JPH0342239A - めがねフレーム用クラッド材 - 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、軽量であると共に、耐食性及び加工性に優れ
ており、めがねフレーム用材料として好適なめがねフレ
ーム用クラッド材に関する。

（従来技術〕 金属製のめがねフレーム、所謂メタルフレームは、レン
ズを固定保持するアイリム部、左右のアイリム部を連結
するブリッジ部、フレーム全体を左右の葺上に保持させ
るためのテンプル部、及びこれらのテンプル部を左右の
アイリム部に夫々連結するためのヒンジ部等の構成部品
を、スウェージング、圧延等の冷間加工により所定形状
に各別に成形加工した後、これらをろう付けにて連結し
て構成されており、めがねフレーム用材料には優れた加
工性が要求される。また、耐食性に優れ、劣悪な環境下
においても腐食による外観の劣化が少ないこと、及び装
着時における負担軽減のため可及的に軽量であることが
、めがねフレームとしての製品化後に要求される。

以上の如き要求を満たし得る材料としてチタンがあり、
Ｔｉ又はＴｉ合金はめがねフレーム用材料として広く使
用されている。更に近年にあっては、製品化後に高級感
を付与せしめるべく、Ｔｉ又はＴｉ合金からなる芯材に
金又は金合金からなる表面材を被着せしめたものがめが
ねフレーム用材料として実用化されている。芯材に表面
材を被着せしめる一般的な方法としてメツキ処理がある
が、Ｔｉへのメツキ処理は、Ｔｉが化学的に不動態であ
るために、前処理に多大の手間を要する上、メツキ膜の
密着性が極めて悪く、メツキ層が剥離し易いという難点
があって実用的な方法ではない。そこで、Ｔｉ又はＴｉ
合金からなる芯材に金又は金合金からなる表面材をクラ
ッドしてなる複合材（クラッド材）の開発が、めがねフ
レーム用材料の開発の主流となっている。

ところが、Ｔｉ又はＴｉ合金と金又は金合金とを直接的
に拡１１に接合せしめた場合、接合界面に、例えばＴ　
ｉｚ　Ａ　ｕ　＋　Ｔ　ｉ　Ａ　ｕ　ｚ等の極めて脆い
金属間化合物が生成されることは避けられず、このよう
なりラッド材をめがねフレーム用材料として使用した場
合、前述した如き構成部品への冷間での成形加工に際し
、接合部に剥離が生しるという難点がある。従って、め
がねフレーム用クラッド材の開発においては、Ｔｉ又は
Ｔｉ合金からなる芯材と金又は金合金からなる表面材と
の間に中間層を介在せしめ、前述した如き金属間化合物
の発生を防止して接合強度を高めることが開発の主題と
なっており、特開昭６０−１４９７８９号及び特開昭６
０−５４２６９号公報には、前記中間層としてＮｉ又は
Ｎ１合金を用いてなるクラッド材が提案されており、ま
た特開昭（ｉ２−２１２１３８号及び特開昭６３−７８
７４１号公報には、芯材側にＮｂからなる中間層を、表
面材側にＮｉ又はＮｉ合金からなる中間層を夫々介在せ
しめてなるクラッド材が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記特開昭６０−１４９７８９号及び特開昭
６０−５４２６９号公報に開示されたクラッド材におい
ては、接合強度は確実に向上し、冷間加工時における接
合部の剥離の問題は解消されるが、その後のめがねフレ
ームとしての組立てに際し、ろう付けに伴う接合部への
入熱により、中間層であるＮｉと芯材であるＴｉとの間
に金属間化合物が生成され、接合強度が低下して局所的
な剥離が発生し、製品化後における耐食性に悪影響が生
しるという難点があった。

特開昭６２−２１２１３８号及び特開昭６３−７８７４
１号公報に開示されたクラッド材は、ＮｉとＴｉとの間
の金属間化合物の生成を、両者間に介在せしめたＮｂか
らなる中間層にて抑制し、ろう付けに伴う接合強度の低
下をも防止しようとしたものである。ところがろう付け
に際しては、入熱部近傍の温度が、極めて短時間にて９
００℃前後にも達することがあり、このような場合、接
合強度の低下をＮｂからなる中間層にて抑制することが
困難であり、製品化後における接合部強度の低下及び耐
食性の劣化を防止するためには、ろう付は時における入
熱量を厳密に管理する必要があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、Ｔｉ
又はＴｉ合金からなる芯材に、金又は金合金からなる表
面材を被着してなり、製品化後における高い接合強度と
優れた耐食性とを容易に確保し得るめがねフレーム用ク
ラ・ノド材を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るめがねフレーム用クラッド材は、Ｔｉ又は
Ｔｉ合金製の芯材に金又は金合金製の表面材を被着して
なるめがねフレーム用クラッド材において、前記芯材と
前記表面材との間に、Ｔａからなる第１中間層と、Ｎｉ
又はＮｉ合金からなる第２中間層とを、芯材側からこの
順に介在させてあることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、Ｔａからなる第１中間層により、第
２中間層と芯材との間における金属間化合物の生成を抑
制し、各中間層と芯材及び表面材との間の接合界面での
高い接合強度を維持し、めがねフレームとしての製品化
後における優れた耐食性を確保する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例に基づいて詳述する。

前述した如＜、ＴＩ又はＴｉ合金からなる芯材に金又は
金合金からなる表面材を直接的に拡散接合させた場合、
接合界面に極めて脆い金属間化合物が生成され、高い接
合強度が得られないこと、この難点は、両者間に中間層
を介在せしめることにより、ある程度解消し得ることは
従来から公知となっている。本発明者は、めがねフレー
ム用材料として最適なりラッド材を見出すべく、種々の
金属材料からなる中間層を介在させてクラッド材を製作
し、得られたクラット材の夫々に対し、接合状態の良否
、耐食性の優劣、及び冷間での加工性の良否を判定する
比較試験を行った結果、第１図に横断面形状を示す如＜
、Ｔｉ又はＴｉ合金からなる芯材１と金又は金合金から
なる表面材２との間に、Ｔａからなる第１中間層３とＮ
ｉ又はＮｉ合金からなる第２中間層４とを芯材１側から
この順に介在せしめてなるクラッド材において、前記各
試験の全てに対し満足できる判定結果が得られ、更に、
ろう付けの際の到達温度に相当する９００°Ｃまでの加
熱後において、接合状態の良否及び耐食性の優劣に関し
て加熱前と同様の結果が得られることを知見した。

次に前述の比較試験の一例につき具体的に説明する。こ
の比較試験には、第２図に示す如きクラッド素材１０を
、以下に示す如く成形して得られた円形断面のクラッド
線材を供試材として行った。

第２図において、１１はＴｉ又はＴｉ合金製の円柱形を
なす芯素材であり、１２は金又は会合金製の円筒形をな
す表面素材である。また１３は、後述の第１表に示す如
き夫々の材料からなり、半径方向に１層又は２層の円筒
形をなす中間層素材である。クラッド素材１０は、芯素
材１１を中間層素材１３に内嵌し、次いでこれらを表面
素材１２に内嵌し、更にこれらをＮｉ−Ｆｅ合金からな
る円筒形の保護林１４（外径７０■）に内嵌して、これ
ら全てを所定の真空度に維持された真空チャンバ内に配
した後、保護林１４の両端開口部にこれと同材質の蓋板
１５．１６を電子ビーム溶接にて固着して構成される。

これにより、２〜３　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒ程度の高
真空状態に保たれた保護林１４内において、芯素材１１
、中間層素材１３及び表面素材１２が、内側からこの順
に積層された状態となる。前記供試材は、このようにし
て得られたクラッド素材１０を６００℃〜９００℃とな
るまで加熱し、次いで、３個のロールを有する傾斜圧延
機により、外径が２０ｍｍとなるまで延伸圧延し、更に
冷間抽伸にて外径が５ｍｍとなるまで縮径加工を施した
後、最外層の保護材１４を硝フン酸にて溶解除去せしめ
、更に、冷間ダイス抽線により外径が２．５ｍｍとなる
まで縮径することにより得た。なお表面材としては、７
５％＾ｕ−１５％Ａｇ−１０％Ｃｕなる組成を有する、
所謂１８金を用い、また芯材としては、ＪＩＳ２種の純
Ｔｉを用いている。夫々の供試材における中間層の材料
、並びに成形前の保護材、表面材、中間層及び芯材の寸
法を第１表に示す。

（以下余白） 第 表 （以 下 余 白） この第１表中、ＮＯ，６及びＮ０９７が本発明に係るク
ラッド材であり、Ｎ０９６においては、第１図における
第１中間層３がＴａ、第２中間層４がＮｉとなっており
、またＮ００７においては、第１中間層３がＴａ。

第２中間層４が９０％Ｎｉ−７％Ｃｒ−３％Ｃｏとなっ
ている。

またＮｏ、１−ＮＯ，５は比較例であって、これらの内
、Ｎｏ、１〜Ｎ０．４は、夫々Ｎｂ、Ｔａ、Ｎｉ、　９
０％Ｎｉ−７％Ｃｒ−３％Ｃ。

からなる単一の中間層を有するクラッド材であり、Ｎ０
９５は、芯材と表面材との間に、Ｎｂからなる中間層と
Ｎｉからなる中間層とを芯材側からこの順に介在せしめ
てなるクラッド材であり、前述した特開昭６２−２１２
１３８号及び特開昭６３−７８７４１号公報にて提案さ
れているものである。

以上の如き７種の供試材の夫々に対し、接合界面におけ
る接合状態の良否、界面における耐食性の優劣、及び加
工性の良否を判定する試験を行った結果を第２表に示す
。なお、接合状態の良否の判定は、接合界面の電子顕微
鏡による硯察結果に基づいて行い、耐食性の優劣の判定
は、食塩、酢酸及び塩化銅を含有する腐食液を供試材に
所定時間噴霧した後における接合状態の良否により、ま
た加工性の良否は、前述した如く、直径２．５＋＋＋ｍ
の円形断面を有する供試材を、平圧延加工により厚さ１
．５ｍｍにまで偏平化した後における接合状態の良否に
より夫々判定した。なお接合状態及び耐食性に関する試
験は、めがねフレームへの組立てにおいて必要なろう付
けの際の到達温度（９００’ｃ）にまでの加熱前後にお
いて夫々行い、ろう付けによる接合強度及び耐食性の劣
化の有無も調べた。

（以　下　余　白） 第 表 似 下 余 白） この表中における◎は、電子顕微鏡による２０Ｃ）０倍
の倍率での接合界面の観察の結果、欠陥が全く確認され
なかった場合、○は、数個所の空隙状欠陥、所謂ボイド
の発生が確認された場合、△は、多数のボイドが生して
いる場合、更に×は、接合界面にｆ、１　離の発生が確
認された場合を夫々示している。

この試験の結果、次のことが明らかである。Ｎｂからな
る単一の中間層を有するＮｏ、１の供試材、及びＴａか
らなる単一の中間層を有するＮＯ，２の供試（オにおい
ては、界面の接合状態は加熱前後において共に良好であ
り、加熱前の耐食性もまた共に優良であるが、加工後に
おける接合界面には多数のボイドが観察され、加工性が
良好であるとは言い難く、めがねフレーム用材料として
適当ではない。

なお、Ｎ０１１の供試材においては、加熱後における耐
食性の劣化が認められた。

また、Ｎｉからなる単一の中間層を有するＮＯ，３の供
試材、及びＮｉ合金からなるＮｏ、４の供試材において
は、いずれも加熱前の接合状態は優良であり、また加工
に伴う接合状態の劣化は認められず、加工性は共に優良
であると言えるが、加熱後における接合界面には多数の
ボイドが確認された上、耐食性に劣り、特に加熱後にお
ける耐食試験の結果、ｆｆ１ｌ離部が生じていることが
誌められた。これは、Ｎｉ又はＮｉ合金からなる中間層
と、芯材たるＴｉ又はＴｉ合金との間の金属間化合物の
生成が、加熱により助長されるためである。

更に、ＮｉとＮｂとからなる２層の中間層を有するＮ０
０５の供試材においては、加熱前における接合状態が優
良であることは勿論、耐食試験後及び加工後においても
接合状態は優良であるが、加熱後における接合界面に若
干のボイドが確認され、また、加熱後に耐食試験を行っ
た場合、接合界面に多数のボイドが確認された。このこ
とから、Ｎ００５の供試材をめがねフレーム用材料とし
て用いた場合、組立てに際してのろう付けにより耐食性
が悪化し、長年の使用により美観が損なわれる虞がある
。

以上の各供試材に対し、Ｔａからなる第１中間層とＮｉ
からなる第２中間層とを有するＮＯ，６の供試材、及び
Ｔａからなる第１中間層とＮｉ合金からなる第２中間層
とを有するＮｏ、　７の供試材においては、全ての試験
項目においていずれも優良であるとの判定結果が得られ
た。このことから、Ｎ００６及びＮ００７の供試材、即
ち本発明に係るクラッド材は、めがねフレームの各構成
部品への加工性、並びにろう付は後における接合状態及
び耐食性が優良であり、めがねフレーム用材料として好
適なものであると言える。なおＮｂとＴａとでは、後者
によって大きい耐食性改善効果が得られることは、Ｎｏ
、１の供試材とＮ００２の供試材とにおける耐食性試験
の結果比１咬によっても明らかである。

なおＮ０１５の供試材における加熱の影響を更に調べる
べく、加熱温度を種々に変更して加熱後の耐食性試験を
行った結果、加熱温度が８００°Ｃを超えると共に耐食
性の劣化が著しくなり、この劣化は、Ｔｉからなる芯材
と、Ｎｂからなる中間層との界面において生じることが
判明した。前述した如くめがねフレームへの組立てにお
けるろう付けの際には、ろう付は部近傍の温度が９００
℃を超えることもあり、このような場合、ＮＯ，５の供
試材においては耐食性の劣化が生じることは避けられな
い。

なお、表面材として１４金又は１２金を用い、芯材とし
てＴｉ合金を用いた場合においても第２表に示すものと
全く同様の結果が得られ、本発明は、Ｔｉ又はＴｉ合金
からなる芯材に金又は金合金からなる表面材を被着して
なるクラッド材全般に適用可能であることが明らかとな
った。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係るめがねフレーム用クラフ
ト材においては、Ｔｉ又はＴｉ合金からなる芯材と金又
は金合金からなる表面材との間に芯材側に介在せしめら
れたＴａからなる第１中間層が、高温への加熱後におけ
る耐食性の劣化を防止する作用をなし、また表面材側に
介在せしめられたＮｉ又はＮｉ合金からなる第２中間層
が、加工性の改善作用をなすから、めがねフレームの各
構成部品への加工及びめがねフレームとしての、組立て
に際してのろう付けにより、接合強度及び耐食性が劣化
することがなく、製品化後においても高い接合強度と優
れた耐食性とが確保される等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るめがねフレーム用クラッド材の拡
大横断面図、第２図は本発明に係るめがねフレーム用ク
ラッド材の素材となるクラッド素材の一部破断側面図で
ある。 １・・・芯材　　２・・・表面材　　３・・・第１中間
層４・・・第２中間層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｔｉ又はＴｉ合金製の芯材に金又は金合金製の表面
   材を被着してなるめがねフレーム用クラッド材において
   、 前記芯材と前記表面材との間に、Ｔａからなる第１中間
   層と、Ｎｉ又はＮｉ合金からなる第２中間層とを、芯材
   側からこの順に介在させてあることを特徴とするめがね
   フレーム用クラッド材。