JPH0345703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、時計バンド、メガネフレーム等の
金属加工装飾材料の構造の技術分野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この出願の発明は、時計バンドやメガ
ネフレーム等の装飾金属材料に用いる基材材料
で、軽量化を図るTi金属基材に対してNi金属や
Pd金属等の中間材、表層材を添設して一体結合
したTi芯線材に関する発明であり、特に、Ti金
属基材の全表面の少くとも一部、或は、全体に於
いてその添設面にラビリンス状の係合溝が周方向
所定ピツチで穿設され、これに対し表層材がその
内面に該係合溝に対応的に突出部を形成するか、
又は、溝材を介し該Ti金属基材に機械的、及び、
金属的に緊結され、その結合状態を強固にされて
おり、更に、該係合溝と上記表層材、又は、溝材
との間にAg等の金属メツキ層を介して結合され、
或は、更に又、該表層材の表面に金等の貴金属合
金がクラツドされたり、金属メツキが施されたり
しているTi芯線材に係る発明である。

＜従来の技術＞ 周知の如く、時計バンドやメガネフレーム等に
は装飾機能が求められるようになり、かかる需要
に対しそれらの意匠性を高めるようにされ、これ
らに応え得る金属材料の芯線材が用いられるよう
になつてきている。

又、軽量化を要求される一般工業材料、特に、
ろう付けを必要とする材料においては、Tiやそ
の合金等のTi金属が広く用いられており、具体
的な態様としては基材に表層材を強度を高くして
接合されたクラツド材料として用いられているこ
とは、例えば、実開昭56−50629号公報考案、特
開昭57−91891号公報発明等に示されている様に
周知の技術である。

即ち、Tiの比重は、従来のこの種金属の洋白、
モネル、Ni基系の合金に比して約半分程度であ
つて、極めて軽量であり、特に、メガネフレーム
や時計バンド等身体に携行する場合の装着性の良
さ、或は、馴染み性の良さがあり、又、強度も充
分にあつて実用性に耐えられるものであり、一
方、自動車部品や電気材料等その軽量性と強度性
の優れている等から各方面のニーズにかなつて広
く採用されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 而して、該種従来態様のTi芯線材においては、
基本的にTi基材に対してNi等の表層材を単なる
クラツド加工による一体結合の態様が一般技術と
して採用されていることから、第１図に示す様
に、軽量Ti金属材料１においてはTi基材２と表
層材３との間の界面４に剥離現象が生ずることが
しばしばあり、そのため歩留りの点等から見ても
コスト的に合わず、日常使用に耐え得ず、実用に
は向かないという不具合があつた。

このことは芯線材についても同様であつた。

蓋し、Ti金属が本来的に活性化金属であるこ
とから他の金属との冶金的反応が極めて顕著であ
り、場合によると共晶反応等によつて展延性に乏
しくなり、脆い金属間化合物層が接合境界に形成
されることによつて高い強度が得難く、特に、ろ
う付け時の高温にさらされると、このような不具
合が生じ易い虞があるからである。

このため、装飾金属を必要とする工芸品や小型
の軽量精密機械、電子部品等を用いる業界におい
てはTi金属材による芯線材を用いてもTi金属本
来のメリツトが充分に生かされず、その良さが確
実に利用されないという不利点があつた。

又、Ti金属の基材に対して間に所定の中間層
を介在させてその外側に表層材をクラツドするよ
うな技術も採用されないことはないが、それらの
金属の組合せには限度があり、自由度が少ないと
いう不具合があるうえに、コスト的に高くついて
採算に合わないというデメリツトがあつた。

＜発明の目的＞ この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく
Ti金属芯線材のTi金属基材に対し表層材を直接
に、或いは、中間層を介して添設一体結合するに
際してのTi金属本来の軽量性の良さを削減する
Ti芯線材の問題点を解決すべき技術的課題とし、
簡易ではあるが、合理的な設計によりTi金属基
材に対して表層材の接合強度を高くし、Ti金属
本来の軽量性の良さを充分に発揮させ、而も、量
産性において確実に実用化が出来、その加工性も
何等阻害することがないようにし、最終製品の意
匠性も高められるようにして金属製品製造産業に
おける複合層金属加工技術利用分野に益する優れ
たTi芯線材を提供せんとするものである。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの出願の発明の構成は、前述課題を解決する
ためにTi、或は、Ti合金のTi金属基材をその全
表面の表層材添設表面の周方向に所定ピツチラビ
リンス状等の係合溝の複数を所定サイズに穿設
し、一方、閉断面の表層材においてはその内側に
該係合溝に対応する係合突出部を予め形成させて
おき、該係合溝と突出部の係合結合により両者を
一体添設するか、又は、突出部を形成することな
く、所定の溝材を該係合溝に締結させ、これを介
して表層材を一体添設し、或は、該係合溝に金属
メツキ層を介装させた後に表層材を該係合溝に突
出部を直接、又は、溝材を介しての結合により一
体結合させ、更には、このようにしてTi金属基
材に対して表層材を一体結合した後該表層材の外
側面に貴金属合金をクラツドしたり、又は、貴金
属メツキを施すようにしたりする技術的手段を講
じたものである。

＜実施例＞ 次に、この出願の発明の実施例を第２図以下の
図面に基づいて説明すれば以下の通りである。

先ず、基本態様としてTi金属基材２′の表層材
添設面に、第２，３，４図に示す様に、角ノツチ
型、ラウンド型、アンダハング型等の所定断面形
状の係合溝５，５′，５″を押出し加工、圧延加
工、切削加工、放電加工等の所定の適宜加工手段
を介して穿設する。

而して、該係合溝５，５′，５″についてそれら
の形状、サイズピツチ等は設計に従つて適宜に形
成する。

そして、Ti金属基材２′について表層材添設面
を弗化物を主成分とする水溶液中に所定時間浸漬
させて表面活性状態維持のために表面に覆れてい
る酸化被膜を溶解除去する。

尚、設計によつては酸化皮膜除去処理後、新し
い酸化皮膜の実質的形成前に直ちにAg、Ni、
Cu、Pd、Cr、Sn、又はそれらの合金のメツキ溶
中に所定に浸漬させて化学メツキ、或は、通電し
て電気メツキを行い金属メツキ層を所定厚さに薄
く形成させる。

而して、一方では表層材としての所定の金属を
Ti金属基材２′の係合溝５，５′，５″に係合させ
る突出部を押出し加工、圧延、切削加工、放電加
工等の所定の加工手段により形成させておき、そ
こで表層材をしてTi金属基材に係合溝５，５′，
５″と突出部を係合させることにより両者を緊結
させる。

そして、上記突出部の形状加工を施すことな
く、係合溝５，５′，５″に溝材を係合させて表層
材を添設させ、次いでダイス、圧延、鍛造等の手
段を介して密着緊結させる。

更に、必要に応じてArガス、若しくは、真空
等の雰囲気中で600℃〜900℃間の所定温度で所定
時間熱拡散処理させることにより、両者の緊密結
合を促進させることも設計的に可能である。

この場合、600℃以下では拡散が充分に行われ
ず、900℃以上では拡散層の増量が進み過ぎて後
工程における加工が好ましくないからである。

而して、第５図に示す実施例は、代表的な芯線
材の態様であり、Ti金属基材２′を断面円形状に
し、その外側面に所定ピツチで多数のラビリンス
状の係合溝５，５…を穿設し、一方、断面リング
状の表層材６の内面には該係合溝５，５…に対応
する突出部７，７…を突出形成させて、前述の如
き適宜手段により両者を緊結させたTi芯線材８
とした態様であり、第６，７図に示す実施例は上
述実施例を二次的に異形加工した態様であり、相
互には目的に応じた設計例である。

又、第８図に示す実施例は、断面円形のTi金
属基材２′の外周面に、前述の如く、係合溝５，
５…を穿設形成し、その後に所定金属メツキ層９
を形成させた後に該係合溝５，５に対応する突出
部７，７…を有する断面リング状の表層材６を該
係合溝５，５…、突出部７，７の相互の緊結係合
を介して一体添設させた芯線材の態様であり、
又、第９図に示す実施例は、上述第６図に示した
Ti芯線材８１の表層材６の表面に、更に、貴金
属合金１０をクラツドさせた異形材８１′の線材
の態様例であり、第１０図に示す実施例は、同じ
く前述第７図に示した実施例のTi金属基材８
１′の表層材６の表面に貴金属メツキ層１１を施
してクラツドした線材８１の態様である。

又、第１１図に示す実施例に於いてはTi金属
基材２′に対して、前述第５図に示す実施例同様
に、ラビリンス状の係合溝５，５…を形成し、表
層材６に於けるその内面に突出部を形成させず、
該係合溝５，５…に溝材７′，７″…を対応させて
適宜手段により圧入嵌合させ、両者の表面に表層
材６を緊結させたTi芯線材８″の態様である。

そして、第１２図に示す実施例は上記係合溝
５，５…と溝材７′，７′…との間、及び、表層材
６との間に所定金属メツキ層９を介在させて表層
材６を緊結させたTi芯線材８の態様である。

而して、該溝材７′の材質は表層材６と同材質、
異材質等さまざまなものが採用可能である。

而して、上述各実施例は基本的態様であるが、
具体的な実施例として表層材、又は、溝材にPd、
及び、PdにNiを20重量％以下含有する合金を使
用する態様があり、当該態様においてNiを20重
量％以下にするのは、20％以上では合金の展延性
が減少し、中間加工においてTi基材との結合力
を低下させ、接合部の剥離を生じせしめるためで
ある。

又、NiにPdを20重量％以下含有する合金を設
けることが出来、この場合も20％を越えると同様
に剥離を生ずるものである。

更に又、NiにCuを30重量％以下含有する合金
を表層材、又は、溝材として用いることが出来る
が、この場合、30％を越えるとTi界面において
Cu、Niが共存拡散し、CuTiのもろい金属間化合
物が形成され、展延性に劣るからである 又、上述Ti金属基材２′に対しその係合溝５，
５′，５″を穿設形成させた後、金属メツキ層を形
成させる場合にはAg、Ni、Cu、Pd、Cr、Snの
少くとも一種類以上のメツキ処理を施すことが出
来る。

而して、上述の如く、Ti金属基材２′に対し表
層材、又は、溝材を基材の係合溝５，５′，５″を
介して緊結されたTi芯線材の該表層材の外側に、
更に、貴金属合金をクラツドさせた軽量Ti金属
基材を実施例とすることが出来、この場合の貴金
属合金としてはAu、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru
の内少くとも１種以上の貴金属を含む合金が採用
出来る。

更に、別の実施例としては該貴金属材料のクラ
ツドに替えて表層材の表面に貴金属メツキを施し
たTi芯線材とすることが出来る。

したがつて、上述２実施例の表層材の外面にク
ラツドする貴金属合金は外層材とされ、表層材は
中間材となり、又、貴金属メツキ層も外層材とさ
れるものである。

而して、上述各実施例におけるTi芯線材にお
けるTi金属の体積比率は70％以上であるように
されるが、この場合、70％以下では重量が増加
し、初期目的の軽量材料の意味を失う。

又、Ti金属基材表面に加工して形成する係合
溝の占有面積比率は全体で基材表面積の90％以下
であるようにする。

蓋し、90％以上では、Ti金属基材の係合溝の
ラビリンス形状が表層材の突出部、又は、溝材に
対してその緊結結合度を充分にすることが出来な
いからである。

次に、又、そのラビリンス形状を複雑にしてそ
の面積を大にすることにより、例えば、線材等を
捩回して引き延ばしするような二次加工を行う場
合においても、Ti金属基材と表層材との機械的
剥離が容易には起らないように緊結度合を充分に
することが出来る。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例
に限るものではないことは勿論であり種々の態様
が採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば、基本的に本来
的にはその軽量性等極めて優れているTi芯線材
において、Ti金属が活性化金属であることから、
クラツド材とした場合、基材と表層材の間のクラ
ツド境界面に剥離現象が容易に生じ易く、実使用
に耐えられなかつたものがTi金属基材とその表
層材との間に係合溝とこれに対向する突出部のラ
ビリンス状の係合がなされることにより機械的に
も強固な係合状態が現出されることから剥離がほ
とんど生ずることがなくなり、芯線材でありなが
ら接合状態が半永久的に維持出来るという優れた
効果が奏されるのみならず、結果的に剥離が生じ
ないために材料として初期の目的を達することが
出来、又、閉断面の表層材が中実断面の基材の全
表面に皮覆くされているため、意匠性の上でも審
美的からもその装飾的機能が低下しないという優
れた効果が奏され、又、電気部品や他の精密機械
加工部分の初期の機能が果されるという優れた効
果が奏される。

而して、ろう付け加工を行つてクラツド材とす
る場合にも該ろう付けが初期の接合状態を維持す
るために結合状態が確実に保持出来るという優れ
た効果が奏される。

このように、強固な結合性を保持出来るために
材料に対する信頼性が高く、張り素材、メツキ用
素材としても優れ、本来の軽量の性質を保持する
Ti金属基材の機能を充分に満足することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づくTi金属クラツド材
料の剥離現象態様の断面図、第２図以下はこの出
願の発明の実施例の説明図であり、第２，３，４
図は基本的実施例のTi金属基材の係合溝形成断
面図、第５図は同基本的材料の断面図、第６，７
図は基本的異形材の断面図、第８，９，１０図は
他の実施例の第５，６，７図相当断面図であり、
第１１，１２図は別の実施例の断面図である。 ２′……Ti金属基材、６……表層材、８，８
１，８１′，８′，８″，８，８１″，８１……
Ti芯線材、５……係合溝、７……突出部、７′…
…溝材、９……金属メツキ層、１０……貴金属合
金クラツド層、１１……貴金属メツキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ti金属基材に対し表層材を添設結合したTi
   芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に形
   成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピツ
   チの係合溝が複数穿設され、而して閉断面の表層
   材がその内側に形成され、該各係合溝に対応する
   各突出部を係合溝に締結されてTi金属基材に添
   設されていることを特徴とするTi芯線材。 ２ 上記表層材がNiであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のTi芯線材。 ３ 上記表層材がNi−Cr合金であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のTi芯線材。 ４ 上記表層材がPdであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のTi芯線材。 ５ 上記表層材がPdにNiを20重量％以下含有す
   る合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のTi芯線材。 ６ 上記表層材がNiにPdを20重量％以下含有す
   る合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のTi芯線材。 ７ 上記表層材がNiにCuを30重量％以下含有す
   る合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のTi芯線材。 ８ Ti金属基材に対し表層材を添設結合したTi
   芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に形
   成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピツ
   チの係合溝が複数穿設され、而して該各係合溝に
   対して金属メツキ層を介して閉断面の表層材がそ
   の内側に形成され該各係合溝に対応する突出部を
   該係合溝に締結されてTi金属基材に添設されて
   いることを特徴とするTi芯線材。 ９ 上記金属メツキ層がAg、Ni、Cu、Pd、Cr、
   Snの少くとも一種のメツキ層であることを特徴
   とする特許請求の範囲第８項記載のTi芯線材。 １０ Ti金属基材に対し表層材を添設結合した
   Ti芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に
   形成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピ
   ツチの係合溝が複数穿設され、而して閉断面の表
   層材がその内側に形成され、該各係合溝に対応す
   る突出部を該係合溝に締結されてTi金属基材に
   添設され、更に該表層材の外側に貴金属合金が外
   装材としてクラツドされていることを特徴とする
   Ti芯線材。 １１ 上記貴金属合金がAu、Ag、Pt、Pc、Pd、
   Rh、Ir、Ruの内少くとも１種以上の貴金属を含
   む合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １０項記載のTi芯線材。 １２ Ti金属基材に対し表層材を添設結合した
   Ti芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に
   形成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピ
   ツチの係合溝が複数穿設され、而して閉断面の表
   層材がその内側に形成され、該各係合溝に対応す
   る突出部を該係合溝に締結されてTi金属基材に
   添設され、更に該表層材の表面に外装材として貴
   金属メツキが施されていることを特徴とするTi
   芯線材。 １３ Ti金属基材に対し表層材を添設結合した
   Ti芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に
   形成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピ
   ツチの係合溝が複数穿設され、而して上記表層材
   が係合溝に対する溝材の締結を介してTi金属基
   材に添設されていることを特徴とするTi芯線材。 １４ 上記溝材がNiであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１３項記載のTi芯線材。 １５ 上記溝材がNi−Cr合金であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項記載のTi芯線材。 １６ 上記溝材がPdであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１３項記載のTi芯線材。 １７ 上記溝材がPdにNiを20重量％以下含有す
   る合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項記載のTi芯線材。 １８ 上記溝材がNiにPdを20重量％以下含有す
   る合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項記載のTi芯線材。 １９ 上記溝材がNiにCuを30重量％以下含有す
   る合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項記載のTi芯線材。 ２０ Ti金属基材に対し表層材を添設結合した
   Ti芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に
   形成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピ
   ツチの係合溝が複数穿設され、而して該係合溝に
   対して金属メツキ層を間にして閉断面の表層材が
   該係合溝に対する溝材締結を介してTi金属基材
   に添設されていることを特徴とするTi芯線材。 ２１ 上記金属メツキ層がAg、Ni、Cu、Pd、
   Cr、Snの内少くとも一種のメツキ層であること
   を特徴とする特許請求の範囲第２０項記載のTi
   芯線材。 ２２ Ti金属基材に対し表層材を添設結合した
   Ti芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に
   形成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピ
   ツチの係合溝が複数穿設され、而して閉断面の表
   層材が該係合溝に対する溝材締結を介してTi金
   属基材に添設され、更に該表層材の外側に貴金属
   合金が外装材としてクラツドされていることを特
   徴とするTi芯線材。 ２３ 上記貴金属合金はAu、Ag、Pt、Pd、Rh、
   Ir、Ruの内少くとも１種以上の貴金属を含む合
   金であることを特徴とする特許請求の範囲第２２
   項記載のTi芯線材。 ２４ Ti金属基材に対し表層材を添設結合した
   Ti芯線材において、該Ti金属基材が中実断面に
   形成され、その全表面の添設面の周方向に所定ピ
   ツチの係合溝が複数穿設され、而して閉断面の表
   層材が該係合溝に対する溝材締結を介してTi金
   属基材に添設され、更に表層材表面に外装材とし
   て貴金属メツキが施されていることを特徴とする
   Ti芯線材。