KR20210094026A - 티타늄판 및 구리박 제조 드럼 - Google Patents

티타늄판 및 구리박 제조 드럼 Download PDF

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Abstract

이 티타늄판은, 질량％로, O: 0％ 이상, 0.400％ 이하, Cu: 0％ 이상, 1.50％ 이하, Fe: 0％ 이상, 0.500％ 이하, N: 0.100％ 이하, C: 0.080％ 이하, 및 H: 0.0150％ 이하를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖고, 금속 조직이, 결정 구조가 육방 최밀 충전 구조인 α상을 포함하고, 평균 결정 입경이 40㎛ 이하이고, 상기 육방 최밀 충전 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선을 c축으로 하였을 때, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 상기 c축이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한 면적률이, 70％ 이상이며, 단위 ㎛로의 결정 입경의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차가 0.80 이하이다.

Description

티타늄판 및 구리박 제조 드럼
본 발명은, 티타늄판 및 구리박 제조 드럼에 관한 것이다.
본원은, 2019년 04월 17일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2019-078825호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
다층 배선 기판, 플렉시블 배선판 등의 배선 기판의 배선이나 리튬 이온 전지의 집전체 등의 전자 부품의 도전 부위에는, 많은 경우, 구리박이 원료로서 이용되고 있다.
이러한 용도에 이용되는 구리박은, 구리박 제조 드럼을 구비하는 구리박 제조 장치에 의해 제조된다. 도 4는, 구리박 제조 장치의 모식도이다. 구리박 제조 장치(1)는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 황산구리 용액이 저류되어 있는 전해조(10)와, 일부가 황산구리 용액에 침지되게 전해조(10) 내에 마련된 전착 드럼(2)과, 전해조(10) 내에서 황산구리 용액에 침지되어, 전착 드럼(2)의 외주면과 소정 간격으로 대향하도록 마련된 전극판(30)을 구비한다. 전착 드럼(2)과 전극판(30) 사이에 전압을 인가함으로써, 전착 드럼(2)의 외주면에 구리박(A)이 전착되어 생성된다. 소정 두께가 된 구리박(A)은, 권취부(40)에 의해 전착 드럼(2)으로부터 박리되어, 가이드 롤(50)로 가이드되면서 권취 롤(60)에 권취된다.
드럼(전착 드럼)의 재료로서는, 내식성이 우수한 것, 구리박의 박리성이 우수한 것 등의 관점에서, 그 표면(외주면)에는 티타늄이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 내식성이 우수한 티타늄을 사용한 경우에도, 구리박의 제조를 장기간에 걸쳐 행하면, 황산구리 용액 중에서 드럼을 구성하는 티타늄의 표면이 서서히 부식을 받는다. 그리고, 부식을 받은 드럼 표면의 상태는, 구리박의 제조 시에 구리박에 전사된다.
금속 재료의 부식은, 그 금속 재료가 갖는 결정 조직, 결정 방위, 결함, 편석, 가공 변형, 잔류 변형 등, 금속 조직에서 기인하는 각종 내질 요인에 의해, 부식 상태나 부식의 정도가 다른 것이 알려져 있다. 부위간에서 금속 조직이 불균질한 금속 재료를 사용한 드럼이, 구리박의 제조에 수반하여 부식을 받은 경우, 드럼의 균질한 면 상태를 유지할 수 없게 되어, 드럼 표면에 불균질한 면이 발생한다. 드럼 표면에 발생한 불균질한 면은 모양으로서 식별할 수 있다. 이러한 불균질한 금속 조직에서 기인하는 모양 중, 비교적 면적이 큰 매크로 조직에서 기인하여, 육안으로 판별할 수 있는 모양을 「매크로 모양」이라고 말한다. 그리고, 드럼 표면에 발생한 매크로 모양도, 구리박의 제조 시에 구리박에 전사될 수 있다.
따라서, 고정밀도이면서 균질한 두께의 구리박을 제조하기 위해서는, 드럼을 구성하는 티타늄판의 매크로 조직을 균질하게 하여, 드럼의 표면의 부식을 균질하게 함으로써, 불균질한 매크로 조직에서 기인한 매크로 모양을 저감시키는 것이, 중요하다.
특허문헌 1에는, 질량％로, Cu: 0.15％ 이상, 0.5％ 미만, 산소: 0.05％ 초과, 0.20％ 이하, Fe: 0.04％ 이하를 포함하고, 잔부 티타늄과 불가피 불순물로 이루어지고, 평균 결정 입경이 35㎛ 미만인 α상 균질 미세 재결정 조직으로 이루어지 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전해 Cu박 제조 드럼용 티타늄판이 제안되어 있다.
특허문헌 2에는, 질량％로, Cu: 0.3 내지 1.1％, Fe: 0.04％ 이하, 산소: 0.1％ 이하, 수소: 0.006％ 이하를 포함하고, 평균 결정립도가 8.2 이상이고, 또한 비커스 경도가 115 이상, 145 이하이고, 판면에 평행한 부위에 있어서, 집합 조직이, 압연면으로부터 법선 방향(ND축)에서의 α상의 (0001)면 극점도에 있어서, (0001)면의 법선의 넘어짐의 각도가, 압연 폭 방향 TD 방향으로 ±45°를 장축, 최종 압연 방향 RD 방향으로 ±25°를 단축으로 하는 타원의 범위 내에 존재하는 결정립의 총 면적을 A, 그 이외의 결정립의 총 면적을 B로 하고, 면적비 A/B가 3.0 이상인 것을 특징으로 하는, 전해 Cu박 제조 드럼용 티타늄판이 제안되어 있다.
특허문헌 3에는, Al: 0.4 내지 1.8％를 포함하고, 판 두께 4mm 이상, 표면 아래 1.0mm 및 1/2 판 두께부의 판면에 평행한 부위에 있어서 평균 결정립도 8.2 이상, 비커스 경도 115 이상 145 이하, 표면 아래 1mm로부터 1/2 판 두께부에 걸치는 판면에 평행한 부위에 있어서 집합 조직이 최종 압연 방향 RD 압연면의 법선 ND 압연 폭 방향을 TD(0001)면의 법선을 c축으로 하였을 때 압연면으로부터 법선 방향에서의 α상의 (0001)면 극점도에 있어서 c축의 TD 방향으로의 넘어짐의 각도가 -45 내지 45°, c축의 RD 방향으로의 넘어짐의 각도가 -25 내지 25°인 타원의 영역에 c축이 존재하는 결정립의 총 면적을 A, 그 이외의 결정립의 총 면적을 B로 하고, 면적비 A/B가 3.0 이상인 티타늄 합금 후판이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-41064호 공보 일본 특허 공개 제2012-112017호 공보 일본 특허 공개 제2013-7063호 공보
그러나, 금번의 전자 부품 소형화 및 고밀도화에 수반하여, 구리박에는, 더 한층의 박육화 및 표면 품질의 향상이 요구되고 있다. 이러한 상황 하에, 상술한 매크로 모양에 대해서도 더 한층의 저감이 요구되고 있다. 그러나, 특허문헌 1 내지 3에 기재되는 종래의 기술에서는 충분히 매크로 모양을 저감시킬 수는 없었다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 구리박 제조 드럼(구리박 제조 장치가 구비하는 드럼)에 사용하였을 때에 매크로 모양의 발생을 억제 가능한 티타늄판 및 동 티타늄판을 부재로서 사용한(동 티타늄판을 사용하여 제조된) 구리박 제조 드럼을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 상술한 문제를 해결하기 위해 예의 검토하였다. 그 결과, 티타늄판 중의 집합 조직의 결정 입경을 작게 하거나, hcp 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선(c축)을 압연면과 수직으로 접근시키거나 하는 것은 유효하지만, 그것들만으로는, 금번에 요구되는 수준까지 매크로 모양의 발생을 억제 가능하지 않은 것을 알아내었다.
본 발명자들이 더욱 검토한 결과, 조직에 있어서, 결정립을 미세할 뿐만 아니라 균일한 크기로 하고, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축(hcp 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선([0001] 방향))이 기운 결정립의 면적률을, 모든 결정립의 면적률에 대하여 70％ 이상으로 하며, 또한 화학 조성을 β상의 석출이 억제되는 화학 조성으로 함으로써, 매크로 모양의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견하였다. 그리고, 이러한 화학 조성 및 집합 조직을 동시에 달성 가능한 티타늄판의 제조 방법을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.
상기 지견에 기초하여 완성된 본 발명의 요지는, 이하와 같다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관한 티타늄판은, 질량％로, O: 0％ 이상, 0.400％ 이하, Cu: 0％ 이상, 1.50％ 이하, Fe: 0％ 이상, 0.500％ 이하, N: 0.100％ 이하, C: 0.080％ 이하, 및 H: 0.0150％ 이하를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖고, 금속 조직이, 결정 구조가 육방 최밀 충전 구조인 α상을 포함하고, 평균 결정 입경이 40㎛ 이하이고, 상기 육방 최밀 충전 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선을 c축으로 하였을 때, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 상기 c축이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한 면적률이, 70％ 이상이며, 단위 ㎛로의 결정 입경의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차가 0.80 이하이다.
(2) 상기 (1)의 티타늄판에서는, 상기 판면의 상기 법선 방향에서의 (0001) 극점도에 있어서, 전자선 후방 산란 회절법의 구면 조화 함수법을 사용한 극점도의 전개 지수를 16, 가우스 반값폭을 5°로 하였을 때의 Texture 해석에 의해 산출되는 결정립의 집적도의 피크가, 상기 판면의 상기 법선 방향으로부터 30° 이내에 존재하고, 또한 최대 집적도가 4.0 이상인, 집합 조직을 가져도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 티타늄판에서는, 상기 평균 결정 입경을 단위 ㎛로 D로 하였을 때, 상기 입도 분포의 표준 편차가 (0.35×lnD-0.42) 이하여도 된다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 것에 기재된 티타늄판에서는, 판 두께 방향 단면을 관찰하였을 때, 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치에 있어서의, 전체 결정립계 길이에 대한 쌍정입계 길이의 비율이, 5.0％ 이하여도 된다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 것에 기재된 티타늄판에서는, 상기 화학 조성이 질량％로 Cu: 0.10％ 이상 1.50％ 이하를 포함해도 된다.
(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 것에 기재된 티타늄판은 구리박 제조 드럼용 티타늄판이어도 된다.
(7) 본 발명의 다른 양태에 관한 구리박 제조 드럼은, 원통 형상의 이너 드럼과, 상기 이너 드럼의 외주면에 피착된, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 티타늄판과, 상기 티타늄판의 맞댐부에 마련된 용접부를 갖는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상기 양태에 의하면, 구리박 제조용의 드럼에 사용하였을 때에 매크로 모양의 발생을 억제 가능한 티타늄판 및 동 티타늄판을 사용하여 제조되는 구리박 제조 드럼을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 티타늄판의 집합 조직을 설명하기 위한, 압연면의 법선 방향(ND)에서의 (0001) 극점도이다.
도 2는 부식 후의 티타늄판의 표면에 관찰되는 매크로 모양의 일례를 나타내는 현미경 사진이다.
도 3은 매크로 모양의 위치를 나타내기 위해서, 매크로 모양을 강조한 참고도이다.
도 4는 구리박 제조 장치의 모식도이다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 구리박 제조 드럼의 모식도이다.
도 6은 육방 최밀 충전 구조를 갖는 결정립을 나타내는 도면이다.
도 7은 α상의 결정 방위를 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
<1. 티타늄판>
먼저, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 티타늄판(본 실시 형태에 관한 티타늄판)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 티타늄판은 구리박 제조 드럼의 재료로서 이용되는 것을 상정하고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 티타늄판은 구리박 제조 드럼용 티타늄판이라고도 말할 수 있다. 구리박 제조 드럼에 있어서 사용되는 경우, 티타늄판의 한쪽 면이 드럼의 원통 표면을 구성한다.
(1.1 화학 조성)
본 실시 형태에 관한 티타늄판의 화학 조성에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 티타늄판은, 공업용 순티타늄 또는 상기 공업용 순티타늄 중의 Ti의 일부 대신에, 1.50질량％ 이하의 Cu를 포함하는 티타늄 합금의 화학 조성을 갖는다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 티타늄판은, 질량％로, Cu: 0％ 이상 1.50％ 이하, Fe: 0％ 이상 0.500％ 이하, O: 0％ 이상 0.400％ 이하, N: 0.100％ 이하, C: 0.080％ 이하, 및 H: 0.0150％ 이하를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖는다.
공업용 순티타늄은, 첨가 원소가 매우 소량이며, 이것을 사용한 경우, 티타늄판에 있어서 실질적으로 α상 단상을 포함한다. 이와 같이, 티타늄판을 구성하는 상을 α상 단상으로 함으로써, 티타늄판을 드럼에 사용하고, 당해 드럼을 황산구리 용액에 침지하였을 때, 드럼이 균일하게 부식된다. 이에 의해, α상, β상의 부식 속도의 차이에 의한 매크로 모양의 발생이 억제된다.
나아가, 공업용 순티타늄은 열간 가공성이 우수하고, 열간 압연 후의 판 형상이 평탄해지고, 그 후의 교정을 적게 하는 것이 가능하다. 이 때문에, 교정에 의한 변형의 부여 및 이에 수반하는 전위나 쌍정의 도입이 억제된다. 티타늄판에 전위나 쌍정이 많이 존재하는 경우, 전위나 쌍정을 기점으로 하여 모양이 발생하거나, 황산구리 용액에 침지하였을 때에 부식이 발생하거나 한다. 공업용 순티타늄을 티타늄판의 재료로서 사용함으로써, 이러한 문제가 미리 방지되므로, 이 관점에서도 매크로 모양의 발생이 억제된다.
이에 대해, 티타늄판에 Al 등의 α 안정화 원소를 함유시키는 것도 생각할 수 있다. 예를 들어, Al은 α단상 영역에서의 열처리에 의해 결정립 성장을 억제하는 효과가 있다. 그러나, Al 등의 α 안정화 원소는 티타늄판의 고온 강도를 크게 향상시킨다. 후술하는 바와 같이 본 실시 형태에 관한 티타늄판을 제조할 때에는, 집합 조직 제어를 목적으로 하여, 열간 압연을 비교적 낮은 온도까지 실시한다. 그 때문에, 고온 강도가 너무 높아지면, 열간 압연 시의 반력이 너무 커지고, 열연 후의 티타늄판의 형상이 크게 변형되고, 티타늄판이 물결 형상이 된다. 이 경우, 티타늄판에 대하여 그 후의 교정이 많이 필요해지지만, 많은 교정을 행하면, 그 때에 변형이 부여되면 전위나 쌍정이 많이 도입되어버린다. 이 결과, 상술한 바와 같이, 티타늄판을 드럼에 사용하였을 때, 매크로 모양이 발생하기 쉬워진다.
한편, 티타늄판의 결정 입경을 제어하기 위해서, β 안정화 원소를 함유시키고, β상을 생성시킴으로써 피닝 효과를 활용하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, β상은 α상에 비해 부식되기 쉬우므로, 가령 β상이 집합되어버렸을 경우, 그 부분에만 부식이 진행되고, 구리박에 전사될 가능성이 있다. 그 때문에, β 안정화 원소를 티타늄판에 함유시킨 경우, 기본적으로는 매크로 모양의 발생의 억제는 곤란하다.
단, β 안정화 원소 중에서도 Cu는 다른 원소에 비해 α상 중의 고용 한도가 크고, 비교적 많은 함유량을, β상을 석출시키지 않고 티타늄판에 함유시키는 것이 가능하다. 또한, Cu는 고용 강화능이 비교적 크므로, 후술하는 표면 경도를 높게 하는 것에도 유효하다. 본 발명자들이 검토한 결과, Cu는 티타늄판 중에 1.50질량％ 이하의 범위로 함유시키는 것이 가능한 것을 알 수 있었다.
이하, 구체적으로 설명한다.
공업용 순티타늄으로서는, 예를 들어 JIS H 4600:2012에 규정되는 1 내지 4종 및 ASTM B348에 규정되는 Grade 1 내지 4, F67 등을 들 수 있다. 또한, 상술한 규격에 준거하고 있지 않는 공업용 순티타늄이나, 상술한 이외의 규격에 준거한 공업용 순티타늄이어도, 당업자가 기술 상식을 고려하여 「공업용 순티타늄」으로 인식해야 하는 범위 내에서, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 재료로서 사용할 수 있다. 그리고, 상술한 공업용 순티타늄을, 본 실시 형태에 관한 티타늄판이 사용되는 드럼의 구체적인 용도나 사양에 맞게 적절히 선택할 수 있다. 또한, 상술한 공업용 순티타늄 중의 Ti의 일부 대신에, 1.5질량％ 이하의 Cu를 포함하는 티타늄 합금일 수도 있다. 따라서, 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 티타늄판은, 질량％로, Cu: 0％ 이상 1.50％ 이하, Fe: 0％ 이상 0.500％ 이하, O: 0％ 이상 0.400％ 이하, N: 0.100％ 이하, C: 0.080％ 이하, 및 H: 0.0150％ 이하를 포함하고, 잔부가 Ti 및 불순물을 포함하는 화학 조성을 가질 수 있다.
이하, 각 원소의 함유량의 한정 이유에 대하여 설명한다. 각 원소의 함유량％는 정함이 없는 한, 질량％이다.
O: 0％ 이상 0.400％ 이하
O는 티타늄판의 강도의 향상에 기여하고, 표면 경도의 증대에 기여하는 원소이다. 그러나, 티타늄판의 강도가 너무 높아지면, 교정 시에 비교적 큰 가공이 필요해지고, 드럼을 제조하기 어려워진다. 또한, 표면 경도가 너무 커지면, 티타늄판을 드럼으로 하였을 때에 연마가 곤란해진다. 따라서, O 함유량을 0.400％ 이하로 한다. O 함유량은 바람직하게는 0.150％ 이하, 보다 바람직하게는 0.120％ 이하이다. O는 본 실시 형태에 관한 티타늄판에 있어서 필수적이지는 않은 점에서, 그 함유량의 하한은 0％이다. 그러나, 용해 원료인 스폰지 티타늄이나 첨가 원소로부터의 혼입을 방지하는 것은 어렵고, 실질적인 하한은 0.020％이다.
O 함유량에 의해 강도 향상 효과를 얻는 경우, O 함유량은 바람직하게는, 0.030％ 이상이다.
Cu: 0％ 이상 1.50％ 이하
Cu는 β상을 안정화시킴과 함께, α상에도 고용하고, α상을 강화함으로써, 연마성의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, Cu는 Ti와 결합하여 Ti2Cu를 형성할 수 있는 원소이다. 연마성의 관점에서는, Ti2Cu는 석출시키지 않는 것이 좋지만, Ti2Cu는 결정립 성장을 억제하므로, 연마성에 영향을 미치지 않을 정도로 Ti2Cu를 석출시키면, 티타늄판에 있어서 균일하면서 미세한 결정 입경이 얻어지기 쉬워진다. 이러한 효과를 얻는 경우, Cu 함유량을 0.10％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.20％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.40％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, Cu 함유량이 1.50％ 초과하면, Ti2Cu가 과도하게 석출되고, 연마성이 저하됨과 함께 표면 성상이 열화될(매크로 모양이 형성될) 우려가 있다. 그 때문에, Cu 함유량을 1.50％ 이하로 한다. Cu 함유량은 바람직하게는 1.30％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.20％ 이하이다.
Fe: 0％ 이상 0.500％ 이하
Fe는 β상을 안정화하는 원소이다. 티타늄판에 있어서는 β상의 석출량이 많아지면 매크로 모양이 생성되기 쉬워진다. 그 때문에, Fe 함유량을 0.500％ 이하로 한다. Fe 함유량은 바람직하게는 0.100％ 이하, 보다 바람직하게는 0.080％ 이하이다. Fe는 본 실시 형태에 관한 티타늄판에 있어서 필수적이지는 않은 점에서, 그 함유량의 하한은 0％이다. 그러나, 용해 원료인 스폰지 티타늄이나 첨가 원소로부터의 혼입을 방지하는 것은 어렵고, 실질적인 하한은 0.001％이다.
또한, Fe는 β상의 피닝에 의한 결정립 성장 억제에 기여하는 원소이다. 또한, Fe는 Ti 중에 고용한 상태에서도 솔루트 드래그 효과에 의해 입성장을 억제하는 원소이다. 이들 효과를 얻는 경우, Fe 함유량은 0.020％ 이상이 바람직하고, 0.025％ 이상이 더욱 바람직하다.
N: 0.100％ 이하
C: 0.080％ 이하
H: 0.0150％ 이하
N, C, H는 모두 다량으로 함유하면, 연성, 가공성이 저하된다. 그 때문에, N 함유량은 0.100％ 이하, C 함유량은 0.080％ 이하, H 함유량은 0.0150％ 이하로 각각 제한한다.
한편, N, C, H의 함유량은 각각 낮을수록 바람직하지만, N, C, H는 불가피하게 혼입되는 불순물이다. 그 때문에, 실질적인 함유량의 하한은 통상 N으로 0.0001％, C로 0.0005％, H로 0.0005％이다.
본 실시 형태에 관한 티타늄판의 화학 조성의 잔부는, Ti 및 불순물을 포함하고, Ti 및 불순물을 포함해도 된다. 불순물이란, 구체적으로 예시하면, 상술한 원소 이외에도, 정련 공정에서 혼입되는 Cl, Na, Mg, Si, Ca 및 스크랩으로부터 혼입되는 Al, Zr, Sn, Mo, Nb, Ta, V 등이다. 이들의 불순물 원소가 함유되는 경우, 그 함유량은, 예를 들어 각각 0.10％ 이하이고, 총량으로 0.50％ 이하라면 문제없는 레벨이다.
상기에서 설명한 Ti 이외의 각 원소의 함유량의 하한값은 0％이며, 티타늄판은 상기 각 원소를 포함하지 않아도 된다.
화학 조성은 이하의 방법으로 구한다.
Cu, Fe 등의 β 안정화 원소는 IPC 발광 분광 분석에 의해 측정한다. O 및 N에 대하여는, 산소·질소 동시 분석 장치를 사용하여, 불활성 가스 용융, 열전도도·적외선 흡수법에 의해 측정한다. C에 대하여는, 탄소 황 동시 분석 장치를 사용하여, 적외선 흡수법에 의해 측정한다. H에 대하여는, 불활성 가스 용융, 적외선 흡수법에 의해 측정한다.
(1.2 금속 조직)
이어서, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 금속 조직에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 티타늄판은, 금속 조직이, 결정 구조가 육방 최밀 충전 구조인 α상을 포함하고, 평균 결정 입경이 40㎛ 이하이고, 결정 입경(㎛)의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차가 0.80 이하이고, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축(육방 최밀 충전 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선)이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한 면적률이, 70％ 이상이다. 이하, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 금속 조직에 대하여, 순서대로 상세하게 설명한다.
(1.2.1 금속 조직의 상 구성)
본 실시 형태에 관한 티타늄판의 금속 조직은, 주로 α상을 포함한다. α상은 육방 최밀 충전 구조(hexagonal close-packed, hcp)를 갖는다.
β상은 α상보다도 우선하여 부식된다. 이 때문에, 균일한 부식을 달성하고, 매크로 모양의 발생을 억제하는 관점에서는, β상은 적은 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 금속 조직에 있어서의 α상의 체적률은, 바람직하게는 98.0％ 이상, 보다 바람직하게는 99.0％ 이상, 더욱 바람직하게는 100％이다. 즉, 실질적으로 α상 단상이다. 실질적인 α상 단상의 금속 조직은, 상술한 바와 같은 티타늄판의 화학 조성에 의해 달성할 수 있다.
한편, β상이 소량 존재하는 경우, 열처리 시의 결정립 성장을 억제할 수 있으므로, 균일하면서 미세한 결정 입경을 얻을 수 있다. 또한, 티타늄판이 Cu를 함유하는 경우, 생성하는 Ti2Cu는 입성장을 억제할 수 있다. 그러나, Ti2Cu가 너무 석출되면 연마성이 변화될 우려가 있다. 이러한 관점에서, 티타늄판의 금속 조직은 β상, Ti2Cu를 포함해도 되지만, β상, Ti2Cu의 체적률은 합계로 2.0％ 이하인 것이 바람직하다. β상, Ti2Cu의 체적률은 바람직하게는 각각 1.0％ 이하이다.
티타늄판의 금속 조직은, 미재결정부가 포함되지 않는 것이 바람직하다. 미재결정부는 일반적으로 조대하여, 매크로 모양의 원인이 될 수 있다. 티타늄판의 금속 조직은, 바람직하게는 완전 재결정 조직이다. 재결정 조직이란 애스펙트비가 2.0 미만인 결정립을 포함하는 조직이다. 미재결정립의 유무는 이하의 방법으로 확인할 수 있다. 즉, 애스펙트비가 2.0 이상인 결정립을 미재결정립이라고 하고, 그 유무를 확인한다. 구체적으로는, 티타늄판을 절단한 단면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법; EBSD(Electron Back Scattering Diffraction Pattern)를 사용하여, 1 내지 2mm×1 내지 2mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 스텝으로 2 내지 10 시야 정도 측정한다. 그 후, EBSD에 의해 측정된 5° 이상의 방위차 경계를 결정립계라고 하고, 이 결정립계로 둘러싸인 범위를 결정립이라고 하여, 결정립의 장축 및 단축을 구하고, 장축을 단축으로 나눈 값(장축/단축)을 애스펙트비로서 산출한다. 장축이란, α상의 입계 상의 임의의 2점을 연결하는 선분 중에서, 길이가 최대가 되는 것을 말하고, 단축이란, 장축에 직교하고, 또한 입계 상의 임의의 2점을 연결하는 선분 중에서, 길이가 최대가 되는 것을 말한다.
티타늄판의 금속 조직을 구성하는 각 상의 체적률은, SEM(Scanning Electron Microscopy)에 부속된 EPMA(Electron Probe Microanalyzer)(SEM/EPMA)에 의해 용이하게 측정·산출할 수 있다. 구체적으로는, 티타늄판이 임의의 단면에 대하여 경면까지 연마하고, 100배의 배율로, 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치, 1mm×1mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 스텝으로 2 내지 5 시야 정도, SEM/EPMA를 사용하여, Fe 및 Cu의 농도 분포를 측정한다. Fe나 Cu는 β상 혹은 Ti2Cu부에서 농화되므로, 각 점 중, Fe 농도가 측정 범위의 평균 농도보다도 1질량％ 이상 높은 점(농화부)을 β상, Cu 농도가 측정 범위의 평균 농도보다도 1질량％ 이상 높은 점(농화부)을 Ti2Cu라고 정의하고, 각 상의 면적률을 구한다. 면적률과 체적률은 동등하다고 하여, 얻어진 면적률을 β상 및 Ti2Cu의 체적률로 한다. 그리고, 농화되어 있지 않은 부분(농화부 이외)의 면적률을 α상의 체적률로 한다.
(1.2.2 결정립의 평균 입경 및 입도 분포)
이어서, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 금속 조직에 포함되는 결정립의 평균 입경 및 입도 분포에 대하여 설명한다.
티타늄판의 금속 조직의 결정립의 입경(결정 입경)이 조대하면, 그 결정립 그 자체가 모양이 되고, 구리박에 모양이 전사되므로, 결정 입경은 미세한 것이 좋다. 티타늄판의 금속 조직의 결정립의 평균 결정 입경이 40㎛를 초과하면, 그 결정립 그 자체가 모양이 되고, 구리박에 모양이 전사되어버린다. 이 때문에, 티타늄판의 금속 조직의 결정립의 평균 결정 입경은 40㎛ 이하로 한다. 이에 의해, 결정립이 충분히 미세해지고, 매크로 모양의 발생이 억제된다. 티타늄판의 금속 조직의 결정립의 평균 결정 입경은 바람직하게는 38㎛ 이하, 보다 바람직하게는 35㎛ 이하이다.
티타늄판의 금속 조직의 평균 결정 입경의 하한값은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 결정립이 매우 작은 경우에는, 열처리 시에 미재결정부가 발생할 우려가 있다. 이 때문에, 결정립의 평균 결정 입경은 바람직하게는 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상이다.
그런데, 본 발명자들은, 티타늄판의 금속 조직의 결정립이 단순히 미세한 것만으로는, 충분히 매크로 모양을 억제 가능하지 않은 것을 알아내었다. 즉, 티타늄판의 금속 조직의 평균 결정 입경이 미세하여도, 입도 분포가 넓을 경우, 조대한 결정립이 존재해버린다. 이러한 조대한 결정립과 미세한 결정립이 혼재한 부위가 존재하면, 입경의 차에 의해 매크로 모양이 발생할 수 있다. 이 때문에, 티타늄판의 금속 조직의 결정립은 미세할 뿐만 아니라, 입도 분포가 좁은, 즉, 결정립의 입경이 균일한 것이 매크로 모양의 발생의 억제에 중요한 것을, 본 발명자들은 발견하였다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 티타늄판에 있어서, 각각의 결정 입경(㎛)의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차는 0.80 이하이다. 결정립이 상술한 바와 같은 평균 결정 입경임과 함께, 이러한 입도 분포의 표준 편차를 만족시킴으로써, 금속 조직 중의 결정립이 충분히 미세하면서 균일해진다. 이 경우, 티타늄판을 구리박 제조 드럼에 사용하였을 때, 매크로 모양의 발생이 억제된다.
이에 비해, 결정 입경(㎛)의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차가, 0.80을 초과하면, 상술한 바와 같은 평균 결정 입경을 만족한 경우에도, 조대한 결정립이 발생해버려, 티타늄판을 드럼에 사용하였을 때, 매크로 모양이 발생하기 쉬워진다.
결정 입경(㎛)의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차는, 평균 결정 입경을 D(㎛)로 하였을 때, (0.35×lnD-0.42) 이하인 것이 바람직하다.
티타늄판의 금속 조직의 결정의 평균 결정 입경 및 입도 분포의 표준 편차는, 이하와 같이 하여 측정, 산출할 수 있다. 구체적으로는, 티타늄판을 절단한 단면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법; EBSD(Electron Back Scattering Diffraction Pattern)를 사용하여, 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치, 1 내지 2mm×1 내지 2mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 스텝으로 2 내지 10 시야 정도 측정한다. 결정 입경에 대하여는 EBSD에 의해 측정된 5° 이상의 방위차의 입계를 입계라고 하고, 이 입계로 둘러싸인 범위를 결정립이라고 하여, 결정립의 면적으로부터 원상당 입경(면적 A=π×(입경 D/2)2)을 구하고, 이 개수 기준의 평균값을 평균 결정 입경으로 한다.
또한, 결정 입경 분포로부터 대수 정규 분포(각 결정립의 원상당 입경 D를 자연 대수 LnD로 변환한 변환값의 분포)에 있어서의 표준 편차 σ를 산출한다.
일반적으로 금속 재료의 결정 입경 분포는 대수 정규 분포를 따르는 것이 알려져 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 입도 분포의 표준 편차 산출 시에는, 얻어진 입도 분포를 대수 정규 분포로 규격화하고, 규격화한 대수 정규 분포로부터 표준 편차를 산출해도 된다.
(1.2.3 집합 조직)
이어서, 티타늄판의 집합 조직의 결정 방위에 대하여 설명한다. 티타늄판은 상술한 화학 조성에서 기인하여, 실질적으로 α상 단상이며, α상의 결정 구조는 도 6에 나타내는 바와 같은 육방 최밀 충전 구조(hexagonal close-packed, hcp)를 취한다. hcp 구조는 결정 방위에 의한 물성의 이방성이 크다. 구체적으로는, 육방 최밀 충전 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선 방향(c축 방향: [0001] 방향)에 평행한 방향에서는 강도가 높고, c축 방향과 수직인 방향에 근접할수록 강도가 낮다. 이 때문에, 티타늄판이 상술한 바와 같은 결정립의 입도 분포를 만족해도, 결정 방위가 다른 결정의 집합체가 발생하면, 양쪽 집합체간에서의 가공성이 다르고, 구리박 제조 드럼 제조 시에 있어서, 연마 시의 가공에서 차가 발생한다. 이 결과, 얻어지는 드럼에 있어서 결정립에 가까운 사이즈에서의 모양으로서 인식되어버린다. 본 발명자들은, 티타늄판의 집합 조직의 결정 방위를 가능한 한 집적시킴으로써, 상기 모양의 발생을 억제할 수 있는 것을 알아내었다.
또한, 티타늄판은 c축 방향에 평행한 방향에서는 강도가 높다. 그 때문에, c축에 대하여 수직인 면을 연마하면, 연마 후의 모양이 발생하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 발명자들은, 티타늄판의 집합 조직의 결정 방위에 대하여, 연마면과 수직이 되도록, 즉, 티타늄판의 표면과 수직인 두께 방향(압연면의 법선 방향)과 병행이 되게, 티타늄판의 결정 격자의 c축을 배치하는 것이 바람직한 것을 발견하였다.
이상의 지견에 기초하여, 본 실시 형태에 있어서는, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의 면적(도 1에 나타내는 판면의 법선 방향(ND)에서의 (0001) 극점도에 있어서의, 점선 b 내에 존재하는 결정립의 면적)의, 모든 결정립의 면적에 대한 비율(면적률)이, 70％ 이상이다. 이에 의해, 결정 방위가 집적되고, 인접하는 결정간의 결정 방위의 차를 작게 할 수 있어, 매크로 모양을 억제할 수 있다. 압연면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 존재하는 결정립의 모든 결정립에 대한 면적률은, 바람직하게는 72％ 이상이다. 한편, 상기 면적률은 높으면 높을수록 좋기 때문에 특별히 상한은 정하지 않지만, 실질적으로 제조 가능한 것이 95％ 정도까지이다.
여기서, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기울었다는 것은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 티타늄판의 ND와 결정립의 c축이 이루는 각 θ가 40° 이내인 것을 의미한다.
(0001) 극점도는, 티타늄판의 시료의 관찰 표면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법(EBSD, Electron Back Scattering Diffraction Pattern)을 사용하여 결정 방위 해석함으로써 얻어진다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 1 내지 2mm×1 내지 2mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 간격(스텝)으로 스캔하고, (0001) 극점도를 작성할 수 있다.
판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립(c축과 판면의 법선 방향이 이루는 각이 40° 이내인 결정립)의 면적률은, 이하의 방법으로 측정한다.
티타늄판을 절단한 단면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법; EBSD(Electron Back Scattering Diffraction Pattern)를 사용하여, 1 내지 2mm×1 내지 2mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 스텝으로 2 내지 10 시야 정도 측정한다. 그 데이터를 TSL 솔루션즈제의 OIM Analysis 소프트웨어를 사용하여, c축의 기울기가 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도의 결정립의, 전체 결정립에 대한 면적률을 구한다.
티타늄판은, 또한 판면(압연재라면 압연면)의 법선 방향(ND)에서의 (0001) 극점도에 있어서, 결정립의 집적도의 피크가 판면의 법선 방향으로부터 30° 이내에 존재하고, 또한 최대 집적도가 4.0 이상인, 집합 조직을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보다 결정립의 c축을 티타늄판의 두께 방향(ND)에 가까운 부분에 보다 집적시킬 수 있고, 티타늄판을 구리박 제조 드럼에 사용하였을 때에 결정 방위의 차에서 기인하는 모양의 발생이 보다 억제된다.
압연 등에 의하면, 결정립의 집적도의 피크는, 최종 압연 방향과 직각인 방향(최종 압연 폭 방향(TD))으로 기울기 쉽다. 그 때문에, 최종 압연 방향이 명확한 경우에는, 압연면의 법선 방향(ND)에서의 (0001) 극점도에 있어서, 결정립의 집적도의 피크가, 압연면의 법선 방향(ND)으로부터 최종 압연 폭 방향(TD)으로 30° 이내에 존재하면 된다.
도 1에, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 집합 조직을 설명하기 위한, 압연면의 법선 방향(ND)에서의 (0001) 극점도를 나타낸다. 도 1에 있어서는, 검출된 극점이, 최종 압연 방향(RD) 및 최종 압연 폭 방향(TD)으로의 기울기에 따라서 집적되고, (0001) 극점도에 집적도의 등고선이 그려져 있다. 이 때의, 가장 등고선이 높은 위치가 집적도의 피크 위치이며, 피크 위치 중 가장 집적도가 큰 값을 최대 집적도로 한다. 예를 들어, 도 1 중, 등고선이 가장 높아지는 부위가 결정립의 집적도의 피크 P1, P2가 된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 결정립의 피크 P1, P2가, 각각 TD에 대하여 ND(중심)로부터 30° 이내에 존재한다. 예를 들어, 피크 P1의 경우, 도면 중 a가 30° 이내가 된다(도 1의 P1과 같이, TD 방향으로부터 피크 위치가 조금 어긋나는 경우가 있지만, 10° 이내의 어긋남은 허용하고, a가 30° 이내이면 됨). 또한, 최대 집적도가 4.0 이상이다. 통상, 최대 집적도는 결정립의 피크 P1, P2의 집적도 중 어느 것이 된다.
이에 비해, (0001) 극점도에 있어서, 결정립의 집적도의 피크가, ND(중심)로부터 30° 이내에 존재하지 않는 경우(최종 압연 방향이 명확한 경우에는, 최종 압연 폭 방향(TD)에 대하여 ND로부터 30° 이내에 존재하지 않는 경우), 결정 방위가 다른 결정립이 인접하기 쉬워지고, 시인 가능한 매크로 모양이 발생하기 쉬워진다. 구체적으로는, 예를 들어 통상의 1축 압연의 티타늄 열간 압연판에서는, 통상 ND에 대하여 hcp 구조의 c축이 최종 압연 폭 방향(TD)으로 35 내지 40° 정도 기운 부위에 있어서 집적도가 피크가 되는 집합 조직이 형성된다. 그러나, 피크가 이 위치인 경우, 또한 15 내지 20° 기운 위치까지 결정 방위가 분포하기 때문에, 결정 방위가 다른 결정립이 인접하는 경우가 있어, 매크로 모양을 발생하기 쉬워진다.
또한, 최대 집적도는 4.0 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 결정 방위가 충분히 집적하여, 인접하는 결정간의 결정 방위의 차를 작게 할 수 있다. 최대 집적도는 4.0 이상인 것이 바람직하지만, 매크로 모양의 발생의 더 한층의 억제를 목적으로 하여, 보다 바람직하게는 5.0 이상, 더욱 바람직하게는 6.0 이상이다.
최대 집적도는 클수록 바람직하고, 따라서 상한은 한정되지 않지만, 예를 들어 열간 압연에 의해 결정 방위를 제어하는 경우, 15 내지 20 정도가 상한이 될 수 있다.
(0001) 극점도에 있어서의 특정한 방위의 집적도는, 그 방위를 갖는 결정립의 존재 빈도가, 완전히 랜덤한 방위 분포를 갖는 조직(집적도 1)에 대하여, 몇배인지를 나타낸다. 이 집적도는, 전자선 후방 산란 회절(EBSD)법의 구면 조화 함수법을 사용한 극점도의 Texture 해석을 사용하여 산출할 수 있다(전개 지수=16, 가우스 반값폭=5°). 구체적으로는, 티타늄판을 절단한 단면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법; EBSD(Electron Back Scattering Diffraction Pattern)를 사용하여, 1 내지 2mm×1 내지 2mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 스텝으로 2 내지 10 시야 정도 측정한다. 그 데이터를 TSL 솔루션즈제의 OIM Analysis 소프트웨어를 사용하여 구면 조화 함수법을 사용한 극점도의 Texture 해석에 의해 산출한다.
(1.2.4 쌍정)
티타늄판은 소성 변형 시에 쌍정 변형을 발생시키는 경우가 있다. 쌍정 변형은 화학 조성 이외에도 결정 입경에도 의존하고, 입경이 클수록 발생하기 쉽다. 그 때문에, 쌍정이 발생함으로써, 외견의 결정 입경 분포는 균일해지는 경우가 있다.
한편, 쌍정 변형을 발생시키면 결정 방위차가 커지고, 결정 방위가 크게 다른 결정립이 인접해버려, 그 경계에서 연마성이 변화되어 모양으로서 인식되게 된다. 그 때문에, 쌍정은 가능한 한 억제하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 티타늄판은, 판 두께 방향 단면을 관찰하였을 때, 표면으로부터 판 두께 1/4의 위치에 있어서의, 판 두께 단면의 전체 결정립계 길이에 대한 쌍정입계 길이의 비율이, 5.0％ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 쌍정에서 기인하는 매크로 모양을 인식 불가능한 수준까지 저감시킬 수 있다. 전체 결정립계 길이에 대한 쌍정입계 길이의 비율은, 보다 바람직하게는 3.0％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.0％ 이하이다. 상기 비율의 하한값은 0％여도 되지만, 티타늄판의 교정 등의 가공에 의해 쌍정 변형이 불가피하게 발생하므로, 완전히 쌍정을 배제하는 것은 곤란하다. 그 때문에, 쌍정입계의 비율의 하한을 0.01％로 해도 된다. 쌍정을 저감시키기 위해서는, 교정량을 저감시키는 것이 중요하고, 예를 들어 마무리의 판 형상을 가능한 한 평평하게 하는 것이 유효하다.
또한, 상기 비율 산출 시에, 판 두께 단면의 전체 결정립계 길이 및 쌍정입계 길이는, 이하와 같이 하여 구할 수 있다. 먼저, 티타늄판의 시료의 관찰 단면(두께 방향 단면)을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법(EBSD, Electron Back Scattering Diffraction Pattern)을 사용하여 결정 방위 해석한다. 시료의 티타늄판 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치에 있어서, 1 내지 2mm×1 내지 2mm의 영역을, 1 내지 2㎛의 간격(스텝)으로 스캔하고, TSL 솔루션즈제의 OIM Analysis 소프트웨어를 사용하여 역극점도 맵(IPF: inverse pole figure)을 작성한다. 그 때, 티타늄에서 발생하는 (10-12) 쌍정, (10-11) 쌍정, (11-21) 쌍정, (11-22) 쌍정의 회전축 및 결정 방위차(회전각)의 이론값으로부터 2° 이내를 쌍정 계면으로 간주한다(예를 들어, (10-12) 쌍정의 경우, 회전축 및 결정 방위차(회전각)의 이론값은 각각 <11-20> 및 85°). 그리고, 결정 방위차(회전각)가 2° 이상인 입계를 전체 결정립계 길이로 하고, 전체 결정립계 길이에 대한 쌍정입계 길이의 비율을 산출한다. 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치에 있어서의 쌍정입계를 관찰하는 것은, 당해 위치가 티타늄판의 조직을 충분히 대표할 수 있기 때문이다. 또한, 티타늄판의 표면은, 연마 등에 의해 조직을 충분히 대표할 수 없을 가능성이 있기 때문이다.
(1.3 표면 경도)
티타늄판의 드럼 표면이 되는 면의 표면 경도(비커스 경도)는, 특별히 한정되지 않지만, HV110 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 티타늄판을 사용하여 드럼을 제조하고, 표면을 연마할 때에 균일한 연마가 가능해지고, 매크로 모양을 한층 더 억제할 수 있다. 티타늄판의 표면 경도(비커스 경도)는 보다 바람직하게는 HV112 이상, 더욱 바람직하게는 HV115 이상이다.
또한, 티타늄판의 드럼 표면이 되는 면의 표면 경도(비커스 경도)는, HV160 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 티타늄판의 교정 시에 필요한 가공량을 충분히 작게 할 수 있고, 또한 표면 경도가 적당하기 때문에, 연마성이 양호해진다. 티타늄판의 표면 경도(비커스 경도)는 보다 바람직하게는 HV155 이하, 더욱 바람직하게는 HV150 이하이다.
티타늄판의 표면 경도는, 티타늄판 표면을 경면이 될 때까지 연마한 후, JIS Z 2244:2009에 준거하여 비커스 경도 시험기를 사용하여 하중 1kg으로 3 내지 5점 측정하고, 그 평균값으로 할 수 있다.
(1.4 두께)
본 실시 형태에 관한 티타늄판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 제조되는 드럼의 용도, 사양 등에 맞게 적절히 설정할 수 있다. 구리박 제조 드럼의 재료로서 사용되는 경우, 구리박 제조 드럼의 사용에 수반하여, 판 두께가 감소하기 때문에, 티타늄판의 두께는 4.0mm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 6.0mm 이상이어도 된다. 티타늄판의 두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 15.0mm이다.
이상 설명한 본 실시 형태에 있어서는, 티타늄판의 화학 조성을 β상의 석출이 억제된 화학 조성으로 함과 함께, 결정립을 미세하면서 소정의 표준 편차 내에 수렴되는 균일한 크기로 하고, 나아가 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한 면적률을, 70％ 이상으로 하고 있다. 따라서, 구리박 제조용의 드럼에 사용하였을 때에 매크로 모양의 발생을 충분히 억제 가능하다.
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 티타늄판은 구리박 제조용의 드럼에 사용하였을 때에 매크로 모양의 발생을 충분히 억제 가능하여, 구리박 제조용의 드럼의 재료로서 적합하다.
도 2에 일례로서 티타늄판의 표면의 매크로 모양의 사진을 나타낸다. 「매크로 모양」이란 도 2에 도시한 바와 같이 압연 방향에 평행하고, 수mm 길이의 줄무늬상으로 색이 다른 부위가 발생하는 것을 가리킨다(참고를 위해, 도 3에, 도 2의 매크로 모양의 위치를 알도록 매크로 모양을 강조한 도면을 나타낸다). 이러한 모양이 다량으로 발생하면, 최종적으로 제조하는 구리박에 모양이 전사되어버린다.
매크로 모양에 대하여는, 구리박의 제조 공정에서 발생하지만, 티타늄판에 있어서의 매크로 모양의 발생 용이함(동일한 조건에서의 매크로 모양의 발생 비율)에 대하여는, 티타늄판의 표면을 #800의 에머리지에 의해 연마하고, 질산 10％, 불산 5％ 용액을 사용하여 표면을 부식시켜, 관찰함으로써 평가할 수 있다.
<2. 구리박 제조 드럼>
도 5를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 구리박 제조 드럼(20)은 전착 드럼의 일부이며, 원통 형상의 이너 드럼(21)과, 상기 이너 드럼(21)의 외주면에 피착된 티타늄판(22)과, 상기 티타늄판(22)의 맞댐부에 마련된 용접부(23)를 갖고, 상기 티타늄판(22)이 상술한 본 실시 형태에 관한 티타늄판이다.
즉, 본 실시 형태에 관한 구리박 제조 드럼(20)은, 본 실시 형태에 관한 티타늄판을 사용하여 제조된 구리박 제조 드럼이다. 본 실시 형태에 관한 구리박 제조 드럼(20)은, 구리박이 석출되는 드럼의 표면에, 본 실시 형태에 관한 티타늄판을 사용하고 있으므로, 매크로 모양의 발생이 억제되어, 고품질의 구리박을 제조할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 구리박 제조 드럼의 사이즈는 특별히 제한되지 않지만, 드럼의 직경은, 예를 들어 1 내지 5m이다.
이너 드럼(21)은 공지된 것이면 되고, 그 소재는 티타늄판이 아니어도 되고, 예를 들어 연강이나 스테인리스강이어도 된다.
티타늄판(22)은 원통 형상의 이너 드럼(21)의 외주면에 감기고, 맞댐부를 공지된 용접 와이어를 사용하여 용접됨으로써, 이너 드럼(21)에 피착된다. 그 때문에, 맞댐부에는 용접부(23)가 존재한다. 용접부(23)란, 용접 와이어의 응고 조직을 말한다.
<3. 티타늄판의 제조 방법>
이어서, 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 티타늄판은, 어떠한 방법에 의해 제조되어도 되지만, 예를 들어 이하에 설명하는 본 실시 형태에 관한 티타늄판의 제조 방법에 의해 제조할 수도 있다.
본 실시 형태에 관한 티타늄판의 바람직한 제조 방법은,
상술한 화학 조성을 갖는 티타늄 소재(공업용 순티타늄 또는 상기 공업용 순티타늄 중의 Ti의 일부 대신에, 1.50질량％ 이하의 Cu를 포함하는 티타늄 합금의 소재)를 750℃ 이상 880℃ 이하의 온도로 가열하는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에 상기 티타늄 소재를 압연하여 티타늄판을 얻는 제2 공정을
갖고,
상기 제2 공정에 있어서, 합계의 압하율이 85％ 이상이고, 또한 상기 합계의 압하율 중 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 압연의 압하율이 차지하는 비율이, 5％ 이상 70％ 이하이다.
이하, 각 공정에 대하여 설명한다.
(3.1 티타늄 소재의 준비)
먼저, 상술한 각 공정에 앞서, 티타늄판의 소재(티타늄 소재)를 준비한다.
소재로서는, 상술한 화학 조성의 것을 사용할 수 있고, 공지된 방법에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 소재는, 스폰지 티타늄으로부터 소모 전극식 진공 아크 용해법이나 전자빔 용해법 또는 플라스마 용해법 등의 노상 용해법 등의 각종 용해법에 의해 잉곳을 제작한다. 이어서, 얻어진 잉곳을 α상 고온 영역이나 β단상 영역의 온도에서 열간 단조함으로써, 소재를 얻을 수 있다. 소재에는, 필요에 따라서 세정 처리, 절삭 등의 전처리가 실시되어 있어도 된다. 또한, 노상 용해법으로 열연 가능한 직사각형의 슬래브 형상을 제조한 경우에는, 열간 단조 등을 행하지 않고 직접 하기의 제1 공정 및 제2 공정(가열, 열간 압연)에 제공해도 된다.
(3.2 제1 공정)
본 공정은, 후술하는 제2 공정을 위한 가열 공정이다. 본 공정에 있어서는, 티타늄판의 소재를 750℃ 이상 880℃ 이하의 온도로 가열한다. 가열 온도가 750℃ 미만이면, 예를 들어 열간 단조, 주조 등에 있어서 조대 입자가 발생하고 있는 경우, 제2 공정의 열간 압연에 있어서 당해 조대 입자를 기점으로 하여 티타늄판에 균열이 발생해버리는 경우가 있다. 가열 온도가 750℃ 이상임으로써, 제2 공정의 열간 압연에 있어서 티타늄판의 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가열 온도가 880℃를 초과하면, 제2 공정의 열간 압연에 있어서 hcp 구조의 c축이 판 폭 방향으로 배향하는 조대한 집합 조직(T-texture)이 생성해버린다. 이 경우, 상술한 바와 같은 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한, 면적률이 70％ 이상인 조직(집합 조직)을 얻을 수 없다. 가열 온도가 880℃ 이하임으로써, 제2 공정의 열간 압연에 있어서, 판면의 법선 방향에 대한 hcp 구조의 c축의 기울기가 큰 결정립이, 생성되는 것을 방지할 수 있다.
가열 온도는 바람직하게는 870℃ 이하이다. 가열 온도가 870℃ 이하임으로써, T-texture의 생성을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(3.3 제2 공정)
본 공정에서는, 가열된 티타늄 소재를 압연(열간 압연)한다. 본 공정에서는, 합계의 압하율을 85％ 이상으로 하며, 또한 합계의 압하율 중 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 압연의 압하율이 차지하는 비율을, 5％ 이상 70％ 이하로 한다. 이에 의해, 결정립이 상술한 바와 같이 균일하게 미세화되고, 또한 hcp 구조의 c축의 기울기가 작은 결정립의 면적률이 많은 조직이 얻어진다. 본 공정에 있어서의 열간 압연 개시 온도는, 기본적으로는 상기 가열 온도가 된다.
합계의 압하율이 85％ 이상임으로써, 열간 단조, 주조 등에 있어서 발생한 조대 입자를 충분히 미세화할 수 있음과 함께, T-texture가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 합계의 압하율이 85％ 미만이면, 열간 단조, 주조 등에 있어서 발생한 조직이 잔존하고, 조대 입자를 형성하거나, T-texture가 발생하거나 하는 경우가 있다. 이러한 조직이 발생한 경우, 제조되는 드럼에 있어서 매크로 모양이 발생해버린다.
본 공정에 있어서의 합계의 압하율은, 높으면 높을수록 조직이 좋아지므로, 필요해지는 제품 사이즈 및 제조 밀의 특성에 맞게 정하면 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 합계의 압하율 중 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 티타늄판의 압연의 압하율이 차지하는 비율이, 5％ 이상 70％ 이하이다.
전체 압연을 650℃ 초과에서 행하는 등, 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 압하율이 차지하는 비율이 5％ 미만인 경우, 이 온도 영역에서의 압하량이 충분하지 않고, 그 후의 냉각 시에 회복을 발생하고, 변형량이 적은 부분이 발생한다. 그 때문에, 열연 후의 열처리에 의해 결정 입경의 변동이 커진다. 또한, 집합 조직의 집적도가 저하되고, 상술한 바와 같은 판면의 법선 방향에서의 (0001) 극점도에 있어서, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한 면적률이, 70％ 이상인 조직을 얻을 수 없다.
한편, 전체 압연을 200℃ 미만에서 행하는 등으로, 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 압하율이 차지하는 비율이 5％ 미만인 경우, 판 형상이 불안정해진다. 이 경우, 그 후의 교정에 있어서의 가공량이 커지고, 변형이 도입되어, 교정부와 그 이외의 부분에서 변형량의 차가 커지고, 그 후의 열처리에서 결정 입경의 변동이 커진다. 추가로, 또한 열처리 후에 교정하면, 변형이 영향을 미치고, 그 부분만이 부식되기 쉬워져, 매크로 모양의 원인이 될 우려가 있다.
합계의 압하율 중 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 티타늄판의 압연의 압하율이 차지하는 비율은, 바람직하게는 10％ 이상, 보다 바람직하게는 15％ 이상이다.
또한, 바람직하게는 200 내지 600℃의 압하율이 차지하는 비율을 5 내지 70％로 하고, 더욱 바람직하게는 200 내지 550℃의 압하율이 차지하는 비율을 5 내지 70％로 한다.
또한, 전체 압연을 650℃ 이하에서 행하는 등, 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 압하율이 차지하는 비율이 70％ 초과인 경우, 판 형상이 불안정해진다. 이 경우, 그 후의 교정에 있어서의 가공량이 커지고, 변형이 도입되어, 교정부와 그 이외의 부분에서 변형량의 차가 커지고, 그 후의 열처리로 결정 입경의 변동이 커진다. 추가로, 또한 열처리 후에 교정하면, 변형이 영향을 미치고, 그 부분만이 부식되기 쉬워져, 매크로 모양의 원인이 될 우려가 있다. 합계의 압하율 중 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 티타늄판의 압연의 압하율이 차지하는 비율은, 바람직하게는 65％ 이하, 보다 바람직하게는 60％ 이하이다.
본 공정에서는, 650℃ 이상에서의 압연과, 200 내지 650℃에서의 압연은 연속하여 행한다. 즉, 사이에 재가열을 행하지 않는다.
재가열을 행하면, 재가열 시에 재결정되어버리고, 그 후의 압연에서 변형량이 적어진다. 그 결과, 최종 어닐링 전의 변형량이 적어지고, 결정립의 변동이 커진다. 또한, 재가열 후의 압연 시에 쌍정이 발생하고, 결정 방위의 변동이 커짐으로써, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의 면적률이 낮아진다.
또한, 본 공정에 있어서, 압연은 티타늄판의 길이 방향으로 연신하는 일방향 압연이어도 되지만, 길이 방향에서의 압연에 더하여, 당해 길이 방향과 직교하는 방향에서의 압연을 행해도 된다. 이에 의해, 얻어지는 티타늄판에 있어서, 결정립의 집적도의 피크를 판면의 법선 방향으로부터 30° 이내에 존재시킴과 함께, 집합 조직의 집적도를 높일 수 있다.
구체적으로는, 최종 압연 방향에서의 압연에 의한 압하율을 L(％), 최종 압연 방향과 직교하는 방향에서의 압연에 의한 압하율을 T(％)라 하였을 때, L/T가 1.0 이상 5.0 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 얻어지는 티타늄판에 있어서, Texture 해석에 의해 산출되는 결정립의 집적도의 피크 위치를 제어함과 함께, 집합 조직의 집적도를 높일 수 있다. L/T는 보다 바람직하게는 1.0 이상 4.0 이하이다.
200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 압연을 실시함에 있어서, 일정 시간 유지하여 티타늄판이 냉각되는 것을 기다려도 된다.
본 실시 형태에 관한 티타늄판의 제조 방법에서는, 제1 공정의 가열 후에, 재가열을 행하지 않는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압연에 있어서 발생한 변형을 재가열에 의해 해방하는 것이 방지되어, 안정적으로 티타늄판에 변형을 부여할 수 있다. 이 결과, 티타늄판의 집합 조직의 집적도를 높일 수 있음과 함께, 후술하는 열처리 시의 부분적인 이상 입성장을 억제할 수 있다.
(3.4 제3 공정)
본 공정에서는, 티타늄판을 600℃ 이상 750℃ 이하의 온도로 20분 이상 90분 이하의 시간, 열처리(어닐링)한다. 이에 의해, 미재결정립을 미세한 재결정립으로서 석출시킬 수 있고, 얻어지는 티타늄판의 금속 조직 중의 결정을 균일하면서 미세하게 할 수 있다. 이 결과, 매크로 모양의 발생을 억제할 수 있다.
구체적으로는, 티타늄판을 600℃ 이상의 온도로 20분 이상 열처리함으로써, 미재결정립을 충분히 재결정립으로서 석출시킬 수 있다. 어닐링 온도가 600℃ 미만 또는 20분 미만이면, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의 면적률을 충분히 높일 수 없다.
또한, 티타늄판의 어닐링 온도가 750℃ 초과 또는 어닐링 시간이 90분 초과에서는, 결정립이 조대화한다. 티타늄판을 750℃ 이하의 온도로 90분 이하의 시간 열처리함으로써, 일부의 결정립이 조대해지는 것을 방지할 수 있다.
열처리는 대기 분위기, 불활성 분위기 혹은 진공 분위기 중 어느 분위기에서 행해도 된다.
이상의 공정을 포함하는 제조 방법에 의해, 본 실시 형태에 관한 티타늄판을 얻을 수 있지만, 필요에 따라서, 또한 이하의 후처리 공정을 실시해도 된다.
(3.5 후처리 공정)
후처리로서는, 산세나 절삭에 의한 산화 스케일 등의 제거나, 세정 처리 등을 들 수 있고, 필요에 따라서 적절히 적용할 수 있다.
혹은, 후처리로서, 티타늄판의 교정 가공을 행해도 된다. 단, 쌍정이 생성되는 점에서, 냉간 압연은 행하지 않는 것이 바람직하다.
<4. 구리박 제조 드럼의 제조 방법>
구리박 제조 드럼의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법으로 할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 형태에 관한 티타늄판을 원통 형상의 이너 드럼의 외주면에 감고, 맞대진 단부를 공지된 용접 와이어를 사용하여 용접하여 제조된다. 용접 와이어로서는, 공업용 순티타늄(예를 들어, JIS1 내지 4종)제가 바람직하다.
실시예
이하에, 실시예를 나타내면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 어디까지나 일례이며, 본 발명이 하기 예에 한정되는 것은 아니다.
1. 티타늄판의 제조
먼저, 소모 전극식 진공 아크 용해법에 의해 표 1의 화학 조성을 갖는 잉곳을 제작하고, 이것을 열간 단조함으로써, 소정의 화학 조성의 티타늄 소재를 얻었다. 발명예 13 내지 15, 비교예 3, 비교예 5에 대하여는, 순Ti의 범위를 초과하여, 표 1의 함유량이 되게 Cu를 첨가하였다.
이어서, 얻어진 티타늄의 소재를 표 1에 나타내는 온도까지 가열하고(제1 공정), 표 1에 나타내는 조건에서 열간 압연을 행하였다(제2 공정). 표 중 「200 내지 650℃의 압하율의 비율(％)」은, 합계의 압하율 중 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 티타늄판의 압연의 압하율이 차지하는 비율을 말하고, 「압연비(L/T)」는, 최종 압연 방향에서의 압연에 의한 압하율을 L(％), 최종 압연 방향과 직교하는 방향에서의 압연에 의한 압하율을 T(％)로 하였을 때의 L/T의 값을 나타낸다. 또한, 발명예 1 내지 20, 비교예 2 내지 5에 있어서는, 200℃ 이상 650℃ 이하에 있어서의 티타늄판의 압연을 행하기 위해서, 열간 압연을 일단 정지하여, 650℃ 이하로 냉각되는 것을 기다리고, 열간 압연을 재개하였다.
이어서, 대기 분위기 하에서, 표 1에 기재되는 온도, 시간에서 열처리를 행하여, 두께 8.0mm의 티타늄판을 얻었다(제3 공정).
Figure pct00001
2. 분석·평가
각 발명예 및 비교예에 관한 티타늄판에 대하여, 이하의 항목에 대하여 분석 및 평가를 행하였다.
2.1 평균 결정 입경 및 입도 분포의 표준 편차
각 발명예 및 비교예에 관한 티타늄판의 금속 조직의 결정의 평균 결정 입경 및 입도 분포의 표준 편차는, 이하와 같이 하여 측정, 산출하였다. 티타늄판을 절단한 단면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법; EBSD(Electron Back Scattering Diffraction Pattern)를 사용하여, 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치 1mm×1mm의 영역을 1㎛의 스텝으로 10 시야 측정하였다. 그 후, 결정 입경에 대하여는 EBSD에 의해 측정한 결정립 면적으로부터 원상당 입경(면적 A=π×(입경 D/2)2)을 구하고, 이 개수 기준의 평균값을 평균 결정 입경이라고 하고, 또한 결정 입경 분포로부터 대수 정규 분포에 있어서의 표준 편차 σ를 산출하였다.
2.2 집합 조직
상술한 방법으로, OIM Analysis 소프트웨어를 사용하여 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 c축이 기운 결정립의 면적률을 구하였다.
또한, 상술한 방법으로, TSL 솔루션즈제의 OIM Analysis 소프트웨어를 사용하여 (0001) 극점도를 작성하고, (0001) 극점도의, 가장 등고선이 높은 위치를 집적도의 피크 위치라고 하고, 피크 위치 중, 가장 집적도가 큰 것을 ND 방향에서의 각도로 하였다. 또한, 피크 위치 중 가장 집적도의 큰 값을 최대 집적도로 하였다. 최대 집적도는, 구면 조화 함수법을 사용한 극점도의 Texture 해석을 사용하여 산출하였다(전개 지수=16, 가우스 반값폭=5°).
2.3 쌍정
각 발명예 및 비교예에 관한 티타늄판의 시료의 두께 방향 단면을 화학 연마하고, 전자선 후방 산란 회절법(EBSD)을 사용하여 결정 방위 해석하였다. 구체적으로는, 시료의 티타늄판 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치에 있어서 1mm×1mm의 영역을, 1㎛ 간격으로 스캔하고, 역극점도 맵(IPF: inverse pole figure)을 작성하였다. 그 때, 발생하는 (10-12) 쌍정, (10-11) 쌍정, (11-21) 쌍정, (11-22) 쌍정의 회전축 및 결정 방위차(회전각)의 이론값으로부터 2° 이내를 쌍정 계면으로 간주하였다. 그리고, 결정 방위차(회전각)가 2° 이상인 입계를 전체 결정립계 길이로 하고, 전체 결정립계 길이에 대한 쌍정입계 길이의 비율을 산출하였다.
2.4 α상의 면적률
각 발명예 및 비교예에 관한 티타늄판의 시료의 두께 방향 단면을 경면 연마하고, 상술한 방법으로 SEM/EPMA에 의해, 동 단면에 있어서의 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치 Fe 및 Cu의 농도 분포를 측정하고, Fe 및 Cu가 농화되어 있지 않는 부분의 면적을 α상의 면적률로서 산출하였다.
2.5 표면 경도
각 발명예 및 비교예에 관한 티타늄판의 표면 경도에 대하여는, 티타늄판 표면을 경면이 될 때까지 연마한 후, JIS Z 2244:2009에 준거하여 비커스 경도 시험기를 사용하여 하중 1kg으로 3 내지 5점 측정하고, 얻어진 값을 평균하여, 표면 경도로 하였다.
2.6 매크로 모양
매크로 모양에 대하여는, 각각 5 내지 10매 정도의 50×100mm 사이즈의 각 실시예 및 비교예에 관한 티타늄판의 표면을 #800의 에머리지에 의해 연마하고, 질산 10％, 불산 5％ 용액을 사용하여 표면을 부식시킴으로써 관찰하였다. 이어서, 3mm 이상의 길이 발생한 줄무늬상의 모양을 매크로 모양으로 하고, 발생 비율의 평균에 따라서 하기와 같이 평가를 행하였다.
A: 발생 비율이 1.0개/매 이하(매우 양호, 50×100mm 중에 1.0개 이하)
B: 발생 비율이 1.0개/매 초과, 10.0개/매 이하(양호, 50×100mm 중에 1.0개 초과 10.0개 이하)
C: 발생 비율이 10.0개/매 초과(불합격, 50×100mm 중에 10.0개 초과)
얻어진 분석 결과·평가 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에 나타낸 바와 같이 발명예 1 내지 20에 관한 티타늄판은, 매크로 모양이 억제되어 있었다. 이에 비해, 비교예 1 내지 5에 관한 티타늄판은, 매크로 모양이 많이 발생하였다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따르면, 구리박 제조용의 드럼에 사용하였을 때에 매크로 모양의 발생을 억제 가능한 티타늄판 및 동 티타늄판을 사용하여 제조되는 구리박 제조 드럼을 제공하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 산업상 이용 가능성이 높다.
1: 구리박 제조 장치
2: 전착 드럼
10: 전해조
30: 전극판
40: 권취부
50: 가이드 롤
60: 권취 롤
A: 구리박
20: 구리박 제조 드럼
21: 이너 드럼
22: 티타늄판
23: 용접부

Claims (7)

  1. 질량％로,
    O: 0％ 이상, 0.400％ 이하,
    Cu: 0％ 이상, 1.50％ 이하,
    Fe: 0％ 이상, 0.500％ 이하,
    N: 0.100％ 이하,
    C: 0.080％ 이하, 및
    H: 0.0150％ 이하를 포함하고,
    잔부가 Ti 및 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖고,
    금속 조직이, 결정 구조가 육방 최밀 충전 구조인 α상을 포함하고,
    평균 결정 입경이 40㎛ 이하이고,
    상기 육방 최밀 충전 구조를 갖는 결정의 (0001)면의 법선을 c축으로 하였을 때, 판면의 법선 방향으로부터 40° 이내의 각도로 상기 c축이 기운 결정립의, 모든 결정립에 대한 면적률이, 70％ 이상이며,
    단위 ㎛로의 결정 입경의 대수에 기초하는 입도 분포의 표준 편차가 0.80 이하인, 티타늄판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판면의 상기 법선 방향에서의 (0001) 극점도에 있어서, 전자선 후방 산란 회절법의 구면 조화 함수법을 사용한 극점도의 전개 지수를 16, 가우스 반값폭을 5°로 하였을 때의 Texture 해석에 의해 산출되는 결정립의 집적도의 피크가, 상기 판면의 상기 법선 방향으로부터 30° 이내에 존재하고, 또한 최대 집적도가 4.0 이상인, 집합 조직을 갖는, 티타늄판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평균 결정 입경을 단위 ㎛로 D로 하였을 때, 상기 입도 분포의 표준 편차가 (0.35×lnD-0.42) 이하인, 티타늄판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 판 두께 방향 단면을 관찰하였을 때, 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치에 있어서의, 전결정립계 길이에 대한 쌍정입계 길이의 비율이, 5.0％ 이하인, 티타늄판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 조성이 질량％로
    Cu: 0.10％ 이상 1.50％ 이하를 포함하는, 티타늄판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 구리박 제조 드럼용 티타늄판인, 티타늄판.
  7. 원통 형상의 이너 드럼과,
    상기 이너 드럼의 외주면에 피착된, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 티타늄판과,
    상기 티타늄판의 맞댐부에 마련된 용접부를
    갖는
    구리박 제조 드럼.
KR1020217019441A 2019-04-17 2020-04-17 티타늄판 및 구리박 제조 드럼 KR102569909B1 (ko)

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