（１５）はベコの発生が顕著であった。比較例
（９）はＡＰ工程で製造し、かつ平均結晶粒径は２５μ
ｍ以下であるがスキンパス工程を施すことにより降伏現
象を生じないものとなり、その結果ベコの発生が著しか
った。また比較例（１０）は平均結晶粒径が２５μｍ未
満であるが、真空焼鈍を行なったものであって、スキン
パス工程を要するため降伏現象を生じずベコが発生した
。尚引張試験における降伏現象有無の例として第１表の
供試材のうち（２）　、　（４）　、　（６）及び（１
２）について応力−歪曲線をそれぞれ第２〜５図に示し
た。応力−歪曲線はインストロン型試験機を使用して、
ＪＩＳ　　２２２０１　．１３号Ｂ試験片の裏表に歪ゲ
ージを張付けて測定した。

第２図及び第３図から供試材（２）及び（４）について
は降伏現象を生じる（図中、Ｃで示す）ことがわかり、
一方第４図及び第５図から供試材（６）及び（１２）は
降伏現象を生じないことがわかる。

［発明の効果］ 本発明のチタン薄板は上記の様に構成されているから成
形加工時にベコの発生をほぼ完全に抑制することができ
ることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図はチタン薄板を折曲加工する場合の折曲方向と圧
縮応力伝播方向の関係を説明する図、第２〜５図はそれ
ぞれ本発明の実施例及び比較例の供試材（２）　、　（
４）　、　（６）　、及び（１２）についての応力−歪
曲線図である。 １・・・チタン板　　　　１′・・・チタン板平坦部２
．２′・・・折曲部　　　Ｐ、Ｐ　’・・・折曲方向Ｒ
，Ｒ’・・・圧縮応力伝播方向 ７２図　　　　　　茅３図 第４図　　　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷間圧延及び連続焼鈍を行なうことによって製造される
   成形加工用純チタン薄板であつて、平均結晶粒径が５〜
   ２８μｍであると共に、少なくとも圧延方向に対して直
   角方向に変形した際に降伏現象を示すことを特徴とする
   純チタン薄板。