JPS6012203A - Ti及びTi合金山形材の製造方法 - Google Patents

Ti及びTi合金山形材の製造方法

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JPS6012203A
JPS6012203A JP11883283A JP11883283A JPS6012203A JP S6012203 A JPS6012203 A JP S6012203A JP 11883283 A JP11883283 A JP 11883283A JP 11883283 A JP11883283 A JP 11883283A JP S6012203 A JPS6012203 A JP S6012203A
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JP
Japan
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rolling
shaped
alloy
caliber
roll
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Pending
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JP11883283A
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English (en)
Inventor
Akisada Saitou
斎藤 昭禎
Tsuyoshi Sanada
真田 強
Shigeru Yamada
茂 山田
Yoshio Kobayashi
良夫 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Stainless Steel Co Ltd
Original Assignee
Nippon Stainless Steel Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/09L-sections

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

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】 この発明は、アングル部を有するTi及びTi合金山形
材を、軽圧下圧延にて能率良く、かつ低コストで製造す
る方法に関するものである。
近年、各種建造物や機械装置類等の構造物に様々な金属
形材の使用がなされるようになってきたが、このような
形材は、従来、必要な圧下量を確保して正確な形状を実
現するために全て角又は丸ビレットが出発素材とされて
おシ、第1図(a) 、 (b)或いは(c)に示され
る如き圧延スケジュールによる高圧下率の多パス圧延を
施されて製造されるのが普通であった。
しかしながら、このような従来法にあっては、■ 素材
の断面積が大きく、従って圧延に際して長い加熱時間を
必要とするので加熱炉が大型に、なシ、エネルギー使用
量や無公害化費用が膨大になる、 ■ 成形罠高圧下を必要とするので、Ti又はTi合金
等のような比較的変形抵抗が高く、変形能の低い材料の
形材成形が極めて困難である、■ 素材の単重が圧延長
さや炉内寸法等で制限され、圧延材1本函ルの切捨て代
が多くなるので、歩留シが悪い、 ■ ロール関係の付帯装置や部品等が多く必要であシ、
孔替えやサイズ替えのための段取りロス時間が多い、 ■ 製品サイズ毎に各スタンドの孔替えやロール替えを
しなけれにならない上、これらの取替え作業が容易では
ないので、圧延設備の実稼働率が極めて低く、また、必
要ロール数も多くなってロール費用が嵩む、 ■ 孔替えやロール替えの際に、各スタンドの孔型形状
不良やセツティング不良等が発生しやすく、製品形状に
バラツキを生じ易い、 ■ スタンド数が多く、しかも作業環境が繁雑となるの
で、操業人員を多く必要とする、■ ノ4ス工程が多い
ので圧延終止温度が低くなシ、従ってそのままでの再結
晶ができないので圧延完了後の熱処理が必要である、 ■ 圧延肌や形状のバラツキを生じ易く、熱処理、矯正
、ショツトブラスト及び酸洗等の精整工程が必要である
、 等の問題があシ、その解決策愛未だ見出せないのが現状
であった。
ところで、このような従来の形材製造法における問題点
全認識すれば、形材の製造に際し、その出発素材を板材
とすることによシ直ちに、小さな圧下量でかつ少ないパ
ス回数にて所望の製品が得られるとの錯覚に陥る恐れが
あるが、板状素材から形材を製造しようとしても、素材
肉厚が薄い関係上必要な圧下量を確保することができず
、従って熱間圧延形材最大の特徴であるところの頂角部
まで完全に肉の充満した正しい形状の製品を得ることは
不可能であると一般に考えられており、現に、板状素材
から形材を製造することに関する報告はこれまで皆無で
あったのである。
もつとも、いわゆる冷間ロール成形法により、板材を出
発素材としてアングル材を製造すること扛以前から実施
されているが、この方法では、素材が薄肉材料でしかも
成形性の良好なものに限られる上、実質的な圧下をとも
なわな吟曲は加工が行われるのみでh4ので、やハクア
ングルの頂角部が丸まってしまい、熱rIIJB:延形
材の如き尖鋭な稜角部を有する製品を得ることができな
いもので+ゝ あった。
本発明者等は、上述のような各種事項をふまえた上で、
従来の形材製造法における如き諸問題を生ずることなく
、特にTi及びTi合金等の比較的加工性の悪い金属山
形材を高能率で、かつ低コストで製造する方法を見出す
べく、試行錯誤を繰シ返しながら実験・研究を重ねた結
果、 圧延の予備成形孔型、圧延温度、圧下率、及び圧延スピ
ードがそれぞれ特定の範囲内になるように厳密に、かつ
総合的に管理することによって、@ Ti−?Ti合金
等の高変形抵抗・低変形能の材料であっても、例えばホ
ットコイルから必要幅にスリットした条材の如き板状材
を素材とし、かつ仕上孔型を含めて2パス圧延を施すの
みで、頂角部先端にまで材料が充満した正確な形状の山
形材を連続的に得ることができ、しかも、直接焼なまし
現象を利用して成形後の格別な熱処理なしに良好な材質
性状を達成することが可能である、七の思いもかけない
知見を得るに至ったのである。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、 板状のTi又はTi合金圧延素材を加、熱した後、ロー
ルに付設した 頂角:90〜100°。
幅/高さ: 0.30〜0.55 の寸法形状を有するバタフライ型の予備成形孔型と、仕
上げ孔型と’tM次用いて、 圧延温度ニア50〜820℃。
累積圧下率:35%以上。
圧延速度:ロール周速度で0.5〜] 、Om/ se
e。
ロール/デス回数:2パス(予備成形孔型並びに仕上孔
型のそれぞれ1)母スず つ〕 の条件で連続的に圧延することによって、多くの747
回数を必要とすることなく、正確な形状の、そして再結
晶が十分になされた良好な性状のTi又はTi合全金山
形相得る点に特徴を有するものである。
なお、バタフライ型の予備成形孔型とは、第2図に示さ
れるように、両辺の先端部がわずかにはね上った形状の
溝を有するものを言い、頂角は第2図におけるθで、幅
はWで、そして高さはHでそれぞれ表わされるものであ
る。予備成形孔型として、このようなバタフライ型を使
用することにより安定な作朶性を確保できるのである。
また、仕上孔型としては、当然のことながら、第3図に
使用される如き製品断面と同じ形状の溝を有する型が使
用される。
次に、この発明の山形材の製造方法において、圧延条件
を前記の如く数値限定した理由を説明する。
(a) 予備成形孔形の形状 予備成形孔型の形状は、製品品質の目安となる頂角部先
端の材料充満tg:(山形アングル部における尖鋭な稜
角形成を左右するもので、ビン角充満性とも呼ばれてい
る)に最も大きな影響を与える要素であるが、その程度
は孔型の頂角、及び高さに対する幅の比(幅/高さ)に
よって#よは左右される。そして、孔型の頂角が90〜
100°。
幅/高さの値が0.30〜0.55の範囲から外れると
必要圧下率が高くなり、板状素材を使用する場合にはピ
ン角の充満した正確な形状の製品kl仔ることができな
くなる。
(b) 圧延温度 山形材の圧延においては、従来、圧延温度〃工高い程ビ
ン角充満性が良好であると考えられていたが、Ti又は
Ti合金の板状材を出発素材とした場合には、圧延温度
が高過ぎると摩擦係数が小さくなって材料が延伸方向に
延びてしまい、山形材の頂角部先端、即ちピン角に充満
しなくなる。そして、圧延温度を820℃以下とすれば
このような不都合を生ずることがない。一方、圧延温度
が750℃未満になると、やはりビン角方向への材料の
流れが少なくなって該ピン角の充満75ヌ期待できなく
なる上、圧延終了後の直接焼なまし効果≠(期待できな
くなってしまう。
このようなことから、圧延温度を750〜820℃と定
めた。 “ (c) 圧下率、及びパス回数 累積圧下率性、第4図に示されるように、素材肉厚をt
l、製品肉厚をtlとすると、式%式%() で表わされるものであるが、本発明における他の条件が
WhfC,されていれば、実際に使用されるTi及びT
i合金の圧延山形材の中でも最も薄肉の部類に入る3闘
厚製品の場合で、35%以上の累積圧下率を加えるのみ
でビン角:IRv十分に充満することができ、2パスに
て仕上げることが可能である。もちろん、製品板厚が大
きくなれば高い圧下率を必要とするが、その関係は第5
図(JIS第2種相当純Ti材に関するもの)に示され
る通シである。
このように累積圧下率が35%未満では、ピン角充満度
の良好な製品を得ることができないので、累積圧下率’
i35%i上と定め、この圧下率は2パス圧延を十分に
可能とするので、ノやス回数を2ノ臂スと定めた。
(d) 圧延速度 従来の高圧下圧延にてTi及びTi合金山形材を製造す
る場合には、圧延速度はピン角充満度にほとんど影響す
ることがなかったが、板状素材を使用する場合には、軽
圧下成形のため圧延スピードによるビン角充満の差が顕
著に現われる。そして、圧延速度がロール周速度で0.
5 m/ B10 を下回っても、1.0m/8ec 
を上回っても、ピン角の充満した満足できる製品を得る
ことが困難になるので、圧延速度を0.5〜1.0 m
/ 1iec と定めた。
第6図は、ロール周速を変えた際の製品厚側のピン角充
満必要圧下率を示した線図(JIS第2樵相当純Ti材
に関するもの)であるが、第6図からも0.5〜1.0
m/See の四−ル周速度で圧延すると、低圧下率で
良好な製品を得られることが明らかである。
次いで、この発明を実施例により具体的に説明する。
実施例 まず、常法によッテ、ht : 5.96重量%、V:
4.10重量% s Fe : O−11重t%、 o
 : 0.1 aA11 % * Ti及びその低不純
物:残り、から成る成分組成のTi −6A1.−4 
V系合金熱延コイルtm造した。
次にこれをスリットして、幅: 6511111 g厚
さ:4.6 mの帯材とした後、加熱炉で900℃に加
熱し、引続いて第1表に示す条件にて圧延することによ
シ、同じく第1表に示される肉厚の山形材製品を得た。
このようにして得られた製品のビン角充満度を胸ぺた結
果′4S第1表に併記した。
第1表に示される結果からも、孔型形状、圧延温胤、累
積圧下率、及び圧延温度が本発明の条件内であれば、板
状素材からでも正確な形状の山形材製品が得られるのに
対して、いずれかの条件が本発明節■から外れていると
所望形状の製品を実現できないことが明らかである。
なお、この実施例においては、Ti−6Al−4V系の
Ti合金の例しか示されていないけれども、この発明の
方法にお゛いて対象となるTi系材料には格別な制限は
なく、例えば純Ti f始め、現在知られているTi合
金の総てのものは本発明法の圧延において同様な挙動を
示すので、いずれも何の支障もなく本発明の方法に適用
することができるのである。
上述のように、この発明によれは、 ■ gbを、従来のビレットやプルーム等からスリット
コイル等の板状材に変災することができ、圧延長さを大
幅に長くして切捨材比率を減らし、歩留を格段に向上で
きる、 ■ 製品の品質(外観2寸法、形状、内質等)を安定化
できる、 [相] 設@をライン化することができ、生産性向上と
省力化が図れる、 [株] 熱処理やショットプラスト工程を省略できる、 ■ 圧下量やパス回数が少なくて済むので、設備の簡素
化ができ、難加工相への適用も可能となる、 ■ EAA機ニおいて、ロールセットやガイド調整が容
易となるので、休止ロス特出1を減らすことができる、 等の、工業1優れた効果がもたらされ、品質の安定した
Ti及びTi合金から成る山形劇ヲ安佃1に提供するこ
とが可能となるのでおる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の山形材圧延スケジュールを示すもので
、第1図(a)、第1図(b)及び第1図(c)はそれ
ぞれ別の例の圧延スケジュール、第2図は予備成形用の
バタフライ型孔型の形状を示す模式図、第3図は仕上孔
型の模式図、第4図は本発明方法の山形材圧延スケジュ
ール、第5図は製品厚と必要圧下率との関係を示j線図
、第6図1はロールJ司速と必俊圧下率の関係全示す線
図でおる。 出願人 日本ステンレス株式会社 代理人 富 1)和 夫 #丘〃)1名学2図 禦3図 孝4 胆 二→・・−ノ\−7x” 禦5図 第6図 ・ 製品、17−(mm)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 板状のTi又はTi合金圧延素材金加熱した後、ロール
    に付設した 頂角=90〜ioo°。 幅/高さ: 0.30〜0.55 の寸法形状を有するバタフライ型の予備成形孔型と、仕
    上は孔型とを順次用いて、。 圧延温度−:750〜820”C。 累積圧下率:35%以上。 圧延速度二ロール周速度で0.5〜1.0 m/ se
    e。 o −A/ z+ ス回数: 2 ノfス(各孔型キれ
    ぞれ1パス) の条件で連続的に圧延することを特徴とするTi又はT
    i合金山形材の製造方法。
JP11883283A 1983-06-30 1983-06-30 Ti及びTi合金山形材の製造方法 Pending JPS6012203A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63230313A (ja) * 1987-03-19 1988-09-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd プレス成形装置
JPS63303043A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Aichi Steel Works Ltd Ti合金製山形材の製造方法
JP2019512603A (ja) * 2016-04-22 2019-05-16 アーコニック インコーポレイテッドArconic Inc. 押し出されたチタン製品を仕上げる改良された方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63230313A (ja) * 1987-03-19 1988-09-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd プレス成形装置
JPS63303043A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Aichi Steel Works Ltd Ti合金製山形材の製造方法
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