JPS62212138A - 貴金属クラツドＴｉ及びＴｉ合金複合材 - 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、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。

［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。

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。

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）。

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。

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。

［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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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
。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。