JPS61135414A - 熱間静水圧押出し用複合ビレツトとその製造方法 - 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） 本発明は熱間静水圧押出し用複合ビレット及びその製造
方法に係り、詳しくは貴金属クラッドチタン複合線材の
抽伸素材（押出し材）を製造するための複合ビレットに
関する。

（従来の技術） 貴金属は一般に導電性、耐食性、展延性、装飾性に優れ
るが、その一方では高価、重重量であり強度も工業的に
不十分である。そこで、貴金属に高強度、軽重量の機能
を付加すれば、避雷針、装身具等の多くの用途に活用で
きる。このため、チタン又はチタン合金の芯材に貴金属
の外皮材をクラッドした貴金属クラッドチタン複合線材
が提供されている。

貴金属タララドチタン複合線材は、通常Ｔｉ又はＴｉ合
金の芯体が脱ガス状態で貴金属の外皮管に内嵌されかつ
その両端に銅又は銅合金の端棒が溶接された複合ビレッ
トを熱間静水圧押出しし、得られた押出し材を更に冷間
抽伸して製造される。

（発明が解決しようとする問題点） 前記複合ビレットについて種々の問題がある。

すなわち、 （１）　　チタンは、金、銅などと金属間化合物を生成
し脆化するので、ビレット製作時の溶接施工でチタンを
溶融させ、外皮管材とチタンとを反応させると、脆い金
属間化合物が生成し、押出し及び抽伸時に割れが生じ、
界面の剥離が発生する。

（２）　　貴金属の外皮管を用い、（１）項の問題を考
慮して、チタン芯体を外皮管よりも短くしたビレットを
製作すると、押出し材には、外皮が貴金属であるが芯部
にチタンを含まない部分を生じ、高価な貴金属の歩留り
が低下する。

（３）　　抽伸には口付は加工が行われるが、口付は部
は肌荒が生じ易く製品に供することができないので、貴
金属の外皮に口付は加工すると貴金属の歩留りが更に低
下する。

（４）　　口付は加工時に、外皮が薄いと外皮が割れた
り剥離したりする場合があり、芯部のチタンが露出する
と、抽伸時にダイスに焼付く。

すなわち、貴金属に軽重量の機能を付加すること及び貴
金属は高価であることから、押出し材の貴金属外皮は薄
くすることが要求されている。一方、チタンは焼付き易
く、一度抽伸ダイスに焼付きが発生すると、爾後その部
分を通過する貴金属外皮に疵が付くのである。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、押出
し材の外皮と芯部との界面剥離の心配がなく、また抽伸
のための口付は加工も確実容易に行うことができ、かつ
貴金属の歩留りが低下しない複合ビレット及びその好適
な製造方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 叙上の目的を達成するために、次の手段を講じる。すな
わち、本発明の複合ビレットは、その外皮管が貴金属の
中央管部の両端に銅又は銅合金の端管部が形成された組
合せ外皮管とされ、Ｔｔ又はＴｉ合金の芯体の両端に凸
部が形成されると共に該凸部を前記端管部に配置するよ
うに芯体が組合せ外皮管に内嵌され、銅又は銅合金の端
棒を前記凸部に密接状態として、かつ組合せ外皮管内を
脱ガス状態として組合せ外皮管の両端に形成した構造と
した。また、組合せ外皮管の製作手段として、貴金属板
の両側面に銅又は銅合金板を突合せ溶接して組合せ板を
作成し、該組合せ板を溶接ビード方向に圧延して溶着部
を平坦、平滑にした後、咳組合せ板の溶接ビードが周方
向となるようにして組合せ外皮管とする。

（作　　用） 本発明のビレットによれば、組合せ外皮管の銅又は銅合
金層の端管部にＴｉ又はＴｉ合金芯体の凸部が配設され
、該凸部に密接して銅又は銅合金層の端棒が形成されて
いるから、端棒と端管部との溶接による熱影響によりＴ
ｉ又はＴｉ合金に金属間化合物が生成することなく、ま
た貴金属の中央管部の内側はすべてチタン等の芯体が配
設されることから貴金属の歩留りが低下することがなく
、また芯体の両端は凸部に形成され、この凸部に銅又は
銅合金の端棒が密接して形成されているから、押出し材
には、銅又は銅合金の外皮が厚くクラフトされた部分が
事前に形成されるので、抽伸用の口付は加工を容易かつ
確実に行うことができる。

また、組合せ外皮管の作成に当り、貴金属板の両側面に
銅板を突合せ溶接して組合せ板を作成し、該組合せ板を
溶接ビード方向に圧延したものを用いるから、溶接と一
ドは直線を保持し溶着部に割れや凹みが生じず、かつ良
好に平坦化、平滑化された管体が容易に得られる。なお
、組合せ板を溶接ビードの垂直方向に圧延すると、溶接
ビードが蛇行又は湾曲しやすく、複合線材の歩留を低下
させる原因となる。

（実施例） 次に第１図〜第５図を参照して、本発明に係る複合ビレ
ットをその製造方法と共に説明する。

複合ビレット１は、Ｔｉ又はＴｉ合金で形成された芯体
３が組合せ外皮管２に内嵌され、組合せ外皮管２内を脱
ガス状態として、その両端に銅又は銅合金の端棒４ａ、
４ｂ　−ｈ＜溶接されている。

前記組合せ外皮管２は、貴金属製の中央管部５とその両
端に形成された銅又は調合金製の端管部６．６とから構
成される。この組合せ外皮管２は、各管部溶接又は組合
せ板による板曲げにより形成される。

各管部溶接は、貴金属製の管体と、銅又は調合金製の管
体を各々突合せ溶接して組合せ外皮管２とするものであ
る。各管体は、帯板を円筒に曲げて合せ面を溶接する板
曲げ法、絞り加工法、押出し法、及び切削法など各種の
方法から自由に選択して製作される。

組合せ板による板曲げは、貴金属板の両側に銅又は銅合
金板を突合せ溶接して組合せ板を作成し、該組合せ板を
溶接ビード方向に圧延して溶着部を平坦かつ平滑にした
後、該組合せ板の溶接ビードが周方向になるようにして
板曲げ法により円筒化し、組合せ外皮管２を得る方法で
ある。この方法によれば、組合せ板を溶接ビード方向に
圧延するので、溶着部の平坦化、平滑化に際して、溶接
ビードは直線を保持し、溶着部に割れや凹みが生じない
ので、この溶着部の平坦化、平滑化された組合せ板を用
いて組合せ外皮管２を製作すれば、溶着部が清らかに平
坦化された良好な管体を容易に得ることができる。

前記芯体３は、その全長が組合せ外皮管２よりも短く形
成され、両端に凸部７．７が形成され、凸部７．７を除
いた内嵌部８の長さは、前記組合せ外皮管２の中央管部
５より長くされ、前記凸部７は組合せ外皮管２の端管部
６に配置される。貴金属はチタンより高価であるので、
貴金属の歩留りを向上させる必要があり、また、組合せ
外皮管２の両端には、端棒４ａ、４ｂが溶接されるので
、その熱影響により金属間化合物が生成しよいようにす
るために斯かる寸法関係とされる。

前記凸部７は、第１図及び第３図の如く先細りテーバ状
としてもよく、また第２図、第４図及び第５図の如く段
付円筒状としてもよく、その形状は自由である。

前記端棒４ａ、４ｂは、前記芯体３の凸部７．７に密着
状態で組合せ外皮管２の両端に嵌着され、溶接される。

端棒４ａ、４ｂを凸部７，７に密着状態とするには、端
棒４ａ、４ｂ’の側面に前記凸部７，７と端管部６．６
内面に係合する係合環９ａ、９ｂを形成すればよい。こ
の係合環９ａ、９ｂは銅又は銅合金或いはそれと同等の
材料で形成され、第１図〜第３図および第５図の如く端
棒４ａ、４ｂに一体形成してもよく、また第４図の如く
別体としてもよい。斯かる係合環９ａ、９ｂを設けるこ
とにより押出し材に外皮の厚い部分を形成させることが
でき、この部分に抽伸用の口付は加工を極めて容易に行
うことができ、外皮が割れたり、剥離したりすることが
ないので、芯部のチタンが露出する心配がなく、抽伸ダ
イスにチタンが焼付ことがない。

ところで、ビレットを紅玉の構造としない場合、或いは
抽伸でやむな（切断した場合など、貴金属を薄肉にクラ
ッドした押出し材を抽伸する場合は、口付は部に異材を
接合したり、口付は部に強固な潤滑被膜を処理したりす
る対策を講じることはできるが、工業的には、予めビレ
ット構造で対処するのが好ましい。

尚、端棒４ａ、４ｂの内一方は芯体３の内嵌に際し予め
組合せ外皮管２に固着しておいてもよいことは勿論であ
る。また押出し材の外皮と芯部との界面を強固に接合す
るために、組合せ外皮管２及び端棒４ａ、４ｂは脱脂、
洗浄を行うのがよい。また、第３図及び第４図中の１１
は押出し終了時にダイス変形域および未変形域に残存す
る押残し用部材であり、端棒４ｂに螺合及び溶接されて
いる。

前記端棒４ａ、４ｂは、脱ガス状態として組合せ外皮管
２の両端に溶接される。押出し材の外皮と芯部との界面
を強固に接合するためである。脱ガス状態として溶接す
るには、電子ビーム溶接法又は溶接後脱気する方法があ
る。

電子ビーム溶接法は、第１図及び第２図に示す通り、真
空室内で両者を溶接するので、特別な手段を講じなくて
もビレットの内部は脱ガス状態となる。一方、溶接後脱
気する方法は、第３図〜第５図に示す通り、Ｔｉｇ溶接
等で両者を気密に接合した後、端棒４ａに予め設けられ
た細管１０から脱ガスを行った後、該細管１０を圧接切
断し、ビレット内部を脱ガス状態とする。前記細管１０
は、ビレットのダイス側端体４ａに設ける。尚、ビレッ
トの作成に溶接法を用いるのは、熱間静水圧押出しをす
る際、ビレットの加熱温度域（５００〜８００℃）でも
気密封止を確実に保持することができるためである。

次により具体的な実施例について説明する。

〈実施例１〉 （１１Ａｇ−Ｐｂ　（６０％八ｇ−４０％Ｐｂ）合金板
（１＋×１００　Ｘ２１１　ｍ）及び２枚の銅板（ｌ±
ｘ　５０　ｘ　２１１　ｆｉ）を夫々ロール曲げしほぼ
φ６日の円筒予備成形材を作製し合せ面をＴｉｇ溶接で
円筒化し、３箇のロールを有する板曲げ機で予備矯正し
た。

次に、内径φ６８の鋼製２分割金型の中に前記予備矯正
材を組入れて金型を締め６００℃に昇温した。この加熱
矯正によりほぼ同形状となった各管体を突合せ溶接して
、中央部に貴金属管体を配した組合せ外皮管を作成した
。

（２）　　一方、φ６８に熱間押出しした純チタンを切
削加工してφ６Ｂ、５Ｘ　１３０ｍの円柱とし、両端各
１２日をテーパ加工してφ６６．５円柱部（内嵌部）１
０６ｍｍを残した芯体を準備し、また銅棒から切削加工
で第１図示の端棒４ａ、４ｂを作成した。

（３）　　これらの部品を洗浄し組合せた後、端棒４ａ
、４ｂと組合せ外皮管２の端部とを電子ビーム溶接して
第１図のビレットを作成した。（電子ビーム溶接は真空
中で行うのでその直前にチタン芯体の周囲は脱ガス状態
となる。） （４）　　該ビレットを６５０℃に電気炉で加熱し、第
１図示の端棒４ａをダイス側にしてφ１５に熱間静水圧
押出しした０組合せ外皮管２の中央管部５と端管部６，
６との溶着部は、押出し材上では銀白色（Ａｇ−Ｐｂ）
と赤味色（銅）との色調の相異で判別でき、また端棒４
ａ、４ｂと端管部６，６との溶着部は、溶接ビードを手
入れせずに押出した結果、押出し材上では表面荒れが生
じるのでその位置が判別できる。

（５）押出し材を前記表面荒れ部分で切断し、口付は加
工を行い、開角６°〜１２°のダイスを用いて、１回の
減面率ｌＯ〜１５％でφ２．３に連伸を行った。抽伸時
の口付は部はチタンの露出がなく、抽伸の工程で焼付き
の発生は皆無であった。

〈実施例２〉 （１）　　Ａｇ−Ｐｂ　（８０％Ａｓ　−２０％ｐｂ　
）合金板（ｌｔＸｌｏｏ　Ｘ２２０　ｍ）およびＣｕ−
Ｎｉ　（９０％Ｃｕ−１０％Ｎｉ）の銅合金板（１”ｘ
５０ｘ２２０龍）２枚を２２０鶴の辺を突合せ溶接（Ｔ
ｉｇ　ｆ＠接）してＡｇ　−Ｐｂが中央になるように組
合せ板を作成し、冷間で溶接ビードの方向に圧延し、溶
着部の凸部を抑える程度の加工を加えた。溶着部は溶接
と一ドの方向に圧延されているから、溶接ビードは直線
を保持し、凹みやクラックの発生もなく極めて滑らかに
なっていた。

その後、２２０ｆｉ長さ方向の両端を切削加工して２１
１Ｎとした。

（２）　　この組合せ板をロール曲げしてほぼφ６８の
円筒を予備成形し、Ｔｉｇ溶接で円筒化し、中央にへｇ
−ｐｂ、両側にＣｕ−Ｎｉとなる組合せ外皮管を作成し
、実施例１と同様に３箇のロールで予備矯正し、内径φ
６Ｂの鋼製２分割金型の中に予備矯正材を組入れて金型
を締め、６００℃に昇温した。

（３）　　以下、実施例１と同様の作業で第１図に示す
ビレットを作成し、実施例１と同様に押出し、抽伸を行
った。抽伸の際、焼付はまったく発生しなかった。

〈実施例３〉 （１）　　＾Ｕ金合金５０％Ａｕ−４３，５％Ｃｕ　−
５％ＭＬ−１，５％Ｚｎ）板（０，５±Ｘ１００　Ｘ６
５０　ｍｍ）にＣｕ−Ｎ１　（９０％Ｃｕ−１０％Ｎｉ
）の銅合金板（０，５±Ｘ　５０　Ｘ　６５０ｍ）２枚
を突合せ熔接し中央板巾１００　ｎの＾Ｕ合金両側にＣ
ｕ−Ｎｉ合金を配した組合せ板を作成し、溶接ビードの
方向に冷間圧延し、溶着部を平坦化した後、シャーリン
グで分割し、長さ２１２１■の組合せ板とした。

（２］　　この組合せ板をロール曲げでほぼφ６８の円
筒を予備成形しマイクロプラズマ溶接で円筒化し、中央
にＡｕ合金を配した組合せ外皮管を作成し、予備矯正し
た後、鋼製２分割金型に組入れて、６００℃に昇温しで
加熱矯正した。

（３）次に、切削加工で成形された第３図の端棒４ｂを
前記組合せ外皮管に嵌合し、前記外皮管の端部を突出形
状にした端棒４ｂの周端部をＴｉｇ溶接して両者を固着
した後、内部を洗浄し、別途準備したチタン芯体３と銅
製の細管１０が貫通して突設された端棒４ａとを挿入し
、前記外皮管２の外周を強冷して、前記外皮管２と端棒
４ａの周端部をＴｉｇ溶接した。

（４）　　その後、細管１０を拡散ポンプに接続して１
Ｏ−４ｔｏｒｒ程度に税ガスを行い、該細管１０を圧接
切断して気密封止した。

（５）端棒４ｂの端部に銅合金層の補強体６を蝮合し、
７００℃に加熱して、端棒４ａをダイス側にしてφ１５
に押出した。

（６）押出し材は、実施例１と同様にして冷間抽伸を行
いφ２．３の＾Ｕ合金タラッドチタン複合線材を製作し
た。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明に係る複合ビレットは、組合
せ外皮管の銅又は銅合金層の端管部にＴｉ又はＴｉ合金
芯体の凸部が配設され、該凸部に密接して銅又は銅合金
層の端棒が形成されているから、ビレットの製作に際し
てチタン芯体に金属間化合物が生成することがないから
、押出し材の外皮と芯部が強固に接合し、また貴金属の
歩留りが低下することなく、更に抽伸用の口付は加工が
容易かつ確実に行うことができ、チタンの露出による燐
付を確実に防止することができる。

また、本発明による複合ビレットの製造方法によれば、
とレットの組合せ外皮管を作成するに当って、貴金属板
の両側面に銅又は銅合金板を突合せ溶接して組合せ板を
作成し、該組合せ板を溶接ビード方向に圧延したものを
用いるので、溶接ビードの直伸が維持され各板の接合部
に凹みや割れが生じず、良好な平滑化が図られた均一な
厚さの管体が容易に得られる。また、該組合せ板を圧延
で薄肉化しても、溶接ビードは直伸が維持され、貴金属
部の巾は一様であるので、厚肉の組合せ板を製作復圧延
で肉厚を調整することができ、多本取りの長尺組合せ板
も製作できる。突合せ溶接のビード端部は凹形状になり
、切落しによって歩留りが低下するが、多本取りにする
と分割切断部の切落しは必要でなく、貴金属の歩留りを
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は各々本発明に係る複合ビレットの実施
例を示す縦断面図である。 １・・・複合ビレット、２・・・組合せ外皮管、３・・
・芯体、４ａ、４ｂ・・・端棒、５・・・中央管部、６
・・・端管部、７・・・凸部。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所１１　図 賂２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｔｉ又はＴｉ合金の芯体が内嵌された外皮管の両端
   に脱ガス状態で銅又は銅合金の端体が形成された複合ビ
   レットにおいて、 前記外皮管は貴金属の中央管部の両端に銅又は銅合金の
   端管部が形成された組合せ外皮管とされ、前記芯体はそ
   の両端に凸部が形成されると共に該凸部が前記端管部に
   配置され、前記端体は前記凸部と密接状態に形成されて
   なることを特徴とする熱間静水圧押出し用複合ビレット
   。 ２、外皮管にＴｉ又はＴｉ合金の芯体を内嵌し、この外
   皮管内を脱ガス状態として銅又は銅合金の端体を外皮管
   の両端に溶接する複合ビレットの製造方法において、 貴金属板の両側面に銅又は銅合金板を突合せ溶接して組
   合せ板を作成し、該組合せ板を溶接ビード方向に圧延し
   て溶着部を平坦にした後、該組合せ板の溶接ビードが周
   方向になるようにして組合せ外皮管を作成し、該組合せ
   外皮管内に両端に凸部が形成された芯体を内嵌して前記
   凸部を組合せ外皮管の銅又は銅合金の端管部に配置し、
   端体を前記凸部に密接状態として組合せ外皮管の両端に
   溶接することを特徴とする熱間静水圧押出し用複合ビレ
   ットの製造方法。