JPH06202047A - 眼鏡フレ−ム用複合材 - Google Patents

眼鏡フレ−ム用複合材

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JPH06202047A
JPH06202047A JP20963792A JP20963792A JPH06202047A JP H06202047 A JPH06202047 A JP H06202047A JP 20963792 A JP20963792 A JP 20963792A JP 20963792 A JP20963792 A JP 20963792A JP H06202047 A JPH06202047 A JP H06202047A
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JP
Japan
Prior art keywords
alloy
brazing
composite material
rim
composite
Prior art date
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Pending
Application number
JP20963792A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Nakasuji
和行 中筋
Masaki Takashima
昌樹 高島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Special Steel Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sanyo Special Steel Co Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Special Steel Co Ltd, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority to JP20963792A priority Critical patent/JPH06202047A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 軽量であって耐食性にも優れており、また肌
への馴染み性も良好なTi又はTi合金の特性を生かしつ
つ、ろう付に起因した "リム切れ" を発生することのな
いTi又はTi合金製眼鏡フレ−ム用材料を提供する。 【構成】 眼鏡フレ−ム用材料を、Ti又はTi合金から成
る芯材11と、Tiよりも融点の高い高融点金属から成る中
間材12と、Ti又はTi合金から成る外層材13とによって構
成され、かつ前記各層間が拡散接合されて成る複合材10
構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、軽量であって加工
性,耐食性にも優れ、かつろう付時における材質劣化の
極めて少ない眼鏡フレ−ム用複合材に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術とその課題】近年、眼鏡フレ−ム用材料とし
ては“メタル(金属)”がその主流を占めるようになっ
てきたが、このようなメタル製眼鏡フレ−ムは、図3の
斜視図で示す如く、レンズを固定するリム部1,1 を連結
するブリッジ部2、リム部1,1 を顔面に保持するテンプ
ル部3,3 、及びリム部1とテンプル部3とを連結する蝶
番4,智5等から構成されるのが一般的である。そし
て、上記眼鏡フレ−ムを製造する場合には、素材線から
スウェ−ジング,圧延或いはプレス等の冷間加工によっ
てリム部1,1 、ブリッジ部2、テンプル部3,3 等を所定
の形状,寸法に成形加工,機械加工した後、これらをろ
う付にて連結し組み立てを行っている。
【0003】ところで、最近、金属材料の中でも特にチ
タン(Ti)の軽量性や耐食性が着目されるようになり、Ti
又はTi合金を適用した眼鏡フレ−ム用材料の需要が急増
している。ただ、Ti又はTi合金は他の金属と比べて“ろ
う付性" や "表面処理性" 等の点で劣ることから、眼鏡
フレ−ム用材料として適用する場合には、前記欠点を補
うべく、他の金属と複合させた“複合材”の形態で用い
るのが一般的であった。
【0004】そして、これらの複合材としては、例えば
次のようなものが知られている。 a) 特公昭61−40294号公報に記載されている如
き「Ti又はTi合金製の芯材をニッケル(Ni)合金で被覆し
た二層構造の複合材」→これは、Ti又はTi合金製の芯材
に外層材として“前記Ti基金属と調和した加工性を有す
るNi合金”を被覆し、Ti基金属の軽量性とNi合金の優れ
たろう付性,メッキ性,表面光沢とを兼ね備えた材料を
目指したものである。
【0005】b) 特開昭63−78741号公報に記載
されている如き「Ti又はTi合金製の芯材をニオブ(Nb)か
ら成る中間層を介してNi又はNi合金外層で被覆した三層
構造の複合材」→これは、上述したTi系金属/Ni合金二
層複合材の場合と同様、Ti又はTi合金の軽量性とNi又は
Ni合金の優れたろう付性やメッキ性との兼備を目論んだ
材料であるが、更に、この種の材料に指摘された「熱処
理やろう付時の熱影響で起きるNiの拡散により芯材/外
層界面に金属間化合物の脆弱層が形成される」との不都
合をNb中間層を設けることで防ぎ、界面強度の劣化防止
を図ったものである。
【0006】このように、外層材がNi基合金である複合
材の場合は、通常の銀ろう(ろう付温度:650〜85
0℃)を用いて容易にろう付が行えるので、特殊な技術
が必要であったTi又はTi合金同士のろう付によることな
く眼鏡フレ−ムの組み立てが可能であった。
【0007】しかしながら、これら複合材は外層材にNi
含有金属が適用されるので眼鏡フレ−ム用としては比重
が大きくなり、芯材に使用したTiの軽量特性が十分に生
かし切れないという問題がある上、Niが肌に合わずに
“肌荒れ”を起こす場合のあることも指摘されていた。
【0008】そこで、ろう付技術や表面処理技術の急速
な進歩により“TiやTi合金同士のろう付”或いは“Ti,
Ti合金の効果的な表面処理”も比較的容易に行えるよう
になったことを背景として、Ti又はTi合金単体の材料同
士をろう付して眼鏡フレ−ムを組み立てる試みがなされ
た。このTi又はTi合金同士のろう付はTi−Cu系,Ti−Cu
−Ni系又はTi−Cu−Ni−Zr系成分のろう材を用いて行な
われるが、その際、ろう付温度は900〜1100℃で
実施される。ところが、ろう付時の温度が上述の如き9
00℃以上の高温になると、Ti又はTi合金製のリム部が
ろう付部付近から破断( "リム切れ" と呼ぶ)する事故
が起きがちであることが明らかとなった。
【0009】もっとも、作業性や仕上がりの点で問題は
あるものの、以前には溶接接合でTi又はTi合金製眼鏡フ
レ−ムの組み立てが行われたこともあったが、この場合
にも高温に加熱された溶接部やその周辺部で強度低下が
生じたことから、その防止のため、強度の高いTi基合金
を芯材としてその表面にTi製鞘材をクラッドした二層構
造の複合材が提案されている(特開昭63−76775
号公報)。そして、この複合材は、ろう付を行った場合
の“ろう付部での強度低下”に対しても抵抗性を有して
いることが認められた。しかし、このような複合材を用
いたとしても、実際にはTi又はTi合金単体の材料で製作
された眼鏡フレ−ムの場合と同様、前記 "リム切れ" の
事故を十分に防止することはできなかった。
【0010】このようなことから、本発明が目的とした
のは、軽量であって耐食性にも優れており、また肌への
馴染み性も良好なTi又はTi合金の特性を生かしつつ、ろ
う付に起因した "リム切れ" を発生することのないTi又
はTi合金製眼鏡フレ−ム用材料を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究を行ったところ、Ti又はTi合金製
眼鏡フレ−ムの "リム切れ" は次の2点が主原因となっ
て起きるとの結論に達した。 1) リム加工時にリム線の内部に割れが発生すると、こ
の内部割れを起点として割れが進展する場合があり、こ
れが "リム切れ" にまで達する。 2) ろう付時にろう付部が異常に(1000℃以上に)
加熱される時があり、これによって材料表面に粒界割れ
が発生しその粒界割れ部にろう材が溶け込むと、ろう材
に含まれるCuがTiと共晶反応を起こして(CuとTiとの共
晶反応は875℃で起きる)加速度的に割れが進展し、
これが "リム切れ" にまで達する。そして、この内、前
者(第1の原因)についてはリム線加工工程での軟化熱
処理を適正に調整することで解決できることが分かった
が、後者(第2の原因)については加工条件等の調整の
みで解決できる有効な手段が見つからなかった。
【0012】そのため、本発明者等は第2の原因への対
策について検討を続けた結果、「この共晶反応による割
れの進展を抑えるには、眼鏡フレ−ム素材たるTi又はTi
合金材の表層と芯部間に“中間材”として“Tiよりも融
点の高い高融点金属”を介在させておくことが有効であ
る」という知見を得るに至った。
【0013】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたものであり、「眼鏡フレ−ム用材料を、 図1とし
て断面図例を示したように、 Ti又はTi合金から成る芯材
11と、 Tiよりも融点の高い高融点金属から成る中間材12
と、 Ti又はTi合金から成る外層材13とによって構成さ
れ、 かつ前記各層間が拡散接合されて成る複合材10とし
た点」に大きな特徴を有している。
【0014】ここで、芯材或いは外層材としてのTi又は
Ti合金としては、工業用純Ti、或いは“Tiを主成分とし
Al,V,Mn,Fe,Cu,W,Zr,Sn等の合金成分の1種又
は2種以上を含む合金”を例示することができる。な
お、外層材と芯材との組み合わせは、純Tiと純Ti,Ti合
金とTi合金,純TiとTi合金、又はその逆、更には純Tiと
Ti合金において異なる材質であっても何ら構わないこと
は言うまでもない。また、中間材として用いる高融点金
属は、Tiよりも融点の高い金属(好ましくは融点が20
00℃以上の金属)であれば格別な制限はないが、加工
性を考慮するとNb,モリブデン(Mo)及びタンタル(Ta)が
望ましく、更にTiとの拡散接合界面での接合性や耐食性
等を考慮するとTa,Nbがより望ましいと言える。
【0015】そして、上記複合材は、例えば下記方法に
て製造することができる。即ち、Ti又はTi合金棒材等の
表面に高融点金属(例えばTa)を中間材として被覆し、
これをTi又はTi合金管材等に挿入して複合素材を製作し
た後(後述する図3を参照)、この複合素材を適当な温
度に加熱して熱間圧延又は熱間押出し等の熱間加工を施
し、更に目標とする寸法まで抽伸,伸線等の冷間加工を
施す方法である。
【0016】
【作用】さて、眼鏡フレ−ム材としてTi又はTi合金をそ
のまま適用すると“リム切れ”が多発していたが、前述
したように、これはろう付作業時の加熱温度がばらつく
結果として起きると考えられる。つまり、ろう付時の加
熱温度バラツキが異常加熱となって材料表面の粒界割れ
を誘い、この粒界割れ部にろう材が溶け込んでろう材中
のCuと眼鏡フレ−ム材のTiとが共晶反応を起こして割れ
を加速度的に進展させる訳である。それ故、ろう材中の
Cuと眼鏡フレ−ム材のTiとの共晶反応によるこの“割れ
の進展”を如何に抑制できるかが、“リム切れ”発生を
防止する上でのポイントとなる。
【0017】しかるに、本発明に係る眼鏡フレ−ム用複
合材は、Ti又はTi合金の芯材と外層材との間にTiよりも
融点の高い高融点金属を中間層として介在させ、これら
各層を拡散接合して成るものである。このように、高融
点金属を中間層として介在させておくと、ろう付時の異
常加熱によって発生した割れの進展がこの中間層のとこ
ろで止まり、それを越えての割れ進展が効果的に防止さ
れる。
【0018】しかも、この中間層は、非常に薄くても割
れの進展を抑える十分な効果を発揮するのでTi又はTi合
金を適用した眼鏡フレ−ム材の軽量性を損なうことはな
く、また薄い中間層を間に各層が拡散接合によって強固
に接合されているので加工性も良好である。また、肌に
接する外層が肌と良く馴染むTi又はTi合金で構成されて
いるため、本発明材で作られた眼鏡フレ−ムは肌荒れを
起こすことがない上、耐食性にも優れる。
【0019】続いて、本発明を実施例に基づいて更に詳
しく説明する。
【実施例】まず、眼鏡フレ−ム用複合材を製造するため
の素材として、外層材用に「純Ti(JIS2種)管」
を、芯材用に「Ti−10%Zr合金丸棒」を、そして中間材
用には「純Ta箔及び薄板」を準備した。そして、機械加
工にて表1に示す寸法に外層材及び芯材を仕上げ、脱脂
・清浄した芯材に脱脂・清浄したTa箔又は薄板を巻き付
け、これを脱脂・清浄した外層材に挿入した後、その両
端に脱脂・清浄した直径:49.9±0.1mm,厚さ:5.0mm の
Ti製円板を嵌め込み、 4.0×10-4Torrの真空チャンバ−
内で外層材とTi製円板とを全周密閉溶接して、長さが5
00mmの4種類の複合素材を組み立てた。図2は、この
複合素材20の組み立て状態を説明する概念図であり、外
層材たる純Ti管21内に、中間材としての純Ta箔又は薄板
22を巻付けたTi−10%Zr合金丸棒23の芯材を挿入し、そ
の両端に円板状のTi製蓋24, 24を溶接して密閉した状況
を示している。
【0020】
【表1】
【0021】次に、これらの複合素材を加熱炉で900
℃に加熱した後、パスライン周りに3個のコ−ン型ロ−
ルを有する傾斜圧延機にて外径21mmφにまで縮径圧延
を施し、各接合面が拡散接合した複合棒材とした。続い
て、これらの複合棒材を矯正機にて矯正した後、センタ
−レスグラインダ−で外削して外径を20mmφに整え
た。そして、冷間減面率75%以下の範囲でのダイス伸
線と550℃の軟化熱処理を繰り返しながら外径を縮径
し、外径:1.8mmφの細径複合線材とした後、更にリム加
工を施してリム線コイルを得た。
【0022】ところで、外径が 1.8mmφでの複合線材に
おけるTa中間材の厚さは、表2に示したように、材料N
o.2では 1.5μm厚、材料No.3では 4.4μm厚、材料No.
4では14.6μm厚であった。
【0023】
【表2】
【0024】次いで、このようにして得られたリム線コ
イルを用いて眼鏡フレ−ムのリムを各100個製作し、
ろう付テストを行った。この際、ろう材としてはTi−Cu
系成分のものを用い、ろう付温度が1150〜1200
℃となるように制御してろう付けを行った。このテスト
における“ろう付部不良(割れの進展)発生個数”を前
記表2に併せて示した。
【0025】表2に示される結果からも、高融点金属で
あるTaの中間材を用いない場合には95%の率でろう付
不良が発生するのに対して、Taを中間材として介在せし
めることによってその不良率を激減させ得ることが分か
る。そして、Ta層厚が薄い場合にはろう付不良が若干発
生するが、その厚さが或る程度以上になると完全にろう
付不良を抑制できることが分かる。また、リム線の横断
面につき、接合界面全周を電子顕微鏡にて観察を行った
ところ、ボイド等の接合不良は何ら認められなかった。
更に、折り曲げテスト及びペンチによる切断テストを行
ったところ、接合界面での剥離は観察されず、接合界面
の接合強度が優れていることが確認できた。これより、
上述のようにして得られた複合線材は、接合性及び接合
強度にも優れていることが分かる。
【0026】なお、以上は中間材としてTaを適用したも
のの試験例であるが、Taに代えてNbを用いて複合線材を
製作し同様のろう付テストを行ったときも、ほぼ同じ結
果が得られた。
【0027】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、軽量であって耐食性や肌への馴染み性にも優れてお
り、また高温加熱に起因する "リム切れ" をも防止した
Ti又はTi合金製眼鏡フレ−ム用材料を提供できるなど、
産業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明眼鏡フレ−ム用複合材に係る断面構造例
の説明図である。
【図2】本発明眼鏡フレ−ム用複合材を製造するために
組み立てられた複合素材例の断面状況説明図である。
【図3】一般的なメタル製眼鏡フレ−ムの斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 リム部 2 ブリッジ部 3 テンプル部 4 蝶番 5 智 10 複合材 11 芯材 12 中間材 13 外層材 20 複合素材 21 外層材 22 中間材 23 芯材 24 蓋
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来技術とその課題】近年、眼鏡フレ−ム用材料とし
ては“メタル(金属)”がその主流を占めるようになっ
てきたが、このようなメタル製眼鏡フレ−ムは、図
斜視図で示す如く、レンズを固定するリム部1,1 を連結
するブリッジ部2、リム部1,1 を顔面に保持するテンプ
ル部3,3 、及びリム部1とテンプル部3とを連結する蝶
番4,智5等から構成されるのが一般的である。そし
て、上記眼鏡フレ−ムを製造する場合には、素材線から
スウェ−ジング,圧延或いはプレス等の冷間加工によっ
てリム部1,1 、ブリッジ部2、テンプル部3,3 等を所定
の形状,寸法に成形加工,機械加工した後、これらをろ
う付にて連結し組み立てを行っている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたものであり、「眼鏡フレ−ム用材料を、 図とし
て断面図例を示したように、 Ti又はTi合金から成る芯材
11と、 Tiよりも融点の高い高融点金属から成る中間材12
と、 Ti又はTi合金から成る外層材13とによって構成さ
れ、 かつ前記各層間が拡散接合されて成る複合材10とし
た点」に大きな特徴を有している。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的なメタル製眼鏡フレ−ムの斜視図であ
る。
【図2】本発明眼鏡フレ−ム用複合材に係る断面構造例
の説明図である。
【図3】本発明眼鏡フレ−ム用複合材を製造するために
組み立てられた複合素材例の断面状況説明図である。
【符号の説明】 1 リム部 2 ブリッジ部 3 テンプル部 4 蝶番 5 智 10 複合材 11 芯材 12 中間材 13 外層材 20 複合素材 21 外層材 22 中間材 23 芯材 24 蓋

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン又はチタン合金から成る芯材と、
    チタンよりも融点の高い高融点金属から成る中間材と、
    チタン又はチタン合金から成る外層材とによって構成さ
    れ、かつ前記各層間が拡散接合されて成ることを特徴と
    する眼鏡フレ−ム用複合材。
JP20963792A 1992-07-14 1992-07-14 眼鏡フレ−ム用複合材 Pending JPH06202047A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20963792A JPH06202047A (ja) 1992-07-14 1992-07-14 眼鏡フレ−ム用複合材

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20963792A JPH06202047A (ja) 1992-07-14 1992-07-14 眼鏡フレ−ム用複合材

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JPH06202047A true JPH06202047A (ja) 1994-07-22

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ID=16576092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20963792A Pending JPH06202047A (ja) 1992-07-14 1992-07-14 眼鏡フレ−ム用複合材

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100407620B1 (ko) * 1999-10-12 2003-12-01 베르켄호프 게엠베하 반제품, 특히 안경테용 와이어 반제품

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100407620B1 (ko) * 1999-10-12 2003-12-01 베르켄호프 게엠베하 반제품, 특히 안경테용 와이어 반제품

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