[发明专利]表面熔融处理用钛板坯和使用了该钛板坯的热轧用钛坯料

说明书

本发明提供一种表面熔融处理用钛板坯，其是在利用表面熔融处理在通过真空或惰性气体气氛下的DC板坯铸造法制得的、保持了铸造状态的钛板坯的表面形成深度d₁的再熔融凝固层、并通过以所述表面为轧制面的热轧来制造钛材时使用的，其中，在所述钛板坯的厚度方向上，所述第1区域(自所述表面起到d₁/2的位置为止的区域)中的平均氧浓度相对于所述钛板坯的母材的平均氧浓度的增量C₁为0.20mass％以下，所述第2区域(自所述d₁/2的位置起到所述d₁的位置为止的区域)中的平均氧浓度相对于所述钛板坯的母材的平均氧浓度的增量C₂为0.05mass％以下，C_d(＝C₁－C₂)大于0且为0.15mass％以下。该表面熔融处理用钛板坯在热轧后的冷轧或冷成形中的加工性方面优异。

技术领域

本发明涉及由工业用纯钛形成的表面熔融处理用的钛板坯和对该板坯实施表面熔融处理而成的热轧用的钛坯料。

背景技术

一般来说，作为工业用纯钛，通常以由克罗尔法得到的海绵钛、钛屑为熔炼原料，利用使用了真空电弧熔炼(VAR)、电子束熔炼(EBR)或等离子体电弧熔炼等高密度热能量源的熔炼法进行熔炼而形成为大型的铸坯(铸锭)。此处，作为铸坯形状，在真空电弧熔炼的情况下，限定于圆柱状的铸坯(圆铸锭(billet))，另一方面，在电子束熔炼、等离子体电弧熔炼的情况下，能够铸造成矩形状的铸坯，即板坯。

进而，在以这样的大型铸坯作为坯料制造钛薄板时，一般来讲，在根据需要对大型铸坯进行表面的切削修整后，通过在热加工中实施初轧或锻造，加工成适合于之后的热轧的形状、尺寸的热轧用坯料。此处将基于这些初轧或锻造的热加工工序称为开坯工序(breakdown step)。而且，为了进一步去除在开坯后的热轧用坯料的表面层上形成的氧化物层、氧富集层，通常在利用切削加工将表面层削去几mm程度以上、接近10mm之后，供至热轧。

然而，在这样以往的一般的方法中，用于自大型铸坯加工成适合于热轧的形状、尺寸的初轧或锻造的开坯工序需要大量时间和成本，这对钛薄板制造的生产率提高、成本降低成为大的瓶颈。

最近，替代大型铸锭铸造，作为制造相对较薄的板坯状铸坯、即具有能够直接供至热轧的形状、尺寸的铸坯的方法而逐渐确立了DC(直接浇铸)板坯铸造法的技术。DC板坯铸造法是如下方法：将利用电子束熔炼或等离子体电弧熔炼在炉床内熔融的钛熔液连续地注入至保持为真空或惰性气体气氛的、预定形状的水冷铜铸模内，且将在该水冷铜铸模内凝固了的部分从铸模的下端侧连续地抽出，得到预定长度的板坯状铸坯。

如果应用该DC板坯铸造法，则能够省略以往需要的开坯工序，其结果，能够提高钛薄板制造的生产率并降低制造成本。

然而，对于由该DC板坯铸造法得到的板坯(以下，还称作“DC板坯”。)，通常，板坯的表层的凹凸严重且缺陷多。如果将这样的铸坯直接供至热轧，则热轧加工后的板(热轧板)的表面性状变差。因此，实际情况是，在热轧前，不得不对表面实施几mm至20mm左右的切削加工。因而，材料的成品率降低，另外需要切削加工的工夫、成本，因此改善的要求仍然强烈。

而且，即使在对DC板坯实施表面切削加工后供至热轧的情况下，也存在热轧后的热轧板的表面性状未必变得良好的问题。即，存在如下问题：在热轧板表面大量产生大小达到几mm至10mm左右的长度的盖状(日文：被さり状)的瑕疵。这样的热轧板的表面瑕疵来自于所铸造的板坯的粗大铸造组织。即，不经过作为热加工的开坯工序的热轧用坯料具有包含保持了铸造时的状态(as cast；“保持了铸造时的状态”)的粗大的晶粒在内的铸造组织，即使对其表面实施切削加工，切削后的表面层上也存在粗大的组织，由于这样粗大的表面的铸造组织导致热轧板上产生表面瑕疵。

然而，对于不经过开坯工序而得到的热轧用钛坯料，为了防止产生热轧后的热轧板表面上出现的表面瑕疵，已经提出了在热轧前预先对表面层实施改性处理的方法。