JPS641546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は工業用純チタン薄板の製造方法に関
し、詳細には成形時の表面欠陥（通俗的にベコと
呼ばれている波打ち状の表面欠陥）を極力抑えた
純チタン薄板の製造方法に関するものである。 ［従来の技術］ 純チタンの冷間圧延工程後に行なわれる焼鈍で
は、一般に真空炉が使用されている。この様な焼
鈍方法で製造されたチタン薄板を、建材用として
例えば屋根板や壁材に使用する場合には、チタン
薄板に成形加工を施す時点で前述のペコと呼ばれ
る表面欠陥が生じ易いということが指摘されてい
る（参考写真１，２）。ペコが発生すると、屋根
や壁の外観が著しく損なわれ、チタンあるいは着
色チタンの折角の特色が失しなわれてしまう。 上述した様なペコが発生する原因としては、成
形時における折曲げ部分が長手方向に縮み平坦部
に圧縮による内部応力が生じるからであると考え
られている。この様なペコは、プレス曲げ成形の
場合よりもロール成形を行なつた場合の方がより
顕著に生じる。 ペコの発生を防止する手段として各種の方法が
試みられ或は提案されているので以下説明する
と、まず、ロール成形におけるバススケジユール
を最適化するという着想のもとで、軟鋼板等を用
いた試験検討が数多く試みられている。その具体
的な改善策として、成形ロールの段数を増加し、
一段当たりの成形量を少なくする方法が挙げられ
る。しかしながら屋根施工の作業において現地で
成形を行なうことが多い現状では、成形機の数を
増やすことによる総重量増加や必要スペースの増
加は作業性の面で大きな負担となり勿論設備コス
トの増大も顕著なものがある。更にチタン板は軟
鋼板やステンレス鋼板に比べても更にペコが発生
し易い材料であり、従来軟鋼板用として使用され
てきた成形機でパススケジユールを変更するとい
つた上述の手段だけではチタン板のペコ発生防止
の本質的且つ有効な方法とはなり得なかつた。 一方、素材の板厚を厚くしてペコの発生を抑制
する方法も考えられるが、チタン板は材料コスト
が高く、できる限り板を薄くすることが望まれて
いる現状では現実に対応した方法とは言えない。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上述した技術的背景のもとでなされた
ものであつて、その目的とするところは、チタン
板自体の材質を改善し、成形時のペコの発生を極
力抑える純チタン薄板の製造方法を提供すること
にある。 ［問題点を解決する為の手段］ 上記目的を達成し得た本発明とは、冷間圧延及
び焼鈍を繰り返して純チタン薄板を製造する方法
において、最終的な焼鈍を大気雰囲気下、（600〜
800）℃×（２〜６）分の連続焼鈍で行ない、更に
酸洗処理を施し、製品の平均結晶粒径を３〜
60μmに調整して表面光沢をおさえた状態の純チ
タン薄板を得る点に要旨を有する純チタン薄板の
製造方法である。 ［作用］ 本発明は上述の如く構成されるが、要はチタン
薄板の機械的性質はミクロ組織によつて左右され
るとの観点に立脚し、ペコの発生を防止する為に
は製品の平均結晶粒径を或る特定の範囲に調整す
れば良いとの知見に基づいて種々研究した結果な
されたものである。そして目標とする平均結晶粒
径としては、後述する理由によつて３〜60μmと
することが有利であるとの結論を得た。更にこの
様な平均結晶粒径を得る為の具体的な手段として
は、最終的な焼鈍を大気雰囲気下（600〜800）℃
×（２〜６）分間の連続焼鈍で行なえば良いとの
結論が得られ、ここに本発明方法を完成するに至
つたものである。 ［実施例］ 種々の材質及び厚さのチタン板（JIS H4600
１種及び２種）を用い、最終焼鈍工程として従来
の真空焼鈍炉により行なつたものと、本発明によ
る連続焼鈍方法（更に酸洗処理を施した）によつ
て得たもの（チタン薄板供試材No.ａ〜ｋ）につい
て、夫々ロール成形を施し、ペコ発生状況を調査
した。尚供試材は瓦棒屋根薄板用の薄板形状と
し、成形機としては市販のカラー鉄板瓦棒屋根材
成形用成形機を使用した。また供試材は、焼鈍温
度を種々変化させて材質を調整した。 得られた供試材No.ａ〜ｋの内訳を第１表に示
す。又第１表には、最終焼鈍工程での焼鈍方法
（真空焼鈍をVA，連続焼鈍をAPとする）及び焼
鈍温度、供試材の平均結晶粒径並びに成形した後
のペコ発生状況（目視判定結果）をも同時に示し
た。

【表】

【表】 ＊ 目視判定結果 × ペコ大、△ ペ
コ中程度
○ ペコ小、◎ ペ
コほとんどなし
次に、成形後における各供試材について、第２
図に示す状態で供試材１の平坦部２（平坦である
べき部分）におけるプロフイルを調査した。即ち
第２図に示す様に、非接触型変位計３を供試材１
の長手方向（矢印Ａの方向）に走査し、平坦部２
におけるペコ４の発生状況（即ち平坦部２におけ
る凹凸）を調査した。そして本発明者等は前記プ
ロフイルを定量的に示す為に、ペコの大きさ（変
位量）を下記の様に定義した。即ち供試材１の
プロフイルを第３図に示す様に模式的に表わした
場合に、単位長さｌ（ｍ）に存在するペコ４の深
さを夫々h₁，h₂，h₃，…h_i…h_o（mm）としてそのと
きの変位量Hpを下記(1)式の様に定義した。 Hp＝（_o 〓ⁱ⁼¹ h_i）／ｌ …(1) 第１図１は、前記第１表に示した各供試材につ
いて、前記(1)式によつて求められた変位量Hpと
前述の目視判定結果との関係を示すグラフであ
る。尚第１図１中、真空焼鈍によつて得た供試材
No.ａ〜ｆ（従来例）をVA材（参考写真１，２）
とし、連続焼鈍によつて得た供試材No.ｇ〜ｋ（実
施例）をAP材（参考写真３，４）とした（以下
同様とする）。 第１図の結果からも明らかであるが、ペコの発
生状況と変位量Hpとの間には正の相関々係が認
められる。又変位量Hpが同様の値を示す場合で
あつても、VA材とAP材を比較すると、AP材の
方がペコが目立ち難い傾向にあることが理解され
る。これは表面光沢のあるVA材に比べて、AP
材の表面は光沢をおさえた状態（Dull状）になつ
ている為である。。従つて本発明に係るAP材はペ
コが目立ち難いばかりか光の反射が少なく、光公
害防止の観点からも建材用として極めて有効であ
る。 更に、第１図１の結果を考察すると、次の様な
結論が得られる。即ち全体的に見た場合（VA材
及びAP材の双方）には変位量Hpが２以下のとき
には目視判定結果で中ランクよりも大きなペコは
認められず、殊にAP材に関する限りでは変位量
Hpの範囲を２〜４まで広げても、ごく一部のデ
ータを除いてほとんど「ペコ小」ランクとの目視
判定結果が得られた。従つてAP材を使用して建
材を成形する際に、変位量HHpの目標値として
はHp≦４とすればよく、より好ましい条件とし
てはHp≦２となる。 第１図２は、各供試材において、変位量Hpと
平均結晶粒径との関係を示したグラフである。 第１図２の結果から明らかである様に、変位量
Hpは平均結晶粒径が小さくなるほど小さな値を
示すという傾向が認められる。又VA材とAP材
を比較した場合、同一結晶粒径でも特にAP材の
方がその変位量Hpは小さな値を示した。換言す
るならば、ミクロ組織が前記変位量Hpに与える
影響は、VA材よりもAP材の方が顕著で、従つ
てAP材の場合は平均結晶粒径を調整することが
変位量Hpの低減に極めて有効な手段であると言
うことができる。 前述した様に、AP材はVA材と比べて変位量
Hpが同様の値であつてもペコが目立ち難いとい
つた特徴を有するのであるが、この特徴に加え、
第１図２の結果をも考慮すると、本発明方法によ
つて得られるAP材はペコ発生防止といつた観点
からすると極めて有益な材料であると言うことが
できる。 本発明方法によつて得られるAP材に関する限
りでは、第１図２の結果から明らかな様に、変位
量Hpと結晶粒径との間には比較的強い相関々係
が認められた。従つてこの結果から考察して、チ
タン薄板の変位量Hpを目標値である４以下にす
るには、平均結晶粒径を60μm以下に調整すれば
良いことが分かる。又平均結晶粒径を60μm以下
に調整するには、前記第１表の結果から明らかで
ある様に、最終的な焼鈍工程における焼鈍温度を
800℃以下にして連続焼鈍すれば良いことが分か
る。更に、より好ましい条件である変位量Hp≦
２を達成するには、平均結晶粒径を約30μm以下
に調整すればよく、その為には前記焼鈍温度を
750℃以下とすれば良い。 尚本発明方法において、連続焼鈍における加熱
時間は２〜６分とし、VA材の焼鈍時間（通常１
時間以上）よりも極めて短時間とした。この様な
短時間の連続焼鈍を施すことによつて、均一で比
較的微細な結晶粒を有するチタン薄板を得ること
ができた。尚連続焼鈍における加熱時間を２〜分
としたのは、最終の連続焼鈍と酸洗は薄板を連続
的に走行させて同一速度で行なうものであるか
ら、６分を超える様な搬送速度であると後続の酸
洗時間も長くなつて酸洗過剰となり、歩留り低下
や表面荒れを招くからである。また本発明におい
て、最後に酸洗処理を施すのは、大気雰囲気中で
酸化されて着色したチタン板を脱色する為であ
る。 一方600℃未満の加熱温度で連続焼鈍を行なつ
た場合には、結晶粒径が小さくなり過ぎ、逆に延
性の低下を招くと言つた事態が発生した。従つて
焼鈍温度は少なくとも600℃以上にする必要があ
る。又この理由によつて平均結晶粒径は、3μm以
上にする必要がある。尚従来品であるVA材によ
つても結晶粒径の微細化は可能であり、この微細
化によつてペコのほとんどないチタン薄板（前記
第１表の供試材No.ｆ―１，ｆ―２）も得られてい
る。しかしながら、変位量Hpが希望する値
（VA材に関する限り表面光沢の関係から変位量
Hp≦２が望ましい）となる様にする為には、平
均結晶粒径が25μm以下の狭い範囲に限られてお
り、操業上の温度制御が非常に難しいものとな
る。また、真空焼鈍では通常大容量のコイルを炉
中に入れて全体加熱を行なうため、コイル全体の
結晶粒径を均一にかつ微妙にコントロールするこ
とは容易ではない。 上述した実施例では、特にペコの発生し易いロ
ール成形の場合について考察したけれども、その
他プレス成形やプレス曲げ成形の場合においても
条件次第ではペコが発生する可能性があるのでこ
れらの場合にも本発明方法によつて得たチタン薄
板を使用することが効果的である。 VA材とAP材の両者を比較した場合に、同様
の平均結晶粒径を示した場合でもAP材の方が
VA材よりも小さな変位量Hpを示す（即ちペコ
の発生が少ない）のは上述した通りであるが、こ
の原因としてはチタン薄板の圧延方向に対して直
角な方向における応力―歪特性が両者で異なるこ
とが挙げられる。VA材とAP材における応力―
歪曲線を第４図に示す。 第４図の結果からも明らかであるが、VA材の
場合には低い応力から塑性変形が始まり、徐々に
歪硬化して応力が上昇する傾向を示すが、AP材
の場合には弾性限界が高く、塑性変形初期での歪
硬化の程度がVA材と比べて小さいことがよく分
かる。これは平均結晶粒径が同じであつても、高
温短時間の熱処理を行なうAP材の方が長時間の
熱処理を行なうVA材に比べて粒径分布が均一で
あるからである。即ち混粒のVA材では、変形の
ごく初期から大きい結晶粒内に優先的に双晶が発
生する為弾性限界が低下してくるものと考えられ
る。そしてAP材をロール成形した場合には、曲
げ成形部分に変形が集中し、平坦部分までに応力
が及ばないので、AP材の場合はペコの発生が抑
制されると考えられる。尚平均結晶粒径5μm程度
と非常に小さい場合には、従来VA材においても
第４図に示したAP材と同様の応力―歪特性を示
すことは既に知られているが、この場合には操業
上の温度制御が非常に困難となるのは上述した通
りである。特に、建材用チタン板としては施工を
容易にするため軟質のJIS １種チタン板が使用さ
れることが多いが、FeやＯなどの不純物元素含
有量の少ないこの種のチタン板ではVA処理で均
一微細結晶粒を得ることは非常に困難である。 ［発明の効果］ 以上述べた如く本発明方法によれば、上述の焼
鈍方法を施すことによつて、チタン板自体の材質
を改善し、ペコの発生を極力抑えることができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図１はペコの目視判定結果と変位量Hpと
の関係を示すグラフ、第１図２は変位量Hpと平
均結晶粒径との関係を示すグラフ、第２図は供試
材１の平坦部２におけるプロフイルを調査する状
態を示す概略説明図、第３図は供試材１のプロフ
イルを模式的に表わした図、第４図はVA材及び
AP材における応力―歪曲線を示すグラフである。 １……供試材、２……平坦部、３……非接触型
変位計、４……ベコ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷間圧延及び焼鈍を繰り返して純チタン薄板
   を製造する方法において、最終的な焼鈍を大気雰
   囲気下、（600〜800）℃×（２〜６）分の連続焼鈍
   で行ない、更に酸洗処理を施し、製品の平均結晶
   粒径を３〜60μmに調整して表面光沢をおさえた
   状態の純チタン薄板を得ることを特徴とする純チ
   タン薄板の製造方法。