[發明專利]難以產生表面瑕疵的熱軋用鈦鑄坯及其制造方法

有效

• 申請號: 201480082158.6
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN106715756B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 國枝知徳;立澤吉紹;藤井秀樹
• 申請（專利權）人: 日本制鐵株式會社
• 主分類號: C23C26/00
• 分類號: C23C26/00;B21B1/02;B21B3/00;B22D21/06;B22D29/00;C22C14/00
• 代理公司: 11277 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉新宇;李茂家

為由工業用純鈦形成的鈦鑄坯，在作為軋制面的表面，在深度1mm以上的范圍內具有熔融再凝固層，所述熔融再凝固層是在作為軋制面的表面添加α相穩定化元素、中性元素中的任意一者或者兩者中的一種或二種以上的元素使其熔融并再凝固而得到的，直至深度1mm為止的范圍中的α相穩定化元素和中性元素的總濃度的平均值與母材中的α相穩定化元素和中性元素的總濃度相比，以質量％計，高出0.1％以上且不足2.0％的程度。

技術領域

本發明涉及熱軋用鈦鑄坯及其制造方法，特別是涉及即使省略初軋工序、精整工序也能夠良好地保持熱軋后的表面性狀的熱軋用鈦鑄坯及其制造方法。

背景技術

鈦材一般如下制造：利用開坯工序將由熔化工序得到的鑄錠制成板坯或鋼坯形狀，修整表面后，進行熱軋，進一步實施退火、冷加工，從而制造。熔化工序中除了廣泛使用的真空電弧重熔(VAR：Vacuum Arc Remelting)法之外，還有：在與鑄模不同的位置進行熔化并流入至鑄模的電子束重熔(EBR：Electron Beam Remelting)法、等離子體熔化法等。對于前者，鑄模被限定為圓筒型，因此，板材的制造中需要開坯或鍛造工序。對于后者，鑄模形狀的自由度高，除了圓筒型之外，還可以使用方型的鑄模。因此，如果使用前述電子束重熔法、等離子體熔化法，則可以直接澆注方型鑄錠、圓柱型鑄錠。因此，由方型鑄錠制造板材的情況下、由圓柱型鑄錠制造棒材、線材的情況下，從鑄錠形狀的方面出發，可以省略開坯工序。上述情況下，可以省略開坯工序所耗費的成本和時間，因此期待生產效率明顯提高。

然而，工業上使用的大型鑄錠的保持鑄造所得狀態不變的組織中，形成晶體粒徑達到數十mm的粗晶粒。將這樣的鑄錠不經過開坯工序地直接進行熱軋時，由于由粗大的晶粒所導致的粒內和晶粒間的變形各向異性的影響，因此在表面上產生凹凸而成為表面瑕疵。因此，利用前述電子束重熔、等離子體熔化法直接制造方型鑄錠、圓柱型鑄錠而省略開坯工序的情況下，之后的熱軋中，會產生表面瑕疵。為了去除熱軋中產生的表面瑕疵，需要在酸洗工序中增大熱軋板表面的火焰清理量，產生使成本、成品率惡化的問題。即，必須新導入用于降低表面瑕疵的精整工序。因此，有通過省略開坯工序而期待的生產效率的提高被這樣的精整工序的新導入所抵消的擔心。針對這樣的問題，提出了，通過熱軋用原材料的制造方法、制造后實施加工、熱處理，從而降低表面瑕疵的方法。

專利文獻1中提出了如下方法：省略開坯工序而將鈦材的鑄錠直接進行熱軋加工的情況下，為了使表層附近的晶粒微細化，對表面層賦予應變后，加熱至再結晶溫度以上，使距離表面深度為2mm以上再結晶。作為賦予應變的方法，可以舉出：鍛造、軋縮、噴丸等。

專利文獻2中提出了如下方法：將鈦材的鑄錠加熱至Tβ+50℃以上，然后冷卻至Tβ-50℃以下，然后進行熱軋，從而降低由于粗大的晶粒的變形各向異性而在軋制中形成的表面的波紋、折皺，降低表面瑕疵。

專利文獻3中，鈦材中，作為經過開坯工序時的軋制制品的表面瑕疵降低方法，提出了如下方法：使開坯工序結束時的溫度為α區域，或者，進一步將熱軋前的加熱在α區域中進行，從而使距離表面60μm以上為等軸晶。由此，可以避免富氧層部分地變深，在脫氧化皮工序中可以去除富氧層，硬度·延性不均勻的部分消失，因此，冷加工后的表面性狀得到改善。

專利文獻4中列舉了如下方法：省略熱加工工序而將鈦材的鑄錠直接進行熱軋的情況下，利用高頻感應加熱、電弧加熱、等離子體加熱、電子束加熱和激光加熱等使鑄錠的位于軋制面的表面的表層熔融再凝固，從而使距離表層深度為1mm以上細粒化，改善熱軋后的表層組織。這是通過對表層部進行驟冷凝固，從而形成微細且具有不規則取向的凝固組織，從而防止表面瑕疵的發生。作為使鈦板坯的表層組織熔融的方法，可以舉出：高頻感應加熱、電弧加熱、等離子體加熱、電子束加熱和激光加熱。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平01-156456號公報

專利文獻2：日本特開平08-060317號公報