RU2266345C1 - Construction material from pure titanium and method for manufacturing the same - Google Patents

Construction material from pure titanium and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2266345C1
RU2266345C1 RU2004108146/02A RU2004108146A RU2266345C1 RU 2266345 C1 RU2266345 C1 RU 2266345C1 RU 2004108146/02 A RU2004108146/02 A RU 2004108146/02A RU 2004108146 A RU2004108146 A RU 2004108146A RU 2266345 C1 RU2266345 C1 RU 2266345C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
etching
pure titanium
color
content
Prior art date
Application number
RU2004108146/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004108146A (en
Inventor
Такаси ЯСИКИ (JP)
Такаси ЯСИКИ
Original Assignee
Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё filed Critical Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё
Publication of RU2004108146A publication Critical patent/RU2004108146A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2266345C1 publication Critical patent/RU2266345C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C14/00Alloys based on titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10Oxidising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/10Other heavy metals

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular, titanium-based materials resistant to change of color.
SUBSTANCE: construction material of pure titanium contains, wt%: Fe 0.08 or less; Nb 0.02 or less; Co 0.02 or less, and is provided with surface oxide film having thickness of 170Å or less. Method involves producing material from pure titanium; etching and heating to temperature X( C) within the range of from 130 C to 280 C for time T (min) satisfying condition of T≥239408xX-2,3237.
EFFECT: increased resistance to change of color for prolonged time as compared to traditional materials.
3 cl, 2 dwg, 4 tbl, 3 ex

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Область изобретенияField of Invention

Настоящее изобретение относится к строительному материалу из чистого титана, стойкому к изменению цвета в течение длительного времени, для сооружения наружных стен зданий и армирующих элементов и к способу изготовления такого материала из чистого титана.The present invention relates to a building material of pure titanium, resistant to color change for a long time, for the construction of the outer walls of buildings and reinforcing elements, and to a method for manufacturing such material from pure titanium.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

Материал из титана имеет поверхность, покрытую оксидной пленкой, которая обладает отличной стойкостью к ржавлению, имеет превосходное сопротивление коррозии и требуемые механические свойства. Строительные материалы из титана вызывают особый интерес в связи с их превосходными свойствами.The titanium material has an oxide film coated surface that has excellent rust resistance, excellent corrosion resistance and the required mechanical properties. Titanium building materials are of particular interest due to their excellent properties.

Современное развитие портовых районов и современные постепенно ухудшающиеся условия окружающей среды вокруг зданий в связи с кислотным дождем создают разнообразные проблемы. Современные жесткие условия окружающей среды, которым подвергаются строительные материалы из титана, вызывают изменение цвета строительных материалов из титана от серебристо-белого до коричневатого при старении. Изменившие свой цвет материалы из титана не обладают ярким блеском, присущим красивым металлическим цветам и наносят ущерб эстетическому дизайну зданий. Хотя существуют возможности обновления первоначального красивого вида материалов из титана, изменивших свой цвет при старении, путем ремонтных работ, включающих затирку или полирование, такие ремонтные работы являются очень дорогостоящими, а для некоторых частей зданий такие ремонтные работы исключаются. Соответственно, были проведены исследования по разработке материалов из титана, стойких к изменению цвета в течение длительного времени.The modern development of port areas and modern gradually deteriorating environmental conditions around buildings due to acid rain create a variety of problems. The current harsh environmental conditions to which building materials from titanium are exposed cause a color change of building materials from titanium from silver-white to brownish with aging. Titanium materials that have changed color do not have the glitter inherent in beautiful metallic colors and damage the aesthetic design of buildings. Although there is the possibility of updating the original beautiful appearance of titanium materials that have changed color during aging by repair work including grouting or polishing, such repair work is very expensive, and for some parts of buildings such repair work is excluded. Accordingly, research has been conducted on the development of materials made of titanium that are resistant to color change for a long time.

Материал из титана, или материал из сплава титана, описанный в JP-A-10-8234, имеет поверхность, окончательно отделанную до шероховатости поверхности Ra=3 мкм или меньше и покрытую оксидной пленкой толщиной 20 Å или более для сдерживания изменения цвета в течение длительного времени. Материалы из титана и сплава титана, описанные в японском патенте №3255610, имеют оксидную пленку толщиной 100 Å или меньше и поверхностный слой, имеющий определенное содержание С.The titanium material, or titanium alloy material described in JP-A-10-8234, has a surface finally finished to a surface roughness of Ra = 3 μm or less and coated with an oxide film of a thickness of 20 Å or more to suppress color change for a long time time. The materials of titanium and titanium alloy described in Japanese patent No. 3255610, have an oxide film with a thickness of 100 Å or less and a surface layer having a certain content C.

Технология, предназначенная для решения проблем, возникающих в результате изменения цвета в течение длительного времени путем обеспечения определенного содержания С в поверхностном слое, описана также в JP-A-2001-348634. В процессе изготовления листа из титана в соответствии с этой технологией производят отжиг холоднокатаного листа из титана при температуре от 750 до 800°С в течение 3-5 минут для удаления слоя, имеющего высокое содержание С, который считается причиной изменения цвета в течение длительного времени.A technology designed to solve problems arising from a color change over a long period of time by providing a certain C content in the surface layer is also described in JP-A-2001-348634. In the manufacturing process of a titanium sheet in accordance with this technology, an cold-rolled titanium sheet is annealed at a temperature of from 750 to 800 ° C for 3-5 minutes to remove a layer having a high C content, which is considered to cause a color change for a long time.

Требования к сдерживанию изменения цвета в течение длительного времени строительных материалов из титана постепенно ужесточаются в последние годы, и в этой связи существует насущная потребность в разработке материалов из титана, еще более стойких к изменению цвета в течение длительного времени. Данные испытаний, упомянутые в предшествующих трех ссылочных документах, являются качественными, а не количественными. Материалы из титана должны быть оценены с помощью более точных систем оценки для разработки материалов из титана, удовлетворяющих современным жестким требованиям.The requirements for restraining color changes over a long time of titanium building materials have been gradually tightened in recent years, and there is an urgent need to develop titanium materials that are even more resistant to color changes over time. The test data referred to in the preceding three reference documents are qualitative, not quantitative. Titanium materials must be evaluated using more accurate grading systems to develop titanium materials that meet today's stringent requirements.

Хотя разнообразные строительные материалы из чистого титана, стойкие к изменению цвета в течение длительного времени, уже присутствуют на рынке, требуются строительные материалы из чистого титана, имеющие еще более улучшенное сопротивление изменению цвета в течение длительного времени, потому что жесткость конструкции зданий постепенно увеличивается, и стоимость ремонта постепенно возрастает в последние годы.Although a variety of pure titanium-resistant building materials that are resistant to color changes for a long time are already on the market, pure titanium building materials are required that have even better resistance to color changes over time because the structural rigidity of buildings is gradually increasing, and The cost of repairs has been increasing gradually in recent years.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание материала из чистого титана, имеющего бóльшую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени, чем традиционные материалы из титана.Accordingly, it is an object of the present invention to provide pure titanium material having a greater color change resistance over time than traditional titanium materials.

Были изучены разнообразные материалы из титана для того, чтобы решить изложенные выше проблемы, и осуществлена жесткая оценка стойкости к изменению цвета в течение длительного времени материалов из титана. В результате было обнаружено, что определенные примеси, содержащиеся в материалах из титана, имеют влияние на стойкость к изменению цвета в течение длительного времени материалов из титана.A variety of titanium materials were studied in order to solve the above problems, and a rigorous assessment was made of the resistance to color change over time of titanium materials. As a result, it was found that certain impurities contained in titanium materials have an effect on the color fastness of titanium materials over time.

Чистый титан и сплавы титана используются для изготовления строительных материалов из чистого титана. Строительные материалы из наиболее чистого титана готовятся из промышленного чистого титана Сорта 1 JIS (японские промышленные стандарты), содержащего малые количества примесей и имеющего превосходную формуемость. Даже если строительные материалы из титана приготовлены из материала, не содержащего лом титана, а содержащего только промышленный титан Сорта 1 JIS, то есть губчатый титан, строительные материалы из титана неизбежно содержат различные примеси в малых количествах. Химические требования к промышленному титану Сорта 1 JIS определяют содержания примесей, включая содержание кислорода и содержание железа, в показателях формуемости. Содержанию таких примесей при улучшении стойкости к изменению цвета в течение длительного времени совершенно не уделялось внимания.Pure titanium and titanium alloys are used to make pure titanium building materials. Building materials from the purest titanium are prepared from industrial grade pure titanium JIS Grade 1 (Japanese Industrial Standards), which contains small amounts of impurities and has excellent formability. Even if titanium building materials are prepared from a material that does not contain titanium scrap, but contains only industrial grade JIS grade 1 titanium, i.e. sponge titanium, titanium building materials inevitably contain various impurities in small quantities. The chemical requirements for JIS Grade 1 industrial titanium determine the content of impurities, including oxygen and iron, in terms of formability. While improving the color fastness for a long time, no attention was paid to the content of such impurities.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что чистые строительные материалы, приготовленные из чистого титана, имеющие определенные содержания примесей ниже заранее заданных величин, почти не подвергаются изменению цвета в течение длительного времени, и создали настоящее изобретение.The inventors of the present invention found that pure building materials made from pure titanium having certain impurity contents below predetermined values hardly undergo a color change for a long time, and created the present invention.

В соответствии с настоящим изобретением строительный материал из чистого титана изготовлен из чистого титана, имеющего содержание Fe 0,08 масс.% или ниже, содержание Nb 0,02 масс.% или ниже и содержание Со 0,02 масс.% или ниже.In accordance with the present invention, pure titanium building material is made of pure titanium having an Fe content of 0.08 mass% or lower, an Nb content of 0.02 mass% or lower, and a Co content of 0.02 mass% or lower.

Предпочтительно, строительный материал из чистого титана имеет поверхностную оксидную пленку толщиной 170 Å или меньше. Хотя строительный материал из чистого титана, имеющий более толстую поверхностную оксидную пленку, имеет более низкую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени, строительный материал из чистого титана имеет красивый серебристо-белый цвет, и рост поверхностной оксидной пленки может быть эффективно сдержан, когда строительный материал из чистого титана имеет состав, определенный, как описано выше, и толщина поверхностной оксидной пленки составляет 170 Å или меньше. Следовательно, строительный материал из чистого титана, имеющий поверхностную оксидную пленку толщиной 170 Å или меньше, не подвержден изменению цвета в течение длительного времени до такой величины, которая портит эстетический дизайн, и сохраняет серебристо-белый внешний вид.Preferably, the pure titanium building material has a surface oxide film of a thickness of 170 Å or less. Although pure titanium building material having a thicker surface oxide film has lower color fastness for a long time, pure titanium building material has a beautiful silver-white color, and surface oxide film growth can be effectively restrained when building pure titanium material has a composition as defined above and the thickness of the surface oxide film is 170 Å or less. Consequently, pure titanium building material having a surface oxide film of 170 Å or less is not susceptible to color change for a long time to a value that spoils the aesthetic design and retains a silver-white appearance.

Способ изготовления строительного материала из чистого титана в соответствии с настоящим изобретением включает стадии: приготовления строительного материала из чистого титана, имеющего содержание Fe 0,08 масс.% или ниже, содержание Nb 0,02 масс.% или ниже и содержание Со 0,02 масс.% или ниже, протравливания строительного материала из чистого титана; и нагревания протравленного строительного материала из чистого титана при температуре Х (°С) в диапазоне от 130 до 280°С в течение времени нагрева Т (мин) для того, чтобы удовлетворить условию, выраженному как: Т≥239408×Х-2,3237.A method of manufacturing a building material from pure titanium in accordance with the present invention includes the steps of: preparing a building material from pure titanium having an Fe content of 0.08 mass% or lower, an Nb content of 0.02 mass% or lower and a Co content of 0.02 wt.% or lower, etching of building material from pure titanium; and heating the etched building material from pure titanium at a temperature of X (° C) in the range from 130 to 280 ° C during the heating time T (min) in order to satisfy the condition expressed as: T≥239408 × X -2.3237 .

На стадии нагревания образуется поверхностная оксидная пленка надлежащей толщины, эффективной при сдерживании вредного окрашивания, и снижается содержание примесей, которые также вызывают изменение цвета. Таким образом, строительный материал из чистого титана, произведенный способом изготовления строительного материала из чистого титана, имеет высокую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени.At the heating stage, a surface oxide film of an appropriate thickness is formed, effective in containing harmful staining, and the content of impurities, which also cause a color change, is reduced. Thus, a pure titanium building material produced by a method for manufacturing a pure titanium building material has a high color change resistance for a long time.

Имея очень высокую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени, намного более высокую, чем у традиционных строительных материалов из титана или сплава титана, строительный материал из чистого титана по настоящему изобретению является весьма полезным как строительный материал при строительстве зданий, для которых требования к эстетическому дизайну являются существенными, которые подвергаются воздействию морского ветра и кислотного дождя, которые требуют дорогостоящего текущего ремонта и которые трудно ремонтировать. Таким образом, строительный материал из чистого титана по настоящему изобретению является очень полезным с точки зрения его промышленного использования.Having a very high resistance to color change for a long time, much higher than that of traditional building materials from titanium or a titanium alloy, the building material from pure titanium of the present invention is very useful as a building material in the construction of buildings for which aesthetic requirements design are significant, which are exposed to sea wind and acid rain, which require expensive maintenance and which are difficult to repair. Thus, the pure titanium building material of the present invention is very useful from the point of view of its industrial use.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Вышеуказанные и другие цели, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из следующего описания, которое рассматривается в связи с прилагаемыми чертежами, на которых:The above and other objectives, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following description, which is considered in connection with the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 представляет собой график, поясняющий ОЭС способ измерения толщины оксидной пленки; иFigure 1 is a graph explaining the OES method of measuring the thickness of the oxide film; and

Фиг.2 представляет собой график, показывающий отношение между временем нагревания и температурой нагревания, эффективных в повышении стойкости к изменению цвета в течение длительного времени.Figure 2 is a graph showing the relationship between heating time and heating temperature, effective in increasing color fastness for a long time.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Наиболее отличительная черта строительного материала из чистого титана в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что изменение цвета в течение длительного времени строительного материала из чистого титана происходит очень медленно, даже когда строительный материал из чистого титана используется для строительства здания, подвергающегося воздействию жестких условий окружающей среды.The most distinctive feature of pure titanium building material in accordance with the present invention is that the color change over time of pure titanium building material is very slow, even when pure titanium building material is used to construct a building subject to harsh environmental conditions. Wednesday.

Хотя строительные материалы из титана или сплава титана, стойкие к изменению цвета в течение длительного времени, имеются в продаже на рынке, их стойкость к изменению цвета в течение длительного времени является недостаточной. Даже традиционные коррозионностойкие строительные материалы из чистого титана изменяют свой цвет с течением времени. Было обнаружено, что определенные примеси, содержащиеся в строительном материале из чистого титана, влияют на изменение цвета строительного материала из чистого титана в течение длительного времени и что строительный материал из чистого титана, содержащий контролируемое количество примесей, обладает высоким сопротивлением к изменению цвета в течение длительного времени даже в жестких условиях окружающей среды, что и привело к созданию настоящего изобретения.Although building materials made of titanium or titanium alloy that are resistant to color change for a long time are commercially available, their resistance to color change for a long time is insufficient. Even traditional corrosion-resistant pure titanium building materials change color over time. It has been found that certain impurities contained in a pure titanium building material affect the color change of a pure titanium building material for a long time and that a pure titanium building material containing a controlled amount of impurities is highly resistant to color change over a long time time even in harsh environmental conditions, which led to the creation of the present invention.

Строительный материал из чистого титана в предпочтительном варианте воплощения в соответствии с настоящим изобретением готовится из чистого титана, имеющего содержание Fe 0,08 масс.% или ниже, содержание Nb 0,02 масс.% или ниже и содержание Со 0,02 масс.% или ниже. Fe, Nb и Co, содержащиеся в чистом титане, входящем в состав строительного материала из чистого титана, вызывают изменение цвета в течение длительного времени строительного материала из чистого титана. Этот факт был открыт авторами изобретения. Проявление изменения цвета в течение длительного времени строительного материала из чистого титана может быть значительно замедлено посредством контроля значений содержания Fe, Nb и Со в чистом титане ниже ранее определенных значений содержания Fe, Nb и Со. При определении содержания примесей выражение «Х масс.% или ниже» означает, что чистый титан совсем не содержит примесей или содержит примеси в пренебрежимо малом количестве. Содержание выражено в «процентах массы», что может быть просто представлено далее как «процент». Предпочтительно, содержание Fe составляет 0,06% или ниже (более предпочтительно 0,05% или ниже) содержание Nb составляет 0,015% или ниже (более предпочтительно 0,01% или ниже) и содержание Со составляет 0,015% или ниже (более предпочтительно 0,01% или ниже).Pure titanium building material in a preferred embodiment according to the present invention is prepared from pure titanium having an Fe content of 0.08 mass% or lower, an Nb content of 0.02 mass% or lower and a Co content of 0.02 mass% or lower. Fe, Nb, and Co contained in pure titanium, which is part of a pure titanium building material, cause a color change over time of a pure titanium building material. This fact was discovered by the inventors. The manifestation of a color change over a long time of a building material of pure titanium can be significantly slowed down by controlling the values of Fe, Nb and Co in pure titanium below previously determined values of the content of Fe, Nb and Co. When determining the content of impurities, the expression "X wt.% Or lower" means that pure titanium does not contain impurities at all or contains impurities in a negligible amount. The content is expressed in “percent by weight”, which can simply be further presented as “percent”. Preferably, the Fe content is 0.06% or lower (more preferably 0.05% or lower) the Nb content is 0.015% or lower (more preferably 0.01% or lower) and the Co content is 0.015% or lower (more preferably 0 , 01% or lower).

Для получения чистого титана, имеющего содержания Fe, Nb и Со, не превышающие ранее определенные значения содержания Fe, Nb и Со, такие значения содержания Fe, Nb и Со в материале из необработанного титана установлены. Более конкретно, содержания примесей в губчатом титане, т.е. в материале из необработанного титана, измеряются, и губчатый титан используется, если он имеет значения содержания Fe, Nb и Со, не превышающие определенное ранее содержание Fe, Nb и Со.To obtain pure titanium having Fe, Nb and Co contents not exceeding previously determined values of Fe, Nb and Co contents, such values of Fe, Nb and Co contents in raw titanium material have been established. More specifically, the content of impurities in sponge titanium, i.e. in raw titanium material, are measured, and sponge titanium is used if it has values of Fe, Nb and Co not exceeding the previously determined content of Fe, Nb and Co.

Термин «чистый титан», используемый здесь, означает вещество, содержащее Fe, Nb и Со в количествах, не превышающих определенные значения содержания Fe, Nb и Со, неизбежные примеси, и Ti, как остальную часть.The term "pure titanium" as used here means a substance containing Fe, Nb and Co in amounts not exceeding certain values of the contents of Fe, Nb and Co, inevitable impurities, and Ti, as the rest.

Предпочтительно, толщина поверхностной оксидной пленки приготовленного строительного материала из чистого титана составляет 170 Å или меньше. Строительный материал из чистого титана, имеющий поверхностную оксидную пленку толщиной 170 Å или меньше и имеющий состав, определенный по настоящему изобретению, обладает красивым серебристо-белым цветом, характеризующим титан. Строительный материал из чистого титана по настоящему изобретению эффективно сдерживает рост поверхностной оксидной пленки, которая вызывает изменение цвета и, следовательно, строительный материал из чистого титана является превосходным в качестве строительного материала.Preferably, the surface oxide film thickness of the prepared pure titanium building material is 170 Å or less. Pure titanium building material having a surface oxide film of a thickness of 170 Å or less and having a composition as defined by the present invention has a beautiful silver-white color characterizing titanium. The pure titanium building material of the present invention effectively inhibits the growth of a surface oxide film that causes a color change and, therefore, the pure titanium building material is excellent as a building material.

Толщина поверхностной оксидной пленки может быть отрегулирована путем регулирования условий роста поверхностной оксидной пленки во время изготовления строительного материала из чистого титана. Поверхностная оксидная пленка растет, когда строительный материал из чистого титана подвергается воздействию кислорода, содержащегося в атмосфере, в продолжение процесса отжига, и удаляется посредством травления. Следовательно, толщина поверхностной оксидной пленки может быть отрегулирована путем регулирования вакуума при вакуумном отжиге, температуры обрабатываемой детали в начале воздействия атмосферы на подвергнутую вакуумному отжигу деталь, или степени промывки после процесса травления. Более конкретно, толщина поверхностной оксидной пленки образца и условия для образования поверхностной оксидной пленки регулируются повторно для определения желаемых условий.The thickness of the surface oxide film can be adjusted by adjusting the growth conditions of the surface oxide film during the manufacture of building material from pure titanium. The surface oxide film grows when pure titanium building material is exposed to the oxygen contained in the atmosphere during the annealing process and is removed by etching. Therefore, the thickness of the surface oxide film can be adjusted by adjusting the vacuum during vacuum annealing, the temperature of the workpiece at the beginning of exposure to the vacuum-annealed part, or the degree of washing after the etching process. More specifically, the thickness of the surface oxide film of the sample and the conditions for the formation of the surface oxide film are repeatedly adjusted to determine the desired conditions.

Хотя нет никаких конкретных ограничений в отношении способа измерения толщины поверхностной оксидной пленки, толщина может быть измерена, например, посредством оже-электронной спектроскопии. Как показано на фиг.1, толщина поверхностной оксидной пленки может быть определена путем умножения времени напыления, требуемого для уменьшения концентрации кислорода до средней концентрации кислорода между максимальной концентрацией кислорода и основной концентрацией кислорода, на скорость напыления, т.е. (Толщина поверхностной оксидной пленки) = (Время напыления t) × (Скорость напыления). Скорость напыления может быть определена по скорости напыления, при которой пленка SiO2 откладывается посредством напыления, в соответствии с условиями измерения напыления.Although there are no particular restrictions on the method for measuring the thickness of a surface oxide film, the thickness can be measured, for example, by Auger electron spectroscopy. As shown in FIG. 1, the thickness of the surface oxide film can be determined by multiplying the spraying time required to reduce the oxygen concentration to the average oxygen concentration between the maximum oxygen concentration and the main oxygen concentration, by the spraying rate, i.e. (Surface oxide film thickness) = (Spray time t) × (Spray speed). The deposition rate can be determined by the deposition rate at which the SiO 2 film is deposited by deposition, in accordance with the conditions of the deposition measurement.

В общем способ изготовления строительного материала из чистого титана по настоящему изобретению включает, по меньшей мере, процесс изготовления слитка, процесс горячей прокатки, процесс холодной прокатки и процесс окончательной отделки. Условия для этих процессов могут быть такими же, как и для общеизвестных процессов. Процесс окончательной отделки, следующий за процессом холодной прокатки, должен быть тщательно спланирован, потому что процесс окончательной отделки оказывает значительное влияние на свойства поверхности материала из титана.In general, a method for manufacturing a pure titanium building material of the present invention includes at least an ingot manufacturing process, a hot rolling process, a cold rolling process, and a finishing process. The conditions for these processes may be the same as for well-known processes. The finishing process following the cold rolling process must be carefully planned because the finishing process has a significant effect on the surface properties of the titanium material.

Например, процесс окончательной отделки для окончательной отделки материала из титана является процессом вакуумного отжига (ВО процесс) или процессом атмосферного отжига и травления (АОТ процесс окончательной отделки). Понятно, что поверхностная оксидная пленка материала из титана, окончательно отделанного посредством ВО процесса, содержит большое количество С, которое вызывает изменение цвета в течение длительного времени. Следовательно, при окончательной отделке материала из титана предпочтительно используется процесс травления. Способ изготовления строительного материала из чистого титана может включать дополнительный процесс при условии, что дополнительный процесс не испортит эффекта травления. Например, обрабатываемая деталь, обработанная травлением, может быть окончательно отделана легкой прокаткой (проходом по поверхностному слою) с использованием матирующих роликов на матовой поверхности, чтобы улучшить дизайн (четкость) обрабатываемой детали.For example, the finishing process for finishing the titanium material is a vacuum annealing process (BO process) or atmospheric annealing and etching process (AOT final finishing process). It is understood that the surface oxide film of a titanium material finally finished by the BO process contains a large amount of C which causes a color change for a long time. Therefore, in the final finishing of the titanium material, an etching process is preferably used. A method of manufacturing a building material from pure titanium may include an additional process, provided that the additional process does not spoil the etching effect. For example, an etched workpiece can be finally finished by light rolling (passing along the surface layer) using matting rollers on a matte surface to improve the design (clarity) of the workpiece.

Когда поверхность обрабатываемой детали обработана путем травления в процессе окончательной отделки, материал из титана, имеющий высокую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени, может быть получен путем процесса термической обработки протравленной обрабатываемой детали, в котором протравленную обрабатываемую деталь нагревают при температуре Х (°С) в диапазоне от 130 до 280°С в течение времени нагрева Т (мин) для того, чтобы удовлетворить условию, выраженному как Т≥239408×Х-2,3237. Нагревание обрабатываемой детали при температурах в диапазоне от 130 до 280°С не вызывает вредного изменения цвета, которое портит дизайн, и процесс термической обработки, удовлетворяющий условию, представленному посредством этого выражения, дополнительно улучшает стойкость к изменению цвета в течение длительного времени. Хотя причина, по которой процесс термической обработки улучшает стойкость к изменению цвета в течение длительного времени, точно неизвестна, предполагается, что процесс термической обработки изменяет структуру оксидной пленки.When the surface of the workpiece is treated by etching during the finishing process, titanium material having a high color change resistance for a long time can be obtained by heat treatment of the pickled workpiece, in which the pickled workpiece is heated at a temperature of X (° C ) in the range from 130 to 280 ° C during the heating time T (min) in order to satisfy the condition expressed as T≥239408 × X -2.3237 . Heating the workpiece at temperatures ranging from 130 to 280 ° C does not cause a harmful color change that spoils the design, and a heat treatment process that satisfies the condition presented by this expression further improves color fastness for a long time. Although the reason why the heat treatment process improves color fastness for a long time is not exactly known, it is assumed that the heat treatment process changes the structure of the oxide film.

Иногда вредное изменение цвета происходит, когда обрабатываемая деталь нагревается до высокой температуры, не ниже чем 250°С (от 250 до 280°С) в течение длительного времени в атмосфере. Таким образом, требуется нагревать обрабатываемую деталь в течение не более чем 30 мин, более предпочтительно 10 мин или меньше, когда обрабатываемая деталь должна быть нагрета до такой высокой температуры. Даже если происходит изменение цвета, обрабатываемая деталь окрашивается на начальной стадии изменения цвета в очень светлый золотистый цвет, что улучшает дизайн вместо того, чтобы портить его. В некоторых случаях нагревание может быть остановлено на такой начальной стадии, чтобы обеспечить изменение цвета строительного материала из чистого титана в очень светлый золотистый цвет.Sometimes a harmful color change occurs when the workpiece is heated to a high temperature, not lower than 250 ° C (from 250 to 280 ° C) for a long time in the atmosphere. Thus, it is required to heat the workpiece for no more than 30 minutes, more preferably 10 minutes or less, when the workpiece must be heated to such a high temperature. Even if a color change occurs, the workpiece is painted at the initial stage of the color change in a very light golden color, which improves the design instead of spoiling it. In some cases, the heating can be stopped at such an initial stage to provide a color change of the building material from pure titanium to a very light golden color.

В процессе термической обработки обрабатываемая деталь нагревается либо в вакуумной атмосфере, либо в атмосфере окружающей среды. Любой верхний предел времени нагревания определяется для процесса термической обработки, при котором обрабатываемая деталь нагревается в вакуумной атмосфере, потому что изменение цвета обрабатываемой детали невозможно в условиях, когда обрабатываемая деталь нагревается в вакуумной атмосфере.During the heat treatment, the workpiece is heated either in a vacuum atmosphere or in an ambient atmosphere. Any upper limit of the heating time is determined for the heat treatment process in which the workpiece is heated in a vacuum atmosphere, because the color change of the workpiece is not possible under conditions when the workpiece is heated in a vacuum atmosphere.

Строительный материал из чистого титана по настоящему изобретению, изготовленный таким образом, имеет очень высокую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени по сравнению с традиционными строительными материалами из титана или сплава титана.The pure titanium building material of the present invention, made in this way, has a very high color fastness for a long time compared to traditional building materials of titanium or titanium alloy.

Примеры настоящего изобретения будут описаны далее.Examples of the present invention will be described below.

Пример 1Example 1

ОбразцыSamples

Образцы №1-21 из высокочистого титана (5N, Чистота: 99,999% или выше), содержащие элементы примесей при заранее заданных значениях содержания элементов примесей и, соответственно, имеющие различные химические составы, были изготовлены для изучения влияния содержания примесей на изменение цвета в течение длительного времени.Samples No. 1-21 of high-purity titanium (5N, Purity: 99.999% or higher) containing impurity elements at predetermined impurity element content values and, accordingly, having different chemical compositions, were made to study the effect of impurity content on color change during a long time.

Материалы из необработанного титана, соответственно, имеющие химические составы, приведенные в таблице 1, были расплавлены в вакуумной плавильной печи с задвижкой и были получены слитки массой в диапазоне от 100 до 200 г. Слитки нагревались посредством первого процесса нагревания при 1000°С в течение одного часа, затем слитки были подвергнуты горячей прокатке посредством первого процесса горячей прокатки для получения пластин толщиной 6 мм. Пластины толщиной 6 мм были нагреты посредством второго процесса нагревания при 1000°С в течение 10 минут и посредством третьего процесса нагревания при 850°С в течение одного часа, нагретые таким образом пластины толщиной 6 мм были подвергнуты горячей прокатке посредством второго процесса горячей прокатки для получения листов толщиной 3 мм. Такие горячекатаные листы были подвергнуты отжигу посредством процесса отжига при 800°С в течение 10 минут и отожженные листы толщиной 3 мм были подвергнуты воздушному охлаждению. Окалина, образованная на одной поверхности каждого из обожженных листов толщиной 3 мм, была удалена путем шлифования поверхности на глубину 0,5 мм. После этого листы толщиной 3 мм были подвергнуты холодной прокатке посредством процесса холодной прокатки для получения листов из чистого титана толщиной примерно 1 мм. Листы из чистого титана толщиной примерно 1 мм были подвергнуты процессу окончательной отделки, при котором производился отжиг листов из чистого титана толщиной примерно 1 мм в следующих условиях отжига:Raw titanium materials, respectively, having the chemical compositions shown in Table 1, were melted in a vacuum melting furnace with a gate valve and ingots weighing in the range from 100 to 200 g were obtained. The ingots were heated by the first heating process at 1000 ° C for one hours, then the ingots were hot rolled by a first hot rolling process to produce 6 mm thick plates. The 6 mm thick plates were heated by a second heating process at 1000 ° C. for 10 minutes and by the third heating process at 850 ° C. for one hour, the 6 mm thick plates thus heated were hot rolled by a second hot rolling process to obtain sheets with a thickness of 3 mm. Such hot rolled sheets were annealed by an annealing process at 800 ° C. for 10 minutes and the annealed sheets 3 mm thick were air-cooled. The dross formed on one surface of each of the calcined sheets with a thickness of 3 mm was removed by grinding the surface to a depth of 0.5 mm. Thereafter, sheets of 3 mm thickness were cold rolled by a cold rolling process to obtain sheets of pure titanium with a thickness of about 1 mm. Pure titanium sheets of approximately 1 mm thickness were subjected to a final finishing process in which annealing of pure titanium sheets of approximately 1 mm thickness was performed under the following annealing conditions:

Температура: 650°СTemperature: 650 ° C

Время нагревания до 650°С: 5 часовHeating time to 650 ° C: 5 hours

Время выдержки: 3 часаExposure Time: 3 hours

Вакуум: 10-6 ТоррVacuum: 10 -6 Torr

Охлаждение: подвергнуто воздействию атмосферы при 200°С или нижеCooling: exposed to atmosphere at 200 ° C or lower

Испытание: (испытание стойкости к изменению цвета в течение длительного времени).Test: (color fastness test for a long time).

Влияние Fe, Nb и Со как примесей на изменение цвета в течение длительного времени было испытано путем погружения листов из чистого титана в образцах № от 1 до 21 в раствор серной кислоты при рН 4, нагретый до 60°С, в течение трех дней, для моделирования ситуации, при которой строительные материалы подвергаются воздействию кислотного дождя и морского ветра, образцы №1-21 были промыты для удаления раствора серной кислоты, остающегося на образцах № от 1 до 21, полностью так, чтобы раствор серной кислоты не мог содействовать изменению цвета, затем образцы № от 1 до 21 были высушены. Далее цветовое различие (ΔЕ*) образцов было измерено с использованием измерителя цветового различия.The effect of Fe, Nb, and Co as impurities on the color change for a long time was tested by immersing sheets of pure titanium in samples No. 1 to 21 in a solution of sulfuric acid at pH 4, heated to 60 ° C, for three days, for to simulate a situation in which building materials are exposed to acid rain and sea wind, samples No. 1-21 were washed to remove the sulfuric acid solution remaining on samples No. 1 to 21, so that the sulfuric acid solution could not contribute to color change, then image Tsy No. 1 to 21 were dried. Further, the color difference (ΔE *) of the samples was measured using a color difference meter.

При определении цветового различия предполагалось трехмерное цветовое пространство, цвет образца разлагался на три осевых компонента, т.е. компонент по одной оси по яркости (черный/белый) и двум осям по оттенкам цвета (красный/зеленый и желтый/синий), и цвет представляется в трехмерных координатах. Цветовое различие представляет собой различие в цвете между образцами, представленное посредством расстояния между точками, определенными координатами, представляющими цвета. Меньшее цветовое различие соответствует меньшей степени изменения цвета. Когда ΔЕ* меньше чем 5, считается, что изменение цвета в течение длительного времени удовлетворительно сдерживается. Измеренные данные приведены в таблице 1, в которой подчеркнутые величины выходят за пределы диапазона, определенного настоящим изобретением.In determining the color difference, a three-dimensional color space was assumed, the color of the sample was decomposed into three axial components, i.e. component along one axis in brightness (black / white) and two axes in shades of color (red / green and yellow / blue), and the color is represented in three-dimensional coordinates. A color difference is a color difference between samples, represented by the distance between points defined by coordinates representing colors. A smaller color difference corresponds to a lesser degree of color change. When ΔE * is less than 5, it is believed that the color change for a long time is satisfactorily restrained. The measured data are shown in table 1, in which the underlined values are outside the range defined by the present invention.

Как видно из таблицы 1, образцы №13-15, имеющие содержание Fe, выходящее за пределы диапазона содержания Fe, определенного настоящим изобретением, заметно изменили свой цвет, т.е. цветовые различия являются большими. Аналогично, образцы №16 и 17, имеющие содержание Nb и содержание Со, выходящие за пределы диапазона содержания Nb и диапазона содержания Со, определенных настоящим изобретением, образцы №19 и 21, имеющие содержание Nb, выходящее за пределы определенного диапазона содержания Nb, и образцы №18 и 20, имеющие содержание Со, выходящее за пределы определенного диапазона содержания Со, чрезвычайно сильно изменили свой цвет и имеют цветовые различия ΔЕ*, превышающие 5, даже если эти образцы имеют содержание Fe в пределах определенного диапазона содержания Fe.As can be seen from table 1, samples No. 13-15 having an Fe content that is outside the range of the Fe content determined by the present invention noticeably changed their color, i.e. color differences are large. Similarly, samples No. 16 and 17 having an Nb content and a Co content outside the range of the Nb content and the range of the Co content defined by the present invention, samples No. 19 and 21 having an Nb content outside the defined range of the Nb content, and samples Nos. 18 and 20, having a Co content that goes beyond a certain Co content range, have extremely changed their color and have color differences ΔE * exceeding 5, even if these samples have an Fe content within a certain range of Fe content.

С другой стороны, образцы №1-12, имеющие содержание Fe, Nb и Со в пределах определенного диапазона содержания Fe, Nb и Со, имеют цветовые различия ΔЕ* меньше 5 и высокую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени.On the other hand, samples No. 1-12 having Fe, Nb, and Co contents within a certain range of Fe, Nb, and Co contents have color differences ΔE * of less than 5 and a high color change resistance for a long time.

Пример 2Example 2

ОбразцыSamples

Листы из чистого титана толщиной примерно 1 мм в образцах №22-45, имеющие химические составы, приведенные в таблице 2, были получены в результате процесса, аналогичного тому, посредством которого были получены образцы №1-21 в примере 1.Sheets of pure titanium with a thickness of about 1 mm in samples No. 22-45, having the chemical compositions shown in table 2, were obtained as a result of a process similar to that by which samples No. 1-21 were obtained in example 1.

Образцы № 22 и 23 были подвергнуты травлению вместо вакуумного отжига в последнем процессе; т.е. образцы №22 и 23 были обработаны путем атмосферного отжига при 700°С в течение 20 секунд после холодной прокатки, погружения в соль при 550°С на 15 секунд и травления на толщину 40 мкм с использованием смеси, подогретой до 40°С и содержащей 15 масс.% азотной кислоты и 1,5 масс.% фтористоводородной кислоты.Samples No. 22 and 23 were etched instead of vacuum annealing in the latter process; those. samples No. 22 and 23 were processed by atmospheric annealing at 700 ° C for 20 seconds after cold rolling, immersion in salt at 550 ° C for 15 seconds and etching to a thickness of 40 μm using a mixture heated to 40 ° C and containing 15 wt.% nitric acid and 1.5 wt.% hydrofluoric acid.

ИспытаниеTest

Толщина поверхностной оксидной пленки каждого из образцов была измерена перед погружением образцов в раствор серной кислоты для испытания стойкости к изменению цвета в течение длительного времени. Более конкретно, образцы были подвергнуты ультразвуковой очистке в ацетоне, образцы были высушены и концентрация кислорода была измерена в следующих условиях:The thickness of the surface oxide film of each of the samples was measured before immersion of the samples in a solution of sulfuric acid to test the resistance to color change for a long time. More specifically, the samples were sonicated in acetone, the samples were dried and the oxygen concentration was measured under the following conditions:

Устройство: сканирующий оже-электронный спектроскоп, РН1650 (Parkin Elmer Co)Device: scanning Auger electron spectroscope, PH1650 (Parkin Elmer Co)

Первичные электроны: Энергия 5 кэВ. Ток 300 нА. Угол падения 30° к перпендикуляру к образцуPrimary Electrons: Energy 5 keV. Current 300 nA. Angle of incidence 30 ° to the perpendicular to the sample

Анализируемая площадь: примерно 10 мкм × 10 мкмAnalyzed area: approximately 10 μm × 10 μm

Напыление ионов: Энергия 3 кэВ. Ток 25 мА. Угол падения примерно 58° к перпендикуляру к образцу. Скорость напыления примерно 1,9 нм/мин (эквивалент SiO2).Ion sputtering: Energy 3 keV. Current 25 mA. The angle of incidence is approximately 58 ° to the perpendicular to the sample. The deposition rate is approximately 1.9 nm / min (SiO 2 equivalent).

Толщина поверхностной оксидной пленки была рассчитана с использованием измеренных данных. Толщина определялась путем умножения времени напыления (измеренное время), требуемого для того, чтобы концентрация кислорода уменьшилась до средней концентрации кислорода между максимальной концентрацией кислорода и основной концентрацией кислорода, на скорость напыления, примерно 1,9 нм/мин.The thickness of the surface oxide film was calculated using the measured data. The thickness was determined by multiplying the spraying time (measured time) required for the oxygen concentration to decrease to the average oxygen concentration between the maximum oxygen concentration and the main oxygen concentration, by the spraying rate of about 1.9 nm / min.

Цветовые различия ΔЕ* образцов были измерены аналогично после измерения толщины поверхностной оксидной пленки. Измеренные данные приведены в таблице 2.The color differences ΔE * of the samples were measured similarly after measuring the thickness of the surface oxide film. The measured data are shown in table 2.

Как видно из таблицы 2, материалы из чистого титана, имеющие содержание Fe, Nb и Со в пределах определенного диапазона содержания Fe, Nb и Со имеют цветовые различия ΔЕ* меньше 5 и высокую стойкость к изменению цвета в течение длительного времени.As can be seen from table 2, materials from pure titanium having a content of Fe, Nb and Co within a certain range of content of Fe, Nb and Co have color differences ΔE * less than 5 and high resistance to color change for a long time.

Цветовые различия ΔЕ* образцов, окончательно отделанных путем вакуумного отжига, больше, чем образцов, окончательно отделанных травлением. Таким образом, предпочтительно окончательно отделывать строительные материалы из чистого титана путем травления.The color differences ΔE * of the samples finally finished by vacuum annealing are larger than the samples finally finished by etching. Thus, it is preferable to finally finish building materials from pure titanium by etching.

Было обнаружено, что образцы, имеющие поверхностные оксидные пленки толщиной не более чем 170 Å, имеют предпочтительно малые цветовые различия ΔЕ* и достаточную стойкость к изменению цвета в течение длительного времени.It was found that samples having surface oxide films of a thickness of not more than 170 Å preferably have small color differences ΔE * and sufficient resistance to color change for a long time.

Пример 3Example 3

ОбразцыSamples

Листы из чистого титана в образцах №46-83 были произведены путем использования процесса травления, подобного тому, который использовался в примере 2. В образцах №46-83 содержание Fe составляет 0,06 или 0,03 масс.%, содержание Nb составляет 0,001 масс.% и содержание Со составляет 0,001 масс.%. Образцы были подвергнуты окончательной отделке посредством процессов термической обработки в условиях, приведенных в таблице 3. Величины 239408×Х-2,3237 были рассчитаны.Pure titanium sheets in samples No. 46-83 were produced using an etching process similar to that used in Example 2. In samples No. 46-83, the Fe content was 0.06 or 0.03 mass%, the Nb content was 0.001 wt.% and the content of Co is 0.001 wt.%. Samples were finished by heat treatment under the conditions given in table 3. Values of 239,408 × X -2.3237 were calculated.

ИспытанияTest

Цветовые различия образцов №46-83 были измерены аналогично цветовым различиям образцов в Примере 1. Измеренные данные приведены в таблице 4.The color differences of samples No. 46-83 were measured similarly to the color differences of the samples in Example 1. The measured data are shown in table 4.

Измеренные данные, приведенные в таблице 4, доказывают, что окончательная отделка строительных материалов из чистого титана посредством процесса окончательной отделки, включающего травление и последующую термическую обработку, значительно улучшает стойкость к изменению цвета в течение длительного времени.The measured data shown in Table 4 proves that the finishing of building materials from pure titanium through a finishing process including etching and subsequent heat treatment significantly improves color fastness over time.

Время нагревания для процессов термической обработки P, Q и R было короче, чем минимальное время нагревания, выраженное как 239408×Х-2,3237, и, следовательно, эффект процессов термической обработки P, Q и R является несколько меньшим. Таким образом, было известно, что время нагревания Т должно удовлетворять выражению Т≥239408×Х-2,3237 для дальнейшего улучшения стойкости к изменению цвета в продолжение длительного времени. На фиг.2 показано соотношение между временем нагревания и температурой нагревания.The heating time for the heat treatment processes P, Q, and R was shorter than the minimum heating time, expressed as 239,408 × X -2.3237 , and therefore the effect of the heat treatment processes P, Q, and R is somewhat smaller. Thus, it was known that the heating time T should satisfy the expression T≥239408 × X -2.3237 to further improve the color fastness for a long time. Figure 2 shows the relationship between heating time and heating temperature.

Несмотря на то, что образец, подвергнутый процессу термической обработки S, имеет небольшое цветовое различие ΔЕ*, он был окрашен в золотистый цвет благодаря нагреванию в атмосфере при высокой температуре 280°С в течение длительного времени 150 мин. Хотя строительные материалы из чистого титана, окрашенные в такой золотистый цвет, являются неподходящими, когда требуется неокрашенный строительный материал из чистого титана, строительные материалы из чистого титана, окрашенные в такой золотистый цвет, имеют применение.Despite the fact that the sample subjected to the heat treatment process S has a slight color difference ΔE *, it was colored golden due to heating in the atmosphere at a high temperature of 280 ° C for a long time of 150 minutes. Although pure titanium building materials painted in such a golden color are unsuitable when unpainted pure titanium building materials are required, pure titanium building materials painted in such a golden color have application.

Несмотря на то, что цветовое различие ΔЕ* образца, обработанного посредством процесса термической обработки L, который характеризуется температурой нагревания 280°С и временем нагревания 120 мин, больше, чем это различие в образце, обработанном посредством процесса термической обработки S, цветовое различие ΔЕ* удовлетворительно мало. Образец, обработанный посредством процесса термической обработки L, был окрашен меньше, чем обработанный посредством процесса термической обработки S, и был окрашен в золотистый цвет.Despite the fact that the color difference ΔE * of the sample processed by the heat treatment process L, which is characterized by a heating temperature of 280 ° C and a heating time of 120 minutes, is larger than this difference in the sample processed by the heat treatment process S, the color difference ΔE * satisfactory little. A sample treated by the heat treatment process L was dyed less than that processed by the heat treatment process S and was painted golden.

Время нагревания должно составлять 30 мин или меньше, более предпочтительно 10 мин или меньше для того, чтобы предотвратить изменение цвета в связи с высокотемпературным нагреванием в атмосфере.The heating time should be 30 minutes or less, more preferably 10 minutes or less, in order to prevent discoloration due to high temperature heating in the atmosphere.

Таблица 1Table 1 № образцаSample No. Содержание Fe (масс.%)Fe content (wt.%) Содержание Nb (масс.%)Nb content (wt.%) Содержание Со (масс.%)Co content (wt.%) ΔЕ*ΔЕ * 11 0.080.08 0.020.02 0.020.02 4.54.5 22 0.080.08 0.010.01 0.010.01 4.04.0 33 0.080.08 0.0050.005 0.0050.005 3.33.3 44 0.080.08 0.0010.001 0.0010.001 2.92.9 55 0.060.06 0.020.02 0.020.02 2.52.5 66 0.060.06 0.010.01 0.010.01 2.42.4 77 0.060.06 0.0050.005 0.0050.005 2.12.1 88 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 1.91.9 9nine 0.030.03 0.020.02 0.020.02 2.22.2 1010 0.030.03 0.010.01 0.010.01 2.12.1 11eleven 0.030.03 0.0050.005 0.0050.005 1.81.8 1212 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 1.31.3 13thirteen 0.100.10 0.0010.001 0.0010.001 9.19.1 1414 0.150.15 0.0010.001 0.0010.001 14.714.7 15fifteen 0.200.20 0.0010.001 0.0010.001 18.218.2 1616 0.080.08 0.030.03 0.030.03 8.98.9 1717 0.030.03 0.030.03 0.030.03 6.96.9 18eighteen 0.080.08 0.0050.005 0.030.03 6.66.6 1919 0.080.08 0.030.03 0.0050.005 6.36.3 20twenty 0.030.03 0.0050.005 0.030.03 5.45.4 2121 0.030.03 0.030.03 0.0050.005 5.75.7

Таблица 2table 2 № образцаSample No. Содержание Fe (масс.%)Fe content (wt.%) Содержание Nb (масс.%)Nb content (wt.%) Содержание Со (масс.%)Co content (wt.%) Процесс окончател. отделкиThe process is finished. finishes Толщина оксидной пленки (Å)Oxide Thickness (Å) ΔЕ*ΔЕ * 2222 0.080.08 0.020.02 0.020.02 ТравлениеEtching 140140 2.82.8 2323 0.080.08 0.010.01 0.010.01 ТравлениеEtching 120120 1.61.6 2424 0.080.08 0.0050.005 0.0050.005 ТравлениеEtching 110110 1.21.2 2525 0.080.08 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching 120120 0.80.8 2626 0.060.06 0.020.02 0.020.02 ТравлениеEtching 100100 2.12.1 2727 0.060.06 0.010.01 0.010.01 ТравлениеEtching 130130 1.31.3 2828 0.060.06 0.0050.005 0.0050.005 ТравлениеEtching 160160 1.01.0 2929th 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching 150150 0.70.7 30thirty 0.030.03 0.020.02 0.020.02 ТравлениеEtching 160160 1.81.8 3131 0.030.03 0.010.01 0.010.01 ТравлениеEtching 170170 1.11.1 3232 0.030.03 0.0050.005 0,0050.005 ТравлениеEtching 170170 0.80.8 3333 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching 110110 0.60.6 3434 0.080.08 0.020.02 0.020.02 Вакуумный отжигVacuum annealing 130130 4.54.5 3535 0.080.08 0.010.01 0.010.01 Вакуумный отжигVacuum annealing 140140 4.04.0 3636 0.080.08 0.0050.005 0.0050.005 Вакуумный отжигVacuum annealing 130130 3.33.3 3737 0.080.08 0,0010.001 0.0010.001 Вакуумный отжигVacuum annealing 150150 2.92.9 3838 0.060.06 0.020.02 0.020.02 Вакуумный отжигVacuum annealing 150150 2.52.5 3939 0.060.06 0.010.01 0.010.01 Вакуумный отжигVacuum annealing 160160 2.42.4 4040 0.060.06 0.0050.005 0.0050.005 Вакуумный отжигVacuum annealing 170170 2.12.1 4141 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 Вакуумный отжигVacuum annealing 110110 1.91.9 4242 0.030.03 0.020.02 0.020.02 Вакуумный отжигVacuum annealing 9090 2.22.2 4343 0.030.03 0.010.01 0.010.01 Вакуумный отжигVacuum annealing 8080 2.12.1 4444 0.030.03 0.0050.005 0.0050.005 Вакуумный отжигVacuum annealing 160160 1.81.8 4545 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 Вакуумный отжигVacuum annealing 120120 1.31.3

Таблица 3Table 3 № образцаSample No. Условия нагреванияHeating conditions 239408×Х-2,3237 239,408 × X -2.3237 Температура нагревания (°С)Heating temperature (° C) Время выдержки (мин)Holding time (min) (А)(A) 130130 3 Атмосфера3 Atmosphere 2.932.93 (В)(IN) 130130 20 Атмосфера20 atmosphere 2.932.93 (С)(FROM) 130130 60 Атмосфера60 atmosphere 2.932.93 (D)(D) 130130 120 Атмосфера120 atmosphere 2.932.93 (Е)(E) 200200 1.1 Атмосфера1.1 Atmosphere 1.081.08 (F)(F) 200200 20 Атмосфера20 atmosphere 1.081.08 (G)(G) 200200 60 Атмосфера60 atmosphere 1.081.08 (Н)(H) 200200 120 Атмосфера120 atmosphere 1.081.08 (1)(1) 280280 0.5 Атмосфера0.5 atmosphere 0.490.49 (J)(J) 280280 20 Атмосфера20 atmosphere 0.490.49 (К)(TO) 280280 60 Атмосфера60 atmosphere 0.490.49 (L)(L) 280280 120 Атмосфера120 atmosphere 0.490.49 (М)(M) 130130 120 Вакуум120 Vacuum 2.932.93 (N)(N) 200200 120 Вакуум120 Vacuum 1.081.08 (О)(ABOUT) 280280 120 Вакуум120 Vacuum 0.490.49 (Р)(R) 130130 2 Атмосфера2 Atmosphere 2.932.93 (Q)(Q) 200200 0.5 Атмосфера0.5 atmosphere 1.081.08 (R)(R) 280280 0.2 Атмосфера0.2 Atmosphere 0.490.49 (S)(S) 280280 150 Атмосфера150 atmosphere 0.490.49

Таблица 4Table 4 № образцаSample No. Содержание Fe (масс.%)Fe content (wt.%) Содержание Mb (масс.%)The content of Mb (wt.%) Содержание Со (масс.%)Co content (wt.%) Процесс окончат. отделкиThe process will end. finishes Процесс термической обработкиHeat treatment process ΔЕ*ΔЕ * 4646 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (А)(A) 0.40.4 4747 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (В)(IN) 0.40.4 4848 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (С)(FROM) 0.30.3 4949 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (D)(D) 0.30.3 50fifty 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Е)(E) 0.40.4 5151 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (F)(F) 0.30.3 5252 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (G)(G) 0.30.3 5353 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Н)(H) 0.20.2 5454 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (I)(I) 0.30.3 5555 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (J)(J) 0.30.3 5656 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (К)(TO) 0.20.2 5757 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (L)(L) 0.20.2 5858 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (М)(M) 0.40.4 5959 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (N)(N) 0.30.3 6060 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (О)(ABOUT) 0.30.3 6161 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (А)(A) 0.30.3 6262 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (В)(IN) 0.20.2 6363 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (С)(FROM) 0.20.2 6464 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (D)(D) 0.20.2 6565 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Е)(E) 0.20.2 6666 0,030,03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (F)(F) 0.20.2 6767 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (G)(G) 0.20.2 6868 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Н)(H) 0.10.1 6969 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (I)(I) 0.20.2 7070 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (J)(J) 0.10.1 7171 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (К)(TO) 0.10.1 7272 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (L)(L) 0.10.1 7373 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (М)(M) 0.20.2 7474 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (N)(N) 0.20.2 7575 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (О)(ABOUT) 0.20.2 7676 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Р)(R) 0.70.7 7777 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Q)(Q) 0.70.7 7878 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (R)(R) 0.70.7 7979 0.060.06 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (S)(S) 0.10.1 8080 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (P)(P) 0.60.6 8181 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (Q)(Q) 0.60.6 8282 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (R)(R) 0.60.6 8383 0.030.03 0.0010.001 0.0010.001 ТравлениеEtching (S)(S) 00

Claims (2)

1. Строительный материал из чистого титана, отличающийся тем, что он содержит, мас.%: Fe 0,08 или меньше, Nb 0,02 или меньше и Со 0,02 или меньше и имеет поверхностную оксидную пленку толщиной 170 Å или меньше.1. Building material from pure titanium, characterized in that it contains, wt.%: Fe 0.08 or less, Nb 0.02 or less and Co 0.02 or less and has a surface oxide film with a thickness of 170 Å or less. 2. Способ изготовления строительного материала из чистого титана, включающий получение материала из чистого титана, отличающийся тем, что получают материал, содержащий, мас.%: Fe 0,08 или меньше, Nb 0,02 или меньше и Со 0,02 или меньше, затем материал травят и нагревают до температуры Х (°С) в диапазоне 130 - 280°С в течение времени Т (мин), удовлетворяющего условию Т≥239408·X-2,3237.2. A method of manufacturing a building material from pure titanium, comprising obtaining a material from pure titanium, characterized in that a material is obtained containing, wt.%: Fe 0.08 or less, Nb 0.02 or less and Co 0.02 or less , then the material is etched and heated to a temperature of X (° C) in the range 130 - 280 ° C for a time T (min) satisfying the condition T≥239408 · X -2.3237 .
RU2004108146/02A 2003-03-20 2004-03-19 Construction material from pure titanium and method for manufacturing the same RU2266345C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003078522 2003-03-20
JP2003-078522 2003-03-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004108146A RU2004108146A (en) 2005-09-20
RU2266345C1 true RU2266345C1 (en) 2005-12-20

Family

ID=32844576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004108146/02A RU2266345C1 (en) 2003-03-20 2004-03-19 Construction material from pure titanium and method for manufacturing the same

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20040187983A1 (en)
EP (1) EP1464715B1 (en)
CN (1) CN1261605C (en)
DE (1) DE602004012183T2 (en)
RU (1) RU2266345C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758704C1 (en) * 2020-12-08 2021-11-01 Андрей Петрович Орлов Method for treatment of thin titanium sheets

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007114218A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-11 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Titanium alloy and engine exhaust pipes
JP4666271B2 (en) * 2009-02-13 2011-04-06 住友金属工業株式会社 Titanium plate
CN102899508B (en) * 2012-09-11 2017-04-12 西安赛特金属材料开发有限公司 High-strength pure titanium material
CN105887133B (en) * 2016-06-28 2018-06-29 湖南新发科技有限责任公司 A kind of electrolytic manganese dioxide produces the preparation method of high resistance of deformation Ni―Ti anode
CN109612991A (en) * 2018-10-29 2019-04-12 成都飞机工业(集团)有限责任公司 A kind of scaling method of TC21 titanium alloy heat treatment surface oxidation tint

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3052787B2 (en) * 1995-06-16 2000-06-19 住友金属工業株式会社 Pure titanium for building materials, pure titanium plate and method for producing the same
JP3219690B2 (en) * 1996-06-18 2001-10-15 株式会社神戸製鋼所 Outdoor titanium or titanium alloy material with excellent discoloration resistance
JP3255610B2 (en) * 1998-06-18 2002-02-12 株式会社神戸製鋼所 Titanium material or titanium alloy material excellent in discoloration resistance, method for producing the same, and exterior material for building
JP3406898B2 (en) * 2000-07-28 2003-05-19 新日本製鐵株式会社 Titanium material that does not easily cause discoloration and method for producing the same
JP3562475B2 (en) * 2001-02-14 2004-09-08 住友金属工業株式会社 Pure titanium material for building materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СЕМЕНОВА И.В. и др. Коррозия и защита от коррозии. - М.: Физматлит, 2002, с.218-221. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758704C1 (en) * 2020-12-08 2021-11-01 Андрей Петрович Орлов Method for treatment of thin titanium sheets

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004108146A (en) 2005-09-20
US20040187983A1 (en) 2004-09-30
CN1261605C (en) 2006-06-28
DE602004012183T2 (en) 2009-03-12
EP1464715A1 (en) 2004-10-06
CN1534103A (en) 2004-10-06
EP1464715B1 (en) 2008-03-05
DE602004012183D1 (en) 2008-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0176301B1 (en) Hot-dip aluminum plated steel sheet excellent in corrosion resistance and heat resistance and its production
CA2818297C (en) Hot-dip al-zn coated steel sheet
KR20120054563A (en) Method for producing a steel component provided with a metal coating protecting against corrosion and steel component
BE401594A (en) ZINC OR CADMIUM-BASED METAL COATING PROCESS
DE69819276T2 (en) A method for improving the oxidation and corrosion resistance of a superalloy article and a superalloy article thus manufactured
RU2266345C1 (en) Construction material from pure titanium and method for manufacturing the same
JP4412037B2 (en) Manufacturing method of hot-dip Zn-Al alloy plated steel sheet
CN115867693B (en) Plated steel material
JP3406898B2 (en) Titanium material that does not easily cause discoloration and method for producing the same
US11787156B2 (en) Coated steel material
JP4541726B2 (en) Manufacturing method of pure titanium material for building materials
CN116685706A (en) Plated steel material
JP3255610B2 (en) Titanium material or titanium alloy material excellent in discoloration resistance, method for producing the same, and exterior material for building
JP3219690B2 (en) Outdoor titanium or titanium alloy material with excellent discoloration resistance
US11555240B2 (en) Black plated steel sheet and manufacturing method thereof
TWI787119B (en) Molten Al-Zn system coated steel sheet and its manufacturing method
JP7131693B2 (en) Grain-oriented electrical steel sheet with insulation coating and its manufacturing method
TWI787118B (en) Molten Al-Zn system coated steel sheet and its manufacturing method
WO2023170979A1 (en) Titanium material
JP3383124B2 (en) Hot-dip aluminized steel sheet for building materials excellent in corrosion resistance after painting and method for producing the same
CN117344225A (en) Cold-rolled hot-dip galvanized steel sheet with high surface glossiness and manufacturing method thereof
JPS60194094A (en) Steel material thermally sprayed with aluminum having high corrosion resistance
Singh et al. Premature darkening problem and its prevention in galvanized sheet surface
KR20030054831A (en) Pickling method of ferritic stainless steel
CN115491544A (en) Zinc-aluminum-magnesium coating and zinc-aluminum-magnesium coating steel plate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160320