JPS601377B2

JPS601377B2 - メガネフレ−ム用Ｃｕ合金

Info

Publication number: JPS601377B2
Application number: JP14085081A
Authority: JP
Inventors: 卓郎岩村; 邦雄岸田; 忠雄寺尾
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1985-01-14
Also published as: JPS5842739A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、金色系にややピンク（薄赤）味を帯びた美
しい色調を有するとともに、すぐれた袷間加工性と高強
度および加熱に対する耐軟化性を保持するメガネフレー
ム用Ｃｕ合金に関するものである。

以前は、メガネといえば医療器具として取扱われていた
ものであるが、近年ではアクセサリーとしての要素が重
視されるようになり、そのデザインとともにフレーム素
材自体の色調に装飾的価値を求められるようになってき
ている。

このようなことから、メガネフレーム用金属材料に要求
される性質としては、その金属個有の色調が重要な要素
となっており、その他に、軽量を達成するためのフレー
ム薄肉化を可能とする高強度、そして、引抜き、圧延、
絞り、スウェージ等の袷間加工が容易に行なえるための
すぐれた冷間加工性、さらに、製造された各部品の組立
てを容易となすためのすぐれたろう付は性等も欠くこと
のできないものであった。

一般に、有色合金であるＣｕ合金は、合金元素の種類に
より多様に色調が変化するものであり、しかも、そのや
わらか味のある光沢ゆえに装飾用材料として好んで用い
られるものである。

そのうえ、銅合金は冷間加工性にも非常にすぐれており
、さらに、加工によってすぐれた強度を付与せしめうる
という性質を有しているものであることから、メガネフ
レームとして従来から使用されている金属材料でもあっ
た。従来、メガネフレームとして使用されていたＣｕ合
金としては、洋白および黄銅系のものがあげられるが、
このような合金を素材としたメガネフレームでは、ろう
付け時に高温にさらされる部分、特に蝶番やブロー智の
ろう付け部分が熱によって軟化して変形などの不具合を
生じたり、あるいはこのような不具合に対処して、前述
のような軟化しやすい部分の強度低下を重量増によって
補う必要があることが敬遠され、その使用が極端に減少
してきている。

そして、このような洋白および黄鋼系のメガネフレーム
材に代って、Ｎ基合金が金属製メガネフレーム材として
一般化してきた。Ｎ基合金は、軟化温度が高いのでろう
付けによる軟化が起り難く、また冷間加工性は銅系合金
よりも劣るが、すぐれた強度を有していることから、メ
ガネフレーム材として近年多用されるようになってきた
ものであるが、色調が白色系統のみに絞られるために種
々の使用者の好みを満足させ得ないという問題点を有し
ていた。

本発明者等は、上述のような観点から、任意の色調を現
出することができるとともに、冷間加工性にもすぐれ、
さらに、ろう付け作業によっても軟化することのない高
強度を有したメガネフレーム用金属材料を得べ〈、特に
、多様な色調の得られるＣｕ合金に着目し、メガネフレ
−ム材としてより優美な色調を有するとともに、ろう付
け時の加熱による軟化を生じないＣｕ合金を見出すべく
研究を行なった結果、以下｛ａ｝〜Ｗに示す知見を得た
のである。

すなわち、｛ａ｝ＣｕにＮｉを固溶させると、その量
の増大により、いわゆる銅色から白色味を帯びるように
なるが、そのＮｉ量を適切に選ぶと、Ｃｕ個有のやわら
か味のある色合を保持するとともに、これにさらにＳｎ
を合金化すると「極めて優美でやわらか味（暖か味）の
ある淡い赤味を帯びた金色の色合となり、繊細で美しい
色調を有する合金が得られること。

ｔｂ｝Ｃｕ合金中に、ＴｉまたはＳｊを添加し、さら
にＭｎ、ＦｅおよびＣｏの１種以上を添加すると、Ｔｉ
あるいはＳｉが遷移金属のＭｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉ
との相互作用により合金中に微細な金属間化合物粒子を
形成するので「これらの粒子による分散強化によって
強度の向上と耐軟化性の向上がはかられるのに加えて、
結晶粒の微細化作用による強度の向上が加算されること
、さらに、冷間加工後に高温に再加熱されると一般には
二次再結晶により結晶粒の粒大化を来たして強度の低下
を招くものであるのに、前記分散粒子が存在すると結晶
粒の粗大化が抑制され、粗大化に起因する強度低下が最
４・限に抑えられること。

｛ｃ｝前記の微細な金属間化合物の分酸粒子で、高温
の熱間加工温度（８００〜９５０ｏｏ）においても極め
て安定に存在し、結晶粒の粒大化を防ぎ「熱間加工性を
向上させるので、合金素材の加工を能率的、経済的に行
なうことができること。したがって、この発明は上記知
見にもとづいてなされたもので、Ｃｕに、Ｎｉ：８〜２２％（以下％は重量％とする）、Ｓｎ：２
〜４％、を含有させることにより、金色系の淡い赤色を
帯びた色調からやや白味を帯びた色調までを現出させる
とともに、Ｍｎ、Ｆｅ、およびＣｏの１種以上：０．１
〜１．０％、を含有させ」さらに、ＴｉおよびＳｉの１
種以上：０．１〜１．０％、を含有させることにより、
高強度とすぐれた耐軟化特性を付与してメガネフレーム
用合金を構成したことを特徴を有するものである。

ついで、この発明のメガネフレーム用Ｃｕ合金において
、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、およびＳｉ成
分の成分組成範囲を上述のように限定した理由を説明す
る。

（ａ｝ＮｉＮｉ成分には、Ｃｕ‘こ固溶してその強度を増加させる
と同時に耐食性をも向上させる作用がある。

そして「ＣｕにＮｉを固落させるとその量の増大ととも
に、いわゆる銅色から白色味を帯びるようになり２５％
を越えると白色合金となる。そこで、Ｃｕ個有のやわら
か味のある色合を保持し、さらにＳｎを加えた時に金色
系でやや赤味（ピンク色）を帯びた特徴のある美しい色
合を得られる組成とするために、Ｎ成分の含有量を２２
％以下と限定した。一方、Ｎ稔有量が８％未満では必要
な強度を得ることができなくなることから「その含有量
を８〜２２％と限定した。｛ｂ｝ＳｎＮｉ成分を２２
％以下含有するＣｕ‘こさらにＳｎを合金化すると極め
て優美でやわらか味（暖か味）のある淡い赤味を帯びた
金色の色合となり繊細で美しい色調を有する合金となる
のであるが、このような色調を現出せしめるには１％以
上のＳｎの添加を必要とするものであり、一方、Ｓｎ成
分は固溶強化元素としても極めて有効で、その含有量の
増大により冷間加工性と機械的性質が向上する。

しかし４％を越えてＳｎ分を含有させると軟化温度の低
下を招くこととなり、また機械的性質の点を考慮すれば
、２％未満の含有量とすると、メガネフレーム材として
必要な強度が得られなくなることもあって、その含有量
を２〜４％と限定した。｛ｃ）Ｔｉ、Ｓｉ、およびＭｎ
、Ｆｅ、Ｃｏこれらの元素は、結晶の微細化、強度の向
上、耐軟化性の向上に極めて有効であり、加えて合金の
熱間加工性を改善するなど多くの有用な作用があること
は前述のとおりであるが、ＴｉあるいはＳｉが遷移金属
のＭｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉとの相互作用により合金
中に生じた微細な金属間化合物の分散粒子が所望の効果
ご発揮するためには、ＴｉあるいはＳｉの１種あるいは
２種を０．１％以上、およびＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏの１種あ
るいは２種以上を０．１％以上併用添加する必要があり
、一方、それらの各々が１％を越える量添加してもより
一層の効果が期待できず、逆に冷間加工性を害するよう
になるこから、これらの元素の含有量を０．１〜１．０
％を限定した。

このほか、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、およびＲｈ等の元
素は、合金個有の色調に微妙な変化を持たせるために添
加されるものであることが知られているが、本発明のメ
ガネフレーム用Ｃｕ合金に対しても、その含有量が１．
０％以下の範囲で同様な色調改善のために添加すること
は何ら差し支えないものである。つぎに、この発明のＣ
ｕ合金を実施例により従来例と対比しながら説明する。

実施例第１表に示す如き成分組成を有する本発明合金１〜７お
よび従来合金１〜３を高周波誘導加熱炉で溶製し、金型
鋳造、面削の後、冷間圧延によって板厚２柳とし、７５
０ｑｏにて２時間の焼錨を行なった後さらに冷間圧延を
加えて、最終的に１．２側の板とした。

この板より切断採取した試料について、冷間圧延放し材
、および７００ｑｏにて２の砂の熱処理を行なったもの
、７５０００にて２時間の燐鈍を行なったものについて
の引張り試験結果を第１表に併せて示した。

第１表第１表に示した結果からも、本発明合金は冷間加工によ
り著しい高強度が得られることが明らかである。

また、７００００にて２町酸、の熱処理条件は、ろう付
けに対する耐軟化性を評価するための簡便法である。

そして、従来、メガネフレ−ム用Ｃｕ合金として採用さ
れていたバネ用洋白およびりん青銅では、この条件で熱
処理することによりほとんど軟化してしまうことが第１
表の結果から明らかであり、これがメガネ用フレーム材
としての用途に大きな制限を与えていたことがわかる。
一方、本発明合金は全く軟化せず、極めて高強度を保持
しており、ろう付けに起因する制約、すなわち、‘ａ｝
ろう付けによる強度低下を補うために材料の使用量を
増やす必要があるという制約、｛ｂ｝前記‘ａ｝に起
因するデザイン的制約、‘ｃ）材料費を増大せざるを得
ないという制約、【ｄ｝重量増による機能的制約、等
から完全にまぬがれることができることが明白である。

さらに、７５０００で２時間の焼銘で完全に軟化させた
場合でも、本発明合金は相当大きな強度を有しているこ
とも、第１表に示した結果からわかる。

上述のように、この発明のＣｕ合金は、美しい色調を有
するとともに、すぐれた冷間加工性と高強度、そして特
にすぐれた耐軟化性を併せ持つので、これらの特性が要
求されるメガネフレームとして使用した場合にきわめて
有用な性能を発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｎｉ：８〜２２％、Ｓｎ：２〜４％、を含有し、Ｍｎ、Ｆｅ、およびＣｏの１種または２種以上：０．１
〜１．０％を含有し、さらに、ＴｉおよびＳｉの１種ま
たは２種：０．１〜１．０％を含有し、Ｃｕおよび不可
避不純物：残り、（以上重量％）からなる組成を有することを特徴とする
メガネフレーム用Ｃｕ合金。