JPH026086A - 貴金属クラッドチタン線材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はチタン（Ｔｉ）又はチタン（Ｔｉ）基金金製の
芯材を金又は銀等の貴金属で被覆してなる貴金属クラッ
ドチタン線材の製造方法に関するものである。

〔従来技術〕

金、銀、又はこれらの合金等の貴金属は、装飾品、或い
は美術工芸品等の材料、又は被覆材料として用いられて
いる。ここで金、又は銀を被覆材料として使用する場合
には、比較的安価な金属材料（芯材）の表面に貴金属を
被覆した複合材として供給されている。このような複合
材において用いられる芯材としては、貴金属が剥離した
場合に、美観が損なわれないように、例えばステンレス
鋼、洋白、Ｎｉ−Ｃｒ合金等が用いられてきた。

しかしながら、このような複合材は、永年使用している
うちに点食を生じるという欠点があり、これを解決する
為に、Ｔｉ又はＴｉ５ｉ金（以下、Ｔｉという）の表面
に貴金属メツキを施したり、１０〜２０ｕｍの貴金属箔
を被覆する方法（特開昭５５−７１５４７号）が提案さ
れた。ところが、この方法では、Ｔｉ表面と貴金属との
接合強度が十分でな（、そこで、貴金属メツキ性に優れ
たＮｌ、Ｃ１１％又はこれらの合金にて被覆した複合線
材を用いて貴金属メツキする方法もあるが、やはり、永
年使用によって貴金属のメツキが剥離するという問題が
あり、依然、貴金属との接合強度という点では十分では
なかった。

上述の如く貴金属を被覆する複合材においては、貴金属
と芯材との接合強度を改善する必要があり、その為の提
案が特開昭６１−４３７１７号及び特開昭６２−２１２
１３８号等になされている。前者は、芯材がＴｉ、外層
材が貴金属から成るビレットを製作した後、熱間静水圧
押出しにて芯材と外層材とを拡ＩＦＩ接合させ、ダイス
伸線、メガネ部品への塑性加工を行うものであり、後者
は、中間層にＮｂを用いるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記の従来例においては、接合界面の接合強
度という点では、優れた方法であるが、熱間静水圧押出
しを行うことによって貴金属層の厚みが円周方向及び長
さ方向に不均一となり、また、熱間押出し時に用いる潤
滑剤により最外層の貴金属層に欠陥が発生する。貴金属
は高価である為、このような問題が発生するによって製
造コストが非常に高くなっていた。これを解決する方法
として、上記貴金属を更に炭素鋼、又は銅合金で被覆し
たビレットを製作して、熱間静水圧押出しを行うものが
提案されている（特開昭６２−３３０７９号）。

これは貴金属層を保護できるという利点はあるが、やは
り熱間静水圧押出しを行うので、貴金属層の厚みを均一
化するのは困難であり、また、ダイス伸線等の加工時に
は、外層材が剥離する等の不良がしばしば発生する。更
にこの方法では、複合ビレットを製作する場合に、貴金
属の管を用いることになるが、通常の金属材料と異なり
、貴金属管ではある程度寸法が限定されており、所望の
寸法の管を得るには専用の製造機が必要となる等、寸法
上の制約があり、それが複合ビレットの製作にも制約を
与えていた。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであって、本発
明者が既に提案している傾斜圧延によってクラッドチタ
ン線材を製造する方法（特願昭６２１６０４９１号）を
更に進めることによって貴金属層の厚みの均一化を図り
、全長に亘って接合強度に優れた良好な接合界面を有す
る高品質の貴金属タラソドチタン線材を、低コストに製
造する方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る貴金属タラソドチタン線材の製造方法は、
Ｔｉ又はＴｉ基会合金製芯材を貴金属の外層材にて被覆
してなる貴金属クラッドチタン線材の製造方法において
、前記芯材の周面に貴金属の口板を巻装したものをＮｒ
−Ｆｅ合金管に挿入し、冷間抽伸してクラッド素材を形
成する工程と、該クラッド素材を加熱し、３個以上のコ
ーン型ロールを有する傾斜圧延機にて芯材、貴金属層及
びＮｉ−Ｆｅ合金層を拡散接合させて複合材を形成する
工程と、該複合材を、冷間加工にて縮径して複合線材を
形成する工程と、該複合線材のＮｉ−Ｆｅ合金層を溶解
除去する工程とを含むことを特徴とする。

〔作用〕

Ｔｉ又はＴｉ基会合金製芯材は、これに貴金属の薄板が
巻装され、Ｎｉ−Ｆｅ合金管に挿入されて冷間抽伸され
、クラッド素材が形成される。クラッド素材は、傾斜圧
延されて芯材、貴金属層及びＮｉ−Ｐｅ合金層が拡散接
合され、複合材が形成される。複合材は冷間加工にて縮
径されて複合線材が形成され、これのＮｉ−Ｆｅ合金層
が溶解除去されることによって貴金属クラッドチタン線
材が形成される。

〔実施例〕 以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明方法による主要な製造工程を示すブロッ
ク図であり、まず、Ｔｉ又はＴｉ基会合金製芯材に貴金
属の薄板を巻装し、これをＮｉ−Ｆｅ合金製の管に挿入
して冷間合せ引き抽伸してクラッド素材を形成する工程
と、形成したクラッド素材を所定温度に加熱する工程と
、加熱したクラッド素材を３〜４個のコーン型ロールを
有する傾斜圧延機にて熱間延伸圧延して複合材を形成す
る工程と、形成した複合材の外径を冷間加工にて縮径す
る工程と、その最外層のＮｉ−Ｆｅ合金層を溶解除去す
る工程とを含む。

以下各工程について説明する。

１）冷間合せ引き抽伸工程 第２図は、冷間合せ引き抽伸の状態を示す模式図であり
、Ｔｉ又はＴｉ基合金製の芯材１１に金等の貴金属１２
を巻装したものをＮ＋Ｊｅ合金製の管１３に挿入し、こ
れを冷間合廿引き抽伸してクラッド素材１４を得る。こ
こでまず、貴金属に薄板を用いるのは１、薄板が貴金属
において製造し易いサイズ（厚さ０．２ｍａｘ幅１００
〜２００　ｍＷ）　　ごあり、その後の工程において拡
散接合する為５、管状のものでなくとも、継目の無い貴
金属層を形成できるからである。

そして、また巻装することによって種々のサイズの芯材
に適用できるようになると共に、薄板を多重に巻装する
回数を調節することによって容易に最終の貴金属層の厚
みを制御できるという利点もあり、更に螺旋状に巻装し
た場合には、クラッド素材を長尺化することも可能とな
るのである。

次にＮｉ−Ｆｅ合金管を用いる理由は、Ｎｉ−Ｆｅ合金
が比較的安価に入手でき、Ｎｉ含有量を３０〜４７％と
した場合に線膨張率をＴｉよりも小さくできる為であり
、これを用いることによって、その後の熱間延伸圧延す
る為の加熱工程において、芯材であるＴｉと、Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金管との間に隙間が発生ずるのを防止できるのであ
る。また、コベール合金と呼ばれる、２９％Ｎｉ−１６
％Ｃｏ　−Ｆｅ合金を使用しても良く、組成的には、上
記比率にＳｉｌＭｎ、ＡＩ、Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｂ等の微量元
素を含めて合計で１％以下、含有しても良い。

なお、Ｔｉ又はＴｉ基合金にはＴｉ単体又はこれを主成
分とし、ＴｉとＡ１１Ｖ、　Ｍｎ、、ＦｅＸＣｕ、　Ｍ
ｏＸＣｒ。

Ｗ等の成分の１種又は２種以上との合金を含むものであ
り、合金中のＴｉ含有量は９０％（重遣％、以下断らな
い限り同様とする）以上であることが好ましい。９０％
未満では比重が増加して軽金属としての特徴が損なわれ
るからである。

２）クラッド素材の熱間延伸圧延工程 冷間合せ引き抽伸工程にて得られたクラッド素材１４は
、これを所定温度に加熱した後、第３，４５図に示す如
き３個以上のコーン型ロールを有する傾斜圧延機を用い
て延伸圧延を行う。これは軸対称加工法であるので極力
外層材の肉厚変動を抑制できると共に接合界面の接合強
度を飛躍的に向上できる為であり、２個のロールを有す
る傾斜圧延機では、所謂マンネスマン破壊現象が生じ、
圧延材中心部に割れが発生するからである。更に前工程
の合せ引き抽伸から引き続いて熱間加工するには、熱間
圧延を採用する方が効率的である。つまり、従来例の熱
間静水圧押出しを行うと、クランド素材の両端部を蓋に
よって密閉する等の工程が必要となり、これによって製
造コストも上昇するのである。なお、傾斜圧延機として
は交叉型の傾斜圧延機を用いるのが望ましい。

第３図は本発明に使用する傾斜圧延機４による圧延状態
を示す正面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線による断
面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線方向からみた側面図で
ある。傾斜圧延機４はパスライン周りに臨んで３個のコ
ーン型ロール１，２．３を有し、３個のロール１．２．
３はクラッド素材１４の出側端寄りの位置にゴージ部１
ａ、２ａ、３ａを備え、ゴージ部１ａ、２ａ、３ａを境
にしてクラッド素材１４の入側は軸端に向けて漸次直径
を縮小され、また出側は拡大されて円錐台形をなす入口
面１ｂ、２ｂ、３ｂ及び出口面１ｃ、　２ｃ、　３ｃを
備えており、出口面１ｃ、　２ｃ、　３ｃはパスライン
との距離をゴージ部１ａ＋２ａ、３ａとパスラインＸ−
Ｘとの距離に一致させである。

このようなコーン型のロールＬ、２．３はいずれもその
入口面１ｂ、２ｂ、３ｂをクラッド素材１４の移動方向
上流側に位置させた状態とし、また軸心線ＹＹと、ゴー
ジ部１ａ、２ａ、３ａを含む平面との交点Ｏ（以下ロー
ル設定中心という）を、クラッド素材１４のパスライン
ｘ−Ｘと直交する同一平面上にてバスラインＸ−Ｘ周り
に略等間隔に位置せしめて配設されている。そして各ロ
ール１．　２．　３の軸心％’Ｊ　Ｙ　−Ｙはロール設
定中心０回りに、クラッド素材１４のパスラインＸ−Ｘ
との関係において第３゜４図に示すように前方の軸端が
パスラインＸ−Ｘに向けて接近するよう交叉角Ｔだけ交
叉（傾斜）せしめられ、且つ第４図、第５図に示すよう
に前方の軸端がクラッド素材１４の周方向の同じ側に向
けて傾斜角βだけ傾斜せしめられている。

交叉角Ｔ及び傾斜角βは０°くγ＜１５°、３６〈β〈
２０°及び５６〈γ＋β＜３０°を満足するように設定
する。

各ロール１，２．３は図示しない駆動源に連繋されてお
り、第４図に矢符で示す如く同方向に回転駆動され、こ
れらのロール間に噛み込まれた熱間のクラッド素材１４
はその軸心線周りに回転駆動されつつ軸長方向に移動さ
れる、所謂螺進移動せしめられつつ延伸圧延される。

クラッド素材１４はロール間を螺進移動せしめられる間
に、第４図に示す如くロールバイト部Ａにて外径を絞ら
れて、例えば最大減面率が８０〜９０％の高圧下を受け
、クラッド素材１４の圧下面Ｂが円錐台形状に成形され
た後、ゴージ部１ａ、２ａ、３ａ、出口面１ｃ、　２ｃ
、　３ｃにて所定外径の断面円形の複合材１５に加工さ
れる。

３）冷間外径絞り工程 前工程の熱間傾斜延伸圧延においては、外径の絞り径に
制限（１０ｍｍ）があり、これ以下に縮径するには圧延
速度が急激に低下してしまう為、冷間加工にて外径を絞
るようにしである。冷間にて行うのは、金属間化合物層
の成長を抑制する為である。

第６図はダイスを用いた冷間伸線状態を示す模式図であ
り、熱間延伸圧延工程にて得られた複合材１５を冷間伸
線することによって複合線材１６を得る。ここでダイス
伸線は、軸対称加工法であるので、加工中の各層の厚み
の変動を極力抑えることが可能であり、また複合材Ｉ５
はＮｉ−Ｆｃ合金層によって貴金属層が保護されている
ので、冷間加工中に貴金属が破損するのを防止できるの
である。

４）Ｎｉ−Ｆｅ合金除去工程 前工程にて得られた複合線材１６を酸洗し、最外層のＮ
ｉ−Ｆｅ合金層を溶解除去することによって貴金属層を
露出させ、貴金属クラッドチタン線材を得る。これは、
貴金属層が非常に薄い為、機械加工によってＮｉ−Ｆｅ
合金層を除去しようとすると、貴金属層まで除去してし
まう虞があり、また、貴金属は耐酸性に優れている為、
Ｎｉ−Ｆｅ合金層だけを容易に除去できるからである。

以上の如く、貴金属クラッドチタン線材が得られるので
あるが、貴金属と芯材のＴｉとの間には、Ｎｉｌを介在
させても何ら問題はない。即ち、Ｔｉの芯材に代えてＮ
ｉクラッドＴｉ材を用いてもよく、また、ＴｉにＮｉ箔
を巻装した後、貴金属を巻装しても良い。

〔数値例１〕 次に、本発明方法によって貴金属クラッドチタン線材を
得る過程につき具体的な数値例を掲げて説明する。まず
、芯材は、直径４０ｎ、長さ３００　＊＊の純Ｔｉ材を
用い、これの周面を脱脂・洗浄した後、ここに同じ（脱
脂・洗浄した厚さ０．２　ｍ、幅１５０１臘、長さ２５
２龍の１８に薄板を２重に巻装する。そしてこれを、脱
脂・洗浄した外径５２重重、内径４２龍、長さ４００１
■の４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金管に挿入し、孔径４８龍のダ
イスにて合せ引き抽伸を行い、クラッド素材を製作した
。純Ｔｉ材及び４２％Ｎｉ−Ｆｅ合会合材成分組成を第
１表に示す。

第１表 次に上記クラッド素材を７００°Ｃに加熱した後、３個
のコーン型ロールを有する交叉型の（頃斜圧延機を用い
、次に示す圧延条件にて傾斜圧延を行った。

〔傾斜圧延条件〕

交叉角γ：　３゜ （頃斜角β：１１゜ ロールゴージ部直径：１１７φ議 ロール材質ｚＳＣと４４０ ロール回転数：　８０ｒｐｍ 減面率４８０．９％（４８１φ−２１１＋１φ）（頃斜
圧延して得られたクラツド材を冷間にて１ダイス毎の平
均減面率を１５％として直径５ｍｍまでダイス伸線を行
った。次いで硝フッ酸く２０％硝酸と２％フッ酸との混
合）によって４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金材を酸洗して溶解除
去し、直径４．５鰭の１８にクラッドチタン線材を得た
。この後、更にダイスにて直径２．５鰭まで伸線を行っ
たが、１８にの貴金属層は剥離することなく、伸線状態
は良好であった。

〔数値例２〕 次に純Ｔｉ材に代えてＮｉクラッドＴｉ材を芯材に用い
て製作した。ＮｉクラッドＴｉ材はＴｉの直径３７ｍｍ
、Ｎｉの厚さ１．５鶴の外径４０１１■、長さ３００１
のものを使用し、Ｔｉの材質は数値例１と同様の純Ｔｉ
を用い、Ｎｉには純Ｎｉを用いた。他の条件は全く同じ
であり、熱間傾斜圧延によって直径を２１ｍ１とし、冷
間ダイス伸線にて直径５龍とした。更に硝フッ酸にて４
２％Ｎｉ−Ｆｅ合金材を溶解除去した後、ダイス伸線に
て直径を２．５ｍｍとしたｉこの場合においても１８に
の貴金属層は剥離することなく、良好な伸線状態の下で
１８にクラッドチタン線材が得られた。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては、貴金属の薄板をＴｉ
芯材に巻装したものをＮｉ−Ｆｅ合金管内に挿入して冷
間合せ引き抽伸し、その後、熱間傾斜圧延することによ
って芯材、貴金属層及びＮｉ−Ｆｅ合金層を拡散接合さ
せる。そして冷間にて外径を絞り、Ｎｉ−Ｆｅ合金層を
溶解除去して貴金属クラッドチタン線材を得ることとし
ている。これにより製造工程が簡略化でき、貴金属層の
厚みも均一となり、全長に亘って良好な接合強度が得ら
れ、製造コストの大幅な低減を図れる等、本発明は優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法における主要な製造工程を示すブロ
ック図、第２図は本発明方法における冷聞合せ引き工程
を示す模式図、第３図は本発明方法における傾斜圧延機
による熱間延伸圧延工程を示す正面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ線による断面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ
線による側面図、第６図は本発明方法における冷間外径
絞り工程を示す模式図である。 １．２．３・・・圧延ロール　ｌａ、２ａ、３ａ・・・
ゴージ部ｌｂ、２ｂ、３ｂ・・・人口面　１ｃ、２ｃ、
３ｃｍ出口面　１１　・・・芯材　１２・・・貴金属層
　１３・・・Ｎｉ−Ｆｅ合金管　１４・・・クラッド素
材　１５・・・複合材　１６・・・複合線材時　許　出
願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｔｉ又はＴｉ基合金製の芯材を貴金属の外層材にて
   被覆してなる貴金属クラッドチタン線材の製造方法にお
   いて、 前記芯材の周面に貴金属の薄板を巻装した ものをＮｉ−Ｆｅ合金管に挿入し、冷間抽伸してクラッ
   ド素材を形成する工程と、 該クラッド素材を加熱し、３個以上のコー ン型ロールを有する傾斜圧延機にて芯材、貴金属層及び
   Ｎｉ−Ｆｅ合金層を拡散接合させて複合材を形成する工
   程と、 該複合材を、冷間加工にて縮径して複合線 材を形成する工程と、 該複合線材のＮｉ−Ｆｅ合金層を溶解除去する工程と を含むことを特徴とする貴金属クラッドチタン線材の製
   造方法。