[发明专利]热轧用钛铸坯以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含工业用纯钛的热轧用钛铸坯、以及其制造方法，尤其涉及用于制造表面品质优异的热轧板的热轧用钛铸坯以及其制造方法。本申请主张基于2013年4月1日在日本提出的日本特愿2013-075886号的优先权，将其内容援引于此。

背景技术

通常工业用纯钛较常见的是将利用克罗尔法而得到的海绵钛、钛废料作为熔炼原料，由真空电弧熔炼(VAR)、电子束熔炼(EBR)等进行熔炼而制成大型的铸坯(铸锭)。在此，作为铸坯形状，真空电弧熔炼的情况下限于圆柱状的铸坯，而电子束熔炼的情况下能够铸造成矩形状的铸坯、即板坯。

进而，将这样的大型铸坯作为原材料制造钛薄板等钛材料时，对于大型铸坯，根据需要进行表面的切削修整之后，实施热初轧或锻造，加工为适于之后的热轧的形状、尺寸的板坯。在此将基于这些初轧或锻造的热加工工序称为开坯(break down)工序。然后进而为了去除形成于开坯后的板坯表面的氧化物层、富氧层，较常见的是利用切削加工实施将表面削磨几mm左右的切削修整之后供于热轧。

然而，这样的以往通常的方法中，用于由大型铸坯加工为适于热轧的形状、尺寸的通过初轧或锻造的开坯工序需要极大的时间和成本，其对于钛薄板制造的生产率提高、成本降低成为巨大的瓶颈。

然而，时至最近，逐渐确立了采用DC板坯铸造法(直接浇铸法)作为铸造板坯状的铸坯的方法来制造较薄的板坯状铸坯、即具有可以直接供于热轧的形状、尺寸的钛铸坯以替代如前述的大型铸锭铸造的技术，所述DC板坯铸造法如下：将利用电子束熔炼等在炉床(hearth)内熔炼的钛熔液连续地注入到真空气氛下保持的水冷铜铸模内，并且将在该水冷铜铸模内凝固的部分从铸模的下端侧连续地拔出而得到规定长度的板坯状铸坯。

若应用这样的电子束熔炼等在真空下的DC板坯铸造法，则可以省略以往需要的开坯工序，其结果可以提高钛薄板制造的生产率、降低制造成本。

进而，对于上述那样应用由电子束熔炼等在真空下的DC板坯铸造法而得到的板坯(省略开坯工序)，即便在供于热轧的情况下，也存在热轧后的热轧板的表面性状未必良好的问题。即，存在热轧板表面产生许多几mm至10mm左右的长度以及大小的覆盖状瑕疵的问题。将这样的表面的许多覆盖状瑕疵在此称为表面瑕疵。认为这样的热轧板的表面瑕疵源自铸造的板坯的粗大铸造组织。即，认为未经过作为热加工的开坯工序的板坯具有铸造状态(as cast；“铸造状态”)的包含粗大晶粒的铸造组织，即便对其表面实施切削加工而减小表面的凹凸，切削后的表面层中也存在粗大的组织，由于这样的粗大的表面的铸造组织导致在热轧板上产生表面瑕疵。

在此，作为由于粗大的铸造组织导致在热轧板上产生表面瑕疵的具体的因素，认为由于在热轧初期产生的粗大热孪晶，导致母相与孪晶之间的大的取向差，从而在母相与孪晶的边界部产生较大的凹陷，随着之后的热轧的进行，在该凹陷上覆盖金属成为表面瑕疵。

然而，对于未经开坯工序而得到的热轧用钛板坯，为了防止出现在热轧后的热轧板表面的表面瑕疵的产生，已提出了几个在热轧前对板坯表面层实施改性处理的方法。

例如，在专利文献1中，提出利用具有曲率半径为3～30mm的前端形状的钢制工具、或半径为3～30mm的钢球对热轧用钛板坯的表面进行冷锻(塑性加工)，由此赋予波纹度轮廓单元的平均高度为0.2～1.5mm、平均宽度为3～15mm的浅凹。该提案的方法中，利用上述那样的钢制工具或钢球对钛板坯的表面层通过冷加工先赋予规定的塑性应变，从而在之后的热轧前的加热时使表面层再结晶、生成微细组织，从而可以防止由前述那样的粗大组织导致的凹陷的产生，因此，即便省略开坯工序，也可以减轻热轧板的表面瑕疵。