JPS59213796A - チタン合金線材の冷間引抜き方法 - 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】 本発明は、チタン合金線材の冷間引抜き方法に関するも
のである。

近年、チタン材料は素材の製造技術（精錬、溶解、熱間
圧延等）が飛躍的に進歩したことに伴ない、多量の素材
供給が可能となってきた。従って、従来航空機、船舶等
の部品や、軍需機材等に限られていたものが、広い範囲
に使用されるようになってきた。例えば、化学プラント
、発電ボイラ、海水淡水化装置等の民間プラント、スポ
ーツ用品、家電部品等の一般民生品にまでチタン材料が
使用されるようになってきた。

これらの装置および部品素材としてのチタン材料は比強
度（強度／Ｋｇ）や耐食性に優れているが、銅、銅合金
、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄鋼材料とも競合
している。素材の選択は総合的な経費によって決定され
る。

それ故、素材メーカは安価で高品質な素材の安定供給に
日々研究を重ねているが、総合的な経費低減を考えるな
ら、二次・三次加工工程におけるコスト低減についても
検討する必要がある。

チタン合金線材は素材メ〜力より熱間圧延または熱間鍛
造加工によって製造され、二次・三次加工メーカにコイ
ル状または棒状の形で、供給されている。チタン合金線
材は、そのままの形で使用されることは殆んどなく、多
（は熱処理、冷間引抜、冷間鍛造、切削加工等の工程を
経て最終製品となる。チタン合金のうち代表的なＴｉ−
（５Ａｔ−４Ｖ系合金は、焼鈍後の強度が１００Ｍ％２
以上もある。

また、ミクロ組織も変形しにくい稠密六方晶が混在して
おり、極めて加工しに（い材料である。

チタン合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｔ−４Ｖ系合金）線材
の従来の冷間引抜き方法は、熱間圧延（鍛造）→焼鈍→
潤滑処理→冷間引抜きの工程を経て製品化されていた。

チタン合金線材は、上述のように強度が高（変形しに（
い結晶構造を有しているので、前処理としての潤滑処理
なしでの冷間引抜きは困難である。熱間圧延（鍛造）材
および焼鈍材の表面に生成するチタンの酸化物被膜は、
若干の潤滑性を有している。また潤滑剤のキャリアとし
ての効果を有するため、酸洗等で除去せず、そのまま冷
間引抜きに供される場合が多い。その場合、金属石ケン
および二硫化モリブデンを分散混合したグリース系の潤
滑剤をダイス前潤滑として使用している。

このダイス前潤滑法は、チタン酸化被膜のキャリアとし
ての能力があるが、さほど大きくないため潤滑剤の引込
みが不十分であり、また、酸化被膜の潤滑性能も十分と
は言えないので、チタン合金線材（例えば、Ｔｉ−６Ａ
ｔ−４Ｖ）の伸線限界は減面積率で２０〜２５％程度で
ある。

その他、積極的に潤滑性能を改善するために、表面のチ
タン酸化被膜を化学的または機械的に除去した後、表面
に鉄および亜鉛をメッキし、その上にリン酸亜鉛等の化
成被膜処理をする方法が提案されている。

この化成被膜法はキャリア性能が良好なため、伸線限界
は向上する。しかし、引抜時に使用される潤滑剤がダイ
ス前潤滑法と大同小異であるため、例えば極圧添加剤と
して優れた二硫化モリブデンを添加した潤滑剤を使用し
ても、減面積率は２５〜６５％が限界である。また、化
成被膜はメッキを行っているため、メッキ方法によって
は水素の吸着や熱的影響等によってチタン合金の緒特性
に弊害をもたらすおそれがある。全体の工程としても煩
雑となり、生産性の低下とコストの上昇をもたらすおそ
れがある。

従って、本発明の目的は、難加工性のチタン合金（例え
ば、Ｔｉ−＜５Ａｔ−１７）線材の冷間引抜方法。

において工程の煩雑化を避けながら、引抜限界の向上を
図ることにある。

上述した従来加工法のうち、ダイス前潤滑法は作業性は
簡便であるが従来から一般に使用されている潤滑剤の潤
滑性に問題があった。そこで、本発明者等は種々検討し
た結果、四ンツ化エチレンポリマが’Ｉ’１−６Ａｔ−
４Ｖ等の難加工性のチタン合金線材の冷間引抜時の潤滑
剤として啄めて良好な潤滑性能を有していることを見い
出した。

一般に、四フッ化エチレンポリマは粒径数１００μｍか
ら０．１μｍ程度の粉体で入手できるが、このままでは
線材表面に均一にコーティングができな（・。そこで、
本発明者等は、この粉末状の四フッ化エチレンポリマを
１０〜０．１μｍ程度の粒径のものにふるい別け、この
微粉末を有機溶剤（例えハ、トリクロロ・トリフルオル
エタン）に６〜１５ｗｔ％程度分散溶解させた。

この溶液中にチタン合金線材を浸漬または塗布すること
によって、均一なコーティングを施すことが可能と７【
つた。

この線材をそのまま、第２図（Ａ）に示すように、直接
冷間引抜きに供しても十分な潤滑性能が得られるが、数
回繰り返して引抜き高い減面積率を得るには、第２図（
Ｂ）または（Ｃ）に示すように、ダイス前に１０〜０．
１μｍ程度の微粉口フッ化エチレンポリマを６〜１５ｗ
ｔ％添加混合した金属石ケンまたはグリース系の潤滑剤
を使用する。この場合には、全滅面積率は６０チ以上が
得られる。

四フフ化エチレンポリマの粒径な１０〜０．１μｍ程度
としたのは、１０μｍより太き（なると溶媒中への均一
分散が困難で時間と共に沈降分離するためである。一方
、０．１μｍより小さくなると、処理後の線材の乾燥や
ハンドリング工程で剥離し易く、また、潤滑性能も劣る
ためである。

分散溶解濃度を６〜１５ｗｔ％とじたのは、３ｗｔ係以
下ではコーティング被膜厚が薄く十分な潤滑性能が得ら
れないためである。一方、１５　ｗｔ％以上添加すると
、処理後の乾燥に時間を要することおよびこれ以上添加
しても潤滑性の向上は望めず、ダイスでかき落され、損
失が多くなるためである。

四フッ化エチレンポリマの分散溶媒として水でも十分で
あるが、水の場合ポリマと水の濡れ性の関係で均一分散
性が若干劣ることおよび乾燥に時間を要するきらいがあ
るので、本発明では有機溶剤（例エバ、トリクロロ・ト
リフルオルエタン）を使用することにした。なお、有機
溶剤を使用すると乾燥が速いため、オンライン潤滑が可
能となる。

ダイス前潤滑剤に四７ツ化エチレンポリマを６〜１５ｗ
ｔ％添加したのは、５ｗｔ％以下では十分な潤滑性能が
得られず、一方、１５ｗｔ％以上添加しても経済性から
効果がないためである。

実施例 （１）供試材 熱間圧延法でコイル状に製造した直径９鷹の線材でその
ミクロ組織は、α（稠密六方晶）＋β（体心立方晶）組
織である。これを熱間圧延のまま７６０℃で１時間加熱
後、室温まで放冷して得た焼鈍材を用いる。第１表に供
試材の化学成分を第２表に熱間圧延のままおよび焼鈍し
たときの各素材の機械的性質を示す。

（２）潤滑処理 １０−０．１μｍにふるい別けた微粉四フッ化エチレン
ポリマを有機溶剤（トリクロロ・トリ・フルオルエタン
）にｉＱｗｔ％分散溶解した潤滑溶液に熱間圧延のまま
材と焼鈍材をコイル状で浸漬し大気中で乾燥する。

（３）冷間引抜き ■　パス・スケジュール 総減面積率がＩＣＩ、　１５，２０，２５，３０，３５
，４０゜５　（Ｌ　６０　％となるように順次引き落す
。

■　引抜き速度：３０ｍ／分（各サイズ共同−）■　潤
滑剤　（ダイス前潤滑剤） Ｏ本発明法：ＧＡＳＥＩ＝ダイス前潤滑無し。

ＣＡＳＥＩ［＝ダイス前潤滑剤あり。

（四７ツ化エチレンポリ！ ｉＱｗｔチを一般市販品金 馬方ケン粉末に添加した もの） ０従来法　０ＡＳＥＩＩＩ＝ダイス前潤滑剤有り。

（ステアリン酸カルシウム系 の金属石ケン粉末） ＣＡＳＥｆＶ−ダイス前潤滑側布り。

（グリース系潤滑剤に二硫化 モリブデンを約ｉＱｗｔ％添 加混合したもの） （４）　　引抜きライン 本発明の方法を実施した引抜きラインの概略構成を第１
図に示す。図中１は線材供給機、２は潤滑処理槽、６は
乾燥室、４は引抜き機、５は巻取機である。

（５）結果 第６表に本発明法および従来法による冷間引抜き限界を
示す。本発明中焼鈍材はダイス前潤滑剤の有無にかかわ
らず、総減面積率６０％以上の引抜きも可能であること
がわかる。従来、冷間引抜き困難と思われている熱間圧
延のまま材も、ダイス前潤滑無しでは４０チ、ダイス前
潤滑を行えば５０％の総減面積率までの引抜きが可能で
、従来法のいずれの場合よりも引抜き限界が２倍以上向
上している。

第　　　１　　　表 （ｗｔ％） 第　　　２　　　表 第６表中の記号は下記のとおりである。

○：良好 △：軽微なダイス疵が発生 ×：ダイス疵が著しく焼付き発生

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用された線材の引抜きライン
の概略構成図。第２図は本発明の方法が適用される線材
の引抜きラインの代表例を示す工程図。 １：線拐供給機、　　　　２：潤滑処理槽。 ６：乾燥室、　　４：引抜き機、　　５：巻取機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱間圧延もしくは鍛造のまま又は焼鈍のままのチタン合
   金線材を、四フッ化エチレンポリマを有機溶剤に６〜１
   ５ｗｔ％分散溶解させた潤滑剤溶液中に浸漬するかまた
   は前記潤滑剤溶液を塗布した後に、冷間引抜きを行うこ
   とを特徴とするチタン合金線材の冷間引抜き方法。