DE69301249T2

DE69301249T2 - Plattiertes Stäbchen

Info

Publication number: DE69301249T2
Application number: DE69301249T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Nakasuji; Masaki Takashima
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-02-05
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: EP0555062A1; ATE132777T1; DE69301249D1; EP0555062B1; JP2761694B2; JPH05301314A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen plattierten Rundwalzdraht, der großes Formerinnerungsvermögen, zusammen mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit aufweist, und auch auf einen plattierten Rundwalzdraht, der zu einem ziergegenstand wie einem Brillenrahmen usw, verarbeitet wird.
Es wurde eine ausführliche Untersuchung einschließlich der Entwicklung von Anwendungen - über Legierungen mit Formerinnerung durchgeführt, die Formerinnerungsvermögen, superelastische Eigenschaften, pseudo-elastische Eigenschaften und dergleichen haben.
Im allgemeinen ist eine Ni-Ti-Legierung mit Formerinnerungsvermögen einer Cu-Zn-Legierung mit Formerinnerungsvermögen in vielen Punkten überlegen, z.B. der Korrosionsbeständigkeit, der elastischen Erholungsfähigkeit und der elastischen Erholungsgeschwindigkeit gegenüber einer äußeren Kraft und Wärme, der Lebensdauer und dergleichen.
Deshalb wurde versucht, eine Ni-Ti-Legierung mit Formerinnerungsvermögen für einen Brillenrahmen und dergleichen - einem der ziergegenstände - anzuwenden, wobei insbesondere seine Korrosionsbeständigkeit und seine superelastischen Eigenschaften ins Auge gefaßt wurde (US Patent 4 772 112).
Die obige Ti-Ni-Legierung ist jedoch bezüglich der Verarbeitbarkeit, insbesondere der Kaltverarbeitbarkeit, schlechter, wobei es darüber hinaus schwierig ist, Oberflächendefekte zu eliminieren, die während der Verarbeitung gebildet werden. Da der Brillenrahmen fein und exquisit sein muß, erhöhen sich die Arbeitsstufen und die Herstellungskosten im dem Fall, in dem die Ti-Ni-Legierung verwendet wird.
Die Ni-Ti-Legierung ist auch bezüglich des Plattierens, Schleifens oder Polierens schlechter, wodurch so die Oberflächenbehandlung schwierig ist. Da darüber hinaus die Legierung Ni enthält, kann die Haut aufgrund der Ni-Allergie rauh werden, wenn die Legierung ohne irgendeine Beschichtungsbehandlung wie Plattieren für ein Teil verwendet wird, das direkt die Haut berührt. Da weiterhin die Ni-Ti-Legierung mit Formerinnerungsvermögen schwierig zu löten ist, kann sie nicht für einen Ziergegenstand verwendet werden, der auf einfache Weise verarbeitet wird.
Inzwischen haben die Erfinder der Erfindung einen plattierten Rundwalzdraht vorgeschlagen, der die Verarbeitbarkeit von Ni- Ti-Legierung verbessert, ohne das Formerinnerungsvermögen und die Korrosionsbeständigkeit zu verlieren (japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 3-82775 (1991)). Der vorgeschlagene plattierte Rundwalzdraht ist mit einer Außenschicht von Ti auf der Ni-Ti-Legierung mit Formerinnerungsvermögen bechichtet, wobei die Verarbeitbarkeit verbessert wird, während die Oberflächendefekte, die während der Verarbeitung gebildet werden, auf einfache Weise entfernt werden können.
Obwohl die Verarbeitbarkeit gemäß unserem Vorschlag stark verbessert ist, benötigen einige Teile des Brillenrahmens einen extrem hohen Grad an Kaltverarbeitung, die die Bindungskraft zwischen der Ni-Ti-Legierung mit Formerinnerungsvermögen und der Außenschicht übersteigt, wobei der vorgeschlagene plattierte Rundwalzdraht in den oben beschriebenen Fällen aus den folgenden Gründen nicht verwendet werden kann.
D.h., wenn das Kernmaterial nicht in geeigneter Weise an die Außenschicht nach der Kaltverarbeitung gebunden ist, kann das Plattierungsmetall nicht auf das Produkt aufgetragen werden, in dem eine freigelegte Endoberfläche des plattierten Rundwalzdrahts, z.B. ein Steg oder ein Bügel des Brillenrahmens, ein schlechtes Aussehen ergibt.
Da wie bei der Brille die äußere Kraft auf den Rahmen einwirkt, wenn man bei der Benutzung den Brillenrahmen auf- und absetzt, dehnt sich ein nichtbindender Teil des Rundwalzdrahts aus, was gegebenenfalls das Brechen des Ramens verursacht.
Wenn weiterhin bei der Herstellung des Rahmens eine bindende Grenzfläche am gelöteten Teil nicht in geeigneter Weise gebunden ist, beginnt bei der Benutzung des Rahmens, wie oben beschrieben, ein Ablösen von einem Hohlraum aus oder dergleichen und weitet sich aus, wodurch die Außenschicht der Fassung bricht, an der der Bügel oder der Steg montiert ist, wodurch schließlich der Rahmen beschädigt wird.
Wenn der Bindungszustand der bindenden Grenzfläche des plattierten Rundwalzdrahtes, wie oben beschriebenen, nicht gut ist, verschlechtert sich nicht nur die Qualität des Produkts sondern der Rahmen bricht wahrscheinlich auch bei der Anwendung. Der Bindungszustand der bindenden Grenzfläche des plattierten Rundwalzdrahtes ist deshalb von großer Bedeutung.
Ein Verfahren zum Erhalten eines plattierten Rundwalzdrahts mit starker Bindungskraft durch Einbau einer Zwischenschicht ist vorgeschlagen worden (japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnr. 63-78741 (1988)). Der Vorschlag bezieht sich auf ein Verbundmaterial mit einem Kern aus Ti oder Ti-Legierung, wobei Nb zwischen den Kern und der Außenschicht eingefügt wird. Da das Verbundmaterial Hartlöten für die Anwendung bei Brillen benötigt, wird das Verbundmaterial auf eine hohe Temperatur erhitzt.
EP-A-0 146 317 offenbart die Verwendung von Ni-Ti-Legierungen mit Formerinnerungsvermögen in Brillenrahmen. Die Verwendung einer bindenden Zwischenschicht ist nicht erwähnt.
Die Erfinder der Erfindung haben gefunden, daß eine intermetallische Verbindung in den Grenzflächen zwischen dem Nb und der Innen- und Außenschicht aufgrund von Erwärmen gebildet wird, und diese verschlechtert die Korrosionsbeständigkeit und die Bindungseigenschaften
Die Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und sie hat zur Aufgabe, einen plattierten Rundwalzdraht, wie in Anspruch 1 definiert ist, bereitzustellen, der die Bindungskraft hat, die dem hohen Grad an Kaltverarbeitbarkeit standhalten kann, ohne das Formerinnerungsvermögen und die Korrosionsbeständigkeit zu verlieren.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die obige und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden vollständiger durch die folgende ausführliche Bechreibung mit den beigefügten Zeichnungen erklärt.
Fig. 1 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Plattierungsmaterials für einen plattierten Rundwalzdraht der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Querschnitt&sub1; der entlang der Linie II-II der Fig. 1 gemacht wurde;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen eines Brillenrahmens zeigt;
Fig. 4 ist ein Querschnitt nachdem der plattierte Rundwalzdraht zu einer Fassung oder einem Bügel verarbeitet wurde;
Fig. 5 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Plattierungsmaterials für einen Gold-plattierten Rundwalzdraht mit Formerinnerung der Erfindung, und
Fig. 6 ist ein Querschnitt, der entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 gemacht wurde, oder eine Ansicht im Querschnitt eines anderen plattierten Rundwalzdrahts der Erfindung.
Nun wird die Erfindung nachstehend auf konkrete Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen derselben zeigen, diskutiert.
Fig. 1 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Plattierungsmaterials gemäß der Erfindung nachdem ein Kemmaterial, ein Zwischenschicht-Material und ein Außenschicht-Material angeordnet wurden. Fig. 2 ist eine Ansicht der Struktur des Querschnitts, die entlang der Linie II-II der Fig. 1 gemacht wurde. In dem Plattierungsmaterial 10 ist ein Rundwalzdraht- Kemmaterial 11 einer Ni-Ti-Legierung an einem Zwischenschicht-Material angebracht, das weiterhin an einem zylindrischen Außenseitenschicht-Material 13 auf Metallbasis angebracht ist. Eine Ni-Ti-Legierung (47-60 Atom % Ni) wird als das Kemmaterial 11 verwendet. Es wird eine Ni-Ti-Legierung aufgrund ihres geringen Gewichts und der Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwitzen, Kosmetika, usw. verwendet.
Nach dem Anpassen des Plattierunsmaterials 10 in einer Vakuum kammer, die bei einem vorherbestimmten Vakuum gehalten wird, wird das gleiche Material fest an eine Öffnung des Außenschicht-Materials 13 durch Elektronenstrahlschweißen geschweißt, wobei so ein Deckel 14 gebildet wird. Das Plattierunsmaterial 10, das auf die oben beschriebene Weise gebildet wird, wird innen bei einem Hochvakuum von etwa 2-3 × 10&supmin;&sup4; Torr gehalten. Danach wird das Plattierunsmaterial auf 800-1000 ºC erhitzt und durch eine Extrusionspresse heiß-extrudiert, um einen Außendurchmesser von 15 mm zu erhalten. Nach wiederholtem Kaltziehen und Erweichen des Plattierunsmaterials wird ein plattierter Draht eines Außendurchmessers von 1,8-3,2 mm erhalten.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das äußerliche Aussehen eines Brillenrahmens zeigt. Der Brillenrahmen besteht hauptsächlich aus Fassungen 21 zum Halten der Gläser und Bügeln 22, die über die Ohren hängen. Fig. 4(a) ist eine Querschnittsansicht der Struktur des plattierten Rundwalzdrahts vor und nachdem er zu einer Fassung verarbeitet wurde, während Fig. 4 (b) eine Querschnittsansicht der Struktur des plattierten Rundwalzdrahts, vor und nachdem er zu einem Bügel verarbeitet wurde, ist. Der gemäß der vorhergehenden Methode erhaltene plattierte Rundwalzdraht wird durch Walzformen verarbeitet und zu einer Fassung mit einem im wesentlichen trapezartigen Querschnitt, der an einer Seite desselben eingekerbt ist, verarbeitet. Oder der plattierte Rundwalzdraht wird zu einem Bügel durch Tiefziehen und Preßformen verarbeitet, wobei ein dünner, ellipsoider Querschnitt an einer Seite desselben flach ausgearbeit wird.
Der plattierte Rundwalzdraht der Erfindung, der für einen Brillenrahmen verwendet werden soll, wird mit einem plattierten Vergleichs-Rundwalzdraht verglichen, um den Bindungszustand, die Korrosionsbeständigkeit und Kaltverarbeitbarkeit zu bestimmen. Gleichzeitig werden verschiedene Materialarten für die Außenschicht des plattierten Rundwalzdrahts der Erfindung untersucht.
Das Rundwalzdraht-Kernmaterial 11 ist eine Ni-Ti-Legierung mit Formerinnerungsvermögen, bestehend aus Ni: 51 Atom-% und Ti: 49 Atom-%, wobei der Außenseitendurchmesser 55,5 mm beträgt. Das Außenschicht-Material besteht aus den nachstehenden Matenahen der Tabelle 1, wobei der Außendurchmesser 70 mm und die Dicke 7 mm beträgt, und das Zwischenschicht-Material besteht aus Ta- oder Nb-Folie einer Dicke von 0,1 mm. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Kombination des Außenschicht- Materials und des Zwischenschicht-Materials, die in dem plattierten Rundwalzdraht der Erfindung verwendet werden, und das gebräuchliche Vergleichsbeispiel. Tabelle 1 Außenschicht-Material Zwischenschicht-Material gemäß der Erfindung Vergl.-beispiele reines Ti (JIS, zweite Gruppe) Ti-Legierung Ni-Legierung rostfreier Stahl Cu-Legierung reines NI (kohlenstoffarmes Nickel) reines Ti (JIS, zweite Gruppe) rostfreier Stahl nicht verwendet
Zuerst wurden Anderungen des Formerinnerungsvermögen bezüglich des Querschnittsflächenverhältnisses der Außenschicht zu dem gesamten plattierten Rundwalzdraht untersucht. Zuerst wird das Plattierungsmaterial in der Kombination Nr.1 der Tabelle 1, das Kemmaterial einer Ni-Ti-Legierung, das Zwischenschicht- Material aus Ta und die Außenschicht aus reinem Ti, das geringen Fließwiderstand hat, zusammen angeordnet. Nach der Heißextrusion werden durch Maschinenschneiden reines Ti, fünf Arten von Plattierungsmaterialien, die Querschnittsflächenverhältnisse von reinem Ti von 10 %, 20 %, 30 %, 33 %, 35 % haben, erhalten. Jedes Plattierungsmaterial wird in wiederholtem Maße durch Tiefziehen und Erweichen bearbeitet, damit der Außendurchmesser zu 2,5 mm wird, der Wärmebehandlung bei 600 ºC während 10 Minuten unterworfen, wobei der plattierte Rundwalzdraht erhalten wird. Auf ähnliche Weise werden in der Kombination Nr. 2 der Tabelle 1 das Kemmaterial einer Ni-Ti- Legierung, die Zwischenschicht aus Ta und die Außenschicht einer Ti-Legierung, die großen Fließwiderstand hat, fünf Arten des plattierten Rundwalzdrahts, die die Querschnittsflächenverhältnisse der Ti-Legierung von 10 %, 20 %, 30 %, 33 %, 35 % haben, erhalten. Tabelle 2 Außenschicht-Material Erholungsgeschwindigkeit Material Querschnittsflächenverhältnis plastische Verformung gemäß der Erfindung Vergleichsbeispiele gemäß der Erfindung reines Ti Ti-Legierung 0 % (Einzelne Legierung)
Tabelle 2 stellt die Testergebnisse des Formerinnerungsvermögens jeder der fünf Arten der plattierten Rundwalzdrähte dar, die auf die oben beschriebene Weise erhalten wurden. Jeder plattierte Rundwalzdraht wird mit einem Zugtestgerät verstreckt, um ihm 2 % und 6 % plastische Verformung zu erteilen, und dann auf etwa 120 ºC erwärmt. Die Erholungsgeschwindigkeit wird danach gemessen. Der gleiche Test wird mit einem Walzdraht aus nur einer Ni-Ti-Legierung, der einen Durchmesser von 2,5 mm hat, durchgeführt.
Der Grund für das Messen der Erholungsgeschwindigkeit wird nachstehend beschrieben.
Eine Legierung mit Formerinnerung hat Formerinnerungsvermögen, superelastische Eigenschaften und dergleichen. Die Legierung mit Formerinnerung, deren wichtigste Eigenschaft das Former innerungsvermögen ist, wie es von seinem Namen her verstanden wird, nimmt auch superelastische Eigenschaften an, auch wenn die Legierung mit Formerinnerung das Formerinnerungsvermögen beibehält.
In dem plattierten Rundwalzdraht einer Legierung mit Formerinnerung der Erfindung ist ein anderes Metall an die Legierung mit Formerinnerung gebunden, wobei die funktionellen Eigenschaften (Formerinnerungsvermögen, superelastische Eigenschaften, usw.) jeder einzelnen Legierung sich verschlechtern oder beeinträchtigt werden. So ist es wichtig zu wissen, wie sehr die funktionellen Eigenschaften sich verschlechtern, wenn das andere Metall an die Legierung mit Formerinnerung gebunden wird, um den plattierten Rundwalzdraht herzustellen. Mit anderen Worten sollten die obigen funktionellen Eigenschaften beibehalten werden, obwohl sie geringfügig schlechter sein können, verglichen mit jenen, bei denen der plattierte Rundwalzdraht aus einer einzigen Legierung gebildet wird. In dem Fall, in dem der plattierte Rundwalzdraht für den Brillenrahmen verwendet wird, werden die superelastischen Eigenschaften unter den obigen funktionellen Eigenschaften ausgenutzt. Es ist jedoch schwierig, die superelastischen Eigenschaften zu quantifizieren, und deshalb werden superelastische Eigenschaften durch das Formerinnerungsvermögen ausgedrückt, das durch die Formerholungsgeschwindigkeit ausgedrückt wird, da das Material mit Formerinnerungsvermögen natürlich superelastische Eigenschaften hat.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, steht jedes Querschnittsflächenverhältnis aus reinem Ti oder Ti-Legierung der Außenschicht in enger Beziehung zu der Erholungsrate des plattierten Rundwalzdrahts. Wenn eine 2 proz. plastische Verformung erfolgt, ist die Erholungsrate 70-80 %, wenn das Querschnittsflächenverhältnis 30 % übersteigt, und etwa 90 % oder mehr, wenn das Querschnittsflächenverhältnis nicht größer als 30 % ist.
Wenn die plastische Verformung 6 % beträgt, ist eine Erholungsrate von etwa 70 % oder mehr sicher, wenn das Querschnittsflächenverhältnis 30 % oder weniger beträgt. Wenn das Querschnittsflächenverhältnis 30 % übersteigt, beträgt die Erholungsrate nur 50-60 %. Deshalb wird das Querschnittsflächenverhältnis von reinem Ti und Ti-Legierung der Außenschicht auf nicht mehr als 30 % eingestellt. Tabelle 3 Nr. Bindungszustand der Grenzfläche Bewertung der Korrosionsbeständigkeit Verarbeitbarkeit gemäß der Erfindung Vergleichsbeispiele vor dem Erwärmen nach dem Erwärmen
Die plattierten Materialien in den Kombinationen Nrn. 1-12, die in Tabelle 1 gezeigt sind, werden so verarbeitet, daß sie auf der Basis der obigen Ergebnisse aus Tabelle 2 ein Querschnittsflächenverhältnis von 20 %und einen Außendurchmesser von 3,2 mm und 1,8 mm haben.
Tabelle 3 gibt die Verarbeitbarkeit der plattierten Rundwalzdrähte, den Bindungszustand an der Bindungsgrenzfläche des plattierten Rundwalzdrahts mit dem Außendurchmesser von 3,2 mm und die Korrosionsbeständigkeit an der Bindungsgrenzfläche an. Die Verarbeitbarkeit wird aus dem Bindungszustand, nachdem der plattierte Rundwalzdraht zu einer Fassung oder einem Bügel verarbeitet wurde, bestimmt.
Der Bindungszustand wird bestimmt, nachdem die Bindungsgrenzfläche mit einem Elektronenmikroskop beobachtet wurde. Andererseits wird die Korrosionsbeständigkeit aus dem Bindungszustand bestimmt, nachdem eine korrodierende Lösung, enthaltend Natriumchlorid, Essigsäure und Kupferchlond, während einer vorherbestimmten Zeitspanne auf den plattierten Rundwalzdraht gesprüht wurde.
Der Bindungszustand und die Korrosionsbeständigkeit werden vor und nach dem Erwärmen auf die Hartlöt-Temperatur (nicht geringer als 900 ºC), die zur Herstellung des Brillenrahmens notwendig ist, getestet.
in der Tabelle 3 bedeutet, daß kein Defekt an der Bindungsgrenzfläche mit dem Elektronenmikroskop bei 2000facher Vergrößerung beobachtet wird. bedeutet, daß mehrere Leerstellen-Defekte, nämlich Hohlräume, beobachtet werden, während Δ bedeutet, daß viele Hohlräume beobachtet werden, und X bedeutet, daß Aufheben der Bindung an der Bindungsgrenzfläche beobachtet wird.
Wie aus der Tabelle 3 ersichtlich ist, sind die plattierten Rundwalzdrähte Nrn. 1-6, die die Ta-Zwischenschicht haben, in allen Testpunkten überlegen.
Der Bindungszustand an der Grenzfläche des plattierten Rundwalzdrahts Nr. 7, in dem die Zwischenschicht aus Nb besteht, ist vor dem Erwärmen ausgezeichnet, aber nach dem Erwärmen noch gut, und die Korrosionsbeständigkeit ist vor dem Erwärmen ebenfalls ausgezeichnet. Die Verarbeitbarkeit zu einer Fassung oder einem Bügel ist auch ausgezeichnet. Jedoch verschlechtert sich die Korrosionsbeständigkeit nach dem Erwärmen, da angenommen wird, daß eine intermetallische Verbindung mit schlechterer Korrosionsbeständigkeit in der Nb-Grenzfläche gebildet wird.
Um weiterhin die Einflüsse der Wärme auf den plattierten Rundwalzdraht Nr. 7 durch Änderung der Erwärmungstemperaturen zu untersuchen, wird die Korrosionsbeständigkeit getestet. Wenn die Erwärmungstemperatur mehr als 800 ºC beträgt, verschlechtert sich die Korrosionsbeständigkeit beträchtlich. Die Verschlechterung erfolgt an der Grenzfläche zwischen dem Ti- Kernmaterial und der Nb-Zwischenschicht. Da die Temperatur in der Nähe des Lötteils bei der Herstellung des Brillenrahmens zuweilen 900 ºC übersteigt, verschlechtert sich, wie oben erwähnt wurde, gegebenenfalls die Korrosionsbeständigkeit des plattierten Rundwalzdrahtes Nr. 7.
Ta hat einen höheren Schmelzpunkt als Nb, und deshalb ist die Diffusionsgeschwindigkeit der metallischen Atome an der Bindungsgrenzfläche während des Erhitzens geringer als die von Nb. Demgemäß ist die sich ergebende intermetallische Verbindung dünner. Ta ist, vom Gesichtspunkt der Korrosionsbeständigkeit aus gesehen, wirksamer als Nb.
Wenn der plattierte Rundwalzdraht Nr. 7 für den Brillenrahmen verwendet wird, ist es wahrscheinlich, daß sich die Korrosionsbeständigkeit durch das Hartlöten verschlechtert, was das Aussehen des Rahmens während einer langen Verwendungsszeitspanne verschlechtert.
Gemäß den obigen Fakten sind die plattierten Rundwalzdrähte Nrn. 1-6 nicht nur als ein Material für Brillenrahmen geeignet, sondern auch für andere Ziergegenstände, aufgrund der ausgezeichneten Verarbeitbarkeit bei der Herstellung von Teilen und des ausgezeichneten Bindungszustandes und der Korrosionsbeständigkeit nach dem Löten.
Der plattierte Rundwalzdraht Nr. 7 , der eine ausgezeichnete Bindungsgrenzfläche nach der Kaltverarbeitung zeigt, ist als Material für einen Ziergegenstand geeignet, da einige Ziergegenstände ohne Hartlöten hergestellt werden. Das heißt, es ist wesentlich, das Zwischenschicht-Material gemäß dem Zweck auszuwählen, da es einen Ziergegenstand gibt, der eine komplizierte Form hat, wie einen Brillenrahmen, der aus vielen Teilen durch Hartlöten hergestellt wird, nachdem er durch verschiedene Kaltverarbeitungen geformt wurde, und einen derartigen Ziergegenstand wie ein Armband gibt, das durch ein einfacheres Verfahren der Oberflächenbehandlung nach der Kaltverarbeitung hergestellt wird.
Die plattierten Rundwalzdrähte Nrn. 8, 10, 11, die eine Zwischenschicht haben, die aus Ni, rostfreiem Stahl bzw. Kupfer besteht, sind gut bezüglich der Bindungszustände und der Korrosionsbeständigkeiten vor dem Erhitzen, bilden jedoch viele Hohlräume an der Bindungsgrenzfläche nach dem Erhitzen, und deshalb wurde gefunden, daß die plattierten Rundwalzdrähte Nrn. 8, 10, 11 schlechter bezüglich der Korrosionsbeständigkeit sind. Weiterhin wird die Bindung an der Bindungsgrenz fläche der plattierten Rundwalzdrähte, die zu einer Fassung oder einem Bügel verarbeitet werden, gelöst, da die Verarbeitbarkeit gering ist. Dies ist deshalb so, weil die Bindungskraft ungenügend ist, um eine Verarbeitung auszuhalten.
Der plattierte Rundwalzdraht Nr. 9, der die Mo-Zwischenschicht hat, zeigt einen guten Bindungszustand der Grenzfläche sowohl vor als auch nach dem Erhitzen. Die Korrosionsbeständigkeit verschlechtert sich jedoch nach dem Erhitzen. Die Bindung der Bindungsgrenzfläche des plattierten Rundwalzdrahtes Nr. 9 wird nach der Verarbeitung zu einer Fassung oder einem Bügel aufgehoben, was schlechte Verarbeitbarkeit bedeutet. Der plattierte Rundwalzdraht Nr. 12, der keine Grenzflächen hat, zeigt einen Bindungszustand und eine Korrosionsbeständigkeit, die etwa gleich denen des plattierten Rundwalzdrahts Nr. 9 sind. Wenn dieser plattierte Rundwalzdraht Nr. 12 zu einer Fassung oder einem Bügel verarbeitet wird, tritt zuweilen Aufhebung der Bindung auf, und es ist schwer zu sagen, ob der plattierte Rundwalzdraht Nr. 12 eine ausreichende Verarbeitbarkeit hat.
Wenn auch die Ni-Ti-Legierung des Rundwalzdraht-Kernmaterials 11 aus 47-60 Atom-% Ni und Ti besteht, kann in dem Rest ein Teil des Ti durch ein oder mehrere Elemente wie Cu, V, Mo, Cr, Al, Co, Fe, usw. zu nicht mehr als 5 Atom-% ersetzt werden.
Wenn auch darüber hinaus Ti-20% V-1% Al für die Ti-Legierung der Außenschicht in der vorhergehenden Ausführungsform verwendet wird, ist es möglich, eine Legierung zu verwenden, die hauptsächlich aus Ti besteht, zu dem ein oder mehrere Elemente wie Al, Sn, Zr, Mo, Si, V, Mn, Cr, Fe, usw. dotiert werden. Wenn gleicherweise auch 90% Ni-7% Cr-3% Co als die Ni-Legierung in der Ausführungsform dient, kann eine Legierung, die hauptsächlich aus Ni besteht, zu dem ein oder mehrere Elemente wie Cr, Cu, Fe, Ag, Si, S, Pb, Pt, Au, seltene Erdmetalle, Ti, Nb, Al, Mo, Sn, Co, usw. dotiert sind, verwendet werden.
Weiterhin werden Ta oder Nb für die Zwischenschicht in der Ausführungsform verwendet, wobei eine Ta-Legierung oder eine Nb-Legierung, die mehr als 90 % Ta oder Nb enthält, verwendet werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird nun nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen diskutiert.
Fig. 5 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt, die den Aufbau eines Plattierunsmaterials zeigt, das für einen gold-plattierten Rundwalzdraht mit Formerinnerungsvermögen in einer anderen Ausführungsform der Erfindung angewendet wird. Fig. 6(a) ist eine Ansicht eines Seitenquerschnitts, der entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 gemacht wurde. Ein Plattierunsmaterial 30 besteht aus einem Rundwalzdraht-Kernmaterial 31 aus einer Ni- Ti-Legierung, das an einem Zwischenschicht-Material 32 angebracht ist, welches wiederum an einem Rohr 34 aus Gold oder Gold-Legierung angebracht ist, zwischen denen ein Metallrohr 33 vorliegt, und anschließend an einem äußeren, als Unterlage dienendem zylindrischen Schichtmaterial 35 aus kohlenstoffarmem Stahl angebracht ist. Das Metallrohr 33 besteht aus reinem Ni, einer Ni-Legierung, Cu-Legierung oder Co-Legierung.
Eine Legierung mit Formerinnerung, die für das Kemmaterial 31 verwendet wird, besteht aus Ni:51 Atom-% und Ti: 49 Atom-% mit einem Außendurchmesser von 49,9 mm. Das Zwischenschicht- Material 32 ist eine 0,1 mm-dicke Ta-Folie, und das Metallrohr 33 ist ein Rohr aus reinem Ni mit einem Außendurchmesser von 53,5 mm und einem Innendurchmesser von 50,3 mm. Das Gold- Legierungsrohr 34 besteht aus K18-Legierung von 75% Au-12,5% Ag-12,5% Cu, welches einen Außendurchmesser von 55,5 mm und eine Dicke von 0,6 mm hat. Das Material der äußersten Schicht 35 ist kohlenstoffarmes Stahlrohr mit einem Außendurchmsser von 67,0 mm und einem Inendurchmesser von 56,0 mm.
Ein Deckel aus dem gleichen Material wird auf zuverlässe Weise auf eine Öffnung des Materials der äußersten Schicht 35 durch Elektronenstrahlschweißen in einer Vakuumkammer, die bei einem vorherbestimmten Vakuum gehalten wird, geschweißt, so daß ein Deckel 36 gebildet wird. Das Plattierungsmaterial 30 wird im Zustand des Hochvakuums von etwa 2-3 × 10&supmin;&sup4; Torr innen gehalten. Das so erhaltene Plattierungsmaterial wird auf 800 ºC erhitzt und der Heißextrusion durch eine Extrusionspresse unterworfen, damit der Außendurchmesser 20 mm beträgt. Danach wird nach wiederholtem Kaltziehen und Erweichen bei 600 ºC, um einen Außendurchmesser von 8,5 mm zu erreichen, anschließendem Einweichen des plattierten Rundwalzdrahts in einem Tank mit Salzsäure zum Entfernen des kohlenstoffarmen Stahls von der Außenschicht, um die Gold-Legierung freizulegen, der plattierte Rundwalzdraht mit 1,8-3,2 mm Außendurchmesser nach dem zusätzlichen wiederholten Kaltziehen und Erweichen erhalten. Der Querschnitt des erhaltenen plattierten Rundwalzdrahts ist in Fig. 6(b) angegeben.
Es wird ein Brillenrahmen unter Verwendung des plattierten Rundwalzdrahts hergestellt, der auf die oben beschriebene Weise hergestellt wurde.
Insbesondere wird der plattierte Rundwalzdraht zu einem Bügel und einem Steg, wie in Fig. 4 (b) gezeigt ist, durch Tiefziehen und Preßformen verarbeitet und zu einem Brillenrahmen ausgearbeitet.
Beim Betrachten des Bindungdzustandes des aus dem plattierten Rundwalzdraht ausgearbeiteten Bügels und Stegs durch ein Elektronenmikroskop nach dem Schweißen, wird kein Hohlraumde fekt oder ein ähnliche Defekt an jeder der Bindungsgrenzflächen beobachtet, was auf einen guten Bindungszustand hinweist.
Wenn wiederum der plattierte Rundwalzdraht zu verschiedenen Zubehör-Formen wie einem Armreifen, usw. verarbeitet wird, wird niemals die Bindung der Bindungsgrenzfläche aufgehoben, was auf günstige Verarbeitbarkeit hinweist.
Bei der Ausführungsform zur Herstellung eines gold-plattierten Rundwalzdrahts mit Formerinnerungsvermögen unter Verwendung einer Nb-Folie anstelle der Ta-Folie und Verarbeitung desselben zu einem Ziergegenstand wie einem Armreifen, usw., tritt kein Defekt wie Aufheben der Bindung an der Bindungsgrenzfläche auf, was gute Verarbeitbarkeit bedeutet.
Wenn weiterhin ein gold-plattierter Rundwalzdraht mit Formerinnerungsvermögen unter Verwendung eines K18-Legierungsrohrs, bestehend aus 75% Au-12,5% Ag-12,5% Cu, eines Außendurchmessers von 55,5 mm und einem Innendurchmesser von 50,3 mm, anstelle des Metallrohrs 33, herstellt wird wird, und derselbe zu einem Ziergegenstand wie einem Armreifen, usw. verarbeitet wird, tritt kein Defekt wie Aufheben der Bindung an der Bindungsgrenzfläche auf, was gute Verarbeitbarkeit bedeutet.
Wenn deshalb der plattierte Rundwalzdraht der Erfindung zu dem Ziergegenstand wie einem Brillenrahmen verwendet wird, ist das Produkt in beträchtlichem Maß geschmeidig, um sich dem Körper anzupassen, indem man einen Vorteil aus den superelastischen Eigenschaften der Legierung mit Formerinnerungsvermögen zieht.
Selbst wenn eine Ni-Legierung aus 90% Ni-7% Cr-1% Al, eine Cu- Legierung aus 65% Cu-20,5% Ni-4% Sn-4% Pb-Zn oder eine Co- Legierung aus 41% Co-39,3% Ni-16,8% Cr-2,5% Mo anstelle von reinem Ni zur Herstellung des gold-plattierten Rundwalzdraht mit Formerinnerungsvermögen verwendet wird, um einen Ziergegenstand wie einen Brillenrahmen oder dergleichen herzustellen, gibt es kein bestimmtes Problem.
Wenn auch die goldplattierte Legierung mit Formerinnerungsvermögen mit Gold oder Gold-Legierung plattiert wird, kann das Gold oder die Gold-Legierung durch Edelmetalle wie Silber, Palladium, Platin oder ihre Legierungen ersetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert sich die Bindungskraft an der Grenzfläche der Legierung mit Formerinnerungsvermögen und dem Außenschicht-Material, was die Verarbeitbarkeit erhöht, da die Legierung mit Formerinnerungsvermögen für das Kernmaterial verwendet wird, und Ta, Nb oder ihre Legierungen zwischen dem Kemmaterial und dem Außenschicht-Material angeordnet werden. Insbesondere durch das Dazwischenlegen von Ta ist der plattierte Rundwalzdraht fähig, verschiedenen komplexen Verarbeitungen standzuhalten, wenn er zu einem Ziergegenstand wie einem Brillenrahmen verarbeitet wird, da die intermetallische Verbindung, die an der Grenzfläche von Ta gebildet wird, bezüglich der Korrosionsbeständigkeit überlegen ist.
Der Grund für die Verbesserung der Verarbeitbarkeit, die sich aus dem Dazwischenlegen von Ta, Nb oder deren Legierungen ergibt, ist der folgende:
Gute Verarbeitbarkeit bedeutet, daß kein Aufheben der Bindung, keine Hohlräume, usw. an der Bindungsgrenzfläche auftreten, wenn der plattierte Rundwalzdraht der plastischen Verarbeitung wie dem Verfahren des Verstreckens, der Verarbeitung zu einer Fassung, der Verarbeitung zu einem Bügel oder dergleichen, und mechanischer Verarbeitung wie Schneiden, Schleifen oder Polieren und Löten, falls notwenig, unterworfen wird. Sie bedeutet, daß das Material mit geringer Verarbeitbarkeit wertlos ist, da sich das ablösende Teil, das sich während der Verarbeitung bildet, nicht der vorbestimmten Größe oder Form anpassen kann.
Da darüber hinaus das Material innere Spannungen in unterschiedlichen Richtungen während des Verarbeitungszeitraums erhält, ist eine Bindungskraft an der Grenzfläche nötwenig, die den Spannungen standhält. Wenn die Bindungskraft gering ist, leitet schon eine geringe Verarbeitung ein Aufheben der Bindung an der Bindungsgrenzfläche ein. Deshalb wird eine Verarbeitbarkeit als gut angesehen, wenn die Bindungskraft an der Grenzfläche stark ist.
Ta, Nb oder deren Legierungen sind Metalle mit einem hohen Schmelzpunkt und überlegener Kaltverarbeitbarkeit, ohne daß eine intermetallische Verbindung bei dem Binden durch Diffusion ,- was die Bindungskraft verringert - mit beinahe jeder Art von Metall gebildet wird. Deshalb gewährleisten Ta, Nb oder ihre Legierungen eine starke Bindungskraft, wenn sie an beinahe jede Art von Metall gebunden werden.
Der Umfang der Erfindung ist eher durch die beigefügten Ansprüche als durch die sie vorangehende Beschreibung definiert.

Claims

1. Ein plattierter Runddraht, umfassend:

einen Kern aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen, wobei die besagte Legierung mit Formerinnerungsvermogen eine Ni-Ti-Legierung ist;

eine Außenschicht als Ummantelung des Kerns aus einem Metall anderer Art als der Legierung mit Formerinnerungsvermögen;

eine Zwischenschicht zwischen dem Kern und der Außenschicht, wobei die besagte Zwischenschicht aus Ta,

einer Ta-Legierung, Nb oder einer Nb-Legierung besteht; und bei dem die Querschnittfläche des Außenschicht nicht größer ist als 30 % der Querschnittfläche des gesamten plattierten Runddrahts.

2. Ein plattierter Runddraht nach Anspruch 1, bei dem die besagte Außenschicht aus einem der folgenden Werkstoffe besteht: reinem Ti oder einer Ti-Legierung; reinem Ni oder einer Ni-Legierung; rostfreiem Stahl; einer Cu-Legierung.

3. Ein plattierter Runddraht nach Anspruch 1, bei dem die besagte Außenschicht aus einem Edelmetall besteht, und zwar vorzugsweise einem der folgenden Metalle: Gold oder Goldlegierung; Silber oder Silberlegierung; Palladium oder Palladiumlegierung; Platin oder Platinlegierung.

4. Ein plattierter Runddraht nach Anspruch 1, bei dem die besagte Außenschicht aus einer Co-Legierung besteht.

5. Ein plattierter Runddraht nach Anspruch 1, bei dem die besagte Außenschicht aus einer ersten aus Edelmetall gefertigten Schicht und einer zweiten aus einem Metall anderer Art als dem der ersten Schicht gefertigten Schicht besteht.

6. Ein plattierter Runddraht nach Anspruch 5, bei dem das besagte Edelmetall eines der folgenden Metalle ist: Gold oder Goldlegierung; Silber oder Silberlegierung; Palladium oder Palladlumlegierung; Platin oder Platinlegierung.

7. Ein plattierter Runddraht nach Anspruch 5, bei dem die zweite Schicht der Außenschicht aus einem der folgenden Metalle besteht: reinem Ni oder einer Ni- Legierung; einer Cu-Legierung; einer Co-Legierung.

8. Ein Ornament unter Verwendung des plattierten Runddrahts nach einem der vorstehenden Ansprüche.