JPS6394220A

JPS6394220A - 眼鏡フレ−ム用チタン合金

Info

Publication number: JPS6394220A
Application number: JP24026086A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Takahashi; 秀美高橋; Masayuki Takamura; 昌幸高村; Kenzaburo Iijima; 健三郎飯島; Kazuo Kurahashi; 和夫倉橋
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1988-04-25

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」本願発明は、眼鏡フレーム用として好適なチタン合金に
関し、Ａｌを特別の１添加することにより加工性を純チ
タンと同等にしてバネ性を向上させたもの、および、Ａ
ＩとＳｉを特別の１添加することにより加工性を純チタ
ンと同等にしてバネ性を向上させたものである。

「従来の技術」耐食性に優れ、加えて軽徴で強度が高い等の利点を有し
ている純チタン材、あるいはチタン合金は、近年、添加
する合金成分の調整により、あるいは、ろう付は技術の
向上とめっき処理技術あ向上に伴って眼鏡フレーム用と
して用いられるようになってきている。

そして従来、チタン合金としてα＋β型のＴｉ−６ＡＩ
−４Ｖ、Ｔｉ−３ＡＩ−２，５Ｖ、あるいは、β型のＴ
ｉ−１３Ｖ−１１ｃｒ−３ＡＩ、α型のＴ１−５　ＡＩ
　−２’、５　Ｓｎが知られている。

「発明が解決しようとする問題点Ｊ− ところが、前述の純チタン材と各種チタン合金において
は、眼鏡フレーム用材料として要求される諸特性を考慮
した場合、不足を有するものが多い。即ち、まず、Ｔｉ
−６ＡＩ−４Ｖ、Ｔｉ−３ＡＩ−２，５Ｖにおいては、
加工性とスポット溶接性に劣り、ロウ付は性が低い問題
を有する欠点がある。また、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−
３ＡＩにあっては、加工硬化能が大きいために、加工性
に難点があり、眼鏡フレーム用としての微細加工に不向
きであるとともに、β相領域を広げるために添加される
β安定化元素量が多く、めっき性も劣る問題がある。更
に、Ｔｉ−５ＡＩ−２，５Ｓｎにあっては、硬質のため
に、加工性に劣る欠点がある。即ち、従来、眼鏡フレー
ム用として十分満足な特性を具備したチタン合金が供さ
れていない現状である。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、純チタン
より高いばね性を有し、眼鏡フレーム用の微細加工がで
きるとともに、スポット溶接性とロウ付は性、並びに、
めっき性が純チタン材と同等に優れている眼鏡フレーム
用チタン合金の提供を目的とする。

「問題点を解決するための手段」第１の発明は、前記問題点を解決するために、ＡＩ（ア
ルミニウム）　０．０１〜５％Ｔｉ（チタン）　　　　
　　残部の組成を有してなるものである。

ここて、ＡＩの含有量を前記範囲に限定した理由は、Ａ
ＩはＴｉに固溶してマトリックス（基地）を強化し、ば
ね性を向上させるが、その含有量が０゜０１％以下では
その効果が見られず、また、その含有量が５％を越える
値では、過度に硬化して加工困難になるためである。

なお、前記組成の合金においては、０（酸素）とＮ（窒
素）とＦｅとＨ（水素）等の不純物を合計で１％以下に
抑えることが好ましい。

前記組成の合金にあっては、純Ｔｉに比較して高いばね
性を有し、しかも、純Ｔｉと同等の加工性とスポット溶
接性とロウ付は性を有している。

従って前記組成の合金は、眼鏡フレーム用出して極めて
優れている。また、前記組成の合金にあっては、β型合
金に必要であった多量の添加元素も不要なために、純Ｔ
ｉ材と同等の浸れためっき性も具備している。

また、第２の発明は、前記問題点を解決するために、ＡＩ　　　　　　　０．０１〜４％Ｓｉ（シリコン）０．０１〜１．０％Ｔｉ　　　　　　　残部の組成を有してなるしのである。

ここで、Ｓｉの含有量を前記範囲に限定したのは、Ｓ１
含有量が多い場合には加工性が低下するが、１％以下な
らば加工性を低下させることなくばね性を向上できるた
めである。また、Ａ１の含有量を前記範囲に限定した理
由は、ＡＩはＴｉに固溶してマトリックス（基地）を強
化し、ばね性を向上さＵるが、その含有量が０．０１％
以下ではその効果が見られず、また、その含有量が４％
を越える（直では、過度に硬化して加工困難になるため
である。

なお、前記組成の合金においてはＯとＮとＦｅと■」等
の不純物の含有率を合計で１％以下に抑えることか好ま
しい。

前記組成の合金にあっては、純Ｔｉに比較して高いばね
性を有し、しかち、純Ｔｉと同等の加工性とスポット溶
接性とロウ付は性を有している。

まｆこ、１前記組成の合金にあっては、β型合金に必要
であった多重の添加元素も不要なために純Ｔｉ材と同等
の浸れためっき性も具備している。従って前記組成の合
金は、眼鏡フレーム用として極めて優れたものである。

「試験例」第１表に示す各組成の合金試料（Ｎｏｌ＝Ｎｏ２３）を
作製した。合金試料を作成するには、真空溶解鋳造と圧
延加工を行って直径３．０ｍｍの線材を作製し、高純度
Ａｒ（アルゴン）雰囲気中において７００℃に３０分間
加熱した後に徐冷する焼鈍処理を施して作成した。

各合金試料について引張り強さと伸びを測定し、その結
果を第１表に示す。

第１表第１表の化学成分の欄において、Ｒは、０とＮとＰｅと
Ｈとからなる不純物の合計含有率を示す。

一方、第１表に示す各合金試料と同等の組成を有する合
金からなる直径２．６ｍｍの圧延材に、プレス加工を施
して厚さ０　、５　ｍｍ、幅３　、１　ｍｍ、長さ１５
０ｍｍの試料を作製する。そして、各試料をスパン１０
０ｍｍの片持ち梁と想定し、個々の試料の自由端を３０
°と６０゛に曲げた際のスプリングバック率（戻り角度
７曲げ角度）を算出し、その時の曲げモーメントを調べ
るばね性試験を行った。

その結果を第２表に示す。

更に、第１表に示す各合金試料と同等の組成を有する合
金からなる厚さ１　ｍｍ、幅３０ｍｍの圧延材を２枚重
ね、スポット溶接を行うととしに純Ｔ１材を溶接した場
合の溶接状況と比較する試験を行い溶接試験状況を判定
した。その結果を第２表に示す。なお、この溶接試験結
果において、○印を付した試料はスポット溶接後に引き
剥しテストを行った結果、純Ｔｉと同程度の溶接強度を
発揮したものを示し、Δ印を付した試料は純Ｔｉの試料
の溶接強度より劣るが一般の使用には十分耐え得る程度
のものを示し、Ｘ印を付した試料は強度か弱く使用不可
能のものを示している。また、スポット溶接は、先端径
３．５ｍｍのＣｒ−Ｃｕ合金製の電極を用いるとともに
、シールドガスは高純度Ａｒガスを用い、電流を６００
０Ａ、加圧力を３００ｋｇに設定して行った。

第１表に示す機械強度の測定結果から、Ｔ１にＡＩを添
加した合金試料Ｎｏｔ−Ｎｏ８においては、Ａ１の添加
量が増加すると引張り強さが向上する反面、伸びは低下
することが明らかになった。また、第２表に示す試験結
果から、合金試料Ｎｏｔ〜Ｎｏ８にあっては、　ＡＩの
添加量が増加するとばね性が向上する反面、ＡＩ添加量
が５％の試料Ｎｏ８てはスポット溶接性が可となってい
る。（即ち、試料Ｎｏ１＝Ｎｏ７の試料はスポット溶接
性が良であるのに対し、試料Ｎｏ８ではスポット溶接性
が可となっていて、溶接性に若干の低下が見られる。、
）更に、第１表から明らかなように、Ｎｏｌ〜Ｎｏ８の
合金試料は、純Ｔｉに比較して高い引張り強さを有する
とともに、第２表から明らかなように純Ｔ　ｉに比較し
て優れたばね性を有している。

以上の検討結果から総合的に判断することにより、第１
の発明合金においては、眼鏡フレーム用として望ましい
引張り強さと伸びを兼ね備えさせるとともに、良好なば
ね特性とスポット溶接性を確保するために、Ａ１の含有
率を０，０１〜５％に限定した。

一方、第１表に示す機械強度の測定結果から、Ｔｉに４
％以下のＡＩと１，００％以下のＳｉを添加した合金試
料Ｎｏ９〜ＮＯ２Ｏにおいては、Ｓｌの含有攪が増加す
ると引張り強さは向上するものの、伸びが低下すること
が明らかである。また、第２表に示す結果から、Ｔｉに
４％以下のＡＩと１．００％以下のＳｉを添加した合金
試料Ｎｏ９〜Ｎｏ２０にあっては、ＡＩとＳｉの添加量
を増加するとばね性が向上することが明らかであり、ス
ポット溶接性は概ね良好であることか明らかである。な
お、Ｔｉに４％のＡＩと１，００％のＳｉを添加した合
金試料Ｎｏ２０においては、Ｎｏ９〜ＮＯ１９の試料に
比較してスポット溶接性の低下が見られる。そして、Ｔ
ｉに５％のＡＩと１％のＳｉを添加した試料Ｍｏ２１（
比較試料）にあっては、伸びが著しく低下し、スポット
溶接性も不可となっている。加えて、第１表から明らか
なように、合金試料Ｎ。

９〜Ｎｏ２０は、純Ｔｉに比較して高い引張り強さを有
するとともに、第２表から明らかなように純Ｔｉに比較
して優れたばね性を析し、優秀なスボッ、ト溶接性を有
している。

以」二の検討結果から鑑みて第２の発明においては、Ａ
１の含有率の上限を４％、Ｓｉ含有率の上限を１％に限
定した。

「発明の効果」以上説明したように第１の発明合金は、ＴｉにＡＩを０
．０１〜５％含有させたものであるために、純Ｔｉｔオ
に比較して高いばね性を宵している。しかし、純］゛ｉ
と同等の加工性を有するために、眼鏡フレーム用の微細
加工も施すことができ、更に、優秀なスポット溶接性と
、ロウ付は性、並びに、めっき性を有する。従って第１
の発明合金は、眼鏡フレーム用として極めて優れている
。

まｌコ、第２の発明の合金は、ＴｉにＡＩを０．０１〜
４％とＳｉを０．０１−１．０％含有させたものである
ために、純Ｔｉ材に比較して高いばね性を？＝了してい
る。しかも、純Ｔｉと同等の加工性を有ずろために、眼
鏡フレーム用の微細加工も施すことかでき、更に、優秀
なスポット溶接性と、ロウｆ；ｉ＋）性、並びに、めっ
き性を有する。従って第２の発明合金は、眼鏡フレーム
用として好適なちのである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ０．０１〜５％（重量％、以下同じ）Ｔｉ残
部の組成を有する眼鏡フレーム用チタン合金。
（２）Ａｌ０．０１〜４％Ｓｉ０．０１〜１．０％Ｔｉ残部の組成を有する眼鏡フレーム用チタン合金。