熱軋用鈦坯料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠降低因熱軋引起的表面缺陷(板或帶狀卷的情況下，除了板面以外還包含側(cè)面和邊緣部)的熱軋用鈦坯料及其制造方法、特別是可以省略錠的開(kāi)坯工序的熱軋用鈦坯料及其制造方法，所述熱軋用鈦坯料的特征在于，其是具有通過(guò)冷塑性變形而賦予的、波紋的輪廓曲線要素的平均高度(Wc)為0.2～1.5mm、平均長(zhǎng)度(WSm)為3～15mm的凹窩的熱軋用鈦坯料，即使省略錠的開(kāi)坯工序也可以使因熱軋而產(chǎn)生的表面缺陷變輕微。上述的波紋通過(guò)使用具有曲率半徑為3～30mm的尖端形狀的鋼制工具或者半徑為3～30mm的鋼制球使熱軋用鈦坯料的表面冷塑性變形而形成。
【專利說(shuō)明】熱車(chē)L用鐵巧料及其制造方法
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080006983.X、發(fā)明名稱為"熱社用鐵巧料及其制造方法"、 申請(qǐng)日為2010年2月8日、進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的日期為2011年8月9日的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案 申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及可W降低因熱社而在表面(板或帶狀卷的情況下，是板面、側(cè)面和邊 緣)產(chǎn)生的缺陷的熱社用鐵巧料及其制造方法、特別是可W省略將烙煉出的鐵材料(錠)在 熱態(tài)下開(kāi)巧社制和/或鍛造的開(kāi)巧工序的熱社用鐵巧料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003] W下說(shuō)明鐵材料的一般的制造方法。首先，從采用消耗電極式電弧烙化法或電子 束烙化法烙化鐵并使其凝固而成的錠開(kāi)始，通過(guò)開(kāi)巧、鍛造、社制等的熱加工將該錠開(kāi)巧來(lái) 制成板巧（slab)和小鋼巧(billet)等的熱社用巧料。熱社用巧料被熱社，板巧被加工成板 (厚板或薄板），小鋼巧被加工成棒線。該熱社成的板或棒線被退火和/或除氧化皮，原樣地 成為制品，或者進(jìn)一步被實(shí)施冷社和冷拉絲等的冷加工和退火，成為最終制品。另外，在熱 社后的除氧化皮工序中，除去氧化皮和表面缺陷，但是如果表面缺陷變深，則該部分必須較 深地除去表面，當(dāng)然成品率會(huì)惡化。
[0004] 另一方面，在與鑄模分別開(kāi)的地方進(jìn)行烙化并將烙化了的鐵流入鑄模的電子束烙 化法、等離子電弧烙化法中，鑄模形狀的自由度高，可W使用矩形或圓柱形的鑄模。在由矩 形錠制造板的情況和由圓柱形錠制造棒線的情況下，如果從錠形狀的方面來(lái)考慮，可W省 略上述的開(kāi)巧工序，會(huì)帶來(lái)制造成本的降低。
[0005] 但是，工業(yè)上所使用的大型錠，其凝固組織由竟達(dá)到數(shù)十毫米的粗大晶粒組成，如 果不經(jīng)過(guò)開(kāi)巧工序而直接熱社，則有時(shí)起因于粗大的晶粒而發(fā)生不均質(zhì)的變形，發(fā)展成較 大的表面缺陷。因此，因熱社后除去表面缺陷的除氧化皮工序和制品檢查等，會(huì)使成品率相 當(dāng)?shù)貝夯?br>[0006] 另外，在熱社成為板或帶狀卷的情況下，除了板面W外，在側(cè)面和角部也起因于粗 大的凝固組織而產(chǎn)生大的權(quán)皺，該權(quán)皺圍在板面?zhèn)龋蔀楸环Q為縫缺陷（seam defect)的表 面缺陷，或者發(fā)展成邊緣裂紋等。
[0007] 熱社成為棒線時(shí)，在不與漉接觸的自由面部和咬合部，也和熱社板或帶狀卷時(shí)的 側(cè)面同樣地產(chǎn)生權(quán)皺而成為表面缺陷。
[000引在上述的一般的制造方法中，將錠在熱態(tài)下開(kāi)巧，制成能夠熱社的尺寸的板巧或 小鋼巧。但是，根據(jù)開(kāi)巧時(shí)的熱加工量和加工方法，在與加工工具的接觸部因摩擦阻力而被 拘束了的部分的變形量小，產(chǎn)生所謂的死區(qū)金屬部。該死區(qū)金屬部即使實(shí)施了開(kāi)巧，變形量 也小，因此殘存有錠的粗大的凝固組織，與上述同樣地，在其后熱社成為板或棒線的情況 下，有時(shí)產(chǎn)生如上述那樣的表面缺陷。
[0009]因此，要求錠的粗大的凝固組織及其殘存在其后的熱社工序中不發(fā)展成有害的表 面缺陷那樣的熱社用鐵巧料。
[0010] 在專利文獻(xiàn)1中曾提出了下述方法:在將鐵材料的錠直接進(jìn)行熱加工的情況下，為 了將表層附近的晶粒細(xì)化，對(duì)表面層賦予應(yīng)變后，加熱到再結(jié)晶溫度W上而使自表面起的 深度2mmW上的部分進(jìn)行再結(jié)晶，然后進(jìn)行熱加工。作為賦予應(yīng)變的方法，可舉出鍛造(沖 壓）、漉壓、噴丸等。
[0011] 在專利文獻(xiàn)1中，賦予應(yīng)變的方法舉出了噴丸，但采用一般的噴丸形成的應(yīng)變的深 度為300~500WI1左右W下，對(duì)于具有數(shù)十毫米的粗大的凝固組織而言非常小，決不能夠如 后述那樣抑制表面缺陷。
[0012] 為了形成深的再結(jié)晶層，在專利文獻(xiàn)1舉出的方法中，實(shí)質(zhì)上必須通過(guò)鍛造或者漉 壓給予應(yīng)變直到較深的位置。但是，即使是使用了一般的工具的鍛造或者漉壓，雖然可W形 成深的再結(jié)晶層，但是有時(shí)不能如后述那樣地抑制表面缺陷，反而提高了表面缺陷的頻率。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平01-156456號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 如上述那樣，存在起因于熱社用巧料的粗大的凝固組織及其殘存，在其后的熱社 工序產(chǎn)生表面缺陷的問(wèn)題。本發(fā)明的課題是提供可W降低因熱社引起的表面缺陷（板或帶 狀卷的情況下，除了板面W外還包含側(cè)面和邊緣部）的熱社用鐵巧料及其制造方法、特別是 可W省略錠的開(kāi)巧工序的熱社用鐵巧料及其制造方法。
[0016] 為了解決上述課題，本發(fā)明的要旨如下。
[0017] (1)-種熱社用鐵巧料，是被熱社成為板或者棒線的包含鐵的巧料，其特征在于， 在其表面具有通過(guò)冷塑性變形而賦予的、波紋(waves)的輪廓曲線要素的平均高度(Wc)為 0.2~1.5mm、平均長(zhǎng)度(WSm)為3~15mm的凹窩（dimples)。
[0018] (2)根據(jù)（1)所述的熱社用鐵巧料，其特征在于，上述熱社用鐵巧料是矩形或者圓 柱形的錠。
[0019] (3)根據(jù)（1)或（2)所述的熱社用鐵巧料，其特征在于，上述熱社用鐵巧料由工業(yè)用 純鐵構(gòu)成。
[0020] (4) -種制造(1)或(2)所述的熱社用鐵巧料的方法，其特征在于，采用具有曲率半 徑為3~30mm(3~30R)的尖端形狀的鋼制工具冷敲擊鐵巧料的表面而使其塑性變形。
[0021] (5) -種制造（1)或(2)所述的熱社用鐵巧料的方法，其特征在于，采用半徑為3~ 30mm(3~30R)的鋼制球冷敲擊鐵巧料的表面而使其塑性變形。
[0022] (6) -種熱社用鐵巧料的熱社方法，其特征在于，將上述(2)所述的熱社用鐵巧料 之中的、采用電子束烙化爐烙煉出的板巧形狀的巧料在加熱后送入熱社機(jī)，熱社成帶狀卷。
[0023] 在此，本發(fā)明中所說(shuō)的「波紋的輪廓曲線要素的平均高度（Wc)」和「平均長(zhǎng)度 (WSm)」作為意指JIS B0601所記載的表面性狀參數(shù)的參數(shù)來(lái)定義。
[0024] 另外，板或者棒線也包括將熱社用巧料熱社成板或棒線后卷取成卷狀的卷材。
[0025] 另外，面向板或者棒線的熱社用巧料，為如(2)那樣地烙煉出的鑄造態(tài)的矩形或者 圓柱形的錠(原樣地具有能夠熱社的板巧或小鋼巧的形狀的錠)的情況下，通過(guò)切削來(lái)修整 并除去存在于鑄件表面的凹凸等的缺陷后，或者在鑄件表面平滑且良好的情況下省略那樣 的上述的修整，應(yīng)用本發(fā)明的(4)、（5)的方法。
[0026] 另外，經(jīng)過(guò)了開(kāi)巧社制等的開(kāi)巧工序的熱社用巧料的情況下，優(yōu)選在通過(guò)切削等 修整并除去表面的氧化皮和缺陷后，應(yīng)用本發(fā)明的(4)、巧）的方法，但是在開(kāi)巧后應(yīng)用本發(fā) 明的(4)、（5)的方法，然后通過(guò)酸洗等除去氧化皮等也可W。
[0027] 另外，在本發(fā)明中，所謂矩形的錠，是指錠的縱向、橫向W及高度方向的剖面形狀 都是矩形的錠。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，可W提供能夠降低起因于熱社巧料的粗大的凝固組織及其殘存而產(chǎn) 生的熱社所致的表面缺陷(板或帶狀卷的情況下，除了板面W外還包含側(cè)面和邊緣部）、特 別是可W省略錠的開(kāi)巧工序的熱社用鐵巧料及其制造方法，因此其產(chǎn)業(yè)上的效果不可限 量。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1(a)是表示尖端形狀具有曲率半徑3~30mm(3~30R)的鋼制工具的例子的圖。
[0030] 圖1(b)是表示半徑為3~30mm(3~30R)的鋼制球的例子的圖。
[0031] 圖2(a)是表示使用圖1所示的耐沖擊工具用合金制的工具在熱社用鐵巧料的表面 賦予了規(guī)定的塑性變形后的表面性狀的圖。
[0032] 圖2(b)是表示使用圖1所示的耐沖擊工具用合金制的工具在熱社用鐵巧料的表面 賦予了規(guī)定的塑性變形，再實(shí)施了熱處理后的表層的截面組織的圖。
[0033] 圖3(a)是表示實(shí)施一般的噴丸使其塑性變形了的熱社用鐵巧料的表面的圖。
[0034] 圖3(b)是表示實(shí)施一般的噴丸使其塑性變形，再實(shí)施了熱處理后的表層的截面組 織的圖。
[0035] 圖4(a)是表示在冷壓或冷社中使用的漉的例子的圖。
[0036] 圖4(b)是表示在冷壓或冷社中使用的具有角R部的工具的例子的圖。
[0037] 圖5(a)是表示利用漉來(lái)冷壓后的塑性變形了的熱社用鐵巧料的表面的圖。
[0038] 圖5(b)是表示利用漉來(lái)冷壓使其塑性變形，再進(jìn)行熱處理后的熱社用鐵巧料的表 層的截面組織的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] W下，使用附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0040] 本
【發(fā)明人】們從降低因熱社引起的表面缺陷的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于將晶粒竟達(dá)到數(shù)十毫 米的錠的粗大的凝固組織、W及在開(kāi)巧后仍殘存的該凝固組織的影響無(wú)害化的方法和適應(yīng) 該方法的熱社用鐵巧料反復(fù)專屯、研究的結(jié)果，獲得W下的見(jiàn)解，從而完成了本發(fā)明。
[0041] 為了將粗大的凝固組織細(xì)化，或者為了消除殘存有凝固組織的影響的部位，考慮 了在對(duì)表層部賦予應(yīng)變后，通過(guò)熱社時(shí)的加熱等規(guī)定的熱處理來(lái)使其再結(jié)晶的方法。
[0042] 本發(fā)明是可W抑制因熱社而產(chǎn)生的表面缺陷那樣的應(yīng)變的賦予方法，是利用如圖 1所示那樣的尖端形狀具有曲率半徑3~30mm(3~30R)的鋼制工具（圖1(a))、或者半徑3~ 30mm(3~30R)的鋼制球（圖1(b))，將熱社用鐵巧料的表面在冷態(tài)下進(jìn)行打擊，使其發(fā)生規(guī) 定量的塑性變形來(lái)形成凹窩的方法。發(fā)現(xiàn)利用該方法可W顯著地抑制熱社時(shí)的表面缺陷。
[0043] 圖2(a)、圖2(b)分別表示使用圖1(a)、圖1(b)所示的耐沖擊工具用合金鋼制的工 具(上述的鋼制工具或者鋼制球)對(duì)熱社用鐵巧料的表面賦予了規(guī)定的塑性變形后的表面、 W及實(shí)施了相當(dāng)于熱社的加熱的熱處理后的表層截面組織。另外，圖2(a)、圖2(b)是使用了 工業(yè)用純鐵JIS 2種(類KJIS Η 4600)的形成板巧形狀的巧料的例子。
[0044] 本發(fā)明的熱社用巧料的表面，如圖2(a)那樣，表面的凹凸形成了凹窩，與后述的使 用漉或者具有角R部的工具利用冷壓或冷社使其塑性變形的W往的表面不同。冷壓過(guò)的表 面具有在工具的縱向W直線狀轉(zhuǎn)印了角R的凹痕(參照?qǐng)D4(a)、圖4(b)、圖5(a)、圖5(b))，并 且，冷社過(guò)的表面是平滑的。
[0045] 由于通過(guò)形成圖2(a)的凹窩那樣的塑性變形而賦予的應(yīng)變，表層部在熱社的加熱 時(shí)進(jìn)行再結(jié)晶，如圖2(b)所示那樣地形成約6mm厚度的再結(jié)晶層。W運(yùn)樣的組織狀態(tài)被熱 社。
[0046] 通過(guò)運(yùn)種本發(fā)明的方法，熱社后的表面缺陷變得非常輕微，被抑制到?jīng)]有問(wèn)題的 水平。另一方面，在不應(yīng)用本發(fā)明的方法的鑄造態(tài)的粗大的凝固組織中，較多地產(chǎn)生長(zhǎng)度為 20mm W上的粗大的表面缺陷。
[0047] 對(duì)熱社用巧料的表面施加塑性變形的工具形狀，為具有圖1(a)的尖端形狀具有曲 率半徑3~30mm(3~30R)的桿的情況、和半徑3~30mm(3~30R)的球的情況下，在抑制熱社 后的表面缺陷的效果上沒(méi)有差異。從該結(jié)果來(lái)看，在本發(fā)明中，通過(guò)尖端形狀為曲率半徑3 ~30mm(3~30R)的鋼制工具、或者半徑3~30mm(3~30R)的鋼制球，對(duì)熱社用巧料的表面賦 予塑性變形。另外，在本發(fā)明中，表面的凹窩深度為0.2~1.5mm，熱處理后的再結(jié)晶層形成 3mmW上。從表面缺陷穩(wěn)定并可更加輕微來(lái)看，更優(yōu)選的工具的形狀是曲率半徑或者半徑為 7~20mm(7~20R)。
[0048] 與此相對(duì)，在鋼制工具的尖端形狀為曲率半徑小于3mm(3R)的情況下，有時(shí)可W賦 予的應(yīng)變量和/或其范圍小，不能充分地抑制表面缺陷，而且，凹窩的凸部成為睹峻的形狀， 因此由于熱社而蓋上，發(fā)展為表面缺陷。另一方面，如果R變大、曲率半徑超過(guò)30mm(30R)，則 在塑性變形時(shí)與熱社用巧料的接觸面變成平面，其結(jié)果，有時(shí)抑制熱社后的表面缺陷的效 果根據(jù)部位而產(chǎn)生偏差，不能充分地得到。另外，在鋼制球的情況下，如果其半徑低于3R(半 徑低于3mm)或者超過(guò)30R(半徑超過(guò)30mm)，則與上述的尖端形狀的影響同樣地得不到合適 的效果。
[0049] 使表面塑性變形的溫度即使高一些，為300~400°C，在該程度的溫度下所積蓄的 應(yīng)變也不能容易地除去，因此若為300~400°CW下的溫度范圍則可W進(jìn)行規(guī)定的塑性變 形。即使在室溫W下也同樣地可W。但是，從操作性和附帶設(shè)備(溫度控制）的觀點(diǎn)來(lái)看，本 發(fā)明優(yōu)選在冷態(tài)下實(shí)施。
[0050] 另一方面，通過(guò)自W往就有的一般的噴丸(丸粒的直徑為0.5~1mm左右）、冷社、采 用漉或者角部的曲率半徑為10~20mm( 10~20R)的工具的冷壓(鍛造)也能夠賦予應(yīng)變。
[(K)引]但是，一般的噴丸，丸粒的直徑為0.5~1mm，較小，因此被賦予的應(yīng)變量也小，因 此，如圖3所示，加熱后的再結(jié)晶層約為0.4mm(400ym)，較淺，不能抑制熱社時(shí)的表面缺陷。
[0052]在利用圖4(a)、圖4(b)所示那樣的漉（圖4(a))或具有角R部的工具（圖4(b))的冷 壓或冷社賦予應(yīng)變的情況下，能夠如圖5(b)所示那樣，從表面到30mmW上的深度形成加熱 后的再結(jié)晶層。但是，熱社后的表面缺陷雖然尺寸較小，為3~10mm左右，但是依然處于有害 的水平，而且產(chǎn)生頻率大幅度增加。
[0053] 使用了圖4(a)、圖4(b)所示的工具的冷社或冷壓，從一個(gè)方向?qū)嵤合?，因此在?社的情況下形成了平滑的表面，但在冷壓的情況下形成了如圖5(a)那樣的具有W直線狀轉(zhuǎn) 印了角R的凹痕的表面。運(yùn)點(diǎn)與利用球狀部使其塑性變形來(lái)形成凹窩的本發(fā)明大不相同。另 夕h圖5(a)表示利用曲率半徑15mm(15R)的漉來(lái)冷壓后的表面，圖5(b)表示通過(guò)切削使該表 面變平滑后實(shí)施了熱處理的表層截面組織。
[0054] 在熱社巧料為板巧形狀的情況下，漉或具有角R部的W往的工具，與其縱向平行 地，板巧表面直線狀地接觸(參照?qǐng)D5(a))，因此被拘束的板巧表面在工具的縱向不能夠變 形，一定方向（板巧的厚度方向）的塑性變形為主。其結(jié)果認(rèn)為是因?yàn)榧訜岷蟮脑俳Y(jié)晶粒不 進(jìn)行結(jié)晶取向的無(wú)序化，形成由同等的結(jié)晶取向構(gòu)成的粗大的晶團(tuán)，初期的粗大的凝固組 織的影響較強(qiáng)地殘留。另外，不與漉或工具接觸的板巧側(cè)面，有時(shí)發(fā)生大的隆起等，成為不 適合作為熱社用巧料的形狀。
[0055] 與此相對(duì)，在本發(fā)明的方法中，利用球狀的部位使表面較大地發(fā)生塑性變形，因此 在厚度方向W外塑性變形區(qū)域從工具球面的接觸部呈放射線狀地?cái)U(kuò)展。而且，該塑性變形 區(qū)域的擴(kuò)展在相鄰的凹窩間重合。因此，表層部與利用漉壓下的情況不同，從各種方位受到 塑性變形。其結(jié)果認(rèn)為在加熱后所形成的表層的再結(jié)晶晶粒促進(jìn)結(jié)晶取向的無(wú)序化。認(rèn)為 運(yùn)點(diǎn)是發(fā)揮了與上述圖4那樣的利用漉等從一個(gè)方向壓下的情況不同的效果的理由。
[0056] 接著，對(duì)于采用上述的本發(fā)明的方法在熱社用巧料的表面形成的凹窩的形狀進(jìn)一 步詳細(xì)說(shuō)明。
[0057] 所形成的凹窩的凹凸的深度(高度)和間隔，反映了表面受到的塑性變形的量及其 方向。JIS B0601所記載的表面性狀參數(shù)之中，波紋的輪廓曲線要素的平均高度(Wc)可W使 用凹窩的深度作為表示的值，波紋的輪廓曲線要素的平均長(zhǎng)度(WSm)可W使用凹窩的間隔 作為表示的值。在受到冷塑性變形所形成的凹窩表面，Wc為0.2~1.5mm、WSm為3~15mm的范 圍時(shí)，熱社后的表面缺陷被充分地抑制。因此，本發(fā)明為熱社用鐵巧料，其特征在于，具有通 過(guò)冷塑性變形而賦予的、Wc為0.2~1.5mm并且WSm為3~15mm的凹窩。
[005引優(yōu)選：從可W使表面缺陷穩(wěn)定并更加輕微來(lái)看，Wc設(shè)為0.3~1.0mm、WSm設(shè)為4~ 10mm的范圍。在形成了處于本發(fā)明的范圍的凹窩的表層中，熱處理后的再結(jié)晶層形成了3mm 社。
[0059] 如上述那樣，如果Wc超過(guò)1.5mm、WSm低于3mm，則凹窩的凹凸變?yōu)槎镁男螤?，因?由于熱社而蓋上，發(fā)展成表面缺陷。另一方面，如果Wc低于0.2mm、WSm超過(guò)15mm，則被賦予的 應(yīng)變量和其范圍小，存在不會(huì)充分地抑制表面缺陷的情況、和在平面的部位得不到充分的 效果的情況。
[0060] 上述的Wc、WSm的值，是凹窩的測(cè)定個(gè)數(shù)的合計(jì)至少為30個(gè)W上那樣地測(cè)定多個(gè)位 置的Wc和WSm，求其平均值而得到的。另外，本發(fā)明的凹窩的性狀，除了使用的工具的形狀W 夕h通過(guò)采用空氣壓力、投射速度等調(diào)整其塑性變形量也能夠獲得。
[0061] 本發(fā)明在熱社用巧料為板巧形狀的情況下，對(duì)抑制側(cè)面和角部的權(quán)皺也同樣地具 有效果。其結(jié)果，可W使被熱社的板(帶狀卷)的邊緣和其附近的表面缺陷、因其后的冷社引 起的邊緣裂紋也變得極其輕微。而且，因?yàn)闄?quán)皺受到抑制，所W也可W使側(cè)面和角部圍在社 制面?zhèn)犬a(chǎn)生的縫缺陷也同時(shí)變輕微。
[0062] 至此，就對(duì)板的熱社主要進(jìn)行了說(shuō)明，但將圓柱形的小鋼巧或錠熱社成棒線時(shí)，根 據(jù)本發(fā)明也可得到同樣的效果，包含不與漉接觸的咬合部和自由表面部在內(nèi)，可w使制品 的表面缺陷極其輕微。
[0063] 根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的熱社用巧料，熱社后的表面缺陷被顯著地抑制。特別是通過(guò) 將本發(fā)明應(yīng)用于矩形或圓柱形的錠(鑄造態(tài)的凝固組織），即使不經(jīng)過(guò)開(kāi)巧社制等的開(kāi)巧工 序，也可W獲得在熱社成板、帶狀卷或者棒線時(shí)，能夠?qū)⒈砻嫒毕菀种频經(jīng)]有問(wèn)題的水平運(yùn) 樣的效果。
[0064] 電子束烙煉方法，由于照射的電子束通過(guò)偏光可W集中電子束，因此在鑄模和烙 融鐵之間的狹小的區(qū)域也容易供給熱，因此可W良好地控制鑄件表面。另外，鑄模的截面形 狀的自由度高。因此，本發(fā)明（2)所述的可W直接用于熱社的尺寸的矩形或圓柱形的錠優(yōu)選 使用電子束烙化爐進(jìn)行烙煉。
[0065] 另外，在熱社之前，采用電子束烙化爐烙煉出的矩形的錠(板巧），對(duì)表面實(shí)施(4) 或巧）的冷塑性變形W使得形成本發(fā)明的（1)的凹窩形狀。其后，為了熱社而被加熱。該加熱 溫度，為了降低變形阻力，優(yōu)選設(shè)為800°C~950°C的范圍。而且，為了抑制在板巧加熱時(shí)產(chǎn) 生的氧化皮，加熱溫度優(yōu)選為低于β轉(zhuǎn)變點(diǎn)。另外，本發(fā)明設(shè)及的熱社用的矩形錠(板巧)可 W通過(guò)如上述那樣的熱社，效率良好地制造成約2~10mm的帶狀卷。
[0066] 運(yùn)樣，根據(jù)本發(fā)明制造的熱社用的矩形錠(板巧），獲得了 W下那樣的效果:不僅很 好地用于熱社，經(jīng)熱社而制造的鐵板顯著地抑制了表面缺陷，其后，即使實(shí)施冷社也能夠制 造良好的薄板。
[0067] 通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用于經(jīng)過(guò)了開(kāi)巧工序的熱社材料，熱社時(shí)產(chǎn)生的表面缺陷大大減 輕。其結(jié)果，可W更加提高熱社出的板和棒線的除氧化皮工序和最終制品的成品率。
[0068] 成為本發(fā)明的對(duì)象的鐵，具體地講，是WJIS Η 4600的1~4種所代表的工業(yè)用純 鐵為首、為了提高耐蝕性和高溫特性等的各種特性而W工業(yè)用純鐵為基礎(chǔ)，比較少量地添 加了腳、？(1、化、(：〇、化、化、〇1、抓、51、41中的巧巾^上元素的材料，例如，為11-1%加、11-1% Cu-0.5%Nb、JIS Η 4600的11~23種（類）。進(jìn)而，α型鐵合金和α+β型合金也成為對(duì)象，α+β型 鐵合金，例如JIS Η 4600的60種(Ti-6%A1-4%V)、60E種、61 種(11-3%41-2.5%￥)、61尸種、 Ti-l%Fe-0.36%0等的Ti-Fe-0Ξ元系合金等相對(duì)應(yīng)。此夕h有WTi-15%V-3%Cr-3%Sn- 3%A1等為代表的β型鐵合金。另外，上述的％都為質(zhì)量％。
[0069] 實(shí)施例
[0070] (實(shí)施例1)
[0071 ]根據(jù)W下的熱社成板或帶狀卷的巧料的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
[0072]表1表示使用了工業(yè)用純鐵JIS 2種(JIS Η 4600)的情況的、使熱社用巧料的表面 塑性變形的條件、在該塑性變形下形成的凹窩的性狀(Wc、WSm)、熱社后的表面缺陷的評(píng)價(jià) 結(jié)果。
[0073]
[0074] 熱社用巧料(厚度約120mm、寬度約150mm、長(zhǎng)度約350mm)是從矩形的大型錠(鑄造 態(tài)的粗大的凝固組織)切取并機(jī)械加工的。另外，各熱社用巧料是W相對(duì)于錠，切取的位置 關(guān)系一致、并且距錠的表面的深度位置大致相同的方式切取。對(duì)該熱社用巧料的一側(cè)的表 面(社制面)實(shí)施了各種的冷塑性變形。
[0075] 在低于β轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度將該熱社用巧料加熱約2小時(shí)后，熱社到厚度約6mm。對(duì)該熱 社板實(shí)施噴丸和硝氣酸酸洗來(lái)除氧化皮，然后對(duì)產(chǎn)生的表面缺陷進(jìn)行標(biāo)記，評(píng)價(jià)了表面缺 陷發(fā)生率。將熱社板除去社制方向的前后端的非正常部，將長(zhǎng)度Wl50mm間隔劃分，將檢測(cè) 出表面缺陷的部分的區(qū)間數(shù)除W整體的區(qū)間數(shù)(40個(gè)區(qū)間）所得到的比例作為表面缺陷發(fā) 生率。在顯著地觀察到表面缺陷的情況下，實(shí)施了第二次的硝氣酸酸洗后，再次比較表面缺 陷的程度。
[0076] 表1的比較例1~8也觀察到熱社后的表面缺陷為長(zhǎng)度約5~15mm進(jìn)而為20mmW上 的粗大的缺陷，表面缺陷發(fā)生率非常高，為80% W上。即使形成有凹窩，在比較例1和比較例 3中，Wc較小，為0.1mm，被賦予應(yīng)變的區(qū)域淺，在比較例4中WSm為18.1mm，較大，存在在平面 上被賦予了應(yīng)變的部分，沒(méi)有抑制表面缺陷。另外，在比較例2中，凹窩的凹凸睹峻，因此因 熱社而被蓋上，發(fā)展成為表面缺陷。
[0077] 與此相對(duì)，本發(fā)明例1~14,通過(guò)使用上述的適當(dāng)?shù)墓ぞ?，形成了具有適當(dāng)?shù)腤c、 WSm的凹窩，即使觀察到熱社后的表面缺陷，長(zhǎng)度也微小，約為1mm，是通過(guò)第二次的硝氣酸 酸洗能夠除去的程度。第一次的硝氣酸酸洗后的表面缺陷發(fā)生率也在5% W下，與比較例相 比顯著地降低，為與同樣地評(píng)價(jià)開(kāi)巧了的巧料的表面缺陷發(fā)生率(3~5%)同等的水平。運(yùn) 樣，通過(guò)本發(fā)明抑制了表面缺陷。
[0078] 表2同樣地表示工業(yè)用純鐵JIS 1種、作為鐵合金的Ti-l%Fe-0.36%0(%為質(zhì) 量％)和Ti-3%A1-2.5%W%為質(zhì)量％)的例子。
[0079]
[0080] 如本發(fā)明例15~21所示那樣，在品種為工業(yè)用純鐵JIS 1種(本發(fā)明例15~17)、 11-1%化-0.36%0(本發(fā)明例18、19)、11-3%41-2.5%￥(本發(fā)明例20、21)的情況下，得到了 與表1的工業(yè)用純鐵JIS 2種同樣的效果。另一方面，使用了IR(半徑1mm)的鋼制球的比較例 9~11和冷壓了的比較例12~14,觀察到熱社后的表面缺陷為長(zhǎng)度約5~10mm進(jìn)而20mmW上 的粗大的缺陷，表面缺陷發(fā)生率非常高，為80% W上。
[00川此外，在表1、表2中，凹窩的Wc和WSm處于上述優(yōu)選的范圍的本發(fā)明例3~9、11、15 ~21，在第1次的硝氣酸酸洗后已觀察不到表面缺陷，所W表面缺陷穩(wěn)定并更加輕微。
[0082] 另外，準(zhǔn)備在同樣的條件下塑性變形和加熱了的巧料，觀察加熱后的表層截面組 織的結(jié)果，在本發(fā)明例1~21中形成了 3mmW上的厚度的再結(jié)晶層。
[0083] 接著，表3表示對(duì)熱社用巧料(厚度約120mm、寬度約150mm、長(zhǎng)度約350mm)的側(cè)面?zhèn)?實(shí)施冷塑性變形，并評(píng)價(jià)了實(shí)施直到冷社為止后的邊緣性狀的結(jié)果。與上述同樣地實(shí)施熱 牽L除氧化皮后，冷社到厚度為0.5mm，評(píng)價(jià)了其邊緣裂紋和縫缺陷。
[0084]
[0085] 本發(fā)明例22~24的邊緣裂紋深度非常淺，為0.5mmW下，也沒(méi)有觀察到縫缺陷。另 一方面，在比較例15~17中，產(chǎn)生約2mm的邊緣裂紋，明顯地觀察到縫缺陷。通過(guò)本發(fā)明，抑 制熱社時(shí)產(chǎn)生的側(cè)面和角部的權(quán)皺的結(jié)果，冷社后的邊緣性狀也改善到與開(kāi)巧了的巧料同 等的水平。
[0086] 接著，示出熱社成帶狀卷、進(jìn)而冷社了的實(shí)施例。
[0087] 利用鋼鐵的熱社設(shè)備將由工業(yè)用純鐵JIS 2種構(gòu)成的矩形的大型錠(鑄造態(tài)的粗 大的組織)切片加工成可W社制的尺寸，制作了熱社用板巧。使用尖端形狀為曲率半徑12mm (12R)的鋼制工具對(duì)其社制面和側(cè)面的一部分實(shí)施冷塑性變形，形成了 Wc為0.6mm、WSm為 7.2mm的凹窩。其后，使用鋼鐵的熱社設(shè)備將該板巧熱社成厚度約為5mm的帶狀卷。
[0088] 將該帶狀卷進(jìn)行噴丸和硝氣酸酸洗后，目視觀察表面缺陷等的結(jié)果，在形成了上 述的本發(fā)明的凹窩的部分中，沒(méi)有觀察到表面缺陷和邊緣附近的縫缺陷，側(cè)面的權(quán)皺也非 常輕微。另一方面，在沒(méi)有形成凹窩的部分中，在大致全長(zhǎng)的范圍觀察到長(zhǎng)度超過(guò)20mm的粗 大的表面缺陷，縫缺陷和側(cè)面的權(quán)皺也顯著。
[0089] 此外，將該熱社出的帶狀卷冷社到厚度為0.5mm來(lái)比較邊緣性狀，對(duì)于在側(cè)面沒(méi)有 形成凹窩的部分而言，高頻率地觀察到深度為2mmW上的邊緣裂紋，對(duì)于形成了本發(fā)明的凹 窩的側(cè)面部分而言，邊緣裂紋的深度減少為〇.5mmW下。
[0090] 如W上那樣，通過(guò)本發(fā)明，即使板帶狀卷也得到了與表1、表2、表3所示的板的情況 同樣的效果。
[0091] (實(shí)施例2)
[0092] 根據(jù)W下的熱社成棒線的巧料的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
[0093] 表4表示使用了作為工業(yè)用純鐵JIS 2種、作為鐵合金的Ti-l%Fe-0.36%0和Ti- 3%A1-2.5%V的情況下的、使熱社用巧料的表面塑性變形的條件、通過(guò)該塑性變形形成的 凹窩的性狀(Wc、WSm)、熱社后的表面缺陷的評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0094]
[OOM]從矩形的大型錠(鑄造態(tài)的粗大的凝固組織)切取并機(jī)械加工出熱社用巧料(直徑 約90mm、長(zhǎng)度約350mm)。
[0096]在低于β轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度將該熱社用巧料加熱約2小時(shí)后，熱社到直徑約20mm。對(duì)該 熱社棒線實(shí)施噴丸和硝氣酸酸洗來(lái)除氧化皮，其后對(duì)產(chǎn)生的表面缺陷進(jìn)行標(biāo)記，評(píng)價(jià)了表 面缺陷發(fā)生率。將熱社出的棒線除去社制方向的前后端的非正常部，將長(zhǎng)度Wl50mm間隔劃 分，將檢測(cè)出表面缺陷的部分的區(qū)間數(shù)除W整體的區(qū)間數(shù)(40個(gè)區(qū)間)所得到的比例作為表 面缺陷發(fā)生率。
[0097] 如表4所示那樣，與板的情況同樣地，與比較例18~20相比，本發(fā)明例25~28顯著 地減輕了表面缺陷。
[0098] 由W上可知，如在實(shí)施例1使用板和帶狀卷、在實(shí)施例2中使用棒線的實(shí)施例進(jìn)行 說(shuō)明那樣，通過(guò)在鐵材料中應(yīng)用本發(fā)明，即使省略將錠進(jìn)行開(kāi)巧的工序(在熱態(tài)下開(kāi)巧社制 和鍛造等），也能夠使因其后的熱社產(chǎn)生的表面缺陷變輕微。
[0099] 通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用在經(jīng)過(guò)了開(kāi)巧工序的熱社用巧料，熱社時(shí)產(chǎn)生的表面缺陷變得 更加輕微，因此能夠使其后的除氧化皮工序和最終制品的成品率相比于現(xiàn)狀水平進(jìn)一步提 局。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱乳用鈦坯料，是被熱乳成為板或者棒線的包含鈦的坯料，其特征在于，在其表 面具有通過(guò)冷塑性變形而賦予的、波紋的輪廓曲線要素的平均高度(Wc)為0.2~1.5mm、平 均長(zhǎng)度(WSm)為3~15mm的凹窩。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱乳用鈦坯料，其特征在于，所述熱乳用鈦坯料是矩形或者圓 柱形的錠。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱乳用鈦坯料，其特征在于，所述熱乳用鈦坯料由工業(yè)用 純鈦構(gòu)成。4. 一種制造權(quán)利要求1或2所述的熱乳用鈦坯料的方法，其特征在于，采用具有曲率半 徑為3~30mm的尖端形狀的鋼制工具冷敲打鈦坯料的表面而使其塑性變形。5. -種制造權(quán)利要求1或2所述的熱乳用鈦坯料的方法，其特征在于，采用半徑為3~ 30mm的鋼制球冷敲打鈦坯料的表面而使其塑性變形。6. -種熱乳用鈦坯料的熱乳方法，其特征在于，將權(quán)利要求2所述的熱乳用鈦坯料之中 的、采用電子束熔化爐熔煉出的板坯形狀的坯料在加熱后送入熱乳機(jī)，熱乳成帶狀卷。
【文檔編號(hào)】B21B3/00GK105834215SQ201610179149
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2010年2月8日
【發(fā)明人】高橋浩, 高橋一浩, 國(guó)枝知德, 森健, 森健一, 大冢廣明, 藤井秀樹(shù), 宮崎義正, 小田高士, 田中壽宗, 多田修, 山本則雄
【申請(qǐng)人】新日鐵住金株式會(huì)社, 東邦鈦株式會(huì)社