JPS61193720A - 良好な表面と高い衝撃値を有するチタン製品の熱間押出法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱間押出加工（以下熱押という）によってチ
タンの種々の形状を有する製品を製造する工程において
、優れた表面と高い衝撃値を有する製品を製造する方法
に関するものである。

（従来の技術） 一般に熱押製品は精密な製品形状が要求されると同時に
その表面がスムーズで疵のないものが要求される。その
ためには、押出時に表面をできるだけ潤滑性をよくして
おかなければならない。チタン、特に純チタンの熱押法
は従来９００℃以下の温度で行なわれている（特公昭５
４−６２４８号公報）。低温で加熱することは表面での
酸化を低減することに有利であるとされており、これが
表面の酸化層による押出時の表面疵発生を低減するとさ
れている。

しかしながら、高温加熱で熱押する方が変形抵抗の面か
らも有利である。

（発明が解決しようとする問題点） チタンの種々の形状を有する製品を製造する熱押工程に
おいて従来法においては、鋳塊もしくはビレットをα〃
変態点近傍もしくはこれ以下の低温で加熱して熱押する
ので、熱押時の変形抵抗が大きく摩擦係数も大きく従っ
て熱押設備の容量も大きくしなければならない。また材
質的には衝撃値もあまり高くない。

本発明の目的は、変形抵抗の小さい高温で熱押し、衝撃
値が高くしかも表面性状の良好なチタン製品を得ること
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、チタンの熱押において加熱押出温度と潤滑
性、表面性状、材質および金属組織との関係について種
々検討した結果、チタン鋳塊もしくはビレ、トを高温特
に９００℃以上に加熱してβ相とし、できるだけ変形抵
抗を小さくしておいてガラス質の潤滑剤を使用して熱押
すると、変形抵抗が小さく押出時材料とダイス間の摩擦
力も小さく、かえって潤滑性もよく表面疵も少なく材質
も良好なことを見い出した。

本発明は鋳塊もしくけビレ、トより熱押によって種々の
形状の製品を製造するにあたり、次の様な製造法に特徴
がある。即ちチタン鋳塊もしくはビレ、トを９００℃以
上１０００℃以下の温度に加熱しガラス質潤滑剤を使用
して熱押することを特徴とする。

本発明で鋳塊もしくはビレットの熱押の際に使用するガ
ラス質潤滑剤としては、５ｉ０２．に２ｏ等を主成分と
する通常の金属材料の熱押に一般に用いられるものを使
用することができる。

（作用） ９００℃以上の高温にすれば変形抵抗が小さく且つガラ
ス質塗布剤が多く溶融してすべりやすくなる之めに押出
は円滑となる。すなわち熱押の様な過酷な加工では、高
温熱押では変形抵抗が小さいために、表面に生成した酸
化スケールも工具と材料の間を比較的均一に通過し、疵
となりにくく且つ潤滑性の良好な高温で行なう方が低容
量の熱押設備で大断面の製品が押出せるという点で熱押
設備の容量の面からも有利である。

９００℃以上で熱押した時には高温による結晶粒の成長
が進み比較的粗大な結晶粒を得ることができる。チタン
の様な材料の地そのものが稠密六方晶構造を有するもの
は、体心立方晶構造を有する材料の様に脆性破壊現像を
示すことがなく延性であるが、これに結晶粒界の如き格
子欠陥を多く導入することは延性を低下する原因となる
。結晶粒界を多く導入すること、即ち、結晶粒径を小さ
くすることは粒界を多く導入することにより、結晶格子
欠陥を多く導入することになり結果的に延性に対し好ま
しくない。熱押温度を上げることは、結晶粒径を粗大化
し、欠陥を少なくすることになシ、延性、衝撃値に対し
て有利である。また、この粗大粒組織を細粒等軸に変え
るには、冷間加工し、さらに熱処理を行って再結晶させ
ればよい。

しかし、１０００℃を越える温度に加熱して熱押しても
、材質は飽和するので経済的な利点がない。

また押出製品の表面に肌荒れが生じる。したがって、加
熱温度の上限を１０００℃とした。

（実施例） 工業用純チタン（Ｈ：　０．００１５重量％、Ｃ：０．
００５重量％、Ｎ　：　０．０１１９重量％、Ｏ：０．
１００重量％、Ｆｅ０．０６１重量％、残部Ｔｉ　）の
ビレットを７５０〜９５０℃に加熱して押出比１４とし
、ガラス質潤滑剤（ＳｔＯ□、に２０が主成分）を使用
して熱押した。

その際の熱押温度８００，８５０．９５０℃とした時の
製品の表面の状態を表１に示す。これから明らかなよう
に、表面の平滑性は９５０℃のとき表面疵がほとんどな
く最良である。熱押温度による衝撃値変化を第１図に示
す。第１図から明らかな様に９００℃以上で衝撃値は向
上する。またこの時の光学顕微鏡組織を第２図に示す。

これよシ明らかなＩＫ熱押温度が９００℃未満の８５０
℃では結晶粒は細粒でおる。９００℃以上の９５０℃で
は結晶粒は粗大化している。即ち熱押温度が９００℃よ
シ高くなると粗大化し、いわゆる結晶粒界が少なくなっ
て結晶格子欠陥が少なくなり衝撃値は向上する。なお、
高温で熱押しする場合加熱前に鋳塊もしくはピレン）ｆ
ｆ面に、潤滑性のよい酸化防止剤を塗布することもでき
る。

表１熱押温度と表面疵発生状況 （効果） 本発明に従えば材料の変形抵抗が小さくて押出に要する
エネルヴ−が少ないため熱押設備の容量が小さくて済む
。しかも変形抵抗が小さく潤滑性が良いために形状精度
が良く、且つ表面の平滑性の良いものが得られる。

また材質的には高い衝撃値が得られ高延性材料をつくる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工業用純チタンの熱押温度と衝撃値の関係を示
す図、第２図は熱押温度８５０℃および９５０℃の時の
光学顕微鐘金属組織写真図（１００倍）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チタン鋳塊もしくはビレットを９００℃以上１０００℃
   以下の温度に加熱し、ガラス質潤滑剤を使用して熱間押
   出加工することを特徴とする良好な表面と高い衝撃値を
   有するチタン製品の熱間押出法。