JPH04187303A - チタン材製圧延加工品の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、チタン材製圧延加工品の製法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

チタンは高温に（約６００℃以上に）なると、空気中の
酸素と反応してその表面に深さ数１０μの酸化皮膜を形
成するようになる。したがって、チタンを熱間圧延する
場合にも、赤熱したチタンの表面に上記酸化皮膜が形成
される。しかしながら、この酸化チタンは延性が悪く、
このまま圧延加工すると、チタンがひび割れを起こすと
いう問題を生じる。このため、従来から、圧延速度や圧
延温度を各種材質に合わせることで、上記ひび割れを防
止するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のように圧延速度や圧延温度を各種
材質に合わせることが非常に難しく、上記ひび割れ等を
無くすことはできていないのが実情である。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、チ
タン材表面の酸化膜を除去して圧延加工時におけるひび
割れ等を無くすことができるチタン材製圧延加工品の製
法の提供をその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明のチタン材製圧延
加工品の製法は、加熱状態にあるチタン材をフッ素系ガ
スと接触させてチタン材表面にフッ化膜を形成したのち
、圧延加工直前にチタン材表面に生成されたフッ化膜を
除去してから、チタン材を圧延加工して圧延加工品にす
るという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、この発明のチタン材製圧延加工品の製法は、
圧延加工前に、加熱状態にあるチタン材を、例えばフッ
素系ガス雰囲気中に通すことによりフッ素系ガスと接触
させる。これにより、空気中の酸素との反応により形成
されたチタン材表面の酸化皮膜が、フッ素系ガスで除去
されチタン材表面が清浄化されると同時に、チタン材表
面にフッ化膜が形成される。このフッ化膜は安定であっ
て、後続の除去工程までの間、チタン材生地への酸化皮
膜の形成や酸素の吸着が防止される。そののち、圧延加
工の直前でチタン材表面のフッ化膜を分解除去しチタン
材生地を露呈させるようにする。このようにすると、チ
タン材の圧延加工時にはチタン材表面に酸化皮膜が形成
されておらず、また、圧延速度が速くて圧延加工中に酸
化皮膜が形成されることもなく、圧延加工時におけるひ
び割れが防止される。

つぎに、この発明について詳しく説明する。

この発明の製法に使用するフッ素系ガスとは、ＮＦコ　
、　　ＢＦｓ　　、　ＣＦ４　　、　　ＨＦ、　　ＳＦ
ｈ　　、　　Ｆ□　から選ばれた少な（とも一つのフッ
素源成分をＮ。

等の不活性ガス中に含有させたもののことをいう、これ
らフッ素源成分の中でも、反応性、取扱い性等の面でＮ
Ｆ、が最も優れており実用的である。

この発明のチタン材製圧延加工品の製法は、先に述べた
ように、圧延加工前に、加熱状態にあるチタン材を、例
えば上記フッ素系ガス雰囲気中に通すことによりフッ素
系ガスと接触させてチタン材の表面を処理する。そして
、この処理後、圧延加工の直前にＨ２ガス等を吹き付け
てチタン材の表面からフッ化膜を除去しチタン材の生素
地を露呈させてから、圧延加工して圧延加工品を得る。

このようなフッ素系ガスにおけるＮＦ、等のフッ素源成
分の濃度は、例えば１０００〜１１０００００ｐｐであ
り、好ましくは２００００〜７００００ＰＰｍ、より好
ましいのは３００００〜５０ｏｏｏｐｐｍである。この
ようなフッ素系ガス雰囲気中の通過時間は、チタン材の
種類１寸法、加熱温度等に応じて適当な時間を選べばよ
く、通常は数分ないし数十分である。

この発明のチタン材製圧延加工品の製法に用いる装置を
より具体的に説明すると、図面に示すように、複数組の
圧延ロール４の前に、ガス処理室２と上下２個のＨ，ガ
ス吹き付は用のノズル３が配設されている。これにより
、加熱炉（図示せず）から送り出された高温の厚板状チ
タン材ｌは上記ガス処理室２内と両ノズル３間を通過し
てから、圧延ロール４で圧延加工されるようになる。上
記ガス処理室２は、外殻２ａにガス導入管５と排気管６
が挿入されており、ガス導入管５にはボンベ（図示せず
）からフッ素系ガス、例えばＮＦ。

とＮｔの混合ガスが導入される。この導入されたフッ素
系ガスはモータ８で回転するファン７によって撹拌され
て、室内を均一なフッ素系ガス雰囲気に形成している。

また、このガス処理室２内は通過するチタン材１により
高温になっている。このようなガス処理室２内をチタン
材が通過する間に、空気中の酸素と反応して形成された
酸化膜がチタン材表面から除去される。すなわち、ＮＦ
。

ガスは高温になると活性基のフッ素を発生し、これによ
りチタン材表面の有機、無機系の汚染を除去すると同時
に、このフッ素がチタン材表面の酸化チタン等の酸化物
と反応して、チタン材表面にごく薄いフッ化膜を形成す
る。

この反応により、チタン材表面の酸化皮膜はフッ化膜に
変換され、表面に吸着されていた０２も除去される。そ
して、このようなフッ化膜は、ｏｚ、Ｈｚ　、Ｈｚ　Ｏ
が存在しない場合安定であって、後続のＨ２ガス吹き付
けまでの間にチタン材の生地への酸化皮膜の形成や０２
の吸着を防止する。

また、このようなフッ化処理では、その第１段階で外殻
２ａの内面に対してフッ化膜が形成されることとなるこ
とから、その膜によって以後の外殻内面に対するＮＦ、
ガスに基づく損傷が防止されるようになる。

このように、ＮＦ、ガスで処理されたチタン材１に上記
ノズル３からＨｚガスを吹き付けて、これにより、上記
フッ化膜がＨ！ガスによって例えば次式のように還元あ
るいは破壊され、それによって活性なチタン生地が形成
される。

ＴｉＦ、＋２Ｈ，→Ｔｉ＋４ＨＦ この状態で、チタン材１は圧延ロール４で圧延加工され
る。この圧延速度は速いため数個の圧延ロール４を通過
する間に、チタン材表面に再度酸化皮膜が形成されるこ
とはない。また、チタン材１を１０数回も圧延ロール４
に通して圧延加工する場合には、圧延加工の後半部にお
いてチタン材１に窒素ガスを吹き付けるようにしてもよ
い。図において、９はフードである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のチタン材製圧延加工品の製法
は、チタンを圧延加工するに先立って、チタン材をフッ
素系ガス雰囲気中に通す。これにより、チタン材表面の
酸化皮膜等の不働態皮膜がフッ化膜に変化し、チタン材
表面の保護が行われる。したがって、フッ化膜の形成か
らその除去までの間に時間的な経過があっても、チタン
材表面に形成されたフッ化膜は良好な状態でチタン材表
面の保護を行う結果、チタン材表面に対する再度４の酸
化皮膜が防止される。このフッ化膜は圧延加工直前に分
解除去され、それによってチタン材生地が露呈するよう
になるため、チタン材の圧延加工時におけるひび割れを
無くすことができる。

［実施例］ 加熱炉で赤熱された厚板のチタンを、ＮＦ、を５０００
ｐｐｍ含をするＮ２ガス雰囲気下のガス処理室を通過さ
せたのち、圧延加工の直前にノズルからＨ２ガスを均一
に吹き付け、圧延ローラで圧延加工して、薄板のチタン
にした。得られた薄板のチタンにひびは入っていなかっ
た。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例に用いる装置の説明図である
。 １・・・チタン材　２・・・ガス処理室　３・・・ノズ
ル４・・・圧延ロール 特許出願人　　　　大同酸素株式会社 代理人　　弁理士　　西　藤　征　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱状態にあるチタン材をフッ素系ガスと接触さ
   せてチタン材表面にフッ化膜を形成したのち、圧延加工
   直前にチタン材表面に生成されたフッ化膜を除去してか
   ら、チタン材を圧延加工して圧延加工品にすることを特
   徴とするチタン材製圧延加工品の製法。