KR20120005473A

KR20120005473A - 티탄판 및 티탄판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120005473A
Application number: KR1020117025286A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 이또오; 야스히로 하야시다; 요시오 이쯔미; 쇼오고 무라까미; 슈우 가쯔라
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2012-01-16
Also published as: CN102387873B; JP2010255085A; JP4584341B2; CN102387873A; WO2010126051A1

Abstract

본 발명은 양호한 내시징성, 내균열성을 구비하고, 우수한 프레스 성형성을 발휘하는 티탄판을 제공한다. 본 발명에 관한 티탄판은 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15 내지 1.5㎛의 범위이고, 최대 높이(Rz)가 1.5 내지 9.0㎛의 범위이고, 변형도(Rsk)가 －3.0 내지 －0.5의 범위이고, 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차가 45 이하인 것을 특징으로 하고 있다.

Description

티탄판 및 티탄판의 제조 방법 {TITANIUM PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING TITANIUM PLATES}

본 발명은 열교환기용 부재, 카메라 보디, 주방 기기 등의 민생품이나, 오토바이, 자동차 등의 수송 기기 부재, 가전 기기 등의 외장재 등에 사용되는 티탄판 및 티탄판의 제조 방법에 관한 것이다.

티탄판은 내식성이 우수하므로, 화학, 전력 및 식품 제조 플랜트 등의 열교환기에 사용되고 있다. 그 중에서도, 티탄판을 사용한 플레이트식 열교환기는 프레스 성형에 의해 티탄판을 물결 모양으로 가공하여 표면적을 늘림으로써 열교환 효율을 높이고 있다. 그로 인해, 이와 같은 티탄판에는 깊은 물결 모양을 만들기 위한 성형성이 요구된다. 또한, 티탄판이 카메라의 하우징이나 가전 제품의 외장품, 수송용 기기용 부재 등으로 가공되는 경우에도, 우수한 성형성이 요구된다. 통상, 성형성으로서는, 판재 그 자체의 가공성과 윤활성이 요구된다.

티탄판은 r값(일축 인장 변형 시의 판 두께 방향의 대수 변형률에 대한 판 폭 방향의 대수 변형률의 비)이 높다. 또한, 판재 그 자체의 교축 성형성이 높음에도, 활성의 금속이므로, 성형 공정에서 성형 금형과 시징을 발생한다. 이들이, 티탄판의 성형 한계를 낮게 하는 요인으로 되고 있다. 그로 인해, 일반적으로, 교축 가공을 중시하는 성형품에 대해서는, 공구와의 시징을 방지하는 것, 즉 내시징성을 향상시킴으로써 성형성을 향상시킬 수 있다고 말해지고 있다.

예를 들어, 특허 문헌 1에는 표면에 0.1㎛ 이상, 1.0㎛ 이하의 두께의 질화티탄층을 갖고, 그 하층에 질소의 확산층을 갖는 것을 특징으로 하는 티탄 박판이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는 표면에 질소부화층을 갖고, 그 질소부화층의 두께가 0.5㎛ 이상, 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 성형 가공용 티탄 박판이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는 소지(素地) 티탄의 표층에 TiC 함유층이 존재하고, 또한 상기 TiC 함유층의 두께가 300Å 이상인 것을 특징으로 하는 티탄판이 기재되어 있다.

바꿔 말하면, 특허 문헌 1 내지 3에는 표면에 경화층을 형성함으로써 내시징성과 성형성을 개선할 수 있는 취지가 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 4에는 티탄 박판의 표면에 있어서, 하중 50gf의 비커스 경도;HVS 0.05가 180 내지 280, 하중 200gf의 비커스 경도;HVS 0.2가 170 이하이고, JIS Z 2247 B법에 준거한 에릭센값이 11.5㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 공업용 순티타늄 박판이 기재되어 있다. 그리고, 특허 문헌 4의 공업용 순티타늄 박판은 특허 문헌 1 내지 3의 티탄판과 비교하여, 표면 경도를 적절하게 내릴 수 있다고 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 5에는 압연 방향과 평행한 방향에 있어서의 표면의 산술 평균 거칠기가 0.25㎛ 이상 2.5㎛ 이하이고, 표면에 있어서의 시험 하중 4.9N에 의한 비커스 경도보다도 시험 하중 0.098N에 의한 비커스 경도의 쪽이 20 이상 높고, 또한 시험 하중 4.9N에 의한 비커스 경도가 180 이하인 것을 특징으로 하는 티탄판이 기재되어 있다. 특허 문헌 5의 티탄판은 티탄판의 표면의 거칠기를 어느 정도 거칠게 함으로써, 프레스 성형 시에 있어서의 티탄판과 성형 금형 사이로의 윤활제의 인입량을 증대시켜 시징을 방지하여, 프레스 성형 후의 시징 손상을 저감시킬 수 있다고 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 6에는 중량 비율로, Fe, Ni 및 Cr의 함유율이 100ppm≤Fe≤700ppm, 100ppm≤Ni＋Cr≤700ppm 및 200ppm≤Fe＋Ni＋Cr≤1100ppm을 만족시키고, 또한 O(산소)의 함유율이 900ppm 이하이고, 잔량부가 Ti 및 불가피 불순물로 이루어지는 순티타늄재에, 냉간 압연을 실시하고, 계속해서 600 내지 850℃의 온도에서 어닐링 처리를 실시하여 순티타늄판의 평균 결정 입경을 20 내지 80㎛로 하고, 그 후 2중량％≤불산≤7중량％, 4중량％≤질산≤20중량％ 및 1중량％≤질산/불산≤5중량％를 만족시키는 초불산 수용액에서 산세 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 순티타늄판의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허 문헌 6의 순티타늄판의 제조 방법에 따르면, 프레스 등의 가공 시에 시징이 발생하기 어렵고, 프레스 등의 성형성이 양호해, 표면이 청정하고, 또한 저렴한 순티타늄판을 제조할 수 있는 취지가 기재되어 있다.

한편, 종래 일반적으로 행해지고 있는 장출 성형(stretch-forming) 평가로서, 에릭센 시험(JIS B 7729)이 있고, 이 에릭센 시험에서 규정된 공지의 기술이 많이 존재한다. 이와 같은 공지의 기술의 경우, 가공 R이 비교적 크기 때문에(펀치 φ20), 표면의 균열의 문제가 현재화되기 어려워, 표면의 내시징성을 향상시킴으로써 성형성을 향상시킬 수 있는 경우가 있었다.

일본 특허 출원 공개 평10-60620호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-204609호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-291362호 공보 일본 특허 제3600792호 명세서 일본 특허 출원 공개 제2002-3968호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-30160호 공보

특허 문헌 1 내지 3에 기재된 티탄판에는 표면에 경화층이 형성되어 있으므로, 내시징성을 중시하는 가공을 실시하는 제품으로의 적용은 바람직하다. 그러나, 이와 같은 티탄판에 있어서는, 장출 성형이나 굽힘 성형을 중시하는 성형에서는 반대로 표면의 균열이 발생하기 쉬워져, 성형성이 열화된다고 하는 문제가 있었다.

특허 문헌 4에 기재된 티탄판에는 표면 경도가 높아 균열이 발생하기 쉬운 동시에, 표면 형태가 적절하지 않아 시징이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 즉, 엄격한 형상으로 된 경우, 균열의 발생을 억제할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 시징 방지를 위해 티탄판의 표면에 산화 피막을 형성한 경우, 산화 피막의 두께에 따라서는 광의 간섭이 발생하여 의장성이 손상된다고 하는 문제가 있었다.

특허 문헌 5에 기재된 티탄판은 내시징성 향상을 위해 표면의 경도를 올리는 것에 주안점을 두고 있으므로, 표면의 균열이 발생하기 쉬워, 성형성을 열화시킨다고 하는 문제가 있었다. 또한, 이 티탄판은 표면 거칠기를 높게 함으로써 프레스 성형 시의 보유성을 향상시키고 있지만, 표면 거칠기의 관리를 Ra만으로 실시하고 있기 때문에 충분한 보유성(保油性)을 발휘할 수 없는 경우가 있어, 시징을 방지하기 위해서는 비교적 두꺼운(즉, 깨지기 쉬운) 산화 피막을 형성할 필요가 있었다. 또한, 이 특허 문헌 5에서는 표면 거칠기의 제어 방법으로서 숏블라스트를 실시하고 있지만, 그 후의 열처리에서 티탄판의 휨이 발생하기 쉽고, 그 교정이 필요해져 생산성이 나쁘다고 하는 문제가 있었다. 또한, 조연마를 실시한 압연 롤을 사용하여 티탄판에 냉간 압연을 실시하는 것도 실시되어 있지만, 이 방법으로 티탄판의 표면을 조면으로 조정한 경우에는, 티탄판의 표면에 예부(볼록부)가 많이 존재하게 된다. 따라서, 각 예부의 면압이 상승하기 때문에 공구와 시징 용이라고 하는 문제가 있고, 또한 요철이 일방향으로 정렬되어 있으므로, 한번 시징이 발생한 경우에 시징이 도중에 끊기는 일이 없어, 불량품을 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

또한, 특허 문헌 6에 기재된 티탄판의 제조 방법에 있어서는, 첨가한 원소가 결정립의 성장을 저해하여, 원하는 입경을 얻기 위해서는 장시간의 열처리가 필요해지므로, 생산성이 저하되는 동시에, 원하는 입경을 얻은 경우에도 성형성 그 자체가 나쁘다고 하는 문제가 있었다. 또한, 이 제조 방법에 있어서는, 입계에 원소를 편석시킨 후, 산세 공정에서 입계부를 우선적으로 용해시키고 있으므로, 입계에 따라서 예리한 절결부와 같은 오목부가 다수 형성되기 쉽다. 따라서, 돌출 성형이나 굽힘 성형을 중시하는 경우에는 균열 발생의 기점이 되기 쉬워, 성형성을 열화시킨다고 하는 문제가 있었다.

그리고, 종래 공지의 기술에서는, 플레이트식 열교환기 부재와 같이 가공 R이 작고, 성형 깊이가 깊은 형상(깊고 가는 홈 형상)으로 성형하는 경우, R부에서 균열이 발생하기 쉽다. 이는, 내시징성 향상을 위해 두꺼운 산화 피막이나 질화 피막을 형성하면, 균열이 발생하기 쉬워져 성형성을 열화시키는 것에 의한 것이다. 즉, 두꺼운 산화 피막이나 질화 피막의 형성이, 성형 한계를 정하는 주요인으로 되는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 이와 같은 배경 하에 이루어진 것으로, 양호한 내시징성, 내균열성을 구비하고, 우수한 프레스 성형성을 발휘하는 티탄판 및 티탄판의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

티탄 표면을 깨지기 어렵게 하기 위해서는, 산화 피막 등의 경화층을 제거하는 것이 유효하다. 그러나, 일반적으로, 경화층이 제거된 티탄 표면은 성형 금형의 표면과 시징이 용이해진다. 시징이 발생하면, 균열의 기점으로 되는 것 외에, 균열에 발전하지 않는 경우라도, 성형 금형에 티탄이 부착되므로 성형 금형을 연마할 필요가 발생하여, 생산성이 저하되어 버린다는 문제가 있다. 그로 인해, 경화층의 제거와 내시징성을 양립시키는 것이 과제였다.

본 발명자들은 예의 연구한 결과, 표면의 요철의 형태를 보다 적절화함으로써, 프레스 성형 시의 프레스 오일의 윤활 효과를 최대한으로 발휘할 수 있어, 내시징성을 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다. 그리고, 본 발명자들은, 이에 의해 표면의 균열 방지와, 티탄판과 성형 금형의 시징 방지의 양립을 도모할 수 있고, 상기한 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키는 데 이르렀다.

(1) 상기 과제를 해결한 본 발명에 관한 티탄판은 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15 내지 1.5㎛의 범위이고, 최대 높이(Rz)가 1.5 내지 9.0㎛의 범위이고, 변형도(Rsk)가 －3.0 내지 －0.5의 범위이고, 또한 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차가 45 이하인 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이, 산술 평균 거칠기(Ra) 및 최대 높이(Rz)를 각각 특정한 수치 범위로 함으로써, 보유성을 발휘할 수 있는 동시에, 절결 효과에 의한 균열을 유발하기 어렵게 할 수 있다. 또한, 변형도(Rsk)를 특정한 수치 범위로 함으로써, 평활부로의 면압이 상승하는 것을 방지할 수 있으므로, 국부 소성 변형과 시징을 방지할 수 있다. 그리고, 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차를 45 이하로 함으로써, 바꿔 말하면 표면에 경화층을 형성시키지 않도록 함으로써, 성형 시의 표면 균열을 발생하기 어렵게 할 수 있다.

(2) 본 발명에 관한 티탄판은 JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경이, 평균 절편 길이로 20 내지 80㎛의 범위인 것이 바람직하다. 결정 입경의 평균 절편 길이를 이와 같은 특정한 수치 범위로 하면, 산세 공정에 의해 티탄판 표면의 요철이 적절하게 거칠어지기 때문에, 보다 우수한 보유성을 얻을 수 있다.

(3) 본 발명에 관한 티탄판은 1.0㎜ 이하의 판 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 판 두께로 하면, 열교환기용 부재로서 적절하게 사용할 수 있게 된다.

(4) 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법은 냉간 압연 후의 티탄판에 대해, 결정 입경이 20 내지 80㎛로 되도록 대기 어닐링을 행하는 대기 어닐링 공정과, 상기 대기 어닐링 공정 후의 티탄판을, 질산/불산비가 1 이상 10 이하의 산세욕 중에서 산세하는 산세 공정과, 상기 산세 공정 후의 티탄판에, 0.2 내지 1.0％의 압하율로 스킨 패스 압연하는 스킨 패스 압연 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

냉간 압연 후에 행하는 대기 어닐링 공정에 의해, 결정 입경을 원하는 크기로 할 수 있다. 그리고, 그 후 티탄판에 대해 행하는 산세 공정 및 스킨 패스 압연 공정을 각각 특정 조건으로 행함으로써, 티탄판 표면의 요철을 원하는 상태, 즉 원하는 산술 평균 거칠기(Ra)와 최대 높이(Rz)와 변형도(Rsk)로 할 수 있다.

본 발명에 관한 티탄판은 양호한 내시징성 및 내균열성을 가짐으로써, 우수한 프레스 성형성을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법에 따르면, 양호한 내시징성 및 내균열성을 가짐으로써, 우수한 프레스 성형성을 발휘하는 티탄판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법의 플로우를 설명하는 흐름도이다.
도 2의 (a)는 성형성의 평가를 행하기 위한 성형 금형의 형상을 도시하는 평면도이고, (b)는 (a)의 F－F선 단면도이다.
도 3의 (a)는 시험체 No.7의 표면의 SEM상이고, (b)는 시험체 No.7의 압연 방향에 대해 수직 방향으로 측정한 거칠기 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 4의 (a)는 시험체 No.10의 표면의 SEM상이고, (b)는 시험체 No.10의 압연 방향에 대해 수직 방향으로 측정한 거칠기 곡선을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 취지는 티탄판의 표면의 요철의 형태와 경도의 제어에 착안함으로써, 내시징성과 내균열성을 양립하여, 우수한 성형성을 발휘하는 티탄판을 제조하는 것이다.

여기서, 본 발명에 있어서의 성형성이라 함은, 판재의 가공성 외에, 프레스 공구와의 윤활성 및 공구에 대한 내시징성을 총칭한 것을 의미한다.

본 발명에 관한 티탄판은 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15 내지 1.5㎛의 범위이고, 최대 높이(Rz)가 1.5 내지 9.0㎛의 범위이고, 변형도(Rsk)가 －3.0 내지 －0.5의 범위이다. 또한, 본 발명에 관한 티탄판은 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차가 45 이하로 되도록 하고 있다. 또한, 산술 평균 거칠기(Ra), 최대 높이(Rz) 및 변형도(Rsk)는 JIS B 0601:2001에 준거하고 있다.

본 발명에 관한 티탄판은 기본적으로 표면에 경화층이 형성되어 있지 않고, 표면에 대해, X선원을 Cu－Kα로 하는 입사각 1°의 박막법에 의한 X선 회절을 행하였을 때에, TiC, TiN의 피크가 거의 검출되지 않는다. 여기서, 경화층이라 함은, 분위기 제어 조건 하에서의 열처리로 의도적으로 형성한 피막을 의미하고, 예를 들어 산화 피막, 질화물 피막, 탄화물 피막 및 이들을 1종 이상 포함하는 피막이 해당한다. 또한, 여기서는 산세 처리에서 형성되는 산화 피막이나, 실온에서 대기 중에 방치해 둠으로써 자연스럽게 형성되는 자연 산화 피막(부동태 피막)은 경화층이 아니다. 경화층의 두께는 후술하는 비커스 경도에 의해 규정한다.

그리고, 본 발명에 관한 티탄판에서는 직경 10㎛ 이상의 오목부가, 표면 상에 불연속으로 형성되어 있다. 오목부는 오일 저류부로서 작용하여, 보유성을 향상시킨다. 또한, 오목부가 불연속으로 형성되어 있으므로, 가령, 어떤 볼록부나 평활부에서 시징이 발생하였다고 해도 오목부에서 시징이 멈추기 때문에, 큰 시징으로 발전하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 오목부의 깊이를 오목부의 직경보다도 작게 하고 있으므로, 오목부가 절결부로서 작용(절결 효과)하지 않도록 할 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 오목부의 사이즈(크기, 깊이), 분포 상태를 규정하기 위해서는, 일반적으로 관리 지표로서 사용되고 있는 산술 평균 거칠기(Ra)만으로는 불충분한 것이 해명되었으므로, 오목부의 깊이를 규정하는 최대 높이(Rz) 및 오목부의 분포 상태를 규정하는 변형도(Rsk)를 관리 지표로 하여 특정한 수치 범위로 규정하고 있다. 또한, 오목부의 사이즈는 SEM(주사형 전자 현미경)에 의해 티탄판의 표면을 관찰함으로써 판단할 수 있다.

이와 같이, 산술 평균 거칠기(Ra) 및 최대 높이(Rz)를 각각 특정한 수치 범위로 함으로써, 보유성을 발휘할 수 있는 동시에, 절결 효과에 의한 균열을 유발하기 어렵게 할 수 있다. 또한, 변형도(Rsk)를 특정한 수치 범위로 함으로써, 평활부로의 면압이 상승하는 것을 방지할 수 있으므로, 국부 소성 변형과 시징을 방지할 수 있다. 그리고, 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차를 45 이하로 함으로써, 바꿔 말하면, 표면에 경화층을 형성시키지 않도록 함으로써, 성형 시의 표면 균열을 발생하기 어렵게 할 수 있다.

이하, 이들 규정에 대해 상세하게 설명한다.

(조성)

본 발명에 관한 티탄판은 특정한 조성의 티탄판으로 한정되는 것은 아니지만, 모재의 성형성 확보의 관점으로부터, 이하의 조성 범위인 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 관한 티탄판에서는 O 함유량이 1500ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000ppm 이하로 억제되고, Fe 함유량이 1500ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000ppm 이하로 억제되고, H 함유량이 130ppm 이하로 억제되고, C 함유량이 800ppm 이하로 억제되고, N 함유량이 300ppm으로 억제되고, 그 밖의 잔량부는 Ti인 것이 바람직하다. 또한, 이들 O, Fe, N, C, H는 순티타늄에 포함되는 일반적인 불순물 원소(적극적으로 첨가하지 않는 원소), 즉 불가피 불순물이다.

(표면 거칠기)

판재 표면의 평균적인 마찰 계수에 영향을 주기 위해 산술 평균 거칠기(Ra)를 규정하지만, 산술 평균 거칠기(Ra)만으로는 오목부의 깊이를 표현할 수 없으므로, 최대 높이(Rz)도 더불어 규정한다.

또한, 산술 평균 거칠기(Ra) 및 최대 높이(Rz)도, 거칠기의 높이 방향(종방향)만의 정보를 정량화한 것으로, 횡방향(면 내)의 형상의 정보가 포함되어 있지 않다. 따라서, 표면의 오목부의 면 내의 형상 및 분포 상태를 정량화하기 위해 변형도(Rsk)를 규정한다.

[산술 평균 거칠기(Ra)]

상기한 바와 같이, 산술 평균 거칠기(Ra)는 판재 표면의 평균적인 마찰 계수에 영향을 주기 위해 규정된다. 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15㎛ 미만이면, 보유성을 발휘할 수 없다. 한편, 산술 평균 거칠기(Ra)가 1.5㎛를 초과하면, 절결 효과에 의한 균열을 유발하여 성형성이 열화될 가능성이 있고, 또한 마찰 계수의 증대에 의해 판재의 유동이 저해되어 국소 변형이 일어나기 쉬워지므로 균열이 발생하기 쉬워지고, 또한 프레스 하중이 증대되어 버린다. 따라서, 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.15 내지 1.5㎛의 범위일 필요가 있다. 또한, 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.2 내지 1.5㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0.2 내지 1.0㎛의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

[최대 높이(Rz)]

상기한 바와 같이, 최대 높이(Rz)는 오목부의 깊이를 규정한다. 최대 높이(Rz)가 1.5㎛ 미만이면, 오목부의 깊이가 불충분해 양호한 보유성을 발휘할 수 없으므로, 성형 중에 시징이 발생하기 쉬워진다. 한편, 최대 높이(Rz)가 9.0㎛를 초과하면, 절결 효과에 의해 균열의 기점으로 될 수 있다. 따라서, 최대 높이(Rz)는 1.5 내지 9.0㎛의 범위일 필요가 있다. 또한, 최대 높이(Rz)는 1.8 내지 9.0㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 1.8 내지 6.0㎛의 범위인 것이 보다 바람직하다.

[변형도(Rsk)]

변형도(Rsk)는 오목부의 분포 상태ㆍ면적률에 상당하는 것이다. 변형도(Rsk)가 －3.0 미만이면, 평활부의 면적이 줄어들고, 평활부로의 면압이 상승하기 때문에, 국부 소성 변형 및 시징이 발생하기 쉬워진다. 한편, 변형도(Rsk)가 －0.5를 초과하면, 산술 평균 거칠기(Ra) 및 최대 높이(Rz)가 규정의 범위라도, 볼록부 또는 표면에 코너부가 많아지는 경우가 많다. 이 볼록부 또는 코너부는 성형 시에 성형 금형에 의해 미끄럼 이동되는 결과, 볼록부로의 면압이 상승하여, 표면의 국부 소성 변형, 시징이 발생하기 쉬워진다. 이에 의해, 판재의 유입이 방해되고, 유입이 방해되는 2점 사이에서 인장 변형이 일어나, 파단이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 변형도(Rsk)는 －3.0 내지 －0.5의 범위일 필요가 있고, 바람직하게는 －3.0 내지 －1.0의 범위이다.

여기서, 변형도(Rsk)는 진폭 분포 곡선의 중심선에 대한 대상성 파라미터이고, 하기 수학식 1에 의해 산출된다.

변형도(Rsk)는 거칠기 곡선으로부터 구한 확률 밀도 함수가 정규 분포(상하 방향이 대상)인 경우에 0으로 되고, 평활면에 오목부가 분포되어 있는 경우에 마이너스(－)의 값, 평활면에 볼록부가 분포되어 있는 경우에 플러스(＋)의 값으로 된다.

상기한 표면 형태를 달성하기 위해, 티탄판의 제조 방법에 있어서, 티탄판의 결정 입경과 산세 조건을 제어하여, 소정 범위의 경압하율의 스킨 패스 압연을 실시하는 것이 필요해진다. 상세는 후기한다.

(표면 경도)

티탄 표면에 경화층이 형성되면 경도가 향상되지만, 경도가 향상됨으로써 표면의 균열이 촉진된다. 표면의 균열 발생이 촉진되지 않도록 하기 위해, 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도와, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도를 측정하여, 이들의 차가 소정의 임계값 이하로 되도록 규정하였다.

측정 하중 0.098N(10g)에서의 비커스 경도에 의해, 최표면의 경도를 평가할 수 있고, 측정 하중 4.9N(200g)에서의 비커스 경도에 의해, 재질 내부의 경도를 평가할 수 있다. 또한, 이들의 차에 의해, 경화층의 형성 정도를 평가할 수 있다.

표면에 질화물 등의 경화층이 형성되면, 이들 비커스 경도의 차가 45를 초과하고, 성형 시에 표면의 균열이 발생하기 쉬워져 성형성이 열화된다. 따라서, 이들 비커스 경도의 차는 45 이하일 필요가 있다. 또한, 이들 비커스 경도의 차는 36 이하인 것이 바람직하고, 35 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 일반적으로, 비커스 경도는 균질한 재료라도 하중이 낮을수록 높은 값이 얻어지는 경향이 있다. 예를 들어, 후기하는 본 발명의 실시예에 관한 시험체에서는 충분한 두께(편면 50㎛)의 표면부를 화학적으로 제거한 판재에 대해 측정한 바, 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도의 측정값은 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도의 측정값보다도 평균 12 정도 높은 값을 나타냈다.

(결정 입경의 범위)

본 발명에 관한 티탄판은 JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경이, 평균 절편 길이로 20 내지 80㎛의 범위인 것이 바람직하다. 표면의 요철은 산세 공정에서 결정 입경의 사이즈를 반영하여 형성되므로, 이와 같이 결정 입경의 범위를 규정함으로써 티탄판 표면의 요철이 적절하게 거칠어져, 우수한 보유성을 얻을 수 있다.

JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경이, 평균 절편 길이로 20㎛ 미만이면, 산세 공정 후의 표면의 요철이 얕아져 버려, 원하는 거칠기를 얻을 수 없다. 한편, JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경이, 평균 절편 길이로 80㎛를 초과하면, 산세 공정을 행하여도 표면에 형성되는 요철이 얕고, 또한 각 오목부의 간격이 지나치게 넓어지므로 원하는 거칠기를 얻을 수 없다. 그로 인해, 우수한 보유성이 얻어지지 않아 시징을 일으키기 쉬워지는 동시에, 한번 시징이 발생하면 그것이 중단되기 어려워진다.

따라서, 상기한 바와 같이, JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경의 평균 절편 길이는 20 내지 80㎛의 범위로 할 필요가 있다. 또한, JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경의 평균 절편 길이는 20 내지 65㎛의 범위인 것이 바람직하고, 35 내지 65㎛의 범위인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 관한 티탄판의 두께는 취급성이나, 사용 용도에 따라서 적절하게 결정할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 본 발명에 관한 티탄판을 열교환기용 부재, 예를 들어 방열판으로서 적절하게 사용하는 경우에는, 티탄판의 판 두께가 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 티탄판의 사용 용도는 상기한 열교환기용 부재로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 카메라 보디, 주방 기기 등의 민생품이나 오토바이, 자동차 등의 수송 기기 부재, 가전 기기 등의 외장재 등에도 사용할 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 티탄판에 대해 상세하게 설명하였다. 이러한 티탄판에 따르면, 산술 평균 거칠기(Ra), 최대 높이(Rz), 변형도(Rsk)에 의해 표면의 거칠기가 적절하게 제어되어 있으므로, 우수한 보유성을 얻을 수 있다. 그로 인해, 프레스 성형 시의 프레스 오일의 윤활 효과를 최대한으로 발휘시킬 수 있는 결과, 양호한 내시징성을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 이와 같이 표면의 거칠기를 적절하게 제어함으로써, 절결 효과를 방지할 수 있고, 표면의 균열의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 티탄판의 표면에 경화층이 형성되어 있지 않으므로, 성형 시의 표면 균열을 발생하기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 티탄판은 우수한 프레스 성형성을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 티탄판은 내시징성이 양호하므로 성형 금형에 티탄이 부착되기 어렵고, 성형 금형을 연마하는 빈도를 줄이는 것이 가능하므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 티탄판은 다음에 설명되는 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법에 의해, 적절하게 제조할 수 있다.

여기서, 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명하기 전에, 냉간 압연 후의 티탄판의 대표적인 제조 공정을 2가지 소개한다.

하나는, 냉간 압연 후에 진공 어닐링을 행하는 것이고, 다른 하나는, 냉간 압연 후에 대기 어닐링을 행하고, 그 후에 산세하는 것이다.

전자의 제조 공정에서는 냉간 압연 및 그 후의 진공 어닐링 시에, 티탄판의 표면에 경화층이 형성되기 쉽다. 진공 어닐링의 분위기를 불활성 분위기로 하여, 산소, 질소 분압을 내린 경우에도, 냉간 압연 시의 윤활유가 티탄판 표면에 잔존하고 있는 경우 등에는 표면에 탄화티탄이 형성되고, 표면에 경화층이 형성된다. 그로 인해, 프레스 형성 시에 표면의 균열이 발생하기 쉬운 티탄판이 제조될 가능성이 있다.

후자의 제조 공정은 산세 후의 티탄판에 있어서는 표면의 경화층이 제거되어 있으므로, 프레스 성형성이 우수한 티탄판을 제조하는 데 적합하다. 그러나, 종래의 티탄판 표면의 형태 및 제조 방법의 관리에 따라서는, 성형 금형과의 내시징성이 불충분해, 용이하게 시징을 일으킬 가능성이 있었다.

본 발명에서는 후자의 제조 공정을 기초로 하여, 윤활유의 보유성을 향상시키도록 표면의 요철을 형성시키고, 그 형태를 제어하기 위해 결정 입경과 산세 조건을 특정한 조건으로 한다. 그리고, 산세 후에 특정한 조건의 스킨 패스 압연을 실시한다. 이에 의해, 경화층을 사용하지 않고 내시징성을 향상시킬 수 있다.

이하에, 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법은, 도 1에 도시한 바와 같이 대기 어닐링 공정(S1)과, 산세 공정(S2)과, 스킨 패스 압연 공정(S3)을 포함하고, 이 수순으로 각 공정을 행하는 것이다.

또한, 냉간 압연까지의 공정은 본 발명에 관한 티탄판의 표면의 형태에 큰 영향을 미치는 것이 아니므로, 통상 행해지는 조건으로 주조 공정, 균열 공정, 열간 조압연 공정, 열간 마무리 공정, 권취 공정, 냉간 압연 공정 등을 행하면 좋다.

이하에, 본 발명의 티탄판의 제조 방법의 각 공정에 대해 설명한다.

(대기 어닐링 공정)

대기 어닐링 공정(S1)은 냉간 압연 후의 티탄판에 대해, 결정 입경이 20 내지 80㎛로 되도록 대기 어닐링을 행하는 공정이다. 대기 어닐링 공정(S1)에서 결정 입경을 20 내지 80㎛로 하면, 후공정의 산세 공정(S2)에 의해 표면에 적당한 크기(깊이) 및 분포 상태로 요철을 형성시킬 수 있게 된다. 또한, 표면의 오목부의 깊이는 최대 높이(Rz)에 관련되고, 오목부의 분포 상태는 변형도(Rsk)에 관련된다.

대기 어닐링 공정(S1)에서는 연속 어닐링(처리 시간은 30초로부터 5분 정도)이 실시된다. 일반적인 대기 어닐링은 700 내지 800℃에서 실시되지만, 본 발명에 있어서는, 결정 입경을 원하는 범위로 하기 위해 750 내지 850℃로 하는 것이 생산성의 점에서 바람직하다.

또한, 결정 입경은 어닐링 온도와 어닐링 시간에 의존한다. 재결정 온도 이상(600℃ 이상)의 온도이면, 750℃ 미만의 온도 영역에서도 장시간의 대기 어닐링을 행함으로써, 원하는 결정 입경을 얻는 것이 가능하다.

대기 어닐링 공정(S1)을 750℃ 내지 850℃의 온도 영역에서 행하는 경우, 어닐링 시간이 일정하면, 어닐링 온도의 상승에 수반하여 결정 입경을 크게 할 수 있다. 이에 대해, 어닐링 온도가 850℃를 초과하면 어닐링 중에 β상이 석출되므로, 냉각 후에 결정립이 미세해져, 수분간의 처리를 행하면 20㎛ 이하로 되어 버릴 가능성이 있다. 그로 인해, 대기 어닐링 공정(S1)의 어닐링 온도는 850℃ 이하일 필요가 있다.

(산세 공정)

산세 공정(S2)은 대기 어닐링 공정(S1) 후의 티탄판을, 질산/불산비가 1 이상 10 이하의 산세욕 중에서 산세하는 공정이다. 이러한 산세 공정(S2)은 상기한 조성 범위 내의 산세욕을 사용한 경우, 액온 65℃에서 약 60초의 처리로, 편면 약 20㎛ 제거를 행하는 것이 가능하다. 이와 같은 산세를 행함으로써 티탄판의 표면에 원하는 형태로 요철을 형성할 수 있는 동시에, 표면에 형성된 경화층을 제거할 수 있다. 이와 같이 하면, 표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차를 45 이하로 할 수 있다.

질산/불산비가 1 미만이면, 티탄판의 표면의 요철이 지나치게 미세해져, 작고 얕은 요철이 많이 형성되어 버리므로, 보유성 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 질산/불산비가 10을 초과하면, 산세 속도가 느려져 스케일을 제거하기 어려워지는 동시에, 평활하게 산세되어 버리므로, 산세 후에 형성되는 요철이 작거나, 또는 형성되지 않으므로, 우수한 보유성을 얻을 수 없다.

산세 온도는 특별히 한정되지 않는다. 온도를 바꿈으로써 산세 속도가 바뀌므로, 실온으로부터 70℃까지의 범위에서 욕온을 설정하고, 생산 라인의 구성으로부터 결정되는 산세 시간에 따라서 온도를 설정하면 좋다.

산세 공정(S2)에 의한 티탄판의 표면의 제거량은 편면 1㎛ 이상이 바람직하다. 제거량의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 생산성과 수율의 관점으로부터 편면 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

(스킨 패스 압연 공정)

스킨 패스 압연 공정(S3)은 산세 공정(S2) 후의 티탄판을 0.2 내지 1.0％의 압하율로 스킨 패스 압연을 행하는 공정이다. 스킨 패스 압연 공정(S3)은 실온에서 행할 수 있고, 이에 의해 표면에 형성된 볼록부를 고르게 하여 적당한 평활부와 오목부를 구비한 티탄판으로 할 수 있다. 이와 같이, 표면에 적당한 평활부가 형성됨으로써, 국소적인 면압을 내릴 수 있는 동시에, 마찰 계수를 작게 하는 효과가 얻어진다.

이러한 스킨 패스 압연 공정(S3)을 행함으로써, 티탄판 표면의 평균적인 마찰 계수를 나타내는 산술 평균 거칠기(Ra)를 0.15 내지 1.5㎛의 범위로 할 수 있고, 오목부의 깊이를 나타내는 최대 높이(Rz)를 1.5 내지 9.0㎛의 범위로 할 수 있고, 오목부의 분포 상태를 나타내는 변형도(Rsk)를 －3.0 내지 －0.5의 범위로 할 수 있다.

단, 스킨 패스 압연 자체가 소성 변형이므로, 스킨 패스 압연의 압하율이 높을수록 판재의 연신이 감소하는 동시에 표면의 오목부의 면적이 감소하므로, 변형도(Rsk)가 0에 근접하여, 보유성이 감소되어 버린다. 한편, 지나치게 스킨 패스 압연의 압하율이 낮아지면, 표면에 적당한 평활부를 설치할 수 없다.

따라서, 스킨 패스 압연 공정(S3)의 압하율은 0.2 내지 1.0％인 것이 필요하다. 또한, 스킨 패스 압연 공정(S3)의 압하율은 0.3 내지 0.8％인 것이 바람직하다.

이상에 설명한 본 발명에 관한 티탄판의 제조 방법에 따르면, 전술한 본 발명에 관한 티탄판을 적절하게 제조할 수 있다.

(실시예)

다음에, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예와, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예를 대비하여 본 발명의 효과를 설명한다.

본 발명의 효과의 검증은 JIS－1종 상당의 티탄재를 사용하여 행하였다. 그러나, 본 발명의 효과가, JIS－2종 상당의 티탄재를 비롯하여, 다른 그레이드의 순티타늄재나 티탄 합금재를 사용한 티탄판에 대해서도 동일한 효과를 발휘하는 것은 물론이다.

본 실시예 및 비교예에 있어서는, 공업용 순티타늄(JIS－1종)의 냉간 압연판을 사용하였다. 이 냉간 압연판의 화학 조성은 O:450ppm, Fe:250ppm, N:40ppm이고, 잔량부는 Ti와 불가피 불순물이다.

우선, 통상의 조건으로 냉간 압연을 실시한 냉간 압연판을 750℃ 내지 850℃의 온도에서 대기 어닐링하였다. 결정 입경은 이 대기 어닐링의 어닐링 조건에 의해 제어된다. 어닐링 조건을 표 1에 나타낸다.

그 후, 표 1에 나타내는 농도를 갖는 동시에 60℃로 가열된 불산질산 혼합액에 티탄판을 침지하여, 편면 10㎛의 제거량의 산세를 행함으로써, 표면에 요철이 형성된 시험체 1 내지 18이 얻어진다. 산세 속도는 질산/불산비에 의해 바뀌므로, 각 배합비의 용액에 있어서의 산세 속도를 예비 실험에서 구하고, 소정의 제거량으로 되도록 산세 시간을 설정하였다.

또한, 시험체 1 내지 18의 일부에 대해, 표 1에 나타내는 압하율의 스킨 패스 압연을 행하였다. 스킨 패스 압연은 시험체의 양측에 인장의 텐션을 가하여, 냉간, 윤활 조건으로 실시하였다.

또한 비교를 위해, 냉간 압연 후에 진공 어닐링을 행한 시험체(시험체 19)를 제작하였다. 시험체 19는 냉간 압연 공정까지는 전술한 바와 같지만, 그 후, 티탄판 표면을 탈지 세정 후, 진공 어닐링을 행함으로써 얻어진다. 진공 어닐링으로서는, 일단 챔버 내의 압력을 1.3×10^－3㎩까지 감압한 후, 650℃까지 노 내를 가열하고, 6.7 ×10^－3㎩로 될 때까지 산소 가스를 도입하여, 2시간 유지한 후, 냉각을 행하였다.

(결정 입경의 측정)

결정 입경의 측정은 각 시험체를 JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단하고, 그 단면 조직을 광학 현미경으로 관찰한 결정 입경을 측정함으로써 행하였다. 또한, 결정립은 등축 형상을 나타내고 있었다.

(비커스 경도의 측정)

비커스 경도의 측정은 측정면을 시험체 표면으로 하고, JIS Z 2244에 준거한 방법으로 실시하였다. 측정 하중은 4.9N(200g) 및 0.098N(10g)으로 하고, 각 측정 하중에 대해 10점 측정하고, 그 평균값을 측정값으로서 사용하였다.

측정 하중이 4.9N인 측정에는 마이크로 비커스 경도 시험기(MATSUZAWA SEIKI DMH-1)를 사용하고, 측정 하중 0.098N의 측정에는 초마이크로 비커스 경도 시험기(AKASHI MVK-G3)를 사용하였다. 측정 하중 4.9N의 측정값과, 측정 하중 0.098N과 측정 하중 4.9N의 차를 표 1에 나타낸다.

(표면 거칠기의 측정)

표면 거칠기의 측정은 표면 거칠기 형상 측정기(도쿄 정밀사제 서프콤 1400D)를 사용하여, JIS B 0601:2001에 준거한 방법으로 측정하였다. 이때, 측정 거리는 7㎜, 측정 속도는 0.3㎜/sec로 하고, 압연 방향으로 평행 방향과 수직 방향을 각 5점 측정하고, 그 평균값을 표면 거칠기로 하였다.

(성형성의 평가)

성형성의 평가는 각 시험체에 대해 플레이트식 열교환기의 열교환 부분을 모의한 성형 금형을 사용한 프레스 성형을 행함으로써 행하였다.

도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 성형 금형의 형상은 성형부가 100㎜×100㎜이고, 피치 10㎜, 최대 높이 4㎜의 능선부를 6개 갖고, 각 능선부는 정점에, 도 2의 (a)의 상부로부터 하부를 향해 순서대로 R＝0.4, 1.8, 0.8, 1.0, 1.4, 0.6의 6종의 R 형상을 갖고 있다.

이 성형 금형을 사용하여 80ton 유압 프레스기에 의해 프레스 성형을 행하였다. 프레스 성형은 각 시험체의 양면에 동점도 34㎟/s(40℃)의 프레스 오일을 도포하고, 각 시험체의 압연 방향이 도 2의 (a)의 상하 방향과 일치하도록, 각 시험체를 하부 금형 상에 배치하여 플랜지부를 판억제구로 구속한 후, 프레스 속도 1㎜/s, 압입 깊이 3.8㎜의 조건으로 실시하였다.

그리고, 프레스 성형 후에 각 시험체에 인정되는 균열의 수에 의해 성형성을 평가하였다. 구체적인 평가 방법을 이하에 설명한다.

도 2의 (a)에 도시하는 능선부와, 측정 위치(A, B, C, C', D, E)의 점선의 교점 계 36개소에 대해, 시험체의 균열의 유무를 육안으로 관찰하였다. 또한, 측정 위치(C')는, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 인접하는 능선부 사이에 위치하는 골부이다.

균열의 기점이 되는 측정 위치(A, C, C', E)에 대해서는, 균열도 수축도 인정되지 않는 경우를 2점, 수축이 인정되면 1점, 균열이 인정되면 0점으로 점수를 부여하였다. 측정 위치(B, D)에 대해서는, 균열도 수축도 인정되지 않는 경우를 1점, 수축이 인정되면 0.5점, 균열이 인정되면 0점으로 점수를 부여하였다. 또한 각 점수에 가공 R의 역수를 곱하여 균열의 상태를 수치화하고, 그 합계를 구하였다. 이 합계값을 완전히 균열, 수축이 인정되지 않는 경우를 100으로서 규격화한 후, 온도(T), 윤활유 점도(μ), 시험편 판 두께(t)에 의존하는 함수 F(T, μ, t) 및 금형의 능선의 각도(α), 피치(p)에 의존하는 함수 G(α, p)를 곱하여, 성형성 스코어로서 산출하였다. 또한, F 및 G는 0 내지 1의 값을 취한다. 이상의 성형성 스코어 산출 방법은 하기 수학식 2에 의해 나타낸다.

여기서, 수학식 2에 있어서, A, C, C', E의 경우에는, E(ij)＝1.0×(균열 없음;2, 수축;1, 균열;0)으로 하고, B, D의 경우에는, E(ij)＝0.5×(균열 없음;2, 수축;1, 균열;0)으로 하여 산출하였다.

또한, 본 실시예에서는 온도(T), 윤활유 점도(μ), 시험편 판 두께(t), 금형의 능선의 각도(α) 및 피치(p)를 일정으로 하였으므로, F×G를 편의적으로 1로 하여 스코어를 산출하였다.

각 시험체의 성형성의 스코어를 표 1에 나타낸다. 성형성의 스코어가 70점 이상인 시험체를 성형성이 좋다고 판정하고, 70점 미만의 시험체를 성형성이 나쁘다고 판정하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 시험체 1 내지 7에 있어서는, 양호한 성형성이 얻어졌다(실시예). 이는, 표면 거칠기가 양호한 형태로 형성되었으므로 보유성이 향상되어, 내시징성 및 내균열성이 양호해졌기 때문이라고 생각된다.

한편, 시험체 19는 표면 경도(비커스 경도)가 높기 때문에 성형 시에 표면의 균열이 발생하기 쉬워져, 성형 후의 균열 발생량이 많아진 결과, 성형성이 나빠졌다고 생각된다(비교예).

또한, 시험체 8 내지 11, 15 내지 17은 표면 경도(비커스 경도)는 낮았지만, 우수한 성형성을 나타내지 않았다(비교예). 이는, 시험체의 표면 거칠기가 양호한 형태로 형성되지 않았기 때문이고, 요철이 얕아진 것과, 오목부 사이의 간격이 넓어진 것 중 어느 하나에 의해 보유성이 나빠진 것이 원인이라고 생각된다.

시험체 14는, 결정 입경은 본 발명의 요건을 만족시키고 있지만, 성형성이 나쁘다(비교예). 이는, 산세 공정 후에 간 스킨 패스 압연의 압하율이 지나치게 높았기 때문에, 산세 공정에서 시험체 14의 표면에 형성된 양호한 요철이 깨져서 평활한 표면으로 되어, 보유성이 나빠졌기 때문이라고 생각된다. 또한, 성형 전에 가하는 소성 변형량이 크기 때문에 프레스 성형에서의 소성 변형량이 감소하였으므로, 우수한 성형성이 얻어지지 않았다고 생각된다.

시험체 18은 산세 조건이 적절하지 않았으므로, 표면의 요철이 작아져, 보유성이 나빠진 결과, 성형성이 나빠졌다고 생각된다(비교예).

그리고, 시험체 12, 13은 결정 입경이 지나치게 작으므로, 산세 공정에서 얻어지는 표면의 요철이 얕아져, 보유성이 나빠진 결과, 성형성이 나빠졌다고 생각된다(비교예).

도 3은 시험체 7의 표면의 SEM상과 거칠기 곡선을 나타내고, 도 4는 시험체 10의 표면의 SEM상과 거칠기 곡선을 나타내고 있다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 시험체 7의 표면은 평활부에 복수의 오목부가 분산되어 형성되어 있다. 시험체 7에 있어서는, 이들 오목부가 오일 저류부로서 작용함으로써, 보유성이 우수하고, 산세한 상태의 표면임에도 양호한 내시징성 및 내균열성을 얻을 수 있어, 성형성이 우수한 결과가 얻어졌다고 생각된다.

또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 시험체 7의 표면의 임의의 위치에 있어서의 3㎜의 폭에 있어서, 오목부가 적당한 분포 상태를 갖고 분산되어 형성되어 있는 동시에, 볼록부가 거의 형성되어 있지 않다.

이에 대해, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 시험체(10)의 표면에는 오목부가 거의 형성되어 있지 않다. 그로 인해, 시험체(10)에 있어서는, 보유성이 나빠져 내시징성 및 내균열성이 나빠진 결과, 성형성이 떨어지는 결과로 되었다고 생각된다.

또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 시험체(10)의 표면의 임의의 위치에 있어서의 3㎜의 폭에 있어서, 오목부는 거의 형성되어 있지 않고, 또한 볼록부가 많이 형성되어 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재한 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 본 출원은 2009년 4월 28일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2009-110105)에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

S1 : 대기 어닐링 공정
S2 : 산세 공정
S3 : 스킨 패스 압연 공정

Claims

산술 평균 거칠기(Ra)가 0.15 내지 1.5㎛의 범위이고,
최대 높이(Rz)가 1.5 내지 9.0㎛의 범위이고,
변형도(Rsk)가 －3.0 내지 －0.5의 범위이고, 또한
표면에 있어서의 측정 하중 0.098N에서의 비커스 경도가, 측정 하중 4.9N에서의 비커스 경도보다도 높고, 그 차가 45 이하인 것을 특징으로 하는, 티탄판.
제1항에 있어서, JIS G 0552에 규정한 절단법에 의해 절단한 단면을 광학 현미경으로 관찰한 경우에 있어서의 결정 입경이, 평균 절편 길이로 20 내지 80㎛의 범위인 것을 특징으로 하는, 티탄판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 1.0㎜ 이하의 판 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 티탄판.
냉간 압연 후의 티탄판에 대해, 결정 입경이 20 내지 80㎛로 되도록 대기 어닐링을 행하는 대기 어닐링 공정과,
상기 대기 어닐링 공정 후의 티탄판을, 질산/불산비가 1 이상 10 이하의 산세욕 중에서 산세하는 산세 공정과,
상기 산세 공정 후의 티탄판에, 0.2 내지 1.0％의 압하율로 스킨 패스 압연하는 스킨 패스 압연 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 티탄판의 제조 방법.