JPH0556203B2 - - Google Patents
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- JPH0556203B2 JPH0556203B2 JP62264997A JP26499787A JPH0556203B2 JP H0556203 B2 JPH0556203 B2 JP H0556203B2 JP 62264997 A JP62264997 A JP 62264997A JP 26499787 A JP26499787 A JP 26499787A JP H0556203 B2 JPH0556203 B2 JP H0556203B2
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- Metal Rolling (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、工業用純チタンの板および帯の製造
において、インゴツト材またはそれを加工した鍛
造材や分塊材を温間または冷間で圧延することに
より、従来の製造工程にかかるコストを削減する
とともに、良好な表面性状を有する工業用純チタ
ン板および帯の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 純チタンは酸素との親和性が非常に強く、高温
において酸化されやすい性質を有している。そこ
で、純チタンの溶解は一般にVAR（消耗電極型真
空アーク溶解炉）などを用いて真空中で行い、円
柱形のインゴツトを製造している。そして通常は
このインゴツトを鍛造あるいは分塊圧延によつて
スラブにした後、熱間圧延−焼純−酸洗−表面キ
ズ取り研削の各工程を経て厚板あるいは中板を製
造し、また続いて冷間圧延−真空焼純を行つて薄
板を製造している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このうち、インゴツトの鍛造や分塊圧延、さら
に熱間圧延などの高温加熱時には、前述のように
素材の表面酸化が顕著となり、酸化スケールロス
でけでなく表面に形成された硬化層によつて加工
後の素材の表面性状に肌荒れや疵などの悪影響が
生じる。そのため鍛造あるいは分塊圧延後のスラ
ブの表面機械加工や部分研磨、また熱間圧延後の
厚板あるいは中板のメカニカルデスケーリングと
それに続く酸洗は必須工程となつている。さらに
薄板製造の場合、酸洗による熱間圧延板の表面ス
ケール除去が不十分な場合には冷間圧延時に表面
疵が発生する恐れがあるため、熱間圧延−酸洗板
の表面残留スケールを研削によつて完全に除去す
ることが必要である。このように良好な表面性状
を有する工業用純チタン板および帯を製造する上
で、表面手入れに関係する工程による歩留低下と
製造コストの増加は、大きな問題点となつてい
る。 本発明は、工業用純チタンの板および帯の製造
において、従来の製造工程にかかるコストを削減
するとともに、良好な表面性状を有する工業用純
チタン板および帯を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段・作用〕 本発明者は、工業用純チタン板および帯の製造
に関わる上記問題点を解決すべく、表面酸化スケ
ールの生成を最小限に押さえて製造する方法につ
いて検討した結果、従来鍛造や分塊圧延あるいは
熱間圧延で適用されていた加熱温度よりかなり低
い加熱温度範囲でも、また加熱しなくても、イン
ゴツトあるいはその鍛造材、分塊材の圧延が可能
であることを明らかにし、本発明を完成させた。 すなわち本発明は、工業用純チタンのインゴツ
ト材または該インゴツト材を加工した鍛造材もし
くは分塊材を、該材料の酸素含有量〔Ｏ〕に応じ
て１式を満足する圧下率Ｒ（％）および材料温度
Ｔ（℃）で圧延することを特徴とする。 Ｒ−0.06×Ｔ≦150−490×〔Ｏ〕 ……１式 Ｒ：圧下率（％） Ｔ：材料温度（℃） 但しＴ≦780℃ 〔Ｏ〕：チタンの酸素含有量（wt％） 本発明において、工業用純チタンとはJISの１
種、２種および３種などの材料である。インゴツ
ト材とは鍛造したままの状態の材料であり、鍛造
材とはインゴツト材を熱間、温間あるいは冷間で
鍛造した材料、分塊材とはインゴツト材あるいは
鍛造材を熱間、温間あるいは冷間で分塊圧延した
材料である。また本発明で得られる板は、スラ
ブ、厚板、中板および薄板であり、帯は帯状の中
板または薄板をコイルにしたものである。 材料温度が低すぎたり圧下率が高くなると耳割
れが発生し、歩留まりの低下や圧延中の板破断な
どの事故が生じる可能性が高くなるため、これら
の圧延条件は耳割れの生じない範囲であることが
必要である。ここで言う耳割れとは、実用的に通
板上板破断などの原因となりうる程度の耳割れを
指す。そこで本発明者は、酸素含有量の異なる数
種の工業用純チタンのインゴツト材およびその鍛
造材を用い、これらを大気中で種々の温度に加熱
後圧延して、その時の材料温度と圧延後の板表面
性状の関係、および材料温度と耳割れ発生時の圧
下率の関係を求めた。その結果、まず圧延板の表
面性状に関しては、材料の酸素含有量に係わらず
材料温度が780℃より高いと、加熱時の表面酸化
量が粒状に表面に残留し、良好な表面を得るため
には、通常工程と同様にメカニカルデスケール
（シヨツトブラスト、液体ホーニング、ベンデイ
ング等）−酸洗の後、表面研削が必要であつた。
材料温度が780℃以下で700℃より高い場合には、
表面酸化層の影響はほとんどなく、メカニカルデ
スケールの後軽い酸洗（例えば酸濃度を低く、あ
るいは酸洗時間を短くして、溶解量で従来の約1/
１０）を行うことで良好な表面が得られた。材料温
度が700℃以下で650℃より高い場合には、メカニ
カルデスケールを行うことなく通常の酸洗のみで
良好な表面が得られた。これは圧延により表面酸
化皮膜が粉砕される効果が働いているためであ
り、さらに材料温度が650℃以下で600℃より高い
場合には、軽い酸洗のみで良好な表面が得られ
た。材料温度が600℃以下で400℃より高い場合に
は、圧延後の表面はスケール除去の必要がほとん
どないほど良好であり、かつ加熱時の生成した薄
い表面皮膜が圧延時の潤滑材となり、圧延板の表
面は従来の冷延板と比べて滑らかであつた。材料
温度が400℃以下の場合には、従来の冷延板表面
と全く差がなかつた。なお材料温度が700℃以下
の場合において、メカニカルデスケールと酸洗を
行つても、全く問題のない表面が得られることは
言うまでもない。しかし耳割れについてはこれが
発生する限界圧下率は材料の酸素含有量が少ない
程また材料温度が高い程高いことがわかつた。 第２図は酸素含有量が0.20wt％の純チタンイン
ゴツト材を、室温（約30℃）から870℃までの範
囲の温度で圧延した時の、耳割れ発生の有無を示
した図であり、○印は耳割れが全く発生しないか
あるいは微小な耳割れが発生するが通板上問題の
ない程度であることを、また×印は通板上問題と
なり得る大きさの耳割れが発生したことを示して
いる。第２図より通板上問題となるような耳割れ
の発生する限界圧下率Ｒおよび材料温度Ｔの関係
は直線（割れ発生限界線）で表されることがわか
る。一方、材料温度が780℃を超えると、加熱時
の表面酸化スケール生成が顕著となり、メカニカ
ルデスケールと酸洗だけでは良好な表面が得られ
なかつた。さらに同様の実験を酸素含有量が
0.01wt％から0.24wt％の数種の純チタンインゴツ
ト材およびその鍛造材と分塊材を用いて行つた結
果、第１図に示すようにインゴツト材、鍛造材あ
るいは分塊材のいずれにおいても、各材料の酸素
含有量および材料温度に応じて第１図に示す直線
の左側の範囲（直線上を含む）の圧下率で圧延す
れば、通板上問題となるような耳割れは発生しな
いことがわかつた。第１図の耳割れ発生限界線
を、チタンの酸素含有量〔Ｏ〕（wt％）、圧下率
Ｒ（％）材料温度Ｔ（℃）との関係を式で示すと１
式のように表すことができる。 Ｒ−0.06×Ｔ≦150−490×〔Ｏ〕 ……１式 Ｒ：圧下率（％） Ｔ：材料温度（℃） 〔Ｏ〕：チタンの酸素含有量（wt％） 工業用純チタンのインゴツト材または該インゴ
ツト材を加工した鍛造材もしくは分塊材を、該材
料の酸素含有量〔Ｏ〕に応じて１式を満足する圧
下率Ｒ（％）および材料温度Ｔ（℃）で圧延すれば
耳割れが発生しない。 〔実施例〕 (1) 酸素含有量が0.01wt％，0.09wt％（JIS ２種
相当）および0.21wt％（JIS ３種相当）の３種
類のインゴツト（直径305mm）を、圧延前の材
料温度を室温（30℃）から780℃の範囲の６水
準に変化させ、最終板厚を100mm（圧下率67
％），30mm（圧下率90％）および６mm（圧下率
98％）の３水準として圧延したところ、耳割れ
に関して表１に示すような結果（○印は耳割れ
が全く発生しないかあるいは微小な耳割れが発
生するが通板上問題のない程度であること、×
印は通板上問題となりうる程度の耳割れが発生
したことを示す）が得られた。表面性状に関し
ては、素材の酸素含有量や圧下率によらず表２
に示す条件で脱スケールしたところ良好な表面
が得られた。 (2) 酸素含有量が0.01wt％，0.10wt％（JIS ２種
相当）および0.20wt％（JIS ３種相当）の３種
類のインゴツト（直径305mm）を熱間で圧延し
てスラブ（厚さ130mm）とし、機械加工により
脱スケールした後、圧延前の材料温度を常温
（30℃）から780℃の範囲の６水準に変化させ、
それぞれ最終板厚を30mm（圧下率77％），６mm
（圧下率95％）および１mm（圧下率99％）の３
水準として圧延したところ、耳割れに関して表
３に示すような結果（表中の○×の意味は前記
表１と同じ）が得られた。各材料温度における
表面性状は実施例(1)と同じであつた。 (3) 酸素含有量が0.06wt％（JIS １種相当）およ
び0.10wt％（JIS ２種相当）の２種類のインゴ
ツト（厚さ40mm）、圧延前の材料温度を常温
（30℃）から780℃の範囲の６水準に変化させ、
最終板厚を6.0mm（圧下率85％）および0.7mm
（圧下率98％）の２水準として圧延したところ、
耳割れに関して表４に示すような結果（表中の
○×の意味は前記表１と同じ）が得られた。各
材料温度における表面性状は実施例(1)と同じで
あつた。
において、インゴツト材またはそれを加工した鍛
造材や分塊材を温間または冷間で圧延することに
より、従来の製造工程にかかるコストを削減する
とともに、良好な表面性状を有する工業用純チタ
ン板および帯の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 純チタンは酸素との親和性が非常に強く、高温
において酸化されやすい性質を有している。そこ
で、純チタンの溶解は一般にVAR（消耗電極型真
空アーク溶解炉）などを用いて真空中で行い、円
柱形のインゴツトを製造している。そして通常は
このインゴツトを鍛造あるいは分塊圧延によつて
スラブにした後、熱間圧延−焼純−酸洗−表面キ
ズ取り研削の各工程を経て厚板あるいは中板を製
造し、また続いて冷間圧延−真空焼純を行つて薄
板を製造している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このうち、インゴツトの鍛造や分塊圧延、さら
に熱間圧延などの高温加熱時には、前述のように
素材の表面酸化が顕著となり、酸化スケールロス
でけでなく表面に形成された硬化層によつて加工
後の素材の表面性状に肌荒れや疵などの悪影響が
生じる。そのため鍛造あるいは分塊圧延後のスラ
ブの表面機械加工や部分研磨、また熱間圧延後の
厚板あるいは中板のメカニカルデスケーリングと
それに続く酸洗は必須工程となつている。さらに
薄板製造の場合、酸洗による熱間圧延板の表面ス
ケール除去が不十分な場合には冷間圧延時に表面
疵が発生する恐れがあるため、熱間圧延−酸洗板
の表面残留スケールを研削によつて完全に除去す
ることが必要である。このように良好な表面性状
を有する工業用純チタン板および帯を製造する上
で、表面手入れに関係する工程による歩留低下と
製造コストの増加は、大きな問題点となつてい
る。 本発明は、工業用純チタンの板および帯の製造
において、従来の製造工程にかかるコストを削減
するとともに、良好な表面性状を有する工業用純
チタン板および帯を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段・作用〕 本発明者は、工業用純チタン板および帯の製造
に関わる上記問題点を解決すべく、表面酸化スケ
ールの生成を最小限に押さえて製造する方法につ
いて検討した結果、従来鍛造や分塊圧延あるいは
熱間圧延で適用されていた加熱温度よりかなり低
い加熱温度範囲でも、また加熱しなくても、イン
ゴツトあるいはその鍛造材、分塊材の圧延が可能
であることを明らかにし、本発明を完成させた。 すなわち本発明は、工業用純チタンのインゴツ
ト材または該インゴツト材を加工した鍛造材もし
くは分塊材を、該材料の酸素含有量〔Ｏ〕に応じ
て１式を満足する圧下率Ｒ（％）および材料温度
Ｔ（℃）で圧延することを特徴とする。 Ｒ−0.06×Ｔ≦150−490×〔Ｏ〕 ……１式 Ｒ：圧下率（％） Ｔ：材料温度（℃） 但しＴ≦780℃ 〔Ｏ〕：チタンの酸素含有量（wt％） 本発明において、工業用純チタンとはJISの１
種、２種および３種などの材料である。インゴツ
ト材とは鍛造したままの状態の材料であり、鍛造
材とはインゴツト材を熱間、温間あるいは冷間で
鍛造した材料、分塊材とはインゴツト材あるいは
鍛造材を熱間、温間あるいは冷間で分塊圧延した
材料である。また本発明で得られる板は、スラ
ブ、厚板、中板および薄板であり、帯は帯状の中
板または薄板をコイルにしたものである。 材料温度が低すぎたり圧下率が高くなると耳割
れが発生し、歩留まりの低下や圧延中の板破断な
どの事故が生じる可能性が高くなるため、これら
の圧延条件は耳割れの生じない範囲であることが
必要である。ここで言う耳割れとは、実用的に通
板上板破断などの原因となりうる程度の耳割れを
指す。そこで本発明者は、酸素含有量の異なる数
種の工業用純チタンのインゴツト材およびその鍛
造材を用い、これらを大気中で種々の温度に加熱
後圧延して、その時の材料温度と圧延後の板表面
性状の関係、および材料温度と耳割れ発生時の圧
下率の関係を求めた。その結果、まず圧延板の表
面性状に関しては、材料の酸素含有量に係わらず
材料温度が780℃より高いと、加熱時の表面酸化
量が粒状に表面に残留し、良好な表面を得るため
には、通常工程と同様にメカニカルデスケール
（シヨツトブラスト、液体ホーニング、ベンデイ
ング等）−酸洗の後、表面研削が必要であつた。
材料温度が780℃以下で700℃より高い場合には、
表面酸化層の影響はほとんどなく、メカニカルデ
スケールの後軽い酸洗（例えば酸濃度を低く、あ
るいは酸洗時間を短くして、溶解量で従来の約1/
１０）を行うことで良好な表面が得られた。材料温
度が700℃以下で650℃より高い場合には、メカニ
カルデスケールを行うことなく通常の酸洗のみで
良好な表面が得られた。これは圧延により表面酸
化皮膜が粉砕される効果が働いているためであ
り、さらに材料温度が650℃以下で600℃より高い
場合には、軽い酸洗のみで良好な表面が得られ
た。材料温度が600℃以下で400℃より高い場合に
は、圧延後の表面はスケール除去の必要がほとん
どないほど良好であり、かつ加熱時の生成した薄
い表面皮膜が圧延時の潤滑材となり、圧延板の表
面は従来の冷延板と比べて滑らかであつた。材料
温度が400℃以下の場合には、従来の冷延板表面
と全く差がなかつた。なお材料温度が700℃以下
の場合において、メカニカルデスケールと酸洗を
行つても、全く問題のない表面が得られることは
言うまでもない。しかし耳割れについてはこれが
発生する限界圧下率は材料の酸素含有量が少ない
程また材料温度が高い程高いことがわかつた。 第２図は酸素含有量が0.20wt％の純チタンイン
ゴツト材を、室温（約30℃）から870℃までの範
囲の温度で圧延した時の、耳割れ発生の有無を示
した図であり、○印は耳割れが全く発生しないか
あるいは微小な耳割れが発生するが通板上問題の
ない程度であることを、また×印は通板上問題と
なり得る大きさの耳割れが発生したことを示して
いる。第２図より通板上問題となるような耳割れ
の発生する限界圧下率Ｒおよび材料温度Ｔの関係
は直線（割れ発生限界線）で表されることがわか
る。一方、材料温度が780℃を超えると、加熱時
の表面酸化スケール生成が顕著となり、メカニカ
ルデスケールと酸洗だけでは良好な表面が得られ
なかつた。さらに同様の実験を酸素含有量が
0.01wt％から0.24wt％の数種の純チタンインゴツ
ト材およびその鍛造材と分塊材を用いて行つた結
果、第１図に示すようにインゴツト材、鍛造材あ
るいは分塊材のいずれにおいても、各材料の酸素
含有量および材料温度に応じて第１図に示す直線
の左側の範囲（直線上を含む）の圧下率で圧延す
れば、通板上問題となるような耳割れは発生しな
いことがわかつた。第１図の耳割れ発生限界線
を、チタンの酸素含有量〔Ｏ〕（wt％）、圧下率
Ｒ（％）材料温度Ｔ（℃）との関係を式で示すと１
式のように表すことができる。 Ｒ−0.06×Ｔ≦150−490×〔Ｏ〕 ……１式 Ｒ：圧下率（％） Ｔ：材料温度（℃） 〔Ｏ〕：チタンの酸素含有量（wt％） 工業用純チタンのインゴツト材または該インゴ
ツト材を加工した鍛造材もしくは分塊材を、該材
料の酸素含有量〔Ｏ〕に応じて１式を満足する圧
下率Ｒ（％）および材料温度Ｔ（℃）で圧延すれば
耳割れが発生しない。 〔実施例〕 (1) 酸素含有量が0.01wt％，0.09wt％（JIS ２種
相当）および0.21wt％（JIS ３種相当）の３種
類のインゴツト（直径305mm）を、圧延前の材
料温度を室温（30℃）から780℃の範囲の６水
準に変化させ、最終板厚を100mm（圧下率67
％），30mm（圧下率90％）および６mm（圧下率
98％）の３水準として圧延したところ、耳割れ
に関して表１に示すような結果（○印は耳割れ
が全く発生しないかあるいは微小な耳割れが発
生するが通板上問題のない程度であること、×
印は通板上問題となりうる程度の耳割れが発生
したことを示す）が得られた。表面性状に関し
ては、素材の酸素含有量や圧下率によらず表２
に示す条件で脱スケールしたところ良好な表面
が得られた。 (2) 酸素含有量が0.01wt％，0.10wt％（JIS ２種
相当）および0.20wt％（JIS ３種相当）の３種
類のインゴツト（直径305mm）を熱間で圧延し
てスラブ（厚さ130mm）とし、機械加工により
脱スケールした後、圧延前の材料温度を常温
（30℃）から780℃の範囲の６水準に変化させ、
それぞれ最終板厚を30mm（圧下率77％），６mm
（圧下率95％）および１mm（圧下率99％）の３
水準として圧延したところ、耳割れに関して表
３に示すような結果（表中の○×の意味は前記
表１と同じ）が得られた。各材料温度における
表面性状は実施例(1)と同じであつた。 (3) 酸素含有量が0.06wt％（JIS １種相当）およ
び0.10wt％（JIS ２種相当）の２種類のインゴ
ツト（厚さ40mm）、圧延前の材料温度を常温
（30℃）から780℃の範囲の６水準に変化させ、
最終板厚を6.0mm（圧下率85％）および0.7mm
（圧下率98％）の２水準として圧延したところ、
耳割れに関して表４に示すような結果（表中の
○×の意味は前記表１と同じ）が得られた。各
材料温度における表面性状は実施例(1)と同じで
あつた。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
このような本発明に係わる工業用純チタン板お
よび帯の製造方法を実施すれば、従来の条件で製
造した板および帯に比べ材料が低温で受ける変形
量が多くなるため、内部ひずみエネルギーの蓄積
が多くかつ均質となる。よつてその後に続く焼純
で再結晶が促進され、材質的にも均質でかつ良好
なものが得られる。
よび帯の製造方法を実施すれば、従来の条件で製
造した板および帯に比べ材料が低温で受ける変形
量が多くなるため、内部ひずみエネルギーの蓄積
が多くかつ均質となる。よつてその後に続く焼純
で再結晶が促進され、材質的にも均質でかつ良好
なものが得られる。
第１図および第２図は本発明の圧延条件を示す
図である。
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 工業用純チタンのインゴツト材または該イン
ゴツト材を加工した鍛造材もしくは分塊材を、該
材料の酸素含有量〔Ｏ〕に応じて１式を満足する
圧下率Ｒ（％）および材料温度Ｔ（℃）で圧延する
ことを特徴とする工業用純チタン板および帯の製
造方法。 Ｒ−0.06×Ｔ≦150−490×〔Ｏ〕 ……１式 Ｒ：圧下率（％） Ｔ：材料温度（℃） 但しＴ≦780℃ 〔Ｏ〕：チタンの酸素含有量（wt％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62264997A JPS63268503A (ja) | 1986-12-15 | 1987-10-20 | 工業用純チタン板および帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29680786 | 1986-12-15 | ||
| JP61-296807 | 1986-12-15 | ||
| JP62264997A JPS63268503A (ja) | 1986-12-15 | 1987-10-20 | 工業用純チタン板および帯の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268503A JPS63268503A (ja) | 1988-11-07 |
| JPH0556203B2 true JPH0556203B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=17838398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62264997A Granted JPS63268503A (ja) | 1986-12-15 | 1987-10-20 | 工業用純チタン板および帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63268503A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102711587B1 (ko) * | 2021-11-30 | 2024-09-27 | 한국재료연구원 | 등방성이 우수한 순수 타이타늄 및 그 제조 방법 |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62264997A patent/JPS63268503A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63268503A (ja) | 1988-11-07 |
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Legal Events
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