TW202128303A

TW202128303A - 加工鈦材的製造方法

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Publication number: TW202128303A
Application number: TW109102313A
Authority: TW
Inventors: 高橋一浩; 國枝知德; 森健一; 宮崎義正; 井上洋介; 田中壽宗
Original assignee: 日商日本製鐵股份有限公司; 日商東邦鈦股份有限公司
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-08-01
Also published as: TWI741484B

Abstract

一種加工鈦材的製造方法，係使鈦胚料通過軋輥對的間隙之鈦材的製造方法；其中，前述軋輥對之至少一個軋輥具有多個突起，且前述多個突起在展開前述軋輥表面並俯視時呈交錯狀排列；該製造方法具備藉由將前述突起壓入前述鈦胚料的表面，以在鈦胚料的表面形成多個凹坑之步驟；並且前述突起於其前端具備球面狀按壓面，且令前述按壓面高度為h(mm)、令前述突起的按壓面的曲率半徑為R(mm)、令在前述鈦胚料的通過方向上鄰接的前述突起的中心間距離為S(mm)且令前述突起的壓入量為D(mm)時，前述R在3~30的範圍內，前述D在2~10的範圍內且在h以下，前述S在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內。根據以此方法獲得之加工鈦材，可減少在熱軋延時產生的表面瑕疵。

Description

加工鈦材的製造方法

本發明有關一種可在熱軋延時減少產生表面瑕疵之加工鈦材的製造方法。

發明背景一般的熱軋延用鈦材的製造方法係例如以下所述。首先，利用消耗電極式電弧熔解法(VAR: Vacuum arc remelting)或電子束熔解法(EBR: Electron beam remelting)將鈦熔融後使其凝固，藉此製造鑄錠。接著，藉由分塊或鍛造、軋延等熱加工來分解鑄錠，製成扁胚或小塊料等熱軋延用鈦材。另外，近年來還持續開發一種藉由以電子束熔解法製造可直接熱軋的矩形鑄錠，來省略上述分解步驟的技術。

然而，工業上使用的大型鑄錠在凝固組織中存在著大至數十mm的粗大晶粒。若不歷經分解步驟而將此種鑄錠直接熱軋延，則會因粗大晶粒而產生不均質的變形，有時會成長為較大的表面瑕疵。又，就算在歷經分解步驟等的情況下，當分解步驟中的加工率低或溫度不適當時，會殘留鑄造組織或者組織反而變得粗大等，有時會導致熱軋時產生表面瑕疵。

若產生上述表面瑕疵，後續的去鏽皮步驟中的產率會變得非常差，從而要求一種不易產生熱軋表面瑕疵的熱軋延用鈦材。

專利文獻1中提案出以下方法：在將鈦材的鑄錠直接熱加工時，為了將表層附近的晶粒細粒化，而在表面層賦予應變後，加熱至再結晶溫度以上使從表面起深度2mm以上進行再結晶後，進行熱加工。

另，專利文獻2及3中記載有一種熱加工用鈦材，其係利用具有曲率半徑3~30mm的前端形狀的鋼製工具或半徑3~30mm的鋼製球來使熱加工用鈦材的表面產生塑性變形，從而於表層部賦予了應變。根據專利文獻2及3，據稱藉由將此種熱加工用鈦材進行熱軋延，可使粗大凝固組織的影響變得無害，可減輕表面瑕疵。

先前技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平1-156456號公報專利文獻2：國際公開第2010/090352號專利文獻3：日本特開2018-1249號公報

發明概要發明欲解決之課題專利文獻1中列舉了鍛造、軋輥軋縮及噴珠(Shot blast)來作為賦予應變的手段。然而，一般的噴珠因珠粒直徑為0.5~1mm而較小，故可施予的應變量亦小。又，在鍛造或軋輥軋縮中會產生所謂的滯留金屬(Dead metal)，而應變量變少、或者造成在更內部導入應變。因此，有時會無法確保所需再結晶層的厚度，或者有時細粒化會不夠充分。

專利文獻2及3中，係以鋼製工具錘打或壓抵來賦予應變，故要對表面整體穩定賦予應變有時需要花費長時間，而效率較低。另外，以高強度材而言，也會有衝撃能量無法傳達到內部而無法確保所需細粒組織的厚度的情況。因此，尚有進一步改善的餘地。

本發明係有鑑於上述情況而作成者，其課題在於提供一種高效率地製造加工鈦材的方法，該加工鈦材可減少於熱軋延時產生的表面瑕疵。

用以解決課題之手段用以解決上述課題之本發明主旨如下。一種加工鈦材的製造方法，係使鈦胚料通過軋輥對的間隙；其中，前述軋輥對之至少一個軋輥具有多個突起，且前述多個突起在展開前述軋輥表面並俯視時呈交錯狀排列；該製造方法具備藉由將前述突起壓入前述鈦胚料的表面，以在鈦胚料的表面形成多個凹坑之步驟；並且前述突起於其前端具備球面狀按壓面，且令前述按壓面高度為h(mm)、令前述按壓面的曲率半徑為R(mm)、令在前述鈦胚料的通過方向上鄰接的前述突起的中心間距離為S(mm)且令前述突起的壓入量為D(mm)時，前述R在3~30的範圍內，前述D在2~10的範圍內且在h以下，前述S在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內。

發明效果根據本發明，可提供一種可減少於熱軋延時產生的表面瑕疵的加工鈦材的製造方法。並且，根據本發明，即便係省略了鑄錠的分解步驟之仍為鑄造後狀態的鈦胚料，仍可穩定地使熱軋時產生的表面瑕疵變得輕微，而可高效率地提供優異熱軋、冷軋製品。

用以實施發明之形態針對本發明實施形態，使用圖式於以下進行說明。本發明人等基於減少因熱軋延所致之表面缺陷的觀點，針對使結晶粒徑大至數十mm的鑄錠的粗大凝固組織變得無害的方法、及使在分解後仍殘留下來的該凝固組織的影響變得無害的方法、以及適合於該方法之加工鈦材重複進行了精闢研討，結果得出以下知識見解，終至完成本發明。

為了將粗大凝固組織細粒化或為了消除殘留有凝固組織的影響的部位，可考慮在鈦胚料的表面賦予預定應變後，藉由熱軋延時的加熱等預定的熱處理使其再結晶的方法。

在本發明中，係使用具有預定突起的軋輥來軋延鈦胚料，將突起壓入鈦胚料，藉此在鈦胚料的表面形成多個凹坑(凹凸)，以在胚料表層賦予應變。吾等發現：透過此方法獲得的加工鈦材會成為於表層具備加工組織者，可明顯抑制熱軋延時的表面缺陷。並且在本發明中，藉由將突起壓入，以物理方式產生塑性變形來形成凹坑，而可穩定導入應變，除此之外還能在凹坑底部導入高效率且充分的應變，再藉由透過後續熱軋延時的加熱使表層形成微細再結晶，便能抑制產生表面瑕疵。

以下，一邊參照圖式一邊說明本實施形態之加工鈦材的製造方法。又，在以下所有圖式中，為使圖式易於觀看，調整了各構成要素的厚度、尺寸及尺寸比率。

首先，說明藉由本實施形態加工鈦材的製造方法製出的加工鈦材(以下亦稱為「本實施形態之加工鈦材」)。該鈦材係於表層具備加工組織者，適合作為在後續供於熱軋延的胚料。另外，該加工鈦材的凹坑底部的曲率半徑R₁ 宜為3~30mm，凹坑在俯視時宜呈交錯狀排列。並且，本實施形態之加工鈦材在令凹坑半徑為r₁ (mm)時，鄰接的前述凹坑的中心間距離P、及排列有前述凹坑的各列間的距離Q皆在(2×r₁ )至(3×r₁ )mm的範圍內為佳。又，本實施形態之加工鈦材的製造方法中所用鈦胚料宜由工業用純鈦或鈦合金構成。並且，本實施形態之加工鈦材之製造方法中使用的鈦胚料可示例：鑄錠、扁胚、中塊料或小塊料。其形狀以其100~300mm且截面為圓形的鈦胚料之直徑為90~250mm為佳。

本實施形態之加工鈦材係藉由如後所述地使用附有突起的軋輥，將該軋輥壓入而在鈦胚料表面形成凹坑來賦予應變，從而製出。關於製造方法之細節將於後說明。

於圖1顯示本實施形態之加工鈦材之例。本實施形態之加工鈦材可如圖1(a)所示地為扁胚1，亦可如圖1(b)所示地為中塊料2，也可如圖1(c)所示地係垂直於長度方向的截面為矩形的小塊料(矩形小塊料)3，還可如圖1(d)所示地係垂直於長度方向的截面為圓形的小塊料(圓形小塊料)4。並且，在圖1(a)的扁胚1、圖1(b)的中塊料2、圖1(c)的矩形小塊料3及圖1(d)的圓形小塊料4各自的表面1a、2a、3a、4a形成有多個凹坑1b、2b、3b、4b。又，雖未圖示，若加工鈦材為圖1(a)~圖1(c)中任一個矩形截面，則亦可於長度方向的側面也形成凹坑。

於圖2顯示沿圖1(a)~圖1(d)之A-A線而成之截面示意圖。又，在圖1(a)~圖1(d)中沿著A-A線裁切時，其截面構成在圖1(a)~圖1(d)係成為相同構成，故為方便說明，將該截面圖彙整顯示於圖2。

另外，就圖1(a)或圖1(b)所示扁胚1或中塊料2而言，厚度的1/2深度位置分別係扁胚厚度t或中塊料厚度t的1/2t厚度位置。而就圖1(c)所示長寬比1左右的矩形截面的小塊料3而言，會在小塊料截面的重心位置，並且就圖1(d)所示圓形截面的小塊料4而言會在小塊料截面的中心位置。

要穩定抑制可因熱軋延而產生的表面瑕疵就必須將加工鈦材的結晶組織微細化。將加工鈦材整體結晶組織微細化當然也能抑制表面瑕疵，但為此則須在胚料整體賦予大量應變。並且，視需要而有於熱軋延前在寬度方向上軋延的情況時，對仍為鑄造後狀態的鈦胚料之寬度方向的軋縮量若變大，有時會產生因粗大鑄造組織所致之皺褶，從而在熱軋延後產生表面瑕疵。

為了穩定抑制如上所述不僅起因於鑄造組織，還來自增大寬度方向的軋延時的皺褶之表面瑕疵，必須在熱軋延時至少將表層製成微細的再結晶組織。此處所謂的表層係從凹坑底部起算至深度3mm的深度位置之間的區域。又，凹坑底部係凹坑的最深部。為了在熱軋延的加熱時將表層製成微細的再結晶組織，必須將預定量的應變導入從凹坑底部起算至3mm的深度位置。經各種調査，結果本發明人等解明了：只要在從凹坑底部起算至深度3mm的區域中等值應變在0.2以上，於熱軋延的加熱時就會發生再結晶而可產生微細組織。以上述方式獲得的再結晶層的厚度會達3mm以上，可抑制熱軋延時的表面瑕疵。再結晶層的厚度只要有3mm以上即已足夠，其上限不特別規定，而為了增大該厚度，必須增大用以導入應變的壓製荷重。因此，從壓製機的耐荷重限制的觀點看來，再結晶層厚度的實質上限為25mm。

如上所述，本實施形態之加工鈦材因表面形成有多個凹坑，故成為在胚料表層導入了充分應變者，而變得可在熱軋延時的加熱時形成微細且粒徑一致的再結晶。

接著，說明於本實施形態之加工鈦材形成的凹坑之較佳形態。如圖1(a)~(d)所示，本實施形態之加工鈦材的表面形成有多個凹坑1a~4a，而該等凹坑的曲率半徑R₁ 宜設為3~30mm。

將凹坑的底部形狀製成曲率半徑R₁ 為3~30mm的形狀、亦即球面狀的理由在於：將具有該曲率半徑的突起壓入鈦胚料1而形成凹坑時，凹坑的底部附近不易形成滯留金屬部，往周圍的金屬流(metal flow)會成為各向同性(同心圓狀)。亦即，其理由為在於：藉由使凹坑底部為球面狀便容易往凹坑周邊導入應變。並且，細節將於後說明，其原因為：藉由使用前端具有曲率半徑R為3~30mm的球面狀按壓面的突起、亦即使用前端為球頭的突起來形成凹坑，凹坑的形狀就不易成為在熱軋延時凹坑端部會發展為疊蓋表面瑕疵之較陡的凹部。基於以上所述，凹坑的底部形狀宜設為曲率半徑R₁ 為3~30mm的範圍的形狀(與前端為球頭狀的突起對應的球面狀)。

凹坑底部的球面狀的曲率半徑R₁ 小於3mm時，就會成為會發展成表面瑕疵的較陡凹部，或者無法在加工鈦材表層的深度方向充分導入應變，而導致組織被細粒化的表層厚度變淺，結果恐會產生表面瑕疵。因此，凹坑底部的曲率半徑R₁ 宜設為3mm以上。另一方面，凹坑的曲率半徑R₁ 若大於30mm，滯留金屬部會變大，恐無法在加工鈦材表層賦予充分的應變，因此凹坑的曲率半徑R₁ 宜設為30mm以下。藉由如上述地將凹坑的曲率半徑R₁ 設為30mm以下，滯留金屬部會變小，可在加工鈦材表層將應變集中導入到夠深的深度為止。

接下來，針對於本實施形態之加工鈦材形成的凹坑之較佳排列型樣，以使用了扁胚(圖1(a))作為鈦胚料種類的情況為例，並與圖式一同說明。

圖3(a)~(c)係用以說明本實施形態之凹坑的排列型樣的圖，係俯視圖1(a)所示加工鈦材(扁胚1)時的凹坑1b、1b´、1b´´的示意圖。又，圖3(a)~(c)中的符號X1~X3代表凹坑的配置列。並且，圖4係用以說明本實施形態之凹坑的形狀的凹坑截面圖，係沿著圖3(a)的B-B線的截面圖。

如圖3(a)所示，在俯視扁胚1時，在1列上規律地配置多個凹坑1b而成的各突起列X1、X2、X3係沿扁胚1的寬度方向或長度方向排列，並且多個凹坑1b互相在扁胚1的寬度方向或長度方向上交互配置。亦即，凹坑1b在俯視時呈交錯狀排列。具有上述排列型樣的凹坑1b係利用附有具有該排列型樣的突起的軋輥來形成，而藉由將該突起壓入扁胚1的表面1a，可在扁胚1的被軋延面有效率地導入均一的應變。又，突起列X1、X2、X3的配置方向可為扁胚1的寬度方向、長度方向之任一者，並且係從寬度方向(或長度方向)具有一定角度的方向也無妨。另外，為便於說明而說明了突起列為3列的型樣，關於其列數，亦可依扁胚1的尺寸(直徑或寬度等)、形成凹坑時所用之附有突起的軋輥或突起的尺寸等來適當地決定。

另外，凹坑可如圖3(a)及圖4所示地互相離開固定的距離來配置，亦可如圖3(b)所示地配置成在同一列上相鄰的凹坑1b´離開彼此的狀態下，沿扁胚寬度方向或長度方向排列的各列彼此相接。並且，還可如圖3(c)所示方式來無間隙地配置，使所有的凹坑1b´´相接。

接下來，針對排列在同一列上的多個凹坑當中鄰接的凹坑的中心間距離P、及各列間的距離(凹坑列間距離)Q加以說明。如圖3(a)~(c)及圖4所示，中心間距離P係在俯視凹坑1b、1b´、1b´´時，在同一列上(例如：列X1上、列X2上等)鄰接的凹坑的中心間距離，而凹坑列間距離Q表示相鄰的凹坑列(例如：列X1與列X2)的中心軸間的距離。

在本實施形態中，令凹坑半徑為r₁ (mm)時，中心間距離P(mm)及凹坑列間距離Q(mm)宜皆設為(2×r₁ )以上且在(3×r₁ )以下。中心間距離P與凹坑列間距離Q較(2×r₁ )更小時，金屬流恐會受到抑制而導致在凹坑周圍導入的應變量變得不充分。另一方面，中心間距離P與凹坑列間距離Q較(3×r₁ )更大時，因鄰接的凹坑彼此的間隔過大，故導入的應變量變得不充分，其結果，有時熱軋延後的表面瑕疵不會被充分抑制。

以上，舉圖1(a)的扁胚1為例來說明了本實施形態之凹坑的較佳形態，而關於圖1(b)的中塊料2、圖1(c)矩形小塊料3及圖1(d)的圓形小塊料4，亦形成有與上述同樣形態的凹坑。

本實施形態之鈦胚料係供於熱軋延的鈦鑄片，可示例譬如以下的(A)或(B)之類的鑄錠、扁胚、中塊料及小塊料等來作為鈦胚料。亦即，已經藉由熱軋延或冷軋延來軋延成小於預定厚度的鈦板係被排除在鈦胚料之外。因此，若為長方體或立方體的鈦胚料，其厚度為例如100mm以上，若為圓柱狀鈦胚料，則以其直徑為例如90mm以上者作為對象。鈦胚料(B)係由透過將鈦熔解並鑄造而獲得的凝固組織構成，並且具有存在結晶粒徑為10mm以上的粗大晶粒之仍為鑄造後狀態的組織。

(A)一種鈦胚料，其係利用消耗電極式電弧熔解法(VAR: Vacuum Arc Remelting)、電子束熔解法(EBR: Electron Beam Remelting)及電漿電弧熔解法(PAM: Plasma Arc Melting)等，將鈦暫時熔融後使其凝固而獲得鑄錠，將該鑄錠更透過分塊或鍛造、軋延等熱加工來分解而成形為扁胚、小塊料等形狀的鈦胚料。

(B)一種鈦胚料，其係在利用電子束熔解法或電漿電弧熔解法將鈦暫時熔融後使其凝固時，製成可直接熱軋的大小的矩形鑄錠，省略上述(A)的分解步驟而獲得的鈦胚料。

就電子束熔解法而言，因所照射的電子束可藉由偏光將光束集中，故即便係鑄模與熔融鈦之間的狹小區域，也容易供給熱能，從而可良好地控制鑄件表面。而且，鑄模截面形狀的自由度高。因此，如上述(B)這種可直接供於熱軋延的尺寸的矩形或圓柱形鑄錠宜使用電子束熔解爐來熔製。而就電漿電弧熔解法而言，雖其加熱原理不同於電子束熔解法，仍可獲得與電子束熔解法同樣的效果。

鈦胚料宜由工業用純鈦或鈦合金構成。工業用純鈦設為包含以下規格中規定的工業用純鈦：JIS、H4600規格的1種~4種、以及與其對應的ASTM 265B規格的等級(Grade)1~4、DIN 17850規格的等級I(WL3.7025)、等級II(WL3.7035)、等級III(WL3.7055)。亦即，本發明中作為對象的工業用純鈦以質量%計為C：0.1%以下、H：0.015%以下、O：0.4%以下、N：0.07%以下及Fe：0.5%以下，且剩餘部分由Ti構成。以下，有關各元素含量之「%」意指「質量%」。

另一方面，低合金或α型鈦合金只要在所需用途中使用適當合金即可。較佳的係實質上合金成分在5%以下的低合金為宜。譬如，可示例高耐蝕性合金、耐熱合金等，該高耐蝕性合金添加有Pd＜0.15%、Ru＜0.10%及稀土族元素＜0.02%，該耐熱合金添加有Cu、Al、Si、Sn、Nb及Fe且添加合計小於5%。更具體而言，作為低合金有例如：高耐蝕性合金(ASTM等級7、11、16、26、13、30及33，或與其等對應的JIS品種或更少量含有各種元素者)、Ti-0.5Cu、Ti-1.0Cu、Ti-1.0Cu-0.5Nb、Ti-1.0Cu-1.0Sn-0.3Si-0.25Nb、Ti-0.5Al-0.45Si、Ti-0.9Al-0.35Si等。又，α型鈦合金有例如：Ti-5Al-2.5Sn、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si等。

α+β型鈦合金有例如：Ti-6Al-4V、Ti-6Al-6V-2Sn、Ti-6Al-7V、Ti-3Al-2.5V、Ti-3Al-5V、Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-1Fe-0.35O、Ti-1.5Fe-0.5O、Ti-5Al-1Fe、Ti-5Al-1Fe-0.3Si、Ti-5Al-2Fe、Ti-5Al-2Fe-0.3Si、Ti-5Al-2Fe-3Mo、Ti-4.5Al-2Fe-2V-3Mo等。

並且，β型鈦合金有例如：Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn、Ti-8V-3Al-6Cr-4Mo-4Zr、Ti-10V-2Fe-3Mo、Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn、Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al、Ti-20V-4Al-1Sn、Ti-22V-4Al等。

本發明鈦合金例如藉由含有選自於以下之1種以上元素且含有大於0%，便可對加工鈦材的表面賦予目標機能：O：0~0.5%、N：0~0.2%、C：0~2.0%、Al：0~8.0%、Sn：0~10.0%、Zr：0~20.0%、Mo：0~25.0%、Ta：0~5.0%、V：0~30.0%、Nb：0~40.0%、Si：0~2.0%、Fe：0~5.0%、Cr：0~10.0%、Cu：0~3.0%、Co：0~3.0%、Ni：0~2.0%、鉑族元素：0~0.5%、稀土族元素：0~0.5%、B：0~5.0%及Mn：0~10.0%。

上述以外的元素中，可使鈦含有的元素係以金屬材料的一般常識而言，可期待因固溶強化、析出強化(有不固溶的情況及形成析出物的情況)所帶來的強度提升等的元素。該等元素可示例原子序號中從氫(1)到砈(85)的元素(惟，第18族元素之惰性氣體元素除外)，並且可容許到合計5%左右。

上述以外的剩餘部分係Ti及不純物。不純物可在不阻礙目標特性的範圍內含有，其他不純物主要有從原料或廢料混入的不純物元素及在製造中混入的元素，舉例而言，C、N、O、Fe及H等為代表性元素，另有Mg、Cl等從原料混入的元素或Si、Al及S等在製造中混入的元素等。上述元素若在2%的程度以下的話，則可認為係不阻礙本案目標特性的範圍。

又，本發明鈦合金亦可例如含有選自於以下之1種以上元素：O：0.01~0.5%、N：0.01~0.2%、C：0.01~2.0%、Al：0.1~8.0%、Sn：0.1~10.0%、Zr：0.5~20.0%、Mo：0.1~25.0%、Ta：0.1~5.0%、V：1.0~30.0%、Nb：0.1~40.0%、Si：0.1~2.0%、Fe：0.01~5.0%、Cr：0.1~10.0%、Cu：0.3~3.0%、Co：0.05~3.0%、Ni：0.05~2.0%、鉑族元素：0.01~0.5%、稀土族元素：0.001~0.5%、B：0.01~5.0%及Mn：0.1~10.0%。

本發明鈦合金較佳係含有選自於以下之1種以上元素：O：0.02~0.4%、N：0.01~0.15%、C：0.01~1.0%、Al：0.2~6.0%、Sn：0.15~5.0%、Zr：0.5~10.0%、Mo：0.2~20.0%、Ta：0.1~3.0%、V：2.0~25.0%、Nb：0.15~5.0%、Si：0.1~1.0%、Fe：0.05~2.0%、Cr：0.2~5.0%、Cu：0.3~2.0%、Co：0.05~2.0%、Ni：0.1~1.0%、鉑族元素：0.02~0.4%、稀土族元素：0.001~0.3%、B：0.1~5.0%及Mn：0.2~8.0%；更佳係含有選自於以下之1種以上元素：O：0.03~0.3%、N：0.01~0.1%、C：0.01~0.5%、Al：0.4~5.0%、Sn：0.2~3.0%、Zr：0.5~5.0%、Mo：0.5~15.0%、Ta：0.2~2.0%、V：5.0~20.0%、Nb：0.2~2.0%、Si：0.15~0.8%、Fe：0.1~1.0%、Cr：0.2~3.0%、Cu：0.3~1.5%、Co：0.1~1.0%、Ni：0.1~0.8%、鉑族元素：0.03~0.2%、稀土族元素：0.001~0.1%、B：0.2~3.0%及Mn：0.2~5.0%。

在此，鉑族元素具體可舉出Ru、Rh、Pd、Os、Ir及Pt，可含有該等中之1種以上。含有2種以上鉑族元素時，上述鉑族元素的含量係指鉑族元素的總量。另外，稀土族元素(REM)具體可舉出Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu，可含有該等中之1種以上。含有2種以上稀土族元素時，亦可使用例如稀土金屬合金(Mm)、釹鐠合金之類的稀土族元素的混合物或化合物。又，含有2種以上稀土族元素時，上述稀土族元素的含量係指稀土族元素的總量。

接下來，說明本實施形態之加工鈦材的製造方法。本實施形態之加工鈦材的製造方法，係一種使鈦胚料通過軋輥對的間隙，並在前述鈦胚料的表面形成多個凹坑的加工鈦材的製造方法。本實施形態之加工鈦材的製造方法中，前述軋輥對之至少一個軋輥係使用具有多個突起的軋輥，前述多個突起在展開前述軋輥表面並俯視時呈交錯狀排列。並且，設成藉由使用如上述之在表面具備多個突起的軋輥，將該突起壓入鈦胚料表面形成凹坑，而在胚料表層部賦予應變。一般在欲以鍛造或大直徑軋輥來對鑄錠等賦予應變時，在與模具接觸的部分不會產生金屬流，而產生所謂被稱為滯留金屬的部位。由於該滯留金屬部的應變量變少，若以鍛造或大直徑軋輥來賦予應變，則應變會被導入更內部而非導入表層部，無法將表層部的組織製成細粒。於是，本發明人等針對藉由防止產生滯留金屬且有效率地在鈦胚料表層均一地賦予應變以使粗粒部不產生的方法加以研討，而發現到只要以下述方法來處理即可在表層有效率地賦予應變。以下，詳細說明本實施形態之加工鈦材的製造方法。

本實施形態之加工鈦材的製造方法係按以下條件進行：前述突起於其前端具備球面狀按壓面，且令前述按壓面高度為h(mm)、令前述按壓面的曲率半徑為R(mm)、令在前述鈦胚料的通過方向上鄰接的前述突起的中心間距離為S(mm)且令前述突起的壓入量為D(mm)時，前述R在3~30的範圍內，前述D在2~10的範圍內且在h以下，前述S在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內。本實施形態之加工鈦材的製造方法係以排列有突起的各列間的距離L在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內為佳。並且，本實施形態之加工鈦材的製造方法中，形成凹坑的步驟宜在鈦胚料的表層溫度達0℃以上且在500℃以下的溫度下進行。而且，本實施形態之加工鈦材的製造方法中，形成凹坑的步驟前之鈦胚料宜為利用電子束熔解法或電漿電弧熔解法製出者。再者，本實施形態之加工鈦材的製造方法中，鈦胚料宜由工業用純鈦或鈦合金構成。再者，本實施形態之加工鈦材的製造方法中，鈦胚料宜為扁胚、中塊料或小塊料。

本實施形態之加工鈦材的製造方法中所用加工機設為舉具備一對軋輥2之雙軋輥式加工機為例來說明，並且於圖5顯示該雙軋輥式加工機的概要側視圖。又，以下說明中，舉出使用了扁胚(圖1(a))作為加工對象之鈦胚料的種類的情況為例來說明。另外，圖中的粗箭頭顯示鈦胚料(扁胚)1的運送方向，細箭頭則顯示軋輥2的旋轉方向。

如圖5所示，本實施形態係在一對軋輥5a間運送鈦胚料(扁胚)1並加工的方法。具體而言，該方法係在排列有多個突起6的一對軋輥5a間運送鈦胚料1，並且將突起6壓入其表面1a，使其發生預定量塑性變形而在表面1a形成凹坑1b，藉此在鈦胚料1的表層賦予應變，前述多個突起6具有曲率半徑R為3~30mm的前端形狀。又，鈦胚料1中，只要至少在後續步驟的熱軋延時在成為被軋延面的面形成凹坑1b來導入應變即可。亦即，凹坑1b的形成面可僅為胚料的一部分的面，亦可為所有的面。因此，只要在一對軋輥5a中之至少一個軋輥形成有如前述的突起6即可。根據此製造方法，可容易且高效率地製造能明顯抑制熱軋延時的表面缺陷之加工鈦材。

另外，在本實施形態中，在表面具備有突起6的軋輥5a間運送以在鈦胚料1的表面1a形成凹坑1b時，其運送次數(通過軋輥間的次數)可為1次，亦可設為2次以上。亦即，亦可以如可逆式軋延之方式，先在軋輥5a間運送而在表面形成凹坑後，使第2次的運送方向為與第1次相反的方向，然後再次在軋輥5a間運送來壓入突起6。並且，如上述之壓入步驟並不特別限定，在鈦胚料不會發生破裂的範圍內決定其次數即可。

又，本實施形態加工對象之鈦胚料的形狀可為圖1(a)所示扁胚或圖1(b)所示中塊料，並且亦可為如圖1(c)、(d)所示的相對於長度方向成直角的截面為矩形的小塊料3或該截面為圓形的小塊料4。鈦胚料為扁胚或中塊料時，鈦胚料中面積最大的面會成為熱軋延時的被軋延面，故只要至少在該面形成凹坑即可。而鈦胚料為小塊料時，其沿長度方向延長的整面可成為被軋延面。因此，例如係截面為矩形的小塊料時，在其整面形成凹坑而在鈦胚料的整個表面導入應變較為理想。而採用了例如圖1(d)所示截面為圓形的小塊料4作為鈦胚料時，以孟內斯曼(Mannesmann)型軋延法之方式，使用設有多個預定突起之桶形或錐形軋輥來加工較理想。具體而言，較理想的係以例如以下方法在小塊料表面形成凹坑來導入應變：於圓形小塊料4的外周配置桶形(或錐形)的多個軋輥(譬如3個軋輥)，使圓形小塊料4一邊被軋延而自轉，一邊往運送方向前進的方法。

如上所述，在本實施形態中係舉如圖5所示的雙軋輥式加工機為例，然在本發明鈦胚料的製造方法中，加工機的型式或軋輥數量不拘，可採用如上述之孟內斯曼型軋延法等，軋輥數量在3個以上亦無妨。在如上述之情況下亦只要在至少1個軋輥形成有本實施形態之突起6即可。

如圖5所示，在軋輥5a的表面設有多個突起6，且前述多個突起6具有曲率半徑R為3~30mm的前端形狀。並且前述多個突起6在展開軋輥5a表面並俯視時呈交錯狀排列。

將突起6的前端的按壓面設為曲率半徑R3~30mm的球面狀、亦即設為球頭的理由在於：在將突起6壓入鈦胚料1而形成凹坑1b時，凹坑1b的底部附近不易形成滯留金屬部，往周圍的金屬流會成為各向同性(同心圓狀)。亦即，其理由為在於：藉由使突起6的前端為球頭，便容易往在壓入後形成的凹坑1b周邊導入應變。此外，藉由使壓入的突起6的前端形狀為球頭，凹坑1b的形狀就不易成為在熱軋延時凹坑1b端部會發展為疊蓋表面瑕疵之較陡的凹部。例如，使突起的前端形狀為矩形、四角錐或三角錐時，在突起必定會存在平面部與角形的角部。以此種突起形成出凹坑後，在平面部有時會形成有滯留金屬部。並且，在角形的凹坑部中，金屬流會在角部受到限制，恐會阻礙往胚料深度方向導入應變。因此，設於軋輥5a的突起6其前端的按壓面設為曲率半徑R3~30mm的範圍的球面狀(球頭)。

若突起6前端的球面狀按壓面(球頭)的曲率半徑R小於3mm，在突起6的壓入量D大(例如2mm以上)時便形成會發展成表面瑕疵的較陡凹部，另一方面，若縮小壓入量D(例如小於2mm)使不產生較陡凹部，則無法在胚料表層的深度方向上充分導入應變，導致組織被細粒化的表層厚度淺而產生表面瑕疵。因此，曲率半徑R設為3mm以上。另一方面，曲率半徑R若大於30mm，滯留金屬部會變大，無法在胚料表層賦予充分應變，故曲率半徑R設為30mm以下。藉由如上述地將曲率半徑R設為30mm以下，滯留金屬部會變小，而可在胚料表層將應變集中導入到夠深的深度為止。又，曲率半徑R若小，便容易受到突起6的磨耗的影響，從而曲率半徑R的下限宜為5mm。並且，曲率半徑R若大，對軋輥5a的負荷荷重就會增大，從而曲率半徑R的上限宜為15mm。

在本實施形態中，使用具備有具有如上述形狀的突起6的軋輥5a，將該突起6壓入鈦胚料1，藉此形成凹坑1b來導入應變，而此時的壓入量D設為2~10mm且在突起的按壓面高度h(mm)以下。事先使從熱軋延前的加工鈦材表面起算深度3mm以上的表層細粒化，可有效充分抑制熱軋後的表面瑕疵。在本實施形態中，為了使從鈦胚料表面起算深度3mm以上的表層細粒化，必須從胚料表面施加深度2mm以上的壓入量的變形。亦即，藉由壓入突起6而形成的凹坑1b的凹部深度設為2mm以上。另一方面，壓入量D若超過突起6的按壓面高度h，除了有時會形成會發展成表面瑕疵的較陡凹部之外，還會造成金屬流無處可去。因此，突起6之壓入量D設為2~10mm的範圍且在突起的按壓面高度h以下。

為了在胚料表層導入充分應變來使熱軋後的表層組織細粒化，係按2mm以上的壓入量D壓入突起6，而為了得到該壓入量D，突起6的高度H設為大於目標壓入量D較理想。突起3的高度H若太低，恐無法確保充分壓入量D。由此觀點看來，突起6的高度H亦可設為超過突起6的按壓面高度h的高度(參照後述圖7(b))。並且，設於突起6d的前端的球面狀按壓面可為具有按壓面高度h=曲率半徑R之關係的形狀、亦即半球面狀，亦可為具有按壓面高度h＜曲率半徑R之關係的形狀。又，球面狀係指構成球面的一部分的形狀，例如亦可如圖7(a)、(b)所示例地係半球面狀。

接著，說明突起6在軋輥5a上的排列型樣。圖6(a)~(c)係用以說明本實施形態之突起6(6a、6b、6c)的排列型樣的圖，係展開軋輥5a表面並俯視時的突起6a、6b、6c的示意圖。又，圖6(a)~(c)中，符號Y1~Y3分別代表突起列。並且，圖7(a)、圖7(b)係用說明本實施形態之突起6(6a、6d)的形狀的軋輥直徑方向的截面放大圖，尤其圖7(a)係沿著圖6(a)的C-C線的截面圖。

如圖6(a)~(c)所示，在展開軋輥5a表面並俯視時，在1列上規律地配置多個突起6(6a、6b、6c)而成的各突起列Y1、Y2、Y3係沿軋輥5a的寬度方向或圓周方向排列，並且多個突起6(6a、6b、6c)互相在軋輥5a的寬度方向或圓周方向上交互配置。亦即，將突起6排列成在俯視時呈交錯狀。藉由將按上述排列型樣設置的突起6壓入胚料1的表面1a來形成凹坑1b，便能在胚料1的被軋延面有效率地導入均一的應變。又，突起列Y1、Y2、Y3的配置方向可為軋輥5a的圓周方向或寬度方向之任一者，並且係從圓周方向(或寬度方向)具有一定角度的方向也無妨。另外，為便於說明而說明了突起列為3列的型樣，關於其列數，亦可依所用軋輥的尺寸(直徑或寬度等)或突起6的尺寸等來適當地決定。

另外，突起6可如圖6(a)及圖7(a)地互相離開固定的距離來配置，亦可如圖6(b)所示地配置成在相鄰的突起6b離開彼此的狀態下，沿軋輥圓周方向或寬度方向排列的各列彼此相接。並且，還可如圖6(c)所示方式來無間隙地配置，使所有的突起6c相接。

又，圖7(b)也與圖7(a)同樣係突起彼此不相接而離開地配置之例，而如上所述，突起6d的形狀亦可為超過突起6d的曲率半徑R的高度H。此時，會成為具有突起高度H中超過曲率半徑R的部分、亦即垂直於軋輥表面的部分(圓柱部)p。

接下來，針對排列在同一列上的多個突起6當中鄰接的突起6的中心間距離S、及各列間的距離(突起列間距離)L加以說明。如圖6(a)~(c)、圖7(a)及圖7(b)所示，中心間距離S係在俯視突起6時，在同一列上(例如：列Y1上、列Y2上等)鄰接的突起6的中心間距離，而突起列間距離L表示相鄰的突起列(例如Y1與Y2)的中心軸間的距離。而且，突起列間距離L係沿著軋輥的旋轉方向的距離。

在本實施形態中，以該中心間距離S成為2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內(R：曲率半徑、D：壓入量)之方式來排列突起6。亦即，令俯視突起6時的半徑為r，此時中心間距離S宜在2r以上且3r以下的範圍內。中心間距離S較2(R² -(R-D)² )^1/2 更小時(較2r更小時)，突起6的壓入量D無法充分確保而應變量恐不充分。並且，在中心間距離S較2(R² -(R-D)² )^1/2 更小的情況下(在較2r更小的情況下)，在逐漸壓入突起6時，周圍的凹坑會妨礙金屬流，金屬流所需的空間受到限制，恐變得無法賦予充分應變。另一方面，中心間距離S較3(R² -(R-D)² )^1/2 更大時(較3r更大時)，鄰接的突起6彼此的間隔過大，故利用突起6來壓入而被導入的應變量變得不充分，結果有時熱軋延後的表面瑕疵不會被充分抑制。又，就算在中心間距離S為2r以上的情況下、亦即在鄰接的突起6之間有某程度的間隙時，被突起6壓入的部分會伴隨往周圍的金屬流，因此除了所形成的凹坑1b的表層部周邊之外，也可在該間隙部分充分導入應變。

此外，在本實施形態中，突起列間的距離L宜設為2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內。亦即，令俯視突起6時的半徑為r，此時突起列間的距離L宜在2r以上且3r以下的範圍內。突起列間的距離L較2(R² -(R-D)² )^1/2 更小時(較2r更小時)，雖可賦予一定的應變，但也會有該量變得不充分的情況，此外，因軋輥所致之加工負荷或荷重的增加亦令人掛心。因此，突起列間的距離L宜設為2(R² -(R-D)² )^1/2 以上。另一方面，突起列間的距離L較3(R² -(R-D)² )^1/2 更大時(較3r更大時)，鄰接的突起列彼此的間隔過大，故利用突起6來壓入而被導入的應變量變得不充分，結果有時熱軋延後的表面瑕疵不會被充分抑制。因此，突起列間的距離L宜設為3(R² -(R-D)² )^1/2 以下。

在本實施形態中，使用具備有以上持續說明的突起6之軋輥5a，以可確保上述壓入量D之方式來進行在胚料1形成凹坑1b之加工。使用有如上述的軋輥5a之加工，只要能確保上述壓入量D則為1道次即可，而考慮到加工機的能力與規格則亦可為多個道次，只要能確保合計壓入量D在上述範圍內即可。又，在本實施形態中，作為加工胚料1的方法，相較於如鍛造這類軋縮的方式，藉由採行如圖5所示之軋延方式，金屬流會變得更容易，而有變得不易形成上述滯留金屬的效果。另外，只要使用如涵蓋胚料1的總寬的軋輥5a，便可有效率地導入應變。並且，在本實施形態中僅壓入突起6所接觸到的部分，相較於以無突起的平坦軋輥或模具來壓入鈦胚料的總寬，就算以較小的荷重仍能導入所需的應變。

使用附有突起6的軋輥5a在鈦胚料表面形成多個凹坑時，可不加熱鈦胚料而在冷的狀態下進行，亦可在將鈦胚料加熱到最高500℃以下之後進行。

本實施形態中，係設成在加工鈦材之成為被軋延面的表面在冷的狀態~溫的狀態下賦予應變。為了減少在熱軋延時產生的表面瑕疵，必須形成至某個程度的深度為止的再結晶組織。尤其以高硬度的鈦胚料而言，應變難以進入到鈦胚料內部，為了要賦予應變至表層的較深位置為止，必須以較大的荷重來賦予形成凹凸的加工。然而，新近得知：被賦予了應變會導致表層附近的延性降低，而在表面發生破裂。因此，為了要穩定地賦予應變至較深位置為止並且提升表層的延性，將溫度提高某個程度來使鈦胚料本身的強度變低之舉也是有效的。另一方面，以強度不那麼高的鈦胚料而言，使應變集中於表層較能使表層組織微細，故在室溫下賦予應變較佳。

另一方面，若在高於500℃的高溫下進行形成凹坑的加工，藉由加工所賦予的應變會立刻消失，有時會變得無法在後續的加熱時發生再結晶。並且，在高於500℃下，鈦胚料的表面有時會形成氧化硬化層，該氧化硬化層在加工時被壓入而產生表面缺陷，恐會在後續的熱軋延時進展成表面瑕疵。只要在500℃以下就不會發生如上述之問題，因此宜以500℃以下作為上限。

又，依合金種類的不同而鈦胚料的強度及延性會變高的溫度區不同，並非只要在較高的溫度下進行就可以。例如，以工業用純鈦等而言，在室溫附近，鈦的1個重要的變形機制之雙晶變形會活潑地活動，而在400~500℃左右的溫度下則變得不會發生該雙晶變形，故延性較在室溫下更降低，反而變得容易發生破裂。另一方面，在富含Al的合金系中，該雙晶變形在室溫附近也幾乎不會發生，因此無法藉由加熱到500℃以下來保證延性。而β型鈦合金有以下特徵：若在300~500℃下長時間加熱，會因時效硬化而強度提高且延性降低。又，若使鈦胚料為高溫而極端地使材料強度變弱，在使其塑性變形時表面的凹坑形狀的起伏(深度)會變得過大，恐會因該起伏導致產生表面瑕疵。因此，只要因應鈦胚料的品種或種類，選擇在軋延後不使表面發生破裂並且可獲得適當再結晶組織及表面狀態的溫度範圍即可。

如以上所說明，在本實施形態之製造方法中，在排列有多個突起的一對軋輥間運送將鈦胚料，並且在其表面壓入突起，藉此產生預定量塑性變形而在表面形成凹坑。其結果，可效率佳且穩定地在胚料表層導入應變。然後藉由透過後續的熱軋延時的加熱而在表層形成微細再結晶，便能抑制產生表面瑕疵。

另外，利用根據本實施形態製造方法獲得之加工鈦材，可明顯抑制熱軋延後的表面缺陷。藉由對矩形或圓柱形的鑄錠應用本發明，就算不歷經分塊軋延等分解步驟，在熱軋延成板、帶狀卷料或棒線時，仍能發揮可將表面缺陷抑制到沒有問題的程度之效果。

熱軋延本實施形態之加工鈦材時的加熱溫度宜設為800℃~950℃的範圍，以減低變形阻力。並且，為了抑制在加熱扁胚時產生的鏽皮，加熱溫度低於β變態點較理想。在此，β變態點係指鈦胚料隨著加熱而成為β相單相的下限溫度。

如上所述，根據本實施形態而製出的加工鈦材不僅適於供給到熱軋延，經熱軋延製出的熱軋材也係表面缺陷明顯受到抑制，而可發揮就算後續施行冷軋延也能製造健全的製品之效果者。

又，根據本實施形態，即便係省略了鑄錠的分解步驟之仍為鑄造後狀態的鈦胚料，仍可使熱軋時產生的表面瑕疵變得輕微，而可提供優異熱軋、冷軋製品。

並且，若將本實施形態應用於歷經了分解步驟的鈦胚料，則熱軋延時產生的表面缺陷會成為極輕微者。其結果，可更提高經熱軋延的板或棒線的去鏽皮步驟及最終製品的產率。實施例

以下，利用實施例更詳細地說明本發明。

＜實施例1＞首先，利用電子束熔解法(EBR)或電漿電弧熔解法(PAM)來鑄造具有表1(工業用純鈦)及表2(鈦合金)所示成分組成的鈦胚料，製成略矩形鑄錠，該略矩形鑄錠具有仍為鑄造後狀態的粗大凝固組織。又，表1的胚料記號M9係將該鑄錠進行了鍛造。另外，表2的鈦胚料的合金成分中，「Mm」為稀土金屬合金(包含稀土族元素的合金)。

接著，從記號M9以外的鑄錠切出厚度約120mm、寬度約250mm且長度約450mm的鈦胚料，並進行了機械加工。關於記號M9，從前述鍛造後的胚料切出厚度約120mm、寬度約250mm且長度約450mm的鈦胚料，並進行了機械加工。又，所切出的各胚料係對鑄錠以切出的位置關係一致且從鑄錠表面起算的深度位置幾乎相同之方式來切出。

對於所切出的胚料(M1~M18)當中成為後述熱軋延時的被軋延面的面(單面)，藉由使用有具有突起的軋輥之雙軋輥式加工機(參照圖5)，對胚料表面形成凹坑而製成加工鈦材，前述突起設為表3A、表4A及表5A所示形狀及排列。此時的壓入量(D)、加工溫度等加工條件係按如表3A、表4A及表5A之方式作了各種改變的條件來進行。又，突起係如圖6(a)~圖6(c)所示之在俯視時呈交錯狀排列。另外，關於胚料A2，以直徑300mm的軋輥(無突起)進行了加工。

接下來，將加工鈦材在低於β變態點的溫度下加熱約2小時後，利用連續板條熱軋延機進行熱軋延至厚度約6mm為止。並且對該熱軋延板施行噴珠，更使其通過由硝酸-氫氟酸(nitric-hydrofluoric acid)所構成的連續酸洗產線來施行酸洗而去除鏽皮。然後，藉由目視觀察來標記出產生的表面瑕疵，並評估表面瑕疵的發生狀況。在此，β變態點係指鈦胚料隨著加熱而成為β相單相的下限溫度。具體而言，在通過連續酸洗產線後的熱軋板中，排除軋延方向的前後端的非穩態部，並以200mm間隔來區分長度，將檢測出表面瑕疵的部分的區間數量除以全體區間數量(40區間)，而以所得比率作為表面瑕疵發生率。對應表面瑕疵發生率，將0%評為「◎」，大於0%且在5%以下並且為約1mm的微小表面瑕疵時評為「○」，大於5%或為約10mm以上的較大表面瑕疵時評為「×」。又，「◎」與「○」為合格，「×」則視為不合格。

於表3B將工業用純鈦的實施例與比較例並列顯示，並且於表4B將鈦合金的實施例與比較例並列顯示。藉由軋輥所行加工溫度皆為室溫。並且，於表5B列示在軋輥加工時，將胚料溫度加熱至100~400℃並施行了藉由軋輥所行凹凸形成加工之例。

根據表3A~表5B可知：若在本發明範圍內以排列有突起的軋輥來軋延胚料而形成凹坑，則表面瑕疵發生率在5%以下而較低，在更佳的條件範圍時則可減低至0%。另一方面，可知在為以下情況之例的比較例中，表面瑕疵發生率皆高：為胚料的狀態而無加工的情況；軋輥表面無突起的情況；突起的曲率半徑(R)、壓入量(D)及突起中心間的距離(S)落在本發明範圍外的情況。尤其，突起中心間的距離(S)落在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍(2r₁ 至3r₁ 的範圍)外之A14及A15，與無加工的A1及以無突起的軋輥進行軋延的A2相比時，表面瑕疵發生率雖降低至20%左右，但仍未達5%以下。

另外，如同從實施例之C1~20可觀察到地，可知就算在加工溫度為100~400℃的情況下，也能獲得與在室溫下可獲得的同樣的效果。

實施例之A10與A17係利用排列有預定突起的軋輥來施行了2道次的軋縮之實施例，而其等獲得了本發明效果。

比較例之A33係將鍛造了M9的鑄錠而成之胚料進行熱軋延的情況，其表面瑕疵發生率為48%而較高。相對於此，實施例之A41中，藉由對該胚料以排列有預定突起的軋輥來軋延，而獲得了表面瑕疵發生率降至0%的效果。

[表1]

[表2]

[表3A]

[表3B]

[表4A]

[表4B]

[表5A]

[表5B]

1,2,3,4:鈦胚料(扁胚、中塊料、小塊料) 1a,2a,3a,4a:表面 1b,1b´,1b´´,2b,3b,4b:凹坑 1b₁ ,2b₁ ,3b₁ ,4b₁ :凹坑底部 5a:軋輥 6,6a,6b,6c,6d:突起 A-A,B-B,C-C:線 D:壓入量 H,h:高度 L,P,Q,S:距離 p:突起高度中超過曲率半徑的部分 r,r₁ :半徑 R,R₁ :曲率半徑 t:厚度 X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3:列

圖1係顯示本實施形態之加工鈦材的形狀之例的立體圖。圖2係本實施形態之加工鈦材的截面示意圖。圖3(a)、(b)及(c)係用以說明本實施形態之凹坑的排列型樣的圖。圖4係本實施形態之加工鈦材的截面示意圖。圖5係在本實施形態之加工鈦材的製造方法中所用加工機的概要側視圖。圖6(a)、(b)及(c)係用以說明本實施形態之突起6(6a、6b、6c)的排列型樣的圖。圖7(a)、(b)係用以說明本實施形態之突起6(6a、6d)的形狀的軋輥直徑方向的截面放大圖。

1:鈦胚料(扁胚)

1a:表面

1b:凹坑

5a:軋輥

6:突起

D:壓入量

Claims

一種加工鈦材的製造方法，係使鈦胚料通過軋輥對的間隙；其中，前述軋輥對之至少一個軋輥具有多個突起，且前述多個突起在展開前述軋輥表面並俯視時呈交錯狀排列；該製造方法具備藉由將前述突起壓入前述鈦胚料的表面，以在鈦胚料的表面形成多個凹坑之步驟；並且前述突起於其前端具備球面狀按壓面，且令前述按壓面高度為h(mm)、令前述按壓面的曲率半徑為R(mm)、令在前述鈦胚料的通過方向上鄰接的前述突起的中心間距離為S(mm)且令前述突起的壓入量為D(mm)時，前述R在3~30的範圍內，前述D在2~10的範圍內且在h以下，前述S在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內。
如請求項1之加工鈦材的製造方法，其中令排列有前述突起的各列間的距離為L(mm)時，前述L在2(R² -(R-D)² )^1/2 ~3(R² -(R-D)² )^1/2 的範圍內。
如請求項1或請求項2之加工鈦材的製造方法，其中在前述鈦胚料的表面溫度達0℃以上且在500℃以下的溫度下進行前述形成凹坑之步驟。