JPH08267149A - チタン板のポケットウェーブ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はチタン冷延板に、その機械的性質と
ロール成形法すなわち加工度に応じてポケットウェーブ
が最小になるように耳高さを調節した耳波を、適切、且
つ簡便に付与する方法を提供する。 【構成】 冷間圧延後真空焼鈍または連続焼鈍を施し、
耐力：１５０〜４００N/mm² ，ｒ値：０．５〜３．０，
均一伸び：５〜４０％の機械的性質を持つ純チタン板に
おいて、多段のロール成形によって７０°以上の折曲成
形加工を実施する場合に、あらかじめ板の成形方向に対
して平行な板端部にチタン板の材質に応じた部分伸び
（耳波）を付与すること。および下式のポケットウェー
ブ急峻度Ｙが０．３％以下となるように、あらかじめ耳
波高さＸをチタン板の材質に応じて付与することを特徴
とするロール成形後に発生するチタン板のポケットウェ
ーブ防止方法である。 Ｙ＝｛−０．０９１Ｘ＋
α｝

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチタン冷延板を曲げ加工
し、屋根板や壁材等の建築部材、或いはその他機械設備
の部材等にロール成形する場合に、ポケットウェーブが
発生せず、平坦な成形部材を得る方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】チタン材は耐食性に富み、且つ比強度が
大きいために、特に腐食環境の厳しい地域での屋根板や
壁等の外装部材として適しており、近年この部材に多用
されるようになっている。この部材に適用されるチタン
材は、冷間圧延した後真空焼鈍または連続焼鈍を施して
製造される薄板であるが、部材へのロール成形に際し、
急俊な折曲げ加工が行われるため、その材質特性からポ
ケットウェーブという波状の表面欠陥（凹凸）が発生し
やすい。

【０００３】ポケットウェーブは板端部を折曲げるロー
ル成形時において、折曲げ部分が部材長手方向に縮もう
とする力が働くとき、板中央の平坦部分にこの圧縮によ
る内部応力が生じ、座屈することにより発生すると考え
られている。これを防止するために、ロール加工の段数
を増やし、１回当たりの加工量を少なくすることによ
り、歪みを低減する方法や、素材板厚を大きくしたり、
板自身の耐力（機械的強度）を向上させ座屈しにくくし
てポケットウェーブの発生を抑制する方法があるが、前
者の場合は製造工数や設備の増加に繋がりコストアップ
になり、また、後者の場合は、素材の薄手化に逆行し、
これもまたコスト増になる。

【０００４】この様な成形工程上の対策でなく、チタン
板自体の材質を改善するために、最終的な特定条件の焼
鈍と酸洗により、製品の平均結晶粒径を３〜６０μｍに
調整することにより成形時のポケットウェーブを抑える
方法が特公昭６４−１５４６号公報に開示されている。

【０００５】また、特公平６−１０３２９号公報には、
冷延−連続焼鈍で平均結晶粒径を５〜２８μｍとし、焼
鈍直後から加工成形間での間に弾性限を越える変形が与
えられておらず、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、成形時波打ち状の変形
の少ないチタン板が提案されている。

【０００６】しかしながら、これらの方法は板そのもの
の材質による制御であり、熱処理或いは成分の調整によ
り作り込みが必要である。従って製鉄所のような大きな
工場では、要求に応じて即座に対応することは困難であ
る。また、建築部材には種々の種類および形状があり、
それに伴ったロール成形法が実施され、それぞれの加工
の程度も異なっている。この様な多くの種類のロール成
形に対応するには、上記した先行技術における冶金的方
法のみではポケットウェーブの発生を完全に解消するの
は難しい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この様な現状から本発
明は、従来の問題点をさらに改善するものであり、チタ
ン冷延板に、その機械的性質とロール成形法すなわち加
工度に応じてポケットウェーブが最小になるように耳高
さを調節した耳波を、適切、且つ簡便に付与する方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、 冷間圧延後真空焼鈍または連続焼鈍を施し、耐力：１
５０〜４００N/mm² ，ｒ値：０．５〜３．０，均一伸
び：５〜４０％の機械的性質を持つ純チタン板におい
て、多段のロール成形によって７０°以上の折曲成形加
工を実施する場合に、あらかじめ板の成形方向に対して
平行な板端部にチタン板の材質に応じた部分伸び（耳
波）を付与することを特徴とするロール成形後に発生す
るチタン板のポケットウェーブ防止方法。および 多段のロール成形によって７０°以上の折曲成形加工
を実施する場合に、ポケットウェーブ急峻度Ｙが０．３
％以下となるように、あらかじめ板の成形方向に対して
平行な板端部に下記（１），（２）式を満たすように耳
波高さＸをチタン板の材質に応じて付与することを特徴
とする前項記載のロール成形後に発生するチタン板の
ポケットウェーブ防止方法である。 Ｙ＝｛−０．０９１Ｘ＋α｝≦０．３ ‥‥‥‥‥（１） α＝０．００３ＹＳ−２．３０ｒ−０．００２Ｕ−０．００３Ｗ ＋３．５０７ ‥‥‥‥‥（２） ただし Ｘ：耳波高さ（mm） Ｙ：ポケットウェーブ急峻度（％） ＹＳ：耐力（N/mm² ） ｒ：ｒ値 Ｕ：均一伸び（％） Ｗ：加工度（ロール１段当りの曲げ角度）

【０００９】

【作用】本発明の素材は、ＪＩＳ Ｈ４６００で規定さ
れる工業用１種乃至３種の純チタン薄板であって、冷間
圧延後、加工性を付与するために真空焼鈍または連続焼
鈍を施したものであり、機械的性質として、耐力：１５
０〜４００N/mm² ，ｒ値：０．５〜３．０，均一伸び：
５〜４０％を有するものを対象とする。

【００１０】このチタン冷延板（以下単にチタン板又は
素材という場合がある。）は屋根板や壁板などの内外装
建築部材に加工して用いられるが、この加工は素材を多
段すなわち４〜２５段程度に多数配置した成形ロールに
噛み込ませて行ない、素材の板幅方向端部を曲げ加工
し、用途部材に適した形状に成形する。

【００１１】このようなロール成形加工を行なったチタ
ン板には、ポケットウェーブが発生しやすい。図３はポ
ケットウェーブを模式的に示したものであり、（ａ）図
は部材１両端部を右下より左上に成形した後の形状であ
り、部材１の中央部にポケットウェーブ２-1〜２-4(n)
が発生している状態をあらわしている。また、（ｂ）図
は（ａ）図のＡ−Ｂ線を断面した状態を示し、図中に表
示するｈ-1〜ｈ-4(n)はポケットウェーブ２-1〜２-4(n)
のそれぞれに対応する高さであって、この値より下記
式に示したポケットウェーブの急峻度（ＰＷＨ）（％）
を求めることができる。

【数１】

【００１２】このポケットウェーブは部材の中央部に形
成される凹凸であり、板表面の明るさ（粗度）によって
も異なるが、表面に波状のうねりとなって現れ、部材の
外観を著しく損ねる。そのためポケットウェーブの急峻
度（ＰＷＨ）はその値を小さくするほどポケットウェー
ブの大きさが小さくなり、成形した板は平坦となる。従
って、この値が０％となるのが最も好ましいが、通常、
０．３％程度までであれば目視でのポケットウェーブが
顕著に見られず許容範囲といえる。好ましくは０．２％
以下にすべきである。

【００１３】本発明は部材成形後に発生するポケットウ
ェーブを小さくするため、すなわちポケットウェーブの
急峻度を出来るだけ０に近付けるために種々検討した結
果、成形加工前の素材に、機械的性質およびおよびロー
ル成形加工度に応じて適度の高さを有する耳波を付与す
ることにより、ポケットウェーブ急峻度を低くすること
ができることがわかった。

【００１４】図１は、表１に示す２種類の材料に関し
て、種々の大きさの耳波を付与してロール成形を行い、
それに対するロール成形後に生じたポケットウェーブを
測定し、その測定結果をプロットして示したものであ
る。

【００１５】

【表１】

【００１６】これによると、耳波高さＸとポケットウェ
ーブ急峻度とは図示の通り直線関係になっていることが
分かった。すなわち、最適の大きさの耳波を付与するこ
とによりポケットウェーブ急峻度を最小にすることがで
きる。また、その耳波高さとポケットウェーブ急峻度と
の関係は、材質（耐力、ｒ値、均一伸び）とロール成形
加工度（ロール１段当りの曲げ角度）によって異なるこ
とも同時に判明した。すなわち、材質（耐力、ｒ値、均
一伸び）とロール成形加工度が異なるとポケットウェー
ブ急峻度を最小にする耳波高さが異なるのである。それ
はすなわち、耳波高さＸとポケットウェーブ急峻度Ｙと
の関係を示す直線が図２に示すように、平行移動するの
である。従って、ポケットウェーブ急峻度（％）と耳波
高さ（mm）の関係は実験結果を重回帰分析を行うことに
より判明し次式で書き表すことができることを見いだし
た。 Ｙ＝｛−０．０９１Ｘ＋α｝ ‥‥‥‥‥（１） Ｙ：ポケットウェーブ急峻度（％） Ｘ：耳波高さ（mm） このαは材質（耐力、ｒ値、均一伸び）とロール成形加
工度に対して次の式で記述することができることも同時
に実験結果の重回帰分析から見いだした。 α＝０．００３ＹＳ−２．３０ｒ−０．００２Ｕ−０．００３Ｗ ＋３．５０７ ‥‥‥‥‥（２） ただし ＹＳ：耐力（N/mm² ） ｒ：ｒ値 Ｕ：均一伸び（％） Ｗ：加工度（ロール１段当りの曲げ角度） これにより、材質と加工度が決まればポケットウェーブ
急峻度を最小にする耳波高さが一意的に決定できるので
ある。この式を用いてチタンの材質、ロール成形加工度
が与えられると、ポケットウェーブを最小にするために
必要な耳波高さＸを決定することができる。

【００１７】図１に素材（切り板）３に付与する耳波高
さＥ-1〜Ｅ-6(n) を模式的に示す。板の中央部は平坦で
あり、端部のみを伸ばして波状にしている。耳波高さ
（ＥＷＨ）はｎ個の耳波高さを平均する下記式で求める
ことができる。

【数２】

【００１８】耳波を付与する方法はチタン板を製造する
工程にあるローラーレベラー等で実施すればよく、実質
的な付加工程にならない。

【００１９】

【実施例】表２に示す成分からなる純チタン供試材（Ｊ
ＩＳ１種）を用い、０．４mmの板厚に冷間圧延した後真
空焼鈍を施し調質圧延において種々の材質（耐力、ｒ
値、均一伸び）に造り分けた供試材を用意した。その供
試材をロール段数３〜２０段からなる種々のロール成形
機を用いて成形実験を実施した。

【００２０】表３において、Ｎｏ．１〜４は原板の耳波
が０mmであるもので、これを成形したところポケットウ
ェーブ急峻度は０．６〜０．９％と非常に高い数値を示
しこれは満足できる水準ではない。それに対しＮｏ．５
〜８の実施例では（１），（２）式からポケットウェー
ブ急峻度を０にする耳波高さを算出し、それに基づき実
際に耳波を付与させた後ロール成形を実施した。その結
果、ポケットウェーブ急峻度は０．２〜０．３％の値を
示し満足できる水準に達した。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来にお
けるような大型設備の設置を伴う冶金的手法に依存する
ことなく、チタン冷延素材に、その機械的性質とロール
成形法すなわち加工度に応じてポケットウェーブが最小
になるように、加工前の素材端部に適宜の耳高さとなる
耳波を成形し、しかもこれを簡単な機械的加工によって
を付与できる。すなわち平坦度の高いチタン板の供給を
要求に応じて即時に対応できるため、その工業的効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチタン冷延板に付与する耳波の状況と
耳波高さを模式的に示す図。

【図２】耳波高さ（ＥＷＨ）とポケットウェーブ急峻度
（ＰＷＨ）との関係を示す図。

【図３】ロール成形後の部材にポケットウェーブが出現
した状態とポケットウェーブ急峻度を模式的に示し、
（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ｂ線断面図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比護 剛志 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 高山 勇 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 原田 尚明 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 西田 祚章 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 木村 欽一 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 田村 忠夫 神奈川県綾瀬市上土棚533番地 株式会社 忠技研内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷間圧延後真空焼鈍または連続焼鈍を施
   し、耐力：１５０〜４００N/mm² ，ｒ値：０．５〜３．
   ０，均一伸び：５〜４０％の機械強度を持つ純チタン板
   において、４段以上２５段以下のロール成形によって７
   ０°以上の折曲成形を実施する場合に、あらかじめ板の
   成形方向に対して平行な板端部にチタン板の材質に応じ
   た部分伸び（耳波）を付与することを特徴とするロール
   成形後に発生するチタン板のポケットウェーブ防止方
   法。
2. 【請求項２】 ４段以上２５段以下のロール成形によっ
   て７０°以上の折曲成形を実施する場合に、ポケットウ
   ェーブ急峻度Ｙが０．３％以下となるように、あらかじ
   め板の成形方向に対して平行な板端部に下記（１），
   （２）式を満たすように耳波高さＸをチタン板の材質に
   応じて付与することを特徴とする請求項１記載のロール
   成形後に発生するチタン板のポケットウェーブ防止方
   法。 Ｙ＝｛−０．０９１Ｘ＋α｝≦０．３ ‥‥‥‥‥（１） α＝０．００３ＹＳ−２．３０ｒ−０．００２Ｕ−０．００３Ｗ ＋３．５０７ ‥‥‥‥‥（２） ただし Ｘ：耳波高さ（mm） Ｙ：ポケットウェーブ急峻度（％） ＹＳ：耐力（N/mm² ） ｒ：ｒ値 Ｕ：均一伸び（％） Ｗ：加工度（１ロール当りの曲げ角度）