JPS62212138A - 貴金属クラツドTi及びTi合金複合材 - Google Patents
貴金属クラツドTi及びTi合金複合材Info
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Landscapes
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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。
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、めがねフレームや指輪等の装前品等を成形す
る為の材料乃至素材として用いられる耐食性に優れた貴
金属クラッドTt及びTi合金複合材に関するものであ
る。
る為の材料乃至素材として用いられる耐食性に優れた貴
金属クラッドTt及びTi合金複合材に関するものであ
る。
[従来の技術]
金や銀等の貴金属及びそれらの合金類は、装飾品や美術
工芸品等の成形材料或は被覆材料として珍重されている
。このうち金や銀を被覆材料として使用する場合は、比
較的安価な金属材料(芯材)の表面に貴金属を被覆し、
複合材として供給されている。この様な複合材において
用いられる芯材としては、貴金属層が剥離した場合でも
美観が損なわれない様なものとして、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
ながらこの様な複合材は、永年使用しているうちに点食
を生じるといった欠点があった。この様な欠点を解消す
る為、Ti又はTi合金(以下卑にTiと呼ぶこともあ
る)表面に貴金属層を形成するという技術も開発されて
おり、Ti表面に貴金属めフきを施すことや10〜20
μmの貴金属箔を被覆する方法は既に知られている(特
開昭55−71547号公報)。これによると、異種金
属が接触する条件では電位の低い方の金属がアノードと
なり、この際両者の電位差が大きいほど比較的速い腐食
を起こすという観点から、貴金属との電位差の少ないT
iを芯材とすることが推奨されている。
工芸品等の成形材料或は被覆材料として珍重されている
。このうち金や銀を被覆材料として使用する場合は、比
較的安価な金属材料(芯材)の表面に貴金属を被覆し、
複合材として供給されている。この様な複合材において
用いられる芯材としては、貴金属層が剥離した場合でも
美観が損なわれない様なものとして、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
ながらこの様な複合材は、永年使用しているうちに点食
を生じるといった欠点があった。この様な欠点を解消す
る為、Ti又はTi合金(以下卑にTiと呼ぶこともあ
る)表面に貴金属層を形成するという技術も開発されて
おり、Ti表面に貴金属めフきを施すことや10〜20
μmの貴金属箔を被覆する方法は既に知られている(特
開昭55−71547号公報)。これによると、異種金
属が接触する条件では電位の低い方の金属がアノードと
なり、この際両者の電位差が大きいほど比較的速い腐食
を起こすという観点から、貴金属との電位差の少ないT
iを芯材とすることが推奨されている。
しかしながらこの様な技術においても、Ti表面と貴金
属との接合強度が十分ではないという別の問題がある。
属との接合強度が十分ではないという別の問題がある。
一方Tiを芯材とし表面層が銅を主体とする金属複合材
における接合強度を向上する方法として芯材と表面層の
間に中間層を形成する技術が提案されている(実公昭5
8−36445号公報)。
における接合強度を向上する方法として芯材と表面層の
間に中間層を形成する技術が提案されている(実公昭5
8−36445号公報)。
当該技術は例えばめがねフレーム用Ti基線材に関する
ものであり、腐食性よりもむしろろう付性を考慮してな
されたものである。そして中間層としては高温において
Tiとの間に脆い金属間化合物を形成しない様な金属が
選ばれ、Niが例示されている。しかしこの技術は接合
強度に重点がおかれてなされたものであり、中間層材料
の選定が良好でないと腐食環境で使用中に腐食が徐々に
進行し、接合強度が維持されないばかりか貴金属層の剥
離が発生する場合がある。
ものであり、腐食性よりもむしろろう付性を考慮してな
されたものである。そして中間層としては高温において
Tiとの間に脆い金属間化合物を形成しない様な金属が
選ばれ、Niが例示されている。しかしこの技術は接合
強度に重点がおかれてなされたものであり、中間層材料
の選定が良好でないと腐食環境で使用中に腐食が徐々に
進行し、接合強度が維持されないばかりか貴金属層の剥
離が発生する場合がある。
従って上述した様な複合材においては、耐食性及び接合
強度の両面を十分配慮して開発することが必要である。
強度の両面を十分配慮して開発することが必要である。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は上述した様な状況のもとでなされたものであっ
て、その目的とするところは上記趣旨から明らかな如く
、耐食性及び接合強度の両面において優れた効果を発揮
する貴金属クラッドTt及びTi合金複合材を提供する
点にある。
て、その目的とするところは上記趣旨から明らかな如く
、耐食性及び接合強度の両面において優れた効果を発揮
する貴金属クラッドTt及びTi合金複合材を提供する
点にある。
[問題点を解決する為の手段]
上記目的を達成し得た本発明の構成は、芯材がTi又は
Ti合金であり、該芯材表面にNbからなる中間層を被
覆し、更に前記中間層の表面に貴金属層を被覆してなる
点に要旨を存するものである。
Ti合金であり、該芯材表面にNbからなる中間層を被
覆し、更に前記中間層の表面に貴金属層を被覆してなる
点に要旨を存するものである。
[作用]
本発明は上述の如く構成されるが、要は芯材をTi又は
Ti合金とし、表面層を貴金属で形成する複合材におい
て、その中間層としてNbを使用することによフて腐食
性及び接合強度の両面で優れた効果を発揮する複合材を
実現し得たものである。
Ti合金とし、表面層を貴金属で形成する複合材におい
て、その中間層としてNbを使用することによフて腐食
性及び接合強度の両面で優れた効果を発揮する複合材を
実現し得たものである。
本発明に従って構成される複合材は、例えば下記の様に
して製造される。Ti芯材の表面に、Nbを中間層とし
て被覆し、更にこの中間層の表面に資金R層を被覆して
複合ビレットを作成し、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ッ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。
して製造される。Ti芯材の表面に、Nbを中間層とし
て被覆し、更にこの中間層の表面に資金R層を被覆して
複合ビレットを作成し、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ッ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。
木―明者らば・中間層と5て最適の材料を選定するに当
たり、下記の如く実験を行なった。
たり、下記の如く実験を行なった。
まず、Tiとの比較において自然電位(natural
potential)差の少ない材料として、Ta、N
b。
potential)差の少ない材料として、Ta、N
b。
Z r 、 N i −Cr−Co−M n合金Ag−
Pd合金等の材料群を選び出し、これらの材料を中間層
として上記方法で実際の成形を行ない、耐食性及び接合
強度の両性質を調査した。その結果、最終的にNbを中
間層として使用するのが最適であることを見出し、本発
明を完成するに至った。
Pd合金等の材料群を選び出し、これらの材料を中間層
として上記方法で実際の成形を行ない、耐食性及び接合
強度の両性質を調査した。その結果、最終的にNbを中
間層として使用するのが最適であることを見出し、本発
明を完成するに至った。
[実施例]
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
本発明者らは、前述した様にTiとの自然電位差の少な
い材料としてTa、Nb、Ni−Cr−Co−Mn合金
、Zr、A−g−Pdを選んだ。それらの材料の自然電
位の測定結果は下記第1表に示す如くである。尚測定は
、室温において5%NaC1水溶液に材料を浸漬するこ
とにより行ない、基準電極としては飽和カロメル電極(
SCE)を用いた。
い材料としてTa、Nb、Ni−Cr−Co−Mn合金
、Zr、A−g−Pdを選んだ。それらの材料の自然電
位の測定結果は下記第1表に示す如くである。尚測定は
、室温において5%NaC1水溶液に材料を浸漬するこ
とにより行ない、基準電極としては飽和カロメル電極(
SCE)を用いた。
第 1 表
上述した材料においては、Ag−Pd合金を除いて自然
電位はマイナスの値をとり、この様な材料を中間層とし
て用いた場合はTi(又はTi合金)の耐食性が向上す
ると期待される。尚ここで言う自然電位とは、金属の腐
食過程の機構を知る上で極めて重要な情報であり、標準
電位とは異なった概念であり腐食電位(corrosi
on potential)とも呼ばれているものであ
る。
電位はマイナスの値をとり、この様な材料を中間層とし
て用いた場合はTi(又はTi合金)の耐食性が向上す
ると期待される。尚ここで言う自然電位とは、金属の腐
食過程の機構を知る上で極めて重要な情報であり、標準
電位とは異なった概念であり腐食電位(corrosi
on potential)とも呼ばれているものであ
る。
次に、第1表に示した各材料を中間層とするビレットを
作成し、線材加工を行ない、得られた複合体の特性を調
査した。
作成し、線材加工を行ない、得られた複合体の特性を調
査した。
第1図は、ビレットの構造を示す概略説明図である。第
1図において、Ti芯材1(外径65amφ)の半径方
向外側には中間層2(厚み0.5imt)が円筒状に形
成され、更に中間層2の半径方向外側には貴金属層3(
厚み0.5 mmt)が円筒状に形成される。貴金属層
3の材料としては、12K (Au50%;Ag9%;
Cu35%;Pd6%)金合金を用いた。Ti芯材1、
中間層2及び貴金属層3相互の間隙が0.1〜0.2ω
mとなる様に設定され、Ti芯材1の軸線方向両端部に
はダミーブロック4.5が夫々配設され、該ダミーブロ
ック4.5に貴金属層3の端部が溶接固定される。第1
図に示した様に組立てた状態で、脱気管6を介してビレ
ット内の脱気を行ない(10′″’Torr程度)、そ
の後密封する。
1図において、Ti芯材1(外径65amφ)の半径方
向外側には中間層2(厚み0.5imt)が円筒状に形
成され、更に中間層2の半径方向外側には貴金属層3(
厚み0.5 mmt)が円筒状に形成される。貴金属層
3の材料としては、12K (Au50%;Ag9%;
Cu35%;Pd6%)金合金を用いた。Ti芯材1、
中間層2及び貴金属層3相互の間隙が0.1〜0.2ω
mとなる様に設定され、Ti芯材1の軸線方向両端部に
はダミーブロック4.5が夫々配設され、該ダミーブロ
ック4.5に貴金属層3の端部が溶接固定される。第1
図に示した様に組立てた状態で、脱気管6を介してビレ
ット内の脱気を行ない(10′″’Torr程度)、そ
の後密封する。
第1図に示したビレットを650℃〜700℃の温度範
囲で加熱し、熱間静水圧押出し法によって1511II
Ilφ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
イスによって各パス15〜20%の減面率で3.2 m
mφになる様に仕上げ加工を行なった。
囲で加熱し、熱間静水圧押出し法によって1511II
Ilφ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
イスによって各パス15〜20%の減面率で3.2 m
mφになる様に仕上げ加工を行なった。
次に、本発明者らは、ビレット準備時における中間層の
溶接性(円筒状に加工するとき)、加工時における押出
しの難易及び伸線の難易、加工後における界面接合状況
及び耐食性並びに熱処理の容易性の夫々について評価し
た。その結果を下記第2表に示す。尚耐食試験は塩水噴
霧試験で行ない、食塩、酢酸及び塩化銅を添加した腐食
液を用第 2 表 □□−] □□−−−門 0:優、 O:良、 △:可、 ×:不可その結果、下
記の様な評価が得られた。
溶接性(円筒状に加工するとき)、加工時における押出
しの難易及び伸線の難易、加工後における界面接合状況
及び耐食性並びに熱処理の容易性の夫々について評価し
た。その結果を下記第2表に示す。尚耐食試験は塩水噴
霧試験で行ない、食塩、酢酸及び塩化銅を添加した腐食
液を用第 2 表 □□−] □□−−−門 0:優、 O:良、 △:可、 ×:不可その結果、下
記の様な評価が得られた。
(1)ビレット準備時における中間層の溶接性に関して
は、Zrを用いた場合に若干の注意を必要としたものの
、他の材料を用いた場合はいずれも問題なく処理できた
。
は、Zrを用いた場合に若干の注意を必要としたものの
、他の材料を用いた場合はいずれも問題なく処理できた
。
(2)熱間押出しに関しては、N1−Cr−C。
−Mn合金及びNbの夫々を用いた場合は問題なく押出
せたのに対し、Taの場合は割れが生じて健全材は得ら
れなかフた。またAg−Pd合金及びZrの夫々を用い
た場合は先後端に不良部が発生したものの、中央部は健
全であった。
せたのに対し、Taの場合は割れが生じて健全材は得ら
れなかフた。またAg−Pd合金及びZrの夫々を用い
た場合は先後端に不良部が発生したものの、中央部は健
全であった。
(3)伸線の難易及び界面接合状況に関しては、N i
−Cr−Co−M n合金及びNb並びにAg−Pd
合金を夫々用いた場合は何ら問題を生じなかったのに対
し、Zrを用いた場合は割れが発生したり界面剥離が生
じたりして、不良品しか得られなかった。尚ここで言う
接合状況とは、中間層における芯材及び貴金属層の双方
との関係を意味する。
−Cr−Co−M n合金及びNb並びにAg−Pd
合金を夫々用いた場合は何ら問題を生じなかったのに対
し、Zrを用いた場合は割れが発生したり界面剥離が生
じたりして、不良品しか得られなかった。尚ここで言う
接合状況とは、中間層における芯材及び貴金属層の双方
との関係を意味する。
(4)耐食試験に関しては、Nbを中間層として用いた
場合に全く損傷を受けなかったのに対し、N i −C
r −Co −M n合金やAg−Pd合金では長時間
の試験条件で腐食が進行した。
場合に全く損傷を受けなかったのに対し、N i −C
r −Co −M n合金やAg−Pd合金では長時間
の試験条件で腐食が進行した。
(5)熱処理の容易性に関しては、熱処理温度と金属間
化合物生成状況との関係を調査した。その結果、Nbを
中間層として用いた場合には処理温度800℃まで異常
は認められなかったのに対しく後述の第2図参照) 、
N i −Cr−Co−M n合金やAg−Pd合金
を用いた場合には650℃以上で金属間化合物層が発生
し、時間の経過及び温度の上昇につれてそれが成長する
ことが認められた。従ってNi−Cr−Co−Mn及び
Ag−Pd合金を中間層として用いた場合には、特にろ
う何時における処理温度・時間に格別の注意を払う必要
がある。
化合物生成状況との関係を調査した。その結果、Nbを
中間層として用いた場合には処理温度800℃まで異常
は認められなかったのに対しく後述の第2図参照) 、
N i −Cr−Co−M n合金やAg−Pd合金
を用いた場合には650℃以上で金属間化合物層が発生
し、時間の経過及び温度の上昇につれてそれが成長する
ことが認められた。従ってNi−Cr−Co−Mn及び
Ag−Pd合金を中間層として用いた場合には、特にろ
う何時における処理温度・時間に格別の注意を払う必要
がある。
以上の結果から明らかであるが、Tiを芯材とする複合
材において、中間層にNbを用いるのが最適であること
が理解される。またNbを中間層に用いた場合には、N
bとTiの熱膨張差が少なく弾性率の差も小さい為、複
合材の熱処理、ザ性加工及び弾性変形時において複合材
に無理な力が加わらず、この点からもNbは有用性が高
いことを示している。
材において、中間層にNbを用いるのが最適であること
が理解される。またNbを中間層に用いた場合には、N
bとTiの熱膨張差が少なく弾性率の差も小さい為、複
合材の熱処理、ザ性加工及び弾性変形時において複合材
に無理な力が加わらず、この点からもNbは有用性が高
いことを示している。
第2図は、第1図に示したビレットを各種の温度で加熱
した後、冷間で引張ることにより接合強度を調査した結
果を示すグラフである。第2図からも明らかであるが、
温度が高くなっても接合強度が下らないのが分かる。こ
れば高温に加熱しても有害な金属間化合物が発生せず、
良好な接合強度が保たれることを示している。尚第2図
には、比較の為N i −Cr−Co−M n合金を中
間層とした場合の接合強度をも併記した。
した後、冷間で引張ることにより接合強度を調査した結
果を示すグラフである。第2図からも明らかであるが、
温度が高くなっても接合強度が下らないのが分かる。こ
れば高温に加熱しても有害な金属間化合物が発生せず、
良好な接合強度が保たれることを示している。尚第2図
には、比較の為N i −Cr−Co−M n合金を中
間層とした場合の接合強度をも併記した。
[発明の効果]
以上述べた如く本発明によれば、既述の構成を採用する
ことによって、耐食性及び接合強度の両面で優れた効果
を発揮する複合材が実現できた。
ことによって、耐食性及び接合強度の両面で優れた効果
を発揮する複合材が実現できた。
第1図は本発明に従って構成されるビレットの構造を示
す概略説明図、第2図は処理温度と接合強度との関係を
示すグラフである。 1・・・芯材 2・・・中間層3・・・貴金属
層 第1図 昭和61年7月 5日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 2、発明の名称 賞金属クラッドT1及びT1合金複合材3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 (119)株式会社神戸製鋼所 代表者 牧 冬 彦 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和 年 月 日 (発送日) 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 、J七す・、 7・補正0内容 ’>”
l 71)別紙「正811表」の通り訂正します。
\シ;姻ホニ、7正 誤 表
す概略説明図、第2図は処理温度と接合強度との関係を
示すグラフである。 1・・・芯材 2・・・中間層3・・・貴金属
層 第1図 昭和61年7月 5日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 2、発明の名称 賞金属クラッドT1及びT1合金複合材3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 (119)株式会社神戸製鋼所 代表者 牧 冬 彦 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和 年 月 日 (発送日) 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 、J七す・、 7・補正0内容 ’>”
l 71)別紙「正811表」の通り訂正します。
\シ;姻ホニ、7正 誤 表
Claims (1)
- 芯材がTi又はTi合金であり、該芯材表面にNbか
らなる中間層を被覆し、更に前記中間層の表面に貴金属
層を被覆してなることを特徴とする貴金属クラッドTi
及びTi合金複合材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5765686A JPS62212138A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 貴金属クラツドTi及びTi合金複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5765686A JPS62212138A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 貴金属クラツドTi及びTi合金複合材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62212138A true JPS62212138A (ja) | 1987-09-18 |
Family
ID=13061943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5765686A Pending JPS62212138A (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 貴金属クラツドTi及びTi合金複合材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62212138A (ja) |
-
1986
- 1986-03-14 JP JP5765686A patent/JPS62212138A/ja active Pending
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