JPH02182849A - チタン合金を用いた装飾品 - 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、一般式↑Ｌｏｏ−ｗ−ｙ−＋＋　ＡＩ＋＋　
Ｖ　ｙ　Ｍｏ　ｔ（２≦Ｘ≦５．５≦ｙ≦１２．０．５
≦２≦２１．かつ、１４　≦１゜５ｙ＋ｚ≦２１）で示
されるチタン合金を用いた装飾品に関する。

［発明の概要］ 本発明は、チタン合金を用いた装飾品において、鏡面仕
上げや模様付けができないという問題点を、α＋β型チ
タン合金を用いて該合金を成形後、β変Ｂ温度以上の温
度でβ溶体化処理した後、室温まで急冷し、β変態温度
以下の温度で時効処理した後、室温まで徐冷する熱処理
を施すことにより、該成形体の鏡面仕上げ処理で鏡面状
態が得られるようにしたり、α＋β型チタン合金を恒温
鍛造により成形後、前記鏡面仕上げ処理で鏡面状態を得
、。

さらに冷間鍛造により模様付けし、鏡面状態のままで模
様が得られるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、チタン合金は、比強度、耐酸化性、および、高温
強度の三特性が良好であることから、航空機用ジェット
エンジンに利用されており、Ｔｉ−６χＡ１．４χＶの
組成に代表されるα＋β型チタン合金材、あるいは、Ｔ
ｌ−８χＡｌ−１χＶ−１χＭｏの組成を有し、組織の
大部分がα相であるα＋β型チタン合金材が用いられて
いた。

しかし、前者は、９００℃以上で、後者は、９５０℃以
上の温度で熱間加工する必要があり、恒温鍛造で最終製
品の形状、寸法に近い鍛造品を得ようとすると、耐熱性
が高く、最終製品の形状に対応した複雑かつ滑らかな内
面を有する高価な金型が必要になっていた。さらに、前
者のチタン合金材はさ、焼鈍後に９５０℃以上の恒温で
溶体化処理し、５００〜６００℃の温度範囲で時効処理
されており、後者のチタン合金材では、時効硬化能が小
さく、時効処理なされない。

次に、より低温で熱間加工および溶体化処理でき、かつ
、時効処理により高硬度を確保できるチタ７　合ｍ材ト
Ｌ／　テｆｆ１式Ｔｉ＋ｏｏ−＋＋−ｙ−ｔ　ＡＩＸ　
Ｖ　ｙ　Ｍ。

、（２≦Ｘ≦５，５≦ｙ≦１２．０．５≦２≦２１．か
つ、１４≦１．５ｙ＋ｚ≦２１）で示されるα＋β型チ
タン合金材が知られている（特開昭６２−８９８５５号
公報）。このα＋β型チタン合金材は、最終加工温度が
６００〜９５０℃の温度範囲で熱間加工され、７００〜
８００℃の温度範囲で溶体化処理され、３００〜６００
℃の温度範囲で時効処理され、加工性の優れた高強度の
チタン合金材である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記チタン合金材は、比強度が高い、高温強度が高い、
耐食性が良好であるという利点から、構造用あるいは機
械部品、特に航空機用ジェットエンジンに使用されてい
た。

このため、強度、耐食性等の機能面が重要視されており
、製品としての外観は特に問題となっていなかった。

しかし、近年、チタン合金材の特徴である比重が小さい
、耐食性が良い、高硬度である、また、高級感がある点
から、装飾品にも利用されつつあるが、Ｔｉ−６χＡｌ
−４χＶ、および、Ｔｉ−８ＸＴｉ−８ＸＡＩ−ＩＸ　
ｏ：　＋β型チタン合金材は、９００℃以上の温度で熱
間加工する必要があり、恒温鍛造で最終製品の形状、寸
法に近い鍛造品を得ようとすると、耐熱性の高い、最終
製品の形状に対応した複雑かつ滑らかな内面を有する高
価な金型が必要であり、また、熱間鍛造を繰り返し行い
、さらに機械加工で仕上げる必要があった・ また、Ｔｔ、。。−４−Ｖ−、ＡＩイシｖ　Ｍｏ　１１
（２≦Ｘ≦５．５≦ｙ≦１２．０．５≦２≦２１．かつ
、１４　≦１．５ｙ＋２≦２１）のα＋β型チタン合金
材は、６００〜９５０℃の温度範囲で熱間加工できるこ
とから安価な金型が使用できるが、７００〜８００℃の
温度範囲で溶体化処理を施し、３００〜６００℃の温度
範囲で時効処理することから、得られる製品は、鏡面仕
上げができず、装飾品としては、オーバーコート等の表
面処理を施すか、あるいは、なし地模様の外観となって
いた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決するために、Ｔｉ　＋　ｏａ
−ｘ−ｙ−ｇ　Ａ１．　Ｖ　、　Ｍｏ　ｇ（２≦Ｘ≦５
．５≦ｙ≦１２．０．５≦２≦２１．かつ、１４　≦１
．５ｙ＋ｚ≦２１）のα＋β型チタン合金材を６００〜
９５０℃の温度範囲にて熱間加工を行い製品形状に成形
後、β変態温度以上の温度でβ溶体化処理し、急冷後、
β変態温度以下の温度で時効処理し、徐冷し、研磨処理
により、鏡面仕上げの装飾品を達成するものである。

［作用］ ｔｔｌｌｌｌ−Ｘ−ｙ−ｆｉ　Ａｔ、　Ｖ　ｙ　Ｍｏ　
＠のα＋β型チタン合金材は、７００〜８００℃の温度
にて溶体化処理し、３００〜６００℃の温度にて時効処
理することにより、Ｔｉ−６χＡｌ−４χＶと同等の強
度特性が得られるが、組織構造が第５図（ａ）に示され
るように、α相とβ相、つまり、軟質相５と硬質相６と
の２相組織構造をとり、研磨により、軟質相５が欠落し
たり（第５図（ｂ）　）　、硬質相６が折損、脱落した
り（第５図（Ｃ））することにより、仕上げ表面に凹凸
が形成され、なし地模様ができ結果として、鏡面が得ら
れない。

しかし、β変態温度以上の温度に加熱保持した後（β溶
体化処理）に急冷を行うことにより、マルテンサイト組
織となり、さらに、β変Ｂ温度以下の温度に加熱保持し
た後（時効処理）空冷することにより、マルテンサイト
地にα相が析出し、このマルテンサイト組織（単一相）
もしくはマルテンサイト地にα相が析出した組織の状態
で、研磨処理することにより、表面全体が均一に研摩さ
れ、鏡面が達成されるものである。

β溶体化処理温度は、８００℃以上の温度、また、時効
処理温度は、４００〜６００℃が好ましい。

また、このＴｉ＋ｏｏ−＊−ｙ−＊　ＡＩＸ　Ｖ　ｙ　
Ｍｏ　ｆｉのα＋β型チタン合金材は、７００〜７５０
℃の温度範囲で超塑性が発現することから、複雑な、あ
るいは、微細な製品形状の成形は、７００〜７５０℃の
温度範囲で恒温鍛造することが好ましい。

本発明に用いるＴＩ＋ｏｏ−ｘ−ｙ−ｔ　Ａｌｇ　Ｖ　
ｙ　Ｎｏ　ｍ（Ｄｆタン合金の組成の限定理由は、次の
通りである。

ＡＩ酸成分、α相を強化する作用があるが、その含有量
が２ｘ未満ではチタン合金材の強度が不十分であり、５
χを越えると、β変態点を低く押さえるために添加する
ＶおよびＭｏの含有量を増加する必要があり、ひいては
、チタン合金材の熱間加工性を劣化せしめる結果となる
ことから、２〜５χが適当である。

Ｖ成分は、含を量が５χ未満では、β変態点を低く押さ
えることができず、１２Ｘを越えると、チタン合金材の
熱間加工性を劣化せしめることから、５〜１２χが適当
である。

Ｍｏ成分は、特にβ相強化する作用とβ変態点を低く押
さえる作用を有するが、含有量が０．５χ未満では、チ
タン合金材を強化する硬化が低く、８χを越えると、チ
タン合金材の延性が低下することにより、０．５〜８χ
が適当である。

ＭｏとＶとの総合有量は、共にβ相安定化元素であるが
、Ｖ成分力＜Ｍｏ成分に対してβ安定化の能力が１．５
倍大きいことから、１．５ｘ（Ｖ含有量）＋Ｍｏ含有量
の値が問題となり、この値が１４Ｘ未満では、β変態点
の低下が不十分であり、２１χを越えると、チタン合金
材の熱間加工性を劣化させることから、１４〜２１χが
適当である。

以上のことから、本発明に用いるチタン合金材の組成は
、Ｔｉ＋ｏｏ−＊−ｙ−ｘ　Ａｌｘ　Ｖ　ｙ　Ｍｏ　ｚ
（２≦Ｘ≦５５≦ｙ≦１２．０．５≦２≦２１．かつ、
１４≦１５ｙ＋ｚ≦２１）と限定される。

［実施例］ 以下に本発明の実施例について説明する。

まず、第１表に示す組成のα＋β型チタン合金材を用い
て、このα＋β型チタン合金のブロックを、７５０℃の
温度で恒温鍛造し、時計ケースを成形した。

第１表 第２表 この時計ケースの成形体を、第２表に　す熱処理を施し
た後、サンドペーパーによる研磨、研磨剤による研磨、
および、パフ研磨の鏡面処理を施し、硬度および表面状
態を調べ、その結果を第３表に示す。◎は完全な鏡面状
態が得られた熱処理であり、○は◎に比べて若干鏡面状
態が落ちるがかなりの改善がみられた熱処理であり、△
は若干の効果がみられた熱処理であり、×は表面に小さ
くえぐられたような欠陥が多数目だっなし地模様であり
、鏡面状態が得られなかった熱処理である。

β変態温度ニア８０℃ 第３表 （１）、　［２＋、（３）、（４）の熱処理はすべて、
β変態点以下の温度での熱処理であり、組織はα＋β２
相組織のままである。（１）は完全に再結晶Ｍｉ織であ
り、（２）は均一な溶体化ｍ織であり、（３）と（４）
は溶体化Ｍｉ織地に析出物が存在する組織である。（１
）（２）の硬度はｔｌｖ２５０前後と軟らかく、（３）
　、　（４）の硬度はＨν４００前後と硬化している。

（１）　、　（２）　、　（３）　。

（４）のようなα＋β２相組織では、硬度によらず鏡面
状態が得られなかった。

（５）　、　（６）　、　（７）の熱処理は全て、β変
態点以上の温度から急冷しているので、マルテンサイト
組織となる。その後、（６）、（７）はβ変態点以下の
温度で時効処理を施しである。（５）は針状マルテンサ
イトｍＷであり、（６）は（５）に若干の析出物が存在
する組織であり、（７）は（５）にかなりの析出物が存
在するｍ織である。したがって、硬度は（５）＜（５）
　＜　（７）の順に高くなる。研磨面の鏡面状態は、（
１）　、　（２）　、　（３）　、　（４）に比べ（５
）はやや効果があり、（６）はかなり鏡面状態にでき、
（７）は完全な鏡面状態となった。（５）　、　（６）
　、　（７）のようなβ相のマルテンサイト組織は鏡面
状態を得るのに良好な組織であり、特に硬度が高いほど
鏡面状態は良好になった。

（７）で得られた時計ケースｌは、第１図に示すように
鏡面状態が得られ、高級感あふれるケース体であるが、
（４）で得られた時計ケース１は、第２図に示すように
鏡面状態が得られず、全体になし地模様２となっている
。

したがって、本発明によれば、オーバーコート等の表面
処理をしなくても、高級感あふれる鏡面仕上げのチタン
合金の時計ケースが達成される。

第３図は、本発明に用いる模様付けの一例を示す図であ
る。

まず、第４表に示す組成のα＋β型チタン合金材のブロ
ックを、７００℃の温度にて恒温鍛造することにより、
駒３を成形する。

次に、駒３を８５０℃×３０分β溶体化処理し、室温ま
で急冷した後、サンドペーパーによる研磨、研磨剤によ
る研磨、および、パフ研磨の鏡面処理を施し、駒３表面
を鏡面状態に仕上げる。

次に、冷間鍛造により、駒３表面に模様付けを施し、５
２０℃×４時間の時効処理を行った後、室温まで徐冷し
た。最後に、必要に応じて、パフ研磨の鏡面仕上げを行
い、駒３を連結することにより、第４図に示すような鏡
面と模様付きのチタン合金の時計バンド４が得られた。

次に冷間鍛造により、駒３表面に模様付し、５２０℃×
４時間の時効処理を行った後に、室温まで徐冷した。最
後に必要に応じて、パフ研磨の鏡面仕上げを行い、駒３
を連結することにより、第４図に示すような鏡面と模様
付きのチタン合金の時計バンド４が得られた。

第４表 次に、第５表に示す組成のα＋β型チタン合金材のブロ
ックを、７２５℃の温度で恒？ｎ　ｉＥｔ造し、メガネ
フレームを成形した。このメガネフレームを８５０℃×
３０分のβ溶体化処理を施し、室温まで急冷し、さらに
４００°Ｃｘ５時間の時効処理を施し、室温まで徐冷し
た後、研磨による鏡面処理を施すことにより、鏡面のチ
タン合金のメガネフレームが得られた。

第５表 ［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、チタン合金材とし
て低温で熱間加工ができ、さらに、β溶体化処理及び時
効処理の熱処理により、鏡面処理ができ、製造工程の簡
易化、製造コストの低減化、及び鏡面外観の達成が図ら
れ、また、従来のチタン合金の耐食性、硬度の特徴を…
なわず、チタン合金による装飾品を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す時計ケースの正面図、
第２図は従来のチタン合金材による時計ケースの正面図
、第３図は本発明に用いる模様付けの一例を示す図、第
４図は本発明の他の実施例を示す時計バンドの正面図、
第５図はα＋β型チタン合金材の研磨状態を表す模式図
である。 ｌ・・・時計ケース ２・・・なし地模様 ３・・・駒 ４・・・時計バンド ５・・・軟質相 ６・・・硬質相 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　林　　敬　之　動 部４０ （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一般式Ｔｉ＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−＿ｚＡｌ
   ＿ｘＶ＿ｙＭｏ＿ｚ（２≦ｘ≦５、５≦ｙ≦１２、０．
   ５≦ｚ≦２１、かつ、１４≦１．５ｙ＋ｚ≦２１）で示
   されるチタン合金からなることを特徴とする装飾品。