【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明はめがねフレームやネクタイピン等の装
飾品等を成形する為の材料として用いられる複合
材に関し、詳細には接合強度、ろう付け性、再ろ
う付け性、耐食性等に優れた貴金属クラツドTi
又はTi合金複合材に関するものである。
［従来の技術］
金や銀等の貴金属類な装飾品等の素材として珍
重されているが高価であることに鑑み通常はこれ
ら貴金属よりも安価で且つ加工性の良い金属を芯
材として該芯材の表面に貴金属を被覆し複合材と
なしたものが多く供給されている。この様に異種
金属が接触するところでは、電位の低い方の金属
がアノードとなりその際の電位差が大きいほど腐
食が促進されるという傾向がある。
Ti及びTi合金（以下単にTi等ということがあ
る）は貴金属との電位差が少なく上記芯材として
汎用されているが、貴金属に比べて加工性が低く
且つその差がかなり大きい為加工中に表面材に傷
が入り易く、またTi等と貴金属との金属間化合
物が生成する結果、接合強度や耐食性が劣化しろ
う付け性や再ろう付け性が困難であるという欠点
があつた。
そこで貴金属との間で金属間化合物を生成し難
いNi或はNi合金（以下単にNi等ということがあ
る）やNbを中間層として用いた改良複合材が用
いられている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしNi等を中間層として用いたものはNi等
がTi中に拡散し易く、接合界面強度を劣化させ
るという問題があり、一方中間層にNbを用いた
ものは接合強度、耐食性等の点で優れたものであ
つたが、ろう付け条件が煩雑であり従来技術では
特に再ろう付けが十分にできないという欠点があ
つた。
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたもので
あつて接合強度、ろう付け性、再ろう付け性、耐
食性等の優れた貴金属クラツドTi又はTi合金複
合材の提供を目的とするものである。
［問題点を解決する為の手段］
本発明はTi又はTi合金からなる芯材表面にNb
被覆層、Ni又はNi合金被覆層、貴金属被覆層を
順次積層形成したものであることを要旨とするも
のである。
［作用］
本発明は上述の様に構成されるが要はTi等を
芯材とし貴金属を表面層とする複合材において、
その中間層としてNbやNi等をうまく配置するこ
とにより性能の優れた複合材を得ることが可能と
なつたものである。即ちNbはNi等がTi等の中に
拡散するのを抑制する作用があるが上記構成にお
いてはTi等とNi等の間に中間層としてNbが介在
しているのでTi等の中へNi等が拡散することが
防止される結果、Niの拡散による界面強度の劣
化を招くことがない。更にNiとNb及びNiと貴金
属の接合も良好である為この点からも接合強度が
良好な状態に維持される。またNiはろう付け性
が良好であり、ろう付け部にろう材強度以上の力
が加えられた場合は、ろう材部に剥離が生じるの
で同一場所に再ろう付けが可能である。
本発明の複合材は例えば下記の様にして製造さ
れる。
Ti等からなる芯材の表面にNbを被覆し、該
Nb層の表面にNi等を被覆し、更に該Ni層の表面
に貴金属を被覆して複合ビレツトを作成し、有害
な合金層が形成されない適当な温度で前記複合ビ
レツトを熱間静水圧押出しした後所定寸法まで引
抜き加工等の塑性加工を施す。
［実施例］
Ti芯材の外側にNbを、その外側にNiを、更に
その外側に貴金属を夫々被覆したビレツトを製作
した。
第１図は、ビレツトの断面構造を示す概略説明
図である。第１図において、断面円形のTi芯材
１（外径：65mm〓）の半径方向外側にはNb中間層
２（厚み：0.5mmt）を円筒状に形成し、更に中間
層２の半径方向外側にNi中間層３（厚み：0.7mm
ｔ）を同様に形成し該中間層３の半径方向外側に
は貴金属層４（厚み：0.5mmt）を円筒状に形成し
た。貴金属層４の材料としては12K（Au：50％、
Ag：９％、Cu：35％、Pd：６％）金合金を用い
た。Ti芯材１、中間層２、中間層３及び貴金属
層４相互の間隙は0.1〜0.2mmとなる様に設定し、
Ti芯材１の軸線方向端部にはダミーブロツク５，
６を夫々配設し、該ダミーブロツク５，６に貴金
属層４の端部を溶接固定した。第１図に示した様
に組立てた状態で、脱気管７を介してビレツト内
の脱気を行ない（10-2Torr程度）、その後密封し
た。
このビレツトを650℃〜700℃の温度範囲で加熱
し、熱間静水圧押出し法によつて15mm〓の棒材に
押出した後、該棒材の表面及び中間層の健全性を
確認した。その後、その棒材を用い、引抜きダイ
スによつて各パス15〜20％の減面率で3.2mm〓にな
る用に仕上げ加工を行なつた。次いで同棒材に
500〜900℃の熱履歴を加えた後プレス機を用いて
厚み：20mmに扁平加工した。
次に比較材として上記実施例におけるTi芯材
と12K金合金の間に介在する中間層としてNb及
びNiのみをそれぞれ用いた12K／Nb／Ti材及び
12K／Ni／Ti材製作した。他の条件は実施例１
の場合と同じとした。
この様にして得た実施例及び比較例の試験材同
士を第２図に示す様にBAg−７でろう付けして
引張剪断試験片とし、ろう接部の引張剪断試験を
行なつた。
更に剪断剥離した試験片の剥離部を再度ろう付
けし剪断強度を測定した。第１表に破断強さ
［Kg／mm2］を示す。表中ａはろう付け部試験値、
ｂは再ろう付け部試験値を表わし、またｘは再ろ
う付けが不可能であつたことを表わす。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a composite material used as a material for molding decorative items such as eyeglass frames and tie clips, and in particular, the present invention relates to composite materials that are used as materials for molding decorative items such as eyeglass frames and tie clips, and in particular, have properties such as bonding strength, brazing properties, re-brazing properties, corrosion resistance, etc. Precious metal clad Ti with excellent properties
Or it relates to a Ti alloy composite material. [Prior Art] Precious metals such as gold and silver are prized as materials for ornaments, etc., but in view of their high price, metals that are cheaper and easier to work with than these precious metals are usually used as the core material. Many composite materials are available, with the surface of the material coated with precious metals. Where different metals come into contact in this way, the metal with a lower potential becomes the anode, and the greater the potential difference at that time, the more corrosion tends to be accelerated. Ti and Ti alloys (hereinafter simply referred to as Ti, etc.) have a small potential difference with precious metals and are widely used as the above core materials. The material is easily damaged, and as a result of the formation of intermetallic compounds between Ti and other precious metals, joint strength and corrosion resistance deteriorate, making brazing and re-brazing difficult. Therefore, improved composite materials are used that use Ni or Ni alloys (hereinafter simply referred to as Ni, etc.) or Nb as an intermediate layer, which do not easily form intermetallic compounds with noble metals. [Problems to be solved by the invention] However, in the case of using Ni etc. as the intermediate layer, there is a problem that Ni etc. easily diffuses into the Ti and deteriorates the strength of the bonding interface. Although this product had excellent bonding strength and corrosion resistance, it had the disadvantage that the brazing conditions were complicated and that the prior art could not perform sufficient re-brazing. The present invention has been made in view of these circumstances, and aims to provide a noble metal clad Ti or Ti alloy composite material with excellent bonding strength, brazing properties, rebrazing properties, corrosion resistance, etc. . [Means for Solving the Problems] The present invention provides Nb on the surface of the core material made of Ti or Ti alloy.
The gist is that a coating layer, a Ni or Ni alloy coating layer, and a noble metal coating layer are sequentially laminated. [Function] The present invention is constructed as described above, but the main point is that in a composite material having Ti etc. as a core material and a noble metal as a surface layer,
By skillfully arranging Nb, Ni, etc. as the intermediate layer, it has become possible to obtain a composite material with excellent performance. That is, Nb has the effect of suppressing the diffusion of Ni etc. into Ti etc., but in the above structure, Nb is interposed as an intermediate layer between Ti etc. and Ni etc., so Ni etc. do not diffuse into Ti etc. As a result, the interfacial strength does not deteriorate due to the diffusion of Ni. Furthermore, since the bonding between Ni and Nb and between Ni and the noble metal is good, the bonding strength is maintained in a good state from this point as well. In addition, Ni has good brazing properties, and if a force greater than the strength of the brazing material is applied to the brazing part, the brazing material will peel off, allowing re-brazing at the same location. The composite material of the present invention is manufactured, for example, as follows. The surface of the core material made of Ti etc. is coated with Nb.
A composite billet was prepared by coating the surface of the Nb layer with Ni, etc., and then coating the surface of the Ni layer with a noble metal, and the composite billet was hot isostatically extruded at an appropriate temperature at which no harmful alloy layer was formed. After that, plastic processing such as drawing is performed to the specified dimensions. [Example] A billet was manufactured by coating a Ti core material with Nb on the outside, Ni on the outside, and noble metal on the outside. FIG. 1 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of a billet. In Fig. 1, a Nb intermediate layer 2 (thickness: 0.5 mm) is formed in a cylindrical shape on the radially outer side of a Ti core material 1 (outer diameter: 65 mm) with a circular cross section, and Ni intermediate layer 3 on the outside (thickness: 0.7mm)
t ) was formed in the same manner, and a noble metal layer 4 (thickness: 0.5 mm t ) was formed in a cylindrical shape on the radially outer side of the intermediate layer 3. The material for the noble metal layer 4 is 12K (Au: 50%,
A gold alloy (Ag: 9%, Cu: 35%, Pd: 6%) was used. The gaps between the Ti core material 1, the intermediate layer 2, the intermediate layer 3, and the noble metal layer 4 are set to be 0.1 to 0.2 mm,
A dummy block 5 is installed at the axial end of the Ti core material 1.
6 were respectively disposed, and the ends of the noble metal layer 4 were welded and fixed to the dummy blocks 5 and 6. In the assembled state as shown in FIG. 1, the inside of the billet was degassed through the degassing pipe 7 (about 10 -2 Torr), and then sealed. This billet was heated in a temperature range of 650°C to 700°C and extruded into a 15 mm bar by hot isostatic extrusion, and the integrity of the surface and intermediate layer of the bar was confirmed. Thereafter, the bar was finished to 3.2 mm using a drawing die with an area reduction rate of 15 to 20% in each pass. Then the same bar
After applying a heat history of 500 to 900°C, it was flattened to a thickness of 20 mm using a press machine. Next, as comparison materials, a 12K/Nb/Ti material and a 12K/Nb/Ti material using only Nb and Ni as the intermediate layer interposed between the Ti core material and the 12K gold alloy in the above example and
Manufactured from 12K/Ni/Ti material. Other conditions are Example 1
The same is true for . The test materials of Examples and Comparative Examples thus obtained were brazed with BAg-7 to form tensile shear test pieces as shown in FIG. 2, and a tensile shear test was conducted on the brazed portions. Furthermore, the peeled portion of the test piece that had been peeled off by shearing was brazed again, and the shear strength was measured. Table 1 shows the breaking strength [Kg/mm 2 ]. In the table, a is the test value of the brazed part.
b represents the test value of the re-brazed portion, and x represents that re-brazing was impossible.
【表】【table】
【表】
〓Kg／mm2〓
第１表から明らかな様に本発明材では500〜900
℃のすべての範囲で接合強度を有し剥離部を再ろ
う付けしても最初のろう付けの場合とほぼ同程度
の接合強度を保持していた。尚剥離は500〜900℃
のすべての場合において12K（ろう材）とNiの接
合部に生じた。
比較材１（12K／Nb／Ti）では500〜900℃のす
べての範囲で接合強度を有するが再ろう付けは不
可能であつた。剥離はいずれも12K（ろう材）と
Nbの接合部に生じた。
比較材２（12K／Nb／Ti）では600℃加熱まで
は良好な接合強度を有し且つ再ろう付けも可能で
あつた。剥離も12K（ろう材）とNiの接合部に生
じた。しかし700℃以上の加熱では接合強度が著
しく低下し剥離はNiとNiの接合部に生じた。再
ろう付けは不可能であつた。
［発明の効果］
本発明は以上の様に構成されているので接合強
度ろう付け性、再ろう付け性及び耐食性の優れた
貴金属クラツドTi又はTi合金複合材が実現でき
た。[Table] 〓Kg/mm 2 〓
As is clear from Table 1, the inventive material has a
The bonding strength was maintained over the entire temperature range, and even after the peeled portion was re-brazed, the bonding strength remained almost the same as the initial brazing. Peeling is at 500 to 900℃.
In all cases, this occurred at the joint between 12K (brazing metal) and Ni. Comparative material 1 (12K/Nb/Ti) had bonding strength over the entire temperature range of 500 to 900°C, but re-brazing was not possible. All peeling is done with 12K (brazing metal).
Occurred at the Nb junction. Comparative material 2 (12K/Nb/Ti) had good bonding strength up to 600°C and was able to be re-brazed. Peeling also occurred at the joint between 12K (brazing metal) and Ni. However, when heated above 700℃, the bond strength decreased significantly and peeling occurred at the Ni-Ni bond. Re-brazing was not possible. [Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, a noble metal clad Ti or Ti alloy composite material having excellent bonding strength, brazing properties, rebrazing properties, and corrosion resistance can be realized.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明に従つて構成されるビレツトの
構造を示す概略説明図、第２図は剪断試験を行な
う為のろう付けの状態を示す説明図である。
１……芯材（Ti）、２……中間層（Nb）、３…
…中間層（Ni）、４……貴金属、８……複合材、
９……ろう付け部。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a billet constructed according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the state of brazing for conducting a shear test. 1...Core material (Ti), 2...Intermediate layer (Nb), 3...
...Intermediate layer (Ni), 4...Precious metal, 8...Composite material,
9...Brazing part.