[发明专利]难以产生表面瑕疵的热轧用钛铸坯及其制造方法

说明书

为由工业用纯钛形成的钛铸坯，在作为轧制面的表面，在深度1mm以上的范围内具有熔融再凝固层，所述熔融再凝固层是在作为轧制面的表面添加α相稳定化元素、中性元素中的任意一者或者两者中的一种或二种以上的元素使其熔融并再凝固而得到的，直至深度1mm为止的范围中的α相稳定化元素和中性元素的总浓度的平均值与母材中的α相稳定化元素和中性元素的总浓度相比，以质量％计，高出0.1％以上且不足2.0％的程度。

技术领域

本发明涉及热轧用钛铸坯及其制造方法，特别是涉及即使省略初轧工序、精整工序也能够良好地保持热轧后的表面性状的热轧用钛铸坯及其制造方法。

背景技术

钛材一般如下制造：利用开坯工序将由熔化工序得到的铸锭制成板坯或钢坯形状，修整表面后，进行热轧，进一步实施退火、冷加工，从而制造。熔化工序中除了广泛使用的真空电弧重熔(VAR：Vacuum Arc Remelting)法之外，还有：在与铸模不同的位置进行熔化并流入至铸模的电子束重熔(EBR：Electron Beam Remelting)法、等离子体熔化法等。对于前者，铸模被限定为圆筒型，因此，板材的制造中需要开坯或锻造工序。对于后者，铸模形状的自由度高，除了圆筒型之外，还可以使用方型的铸模。因此，如果使用前述电子束重熔法、等离子体熔化法，则可以直接浇注方型铸锭、圆柱型铸锭。因此，由方型铸锭制造板材的情况下、由圆柱型铸锭制造棒材、线材的情况下，从铸锭形状的方面出发，可以省略开坯工序。上述情况下，可以省略开坯工序所耗费的成本和时间，因此期待生产效率明显提高。

然而，工业上使用的大型铸锭的保持铸造所得状态不变的组织中，形成晶体粒径达到数十mm的粗晶粒。将这样的铸锭不经过开坯工序地直接进行热轧时，由于由粗大的晶粒所导致的粒内和晶粒间的变形各向异性的影响，因此在表面上产生凹凸而成为表面瑕疵。因此，利用前述电子束重熔、等离子体熔化法直接制造方型铸锭、圆柱型铸锭而省略开坯工序的情况下，之后的热轧中，会产生表面瑕疵。为了去除热轧中产生的表面瑕疵，需要在酸洗工序中增大热轧板表面的火焰清理量，产生使成本、成品率恶化的问题。即，必须新导入用于降低表面瑕疵的精整工序。因此，有通过省略开坯工序而期待的生产效率的提高被这样的精整工序的新导入所抵消的担心。针对这样的问题，提出了，通过热轧用原材料的制造方法、制造后实施加工、热处理，从而降低表面瑕疵的方法。

专利文献1中提出了如下方法：省略开坯工序而将钛材的铸锭直接进行热轧加工的情况下，为了使表层附近的晶粒微细化，对表面层赋予应变后，加热至再结晶温度以上，使距离表面深度为2mm以上再结晶。作为赋予应变的方法，可以举出：锻造、轧缩、喷丸等。

专利文献2中提出了如下方法：将钛材的铸锭加热至Tβ+50℃以上，然后冷却至Tβ-50℃以下，然后进行热轧，从而降低由于粗大的晶粒的变形各向异性而在轧制中形成的表面的波纹、折皱，降低表面瑕疵。

专利文献3中，钛材中，作为经过开坯工序时的轧制制品的表面瑕疵降低方法，提出了如下方法：使开坯工序结束时的温度为α区域，或者，进一步将热轧前的加热在α区域中进行，从而使距离表面60μm以上为等轴晶。由此，可以避免富氧层部分地变深，在脱氧化皮工序中可以去除富氧层，硬度·延性不均匀的部分消失，因此，冷加工后的表面性状得到改善。

专利文献4中列举了如下方法：省略热加工工序而将钛材的铸锭直接进行热轧的情况下，利用高频感应加热、电弧加热、等离子体加热、电子束加热和激光加热等使铸锭的位于轧制面的表面的表层熔融再凝固，从而使距离表层深度为1mm以上细粒化，改善热轧后的表层组织。这是通过对表层部进行骤冷凝固，从而形成微细且具有不规则取向的凝固组织，从而防止表面瑕疵的发生。作为使钛板坯的表层组织熔融的方法，可以举出：高频感应加热、电弧加热、等离子体加热、电子束加热和激光加热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平01-156456号公报

专利文献2：日本特开平08-060317号公报