JPH0338928B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱間静水圧押出し用複合ビレツト及び
その製造方法に係り、詳しくは貴金属クラツドチ
タン複合線材の抽伸素材（押出し材）を製造する
ための複合ビレツトに関する。

（従来の技術） 貴金属は一般に導電性、耐食性、展延性、装飾
性に優れるが、その一方では高価、重重量であり
強度も工業的に不十分である。そこで、貴金属に
高強度、軽重量の機能を付加すれば、避雷針、装
身具等の多くの用途に活用できる。このため、チ
タン又はチタン合金の芯材に貴金属の外皮材をク
ラツドした貴金属クラツドチタン複合線材が提供
されている。

貴金属クラツドチタン複合線材は、通常Ti又
はTi合金の芯体が脱ガス状態で貴金属の外皮管
に内嵌されかつその両端に銅又は銅合金の端体が
溶接された複合ビレツトを熱間静水圧押出しし、
得られた押出し材を更に冷間抽伸して製造され
る。

（発明が解決しようとする問題点） 前記複合ビレツトについて種々の問題がある。
すなわち、 (1) チタンは、金、銅などと金属間化合物を生成
し脆化するので、ビレツト製作時の溶接施工で
チタンを溶融させ、外皮管材とチタンとを反応
させると、脆い金属間化合物が生成し、押出し
及び抽伸時に割れが生じ、界面の剥離が発生す
る。

(2) 貴金属の外皮管を用い、(1)項の問題を考慮し
て、チタン芯体を外皮管より短くしたビレツト
を製作すると、押出し材には、外皮が貴金属で
あるが芯部にチタンを含まない部分を生じ、高
価な貴金属の歩留りが低下する。

(3) 抽伸には口付け加工が行われるが、口付け部
は肌荒が生じ易く製品に供することができない
ので、貴金属の外皮に口付け加工すると貴金属
の歩留りが更に低下する。

(4) 口付け加工時に、外皮が薄いと外皮が割れた
り剥離したりする場合があり、芯部のチタンが
露出すると、抽伸時にダイスに焼付く。すなわ
ち、貴金属に軽重量の機能を付加すること及び
貴金属は高価であることから、押出し材の貴金
属外皮は薄くすることが要求されている。一
方、チタンは焼付き易く、一度抽伸ダイスに焼
付きが発生すると、爾後その部分を通過する貴
金属外皮に疵が付くのである。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであつ
て、押出し材の外皮と芯部との界面剥離の心配が
なく、また抽伸のための口付け加工も確実容易に
行うことができ、かつ貴金属の歩留りが低下しな
い複合ビレツト及びその好適な製造方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 叙上の目的を達成するために、次の手段を講じ
る。すなわち、本発明の複合ビレツトは、その外
皮管が貴金属の中央管部の両端に銅又は銅合金の
端管部が形成された組合せ外皮管とされ、Ti又
はTi合金の芯体の両端に凸部が形成されると共
に該凸部を前記端管部に配置するように芯体が組
合せ外皮管に内嵌され、銅又は銅合金の端体を前
記凸部に密接状態として、かつ組合せ外皮管内を
脱ガス状態として組合せ外皮管の両端に形成した
構造とした。また、組合せ外皮管の製作手段とし
て、貴金属板の両側面に銅又は銅合金板を突合せ
溶接して組合せ板を作成し、該組合せ板を溶接ビ
ード方向に圧延して溶着部を平坦、平滑にした
後、該組合せ板の溶接ビードが周方向となるよう
にして組合せ外皮管とする。

（作用） 本発明のビレツトによれば、組合せ外皮管の銅
又は銅合金製の端管部にTi又はTi合金芯体の凸
部が配設され、該凸部に密接して銅又は銅合金製
の端体が形成されているから、端体と端管部との
溶接による熱影響によりTi又はTi合金に金属間
化合物が生成することなく、また貴金属の中央管
部の内側はすべてチタン等の芯体が配設されるこ
とから貴金属の歩留りが低下することがなく、ま
た芯体の両端は凸部に形成され、この凸部に銅又
は銅合金の端体が密接して形成されているから、
押出し材には、銅又は銅合金の外皮が厚くクラツ
ドされた部分が事前に形成されるので、抽伸用の
口付け加工を容易かつ確実に行うことができる。

また、組合せ外皮管の作成に当り、貴金属板の
両側面に銅板を突合せ溶接して組合せ板を作成
し、該組合せ板を溶接ビード方向に圧延したもの
を用いるから、溶接ビードは直線を保持し溶着部
に割れや凹みが生じず、かつ良好に平坦化、平滑
化された管体が容易に得られる。なお、組合せ板
を溶接ビードの垂直方向に圧延すると、溶接ビー
ドが蛇行又は湾曲しやすく、複合線材の歩留を低
下させる原因となる。

（実施例） 次に第１図〜第５図を参照して、本発明に係る
複合ビレツトをその製造方法と共に説明する。

複合ビレツト１は、Ti又はTi合金で形成され
た芯体３が組合せ外皮管２に内嵌され、組合せ外
皮管２内を脱ガス状態として、その両端に銅又は
銅合金の端体４ａ，４ｂが溶接されている。

前記組合せ外皮管２は、貴金属製の中央管部５
とその両端に形成された銅又は銅合金製の端管部
６，６とから構成される。この組合せ外皮管２
は、各管部溶接又は組合せ板による板曲げにより
形成される。

各管部溶接は、貴金属製の管体と、銅又は銅合
金製の管体を各々突合せ溶接して組合せ外皮管２
とするものである。各管体は、帯板を円筒に曲げ
て合せ面を溶接する板曲げ法、絞り加工法、押出
し法、及び切削法など各種の方法から自由に選択
して製作される。

組合せ板による板曲げは、貴金属板の両側に銅
又は銅合金板を突合せ溶接して組合せ板を作成
し、該組合せ板を溶接ビード方向に圧延して溶着
部を平坦かつ平滑にした後、該組合せ板の溶接ビ
ードが周方向になるようにして板曲げ法により円
筒化し、組合せ外皮管２を得る方法である。この
方法によれば、組合せ板を溶接ビード方向に圧延
するので、溶着部の平坦化、平滑化に際して、溶
接ビードは直線を保持し、溶着部に割れや凹みが
生じないので、この溶着部の平坦化、平滑化され
た組合せ板を用いて組合せ外皮管２を製作すれ
ば、溶着部が滑らかに平坦化された良好な管体を
容易に得ることができる。

前記芯体３は、その全長が製合せ外皮管２より
も短く形成され、両端に凸部７，７が形成され、
凸部７，７を除いた内嵌部８の長さは、前記組合
せ外皮管２の中央管部５より長くされ、前記凸部
７は組合せ外皮管２の端管部６に配置される。貴
金属はチタンより高価であるので、貴金属の歩留
りを向上させる必要があり、また、組合せ外皮管
２の両端には、端体４ａ，４ｂが溶接されるの
で、その熱影響により金属間化合物が生成しよい
ようにするために斯かる寸法関係とされる。

前記凸部７は、第１図及び第３図の如く先細り
テーパ状としてもよく、また第２図、第４図及び
第５図の如く段付円筒状としてもよく、その形状
は自由である。

前記端体４ａ，４ｂは、前記芯体３の凸部７，
７に密着状態で組合せ外皮管２の両端に嵌着さ
れ、溶接される。端体４ａ，４ｂを凸部７，７に
密着状態とするには、端体４ａ，４ｂの側面に前
記凸部７，７と端管部６，６内面に係合する係合
環９ａ，９ｂを形成すればよい。この係合環９
ａ，９ｂは銅又は銅合金或いはそれと同等の材料
で形成され、第１図〜第３図および第５図の如く
端体４ａ，４ｂに一体形成してもよく、また第４
図の如く別体としてもよい。斯かる係合環９ａ，
９ｂを設けることにより押出し材に外皮の厚い部
分を形成させることができ、この部分に抽伸用の
口付け加工を極めて容易に行うことができ、外皮
が割れたり、剥離したりすることがないので、芯
部のチタンが露出する心配がなく、抽伸ダイスに
チタンが焼付ことがない。

ところで、ビレツトを叙上の構造としない場
合、或いは抽伸でやむなく切断した場合など、貴
金属を薄肉にクラツドした押出し材を抽伸する場
合は、口付け部に異材を接合したり、口付け部に
強固な潤滑被膜を処理したりする対策を講じるこ
とはできるが、工業的には、予めビレツト構造で
対処するのが好ましい。

尚、端体４ａ，４ｂの内一方は芯体３の内嵌に
際し予め組合せ外皮管２に固着しておいてもよい
ことは勿論である。また押出し材の外皮と芯部と
の界面を強固に接合するために、組合せ外皮管２
及び端体４ａ，４ｂは脱脂、洗浄を行うのがよ
い。また、第３図及び第４図中の１１は押出し終
了時にダイス変形域および未変形域に残存する押
残し用部材であり、端体４ｂに螺合及び溶接され
ている。

前記端体４ａ，４ｂは、脱ガス状態として組合
せ外皮管２の両端に溶接される。押出し材の外皮
と芯部との界面を強固に接合するためである。脱
ガス状態として溶接するには、電子ビーム溶接法
又は溶接後脱気する方法がある。

電子ビーム溶接法は、第１図及び第２図に示す
通り、真空室内で両者を溶接するので、特別な手
段を講じなくてもビレツトの内部は脱ガス状態と
なる。一方、溶接後脱気する方法は、第３図〜第
５図に示す通り、Tig溶接等で両者を気密に接合
した後、端体４ａに予め設けられた細管１０から
脱ガスを行つた後、該細管１０を圧接切断し、ビ
レツト内部を脱ガス状態とする。前記細管１０
は、ビレツトのダイス側端体４ａに設ける。尚、
ビレツトの作成に溶接法を用いるのは、熱間静水
圧押出しをする際、ビレツトの加熱温度域（500
〜800℃）でも気密封止を確実に保持することが
できるためである。

次により具体的な実施例について説明する。

実施例 １ (1) Ag−Pb（60％Ag−40％Pb）合金板（1^t×100
×211mm）及び２枚の銅板（1^t×50×211mm）を
夫々ロール曲げしほぼφ68の円筒予備成形材を
作製し合せ面をTig溶接で円筒化し、３箇のロ
ールを有する板曲げ機で予備矯正した。次に、
内径φ68の鋼製２分割金型の中に前記予備矯正
材を組入れて金型を締め600℃に昇温した。こ
の加熱矯正によりほぼ同形状となつた各管体を
突合せ溶接して、中央部に貴金属管体を配した
組合せ外皮管を作成した。

(2) 一方、φ68に熱間押出しした純チタンを切削
加工してφ66.5×130mmの円柱とし、両端各12mm
をテーパ加工してφ66.5円柱部（内嵌部）106mm
を残した芯体を準備し、また銅棒から切削加工
で第１図示の端体４ａ，４ｂを作成した。

(3) これらの部品を洗浄し組合せた後、端体４
ａ，４ｂと組合せ外皮管２の端部とを電子ビー
ム溶接して第１図のビレツトを作成した。（電
子ビーム溶接は真空中で行うのでその直前にチ
タン芯体の周囲は脱ガス状態となる。） (4) 該ビレツトを650℃に電気炉で加熱し、第１
図示の端体４ａをダイス側にしてφ15に熱間静
水圧押出しした。組合せ外皮管２の中央管部５
と端管部６，６との溶着部は、押出し材上では
銀白色（Ag−Pb）と赤味色（銅）との色調の
相異で判別でき、また端体４ａ，４ｂと端管部
６，６との溶着部は、溶接ビードを手入れせず
に押出した結果、押出し材上では表面荒れが生
じるのでその位置が判別できる。

(5) 押出し材を前記表面荒れ部分で切断し、口付
け加工を行い、開角6゜〜12゜のダイスを用いて、
１回の減面率10〜15％でφ2.3に連伸を行つた。
抽伸時の口付け部はチタンの露出がなく、抽伸
の工程で焼付きの発生は皆無であつた。

実施例 ２ (1) Ag−Pb（80％Ag−20％Pb）合金板（1^t×100
×220mm）およびCu−Ni（90％Cu−10％Ni）の
銅合金板（1^t×50×220mm）２枚を220mmの辺を
突合せ溶接（Tig溶接）してAg−Pbが中央に
なるように組合せ板を作成し、冷間で溶接ビー
ドの方向に圧延し、溶着部の凸部を抑える程度
の加工を加えた。溶着部は溶接ビードの方向に
圧延されているから、溶接ビードは直線を保持
し、凹みやクラツクの発生もなく極めて滑らか
になつていた。

その後、220mm長さ方向の両端を切削加工し
て211mmとした。

(2) この組合せ板をロール曲げしてほぼφ68の円
筒を予備成形し、Tig溶接で円筒化し、中央に
Ag−Pb、両側にCu−Niとなる組合せ外皮管
を作成し、実施例１と同様に３箇のロールで予
備矯正し、内径φ68の鋼製２分割金型の中に予
備矯正材を組入れて金型を締め、600℃に昇温
した。

(3) 以下、実施例１と同様の作業で第１図に示す
ビレツトを作成し、実施例１と同様に押出し、
抽伸を行つた。抽伸の際、焼付はまつたく発生
しなかつた。

実施例 ３ (1) Au合金（50％Au−43.5％Cu−５％Ni−1.5
％Zn）板（0.5^t×100×650mm）にCu−Ni（90％
Cu−10％Ni）の銅合金板（0.5^t×50×650mm）
２枚を突合せ溶接し中央板巾100mmのAu合金両
側にCu−Ni合金を配した組合せ板を作成し、
溶接ビードの方向に冷間圧延し、溶着部を平坦
化した後、シヤーリングで分割し、長さ212mm
の組合せ板とした。

(2) この組合せ板をロール曲げでほぼφ68の円筒
を予備成形しマイクロプラズマ溶接で円筒化
し、中央にAu合金を配した組合せ外皮管を作
成し、予備矯正した後、鋼製２分割金型に組入
れて、600℃に昇温して加熱矯正した。

(3) 次に、切削加工で成形された第３図の端体４
ｂを前記組合せ外皮管に嵌合し、前記外皮管の
端部を突出形状にした端体４ｂの周端部をTig
溶接して両者を固着した後、内部を洗浄し、別
途準備したチタン芯体３と銅製の細管１０が貫
通して突設された端体４ａとを挿入し、前記外
皮管２の外周を強冷して、前記外皮管２と端体
４ａの周端部をTig溶接した。

(4) その後、細管１０を拡散ポンプに接続して
10^-4torr程度に脱ガスを行い、該細管１０を圧
接切断して気密封止した。

(5) 端体４ｂの端部に銅合金製の補強体６を螺合
し、700℃に加熱して、端体４ａをダイス側に
してφ15に押出した。

(6) 押出し材は、実施例１と同様にして冷間抽伸
を行いφ2.3のAu合金クラツドチタン複合線材
を製作した。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明に係る複合ビレツト
は、組合せ外皮管の銅又は銅合金製の端管部に
Ti又はTi合金芯体の凸部が配設され、該凸部に
密接して銅又は銅合金製の端体が形成されている
から、ビレツトの製作に際してチタン芯体に金属
間化合物が生成することがないから、押出し材の
外皮と芯部が強固に接合し、また貴金属の歩留り
が低下することなく、更に抽伸用の口付け加工が
容易かつ確実に行うことができ、チタンの露出に
よる焼付を確実に防止することができる。

また、本発明による複合ビレツトの製造方法に
よれば、ビレツトの組合せ外皮管を作成するに当
つて、貴金属板の両側面に銅又は銅合金板を突合
せ溶接して組合せ板を作成し、該組合せ板を溶接
ビード方向に圧延したものを用いるので、溶接ビ
ードの直伸が維持され各板の接合部に凹みや割れ
が生じず、良好な平滑化が図られた均一な厚さの
管体が容易に得られる。また、該組合せ板を圧延
で薄肉化しても、溶接ビードは直伸が維持され、
貴金属部の巾は一様であるので、厚肉の組合せ板
を製作後圧延で肉厚を調整することができ、多本
取りの長尺組合せ板も製作できる。突合せ溶接の
ビード端部は凹形状になり、切落しによつて歩留
りが低下するが、多本取りにすると分割切断部の
切落しは必要でなく、貴金属の歩留りを向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は各々本発明に係る複合ビレツ
トの実施例を示す縦断面図である。 １……複合ビレツト、２……組合せ外皮管、３
……芯体、４ａ，４ｂ……端体、５……中央管
部、６……端管部、７……凸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ti又はTi合金の芯体が内嵌された外皮管の
   両端に脱ガス状態で銅又は銅合金の端体が形成さ
   れた複合ビレツトにおいて、 前記外皮管は貴金属の中央管部の両端に銅又は
   銅合金の端管部が形成された組合せ外皮管とさ
   れ、前記芯体はその両端に凸部が形成されると共
   に該凸部が前記端管部に配置され、前記端体は前
   記凸部と密接状態に形成されてなることを特徴と
   する熱間静水圧押出し用複合ビレツト。 ２ 外皮管にTi又はTi合金の芯体を内嵌し、こ
   の外皮管内を脱ガス状態として銅又は銅合金の端
   体を外皮管の両端に溶接する複合ビレツトの製造
   方法において、 貴金属板の両側面に銅又は銅合金板を突合せ溶
   接して組合せ板を作成し、該組合せ板を溶接ビー
   ド方向に圧延して溶着部を平坦にした後、該組合
   せ板の溶接ビードが周方向になるようにして組合
   せ外皮管を作成し、該組合せ外皮管内に両端に凸
   部が形成された芯体を内嵌して前記凸部を組合せ
   外皮管の銅又は銅合金の端管部に配置し、端体を
   前記凸部に密接状態として組合せ外皮管の両端に
   溶接することを特徴とする熱間静水圧押出し用複
   合ビレツトの製造方法。