[发明专利]钛板、热交换器用板和燃料电池用间隔件

说明书

技术领域

本发明涉及钛板和使用该钛板的热交换器用板和燃料电池用间隔件。

背景技术

通常，钛板因为比强度和耐腐蚀性优异，所以在化学、电力、食品制造厂等的热交换器用构件，照相机体，厨房设备等的生活消费品，摩托车、汽车等的运输机械构件，家用电器等的外饰材料中被使用。钛板在所述用途之中，在被使用于近年来应用正在推进的板式热交换器时，因为还要求有高的热交换效率，所以为了增加表面积而通过冲压成形而加工成波浪状来应用。因此，热交换器用的钛板为了留下深的波纹而需要有优异的成形性。此外，热交换器用的钛板，为了实现作为热交换器所需要的耐久性的提高和轻量化，而要求有一定高度的强度。

在所述的各种用途中多用的钛板，由JIS H4600的规格规定，根据Fe、O等的杂质浓度和强度等，有JIS1类、2类、3类等的等级，等级越增加，强度越高，根据用途对其分类使用。历来，在要求高成形性的构件中，虽然强度差，但是延展性高，因此使用的是Fe和O的浓度低的JIS1类的纯钛板(屈服强度165MPa以上)。但是，近年来，除了要求提高热交换器效率以外，高强度化·轻量化的要求也愈发增大。作为应对这一要求的钛板，例如可列举JIS2类的纯钛板(屈服强度215MPa以上)，但是若达到这种纯钛板的强度水平，则成形性差，因此面向热交换器的应用困难。另外，一般钛材料会通过增加Fe、O等的杂质浓度，和使晶粒微细化来追求高强度化，但这些方法会使成形性大幅降低。

关于钛板的成形性提高，一直以来提出有各种技术。

例如，在专利文献1中，公开有一种使热轧的最终轧制方向与开坯轧制的轧制方向形成直角而轧制，用于得到屈服强度的各向异性少的纯钛板的制造方法。在专利文献2中公开有一种方法，其使用Ti－Fe－O－N系合金，通过在与初始轧制方向正交的方向上只轧制一次，从而使面内各向异性减少。在专利文献3中公开有一种钛板，其加大α相的晶粒的晶粒直径，使冲压成形时的变形双晶的频度增加。另外，在最终退火后实施压下率0.7～5％的表皮光轧，调整集合组织(C轴的偏移角度)而达到规定的累积应变量，由此保持屈服强度和冲压成形性。在专利文献4中公开有一种方法，其通过在表面涂布润滑皮膜，将表面的动摩擦系数控制在低于0.15，并使延伸率与r值满足特定的关系式，由此取得冲压成形性与强度的平衡。在专利文献5中公开有一种钛板，其使预定公式所定义的Kearns因子f值为0.60以上，从而使成形性提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开63-130753号公报

专利文献2：日本专利第3481428号公报

专利文献3：日本专利第5385038号公报

专利文献4：日本专利第4452753号公报

专利文献5：日本专利第4088183号公报

但是，专利文献1的制造方法，是在相互垂直的两个方向上分别实施轧制的横向轧制方法，一般不能对于比轧辊宽度长的板实施横向轧制，因此能够进行轧制加工的板形状会带有很大的制约。此外，六方晶的C轴在板面法线邻域，因此虽然强度各向异性降低，但局部变形能力差，认为不适合弯曲和挤胀成形。

专利文献2的方法被认为比专利文献1的方法制约小，但总之对能够进行轧制加工的板形状会带有很大制约。此外，因为六方晶的C轴在板面法线邻域定向，所以，尽管强度各向异性降低，但局部变形能力差，认为不适于弯曲和挤胀成形。

专利文献3的方法，因为实施表皮光轧，所以工序数量变多，因此认为生产率差。专利文献4的方法，需要涂布工序和除膜工序，造成高成本。专利文献5的方法，说不上能够取得充分的强度和成形性，仍希望强度和成形性的进一步提高。

发明内容

本发明鉴于所述问题点而形成，其课题在于，提供一种兼备优异的强度和成形性的钛板和使用该钛板的热交换器用板和燃料电池用间隔件。

本发明者们，对于钛的成分等进行了锐意研究，其结果发现，通过使Fe和O为规定的含量，在钛板作为主相的α相的晶粒组织的控制中，精确控制结晶取向的定向的方法，从而能够得到强度高，成形性优异的钛板，直至使本发明完成。特别是通过在α相和β相的二相共存区域进行热处理，成功地使α相的晶粒组织成为特定的微细的组织。本发明具有以下的构成。