JPS6394221A

JPS6394221A - 眼鏡フレ−ム用チタン合金

Info

Publication number: JPS6394221A
Application number: JP24026186A
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、ＡｔとＳｎを特別の量添加することにより加工性
を純チタンと同等にしてばね性を向上させたもの、およ
び、ＡｌとＳｎとＳｉを特別の量添加することにより加
工性を純チタンと同等にしてばね性を向上させたもので
ある。

「従来の技術」耐食性に浸れ、加えて軽量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の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十β型のＴｉ−６Ａ１
−４Ｖ、Ｔｉ−３Ａｌ−２，５Ｖ、あるいは、β型のＴ
ｉ−１３Ｖ−１１ｃｒ−３ＡＬ　ａ型のＴｉ−５Ａｌ−
２，５Ｖが知られている。

「発明が解決しようとする問題点」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、欠点を有するしのが多い。即ち、まず、Ｔｉ
−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−３Ａｌ−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　−１１Ｃ
ｒ−３Ａｌにあっては、加工硬化能か大きいために、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−５Ａｌ−２，５Ｖｔ：あッテは、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、Ａｌ（ア
ルミニウム）０．０１〜４％Ｓｎ（スズ）０．０１〜４％ ’ｒｉ（チタン）　　　　　　残部の組成を有し、かつ、ＡｌとＳｎの合計含有量を５％以下にしてなるものであ
る。

ここで、ＡｌとＳｎの含有量を前記範囲に限定した理由
は、Ａ１とＳｎ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、それらの６含有量が
０．０１％以下ではその効果が見られず、また、各含有
量が４％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、Ｏ（酸素）とＮ（窒
素）とＦｅとＨ（水素）からなる不純物を合計で１％以
下に抑えることが好ましい。この理由は、前記不純物の
合計含有量が１％を越えると合金の加工性が低下するた
めである。

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。

なお、前記組成の合金はα型チタン合金であり、β型チ
タン合金に必要なβ安定化元素の添加が不要なためにめ
っき性にも優れている。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ている。

まｒ二、第２の発明は、前記問題点を解決するために１、八　ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ，０
１〜　４　％Ｓｎ　　　　　　　Ｏ，０１〜４％Ｓｉ（シリコン）　　０．０１−１．０％・１・１　　
　　　　　残部の組成を有し、かつ１、八ｌとＳｎとＳｌの合計含有量を５％以下としてなる
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、Ｓｉ
含有量が多い場合には加°工性が低下するか、ｌ　０％
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、ＡｔとＳｎの含有量を前記範囲
に限定した理由は、ＡｔとＳｎ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、それ
らの各含有量が０．０１％以下ではその効果が見られず
、また、６含Ｎｆｆ１が４％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ＯとＮとＦｅとＨから
なる不純物の含有率を合計で１％以下に抑えろことが好
ましい。この限定理由は、不純物の合計含有量が１％を
越えると合金の加工性か低下するためである。

なお、前記組成の合金はα型チタン合金であり、β型チ
タン合金に必要なβ安定化元素の添加が不要なためにめ
っき性にも優れている。従って前記組成の合金は、眼鏡
フレーム用として極めて浸れている。

「試験例」第１表に示す各組成の合金試料（Ｎｏｌ＝Ｎｏ１７）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、ＯとＮとＦｅと
Ｈとからなる不純物の合計含有量を示す。

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、スポット溶接を行い、溶接状況により純Ｔｉ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、溶接試
験結果において、Ｏ印を付した試料は純Ｔｉと同程度の
溶接強度を有するしのであり、Δ印を付した試料は純Ｔ
ｉの溶接強度より劣るが一般の使用には十分耐え得るも
のを示し、Ｘを付した試料は強度が弱く使用不可能なも
のを示している。また、スポット溶接は、先端径３　、
５　ｍｍのＣｒ−Ｃｕ合金製の電極を用いるとともに、
ンールドガスは高純度Ａｒガスを用い、電流を６０００
Ａ、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、ＴｉにＡｌとＳ
ｎを添加した合金試料Ｎｏ１−Ｎｏ３とＮ。

５〜Ｎｏ７においては、ＡｌとＳｎ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Ｎｏ１−Ｎｏ３とＮＯ５〜Ｎ０７にあっては、　Ａ
１とＳｎの添加量が増加するとばね性が向上しているが
、Ａｌの添加量が５％の試料Ｎｏ４（比較例）と、Ｓｎ
の添加量が５％の試料Ｎ０８（比較例）ではスポット溶
接性の低下が見られる。（即ち、試料Ｎｏｌ〜Ｎｏ３お
よび試料Ｎｏ５〜Ｎｏ７の試料はスポット溶接性が良で
あるのに対し、試料Ｎｏ４と試料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、合金試料Ｎｏｌ
　〜Ｎｏ３とＮｏ５〜Ｎｏ７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ろとと乙に、良好なば
ね特性とスポット溶接性を確保するために、ＡｌとＳｎ
の各含有率を各々、０゜０１〜４％、合計含有量で５％
以下に限定した。

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ＡｌおよびＳｎと１．００％以下のＳｉを添加
した合金試料Ｎｏ９〜Ｎ０１４においては、Ｓｉ１ある
いは、Ｓｎの含有量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ＡｌおよびＳｎ
と１．００％以下のＳｉを添加した合金試料Ｎｏ９〜Ｎ
ｏｌ　４にあっては、ＡｌとＳｎとＳｉの添加量を増加
するとばね性が向」ニ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が明らかである。なおＴ
ｉに１．００％のＡｉと５．００％のＳｎと０．２０％
のＳｉを添加した試料Ｎｏ１５と、Ｔｉに５００％のＡ
ｌと２５％のＳｎを添加した合金試料１７？比較例）に
おいては、スポット溶接が不良となっている。加えて、
第１表から明らかなように、合金試料Ｎｏ９〜Ｎｏｔ　
４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
ばね性を有し、優秀なスポット溶接性を有している。

以上の検討結果から鑑みて第２の発明においては、Ａｌ
とＳｎの各含有率の上限を各々４％、Ｓｉ含有率の上限
を１％に限定するとともに、ＡｌとＳｎとＳｉの合計含
有量を５％以下に限定した。

「発明の効果」以北説明したように第１の発明合金は、ＴｉにＡｌとＳ
ｎを各々０．０１〜４％含有させ、合計含有量を５％以
下にしたものであるために、純Ｔｉけに比較して高いば
ね性を存している。しかも、純Ｔｉ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、めっき性を存する。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。

また、第２の発明の合金は、ＴｉにＡｌとＳｎを各々０
．０１〜４％とＳｉを０．０１〜１．０％含有さＵ゛、
それらの合計含有量を５％以下にしたものであるために
、純Ｔｉ材に比較して高いばね性を存している。しかも
、純Ｔｉと同等の加工性を有するために、眼鏡フレーム
用の微細加工ら施すことかてさ、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２の発明合金は、眼鏡フレーム用として極めて優
れている。

出頭人　日本楽器製造株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ０．０１〜４％（重量％、以下同じ）Ｓｎ０
．０１〜４％Ｔｉ残部の組成を有し、かつ、ＡｌとＳｎの合計含有量が５％以下である眼鏡フレーム用チタン合金。
（２）Ａｌ０．０１〜４％Ｓｎ０．０１〜４％Ｓｉ０．０１〜１．０％Ｔｉ残部の組成を有し、かつ、ＡｌとＳｎとＳｉの合計含有量が５％以下である眼鏡フレーム用チタン合金。