JPH0920972A - チタン継目無し管状材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨等の加工を施してもチリメン状，白雲状
の表面模様を生じることがないチタンの継目無し管状材
を製造する方法を提供する。 【構成】 チタンの鋳塊を鍛造して孔あき素材となして
からリングロ−リング法によって継目無しの管状材を製
造するに当り、鍛造やリングロ−リングに際しての加熱
温度をβ変態点未満に抑えると共に前記鍛造工程の間に
１０００℃/h以上の冷却速度でβ変態点を通過させる熱
履歴を確保し、かつこの急冷後の処理をβ変態点未満の
温度域で実施するチタン継目無し管状材の製造方法であ
って、鍛造の途中で実施する前記急冷の後の鍛造加工工
程で１ヒ−ト当りの加工度を１８％以上確保して鍛造
し、更に前記リングロ−リングは１ヒ−ト当りの加工度
を５０％以上確保しながら実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、研磨等の加工を施し
た表面に現れがちな地模様を生じることがない、金属箔
の電着ドラムとして好適なチタンの継目無し管状材を製
造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】近年、電子機器類等に適用する
ための電解析出箔（電析箔）の需要が急増しているが、
銅箔等の電析箔の製造には一般に生産性等の面からドラ
ム状の電解析出用電極（電着ドラム）が使用されてい
る。この電着ドラムは、電解液と接触する環境で用いら
れることから十分な耐食性が必要であり、そのため材質
としてチタンを適用する施策が進んでいる。

【０００３】ところで、上記“チタンを適用した電着ド
ラム”はチタン製のリング材（管状材）をインナ−ドラ
ムに焼き嵌めして組み立てられ、表面研磨工程を経て電
析箔の製造に供せられるが、チタン製の電着ドラム用管
状材を製造する方法として、当初は、チタンのシ−ト状
圧延材を丸めて突き合わせ端を溶接継ぎすることにより
管状材とする手法（板巻法）が採用されていた。しか
し、板巻法により作成された管状材には溶接継目が存在
しており、これは表面研磨工程を経ても目視的模様とし
て残留するので、該管状材を電着ドラムに適用すると、
製造される銅箔等の電析箔面に目視的模様がそのままプ
リントされて表面の均一性を損ないその商品価値を著し
く低下させるという問題があった。

【０００４】そこで、板巻法での溶接部に顕在化する目
視的模様を避けるため、チタン製電着ドラム用管状材の
製造手段として“本出願人が特開平３−１６９４４５号
として提案したようなリングロ−リング法（環状圧延
法）”を採用することが検討されつつある。

【０００５】このリングロ−リング法を適用した“電着
ドラム用のチタン製継目無し管状材を製造する工程”と
しては、まず鍛造によりチタン鋳塊から孔あき素材を製
造した後、該孔あき素材を熱間でリングロ−リングミル
により圧延する工程が採られる。

【０００６】しかしながら、上記リングロ−リング法に
よって得られる薄肉の管状材でも、研磨等により表面加
工すると表面の広い部位にチリメン状または白雲状の地
模様を発生することがあり、これがやはり電解箔面にプ
リントされて品質を落とす場合が見かけられた。

【０００７】このようなことから、本発明が目的とした
のは、研磨等の加工を施してもチリメン状及び白雲状の
ような不本意な表面模様を生じることがないチタンの継
目無し管状材を安定して製造する方法を確立することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究を行った結果、次に示すような一
連の知見を得ることができた。 a) リングロ−リング法によって得られるチタン管状材
の表面研磨等で顕在化する表面模様には材料の結晶粒及
び結晶方位が大きく影響しており、粗大な結晶や特定方
位の結晶粒の集合体が好ましくない表面模様の主因とな
っているため、表面研磨等で顕在化する表面模様を防止
するには、加工によって前記“特定方位の結晶粒の集合
体”が現れないような素材結晶方位のランダム化を促進
すると共に、結晶粒微細化を図る必要がある。

【０００９】b) チタン材の好ましい結晶方位のランダ
ム化を促進するには、鍛造やその後の加工に際しての加
熱温度をα域とし、それらの中間でβ焼入れ（中間熱処
理）を実施するのが有効である。 c) この際、鍛造の途中で中間熱処理を行う場合には、
中間熱処理後の鍛造加工度を特定の値以上とすることに
より結晶粒組織の効果的な微細化が叶う。 d) また、これらの方法を実施する場合、リングロ−リ
ングミルによる圧延での加熱温度をα域内（例えば７０
０℃以下）の低温加熱として結晶粒の粗大化を抑制しつ
つ、１ヒ−ト当りの圧延加工度を５０％以上とすること
により、結晶粒組織はより微細化し、前記表面模様が一
層安定して防止される。

【００１０】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたものであり、「チタンの鋳塊を鍛造して孔あき素材
となしてからリングロ−リング法によって継目無しの管
状材を製造するに当り、 鍛造やリングロ−リングに際し
ての加熱温度をβ変態点未満に抑えると共に前記鍛造工
程の間に１０００℃/h以上の冷却速度でβ変態点を通過
させる熱履歴を確保し、 かつこの急冷後の処理をβ変態
点未満の温度域で実施するチタン継目無し管状材の製造
方法であって、 鍛造の途中で実施する前記急冷の後の鍛
造加工工程で１ヒ−ト当りの加工度を１８％以上確保し
て鍛造し、 更に前記リングロ−リングは１ヒ−ト当りの
加工度を５０％以上確保しながら実施することによっ
て、 表面加工模様を生じることがないチタン継目無し管
状材を安定に製造し得るようにした点」に大きな特徴を
有するものである。

【００１１】ここで、本発明でいう「チタン」とは、純
チタンのほか、数重量％又はそれ以下の量でPd，Ru，P
t，Ta，Ni，Co，Mo，Ｗ等を添加したα型チタン合金を
意味するものとする。

【００１２】

【作用】さて、本発明では、チタンの鋳塊から継目無し
管状材を製造する際に実施される鍛造やリングロ−リン
グはβ変態点以上の温度とならない程度の加熱に続いて
α域にて行われるが、その鍛造工程の間に１０００℃/h
以上の冷却速度でβ変態点を通過させる熱履歴の付与、
即ち１０００℃/h以上の冷却速度でβ変態点を通過させ
る加熱・冷却処理が施される。なぜなら、これによって
表面加工の際に顕在化する表面模様の主因である“六方
晶のＣ軸方向が板面垂直方向に向いた結晶粒の集合体”
が消滅し、得られるチタン管状体は表面研磨等を施して
も不都合なチリメン状模様を発生しにくくなるからであ
る。

【００１３】この場合、鍛造やリングロ−リングに際し
ての加熱温度やこれらの加工温度がβ変態点以上になる
と、結晶粒が粗大化して急冷処理後の鍛造又はリングロ
−リング時の加工度を大きくしても白雲模様の原因とな
り、またβ変態点を通過させる急冷処理時の冷却速度が
１０００℃/hよりも遅いと“六方晶のＣ軸方向が板面垂
直方向に向いた結晶粒の集合体”を十分に消滅させるこ
とができないので、やはりチリメン状模様を抑えること
が困難になる。

【００１４】更に、前記急冷処理後の加工や熱処理の温
度がβ変態点以上になるようなことがあると、その後の
徐冷で“六方晶のＣ軸方向が板面垂直方向に向いた結晶
粒の集合体”が再度形成されるので、表面研磨時のチリ
メン状や白雲状の模様発生の原因となる。従って、前記
急冷処理後に実施する各種の処理は何れもβ変態点未満
の温度域で行わなければならない。

【００１５】また、前記“１０００℃/h以上の冷却速度
でβ変態点を通過させる急冷処理”は鋳塊の鍛造工程の
途中で実施し、急冷後に続けられる残りのα域鍛造加工
工程での１ヒ−ト当りの加工度を１８％以上とすること
が必要である。なぜなら、この時の１ヒ−ト当りの加工
度が１８％未満であると、鍛造後の組織が粗粒となって
製品管状材を研磨した際に白雲状の表面模様を発生する
おそれが拭えないからである。

【００１６】更に、鍛造の後で実施されるところの“α
域加熱を伴うリングロ−リング”においては、１ヒ−ト
当りの圧延加工度を５０％以上としなければならない。
これは、リングロ−リング時における１ヒ−ト当りの圧
延加工度が５０％未満であると、得られるチタン管状材
表面の結晶粒が混粒となりがちで、表面研磨時に白雲状
の表面模様を発生する原因となるためである。

【００１７】続いて、本発明を実施例によって説明す
る。

【実施例】

〔実施例１〕工業用純チタン（JIS １種相当：β変態点
は８８５℃）の鋳塊を７００℃に加熱して鍛造を施すと
共に、その途中で一旦９５０℃に加熱後直ちに１１００
℃/hの冷却速度で６５０℃まで急冷する熱処理を行い、
その後７００℃に再加熱して鍛造を続け（１ヒ−トの
み）、急冷処理後の加工度が異なる複数の孔あき素材を
得た。

【００１８】次に、得られた各孔あき素材を７００℃に
加熱してからリングロ−リングミルによるリングロ−リ
ング（１ヒ−ト当りの加工度を５０％とした２回の加熱
・圧延）を実施し、外径が２０００mmで肉厚が１５mmの
電着ドラム用チタン管状材を製造した。

【００１９】このようにして得られた各電着ドラム用チ
タン管状材につき、その表面の結晶粒度を調査すると共
に、表面研磨（６００番手の羽布研磨）後の不都合模様
発生状況を調査した。これらの調査結果を、急冷処理後
の鍛造加工度と共に表１に示す。なお、表１には、鍛造
の途中で急冷処理を施さなかった例も紹介した。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１に示す結果からも、本発明法により、
研磨処理後に電着ドラム用として好ましくないチリメン
状模様及び白雲状模様を殆ど生じることのないチタン管
状材が得られることは明らかである。

【００２２】〔実施例２〕工業用純チタン（JIS １種相
当：β変態点は８８５℃）の鋳塊を７００℃に加熱して
鍛造を施すと共に、その途中で一旦９５０℃に加熱後直
ちに１１００℃/hの冷却速度で６５０℃まで急冷する熱
処理を行い、その後７００℃に再加熱して加工度が３０
％の鍛造処理を１ヒ−ト分だけ施して孔あき素材を得
た。次に、得られた各孔あき素材を７００℃に加熱して
から、種々の加工度でリングロ−リングミルによるリン
グロ−リングを実施し、外径が２０００mmで肉厚が１５
mmの電着ドラム用チタン管状材を製造した。

【００２３】このようにして得られた各電着ドラム用チ
タン管状材につき、６００番手の羽布で表面を研磨した
後の白雲状模様発生状況を調査したが、これらの調査結
果を整理して図１に示す。図１に示される結果からも、
リングロ−リング工程での１ヒ−ト当りの加工度は５０
％以上確保するのが好ましいことが分かる。

【００２４】なお、更なる詳細な検討により、良好な表
面性状を安定して得る上で、リングロ−リング工程での
加工度は１ヒ−ト当り加工度で５０％以上、ト−タル加
工度で７０％以上とすることがより望ましいことを確認
した。

【００２５】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、研磨等の加工を施しても不本意な表面模様を生じる
ことがないチタンの継目無し管状材を安定して製造する
ことが可能となり、例えばチタン製電着ドラムの製造に
適用することで電析箔の安定製造に大きく貢献できるな
ど、産業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リングロ−リング工程での加工度と表面品質と
の関係の調査結果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 清海 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チタンの鋳塊を鍛造して孔あき素材とな
   してからリングロ−リング法によって継目無しの管状材
   を製造するに当り、鍛造やリングロ−リングに際しての
   加熱温度をβ変態点未満に抑えると共に前記鍛造工程の
   間に１０００℃/h以上の冷却速度でβ変態点を通過させ
   る熱履歴を確保し、かつこの急冷後の処理をβ変態点未
   満の温度域で実施するチタン継目無し管状材の製造方法
   であって、鍛造の途中で実施する前記急冷の後の鍛造加
   工工程で１ヒ−ト当りの加工度を１８％以上確保して鍛
   造し、更に前記リングロ−リングは１ヒ−ト当りの加工
   度を５０％以上確保しながら実施することを特徴とす
   る、表面加工模様を生じないチタン継目無し管状材の製
   造方法。