JP3369352B2 - チタン板のポケットウェーブ防止方法 - Google Patents
チタン板のポケットウェーブ防止方法Info
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Description
し、屋根板や壁材等の建築部材、或いはその他機械設備
の部材等にロール成形する場合に、ポケットウェーブが
発生せず、平坦な成形部材を得る方法に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】チタン材は耐食性に富み、且つ比強度が
大きいために、特に腐食環境の厳しい地域での屋根板や
壁等の外装部材として適しており、近年この部材に多用
されるようになっている。この部材に適用されるチタン
材は、冷間圧延した後真空焼鈍または連続焼鈍を施して
製造される薄板であるが、部材へのロール成形に際し、
急俊な折曲げ加工が行われるため、その材質特性からポ
ケットウェーブという波状の表面欠陥(凹凸)が発生し
やすい。 【0003】ポケットウェーブは板端部を折曲げるロー
ル成形時において、折曲げ部分が部材長手方向に縮もう
とする力が働くとき、板中央の平坦部分にこの圧縮によ
る内部応力が生じ、座屈することにより発生すると考え
られている。これを防止するために、ロール加工の段数
を増やし、1回当たりの加工量を少なくすることによ
り、歪みを低減する方法や、素材板厚を大きくしたり、
板自身の耐力(機械的強度)を向上させ座屈しにくくし
てポケットウェーブの発生を抑制する方法があるが、前
者の場合は製造工数や設備の増加に繋がりコストアップ
になり、また、後者の場合は、素材の薄手化に逆行し、
これもまたコスト増になる。 【0004】この様な成形工程上の対策でなく、チタン
板自体の材質を改善するために、最終的な特定条件の焼
鈍と酸洗により、製品の平均結晶粒径を3〜60μmに
調整することにより成形時のポケットウェーブを抑える
方法が特公昭64−1546号公報に開示されている。 【0005】また、特公平6−10329号公報には、
冷延−連続焼鈍で平均結晶粒径を5〜28μmとし、焼
鈍直後から加工成形間での間に弾性限を越える変形が与
えられておらず、少なくとも圧延方向に対して直角方向
に変形した際に降伏現象を示す、成形時波打ち状の変形
の少ないチタン板が提案されている。 【0006】しかしながら、これらの方法は板そのもの
の材質による制御であり、熱処理或いは成分の調整によ
り作り込みが必要である。従って製鉄所のような大きな
工場では、要求に応じて即座に対応することは困難であ
る。また、建築部材には種々の種類および形状があり、
それに伴ったロール成形法が実施され、それぞれの加工
の程度も異なっている。この様な多くの種類のロール成
形に対応するには、上記した先行技術における冶金的方
法のみではポケットウェーブの発生を完全に解消するの
は難しい。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】この様な現状から本発
明は、従来の問題点をさらに改善するものであり、チタ
ン冷延板に、その機械的性質とロール成形法すなわち加
工度に応じてポケットウェーブが最小になるように耳高
さを調節した耳波を、適切、且つ簡便に付与する方法を
提供することを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、冷間圧延後真空焼鈍または連続焼鈍を施
し、耐力:150〜400N/mm2,r値:0.5〜
3.0,均一伸び:5〜40%の機械的性質を持つ純チ
タン板において、多段のロール成形によって70°以上
の折曲成形加工を実施する場合に、ポケットウェーブ急
峻度Yが0.3%以下となるように、あらかじめ板の成
形方向に対して平行な板端部に下記(1),(2)式を
満たすように耳波高さXをチタン板の材質に応じて付与
することを特徴とする前項記載のロール成形後に発生
するチタン板のポケットウェーブ防止方法である。 Y={−0.091X+α}≦0.3 ‥‥‥‥‥(1) α=0.003YS−2.30r−0.002U−0.003W +3.507 ‥‥‥‥‥(2) ただし X:耳波高さ(mm) Y:ポケットウェーブ急峻度(%) YS:耐力(N/mm2) r:r値 U:均一伸び(%) W:加工度(ロール1段当りの曲げ角度) 【0009】 【作用】本発明の素材は、JIS H4600で規定さ
れる工業用1種乃至3種の純チタン薄板であって、冷間
圧延後、加工性を付与するために真空焼鈍または連続焼
鈍を施したものであり、機械的性質として、耐力:15
0〜400N/mm2 ,r値:0.5〜3.0,均一伸び:
5〜40%を有するものを対象とする。 【0010】このチタン冷延板(以下単にチタン板又は
素材という場合がある。)は屋根板や壁板などの内外装
建築部材に加工して用いられるが、この加工は素材を多
段すなわち4〜25段程度に多数配置した成形ロールに
噛み込ませて行ない、素材の板幅方向端部を曲げ加工
し、用途部材に適した形状に成形する。 【0011】このようなロール成形加工を行なったチタ
ン板には、ポケットウェーブが発生しやすい。図3はポ
ケットウェーブを模式的に示したものであり、(a)図
は部材1両端部を右下より左上に成形した後の形状であ
り、部材1の中央部にポケットウェーブ2-1〜2-4(n)
が発生している状態をあらわしている。また、(b)図
は(a)図のA−B線を断面した状態を示し、図中に表
示するh-1〜h-4(n)はポケットウェーブ2-1〜2-4(n)
のそれぞれに対応する高さであって、この値より下記
式に示したポケットウェーブの急峻度(PWH)(%)
を求めることができる。 【数1】 【0012】このポケットウェーブは部材の中央部に形
成される凹凸であり、板表面の明るさ(粗度)によって
も異なるが、表面に波状のうねりとなって現れ、部材の
外観を著しく損ねる。そのためポケットウェーブの急峻
度(PWH)はその値を小さくするほどポケットウェー
ブの大きさが小さくなり、成形した板は平坦となる。従
って、この値が0%となるのが最も好ましいが、通常、
0.3%程度までであれば目視でのポケットウェーブが
顕著に見られず許容範囲といえる。好ましくは0.2%
以下にすべきである。 【0013】本発明は部材成形後に発生するポケットウ
ェーブを小さくするため、すなわちポケットウェーブの
急峻度を出来るだけ0に近付けるために種々検討した結
果、成形加工前の素材に、機械的性質およびおよびロー
ル成形加工度に応じて適度の高さを有する耳波を付与す
ることにより、ポケットウェーブ急峻度を低くすること
ができることがわかった。 【0014】図1は、表1に示す2種類の材料に関し
て、種々の大きさの耳波を付与してロール成形を行い、
それに対するロール成形後に生じたポケットウェーブを
測定し、その測定結果をプロットして示したものであ
る。 【0015】 【表1】 【0016】これによると、耳波高さXとポケットウェ
ーブ急峻度とは図示の通り直線関係になっていることが
分かった。すなわち、最適の大きさの耳波を付与するこ
とによりポケットウェーブ急峻度を最小にすることがで
きる。また、その耳波高さとポケットウェーブ急峻度と
の関係は、材質(耐力、r値、均一伸び)とロール成形
加工度(ロール1段当りの曲げ角度)によって異なるこ
とも同時に判明した。すなわち、材質(耐力、r値、均
一伸び)とロール成形加工度が異なるとポケットウェー
ブ急峻度を最小にする耳波高さが異なるのである。それ
はすなわち、耳波高さXとポケットウェーブ急峻度Yと
の関係を示す直線が図2に示すように、平行移動するの
である。従って、ポケットウェーブ急峻度(%)と耳波
高さ(mm)の関係は実験結果を重回帰分析を行うことに
より判明し次式で書き表すことができることを見いだし
た。 Y={−0.091X+α} ‥‥‥‥‥(1) Y:ポケットウェーブ急峻度(%) X:耳波高さ(mm) このαは材質(耐力、r値、均一伸び)とロール成形加
工度に対して次の式で記述することができることも同時
に実験結果の重回帰分析から見いだした。 α=0.003YS−2.30r−0.002U−0.003W +3.507 ‥‥‥‥‥(2) ただし YS:耐力(N/mm2 ) r:r値 U:均一伸び(%) W:加工度(ロール1段当りの曲げ角度) これにより、材質と加工度が決まればポケットウェーブ
急峻度を最小にする耳波高さが一意的に決定できるので
ある。この式を用いてチタンの材質、ロール成形加工度
が与えられると、ポケットウェーブを最小にするために
必要な耳波高さXを決定することができる。 【0017】図1に素材(切り板)3に付与する耳波高
さE-1〜E-6(n) を模式的に示す。板の中央部は平坦で
あり、端部のみを伸ばして波状にしている。耳波高さ
(EWH)はn個の耳波高さを平均する下記式で求める
ことができる。 【数2】 【0018】耳波を付与する方法はチタン板を製造する
工程にあるローラーレベラー等で実施すればよく、実質
的な付加工程にならない。 【0019】 【実施例】表2に示す成分からなる純チタン供試材(J
IS1種)を用い、0.4mmの板厚に冷間圧延した後真
空焼鈍を施し調質圧延において種々の材質(耐力、r
値、均一伸び)に造り分けた供試材を用意した。その供
試材をロール段数3〜20段からなる種々のロール成形
機を用いて成形実験を実施した。 【0020】表3において、No.1〜4は原板の耳波
が0mmであるもので、これを成形したところポケットウ
ェーブ急峻度は0.6〜0.9%と非常に高い数値を示
しこれは満足できる水準ではない。それに対しNo.5
〜8の実施例では(1),(2)式からポケットウェー
ブ急峻度を0にする耳波高さを算出し、それに基づき実
際に耳波を付与させた後ロール成形を実施した。その結
果、ポケットウェーブ急峻度は0.2〜0.3%の値を
示し満足できる水準に達した。 【0021】 【表2】 【0022】 【表3】 【0023】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来にお
けるような大型設備の設置を伴う冶金的手法に依存する
ことなく、チタン冷延素材に、その機械的性質とロール
成形法すなわち加工度に応じてポケットウェーブが最小
になるように、加工前の素材端部に適宜の耳高さとなる
耳波を成形し、しかもこれを簡単な機械的加工によって
を付与できる。すなわち平坦度の高いチタン板の供給を
要求に応じて即時に対応できるため、その工業的効果は
極めて大きい。
耳波高さを模式的に示す図。 【図2】耳波高さ(EWH)とポケットウェーブ急峻度
(PWH)との関係を示す図。 【図3】ロール成形後の部材にポケットウェーブが出現
した状態とポケットウェーブ急峻度を模式的に示し、
(a)は斜視図、(b)はA−B線断面図を示す。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 冷間圧延後真空焼鈍または連続焼鈍を施
し、耐力:150〜400N/mm 2 ,r値:0.5〜
3.0,均一伸び:5〜40%の機械強度を持つ純チタ
ン板において、4段以上25段以下のロール成形によっ
て70°以上の折曲成形を実施する場合に、ポケットウ
ェーブ急峻度Yが0.3%以下となるように、あらかじ
め板の成形方向に対して平行な板端部に下記(1),
(2)式を満たすように耳波高さXをチタン板の材質に
応じて付与することを特徴とするロール成形後に発生す
るチタン板のポケットウェーブ防止方法。 Y={−0.091X+α}≦0.3 ‥‥‥‥‥(1) α=0.003YS−2.30r−0.002U−0.003W +3.507 ‥‥‥‥‥(2) ただし X:耳波高さ(mm) Y:ポケットウェーブ急峻度(%) YS:耐力(N/mm2) r:r値 U:均一伸び(%) W:加工度(1ロール当りの曲げ角度)
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---|---|---|---|
JP07685595A JP3369352B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | チタン板のポケットウェーブ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08267149A JPH08267149A (ja) | 1996-10-15 |
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JP07685595A Expired - Fee Related JP3369352B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | チタン板のポケットウェーブ防止方法 |
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-
1995
- 1995-03-31 JP JP07685595A patent/JP3369352B2/ja not_active Expired - Fee Related
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