JPS6240908A - 表面疵の少ない角形または丸形の断面を有するチタンビレツトの圧延方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＪＩＳ　Ｈ４６００で規定されるような工業用
純チタン（以下純チタンと言う）を用いて棒、線、管な
どを製造する場合の中間素材であるビレットの圧延方法
に関するものである。

（従来の技術） 純チタンの棒、線、管などのいわゆるチタンの展伸材は
インゴットを熱間圧延ないしは熱間鍛造によシいったん
中間素材である角形あるいは丸形断面のビレットとした
のち、圧延、押出し、引抜きなどの工程を経て製造され
ている。純粋のチタンは８８５℃の平衡変態点を境とし
て低温側では稠密六方晶のα相が、また高温側では体心
立方品のβ相が安定相として存在する。

従来純チタンの熱間圧延は例えば非鉄金属材料（Ｐ、　
２２４〜２２５．椙山正孝著コロナ社（昭和３８））。

金属材料概論〔増訂板：］　（Ｐ、　１８９三島良績著
日刊工業新聞社（昭和４１））または特開昭５６−１６
３００１号公報に示されているようにインゴットなψ変
態点の直下の温度で加熱後α相の安定に存在する温度領
域、すなわち７００〜９００℃で行なわれ、その場合、
変形抵抗が太きいためにｌ／４’ス当シの圧下率は比較
的小さくとられていた。

このような圧延方法は材料の空気酸化を抑制するという
目的にはかなっているものの、ビレットの表面疵が多い
という欠点が存在した。すなわち、特開昭５５−６７２
８９号公報などに示されているような平圧延の場合と異
なシビレット圧延のような孔型圧延においては、材料の
変形抵抗や熱間加工性よシ材料が孔型を通過するとき孔
型内を材料で過不足なく充満させることができるか否か
が最も重要であり、充満過多の場合は噛み出し状疵が、
また充満不足の場合はシーム伏流が発生するためビレッ
トの疵手入に多大の労力を必要とするばかυか著しく歩
留りを低下させている。従来の圧延法では圧延中の材料
の幅広がシが少ないことに起因して一般に充満不足とな
りやすく、これが原因となってビレットにシーム伏流が
多く発生する傾向があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はビレットのシーム伏流の発生原因であるところ
の圧延中の材料の幅広がシが少ないことに起因する充満
不足を解消すべく、圧延中の材料の幅広がシを増加させ
るだめの圧延条件を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は工業用純チタンのインゴットを９２０〜１１０
０℃で加熱後、被圧延材の組織がβ相ないしはβ相を主
体とする温度領域において平圧板と孔型圧延を組合せる
ことにより、１パス当りの圧下率を１０〜３０％にとっ
て圧延し、８３０℃以上で圧延を完了することを特徴と
する表面疵の少ない角形または丸形断面を有するチタン
ビレットの圧延方法を要旨とするものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明者らは前述の問題点を解決するために幅広がりに
およぼす温度と圧下率の影響に関して多くの基礎的実験
を行なった結果、第１図に示すように従来の圧延法では
圧延温度における純チタンの結晶構造が塑性異方性の強
い稠密六方晶（α相）であるために圧延方向とは直角方
向への塑性流動、すなわち幅広がりが少ないこと、これ
に対して高温で安定なβ相は体心立方晶であるために塑
性異方性が小さくこのため容易に幅広がりが生ずるとい
う新しい事実を見出し、これをもとに従来の圧延方法に
くらべて大幅に表面疵の少ない純チタンビレットの圧延
方法を提供することに成功した。

次に本発明の構成要件を説明する。

本発明においては圧延中、被圧延材の組織は幅広がりの
大きいβ相であることが最も望ましい。

このためインゴットの最低加熱温度は圧延中の温度低下
を考慮して９２０℃とする。加熱温度は高いほど望まし
いが、反面、空気酸化が増加するために上限を１１００
℃とする。加熱炉から抽出されたインゴットはただちに
前段の平圧延（粗圧延）と後段の孔型圧延（仕上圧延）
の組合せから構成される圧延スケジュールにしたがって
ビレットに圧延される。

前段を平圧延とする理由は、加熱中にインゴット表面に
生成した酸化物層の剥離除去を効果的に実施するためで
あり、被圧延材はマニプレータで転回されながら圧延さ
れる。この場合、高圧水を用いたデスケーラ−の併用は
、酸化物層の除去にはより効果的である。後段は温度低
下を抑制するためにより効果的な造形を行なう心壁があ
シ、このため孔型圧延を行なう。

１パス当りの圧下率は従来のα相圧延の場合より大きく
とる。すなわち、第１図に示すように１０チ未満では幅
広がりが不足するために孔型内で充満不足が発生しやす
く表面疵が増加する。このため圧下率の下限は１０％と
する。一方、３０チを越えると逆に充満過多となりやす
く、これにより噛み出し状の疵が急増するために圧下率
の上限は３０チとする。

最終仕上圧延温度を８３５℃以上とした理由を説明する
と次のようになる。

不純物を全く含有しない純粋のチタンの場合、α／β平
衡変態温度は前述したように８８５℃であるが、Ｆｅな
との不純物を含有する工業用純チタンではα十β２相共
存領域が存在し、β相より冷却した場合の組織はα十β
２相共存状態を経過後α単相となる。βハ＋βおよびα
＋β／α境界温度は冷却速度にも依存する。たとえば圧
延中の材料の冷却に相当する冷却速度でβ相を冷却した
場合には過冷却現象があられれるために平衡状態より境
界温度が低下し、β／α＋β境界は約８５０℃、またα
十β／α　境界温度は約８００℃となる。α十β２相共
存温度領域においては材料温度の低下にとも々ってβ相
の占める割合が低下し、逆にα相の占める割合が増加す
るため幅広がりは減少する。したがって実用的にはβ相
が５０％以上をためる温度領域、すなわち８３０℃以上
で圧延を終了しなければ十分な幅広がりと良好なビレッ
ト表面性状は得られ々い。圧延末期の材料温度を８３０
℃以上に確保するためには圧延中の温度降下を考慮に入
れたインゴットの加熱温度の調整が重要である。

また、圧延中の温度降下が大きい場合には、必要に応じ
て圧延中の材料を保熱するか、あるいは圧延を粗圧延と
仕上圧延に分割し、途中で材料を加熱炉にもどして再加
熱したのち再度圧延を行なえば、良好な結果が得られる
。

（実施例） ＪＩＳ　Ｈ４６００の２種に規定される化学成分を有す
る純チタンインゴット（直径５１２ｍｍ＋長さ２ｍ）を
加熱炉で所定の温度に加熱後、まず粗圧延を行ない、引
きつづき仕上圧延を行なった。粗圧延は可逆式圧延機を
用いて平圧延方式により２００ｍｍ角断面まで成形した
。一方、仕上圧延は連続式圧延機を用いて孔型圧延方式
により直径１７６闘の丸ビレットを製造した。

第１表に製造条件とビレットの表面疵評価結果および歩
留り向上しろを示す。表面疵の評価はＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、およびＥの５段階評点法を採用した。

この場合、評点Ａが表面疵の最も少なく良好な成績をあ
られし、逆に評点Ｅは表面疵が最も多くしたがって成績
は最も悪い。評点Ｂ−Ｄはこの順で両者の中間に位置づ
けられている。歩留り向上しろは、従来法、すなわち製
造扁６を基準とした値である。第１表で製造Ａ　１　、
２　、３は本発明法であり、従来法（製造屋６）と比較
して表面疵がきわめて少ないために手入損失がほとんど
なく、したがってインゴット加熱時の表面酸化量の増加
に起因する歩留り減を差し引いても歩留りは２．８〜３
．０チ向上する。試験Ａ４はインゴット加熱温度や圧延
終了温度は本発明法に適合しているものの１パス当りの
圧下率が不足していたために所望の結果が得られなかっ
た。また、製造Ａ５は圧延終了温度が７８０℃と低く、
仕上圧延時の材料はα相であり、このため、表面疵の改
善効果が得られなかった。

（発明の効果） 以上説明したとおり、本発明によればインゴット加熱時
の空気酸化量の増加に起因する若干の歩留り減があるも
のの、ビレットの表面疵が大幅に減少するために総合的
な歩留りを大幅に向上させることができるのみならず、
ビレット手入工程の簡略化ないしは省略化をはかること
も可能である。

したがって、本発明によれば棒、線、管用ビレットの製
造において従来の圧延法からは期待できないすぐれた品
質と高い経済効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は幅広がり率と１ノ臂ス当シの圧下率の関係を示
す図である。 ／パス当りの互　１率　（％〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工業用純チタンのインゴットを９２０〜１，１００℃で
   加熱後、被圧延材の組織がβ相ないしはβ相を主体とす
   る温度領域において、平圧延と孔型圧延を組合せること
   により、１パス当りの圧下率を１０〜３０％にとって圧
   延し、８３０℃以上で圧延を終了することを特徴とする
   表面疵の少ない角形または丸形断面を有するチタンビレ
   ットの圧延方法。