TWI744955B - 鈦材及機器 - Google Patents
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Abstract
本發明之鈦材係具有存在有複數個凹部的表面部分之鈦材,前述表面部分中前述凹部之合計面積率為30%以上且在70%以下,並且前述凹部之圓等效直徑的平均值為50µm以上且在300µm以下,前述凹部之間隔的標準差相對於前述凹部之間隔的平均值之比為0.35以上。
Description
本發明有關鈦材及機器。本案係依據已於2019年6月20日於日本提申之日本特願2019-114453號主張優先權,並於此援引其內容。
鈦係一種輕量且耐蝕性優異的材料,其被利用在電子機器等的機器殼體、飛機、化學廠、建築物的外裝材料、裝飾品、民生用品等各種用途上。由於鈦具有獨特的質感,因此其作為要求設計性之電子機器等的機器殼體尤其有用。
然而,電子機器、尤其可攜式機器的機器殼體係在易接觸人手之環境下使用。在機器殼體上人手所接觸的部位會附著來自皮脂或手的髒污之指紋。與其他部位相較之下,附著有指紋的部位有時看起來有變色,而損及機器殼體的外觀設計性。
在專利文獻1中提案有一種具有指紋較不明顯的金屬表面之金屬板,其中心線平均粗度(Ra)為0.5μm以上,且表面粗度之功率譜解析中於10μm以下的波長區域之最大振幅為0.02μm以下。在專利文獻2中提案有以下技術:使用毛面軋輥對不鏽鋼板以被軋延鋼板的板厚不減少之方式施以1道次之輕軋延。
專利文獻1:日本專利特開平11-226606號公報
專利文獻2:日本專利特開2012-130966號公報
若鑑於鈦在實際機器等中的使用狀況,則在維持設計性之前提下,附著的指紋之不明顯程度便很重要。尤其基於設計性的觀點,期望隨著觀察角度不同,附著有指紋的部位與其他部位相較之下不會看起來有變色。
專利文獻2中揭示了一種不鏽鋼板及熔融鍍敷鋼板,其具有毛面軋輥之凸部轉印而成之凹部且具有凹部以外之未變形的平坦部分。然而,不鏽鋼板或熔融鍍敷鋼板與鈦鋼板的結晶構造及楊氏模數不同。因此,難以將專利文獻2所記載之製造方法直接應用於鈦鋼板來獲得同樣的結果。
本發明係有鑑於上述問題而作成者,本發明之課題在於提供一種即使改變觀察角度,附著的指紋仍不明顯之鈦材、及具備其之機器。
為了解決上述課題,本發明人致力研討,結果發現在分散存在有複數個凹部的表面部分中,除了凹部之合計面積率之外,凹部間隔之參差也與指紋的不明顯程度相關。並且認為相較於在表面部分有複數個凹部以固定間隔均勻分布的情況,存在於表面部分之凹部的間隔不均一的情況會在改變觀察角度時讓附著的指紋變得較不明顯。
基於上述知識見解而完成之本發明,其主旨如下。
(1)本發明第1態樣係一種鈦材,具有存在有複數個凹部的表面部分;該鈦材之前述表面部分中前述凹部之合計面積率為30.0%以上且在70.0%以下;並且前述凹部之間隔的平均值為50μm以上且在300μm以下,前述凹部之間隔的標準差相對於前述凹部之間隔的平均值之比為0.35以上。
(2)如上述(1)之鈦材,其中前述凹部之深度的平均值亦可為2.0μm以上且在6.0μm以下;並且前述凹部之深度的標準差相對於前述凹部之深度的平均值之比
亦可為0.35以上。
(3)如上述(1)或(2)之鈦材亦可為機器殼體用鈦材。
(4)本發明第2態樣係一種機器,具備如上述(1)~(3)中任一項之鈦材。
根據本發明上述態樣,可提供一種即使改變觀察角度,附著的指紋仍不明顯之鈦材、及具備其之機器。
1:表面部分
2:基準面
3:凹部
H:凹部之深度
L:凹部之間隔
圖1係說明本實施形態之鈦材的表面部分之凹部的圖。
以下,詳細說明本發明實施形態之一例。
1.鈦材
說明本實施形態之鈦材。本實施形態之鈦材具有後述性狀的表面部分。於該表面部分亦可形成有例如起因於自然氧化等之氧化膜。本實施形態之鈦材例如可透過以下製造方法獲得:對經施行冷軋延與退火而製出的鈦基材施行後述第1步驟(粗面化)及第2步驟(凸部的頂部之平坦化)。
1.1 表面部分
針對本實施形態之鈦材所具有的表面部分加以說明。本實施形態之鈦材具有分散存在有複數個凹部的表面部分。詳細來說,本實施形態之鈦材的表面部分具有複數個凹部及存在於該複數個凹部之間的平坦部。在本實施形態之鈦材中,鈦材的「表面部分」係鈦材的主要面,具體而言係佔鈦材之較大比率、例如10%以上或20%以上的表面積之面。例如,當係鈦板時,表面部分係構成鈦板的表面及背面,在本實施形態中若無特別說明,則端面及截面係被排除在鈦材的「面」之外。以下係鈦材的相同表面部分之說明。
圖1係示意顯示藉由觸針式表面粗度測定機獲得之2維的凹凸形狀(分布圖)之一部分的圖。圖1示意顯示出本實施形態鈦材的表面部分之厚度方向的截面形狀之一例。如圖1所示,本實施形態鈦材的表面部分1具有成為基準面2之平坦部、及相對於基準面2成為谷部之複數個凹部3。凹部3之深度H係凹部3相對於基準面2之深度的最大值。凹部3之間隔L係相鄰之凹部3的深度達最大值的部位在水平方向(平行於基準面2的方向)之間隔。
(凹部之合計面積率)
本實施形態鈦材的表面部分1中,分散存在的複數個凹部3之合計面積率為30.0%以上且在70.0%以下。在表面部分1中,不會附著指紋之凹部3之合計面積率若在30.0%以上,指紋就變得不明顯。凹部3之合計面積率宜為35.0%以上,較佳為40.0%以上。另一方面,凹部3的面積率若增加,平坦部會變窄且凹部3間隔之參差變小,在改變角度來觀察時指紋變得明顯。因此,從使即便改變角度來觀察表面部分1指紋仍不明顯的觀點看來,凹部3之合計面積率係在70.0%以下。凹部3之合計面積率宜為65.0%以下,較佳為60.0%以下。
本實施形態中,凹部3之合計面積率係使用非接觸式3維形狀測定裝置(KEYENCE CORPORATION製:VR-3100),將倍率設為120倍進行測定後,以解析軟體(KEYENCE CORPORATION製:VA-H1A)解析所得數據來求算。具體而言,凹部3之合計面積率係使用上述3維形狀測定裝置及解析軟體,按以下方法解析來求算。用於測定之試驗片尺寸為長50mm、寬25mm、厚0.4mm。在前述試驗片的表面部分中,以前述試驗片之長25mm且寬12.5mm的位置為中心,使用前述3維形狀測定裝置以120倍的倍率測定長2.5mm且寬1.9mm之範圍,並將凹部3之合計面積除以測定總面積,求算凹部3之合計面積率。此時,利用解析軟體(KEYENCE CORPORATION製:VA-H1A)來修正測定範圍之試驗片的彎曲。彎曲的修正係在長度方向與寬度方向的兩個方向實施。詳細來說,係利用上述解析
軟體來修正由上述3維形狀測定裝置獲得之3維形狀數據,使試驗片之長度方向截面中相當於基準面的線、及試驗片之寬度方向截面中相當於基準面的線成為直線。並且使用修正後之3維形狀數據來求算凹部3之合計面積率。又,試驗片之長度方向截面及寬度方向截面係以截面中不包含凹部3之方式來選擇。
(凹部之間隔的平均值)
本實施形態鈦材的表面部分1中存在的複數個凹部3之間隔L的平均值小時,平坦部會變窄且凹部3之合計面積率變高,凹部3之間隔L的參差亦變小。為了在改變角度來觀察表面部分時使指紋不明顯,凹部3之間隔L的平均值為50μm以上。凹部3之間隔L的平均值宜為60μm以上,較佳為70μm以上。另一方面,凹部3之間隔L的平均值若變大,則附著指紋的平坦部面積會變廣。在本實施形態中,凹部3之間隔L的平均值為300μm以下,藉此可使指紋變得不明顯。凹部3之間隔L的平均值宜為250μm以下,較佳為200μm以下。
(凹部之間隔的標準差/凹部之間隔的平均值)
本實施形態鈦材的表面部分1中存在的凹部3之間隔L若為均質,則隨著觀察角度不同,指紋會很明顯,所以凹部3之間隔L的參差很重要。
本發明人等研討之結果,理由尚不明確,但可知凹部3之間隔L的標準差相對於凹部3之間隔L的平均值之比(凹部3之間隔L的標準差/凹部3之間隔L的平均值)若為0.35以上,即便改變觀察角度,附著於表面部分1之指紋仍變得不明顯。並且可認為藉由分散存在於表面部分1之複數個各凹部3的大小及間隔L適度具有參差,指紋會適度地被斷開且附著,即便改變觀察角度,在特定角度下附著於平坦部(基準面2)的指紋仍變得不明顯。根據上述知識見解,凹部3之間隔L的標準差/凹部3之間隔L的平均值為0.35以上。並且,凹部3之間隔L的標準差/凹部3之間隔L的平均值宜為0.40以上,較佳係在0.50以上。凹部3之間隔L的標準差/凹部3之間隔L的平均值的上限並無限定。因此,凹部3之間隔L的標準差/凹部3之間隔
L的平均值可為0.80以下,亦可為0.70以下。
凹部3之間隔L的平均值及標準差係藉由在鈦材表面賦予凹凸的條件、及調整於鈦材表面產生的凸部的高度的條件來調整。在鈦材表面賦予凹凸的條件,例如係毛面軋輥之表面粗度、噴擊處理所使用之投射材的平均粒徑等。調整於鈦材表面產生的凸部的高度的條件,例如係平整軋延的條件、研磨條件等。
本實施形態中,凹部3之間隔L的平均值及標準差係利用以觸針式表面粗度測定機(東京精密股份公司製,SURFCOM480B)獲得之2維凹凸形狀(分布圖)來測定。測定長度為8mm,測定速度為0.6mm/秒。分布圖係將截止值設為0.8mm、縱倍率設為1000倍且橫倍率設為50倍來顯示。以連接所得分布圖中複數個凸部的線條為基準,測定以μm為單位之凹部3的間隔L,求算其平均值及標準差。凹部3之間隔L係相鄰之凹部3的深度達最大值的部位在水平方向(平行於基準面2的方向)之間隔,平均值為加總平均。如圖1所示,基準面2係連接複數個凸部的頂部(平坦部)的面。
(凹部之深度的平均值)
本實施形態鈦材的表面部分中存在的複數個凹部3之深度H的平均值會影響指紋的視辨性及鈦材表面的明亮程度、質感等。凹部3之深度H的平均值只要適當調整即可。凹部3之深度H的平均值宜為2.0μm以上且在6.0μm以下。凹部3之深度H的平均值係藉由在鈦材表面賦予凹凸的條件、例如毛面軋輥之表面粗度、噴擊處理所使用之投射材的平均粒徑等來調整。凹部3之深度H的平均值若在2.0μm以上,指紋會變得不明顯。凹部3之深度H的平均值較佳為3.0μm以上。凹部3之深度H的平均值從鈦材表面的明亮程度、質感的觀點來看,較佳係在6.0μm以下。
(凹部之深度的標準差/凹部之深度的平均值)
本實施形態鈦材的表面部分1中存在的凹部3之深度H的標準差相對於凹部3之深度H的平均值之比宜為0.35以上。
藉由本實施形態鈦材的表面部分1中存在的凹部3之深度H也適度具有參差,指紋會適度地被斷開且附著。因此,可認為在特定角度下附著於平坦部之指紋會變得更不明顯。本發明人等研討之結果,理由尚不明確,但可知凹部3之深度H的標準差相對於凹部3之深度H的平均值之比(凹部3之深度H的標準差/凹部3之深度H的平均值)若為0.35以上,即便改變觀察角度,附著於表面部分1之指紋仍變得更不明顯。凹部3之深度H的標準差/凹部3之深度H的平均值宜為0.35以上,較佳係在0.40以上,在0.50以上更佳。凹部3之深度H的標準差/凹部3之深度H的平均值的上限並無限定,可為0.80以下,亦可為0.70以下。
本實施形態中,凹部3之深度H的平均值及標準差係與凹部3之間隔L的平均值及標準差同樣地利用以觸針式表面粗度測定機獲得之2維分布圖來測定。以μm為單位之凹部3之深度H係凹部3相對於基準面2之深度的最大值,平均值為加總平均。並且如上所述,基準面2係連接複數個凸部的頂部的面。
(光澤度)
鈦材的表面部分的光澤度並無限定,而以入射角45度的光澤度大於160GU且在350GU以下為佳。光澤度大於160GU的鈦材表面部分中,凸部之頂部附近存在較多的平坦面(平坦部)。當如上述之鈦材表面部分的平坦面有指紋附著時,可透過拭除輕易去除指紋。並且,光澤度若大於160GU,可獲得優異金屬光澤。光澤度較佳係在200GU以上。光澤度若在350GU以下,可防止在鈦材表面部分、尤其在凹凸部的頂部附近存在過多的平坦面(平坦部)。藉此,會附著指紋的平坦面變少,指紋變得更不明顯。光澤度較佳係在300GU以下。
光澤度譬如係在後述之鈦材之製造方法中適當變更第1步驟及第2步驟來調整。例如,在第1步驟中使用氧化鋯作為投射材來進行噴擊處理時,光澤度有變低的傾向。
鈦材表面部分之光澤度例如係依據JIS Z 8741:1997來測定。
本實施形態之鈦材於至少一部分具有分散存在有複數個凹部的表面部分,前述複數個凹部的大小有適度的參差。藉此,在人手接觸到鈦材的表面部分時指紋也變得不易附著,並且即便改變觀察角度,指紋仍變得不明顯。此外,光澤度良好的鈦材的表面部分就算附著指紋,只要以簡便方法拭除指紋,則即便改變觀察角度,指紋仍變得更不明顯。
本實施形態之鈦材於至少一部分具有上述預定表面部分。例如,當係鈦板時,表面、背面之一面或兩面具有表面部分。鈦材通常為板、條、管、棒線、或呈其等經適當加工後的形狀。鈦材亦可為任意形狀,例如球狀、長方體狀。本實施形態之鈦材以薄板形狀為佳,厚度可為0.1mm以上,亦可為0.3mm以上。並且,本實施形態之鈦材為薄板形狀時的厚度可為3.0mm以下,亦可為1.5mm以下,在1.0mm以下亦可。
1.2 鈦基材
本實施形態鈦材的基材(鈦基材)係純鈦或鈦合金。將純鈦及鈦合金加以統稱而簡稱為「鈦」。
鈦基材例如係工業用鈦。作為適合鈦基材之工業用鈦之例,可舉JIS H 4600或JIS H 4650的各種工業用鈦。薄板形狀之鈦材被成形加工成機器殼體的構件時會要求加工性,故鈦基材亦可為已減少不純物之JIS1種(例如JIS H 4600)之工業用純鈦。須有強度時,鈦基材亦可為JIS2種至JIS4種的工業用純鈦。
鈦基材亦可為鈦合金。作為鈦合金之例,為了提升耐蝕性,可舉例含有微量貴金屬系元素(鈀、鉑、釕等)之從JIS11種至JIS23種的鈦合金、或含有較多元素的JIS60種(例如Ti-6Al-4V系合金)、JIS60E種、JIS61種、JIS61F種、JIS80種等鈦合金。
本實施形態之鈦基材例如只要係工業用純鈦即可,該工業用純鈦以質量%計含有:
N:0.050%以下、C:0.10%以下、H:0.015%以下及Fe:0.50%以下,且剩餘部分包含Ti及不純物。
本實施形態之鈦基材例如只要係工業用鈦合金即可,該工業用鈦合金以質量%計含有:Al:5.0%以上且在7.0%以下、V:3.0%以上且在5.0%以下、Co:0.10%以上且在1.00%以下、Ni:0.10%以上且在1.00%以下、Pd:0.010%以上且在0.300%以下、Ru:0.010%以上且在0.300%以下、N:0.050%以下、C:0.10%以下、H:0.015%以下及Fe:0.50%以下,且剩餘部分包含Ti及不純物。
本實施形態之鈦基材所含不純物係無關於添加之意圖而存在於鈦中,且在所得鈦材中本不須存在之成分。「不純物」之用語係包含在工業上製造鈦時從原料或製造環境等混入之不純物的概念。如上述之不純物可在不會對本發明效果造成不良影響的量下含有。
譬如因後述噴擊處理所造成之投射材的殘存物亦可作為不純物被包含在使用鈦基材製出之鈦材中。如上述之因噴擊處理所造成之不純物,通常大
多存在於鈦材的表面附近。例如,投射材為氧化鋁粒子時,有時會有小於20原子%的Al作為不純物存在於鈦材的表面附近。另外,例如投射材為SiC粒子時,有時會有小於20原子%的Si及C作為不純物存在於鈦材的表面附近。
鈦基材通常為板、條、管、棒線、或呈其等經適當加工後的形狀。鈦基材亦可為任意形狀,例如球狀、長方體狀。鈦基材以薄板形狀為佳,其厚度可為0.1mm以上,亦可為0.3mm以上。並且,本實施形態之鈦材為薄板形狀時的厚度可為3mm以下,亦可為1.5mm以下,在1.0mm以下亦可。
1.3 用途
本實施形態之鈦材可應用於電子機器等機器的殼體、飛機、化學廠、建築物的外裝材料、內裝材料、裝飾品、運動用品、民生用品等任意用途上。電子機器等機器係因人手的接觸頻率高,因此藉由應用本實施形態之鈦材可更顯著獲得上述效果。亦即,本實施形態之鈦材宜為機器殼體用鈦材。本實施形態之鈦材較佳係可攜式機器殼體用鈦材。
本發明在其一面向亦有關一種具備上述本實施形態之鈦材之機器。該機器宜為電子機器,較佳係可攜式機器。
2.鈦材之製造方法
針對本實施形態鈦材之製造方法的一例進行說明。本實施形態鈦材之製造方法具有第1步驟及第2步驟,該第1步驟係使鈦基材之至少一面粗面化,該第2步驟係使於粗面化後之面產生的凸部之頂部平坦化來形成平坦部(基準面)。第1步驟係對鈦基材之至少一面賦予凹凸的步驟。藉由第1步驟而被粗面化的鈦基材,其表面部分之與人手物理性接觸的面積減少,指紋不易附著且變得不明顯。接著,在第2步驟中,藉由第1步驟而被粗面化的面的凸部之頂部被壓扁,凸部之頂部的金屬擴展至凹部,而該面被平坦化,形成平坦部。
若在由第1步驟所行粗面化後,在第2步驟中凸部之頂部平坦化,
則具有某一定值以上脊高的凸部之頂部會成為平坦部。因此,在藉由第1步驟形成之凸部的脊高較高的部分,藉由第2步驟形成之凹部之間隔變大。另一方面,在藉由第1步驟形成之凸部的脊高較低的部分,藉由第2步驟形成之凹部之間隔變窄。由於藉由第1步驟形成之凸部的頂部脊高並不一定均一,故可認為藉由第2步驟形成之凹部之間隔會變得具有適度參差。並且可認為若複數個各凹部之間隔具有參差,則可避免因觀察角度之不同導致有指紋附著之位置與其他部位相較之下看起來有變色之情況,即便改變觀察角度,指紋仍變得不明顯。
本實施形態鈦材之製造方法係針對鈦基材之至少一面進行第1步驟,並且針對藉由第1步驟而被粗面化的面進行第2步驟。第1步驟宜為利用表面粗度Rz為10μm以上且在30μm以下之軋延軋輥所行之第1軋延、及/或噴擊處理。第2步驟宜為利用表面粗度Ra為0.02μm以上且在0.10μm以下之軋延軋輥所行之第2軋延、及/或使用粒度為#400以上且在#1500以下之研磨材來進行之機械研磨。第2步驟為第2軋延時,係以輥徑與軋縮率兩者皆大、或輥徑與軋縮率兩者皆小為佳。第2步驟為機械研磨時,宜調整研磨溫度。在第1步驟前,準備(製造)鈦基材。鈦基材可視需求進行前處理。以下鈦基材之製造方法係以鈦基材呈板狀者來說明。又,表示研磨材粒度之#400及#1500係JIS R 6001-2:2017所規定之粒度。
2.1 製造鈦基材
鈦基材係上述鈦,具體而言係工業用純鈦或工業用鈦合金。本實施形態之鈦基材為薄板形狀,係藉由冷軋延來軋延至預定厚度後,施行退火處理來製造。在大氣中施行退火處理後的鈦基材係透過例如酸洗去除表面的氧化皮。當鈦基材係在真空中退火時,亦可省略去除因退火而形成於表面的氧化皮膜的步驟。從提高鈦材的表面部分的光澤度並提升附著的指紋的拭除性的觀點來看,退火處理宜為真空退火。該等處理可適當採用發明所屬技術領域之通常知識者可選擇的條件來實施。
退火溫度可視所要求之鈦基材的機械特性來適當調整。退火溫度宜為560℃以上。退火溫度不須係會產生相變態的溫度,因此可低於820℃。大氣退火為周知方法,可適當採用發明所屬技術領域之通常知識者可選擇的條件來實施。真空退火的溫度宜為600℃以上,且真空退火的處理時間宜為12小時以上。當施行多次真空退火時,在650℃以上的維持時間合計宜為12小時以上。真空退火的維持時間的上限並無限定,從生產性的觀點來看,真空退火的維持時間宜為24小時以下。因冷軋延而附著於鈦基材表面之油分宜在施行真空退火處理前藉由鹼脫脂去除。在大氣中施行了退火處理後,去除氧化皮的酸洗係使用硫酸溶液、硝酸溶液及氫氟酸溶液之混合溶液等酸溶液來進行。酸洗所用之酸溶液的種類、溫度、濃度及酸洗之處理時間可適當調整。酸洗宜在使鈦基材表面的溶解量增加的條件下進行。
2.2 第1步驟
第1步驟係在鈦基材之至少一面形成凹凸的步驟。第1步驟具體而言係第1軋延及/或噴擊處理。通常,第1步驟係在室溫下進行。
(第1軋延)
第1軋延係在板狀鈦基材之至少一面施行的冷軋延,且使用譬如表面粗度Rz為10μm以上且在30μm以下的軋延軋輥。使用具有預定表面粗度Rz的軋延軋輥(毛面軋輥)的冷軋延稱為軋輥毛面軋延,係在鈦材的面形成適當凹凸。從對鈦基材之面賦予充分粗度的觀點來看,第1軋延之軋延軋輥的表面粗度Rz譬如為10μm以上。第1軋延之軋延軋輥的表面粗度Rz宜為12μm以上,較佳為15μm以上。並且,從確保軋延時寬度方向應力的均一性來抑制被軋延板的形狀歪斜的觀點來看,第1軋延之軋延軋輥的表面粗度Rz譬如為30μm以下。第1軋延之軋延軋輥的表面粗度Rz宜為25μm以下。表面粗度Rz係依據JIS B 0601:2001測定之最大高度Rz。
藉由第1軋延對鈦基材賦予的軋縮率並無限定。從對鈦基材充分賦予來自軋延軋輥形狀的粗度的觀點來看,第1軋延之軋縮率宜為0.5%以上。另一方面,從抑制因鈦基材硬化所致加工性劣化的觀點來看,第1軋延之軋縮率宜為10.0%以下。鈦基材之軋縮率從更確實地進行粗面化的觀點來看,較佳係在2.0%以上,在4.0%以上更佳。另一方面,從確保鈦材的加工性的觀點來看,鈦基材之軋縮率較佳係在8.0%以下,在6.0%以下更佳。第1軋延之軋縮率係將軋延前之厚度與軋延後之厚度之差除以軋延前之厚度,將求得之數值以百分比表示之數值。
軋縮率(%)=(軋延前的厚度-軋延後的厚度)/(軋延前的厚度)×100
(噴擊處理)
噴擊處理係對板狀鈦基材之至少一面投射投射材的步驟。噴擊處理的方法可舉出機械式、空氣式及濕式,可採用任一種方式。機械式噴擊處理方法係例如利用葉輪所行投射,空氣式噴擊處理方法係例如氣體噴嘴式的投射。該等之中,空氣式係一種可在涵蓋施行噴擊處理的部位之整體進行均質且細緻的粗面化之方式,其容易調節條件且作業性優異。
噴擊處理所使用之投射材並無限定,例如可使用氧化鋯粒子、玻璃粒子、氧化鋁粒子、SiC粒子等陶瓷系投射材。從達成鈦基材的粗面化及防止產生非刻意的傷痕等缺陷的觀點來看,投射材宜為選自於由氧化鋯粒子、玻璃粒子、氧化鋁粒子及SiC粒子所構成群組中之1種以上粒子。
從將鈦基材粗面化以使指紋不明顯的觀點來看,投射材的平均粒徑宜在750μm以下,較佳係在500μm以下,在380μm以下更佳。從減輕經施行噴擊處理之部位的平均粗度不均一的程度的觀點來看,投射材的平均粒徑宜為75μm以上,較佳係在125μm以上,在180μm以上更佳。透過調整投射材的平均粒徑,部位之不均一程度會減輕,而會在鈦基材的面賦予適度的粗度。
噴擊處理之投射材的投射壓力並無限定,而從確保形成於鈦材的
表面部分之凹部面積的觀點來看,宜在0.2MPa以上,較佳係在0.3MPa以上。噴擊處理之投射材的投射壓力從防止產生傷痕等缺陷的觀點來看,宜在0.8MPa以下,較佳係在0.6MPa以下。透過調整投射材的投射壓力,投射材便會以適度的投射強度投射於鈦基材的面,在涵蓋經噴擊處理的部位之整體充分形成凹凸,並防止因投射材導致產生傷痕等缺陷。
投射角度並無限定,可相對於鈦基材的被投射面為45°以上且在90°(垂直)以下。
在第1步驟中,第1軋延及噴擊處理可僅進行任一者,亦可進行兩者。在第1步驟中一併進行第1軋延及噴擊處理時,先進行任一處理皆可。藉由第1軋延及噴擊處理對鈦基材的面賦予之設計性各自不同。因此,第1步驟中之處理種類係依目標外觀之不同來適當選擇。
2.3 第2步驟
第2步驟係將藉由第1步驟而從鈦基材之至少一面形成的凸部之頂部平坦化的步驟,其可調整凹部之間隔、深度以及該等之參差。第2步驟係按壓或研磨藉由第1步驟形成於鈦基材之至少一面的凸部之頂部的步驟。在第2步驟前存在的凸部的高度不一定固定。藉由第2步驟,凸部之頂部的金屬擴展到凹部。因此,可認為較高的凸部會成為較大的平坦部而凹部之間隔變寬,較低的凸部會成為較小的平坦部而凹部之間隔變窄。如此一來,可認為藉由第2步驟形成之平坦部的大小會依由第1步驟形成之凸部的高度不同而變化,從而使分散存在於鈦材的表面部分的凹部之間隔產生參差。
第2步驟具體而言為第2軋延及/或機械研磨。第2軋延係以第2軋延軋輥按壓藉由第1步驟形成於鈦基材之至少一面的凸部之頂點附近來形成平坦部的步驟。機械研磨係以機械研磨去除藉由第1步驟形成於鈦基材之至少一面的凸部之頂點附近來形成平坦部的步驟。通常,第2軋延係在室溫下進行。另,如
後所述,宜控制機械研磨的處理溫度。
(第2軋延)
第2軋延例如係在藉由第1步驟而形成有凹凸之鈦基材的面施行之冷軋延,且使用算術平均表面粗度Ra為0.02μm以上且在0.10μm以下的軋延軋輥。使用具有如上述之算術平均表面粗度Ra的軋延軋輥(鏡面軋輥)之冷軋延稱為平整軋延,係按壓藉由第1步驟形成之凸部的頂點附近,將其平坦化。
第2軋延之軋延軋輥的算術平均表面粗度Ra,例如從確保軋延軋輥與鈦基材之間的摩擦係數的觀點來看係在0.02μm以上。透過確保軋延軋輥與鈦基材之間的摩擦係數,可防止發生因在通板方向上作用的軋延張力所致之變形等。第2軋延之算術平均表面粗度Ra宜在0.04μm以上。另一方面,從確保鈦材表面部分的凹部面積的觀點來看,第2軋延之軋延軋輥的算術平均表面粗度Ra例如係在0.10μm以下。且第2軋延之軋延軋輥的算術平均表面粗度Ra宜為0.08μm以下。
藉由第2軋延對鈦基材賦予的軋縮率並無限定。從確保鈦材表面部分的凹部面積的觀點來看,第2軋延之軋縮率宜為0.5%以上。為了更確實地達成凸部的頂點附近的平坦化,第2軋延中鈦基材之軋縮率較佳為1.0%以上。另一方面,從適度維持藉由第1步驟形成之凹凸形狀的觀點來看,第2軋延中鈦基材之軋縮率宜為5.0%以下。為了更適度地維持藉由第1步驟形成之凹凸形狀,第2軋延中鈦基材之軋縮率較佳為2.0%以下。第2軋延之軋縮率與第1軋延之軋縮率同樣係將軋延前之厚度與軋延後之厚度之差除以軋延前之厚度,將求得之數值以百分比表示之數值。
第2軋延所用之軋延軋輥的輥徑若小,則即便在較小的軋縮率下也容易形成平坦部,但有時生產性會降低。另一方面,輥徑若大,雖然生產性會提升,但必須有較大的軋縮率來形成平坦部。從確保鈦材表面部分的凹部面積的觀
點來看,第2軋延之軋延軋輥的輥徑與軋縮率宜為以下關係:在輥徑較大時使軋縮率也較大,在輥徑較小時使軋縮率也較小。譬如,較理想的係輥徑係在250mm以上且600mm以下之範圍,並且調整軋縮率使凹部之合計面積率達30.0%以上且在70.0%以下。
(機械研磨)
機械研磨係研磨材碰觸經施行第1步驟之鈦基材的面,藉由研磨來去除藉由第1步驟形成之凸部的頂點附近的步驟,且會適度地形成平坦部。機械研磨的方式可舉例:與水或油等液體一同進行研磨之濕式研磨、及不使用液體之乾式研磨。其等之中,從去除研磨時產生之熱或研磨效率之觀點來看,以濕式研磨為佳。
用於機械研磨之研磨材的粒度宜為#400以上。藉由使用粒度較大的研磨材、亦即細緻的研磨粒子,可適度維持藉由第1步驟形成之鈦基材之至少一面的凹凸形狀。從提高鈦材的表面部分的光澤度並提升附著的指紋的拭除性的觀點來看,研磨材的粒度較佳為#600以上,更佳為#800以上。另一方面,從縮短研磨時的處理時間的觀點來看,研磨材的粒度宜為#1500以下。研磨材的粒度較佳為#1200以下,更佳為#1000以下。又,研磨材的粒度係JIS R 6001-2:2017所規定之粒度。
機械研磨的處理溫度從防止燒附的觀點來看係譬如60℃以下。且機械研磨的處理溫度宜為50℃以下。另一方面,機械研磨的處理溫度從削減製造成本的觀點來看宜在5℃以上。且研磨時的處理溫度較佳為10℃以上。機械研磨的處理溫度例如係藉由經管理溫度之冷卻劑之供給來調整。
在第2步驟中,第2軋延及機械研磨可僅進行任一者,亦可進行兩者。在第2步驟中一併進行第2軋延及機械研磨時,宜先進行機械研磨。藉由第2軋延及機械研磨對鈦基材的面賦予之設計性各自不同。因此,第2步驟中之處理種類係依目標外觀之不同來適當選擇。
此外,從賦予鈦基材外觀的設計性的觀點來看,亦可重複多次包含第1步驟及第2步驟的製程。
藉由歷經以上各步驟,可製造出本實施形態之鈦材。如上所述,本實施形態之鈦材在人手接觸到該鈦材的表面部分時指紋也變得不易附著,並且即便改變觀察角度,指紋仍變得不明顯。並且,本實施形態之鈦材較佳的係當有指紋附著時,藉由以簡便方法拭除指紋,指紋就變得不明顯。
在第1步驟中進行第1軋延且在第2步驟中進行第2軋延之製造步驟的組合,生產性良好,並且鈦材的表面部色調有變暗的傾向。在第1步驟中進行噴擊處理且在第2步驟中進行機械研磨之製造步驟的組合會有鈦材的表面部分色調變亮的傾向。惟,用於噴擊處理之粒子具有稜角時(用於噴擊處理之粒子為砂材(grit)時),鈦材的表面部分色調有變暗的傾向。製造步驟的組合係依顧客之需求(色調)等來適當決定。
以下,顯示實施例來具體說明本發明一實施形態之鈦材。以下所示實施例僅為本發明一實施形態之鈦材之一例,本發明不限於下述案例。
1.製造鈦材
準備表1、2所示鈦基材之薄板形狀的冷軋延材,並進行了真空退火或大氣退火。並且,在大氣退火後,利用硝酸與氫氟酸的混合溶液進行了酸洗處理。表1、2中,係將根據JIS H 4600之純鈦1種標記為「JIS1」、純鈦2種標記為「JIS2」。表1、2之退火種類係真空退火或大氣退火之有進行的一者。真空退火處理係按真空度為1.0×10-3Torr以下、溫度為650℃且處理時間為12小時之條件來進行。大氣退火係按溫度為730℃以上且低於820℃、處理時間為2分鐘之條件來進行。
按表1、2所示處理順序與條件,歷經適當組合有第1軋延(A)、噴擊處理(B)、第2軋延(C)及機械研磨(D)之製造步驟,而從鈦基材製造出實施例1~16
及比較例1~9之鈦材。在表1、2中,依序進行了從處理順序之欄位中記載於左邊之處理至記載於右邊之處理。所製出之鈦材的厚度為0.4mm。
鈦材的表面部分中凹部之合計面積率、凹部之間隔及深度的平均值及標準差、鈦材的表面部分的光澤係如以下方式測定。凹部之間隔的平均值在表3中標記為凹部之平均間隔。凹部之深度的平均值在表3中標記為凹部之平均深度。凹部之間隔的標準差相對於凹部之間隔的平均值之比在表3中標記為凹部之間隔/標準差。凹部之深度的標準差相對於凹部之深度的平均值之比在表3中標記為凹部之深度/標準差。
鈦材的表面部分中凹部之合計面積率係使用非接觸式3維形狀測定裝置(KEYENCE CORPORATION製:VR-3100)來測定。從鈦材採取出長50mm、寬25mm、厚0.4mm的試驗片。以前述試驗片之長25mm且寬12.5mm的位置為中心,使用前述非接觸式3維形狀測定裝置以120倍的倍率測定長2.5mm且寬1.9mm之範圍,並將凹部之合計面積除以測定總面積,求出凹部之合計面積率。並且利用解析軟體(KEYENCE CORPORATION製:VA-H1A)來修正測定範圍之試驗片的彎曲。彎曲的修正係在長度方向與寬度方向的兩個方向實施。
鈦材的表面部分中凹部之間隔及深度的平均值以及標準差係利用以觸針式表面粗度測定機(東京精密股份公司製,SURFCOM480B)獲得之2維凹凸形狀(分布圖)進行了測定。測定長度為8mm,測定速度為0.6mm/秒。分布圖係以截止值為0.8mm、縱倍率為1000倍且橫倍率為50倍的條件顯示。如圖1所示,以連接所得分布圖中複數個凸部的線條作為基準面,測定了凹部之間隔及深度。凹部之間隔係相鄰之凹部的深度達最大值的部位在水平方向(平行於基準面的方向)之間隔。並且從凹部之間隔及深度之測定值求出平均值(加總平均)及標準差。
鈦材的表面部分的光澤度係依據JIS Z 8741:1997使用光澤度計(手持式光澤計PG-1,日本電色工業股份公司製)進行了測定。
針對實施例及比較例之鈦材,以10位受測者的主觀來判斷耐指紋性與指紋拭除性,前述耐指紋性係附著於表面部分的指紋的不明顯程度,前述指紋拭除性係在拭除指紋後之指紋的不明顯程度。耐指紋性之評估係使用附著有指紋之試樣進行。耐指紋性係將觀看角度進行各種變更,以判斷為即便改變觀察角度,附著之指紋仍不明顯的受測者人數來評估。指紋拭除性係設為與用於評估耐指紋性的試樣相同,在使指紋附著後使用衛生紙強力擦拭表面1次後,使用該試樣以與耐指紋性同樣方式進行評估。耐指紋性及指紋拭除性係依10位受測者中判斷為指紋明顯的人的人數以下述方式來評估。耐指紋性及指紋拭除性之評估如表3所示。
劣:10人中有6人以上判斷為指紋明顯。
可:10人中有3~5人判斷為指紋明顯。
佳:10人中有2人判斷為指紋明顯。
優:10人中有0或1人判斷為指紋明顯。
以判斷為指紋明顯之受測者人數在2人以下時為合格(上述「優」及「佳」)。如表3所示,發明例1~16之鈦材的耐指紋性及指紋拭除性優異。
另一方面,如表3所示,比較例1~6、8及9之鈦材不論何者的耐指紋性及指紋拭除性之一者或兩者較差。比較例7之鈦材在機械研磨中發生燒附而觀察到部分外觀劣化,故並未進行利用非接觸式3維形狀測定裝置、觸針式表面粗度測定機及光澤計之測定,並且並未進行耐指紋性及指紋拭除性之評估。
以上,已詳細說明了本發明之較佳實施形態,惟本發明不受所述示例限定。顯而易見地,只要係具有本發明所屬技術領域之通識人士,皆可在申請專利範圍中記載之技術思想範疇內思及各種變更例或修正例,並知悉該等亦理當歸屬本發明之技術範圍。
1:表面部分
2:基準面
3:凹部
H:凹部之深度
L:凹部之間隔
Claims (4)
- 一種鈦材,具有存在有複數個凹部的表面部分;前述表面部分中前述凹部之合計面積率為30.0%以上且在70.0%以下;並且前述凹部之間隔的平均值為50μm以上且在300μm以下,前述凹部之間隔的標準差相對於前述凹部之間隔的平均值之比為0.35以上。
- 如請求項1之鈦材,其中前述凹部之深度的平均值為2.0μm以上且在6.0μm以下,並且前述凹部之深度的標準差相對於前述凹部之深度的平均值之比為0.35以上。
- 如請求項1或2之鈦材,前述鈦材係機器殼體用鈦材。
- 一種具備鈦材之機器,其具備如請求項1至3中任一項之鈦材。
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