【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、時計外装等の装飾品のロウ付けに使
用するステンレス鋼用Auロウに関するものであ
る。
従来、時計外装等の装飾品は、耐食性、強度に
優れ、又低価格であることから材質的にステンレ
ス鋼を使用する場合が多い。しかし、ステンレス
部品を結合するロウ付け加工に適するロウ材がな
いのが現状であり、一般に使用するAgロウ、Ni
ロウ、Auロウにはいくつかの問題点がある。
即ち、Agロウは、主成分のAgが大気中で硫化
物を形成し黒変し易く、装飾品のロウ付けに使用
するには適さない。Niロウは、ロウ付け温度が
1000℃〜1150℃であることから、ステンレス鋼の
ロウ付けに使用されるが、ロウに添加されている
Ｂがステンレス鋼の粒界に拡散し、耐食性を著し
く低下させることからステンレス鋼のロウ付けに
使用するには適さない。
Auロウは、Au−Ni系、Au−Cu系、Au−Ag
−Cu系、Au−Ag−Cu−Zn系等が一般に使用さ
れているが、耐硫化性、耐汗性が充分でなく、又
ロウ材の色調が、赤色から黄色であることからス
テンレス鋼の色調と合わず、装飾的価値を低下さ
せ好ましくない等の欠点がある。
本発明は、以上のような公知のロウ材の欠点を
考慮し、特にステンレス装飾品のロウ付けに適す
る1000℃〜1100℃の融点を有し、耐硫化性、耐食
性に優れ、色調もステンレス鋼と違和感がないス
テンレス鋼用Auロウを提供することを目的とし
たものであり、上記目的に沿う様に、従来のAu
ロウの添加元素内耐硫化性を劣化させるAg及び
蒸発酸化し易いZnを含有させずに、耐食性、色
調を考慮してAuと全率固溶体を形成するCu，
Ni，Pdと融点降下元素であるSnとを添加元素と
し検討した結果得られたものである。
また、低融点化やヌレ性を確保するために、Si
又はCrを添加することが考えられるが、Si又は
Crは合金製造の際の溶融作業に於ける他のAu，
Ni，Pd，Cuの金属との溶融性が悪いため、採用
しない。
そして本発明Auロウは、その融点が1000℃〜
1100℃に分布して、ステンレス鋼の溶体化温度に
合致しており、さらにロウ付け作業が、水素、ア
ンモニア分解ガス等の還元性雰囲気中や真空雰囲
気中で可能である。
以下、本発明の実施例を表−１により説明す
る。
The present invention relates to an Au solder for stainless steel used for brazing decorative items such as watch exteriors. Conventionally, decorative items such as watch casings are often made of stainless steel because of its excellent corrosion resistance, strength, and low price. However, the current situation is that there is no brazing material suitable for the brazing process that joins stainless steel parts, and the generally used Ag wax, Ni
There are several problems with wax and au wax. That is, Ag wax, whose main component is Ag, forms sulfides in the atmosphere and tends to turn black, making it unsuitable for use in brazing decorative items. For Ni solder, the brazing temperature is
Since the temperature is 1000℃ to 1150℃, it is used for brazing stainless steel, but B added to the braze diffuses into the grain boundaries of stainless steel, significantly reducing corrosion resistance, so it is used for brazing stainless steel. Not suitable for use. Au wax is Au-Ni type, Au-Cu type, Au-Ag type.
-Cu series, Au-Ag-Cu-Zn series, etc. are commonly used, but they do not have sufficient sulfidation resistance and sweat resistance, and the color tone of the solder metal ranges from red to yellow. It has drawbacks such as not matching the color tone and reducing the decorative value, making it undesirable. In consideration of the above-mentioned drawbacks of known brazing materials, the present invention has a melting point of 1000°C to 1100°C, which is particularly suitable for brazing stainless steel decorative items, has excellent sulfidation resistance and corrosion resistance, and has a color tone similar to that of stainless steel. The purpose is to provide an Au solder for stainless steel that does not feel strange.In line with the above purpose, the conventional Au wax
Cu, which forms a solid solution with Au in consideration of corrosion resistance and color tone, does not contain Ag, which deteriorates the sulfidation resistance of the wax, and Zn, which easily evaporates and oxidizes.
This was obtained as a result of an investigation using Ni, Pd, and Sn, which is an element that lowers the melting point, as additive elements. In addition, to ensure a low melting point and wettability, Si
Alternatively, it is possible to add Cr, but Si or
Cr is mixed with other Au,
It is not used because it has poor meltability with metals such as Ni, Pd, and Cu. The Au wax of the present invention has a melting point of 1000℃~
It has a temperature distribution of 1100°C, which matches the solution temperature of stainless steel, and furthermore, brazing work is possible in a reducing atmosphere such as hydrogen or ammonia decomposition gas, or in a vacuum atmosphere. Examples of the present invention will be described below with reference to Table 1.
【表】
実施例
表−１に示す４種類のそれぞれの成分比率によ
つて、Auロウを高周波溶解により作成し、次に
スエージング加工、線引き加工により0.5mmφの
線材に加工した。このロウ材0.2ｇを厚さ0.5mmの
SUS304ステンレス鋼板の上に載置し、アンモニ
ア分解ガス中で1100℃×３mmの条件でロウ付け実
験を行ないぬれ性、耐食性及びロウ付け強度につ
いて調べた。ぬれ性は、SUS304ステンレス鋼板
表面でのロウの広がりにより調べた。耐食性は、
下記の人工汗浸漬試験で判断した。
人工汗浸漬試験の条件は
液組成 Nac9.9ｇ／ 尿素1.7ｇ／
乳酸1.7ｇ／
Na2S0.8ｇ／ NH4OH0.2ｇ／
温度 40℃
ロウ付け強度は、厚み４mm×巾５mm×長さ25mm
のSUS304ステンレス鋼試片を、重ね代２mmの状
態でアンモニア分解ガス中、1100℃×５mmの条件
でロウ付けし、ロウ付け平面の方向に引張つたせ
ん断強度で表わす。
以上の実施例から本発明の組成を次の通り決定
した。即ち、Au50〜60％（重量％、以下同じ）、
Cu10〜25％、Pd5〜20％、Ni5〜20％、Sn0.5〜
５％の範囲にて構成されるものである。
上記の構成とした理由を下記に説明する。
主成分のAuは、ロウ材の耐食性を満足させる
ため下限を50％とし、又被ロウ付け部品（ステン
レス鋼）との電位差を少なくし、さらに色調を白
色にするため上限を60％とする。
Cuは、融点及び加工性の点から10％未満では
好ましくなく、25％を越すと色調、耐食性の点で
好ましくないからCuは10〜25％が適当である。
Pdは、加工性、耐食性を良くするため下限を
５％とし、20％を越えると、ロウ材の融点が1100
℃を越えてしまうことから20％を上限とする。
Niは、ロウ材の色調及び融点の関係から５％
未満では好ましくなく、又加工性、耐食性の点か
ら20％を越えると好ましくないからNiは５〜20
％とする。
Snは、上記した金属との溶融性に優れ、また、
ステンレス鋼とのぬれ性を改善し且つ融点を降下
させる効果がありその効果を発揮するために下限
を0.5％とし、５％を越すとロウ材が脆くなり加
工しずらくなることから上限を５％とする。
以上が本発明の実施例の構成を前記の通り決定
した理由であるが、次に実施例のNo.１を用いて時
計用メツシユバンドと時計ケースの接合を行なつ
た具体例を記す。
まずSUS304ステンレス鋼のメツシユバンド端
末部にロウ材をセツトし、アンモニア分解ガス中
で1080℃×５mmで加熱ロウ付けを行ない、メツシ
ユバンド端末部をロウで固めた。
次にケース側面形状に合わせ、バンド端末部を
研削成形を行なつた。この研削成形においてバン
ドの目コボレが発生せず良好な結果が得られた。
その後SUS304ステンレス鋼のケースとメツシユ
バンドの接合を上記Auロウを使用してアンモニ
ア分解ガス中で1100℃×５mmの加熱より行つた。
接合部を引張り試験機にかけた所、バンド携帯に
通常必要とされている100Kg以上の引張り力に耐
え、ロウ付け部からの破壊はなかつた。
ロウ材は、ステンレス鋼と同じ色調を示すため
ロウ付け部の外観は非常に良好であり美しい。
又、耐食性については、人工汗浸漬試験を行なつ
た所150時間以上に亘つて、ロウ材部、ロウとス
テンレス鋼の境界部のいずれにも腐食変色は見ら
れなかつた。
以上の如く、本発明はAu，Ni，Pd，Cuの基
本合金にSnを添加したので、ロウ材を溶解によ
り作成する時に、Snと他の金属と溶融し固溶し
て、均質なロウ材を得ることが出来、ステンレス
鋼と同一色調を有し、強度と耐食性に優れている
ことからステンレス鋼用Auロウとしてメリツト
が多い。[Table] Example Au wax was prepared by high frequency melting using the four component ratios shown in Table 1, and then processed into a wire rod of 0.5 mmφ by swaging and wire drawing. 0.2g of this brazing material to a thickness of 0.5mm
It was placed on a SUS304 stainless steel plate, and a brazing experiment was conducted in an ammonia decomposition gas at 1100°C x 3 mm to examine wettability, corrosion resistance, and brazing strength. Wettability was investigated by the spread of wax on the surface of the SUS304 stainless steel plate. Corrosion resistance is
Judgment was made using the following artificial sweat immersion test. The conditions for the artificial sweat immersion test are: Liquid composition Nac 9.9g / Urea 1.7g / Lactic acid 1.7g / Na 2 S 0.8g / NH 4 OH 0.2g / Temperature 40°C Brazing strength: thickness 4mm x width 5mm x length 25mm
SUS304 stainless steel specimens were brazed at 1100°C x 5 mm in an ammonia decomposition gas with an overlap of 2 mm, and the shear strength was expressed as tensile strength in the direction of the brazing plane. From the above Examples, the composition of the present invention was determined as follows. That is, Au50-60% (weight%, same below),
Cu10~25%, Pd5~20%, Ni5~20%, Sn0.5~
It is comprised within the range of 5%. The reason for the above configuration will be explained below. The lower limit of Au, the main component, is set at 50% in order to satisfy the corrosion resistance of the brazing material, and the upper limit is set at 60% in order to reduce the potential difference with the parts to be brazed (stainless steel) and to make the color white. Cu content of less than 10% is undesirable from the viewpoint of melting point and processability, and Cu content of 10 to 25% is unfavorable since it is unfavorable from the viewpoint of color tone and corrosion resistance when it exceeds 25%. The lower limit of Pd is set at 5% to improve workability and corrosion resistance, and if it exceeds 20%, the melting point of the brazing material will rise to 1100%.
The upper limit is set at 20% because it exceeds ℃. Ni is 5% due to the color tone and melting point of the brazing material.
If it is less than 20%, it is undesirable, and from the viewpoint of workability and corrosion resistance, it is undesirable if it exceeds 20%, so Ni is 5 to 20%.
%. Sn has excellent meltability with the metals mentioned above, and
It has the effect of improving wettability with stainless steel and lowering the melting point, and in order to achieve this effect, the lower limit is set at 0.5%.If it exceeds 5%, the brazing material becomes brittle and difficult to process, so the upper limit is set at 5%. %. The above is the reason why the structure of the embodiment of the present invention was determined as described above.Next, a specific example in which a watch mesh band and a watch case were joined using Example No. 1 will be described. First, a brazing material was set at the end of a mesh band made of SUS304 stainless steel, and heat brazing was performed at 1080°C x 5 mm in ammonia decomposition gas to solidify the end of the mesh band with the solder. Next, the end of the band was ground and formed to match the shape of the side surface of the case. In this grinding and forming process, good results were obtained with no occurrence of band breakage.
Thereafter, the SUS304 stainless steel case and the mesh band were joined by heating at 1100° C. x 5 mm in ammonia decomposition gas using the above-mentioned Au solder.
When the joint was subjected to a tensile testing machine, it withstood a tensile force of more than 100 kg, which is normally required for mobile phone bands, and the brazed part did not break. Since the brazing metal exhibits the same color tone as stainless steel, the appearance of the brazed part is very good and beautiful.
Regarding corrosion resistance, an artificial sweat immersion test was conducted for over 150 hours, and no corrosion discoloration was observed in either the brazing material or the boundary between the brazing material and the stainless steel. As described above, in the present invention, Sn is added to the basic alloy of Au, Ni, Pd, and Cu, so when the solder metal is created by melting, Sn and other metals are melted and dissolved into a solid solution to form a homogeneous solder metal. It has many advantages as an Au wax for stainless steel because it has the same color tone as stainless steel, and has excellent strength and corrosion resistance.